FI114733B - Termotelan päätykappale - Google Patents

Description

114733

Tennotelan päätykappale Ändstycke i en termovals 5 Esillä oleva keksintö liittyy kuiturainakoneisiin, edullisesti paperi-, sellu- ja kartonkikoneisiin.

Erityisesti esillä olevan keksinnön kohteena on tennotelan päätykappale, jonka menovirtauskanavien kautta on jäljestetty lämmönsiirto väliaineen meno virtaus 10 termotelan vaipan menokanaviin ja jonka paluuvirtauskanavien kautta on jäljestetty lämmönsiirtoväliaineen paluuvirtaus vaipan paluukanavista.

Moninippikalanterien ajonopeudet ovat nousseet voimakkaasti viimeisten vuosien aikana. Jotta vaadittu kalanterointi vaikutus saavutettaisiin, on termo telojen 15 pintalämpötiloja pitänyt myös nostaa 200°C - 250°C asteeseen. Korkea ajonopeus yhdistettynä korkeaan termotelan pintalämpötilaan tarkoittaa, että termotelasta I vietävä lämpöteho on hyvin suuri, tyypillisesti uusissa prosesseissa 200 kW/m.

Lisäksi vesikostutuksen käyttö ennen kalanteria on yleistymässä, mikä lisää vaadittua : lämpötehoa edelleen.

20 • Termoteloja lämmitetään/jäähdytetään yleensä telavaippaan porattujen kanavien » • kautta. Jotta vaadittu lämpöteho saavutettaisiin tulevaisuudessa, on kanavat • sijoitettava hyvin lähelle termotelan pintaa. Tällöin kanavien vaikutus tennotelan ’ * kehän suuntaiseen pintalämpötila- ja radiaalisiirtymäprofiiliin (ns. piparkakkuefekti) 25 kasvaa hyvin voimakkaasti. Pintalämpötilan vaihtelut voivat aiheuttaa ongelmia ' paperin laadussa ja radiaalisiirtymän vaihtelut puolestaan barring-ongelman. Jotta • * *· ’ nämä haittavaikutukset saataisiin minimoitua, kanavien määrää pitää kasvattaa L · voimakkaasti j a vastaavasti niiden kokoa pienentää.

» · • · • · • · 2 114733

Tunnetusti lämmönsiirto väliaineen virtaus tuodaan termotelan vaippaan telan päätykappaleessa/päätykappaleissa olevien virtauskanavien/porausten kautta. Nämä poraukset alkavat päätykappaleessa olevista jakokappaleista ja yhdistyvät vaipan virtauskanaviin/porauksiin. Joissakin ratkaisuissa jakokappaleista lähtee 5 päätykappaleessa oma päätykanava/poraus jokaiselle vaipan poraukselle, joissain taas jakokappaleesta lähtevä meno virtauksen poraus jaetaan päätykappaleen ulkokehällä kahteen vaipan menokanavaan.

Nykyisellä telavaipan virtauskanavien määrällä (n. 15-50) hoitopuolen päätykappale 10 on vielä suhteellisen helppo valmistaa. Virtauskanavien määrän kasvaessa jopa lähelle sataa niiden mahduttaminen nykyisiin päätykappaleisiin yhdessä j päätykappaleen ja vaipan liittämiseen tarvittavien pultinreikien kanssa muodostuu hyvin vaikeaksi, ellei jopa mahdottomaksi.

15 Perinteinen päätykappaleen rakenne ei myöskään ole millään tavalla huoltoystävällinen. Uusissa kalanterointiprosesseissa öljyn lämpötilat ovat korkeita, jolloin tiivisteiden ja eristeholkkien kestoikä on otaksuttavasti alhaisempi kuin itse termotelan, jolloin ko. osat ovat huoltokohde termotelassa. Jotta voitaisiin esim.

: tarkistaa virtauskanavat, vaihtaa tiivisteet tai vaihtaa vaipan eristeholkit, niin koko : 20 päätykappale joudutaan irrottamaan. Päätykappaleen irrottamisen ja kiinnittämisen • jälkeen telavaippa joudutaan hiomaan ja termotela pitää tasapainottaa. Varsinkin : tasapainotuksen voi yleensä tehdä vain termotelan valmistaja, joten termotelaa • joudutaan yksinkertaistenkin huoltotoimenpiteiden vuoksi kuljettamaan mahdollisesti ’. ‘ hyvinkin pitkiä matkoja.

25 : ' Esillä olevan keksinnön yleisenä päämääränä on poistaa tai ainakin olennaisesti ’ vähentää edellä esitettyjä haittoja ja heikkouksia ja tehdä suuren virtauskanavien v * määrän omaavan termotelan päätykappaleen rakenteesta mahdollisimman *., yksinkertainen valmistaa. Keksinnön tavoitteena on lisäksi helpottaa edellä i 3 114733 mainittujen kanavien muodostaman virtauskanaviston ja sen komponenttien huoltoa.

Nämä päämäärät on saavutettu esillä olevalla keksinnöllä, jolle ominaiset erityispiirteet on määritelty oheisessa vaatimusasetelmassa.

5

Yleisesti keksinnön mukaiselle termotelan päätykappaleelle on ominaista, että päätykappale käsittää liitinkappaleet, jotka on jäqestetty meno/paluuvirtauskanavien ja vaipan meno/paluukanavien väliin siten, että menovirtaus on jaettu päätykappaleen | kustakin yhdestä menovirtauskanavasta liitinkappaleella/-kappaleilla ainakin kahteen 10 vaipan menokanavaan ja paluuvirtaus on yhdistetty ainakin kahdesta vaipan paluukanavasta liitinkappaleella/-kappaleilla päätykappaleen kuhunkin yhteen paluuvirtauskanavaan.

Keksinnön erään toteutusmuodon mukaisesti liitinkappale on muodostettu letkusta tai 15 putkesta.

Keksinnön erään toteutusmuodon mukaisesti päätykappaleessa on suojakansi liitinkappaleiden suojana.

: V: 20 Keksinnön erään toteutusmuodon mukaisesti suojakansi on irrotettava.

' Keksinnön erään toteutusmuodon mukaisesti päätykappaleen menovirtauskanavat ja ; * ' paluuvirtauskanavat ovat porauksia.

* »

• I

f · 25 Keksinnön erään toteutusmuodon mukaisesti päätykappaleen menovirtauskanavat ja • ‘ paluuvirtauskanavat on jäljestetty päätykappaleen samalle kehän suuntaiselle » · ’ ; ‘ poikkileikkaustasolle.

• ·

Keksinnön muiden ominaispiirteiden sekä etujen osalta viitataan vaatimusasetelman * » * ·

1 I

4 114733 epäitsenäisiin vaatimuksiin ja jäljempänä seuraavaan selityksen erityiseen osaan, jossa on selitetty yksityiskohtaisesti, mutta vain esimerkinomaisesti keksinnön eräitä edullisina pidettyjä suoritusmuotoja ja niiden toteutusmahdollisuuksia.

5 Keksintöä kuvataan seuraavassa viittaamalla oheisiin kuvioihin, joilla keksinnön mukaista termotelan päätykappaletta on havainnollistettu rajoittamatta keksintöä kuitenkaan yksinomaan kuvioissa esitettyyn.

Kuviossa 1 on esitetty tunnettu virtauskanavaratkaisu termotelan päätykappaleen 10 yhteydessä osittain leikattuna.

! | Kuviossa 2 on esitetty leikkaus I -1 kuviosta 1.

|

Kuviossa 3 on esitetty leikkaus Π - II kuviosta 1.

15

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön edullisen suoritusmuodon mukainen virtauskanavaratkaisu termotelan päätykappaleen yhteydessä osittain leikattuna.

; Kuviossa 5 on esitetty suunnasta III osa kuvion 4 termotelan päädystä ilman : 20 päätykappaleen suojakantta.

t : Kuviossa 6 on esitetty leikkaus IV - IV kuviosta 4.

» ' ’ Esimerkki tunnetusta termotelan päätykappaleen virtauskanavaratkaisusta on esitetty 25 kuvioissa 1, 2 ja 3. Kuviossa 1 on esitetty termotelan 1 toisen päädyn päätykappale 2, ** joka on kiinnitetty vaippaan 20, jolla on ulkohalkaisija 20a ja sisähalkaisija 20b.

*; · ’ Lämmönsiirtoväliaineen virtaus tuodaan termotelan 1 päätykappaleeseen 2 v ·* menojakokappaleen 17 kautta ja vastaavasti viedään päätykappaleesta 2 » » * paluujakokappaleen 18 kautta, joita jakokappaleita 17, 18 pitää paikallaan

i I I

• f * I » i • · 5 114733 päätykappaleeseen 2 liittyneenä kansi 19.

Virtaus johdetaan termotelan 1 päätykappaleesta 2 termotelan vaippaan 20 suoraan, toisin sanoen ilman väliosia päätykappaleen 2 virtauskanavista/porauksista 3, 4 5 vaipan 20 virtauskanaviin 21, 22 ja päinvastoin. Esimerkkirakenteessa päätykappaleen 2 menovirtauskanava 3 ja paluuvirtauskanava 4 ovat pareittain samalla kehän suuntaisella poikkileikkaustasolla, päätykappaleen 2 ulko-osaa lukuun ottamatta. Tällöin pultinrei’ille 5 jää enemmän tilaa kehäsuunnassa.

Menovirtauskanavan 3 ja paluuvirtauskanavan 4 sijoittelua päätykappaleen 2 ulko-10 osassa eli päätykappaleen 2 ulkokehän alueella on esitetty tarkemmin kuvioiden 2 ja 3 leikkauspiirrosten avulla. Esimerkkirakenteen virtaus on sellainen, että jokaisella menovirtauskanavalla 3 on oma paluuvirtauskanavansa 4. Tällöin menovirtauksen jakaminen menojakokappaleesta 17 lähtevästä päätykappaleen 2 yhdestä menoporauksesta 3 useampaan vaipan 20 menoporaukseen 21 ja paluuvirtauksen 15 yhdistäminen useammasta vaipan 20 paluuporauksesta 22 päätykappaleen 2 yhteen paluuporaukseen 4 ja edelleen paluujakokappaleeseen 18 on käytännössä lähes mahdotonta. Tietenkin tämä olisi mahdollista, jos jakokappaleisiin 17, 18 yhdistyvät meno- ja paluuporaukset jaettaisiin useampaan poraukseen eri jakohalkaisijoilla. Jakohalkaisijoiden ero pitäisi kuitenkin olla kohtuullisen suuri, mikä käytännössä 7 20 tarkoittaisi sitä, että joko meno- tai paluukanavien jakaminen pitäisi tapahtua * pultinreikien 5 jakohalkaisijan sisäpuolella. Tällöin osittain pilattaisiin jakamisesta • saatava hyöty, eli käytettäisiin päätykappaleen 2 ja vaipan 20 liittämiseen tarvittavien • pultinreikien 5 vaatimaa tilaa. Virtauskanavien 21, 22 määrän ollessa hyvin suuri tähän ei yksinkertaisesti ole mahdollisuutta.

25

Kuviossa 2 esitetyssä kuvion 1 leikkauksessa I - I ja kuviossa 3 esitetyssä kuvion 1 *;' leikkauksessa II - Π on havainnollistettu virtauskanavien 3, 4; 21, 22 ja pultinreikien v * 5 sijoittelua.

I » 6 114733

Edullinen suoritusmuoto keksinnön mukaisesta rakenteesta on esitetty kuvioissa 4, 5 ja 6. Tässä uudessa rakenteessa päätykappaleen 12 valmistusongelma ja tilaongelma on poistettu jakamalla virtaus kustakin yhdestä päätykappaleen 12 menovirtauskanavasta 13 useampaan vaipan 20 menokanavaan 21 ja vastaavasti 5 yhdistämällä virtaus useammasta vaipan 20 paluukanavasta 22 kuhunkin yhteen päätykappaleen 12 paluuvirtauskanavaan 14 erillisten liitinkappaleiden 13a, 14a, esim. letkujen tai putkien avulla. Liitinkappaleiden 13a, 14a vuoksi varsinaisen päätykappaleen 12 ulkohalkaisija on huomattavasti pienempi kuin vaipan 20, luokkaa 160 mm. Liitinkappaleet 13a, 14a on suojattu päätykappaleeseen 12 liittyvällä 10 irrotettavalla suojakannella 12’, jonka rakennetta tässä ei ole mitenkään tarkemmin määrätty. Myöskään suojakannen 12’ suojaaman varsinaisen päätykappaleen 12 pinnan 12a muotoa ei ole mitenkään kiinnitetty.

Varsinaisen päätykappaleen 12 rakenne on kuvioiden 4, 5 ja 6 mukaisesti hyvin 15 yksinkertainen. Päätykappaleen 12 meno- ja paluuvirtauskanavat/poraukset 13, 14 on helppo tehdä, koska ne voidaan tehdä täysin suorina porauksina. Päätykappaleen 12 meno- ja paluuvirtauskanavia 13, 14 ei siten ole muodostettu useasta porauksesta yhdistämällä, kuten kuvion 1 mukaisessa tunnetun tekniikan mukaisessa päätykappaleessa 2. Suurin hyöty keksinnön mukaisesta rakenteesta saadaan, kun ·.· 20 päätykappaleen 12 virtauskanavat 13, 14 ovat samalla kehän suuntaisella i poikkileikkaustasolla, kuten on esitetty kuviossa 4, mutta tämä ei ole kuitenkaan ψ * pakollista.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa virtaus tuodaan varsinaisesta päätykappaleesta 12 25 vaippaan 20 ja päinvastoin erillisten liitinkappaleiden 13a, 14a, esim. letkujen tai ' ; putkien avulla. Tällöin virtauksen jakaminen päätykappaleen 12 kustakin yhdestä menovirtauskanavasta 13 useampaan vaipan 20 menokanavaan 21 ja vastaavasti v * virtauksen yhdistäminen useammasta vaipan 20 paluukanavasta 22 kuhunkin yhteen *···’ päätykappaleen 12 paluuvirtauskanavaan 14 on helppoa. Päätykappaleen 12 ja 7 114733 suojakannen 12’ väliin jäävä tila S pitää radiaalisuunnassa olla riittävän suuri, että päätykappaleen 12 meno- 13 ja paluuvirtauskanavien 14 liitinkappaleet 13a, 14a mahtuvat kulkemaan päällekkäin. Näissä kohdissa liitinkappaleista 13a, 14a voidaan tehdä radiaalisuunnassa hieman ohuemmat, jolloin säästetään tilaa.

5

Pultinreikien 15 ympärille on jäljestetty radiaalisuunnassa riittävästi tilaa. Tämä saavutetaan normaalisti, jos päätykappaleen 12 paksuus T vaipan sisähalkaisijalta 20b laskien on noin 100 mm. Nykyisillä termoteloilla vaipan minimipaksuus on normaalisti n. 180 mm, joskin monesti vaipan 20 todellinen paksuus on vielä selvästi f | 10 suurempi. Jos liitinkappaleiden 13a, 14a paksuus kohdassa, jossa ne menevät päällekkäin on esim. 25 mm, niin päätykappaleen 12 ja suojakannen 12’ välinen vapaa tila S pitää olla minimissään 50 mm. Jos suojakannen 12’ paksuus termotelan 1 säteen suunnassa on lisäksi esim. 20 mm, niin uuden rakenteen mukaisen päätykappaleen 12 säteen suuntainen paksuus suojakansi 12’ mukaan lukien vaipan 15 20 sisähalkaisijalta 20b lähtien on minimissään 170 mm. Pultinrei'ille 15 jää siis riittävästi tilaa radiaalisuunnassa.

Sitä, miten moneen vaipan 20 menokanavaan 21 virtaus jaetaan päätykappaleen 12 yhdestä menovirtauskanavasta 13, tai kuinka monesta vaipan 20 paluukanavasta 22 ·/· 20 virtaus jaetaan päätykappaleen 12 yhteen paluuvirtauskanavaan 14, ei ole mitenkään '·· kiinnitetty. Jos päätykappaleen 12 virtauskanavien 13, 14 ja vaipan kanavien 21, 22 lukumäärien suhde on 1:2 esimerkiksi kuvioiden 5 ja 6 esittämällä tavalla ja .· päätykappaleen 12 virtauskanavat 13, 14 ovat samalla kehän suuntaisella poikkileikkaustasolla, kuten kuviossa 4, 5 ja 6, niin päätykappaleen 12 25 virtauskanavien 13, 14 väliin jäävän kehäsektorin pituus on suhteellisesti jo • ·* nelinkertainen vaipan 20 kanavien 21, 22 väliin jäävään kehäsektoriin verrattuna.

*···’ Tämä riittää jo useimmissa tapauksissa. Päätykappaleen 12 virtauskanavien 13, 14 » * » ·.· : halkaisija voi luonnollisesti olla vaipan 20 kanavien 21, 22 halkaisijoita suurempi, ·...’ jolloin virtausnopeus kyetään pitämään suunnilleen vakiona.

8 114733

Kuviossa 5 on esitetty suunnasta III osa kuvion 4 termotelan 1 päädystä ilman päätykappaleen 12 liitinkappaleita 13a, 14a suojaavaa suojakantta 12’ ja kuviossa 6 on esitetty leikkaus IV - IV kuviosta 4.

5

Keksinnön mukainen rakenne tekee virtauksen jakamisesta kustakin yhdestä päätykappaleen 12 virtauskanavasta 13, 14 useampaan vaipan 20 kanavaan 21, 22 rakenteellisesti helppoa. Liitinkappaleiden 13a, 14a valmistuksessa, kiinnityksessä ja huoltamisessa on luonnollisesti paljon työtä, mutta työ yksinkertaista. Jos 10 liitinkappaleiden 13a, 14a päälle tuleva suojakansi 12’, jota voidaan tarvita myös joihinkin prosessin osa-alueisiin, on irrotettava esim. ei esitetyillä pulteilla kiinnitettävä, niin keksinnön mukaisella rakenteella saavutetaan hyvin merkittävänä etuna se, että virtauskanaviston 13, 14; 13a, 14a; 21, 22 huoltotoimenpiteet yksinkertaistuvat merkittävästi. Suojakannen 12’ irrottamisen jälkeen voidaan siten 15 tarkistaa sekä päätykappaleen 12 että vaipan 20 virtauskanavien 21, 22 puhtaus ja vaihtaa mm. itse liitinkappaleet 13 a, 14a, niiden tiivisteet, päätykappaleen 12 porausten 13, 14 eristeputket ja vaipan 20 eristeholkit. Itse päätykappaleita 12 ei tarvitse irrottaa, jolloin ei myöskään vaippaa 20 tarvitse hioa eikä termotelaa 1 .· tasapainottaa. Tästä johtuen edellä mainitut huoltotoimenpiteet voidaan tehdä paikan .·* 20 päällä paperitehtaalla.

< ·

Keksintöä on selostettu edellä vain sen eräiden edullisina pidettyjen suoritusmuotojen * ; ’ avulla. Tällä ei ole kuitenkaan haluttu millään tavoin rajata keksintöä ja kuten on alan • * ammattimiehelle selvää, monet vaihtoehtoiset ratkaisut, edellä esitettyjen 25 suoritusmuotojen erityispiirteiden yhdistelmät sekä muunnelmat ovat mahdollisia \ ,; keksinnöllisen ajatuksen ja sen oheisessa vaatimusasetelmassa määritellyn suojapiirin ‘! ‘ puitteissa.

• * I

Termotelan päätykappaleella on tässä selityksessä tarkoitettu termotelan sitä 9 114733 päätykappaletta, jonka kautta virtaus tuodaan vaippaan/viedään vaipasta. Tämä voi olla telan hoitopään päätykappale tai telan käyttöpään päätykappale, tai jopa molemmat. Vaikka nyt ollaankin keskitytty rakenteeseen, missä virtaus tuodaan ja viedään saman päätykappaleen kautta, niin rakennetta voidaan soveltaa myös 5 tilanteeseen, jossa virtauksen tuontiin/vientiin käytetään molempia päätykappaleita.

* » · • · > · a a ia·

Claims (6)

10 1 1 4733

1. Termotelan (1) päätykappale (2, 12), jonka menovirtauskanavien (3, 13) kautta on jäljestetty lämmönsiirtoväliaineen menovirtaus termotelan vaipan (20) menokanaviin (21) ja jonka paluuvirtauskanavien (4, 14) kautta on jäljestetty 5 lämmönsiirtoväliaineen paluuvirtaus vaipan (20) paluukanavista (22), tunnettu siitä, että päätykappale (12) käsittää liitinkappaleet (13a, 14a), jotka on jäljestetty meno/paluuvirtauskanavien (13, 14) ja vaipan (20) meno/paluukanavien (21, 22) väliin siten, että menovirtaus on jaettu päätykappaleen (12) kustakin yhdestä menovirtauskanavasta (13) liitinkappaleella/-kappaleilla (13a) ainakin kahteen vaipan 10 menokanavaan (21) ja paluuvirtaus on yhdistetty ainakin kahdesta vaipan paluukanavasta (22) liitinkappaleellaZ-kappaleilla (14a) päätykappaleen (12) kuhunkin yhteen paluuvirtauskanavaan (14).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen termotelan päätykappale, tunnettu siitä, että j 15 liitinkappale (13a, 14a) on muodostettu letkusta tai putkesta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen termotelan päätykappale, tunnettu siitä, että päätykappaleessa (12) on suojakansi (12’) liitinkappaleiden (13a, 14a) suojana.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen termotelan päätykappale, tunnettu siitä, että *. | suojakansi (12’) on irrotettava. « * * *

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen termotelan päätykappale, tunnettu siitä, että .· päätykappaleen (12) menovirtauskanavat (13) ja paluuvirtauskanavat (14) ovat 25 porauksia.

' ; ‘ 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen termotelan päätykappale, tunnettu siitä, että I I I menovirtauskanavat (13) ja paluuvirtauskanavat (14) on järjestetty päätykappaleen •...: (12) samalle kehän suuntaiselle poikkileikkaustasolle. 114733 1. Ändstycke (2,12) i en termovals (1), varvid en inloppsströmning av ett värmeöverföringsmedium tili inloppskanaler (21) i en mantel (20) av termovalsen är 5 anordnad via inloppsströmningskanaler (3,13) i detta och en returströmning av värmeöverföringsmediet frän returkanaler (22) i mäntein (20) är anordnad via returströmningskanaler (4,14) i detta, kännetecknat därav, att ändstycket (12) omfattar anslutningsstycken (13a, 14a), som är anordnade mellan inlopps/returströmningskanalema (13,14) och inlopps/returkanalema (21,22) i 10 mäntein (20) pä sädant sätt, att inloppsströmningen är fördelad frän var och en inloppsströmningskanal (13) i ändstycket (12) med ett eller flera anslutningsstycken (13a) tili atminstone tvä inloppskanaler (21) i mäntein och returströmningen är förenad frän ätminstone tvä returkanaler (22) i mäntein med ett eller flera anslutningsstycken (14a) tili var och en returströmningskanal (14) i ändstycket (12). 15 2. Ändstycke i en termovals enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att anslutningsstycket (13 a, 14a) är bildat av en slang eller ett rör. » · , ! 3. Ändstycke i en termovals enligt patentkravet 2, kännetecknat därav, att ändstycket ,.: 20 (12) har ett skyddslock (12 ’) som skydd för anslutningsstyckena (13 a, 14a). * · . ·*, 4. Ändstycke i en termovals enligt patentkravet 3, kännetecknat därav, att » * * skyddslocket (12’) är lösgörbart. 25 5. Ändstycke i en termovals enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att . ]. t inloppsströmningskanal emä (13) och returströmningskanal emä (14) i ändstycket (12) ‘ * * _ ’.> utgörs av borrade häl. * I * * t : '[ 6. Ändstycke i en termovals enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att > I t > | 114733 inloppsströmningskanalema (13) och returstxömningskanalema (14) är anordnade i samma perifeririktade tvärsnittsplan av ändstycket (12). » > » » (