FI113792B - Monitelakalanteri - Google Patents

Description

113792

Monitelakalanteri

Flervalskalander 5

Esillä oleva keksintö liittyy kuiturainan, kuten paperi- ja kartonkirainan, kalanterointiin. Tarkemmin esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen kenkätela monitelakalanteria varten.

10 Kalanterointi on menetelmä, jolla pyritään yleisesti parantamaan rainamaisen materiaalin, kuten paperirainan, ominaisuuksia, etenkin paksuusprofnlia, sileyttä, kiiltoa, pinnan huokoisuutta ja läpikuultavuutta. Kalanteroinnissa paperiraina johdetaan toisiaan vasten puristettujen telojen väliin muodostettuun nippiin, jossa paperiraina lämpötilan, kosteuden ja nippipaineen vaikutuksesta deformoituu, jolloin paperirainan fysikaalisiin ominaisuuksiin voidaan vaikut-15 taa edellä mainittuja parametrejä ja vaikutusaikaa säätämällä. Kalanteroinnilla aikaansaatavat hyvät fysikaaliset ominaisuudet johtavat parempaan painojälkeen ja tuovat sitä kautta kilpailuetua paperin valmistajalle.

Kenkä- ja/tai pitkänippikalanterointi on kalanterointia kalanteriyksikössä, jossa nippi muodos-20 tuu joustavavaippaisen telan, jonka vaippa on esim. polyuretaania, sekä jäykkävaippaisen ja t » !*·,; sisäpuolisella kuormituskengällä varustetun puristustelan tai kenkätelan väliin, joka on metal- : : : lia kuten terästä.

• * »iti • * v ' Ennestään tunnetusti kenkätelat hydraulisesti taipumakompensoituja vyöhykesäädettäviä telo- ; : 25 ja, joissa vaippaa tuetaan pyörimättömältä telan keskiakselilta käsin hydrostaattisilla kuormi- tussovitelmalla, kuten kuormituskenkien rivi, jotka siirtävät keskiakselin ympäri pyörivään ... vaippaan kohdistuvan nippivoiman keskiakselin kannettavaksi. Kuormituselementti on yleen- » » ’ · ' sä myös jaettu vyöhykkeisiin, jolloin kuormituspainetta voidaan säätää profilointitarpeen mu- | ' kaisesti. Vyöhykejako tällaisessa vyöhykesäädettävässä kenkätelassa voi jakaantua yksittäi- 30 siin kuormitussovitelman elementteihin, jolloin vyöhykemäärä voi nousta telassa ja kuormi-; · tussovitelmassa yli 60:n - esimerkkeinä voidaan mainita hakijan tavaramerkeillä SymCD™ ja : SymCDS™ markkinoimat kenkätelat, tai joukkoon kuormitussovitelman elementtejä, jolloin 2 113792 telassa ja kuormitussovitelmassa on normaalisti kahdeksan vyöhykettä - esimerkkeinä voidaan mainita hakijan tavaramerkeillä SymZ™, SymZS™, SymZL™ ja SymZLC™ markkinoimat kenkätelat.

5 Kenkä- ja/tai pitkänippikalanterointi on havaittu yleisesti hyväksi matalakiiltoisten, so. alle 40 Hunter-kiilto-%:a olevien, paperilaatujen aikaansaamiseksi kalanteroimalla. Kun vaatimuksena on korkeampi kiilto ei nippipaine kuitenkaan riitä kiillon muodostamiseen. Ajonopeuksien jatkuvasti kasvaessa kalanteroinnista muodostumassa paperinvalmistusprosessin pullonkaula eikä nykyisillä konekalanteriyksiköillä saavuteta riittävää laatua. Nykyisen paperinvalmistus-10 prosessin haittapuolia on myös, että huikin menetys kasvaa parannettaessa kiiltoa, j a riittävän laadun aikaansaamiseksi joudutaan turvautumaan runsaasti päällystettyihin Tainoihin ja/tai käyttämään off-line kalanterointia, etenkin moninippikalanterointia, jonka tunnettu sovellutus on superkalanterointi, ja/tai soft-kalanterointia.

15

Kalanterointitekniikassa ollaan menossa jatkuvasti yhä enenevässä määrin kohti on-line ratkaisuja myös kun tarkoituksena on valmistaa korkeampi laatuisia painopaperilaatuja, kuten SC- ja kiiltäviksi pinnoitetut paperit. Kuviossa 1 on havainnollistettu kuinka erilaisia painopaperilaatuja kalanteroidaan nykyään ja erityisesti voidaan nähdä mihin suuntaan kalanteroin-•. ·. 20 titekniikka on lähitulevaisuudessa menossa.

* · • · • · ·.·. a. Konekalanteroinnilla on kalanterointia kalanteriyksikköä, jossa nipit muodostuvat joustamattomien päällekkäisten sileäpintaisten metallitelojen väliin. Konekalanteris-’ ·*: sa nipin leveys on tyypillisesti hyvin pieni ja nippipaine on nipeissä suhteellisen suu- T: 25 ri.

b. Monitelakalanterointi, jonka tunnettuja sovellutuksia on superkalanterointi ja : : etenkin SC-A ja LWC laatujen aikaansaamiseksi monitelainen On-Line tai I * · 1 Off-Line kalanteri, jolla päästään off-line ajona käytännössä laadullisesti parhaa- V. seen tulokseen, on kalanterointia kalanteriyksikkössä, jossa nipit muodostuvat sileä- » » :”‘:30 pintaisen metalli- tai kokillipintaisen telan, ja joustavalla pinnoitteella päällystetyn * » * telan, kuten paperi- tai polymeeritelan, väliin, jolloin muodostuu leveä nippi. Jousta- • * · : vapintainen tela mukautuu paperin pinnan muotoihin ja painaa paperin vastapuolen • · 3 113792 tasaisesti vasten sileäpintaista metallitelaa. Joustavapintaisen telan vuoksi myös ka-lanterointiaika on pidempi, minkä vuoksi riittävän kapasiteetin varmistamiseksi paperikone on nykyisin varustettava jopa kolmella monitelakalanterilla. Monitela-kalanterissa on nykyisin tyypillisesti yhdestä kahteen telastoa ja 10-12 nippiä. Super-5 kalanterissa on rainan puolien käsittelemiseksi ns. kääntönippi, jossa on kaksi jousta- vapintaista telaa vastakkain. Viivapaine kasvaa monitelakalanterissa ylänipistä alanippiin maanvetovoimasta johtuen. Käyttämällä telojen kevennystä voidaan tätä paineen kasvua kompensoida. Tällainen telojen kevennyksellä varustettu monitela-kalanteri on hakijan tavaramerkillä OptiLoad™ markkinoima monitelakalanteri.

10 c. Soft-kalanterointi on kalanterointia kalanteriyksikkössä, jossa nipit muodostuvat samantyyppisesti kuin monitela- tai superkalanterissa sileäpintaisen metallitelan ja joustavalla pinnoitteella päällystetyn telan väliin, jolloin muodostuu leveä nippi. Soft-kalanterissa kukin nippi muodostuu erillisten telaparien, jolloin yksittäisten nip-pien nippipainetta voidaan säätää nippikohtaisesti, tai erillisten telastojen telaparien 15 väliin, jolloin nippipainetta voidaan säätää telastokohtaisesti. Soft-kalanteria on mahdollista käyttää On-Line kalanterina ja sillä on mahdollista korvata paperikoneen konekalanterit. Rainan molempien puolien käsittelemiseksi kalanterissa on peräkkäiset nipit muodostavien telaparien tai telastojen järjestys rainan suhteen käännetty niin että joustavapintainen tela tai joustavapintaiset telat saadaan vaikuttamaan rainan . 1. ·. 20 kumpaankin pintaan.

;'Esillä olevan keksinnön ensisijaisena päämääränä on eliminoida tai ainakin minimoida nykyi-;1·: seen monitelakalanterointiin liittyviä heikkouksia ja haittapuolia sekä aikaansaada monitela- Γ: kalanteriin uudenlainen väli- ja/tai keskustela kuiturainan profiloitavuuden parantamiseksi : : 25 monitelakalanterin, kuten moninippisen On-Line tai Off-Line kalanterin, superkalanterin ja/tai softkalanterin, nipeissä.

• i · t t t · .· : Tämä päämäärä on keksinnön mukaisesti saavutettu alussa mainitun kaltaisella kenkätelalla, Y: jonka pääasialliset erityispiirteet on esitetty oheisen itsenäisen vaatimuksen 1 tunnusmerkki- * 1 ”:30 osassa.

> » 4 113792

Keksintö perustuu siis siihen uuteen ja keksinnölliseen ajatukseen, että kenkätelan vaippaa kuormittavat ja profiloivat kenkärivit jäijestetään kenkätelan nippien suuntaan, ja että kenkä-telan vaippa on komposiittimateriaalia, jonka ominaisuudet valitaan kuitusuuntauksella siten, että vaippa on kehän suunnassa jäykempi kuin akselisuunnassa.

5

Keksinnön eduista voidaan mainita, että kenkätelan vaippaa kuormittavien ja kehän suunnassa toisistaan välin päässä olevien kenkärivien yksittäisillä kengillä tai kenkien joukolla voidaan samanaikaisesti muuttaa nippikuormitusta, so. lisätä ja/tai keventää nippikuormitusta, ja aikaansaada näin peräkkäisiä nippejä, jotka profiloivat samalla tavoin ja tehostavat kalanteroin-10 nin lopputulosta. Keksintö mahdollistaa myös sen, että kenkätelan avulla monitelakalanterin kaikista nipeistä voidaan nyt tehdä profiloivia nippejä, ja että monitelakalanterin, kuten super-kalanterin, ylä- ja/tai alatelasta voidaan nyt tehdä profiloiva ylä- ja/tai alatela.

Keksinnön erityisen edullisena pidetyn sovellutusmuodon mukaisesti komposiittimateriaali on 15 valittu edullisesti joukosta, johon kuuluu: jatkuvakuituinen lujitemuovi; lasikuitu; hiilikui-tu/epoksi komposiitti.

Jotta vaippa olisi kehän suunnassa jäykempi kuin akselisuunnassa keksinnön edullisena pidetyssä sovellutusmuodossa komposiittimateriaalin kuitusuuntaus on toteutettu siten, että suu- ·. ·. 20 rempi osa kuiduista on kelattu telan akselin suhteen kulmaan, joka on yli 45°. Edullisesti tämä « * \: kelauskulma on välillä 70° - 90°.

• · • ·

Keksinnön muiden yksityiskohtien etujen ja rakenteellisten yksityiskohtien osalta viitataan : oheisen vaatimusasetelman epäitsenäisiin vaatimukseen.

: 25

Keksintöä selostetaan seuraavassa sen erään edullisena pidetyn sovellutusmuodon avulla viit- * » · ‘ taamalla patenttipiirustuksen kuvioon 2, joka esittää kaaviomaista poikkileikkausta monitela- ** kalanterista.

* » * • · • · :...:30 Kuvion 2 mukaisessa monitelakalanterissa kalanteroitavan kuiturainan kulku on seuraava.

Kalanteroitava kuituraina W tulee monitelakalanterin ylätelan 1 ja ylemmän jäykkävaippaisen : puristustelan 2, jossa on sileäpintaisen metalli- tai kokillivaippa 21, väliseen ylänippiin YN, 5 113792 josta kuituraina W kiertää ohjainelimen 3 (esim. ohjaintelan) ympäri jäykkävaippaisen piiris-tustelan 2 ja keksinnön mukaisen ylemmän väli- tai keskitelan 4, joka on kenkätela, jossa on komposiittimateriaalia oleva vaippa 41, väliseen ylempään profiloivaan nippiin PN1, jonka jälkeen kuituraina W kiertää ohjainelimen 5 (esim. ohjaintelan) ympäri keksinnön mukaisen 5 ylemmän keskitelan 4, joka on kenkätela, ja keksinnön mukaisen alemman väli- tai keskitelan 6, joka on kenkätela, jossa on myös komposiittimateriaalia oleva vaippa 61, väliseen kään-tönippiin KN, jonka jälkeen kuituraina W kiertää ohjainelimen 7 (esim. ohjaintelan) ympäri keksinnön mukaisen alemman alemman keskitelan 6, joka on kenkätela, ja alemman jäykkävaippaisen puristustelan 8, jossa on sileäpintainen metalli- tai kokillivaippa 81, väliseen 10 alempaan profiloivaan nippiin PN2, jonka jälkeen kuituraina W kiertää ohjainelimen 9 (esim. ohjaintelan) ympäri alemman jäykkävaippaisen puristustelan 8 ja kalanterin alatelan 10 väliseen alanippiin AN.

Keksinnön mukaisissa ylemmässä keski- tai kenkätelassa 4 on keksinnön mukaisesti kompo- 15 siittivaippa 41 sekä profiloivan nipin PN1 ja kääntönipin KN kanssa kohdakkain jäljestetyt kuiturainan ylempää profilointinippiä PN1, kuiturainan kääntönippiä KN ja komposiittivaip- paa 41 kuormittavat ja profiloivat ylempi kenkärivi 43 ja alempi kenkärivi 42. Alempi keski- tai kenkätela 6 on olennaisesti identtinen ylemmän kenkätelan 4 kanssa. Niinpä alemmassa

keski- tai kenkätelassa 6 on keksinnön mukaisesti komposiittivaippa 61 sekä kääntönipin KN

·,«. 20 ja profiloivan nipin PN2 kanssa kohdakkain jäljestetyt kuiturainan kääntönippiä KN, alempaa • · ,·. : profilointinippiä PN2 ja komposiittivaippaa 61 kuormittavat ja profiloivat ylempi kenkärivi •. . 62 j a alempi kenkärivi 63.

* ' ·': Peräkkäisten profiloivien nippien, jotka profiloivat samalla tavoin ja tehostavat kalanteroinnin t '25 lopputulosta, aikaansaamiseksi monitelakalanterissa kääntönippiä KN edeltää ainakin yksi profiloiva nippi PN1 (kuten on esitetty kuviossa 2), jossa ovat vastakkain ylemmän jäykkä-: : vaippaisen puristustelan 2 metalli- tai kokillivaippa 21 ja keksinnön mukaisen ylemmän kes- /· ' ki- tai kenkätelan 4 komposiittivaippa 41. Lisäksi kääntönipin KN jäljessä seuraa kalanteroin- ’; ‘ j nin lopputuloksen tehostamiseksi ainakin yksi profiloiva nippi PN2 (kuten on esitetty kuvios-

• I

30 sa 2), jossa ovat vastakkain keksinnön mukaisen alemman keski- tai kenkätelan 6 komposiit-; 1 1 ti vaippa 61 ja alemman j äykkävaippaisen puristustelan 8 metalli- tai kokillivaippa 81.

i 1 · » • t 6 113792

Keksinnön mukaisesti komposiittimateriaalin ominaisuudet on valittu kuitusuuntauksella siten, että komposiittivaippa 41, 61 on kehän suunnassa huomattavasti jäykempi kuin akseli-suunnassa, jolloin kenkärivien 42, 43, 62, 63 kuormitusta muuttamalla komposiittivaipan vaipan 41,61, profilointinipin NP1, NP2 ja/tai kääntönipin KN profiilia voidaan muuttaa. Tällöin 5 mahdollistuu mm. profilointinipin PN1, PN2 ja/tai kääntönipin KN nippivälin ohjaus sekä nippiä rajaavien telojen erilaisista taipumista aiheutuvien profiilivirheiden koijaus telavaipan tai telavaippojen profiilia muuttamalla.

Kalanterin kaikkien nippien tekemiseksi profiloitaviksi ja kuiturainaa W profiloiviksi on ku-10 vion 2 mukaisessa sovellutusmuodossa keskitelojen 4 ja 6 ohella myös kalanterin ylätelan 1 ja alatelan vaipat 11 ja vast. 101 tehty komposiittimateriaalista, joka on edullisesti samaa komposiittimateriaalia kuin keskitelojen 4, 6 vaippojen komposiittimateriaali. Kun ylä- ja alatela 1, 10 on varustettu lisäksi sisäpuolisella vaipan kuormituskenkärivillä 12, 103 voidaan muuttamalla kenkärivien 12, 103 kuormitusta muuttaa komposiittivaipan vaipan 11, 101, ylänipin 15 YN ja/tai alanipin AN profiilia. Tällöin mahdollistuu mm. nippivälin YN, PN1, KN, PN2, AN

ohjaus sekä nippiä rajaavien ylemmän ja alemman telan erilaisesta taipumasta aiheutuvan profiilivirheen koijaus telavaipan profiilia muuttamalla.

Keksinnön erityisen edullisena pidetyn sovellutusmuodon mukaisesti komposiittimateriaali on . . 20 valittu joukosta, johon edullisesti kuuluu: jatkuvakuituinen lujitemuovi; lasikuitu; hiilikui- • t ; tu/epoksi komposiitti.

« · > · « · • · * · ,..: Jotta vaippa olisi kehän suunnassa jäykempi kuin akselisuunnassa keksinnön edullisena pide- tyssä sovellutusmuodossa komposiittimateriaalin kuitusuuntaus on toteutettu siten, että suu-T:25 rempi osa kuiduista on kelattu telan 1, 4, 6, 10 akselin suhteen kulmaan, joka on yli 45°. Edullisesti tämä kelauskulma on välillä 70° - 90°.

• I · • ·

» I

• * ·

t I

* Keksinnön mukainen kenkätela 1, 4, 6, 10 on edullisesti hydraulisesti vyöhykesäädettävä ka- * · .: .· lanterin ylätela, välitela, keskitela tai alatela, jonka komposiittivaippa 11, 41, 61, 101 on tuettu .. .*30 pyörimättömältä telan keskiakselilta käsin hydrostaattisilla kuormitussovitelmalla 12; 42, 43; » 62, 63; 103, kuten kuormituskenkien rivi, jotka siirtävät keskiakselin ympäri pyörivään kom-: ’ *.! posiittivaippaan kohdistuvan nippivoiman keskiakselin kannettavaksi.

7 113792

Keksintöä on selostettu edellä vain esimerkinomaisesti sen erään edullisena pidetyn toteutus-muodon avulla. Tällä ei ole luonnollisestikaan haluttu rajata keksintöä ja kuten alan ammattimiehelle on selvää moninaiset vaihtoehtoiset ratkaisut ja muunnelmat ovat mahdollisia kek-5 sinnöllisen ajatuksen ja sen oheisissa patenttivaatimuksissa määritellyn suojapiirin puitteissa. Erityisesti on huomattava esillä olevan keksinnön laaja käytettävyys puhdasta konekalante-rointia lukuunottamatta lähes kaikenlaisissa kalanterointi sovelluksissa.

Keksinnön mukainen komposiittivaippainen kenkätela mahdollistaa kalanterin ajamisen ja 10 käytön erilaisilla nippikombinaatioilla. Osa nipeistä voidaan pitää auki. Esimerkiksi kuvion 2 mukaisessa tapauksessa nipit AN ja PN2 voidaan jättää auki, jolloin raina W viedään suoraan nipistä KN rullaukseen. Tällöin kuvion 2 mukainen kalanteri voidaan jäljestää kaksinippiseksi syöttämällä painetta telassa 4 vain kengälle 43 ja jättämällä kenkä 42 paineistamattomaksi. Tällöin on aikaansaatu kalanteri, jossa on peräkkäin kaksi samalta puolelta rainaa W profi-15 loivaa nippiä. Kun samanaikaisesti nipin ylä- ja alapuolen kenkiä 12 ja 43 painetaan tai kevennetään voidaan aikaansaada peräkkäin kaksi samalla tavoin rainaa W profiloivaa nippiä, mikä tehostaa lopputulosta.

t 9 * i · i « * · • · > · · * · » · t t · i · * · ! 1 * * · • · » > * * · I · « t i I « » * il» •

‘ I

* · I I » t * t I · » ·

Claims (8)

8 113792

1. Monitelakalanteri, joka käsittää useita päällekkäisiä teloja (1, 2, 4, 6, 8, 10), jotka määrittävät ainakin yhden kalanteroitavaa paperirainaa (W) profiloivan nipin (PN1, KN, PN2), 5 jolloin ainakin yksi kalanterin ylätelan (1) ja alatelan (10) välissä oleva välitela on kenkä-tela (4, 6), joka määrittää profiloivan nipin yhdessä toisen kalanteritelan kanssa, jolloin mainittu ainakin yksi kenkätela (4, 6) käsittää stationaarisen keskiakselin, keskiakselin ympäri pyörivän vaipan (41, 61) ja ainakin yhden rivin vaipan sisäpintaan vaikuttavia kuormituskenkiä (42, 43, 62, 63), jolloin yksi rivi on jäljestetty mainitun ainakin yhden 10 profiloivan nipin (PN1, KN, PN2) suuntaan, tunnettu siitä, että ainakin kaksi päällekkäistä välitelaa ovat kenkäteloja (4, 6), joiden vaippa (41, 61) on kuituvahvisteista komposiittimateriaalia, jonka ominaisuudet on valittu kuitusuuntauksella siten, että vaippa on kehän suunnassa jäykempi kuin aksiaalisuunnassa, ja joka vaippa (41, 61) on kalanterikäytössä siirrettävissä keskiakselin suhteen mainittujen kahden päällekkäisen kenkätelan (4, 6) ir-15 rottamiseksi nipin (PN1, KN, PN2) muodostavasta kontaktista toisen kalanteritelan (2, 8) tai toisen kenkätelan (4, 6) kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että mainitut ainakin kaksi päällekkäistä välitelana olevaa kenkätelaa (4, 6) käsittävät kaksi riviä kuormituskenkiä (42, I · · « i i : · * 20 43, 62, 63), jolloin kenkärivit sijaitsevat vaipan (41, 61) kehän suunnassa tasavälein tois- • > · *; ' : tensa suhteen. • * ·

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalanterin ylätela (1) on kenkätela, jonka vaippa on kuituvahvisteista komposiittimateriaalia, jonka ominaisuu- 25 det on valittu kuitusuuntauksella siten, että vaippa on kehän suunnassa jäykempi kuin ak- > . siaalisuunnassa. » · * · i · • · I ·

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalanterin alatela • » # * ; (10) on kenkätela, jonka vaippa on kuituvahvisteista komposiittimateriaalia, jonka omi- • I . 30 naisuudet on valittu kuitusuuntauksella siten, että vaippa on kehän suunnassa jäykempi > * * t » kuin aksiaalisuunnassa. * · 113792

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että komposiittimateriaali on jatkuvakuituinen lujitemuovi tai epoksin ja hiilikuidun komposiitti.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kenkätelan (1,4, 5 6, 10) akselisuunnan suhteen kenkätelan kehän suunnassa jäykemmän vaipan aikaansaa miseksi komposiittimateriaalin kuitusuuntaus on toteutettu siten, että suurempi osa kuiduista on kelattu kenkätelan akselin suhteen kulmaan, joka on yli 45°.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, kulma on edullisesti välillä 10 70° - 90°.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 -7 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kenkätela (4, 6) on hydraulisesti vyöhykesäädettävä tela. • · • · • I I * » I » t · » · » · • > 1 I · t 113792