FI116482B - Menetelmä välitelojen taipuman säätämiseksi paperikoneen monitelaisessa telastossa ja menetelmässä käytettävä järjestelmä - Google Patents

Description

116482

Menetelmä välitelojen taipuman säätämiseksi paperikoneen monitelaisessa telas-tossa ja menetelmässä käytettävä järjestelmä

Keksintö koskee esimerkiksi patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää 5 välitelojen taipuman säätämiseksi paperikoneen monitelaisessa telastossa. Keksintö koskee myös esimerkiksi patenttivaatimuksen 5 johdannon mukaista paperikoneen monitelaista telastoa, jossa on järjestelmä välitelojen taipuman säätämiseksi.

Monitelakalanterissa on yleensä 6-17 telaa päällekkäin ja telat ovat oleellisesti vaakasuorassa, päällekkäin asetettujen telojen muodostaessa yhdessä oleellisesti pysty-10 suoran telaston. Telaston muodostavien peräkkäisten telojen väliin jää kalanterointi-nippejä. Kun kuiturataa aletaan kalanteroida, suljetaan telaston kalanterointinipit nippikontaktiin nostamalla ylintä telaa tai/ja alinta telaa. Kalanteroitava kuiturata kulkee monitelakalanterissa yleensä ylhäältä alas puristuen kalanterointinipeissä (jatkossa nipeissä) peräkkäisten telojen välissä samalla kalanteroituen pinnaltaan.

15 Monitelakalantereita on useita tyyppejä. Nk. superkalantereissa ylin ja alin tela ovat kokillipintaisia teloja ja alimman ja ylimmän telan välissä olevat nk. välitelat ovat vuorotellen pehmeäpinnoitteisia teloja ja vuorotellen kokillipintaisia, lämmitettyjä termoteloja ja kuituradan molempien puolien käsittelemiseksi kalanterissa on ns. kääntönippi, jossa on kaksi pehmeäpintaista telaa vastakkain. Välitelat on laakeroitu 20 telan sylinterimäisen rungon päissä olevista laakeripesistä ja lisäksi välitelojen laa-. . keripesiin on usein yhdistetty höyrylaatikoita ja muita lisävälineitä. Superkalanterin ’; ’: telastossa kukin tela on siten olennaisesti vaakasuorassa telojen muodostaessa yhdes- *' sä pystysuuntaisen kalanterin, jossa telat ovat päällekkäin. Välitelat on kiinnitetty pystysuunnassa liukuvasti kalanterin rungossa oleviin pystysuuntaisiin ohjaimiin. 25 Välitelojen päädyissä on lisäksi telan rungon mukana pyörivät telatapit, jotka on : : kiinnitetty liukuvasti kalanterirunkoon varmistamaan telaston telojen pysymisen oi- ;'": kealla paikallaan.

Tavallisen superkalanterin nippipaineet kasvavat siirryttäessä kalanterissa ylhäältä ; ·' alas. Superkalanterissa pyritään ajamaan suorilla nipeillä, jolloin välitelojen ominais- 30 taipumaerot ovat suuret. Optiload™-kalanterissa telat sitä vastoin mitoitetaan sa-• maan ominaistaipumaan, jolloin välitelojen omasta painosta johtuva ominaistaipuma , alaspäin on samansuuruinen. Tietyn nipin lineaariseen nippikuormaan aiheutuu poikkeamia, johtuen välitelojen päissä olevista laakeripesistä sekä lisävarusteista kuten höyrylaatikoista, ulosottoteloista, kitasuojista ja kaavareista. Nämä poikkeamat 2 116482 kasaantuvat siirryttäessä telaston nipeissä ylhäältä alaspäin siten, että nipin kuormitus eli nippipaine saattaa vaihdella huomattavasti alemmissa nipeissä, joissa etenkin nippien päätyosat kuormittuvat huomattavasti enemmän kuin nippien muut osat. Nämä ns. tappikuormat poistetaan vastavoimilla laakeripesiin.

5 US-patenttijulkaisussa 5 438 920 on edellä esitetty nippipaineisiin liittyvä ongelma ratkaisu seuraavasti: Monitelaisen kalanterin ylin ja alin tela ovat teloja, joissa stationaarisen tela-akselin ympäri pyörii sylinterimäinen telavaippa telavaipan ollessa laakeroitu sen päissä olevista laakeripesistä, jotka on kiinnitetty telan akselille. Ka-lanterin ylimmän ja alimman telan välissä sijaitsevilla väliteloilla on oleellisesti sama 10 ominaistaipuma. Välitelojen sylinterimäisten runkojen päät on kiinnitetty pyörivästi laakeripesiin. Ylimmän ja alimman telan tela-akseleille, telan vaipan sisälle on järjestetty telan sisäpuoliset kuormitusvälineet. Telastoa on mahdollista kuormittaa myös telaston ylimpään ja/tai alimpaan telaan kohdistuvalla ulkopuolisella voimalla. Käytännössä ulkopuolinen voima on järjestetty kuormittamaan laakeripesiä. Välitelo-15 jen päissä olevien laakeripesien ja lisävarusteiden aiheuttamaa kuormitusta on ko. ratkaisussa kevennetty välitelojen laakeripesiin kiinnitettyjen nippikuorman keven-nysvälineiden avulla. Kevennysvälineet käsittävät niissä kalanterirunkoon kiinnitetyn varren, johon on kytketty päätyä ylöspäin nostava hydraulisylinteri. US-patenttijul-kaisun 5 438 920 mukaisella ratkaisulla pyritään telaston 100-prosenttiseen keven-20 tämiseen ja tähän liittyvään välitelojen samansuuruiseen ominaistaipumaan, joka estää muutoin syntyvät viivakuorman profiilivirheet.

Edellä esitetyn US-patenttijulkaisun mukaisella ratkaisulla pystytään tehokkaasti ·,' j kompensoimaan välitelojen polymeeripinnan kulumisesta sekä välitelojen päissä * : : olevista laakeripesistä ja lisävarusteista aiheutuvia nippi- ja viivakuormaprofiilin ;‘: 25 muutoksia, jolloin kalanteria on mahdollista ajaa telataipumalla, joka vastaa yksittäi- ,. .: sen välitelan luonnollista taipumaa. Käytetyssä ratkaisussa on kuitenkin epäkohtana . *, se, että välitelojen on oltava luonnolliselta taipumaltaan oleellisesti samanlaisia, mi- M kä edellyttää suurta tarkkuutta telojen hionnassa ja valmistuksessa. Lisäksi teloista, joiden taipuma on sama, tulee halkaisijaltaan helposti suuria ja kalliita. Mikäli teloil-30 ta ei tarvitsisi edellyttää samaa taipumaa, voitaisiin 100-prosenttisesti kevennetty telasto rakentaa superkalanterin olemassa olevista teloista.

t

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyssä tekniikan tasossa olevat epä-;t: kohdat. Niinpä keksinnön päätarkoituksena onkin aikaansaada monitelakalanteri, ; · ’ jonka välitelojen polymeeripinnan kulumisesta sekä välitelojen päissä olevista lisäva- 35 rasteista ja laakeripesistä aiheutuvia nippi- ja viivapaineprofiilin poikkeamia on « 3 116482 mahdollista säätää tehokkaasti, ilman että välitelojen luonnollisen taipuman olisi oltava oleellisesti samanlainen.

Keksintö koskee esimerkiksi patenttivaatimuksen 1 mukaista menetelmää välitelan taipuman säätämiseksi paperikoneen monitelaisessa telastossa.

5 Keksintö koskee myös esimerkiksi patenttivaatimuksen 5 mukaista paperikoneen monitelaista telastoa, jossa on jäijestelmä välitelojen taipuman säätämiseksi.

Menetelmässä välitelojen taipumaa säädetään kalanteroitaessa kuiturataa (W), jolloin telaston nippikuorma- ja viivapaineprofiilia säädetään ohjaamalla telaston ylimmän telan ja/tai alimman telan telastoon aiheuttamaa kokonaiskuormitusta ja keventämäl-10 lä välitelojen nippikuormitusta. Välitelojen taipumaa säädetään välitelojen telatap-peihin toiminnallisesti liitetyillä momentinsäätövälineillä.

Menetelmässä käytetyssä monitelaisessa telastossa on telaston ylimpään telaan ja alimpaan telaan kytketty telojen sisäiset ja ulkoiset kuormitusvälineet ja telaston ylimmän ja alimman telan välissä on kaksi tai useampia väliteloja, jotka on varustet-15 tu nippikuorman kevennysvälineillä. Telastossa käytetty järjestelmä välitelojen taipuman säätämiseksi käsittää välitelojen telatapeissa olevat laakeripesät, joihin on kytketty toiminnallisesti momentinsäätövälineet.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja siinä käytetyllä monitelaisella telastolla on mahdollista kompensoida yksittäisten telojen taipumaa monitelakalanterissa, jossa 20 säädellään telaston kokonaisnippikuormitusta sekä kevennetään välitelojen nippi-.’ * ; kuormitusta, jolloin välitelojen ei tarvitse olla enää ominaistaipumaltaan samanlaisia.

* t ;,; Keksinnön mukaisessa menetelmässä välitelojen taipumaa säädetään tarkemmin sa- > · nottuna siten, että välitelojen päitä käännetään välitelan laakeripesiin tai välitelan J I »* tappeihin kytkettyjen tukien ympäri.

* t . ': 25 Välitelojen tappeihin kytkettyjen momentinsäätimien avulla yksittäisen telan päähän

> I

aiheutetaan siten telan taipumalle vastakkainen taipuma, jolla on mahdollista kompensoida tehokkaasti telan valmistusepätarkkuuksia sekä telan hionnasta johtuvia .11 taipumaheittoja.

> I

.·. Keksinnön mukaisella menetelmällä ja siinä käytetyllä monitelaisella kalenterilla • *. 30 saavutettavista lisäeduista todettakoon, että tasakuormitteista telaa voidaan ajaa jopa * oleellisen suorilla nipeillä. Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan myös se ‘ * huomattava lisäetu, että monitelaisessa telastossa on mahdollista käyttää halkaisijat- * » t » 4 116482 taan pienempiä ja siten halvempia teloja, koska yksittäisten telojen ominaistaipumaa on mahdollista pienentää.

Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin oheisiin kuvioihin viittaamalla.

Kuviossa 1 on esitetty yksinkertaistettu kaaviokuva keksinnön mukaisen monitelai-5 sen kalenterin toisesta päädystä, kun telastoa katsotaan sivustapäin.

Kuvioissa 2 on esitetty kaaviokuva välitelan taipuman säätömenetelmän periaatteesta, kun yksittäistä välitelaa katsotaan sivustapäin.

Kuvion 1 mukainen monitelainen kalanteri 1 muodostuu useasta kalanterirunkoon (ei esitetty kuviossa) kiinnitetystä telasta, jotka on asetettu oleellisesti vaakasuoraan ja 10 toisiinsa nähden nähden oleellisesti samansuuntaisesti päällekkäin. Telat muodostavat oleellisesti pystysuuntaisen telaston 11. Telaston ylin tela 3 ja alin tela 4 ovat kokilliteloja. Ylimmän ja alimman telan välissä olevista väliteloista 5 osa on poly-meeripinnoitettuja teloja 51, 53, 54 ja 56 ja osa lämmitettyjä kokilliteloja eli termote-loja 52, 55 ja 57. Ajettaessa kuiturataa kalenterilla saatetaan telaston telat nippikon-15 taktiin nipeissä 2; 21...27. Kuviossa 1 on esitetty vain telaston toinen puoli, koska toinen puoli on identtinen sen kanssa. Lähemmin on tarkasteltu telaston ylintä telaa 3, alinta telaa 4 sekä ylintä välitelaa 51. Välitelojen 52...57 nippikuorman säätöön ja momentinsäätöön käytetyt rakenteet ja välineet ovat samanlaisia kuin telassa 51 esi-·. : tetyt.

’ ·'·* 20 Keksinnön mukaista välitelan 5 taipuman säädön periaatetta on selvennetty puoles- taan kuviossa 2 tarkastelemalla kuviossa 1 tarkemmin esitettyyn yksittäiseen välite-; : laan 51 kohdistuvia voimia. Välitelan 51 omasta painosta aiheutuu välitelaa alaspäin ' * : voima, joka aiheuttaa telarungon taipumisen kuperasti alaspäin. Välitelaa alaspäin taivuttava voima on merkitty kuviossa voimaresultanttina F1 telan keskijänteen pi-25 tuusakselin keskikohdalle.

'···’ Telaston ylin tela 3 koostuu staattisen tela-akselin 32 ympärillä pyörivästä telarun- gosta 31 sekä telan ulkopuolisista kuormitusvälineistä 33 (hydraulisylintereitä). Te- :*: lan ulkopuoliset kuormitusvälineet on kytketty telan akseliin 32 kiinnitettyihin laa- : * I » ’ ·. keripesiin 34. Lisäksi telan sisällä on sisäpuoliset kuormitusvälineet (ei esitetty kuvi- 30 ossa), joilla telan painojakaumaa on mahdollista muuttaa. Telaston alin tela 4 on sa-·' ‘ mantyyppinen kuin ylinkin tela koostuen staattisen tela-akselin 42 ympärillä pyöri- :: västä telarungosta 41 sekä telan ulkopuolisista kuormitusvälineistä 43 (hydraulisylin tereitä). Telan ulkopuoliset kuormitusvälineet on kytketty tela-akseliin kiinnitettyihin laakeripesiin 44. Lisäksi telan sisällä on sisäpuoliset kuormitusvälineet, joilla telojen 5 116482 painojakaumaa on mahdollista muuttaa. Telaston ylintä ja alinta telaa on mahdollista kuormittaa ulkopuolisella kuormalla eli laakeripesiin 34a ja 44a kytketyillä hydrauli-sylintereillä 33a ja 43a. Telojen 31 ja 41 ulkopuolisella kuormalla säädetään telaston kokonaisnippikuormaa suljettaessa telaston telat nippikosketukseen. Telojen 31 ja 41 5 sisäpuolisilla kuormitusvälineillä puolestaan tasoitetaan poikkeamia ko. telojen taipumassa.

Ylimmän ja alimman telan nippikuorman kevennysvälineiden lisäksi kussakin välite-lassa on nippi- ja viivakuorman kevennysvälineitä, joilla kevennetään telojen painosta sekä teloissa olevista lisävarusteista, kuten höyrylaatikoista, ulosottoteloista, kita-10 suojista ja kaavareista ja vastaavista telojen päihin aiheutuvia nippikuormia, jotka aiheuttaisivat muuten häiriöitä nippien lineaariseen kuormitukseen siirryttäessä alaspäin telaston nipeissä. Seuraavaksi tarkastellaan lähemmin laakeripesän 6; 61a rakennetta telassa 51. Muiden välitelojen päädyissä olevien laakeripesien 6 rakenne on samankaltainen kuin ko. telassa olevien laakeripesien. Välitelan 51 sylinterimäisen 15 rungon päädyt on kiinnitetty kiertyvästi päädyissä oleviin laakeripesiin 61. Laakeri-pesään 61a kuuluu laakeripesän runko 611a ja tähän runkoon kiinnitetty nippikuorman kevennyselin 612a. Kevennyselimeen 612a kuuluu puolestaan hydraulisylinteri 612a’ ja laakeripesän kiinnitysväline 612a”, joka kiinnittää laakeripesän rungon 611a kalanterin runkoon (ei esitetty kuviossa).

. . 20 Seuraavaksi tarkastellaan lähemmin välitelan 51 sylinterimäisen rungon päädyssä / olevaan telatappiin 91a kiinnitetyn laakeripesän 7; 71a rakennetta. Muissa välitelois- *'·’ sa laakeripesien 7 rakenne on samankaltainen. Telatapin pää on kiertyvästi kiinni- :...· tetty laakeripesään, joka on kiinnitetty puolestaan kalanterirunkoon. Laakeripesään '71a on kytketty momentinsäätövälineet 8, 81, jotka käsittävät hydraulisylinterin 81; : ’: 25 811a, jolla laakeripesää 71a on mahdollista kuormittaa, ja tuen 81; 812a, joka sijait- : ‘ : see välitelan telatapin 91a alla.

Kun välitelan 51 mukana pyörivän telatapin 9; 91a päässä sijaitsevaan laakeripesään l * 71a kohdistetaan kuvion 2 mukaisesti voima F esimerkiksi hydraulisylinterillä 811a, muodostuu voima kahdesta erisuuntaisesta voimakomponentista, kohtisuoraan telan : ‘: 30 keskijänteeseen M nähden vaikuttavasta komponentista Fa ja keskijänteen suuntai- I I · ·. sesta komponentista Fb. Kun välitelaa 51 nyt tuetaan tukipisteestä 812a, vääntää voiman F alaspäin vaikuttava voimakomponentti Fa nyt telan päätyä alaspäin tukipis-’ teen 821a ympäri vähentäen siten telan luonnollista, omasta painosta johtuvaa tai- ... * purnaa, joka on merkitty vaikuttamaan telan pituusakselin keskijänteen M keskikoh- 35 dalle resultanttivoimalla Fl, komponentin Fa suuruisella määrällä. Edellä kuvattua voiman F taipumaa vähentävää kuvausta on jonkin verran yksinkertaistettu ilmiön 6 116482 ymmärtämisen vuoksi, koska todellisuudessa telaa taivuttava voima F1 on jakautunut suurin piirtein tasaisesti voimavektoreihin koko telan pituudelle, jolloin vastavoima F itseasiassa vähentää taipumavoiman F1 voimavektoreita koko telan pituudelta.

Edellä on esitetty vain eräs keksinnön mukainen välitelan taipuman säätömenetelmän 5 suoritusmuoto ja alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön mukainen menetelmä ja siinä käytetty telasto voidaan toteuttaa monella muullakin tavalla patenttivaatimuksissa esitetyn menetelmän ja siinä käytetyn laitteiston puitteissa. Niinpä välitelan nippikuorman kevennysvälineinä voidaan käyttää muitakin tekniikan tasosta tunnettuja kevennysvälineitä, kuten esimerkiksi aiemmin mainitusta US-patentti-10 julkaisussa esitettyjä.

» · •«

IMI I

• * · I I · • · · » · ; I t ·

I I I

♦ » · I *

Claims (6)

116482

1. Menetelmä välitelojen (5) taipuman säätämiseksi paperikoneen monitelaisessa telastossa (11) kalanteroitaessa kuiturataa (W), jolloin telaston nippi- ja viivakuor-maprofiilia säädetään ohjaamalla telaston ylimmän telan (3) ja/tai alimman telan (4) 5 telastoon aiheuttamaa kokonaiskuormitusta ja keventämällä välitelojen (5) kuormitusta, tunnettu siitä, että välitelojen (5) taipumaa säädetään välitelojen telatappeihin (2) toiminnallisesti liitetyillä momentinsäätövälineillä (8).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että telaston koko-naisnippikuormaa säädetään ylimmän telan sisäisillä kuormitusvälineillä ja/tai ul- 10 koisilla kuormitusvälineillä (32) tai alimman telan sisäisillä kuormitusvälineillä ja/tai ulkoisilla kuormitusvälineillä (42) ja välitelojen (5) laakeripesien ja niihin liitettyjen lisävarusteiden nippeihin aiheuttamaa kuormitusta vähennetään välitelojen laakeri-pesiin (6) liitetyillä nippikuorman kevennysvälineillä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 15 että kunkin välitelan taipumaa säädetään momentinsäätövälineillä (8), jotka koostuvat välitelan laakeripesiin (6) tai välitelan tappeihin (9) kytketyistä tuista (82) ja väli-telan tappien päissä oleviin laakeripesiin kytketyistä momentinsäätimistä (81), siten että välitelojen päitä käännetään tukien ympäri momentinsäätimien avulla.

, : 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa ' 20 momentinsäätimellä (81) välitelan päähän aikaansaadusta voimasta (F) suuntautuu • I · ,,; välitelan (5) keskijänteen (M) määräämästä tasosta alaspäin.

5. Paperikoneen monitelainen telasto (11), jossa on järjestelmä välitelojen (5) tai- ; ”: puman säätämiseksi, jolloin telaston ylimpään telaan (3) ja alimpaan telaan (4) on '': kytketty telojen sisäiset ja ulkoiset kuormitusvälineet ja telaston ylimmän ja alimman 25 telan välissä on kaksi tai useampia väliteloja (5), jotka on varustettu nippikuorman kevennysvälineillä, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää välitelojen telatappeihin I! 1 (9) toiminnallisesti kytketyt momentinkevennysvälineet (8).

.·. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen telasto (11), tunnettu siitä, että kunkin väli- ···. telan momentinsäätövälineet (8) käsittävät hydrauliset momentinkeventimet (81), ·’ 30 joka on kytketty telatappien laakereihin (7) sekä kaksi tukea (82), jotka tukeutuvat v : telatappeihin (2) tai telan päissä oleviin laakeripesiin (6). 116482