FI115647B - Paperikoneen/kartonkikoneen perälaatikon säätömenetelmä ja paperikoneen/kartonkikoneen perälaatikkorakenne - Google Patents

Description

115647

Paperikoneen/kartonkikoneen perälaatikon säätömenetelmä ja paperikoneen/kartonkikoneen perälaatikkorakenne Förfarande för att reglera en inloppsläda i en pappersmaskin/-kartongmaskin samt en konstruktion av en inloppsläda 5 i en pappersmaskin/kartongmaskin

Keksinnön kohteena on paperikoneen tai kartonkikoneen perälaatikon säätömenetelmä ja paperikoneen tai kartonkikoneen perälaatikkorakenne.

10

Konventionaalisen perälaatikon suurimpia ongelmia on neliömassaprofiilin ja kuituorien-taatioprofiilin kytkeytyminen toisiinsa, kun neliömassan säätö tehdään huuliaukkosää-dön avulla. Tyypillisesti huuliaukko on enemmän auki keskeltä kuin reunoilta, jolloin huulikanavassa syntyy väistämättä poikittaisnopeuksia kohti koneen keskilinjaa, kun 15 turbulenssigeneraattorista tulee likipitäin tasainen virtaamaprofiili. Laimennussäädöllä päästään suoraan huuliaukkoon, jolloin myös virtaamaprofiili on suora ja ainoastaan sakeus on profiloitu. Laimennussäätöperälaatikko on kuitenkin huomattavasti kalliimpi kuin konventionaalinen ja se vaatii myös oman laimennuskierron lyhyenkierron lisäksi. Tämän keksinnön tavoitteena on ratkaisu, jolla saavutetaan laimennussäätöperälaatikon 20 edut konventionaalisen perälaatikon kustannuksia edullisemmin.

t ; » • » i s

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa säädetään perälaatikon virtaamaprofiilia perälaati- « · :*'** kon eri leveyskohdassa olevilla venttiileillä Vj, V2, V3..., jotka edullisesti on sovitettu • t perälaatikon jakotukin jälkeen. Edullisesti venttiilit Vl5 V2, V3... on sovitettu tasavä- *.’. ’ 25 lein esimerkiksi 60 mm:n välein yksirivisen pillistön kuhunkin putkeen siten, että kaikki « · * *·* virtaama jakotukista Jj kulkee venttiilistön Vj, V2... kautta. Venttiilistöllä Vj, V2...

säädetään sellainen virtaamaprofiili, joka vastaa kulloistakin huuliraon avautumaa ja sen huuliaukkoprofiilin muotoa huuliaukon leveydeltä. Näin ollen huuliaukkoprofiilin *. muoto ja virtaamaprofiilin muoto ovat samat eli sille kohdalle huuliaukkoa, jossa on :: 30 suurempi virtauspoikkipinta-ala tuodaan enemmän virtausta ja taas sille kohdin huuliauk- ' ’ koa, jossa virtauspoikkipinta-ala on pienempi, tuodaan venttiileillä säädetystä vähem- j ‘ > män virtausta. Perälaatikon säädössä näin ollen käytetään tietoa huuliaukkoprofiilin 2 115647 muodostaja säädetään venttiilien Vl5 V2... avaukset niin, että kyseinen virtaamaprofii-lin muoto vastaa mahdollisimman tarkoin huuliaukkoprofiilin muotoa kerrottuna tietyllä skaalauskertoimella, joka on perälaatikkokohtainen ja joka voidaan määrittää on-line -mittauksena tai kokeellisesti erikseen kullekin perälaatikolle.

5

Keksinnön mukaisesti käytetään nimenomaan yksirivistä pillistöä, josta virtaus ilman varsinaista välikammiota johdetaan kartio-osan kautta turbulenssigeneraattoriin siten, että yhdestä pillistön putkesta johdetaan säädetty virtaus kahteen tai kolmeen turbulens-sigeneraattorin pystyrivin putkiin. Ääritapauksessa voidaan kuitenkin jako suorittaa 10 myös useampaan turbulenssigeneraattorin riviin tai ainoastaan yhteen turbulenssi-generaattorin riviin. Tällöin venttiilien määrä kyseisessä ääritapauksessa on mahdollisimman suuri. Turbulenssigeneraattorista johdetaan venttiilien säätämä virtaus edelleen huulikartioon ja edelleen huuliaukkoon, jota kärkilista säätää säätökarojen avulla. Kärkilistan säätökarojen avulla suoritetaan tavanomaisesti neliöpainosäätö.

15

Keksinnön mukaiselle paperikoneen tai kartonkikoneen perälaatikon säätömenetelmälle ja paperikoneen tai kartonkikoneen perälaatikkorakenteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.

20 Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisien kuvioiden esittämiin keksintöä : ' selventäviin graafisiin esityksiin sekä keksinnön mukaista perälaatikkoa esittävään : ’ ' ’ periaatteelliseen piirustukseen, joihin keksintöä ei ole tarkoitus kuitenkaan yksinomaan '· rajoittaa.

I ·

< 4 I

’·' 25 Kuviossa IA on esitetty keksinnön mukainen perälaatikko sivukuvantona ja periaatteel- , , lisena esityksenä.

4 4 4 4 4 4

Kuviossa IB on esitetty kuvion IA mukainen perälaatikko kuvion IA nuolen Kj • 4 4 ’ · '; suunnasta eli päältäpäin.

30 * I 4 4 4 4 4 * 3 115647

Kuvioissa 2A - 2E on graafisesti esitetty keksinnön mukaisen virtaamasäädetyn perälaatikon avulla saavutettuja/mitattuja arvoja.

Kuviossa 2A on esitetty graafisesti virtaamaprofiili turbulenssigeneraattorin jälkeen. 5 Virtaamaprofiili on muodostettu säätämällä perälaatikon leveyssuunnassa olevilla venttiileillä virtaamaprofiilin muoto vastaavaksi kuin on huuliaukko muodoltaan. Katkoviivoin on esitetty keksinnön mukaisen virtaamasäädetyn perälaatikon kuvaajaa ja käyttäytymistä ja yhtenäisellä viivalla (pystykoordinaatti 1) on esitetty vastaavat kuvaajat tapauksessa, jossa virtausta säätäviä venttiilejä perälaatikon leveydeltä ei ole 10 ja virtaamaprofiilia ei näin ollen säädetä. Vaaka-akselilla on esitetty perälaatikon poikittaisasema eli positio ja pystykoordinaatistossa on esitetty virtaama turbulenssigeneraattorin jälkeen.

Kuviossa 2B on esitetty graafinen esitys, jossa on esitetty huuliaukosta tulevan virtaaman 15 profiili perälaatikon leveydeltä eli perälaatikon poikkisuunnassa (CD-suunta). Kuviossa esitetysti on vaakakoordinaatistossa esitetty perälaatikon vaakasuuntainen positio eli CD-positio ja pystykoordinaatistossa on esitetty kussakin positiossa tapahtuva virtaama Q (virtausmäärä/aikayksikkö) huuliaukosta.

20 Kuviossa 2C on esitetty vaakakoordinaatistossa CD-positio (metreinä) eli perälaatikon leveysasema ja pystykoordinaatistossa suihkun konesuuntainen nopeus U (m/s).

• * * '« ’ Kuviossa 2D on esitetty vaakakoordinaatistossa paperikoneen poikittaissuuntainen asema ' ·".' ja pystykoordinaatistossa on esitetty siihen liittyvä suihkun poikittaisnopeus. Katkoviival- * * * *·" 25 la on esitetty arvot virtaamasäädetyn perälaatikon kohdalla ja katkoviivoin on esitetty arvot ennen virtaaman säätöä venttiileillä Vj,V2...

• * I

Kuviossa 2E on esitetty orientaatioprofiili. Vaakakoordinaatistossa on esitetty perälaati-*· '* kon poikittaissuuntainen asema ja pystykoordinaatistossa on esitetty kuhunkin vaaka- 30 asemaan liittyen orientaatiokulma asteina.

I · * > · 4 115647

Kuviossa 3A on esitetty havainnollisesti virtaamasäädetty perälaatikko.

Kuviossa 3B on esitetty virtaamasäädetyn perälaatikon kärkilista ja huuliaukko-rakenne.

5

Kuviossa 3C on esitetty vaakakoordinaatistossa perälaatikon poikkisuuntainen CD-asema ja pystykoordinaatistossa on esitetty virtaama (virtausmäärä/aikayksikkö). Funktiolla fj on esitetty virtaaman funktiota perälaatikon leveydeltä, jota ei ole korjattu venttiileillä VltV2... Funktio f2 esittää korjattua virtaamafunktiota venttiilien V^, V2... jälkeen.

10

Kuviossa 4A on esitetty vaakakoordinaatistossa perälaatikon leveysasema ja pystykoordinaatistossa dimensioton huuliaukkomuoto.

Kuviossa 4B on esitetty vaakakoordinaatistossa perälaatikon leveysasema ja pystykoor-15 dinaatistossa on esitetty nopeusprofiili turbulenssigeneraattorin jättöreunalla perälaatikko leveydeltä.

Kuviossa IA on esitetty keksinnön mukainen virtaamasäädetty perälaatikko 10 sivultapäin ja kuviossa IB on esitetty kuvion perälaatikko kuvion IA nuolen Kj suunnasta eli !.!: 20 päältäpäin. Keksinnön mukaisesti käsittää perälaatikko jakotukin J1? joka voi olla poikkileikkaukseltaan vakio koko perälaatikon leveydeltä, koska venttiilien Yl5 V2...

• t " avulla säädetään koko virtaus jakotukista eteenpäin tai suppeneva, jotta jokaisen • t · ’ll* venttiilin syöttöpuolelle saadaan likipitäin samanlaiset virtausolosuhteet. Jakotukin Jj jälkeen on yksirivinen pillistö 11, jonka jokaiseen putkeen 1 la1( lla2... venttiilit Vj, 25 V2... on sovitetut. Venttiilit Vj, V2... ovat tavanomaisia kuristusventtiilejä, joilla , , säädetään virtaama (virtausmäärä/aikayksikkö). Yksirivisen pillistön jälkeen on kar- • * * !,*. tiomainen laajennusosuus 12, jonka kautta johdetaan virtaus kustakin pillistön 11 • · · putkesta llal5 1 la2 turbulenssigeneraattoriin 13 sen turbulenssiputkiin I3aj j, 13a12...; 13a21, 13a22.... Kuvion suoritusmuodossa jaetaan massavirtaus Q venttiilistöltä Vj, 30 V2... kultakin venttiililtä kahteen turbulenssigeneraattorin 13 pystyriviin ja näiden : kaikkiin putkiin. Näin virtaus hajautetaan edullisesti ainakin kahteen pystyriviin ja 5 115647 kuitenkin saavutetaan riittävä säätö tarkkuus virtaamaprofiilin säätämiseksi. Turbulens-sigeneraattorilta 11 johdetaan virtaus huulikartioon 14 eli huulikanavaan, joka kapenee päätyään kohti ja jonka kautta virtaus tulee huuliaukkoon 15, jota säätää kärkilista 16 sen leveydelle asetettujen säätökarojen 17aj, 17a2... avulla. Säätökarojen avulla 5 säädetään huuliaukko ja siten neliöpaino ja kyseistä huuliaukkoa vastaavaksi muodoltaan säädetään venttiilistöltä V1( V2... tuleva virtaamaprofiili kuitenkin niin, että virtaamaprofiili skaalataan eli kerrotaan tietyllä skaalauskertoimella. Kertominen suoritetaan kaikkiin venttiileihin ja näin ollen virtaamaprofiilin muoto, sen graafinen kuvaaja, vastaa olennaisesti huuliaukon kärkilistan muotoa. Näin ollen virtaamaa 10 tuodaan enemmän niille kohdille huuliaukkoa, joilla virtauspoikkipinta-ala on suurempi ja vähemmän niille kohdille, joissa poikkipinta-ala on pienempi. Kunkin kärkilistasää-dön jälkeen suoritetaan virtaamaprofiilin säätö niin, että virtaamaprofiilin muoto vastaa kulloisenkin kärkilistasäädön aikaansaamaa huuliaukkomuotoa.

15 TEKNINEN TOTEUTUS

Keksinnössä yhdistetään kärkilista- ja virtaamasäätö. Virtaamasäätö ei tarvitse huuliaukkoprofiilin lisäksi muuta tietoa, kun skaalauskerroin on kerran kiinnitetty. Jos tulevaisuudessa orientaatiokulmaprofiilin mittaaminen onnistuu on-line, sitä voisi · · · 20 hyödyntää optimaalisen skaalauskertoimen kiinnittämisessä ja säädön verifioinnissa '’·* ajon aikana, mutta se ei ole välttämätöntä.

• · · ; ,* Venttiilisäädöllä saadaan aikaiseksi haluttu turbon virtaamaprofiili, jolloin huulisuihkun » · · • · > poikittaisnopeudet ja siten myös paperin kuituorientaatiokulmat minimoituisivat tietyllä

I · I

25 huuliaukkoprofiililla. Kun turbosta tuleva virtaamaprofiili on huuliaukkoprofiilin . . muotoinen ja virtaaman min-max-vaihtelu kuvion 2A tapauksessa noin 10 %, muuttuvat • * * myös huuliaukon virtaama (esitetty kuviossa 2B) ja konesuunnan nopeus (esitetty • * ♦ / _ kuviossa 2C) hieman, mutta suurin vaikutus säädöllä on poikittaisnopeuteen (esitetty ’ ; kuviossa 2D), joka pystytään eliminoimaan lähes kokonaan. Vastaava orientaatiokulma- . 30 profiili on esitetty kuviossa 2E. Referenssinä kuvissa on yhtenäisellä viivalla kuvaajat - ·’ suoralle turbulenssigeneraattorin jälkeiselle virtaamaprofiilille.

6 115647

SÄÄDETTY VIRTAAMAPROFIILI

Tiettyä huuliaukkoprofiilia kohti voidaan löytää optimaalinen virtaamaprofiili, jolla kuituorientaatiokulmat voidaan eliminoida. Optimaalinen virtaamaprofiili on huuliaukon 5 muotoinen skaalattuna sopivalla vakiolla siten, että huulikanavassa tapahtuvat profiilien muutokset (toisaalta turbosta tulevan virtaamaprofiilin tasoittuminen ja toisaalta huuliauk-koprofiilin "haluaman" virtaamaprofiilin kehittyminen) huomioidaan oikein. Siten optimaalisen säädön etsiminen on itse asiassa optimaalisen skaalauskertoimen etsimistä siten, että poikittaisnopeudet minimoituvat.

10 Tämän keksinnön ajatuksena on olemassaolevaa tekniikkaa hyväksikäyttäen säätää huulikanavan sisäänvirtaukseen optimaalinen virtaamaprofiili (kuva 2A), joka on huuliaukkoprofiilin muotoinen ja jolla eliminoidaan huulisuihkun poikittaisnopeudet (kuva 2D) ja siten paperin orientaatiokulmat (kuva 2E). Näiden lisäksi myös konesuun-15 nan nopeus on tasaisempi kuin konventionaalisessa perälaatikossa (kuva 2C), mikä vaikuttaa mm. suihku/viira-suhteeseen ja siten formaatioon ja vetolujuussuhteeseen.

Huuliaukkoprofiilin muodon käyttäminen säädössä mahdollistaa nopean säätämisen, koska säätöjärjestelmä tietää huuliaukkoprofiilin muodon suoraan ilman, että tarvitaan 20 epäsuoria mittauksia valmiista paperista kuivassa päässä konetta. Huuliaukkoprofiilin ja sitä vastaavan optimaalisen virtaamaprofiilin välinen skaalauskerroin riippuu huuli- kanavan geometriasta, joten se on spesifioitava perälaatikkokohtaisesti. Se voidaan I .* ratkaista joko huulikanavavirtauksien numeerisen simuloinnin tai nykyisten vasteajojen » · ·

• t I

kaltaisten kokeiden avulla.

25

HYÖDYT

• * * ,· . (A) Virtaamasäädetyllä perälaatikolla saavutetaan seuraavat edut: ' 1 · Kuivatuskutistumaprofiilia vastaavan neliömassaprofiilin säätö ilman huomattavaa 30 kuituorientaatioprofiilia (kuva 2E). Viiraosan kannalta ei liene suurta eroa, onko > · * * · 7 115647 huulisuihkussa vakiovirtaama- ja säädetty sakeusprofiili (laimennusperä) vaiko vakiosakeus- ja säädetty virtaamaprofiili (tämän keksinnön idea).

• Huulisuihkun koneen suuntainen nopeus on tasainen, koska virtaamaa tuodaan enemmän sinne, missä huuliaukko on enemmän auki, jolloin konesuunnan nopeus 5 saadaan tasaiseksi (kuva 2C).

(B) Virtaamasäädetyssä perälaatikossa ei tarvita lisäsyöttöjä, koska sama vaikutus saadaan huulikanavaan tulevan virtaaman säädöllä. Ts. lisäsyöttö olisi jouhevasti mukana säädettyä virtaamaprofiilia.

10 (C) Konventionaalisessa perälaatikossa kuituorientaatiokulmat ovat kohti koneen keskilinjaa ja suihku/viira-suhde on keskellä konetta alhaisempi kuin reunoilla, kun huuliaukko on keskeltä enemmän auki kuin reunoilta. Kuten kuvasta 2C nähdään, virtaamaprofiilin avulla voidaan vaikuttaa orientaation lisäksi konesuunnan nopeus- 15 profiiliin ja siten suihku/viira-suhteeseen, millä on vaikutusta mm. formaatioon ja vetolujuussuhteeseen. Kuituorientaation ja suihku/viira-suhteen säätö riippuvat kuitenkin toisistaan virtaamasäädetyssä perälaatikossa. Kuvien 2C ja 2E perusteella ne voidaan yhtäaikaisesti saada mahdollisimman tasaisiksi (paremmiksi kuin konventionaalisessa perälaatikossa), mutta jos toista yritettäisiin profiloida halutulla tavalla, myös toinen 20 muuttuisi. Olisi kuitenkin mahdollista säätää esim. paperiradan reunoilla konesuuntai-'·’ nen vetolujuus suuremmaksi kuin keskellä rataa, jotta ajettavuus ja/tai päävienti olisi ' t * [ parempaa.

» « · (D) Virtaamasäädetty perälaatikko on edullisempi kuin konventionaalinen perälaatikko 25 tai laimennusperälaatikko, koska ,··, 1· laimennuskiertoa ei tarvita, • · · 2. virtaamasäädössä tarvittavat venttiilit ovat yksinkertaiset kuristusventtiilit, » ,· , 3. yksirivinen jakopillistö huomattavasti edullisempi kuin nykyinen monirivinen,

• * I

4. välikammiota ei enää tarvita, koska jakotukista ei tule virheellistä virtaamaprofii-30 lia, ·* 5. lisäsyötöt jäävät pois, koska ne ovat osana säädettyä virtaamaprofiilia, « 1 t 8 115647 6. jakotukin muotoa voidaan yksinkertaistaa, koska jako saadaan aina kohdalleen 7. käyttökustannukset ohikierron osalta pienemmät, koska ohikierroksi riittää muutama prosentti, ei tarvita konventionaalisessa perälaatikossa tarvittavaa 10 %:a ohikiertoa.

5

Kuviossa 3A on esitetty ja havainnollistettu keksinnön mukaista perälaatikkorakennetta ja kuviossa 3B on esitetty huuliaukon muoto. Kuviossa on esitetty perälaatikon huuliau-kon muoto. Huuliaukkoa rajaavan alapuolisen palkin muoto on lineaarinen suora ja huuliaukon yläpintaa rajoittaa kärkilistan etureuna, jonka muoto on kaareva. Yleensä 10 huuliaukko on maksimiavauksessaan perälaatikon keskilinjan alueelta. Kuvioon 3C on merkitty pystykoordinaatistoon virtaamakuvaajaa fj vastaavat virtausmäärät, jotka on luettavissa suoraan kultakin perälaatikkoleveyskohdalta pystykoordinaatistossa. Kuvioon on merkitty perälaatikon huuliaukon eri leveyspisteessä Y1( Y2, Y3, Y4, Y5... esiintyvät virtausmäärät Qj,Q2... (litraa/minuutti) vastaten sellaista perälaatikkoa, jossa 15 virtaamaprofiilia ei ole vielä keksinnön mukaisesti säädetty venttiileillä Vj, V2, V3... Virtaus Q1,Q2... on massavirtaus ulos huuliaukosta.

Kuvioon 3C on myös merkitty korjattu virtaamafunktio f2, jolloin korjaukset on tehty venttiilejä V}, V2... säätämällä. Näin ollen kuviosta 3C on luettavissa suoritusmuoto, 1 20 jossa suoritettaessa korjausventtiileillä V(, V2... säädetään kaikkia venttiilejä niin, että virtausta lisätään kuitenkin erimääräisesti. Kuitenkin käytännössä on edullisin suoritusmuoto, jossa vähennetään toisten venttiilien kautta kulkevaa virtausta ja ; .* lisätään toisten venttiilien kautta kulkevaa virtausta. Mainitunlaisessa suoritusmuodossa perälaatikon kokonaisvirtaama pysyy tällöin mahdollisimman vakiona ja poikkeamat 25 säädöissä keskimääräisestä virtaamasta pysyvät pieninä. Tällöin peränsyöttöpumpun • ^ käyttötila voidaan pitää vakiona eli pumpulle ei tarvitse lisätä eikä vähentää paineita.

Tällöin lasketaan keskimääräinen virtausnopeus vastaten keskimääräistä huuliauk- .· , koavausta. Koordinaatisto (Y-koordinaatisto) kiinnitetään mainittuun keskimääräiseen • » *

» I I

! huuliaukon avaukseen ja muodostetaan kärkilistaa sen etureunan 16’ asemaa approksi- . 30 moiva funktio bd(y). Mainittua edullista säädön suoritusmuotoa esittävä ratkaisu on * · • * 9 115647 esitetty seuraavissa kuvioissa 4A ja 4B. Kuvaajat fj,f2 esittävät virtaamia Q1,Q2... ulos huuliaukosta.

Kuvioissa 4A ja 4B on esitetty eräs keksinnön mukaisen säädön ratkaisu. Kuviossa 5 on esitetty säädön edullinen toteutus, jossa lasketaan ensin huuliaukon keskimääräinen avaus ja sitä vastaava dimensioton huuliaukkomuoto. Kuviossa 4A on esitetty vaaka-koordinaatistossa perälaatikon leveys ja pystykoordinaatistossa dimensioton huuliaukkomuoto. Vaakakoordinaatti b edustaa keskimääräistä huuliaukkoavausta ja bd(y) on dimensioton huuliaukkomuoto, jonka keskiarvo on nolla. Todellisesta huuliaukosta 10 lasketaan siten ensin dimensioton muoto bd(y)=(b(y)/B)-l, missä b(y) on alkuperäinen todellinen huuliaukko, B on keskimääräinen huuliaukko ja bd(y) dimensioton huuliaukkomuoto, jonka keskiarvo on nolla.

Tämän jälkeen etsitään optimaalinen skaalauskerroin c.

15

Optimaalinen skaalauskerroin c valitaan kullekin perälaatikolle siten, että poikittaisvir-tauksia ei esiinny ja kuidut ovat tällöin yhdensuuntaisesti. Tällöin poikittaisnopeus virtaukselle on mahdollisimman lähellä nollaa ja massavirtauksen konesuuntainen nopeus on mahdollisimman vakio. Kerroin c voidaan valita kokeellisesti siten, että • · 20 tarkastellaan valmista paperia tai kartonkia ja sen kuitusuuntauksia ja kun kuidut ovat • > * yhdensuuntaiset, valitaan kyseisellä koeajolla käytetty kerroin c. Tämä kerroin edustaa * t silloin kyseiseen perälaatikkoon liittyvää skaalauskerrointa c.

• »« t · * · »

Kuviossa 4B lasketaan kerrointa c vastaava dimensiollinen nopeusprofiili turbulenssi- k · * 25 generaattorin jättöreunalla: Uin(y) = [1 + c - bd(y)], missä U (m/s) on keskimääräi-. nen virtausnopeus ja c on dimensioiden vakio.

» t * • · · .· . Korjatusta nopeusprofiilista Uin(y) lasketaan virtaamaprofiili Q(y) jakopillistöön * ! venttiileiltä V1.V2... Kun tiedetään nopeusprofiili perälaatikkoleveydeltä ja tiedetään 30 kyseiseen nopeusprofiiliin liittyvä kärkilistasäätö, on laskettavissa kulloisessakin perälaatikon leveyspisteessä virtaamaprofiili Q(y). Kuvaaja korjatulle virtaamaprofiilille voi olla vastaava kuin kuvion 3C funktion f2 kuvaaja.

115647 ίο Näin ollen kun meillä on ei-virtaussäädetty perälaatikko ja kärkilista käsittää tietyn 5 muodon niiltä osin perälaatikkoleveyttä, joilla huuliaukko on suurimmillaan, menee enemmän virtausta läpi (1/min) kuin niiltä osin, joilla kärkilista on pienemmällä avauksella eli huuliaukko pienempi. Näin ollen kärkilistalla kuristettaessa virtausta tietyltä kohti enemmän kuin toisaalta, pyrkii virtaus kääntymään siihen suuntaan, jossa virtausvastus on pienempi. Näin kuituorientaatio pyrkii edellä mainitun sivuvirtauksen johdosta 10 muuttumaan. Keksinnössä on oivallettu suorittaa virtausmääräkorjaus huuliaukkomuo-toon ja siten kärkilistan säätöasentoon perustuen. Näin ollen huuliaukkomuotoa hyväksikäyttäen suoritetaan tietyllä kertoimella c korjaus korjaamattomalle virtauspro-fiilille. Kyseinen korjaus virtausmäärissä on muutaman prosentin suuruusluokkaa, mutta sen vaikutus orientaatiokulmiin on ratkaiseva. Kuidut saadaan konesuuntaisiksi.

15 Näin ollen edellä esitetysti määritetään tietyssä ajotilanteessa tietyllä massanjakotuk-kiin kohdistetulla pumppauspaineella ja tietyillä venttiilin V1; V2... säätöasennoilla, jotka venttiilit on asetettu perälaatikon pillistöön sen leveydelle, havainnoidaan massa-virtauksen virtaamaprofiili perälaatikon eri leveyskohdissa ja että tämän jälkeen 20 havainnoituun kärkilistan säätöasentoon liittyvä kärkilistan reunan muoto havainnoi-daan perälaatikkoleveydeltä. Menetelmässä tämän jälkeen määrätään venttiileille * * ’· (Vj, V2...) uudet asetusarvot, jotka toteuttavat korjatun virtaamaprofiilin lasketaan · huuliaukkomuotoa approksimoivasta funktiosta esim. bd(y):stä, joka funktio on kerrottu tietyllä perälaatikkoon liittyvällä valitulla skaalauskertoimella c, joka skaalauskerroin » · · * 25 c on määritetty kokeellisesti siten, että orientaatiovirhettä kuiduissa ei esiinny ja . . ^ sivuvirtaamat on minimoitu, jolloin kuitujen suuntaus on konesuuntainen ja massavirran I « » konesuuntainen nopeus V(m/s) on mahdollisimman vakio.

t « ♦ · • * Tiivistettynä voidaan sanoa, että keksinnön edullisessa suoritusmuodossa perälaatikossa . 30 suoritetaan virtausmäärää säätävien venttiilien kautta virtausmäärän korjaus edulli- : ·* sesti siten, että niille kohdin perälaatikkoleveyttä, joissa huuliaukon avaus on keski- 11 115647 määräistä huuliaukkoavausta pienempi, vähennetään virtausmäärää ja vastaavasti niillä kohdin perälaatikkovirtausta, joissa virtausmäärä on keskimääräistä huuliaukkoavausta edustavan virtausmäärän yläpuolella, lisätään virtausmäärää vertailukohdan ollessa korjaamaton virtausprofiilitilanne.

5

Virtaamaprofiilin säätö voi olla myös seuraavanlainen: a) Havainnoidaan kärkilistan säätöasento ja sille kohtaa perälaatikkoleveyttä, jossa kärkilistan asema on alhaisimmillaan eli huuliaukko pienimmillään, ei johdeta 10 lisävirtausta. Lisävirtausta tuodaan muille kohdin perälaatikkoleveyttä ja sitä enemmän, mitä suurempi on huuliaukko kyseisellä kohtaa.

Tälle vastakkainen säätötapa on seuraava: 15 b) Havainnoidaan kärkilista muoto ja sille kohdin perälaatikkoleveyttä, jolla kärkilis-ta-avaus on suurimmillaan, ei aikaansaada muutosta virtaamaprofiiliin. Muille kohdin perälaatikkoleveyttä tuodaan korjattu virtaus lisäämällä kuristusta eli niille kohdille perälaatikkoleveyttä, joilla huuliaukko on pienemmillään kuristetaan enemmän virtausta kuin niillä kohdin, joissa huuliaukko on suurempi.

20 c) Säätötapa voi olla a):n ja b):n väliltä siten, että valitaan maksimihuuliaukkoavauk- ' sen ja minimihuuliaukkoavauksen väliltä tietty huuliaukkoavaus, jossa laskenta • · • * » *; ' * suoritetaan, kuten on esitetty sivulla 12. Venttiilien V1,V2... säätö suoritetaan niin, että kyseistä valittua huuliaukkoavausta pienemmillä huuliaukkoavauksilla niiden * 25 perälaatikon leveyskohdissa olevien venttiileiden V1,V2... kuristuksia lisätään ja . . kyseistä valittua huuliaukkoavausta suuremmilla huuliaukkoavauksilla vähennetään _T# niiden kohdalla olevien venttiilien Vj,V2... kuristusta. Ennen säätöä alkuasetukses- '· sa venttiilit Vj,V2... on asetettu edullisesti keskisäätöasentoon, jolloin säätövaraa ’· ; molempiin suuntiin riittää.

»t · t · 30 12 115647 Säätötapa on edullisimmin seuraava.

Havainnoidaan kärkilistan asema eli huuliaukkoavaus ja havainnoidaan huuliaukon maksimiavaus ja minimiavaus. Valitaan edellä mainitut avaukset toteuttavasta 5 kärkilistan asemasta maksimi- ja minimiavauksen väliltä jokin valittu kärkilista-asema ja suoritetaan säätö seuraavasti. Niille kohdille perälaatikkoleveyttä, joissa kärkilista on valitun kärkilista-aseman yläpuolella eli huuliaukkoavaus on valittua avausta suurempi tuodaan enemmän virtausta ja niille kohdille perälaatikkoleveyttä, joiden kohdalla kärkilista on valittua avausta pienemmän avauksen toteuttavassa 10 asennossa, kuristetaan virtausta.

Kaikissa edellä mainituissa säädöissä a), b) ja c) on laskentamalli sama kuin on edellä selostettu edullisimman tapauksen laskentamalli eli se, joka perustuu keskimääräiseen huuliaukkoavaukseen ja keskimääräiseen kärkilista-asemaan. Eli 15 - havainnoidaan ensin kärkilistan asema havainnoidaan tämän jälkeen tietyillä venttiilien asennoilla esimerkiksi keskimääräisellä säätöasennolla turbulenssigeneraattorista ulostulevan virtauksen nopeuspro-fiili, tämän jälkeen lasketaan korjatut virtausnopeudet lisäämällä valittua huuliaukko- 20 avausta edustavaan virtaamanopeuteen - tai + merkkinen virtaamaprofiilin korjaus, ·* joka on saatu kertomalla huuliaukkomuotoa approksimoiva funktio skaalauskertoi- ' ’' mella, joka on valittu perälaatikkokohtaisesti siten, että korjauksen jälkeen lopputu- ; ,* loksena saadaan kuituorientaatiolta virheetön virtaus eli sellainen virtaus, jossa • · » t · » !kuidut sijaitsevat konesuuntaisesti.

25 . •t Näin ollen kun on saatu laskettua korjattu virtausnopeusprofiili, voidaan tämän * * perusteella kullekin perälaatikon leveyskohdalle laskea korjattu virtaama tietämällä .* , kärkilistan asema ja kullekin kärkilistan leveyskohdalla laskettu korjattu virtausnopeus.

» · t » * # • ·

Claims (9)

115647

1. Menetelmä paperikoneen/kartonkikoneen perälaatikon (10) säädössä, jossa menetelmässä massanjakotukista (Jj) johdetaan massavirtaus perälaatikon eri leveyspisteisiin 5 asetettujen venttiilien (Vj, V2···) kautta, joiden venttiilien avulla on säädettävissä massavirtaus kullakin venttiilien määräämällä perälaatikon leveyskohdalla ja jossa jakotukista (Jp johdetaan olennaisesti kaikki massavirtaus siten, että se kulkee venttiilien (Vl, V^...) kautta ja näin ollen perälaatikon virtaamaprofiili on säädettävissä venttiilejä (Vi, V2· ··) säätämällä lisäämällä tai vähentämällä niiden kuristusta, tunnettu siitä, että 10 määritetään perälaatikon huuliaukon muoto, huuliaukkomuodon perusteella lasketaan perälaatikon virtaamaprofiili kertomalla perälaatikon huuliaukkomuoto huulikanavan geometriasta määräytyvällä vakiolla (c) ja säädetään perälaatikon leveydellä olevien venttiilien (Vj, V2 . ) avulla perälaatikon virtaamaprofiili huuliaukkoprofiilin muotoiseksi. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä säädetään venttiilin (Vj, V2···) avulla virtaamaprofiili perälaatikkoleveydeltä siten, että venttiilit (Vj, V2...) on ensin asetettu tiettyyn asentoon ja kyseisellä tietyllä asennolla t , > ‘ edullisesti venttiilien keskisäätöasennolla mitataan tai lasketaan virtaamaprofiili turbu- :20 lenssigeneraattorin jälkeen tietyllä kärkilistasäädöllä ja että menetelmässä tämän jälkeen suoritetaan venttiileillä (Vj, V2...) virtaamaprofiilin korjaus siten, että korjattu virtaa- » · . ': maprofiili lasketaan kyseisestä korjaamattomasta virtaamaprofiilista ja siihen liittyvästä huuliaukko-avauksesta. • · « ·

3. Patenttivaatimukseni mukainen menetelmä paperikoneen/kartonkikoneen perälaatikon ,,; (10) säädössä, jossa menetelmässä perälaatikko käsittää virtausmäärää säätävät venttiilit * f (Vj, V2·..) perälaatikon leveydeltä, jolloin menetelmässä johdetaan massanjakotukista * » ·’ ' (Jj) olennaisesti kaikki virtaus virtausventtiilien (Vj, V2···) kautta, jolloin venttiili en (Vj, V2 ) avulla säädetään massanjakotukista johdetun massavirtauksen virtaama-: 30 profiili perälaatikkoleveydeltä (virtausmäärä/aikayksikkö/perälaatikon leveyskohta), • : tunnettu siitä, että virtaama venttiilien (Vj, V2···) kautta säädetään siten, että havain- 115647 noidaan ensin korjaamaton virtaamaprofiili turbulenssigeneraattorin jälkeen perälaatikko-leveydeltä, joka vastaa tiettyä kärkilistan säätöasemaa ja että kyseiseen kärkilista-avaukseen eli kärkilistan säätöasemaan liittyvä korjaus suoritetaan niin virtaamaprofiiliin venttiilejä (Vj, Vj··) säätämällä, että korjattu virtaamaprofiili kullekin perälaatikon 5 leveyskohdalle saadaan laskettua huuliaukkoavauksesta eli kyseisellä kohdalla olevasta kärkilistan asemasta, joka avaus ja siten kärkilistan asema on kerrottu tietyllä skaalaus-kertoimella (c), ja joka skaalauskerroin (c) on valittu kokeellisesti niin, että virtaamaprofiili venttiilien (Vj,V2 ···) jälkeen on koneen poikkisuunnassa vakio ja että poikki-virtauksia ei esiinny. 10

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että venttiilien (Vj^..·) avulla säädetään massanjakotukista tulevan massavirtauksen virtaama (virtausmäärä/aikayksikkö) kullakin perälaatikon (10) leveysköhdalla, jolloin virtaama säädetään siten, että virtaamaprofiili perälaatikon leveydeltä venttiilien 15 (Vi>V2· · ·) jälkeen on perälaatikon (10) huuliaukon (15) muotoinen skaalattuna vakiolla, jolloin niille kohdin huuliaukkoa (15) tuodaan enemmän virtausta, jossa huuliaukko (15) on suurempi ja vastaavasti niille kohdin, jossa huuliaukko on pienempi, tuodaan vähemmän virtausta, jolloin virtaamaprofiililla on sama muoto kuin huuliaukkoprofiililla. • • t · t · I ,:· 20 5. Edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä paperikoneen/kartonkikoneen : ’·· perälaatikon (10) säädössä, tunnettu siitä, että perälaatikko (10) käsittää virtausmäärää • » säätävät venttiilit (V^, λ^...) sen leveydeltä, jolloin venttiilien (Vj, V2···) avulla on ' · ‘ · * säädettävissä massanjakotukista tulevan massavirtauksen virtaama (virtausmäärä/aikayk- v sikkö) kullakin perälaatikon (10) leveysköhdalla, jolloin virtaama säädetään venttiileillä 25 (Vj, V2···) siten, että niille kohdin huuliaukkoa (15) tuodaan enemmän virtausta, jossa huuliaukko (15) on keskimääräistä huuliaukkoavausta suurempi ja vastaavasti niille kohdin, jossa huuliaukko on keskimääräistä huuliaukkoavausta pienempi, tuodaan '·’ vähemmän virtausta, jolloin korjatulla virtaamaprofiilin graafisella kuvaajalla on sama ’ ·; · ’ muoto kuin huuliaukkoprofiililla, jolloin menetelmässä ensin havainnoidaan perälaatikon :: 30 turbulenssigeneraattorista ulostuleva korjaamaton virtaamaprofiili (virtausmäärä/aikayk- : : sikkö) ja tämän jälkeen suoritetaan siihen korjaus siten, että virtaamaprofiili perälaatikon 115647 leveydeltä venttiilien (Vj, V^...) jälkeen on perälaatikon (10) huuliaukon (15) muotoinen skaalattuna vakiolla.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 käytetään virtaamaprofiilin säädössä tavallisia kuristusventtiilejä (Vj, V2...), jotka on sovitettu säännöllisen välimatkan päähän toisistaan perälaatikon (10) eri leveyskohtiin koko perälaatikon leveydelle.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 10 venttiilit (Vj, Vj) on asetettu perälaatikon (10) eri leveyskohtiin yksiriviseen pillistöön (H).

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään sellaista perälaatikkoa (10), jossa venttiilit (Vj, V2...) on 15 asetettu yksiriviseen pillistöön (11) heti jakotukin (Jj) jälkeen ja että säädetty virtaus, jolla on huuliaukon (15) määräämä virtaamaprofiili, johdetaan venttiileiltä (Vj, V2···) turbulenssigeneraattorin (13) putkiin (13aj j, 13a^ 2···) ja edelleen huulikanavaan (14) ja huulikanavan (14) ja huuliaukon (15) kautta muodostusviiralle (Hj). < t

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä säädetään paperin neliöpainoa kärkilistaa (16) säätökaroilla (17a^, ’: 1¾....) säätämällä. 115647