FI119252B - Paperi-/kartonkikoneen tai jälkikäsittelykoneen telan päädyn tiivistysjärjestely - Google Patents

Description

119252

Paperi-/kartonkikoneen tai jälkikäsittelykoneen telan päädyn tiivistysjärjestely

Esillä olevan keksinnön kohteena on paperl-/kartonkikoneen tai jälkikäsittely-koneen telan päädyn tiivistysjärjestely, johon telaan kuuluu pyörivä tela-5 akseli, jossa on läpimitaltaan suurempi runko-osa, jonka kumpaankin aksiaaliseen päähän on muodostettu läpimitaltaan pienempi kannatinakseli, joka on tuettu pyörivästi laakeripesään, ja telavaippa järjestettynä runko-osan ympärille säteittäisen välin päähän runko-osan ulkopinnasta, joka telavaippa on varustettu kummassakin aksiaalisessa päässään päätylaipalla, joka ulottuu 10 olennaisesti säteittäisessä suunnassa kohti kannatinakselia välin päähän kan-natinakselin ulkopinnasta, jolloin runko-osan ulkopinnan ja telavalpan sisäpinnan väliin muodostuu fluidikammio, joka on olennaisesti suljettu pääty-laippojen avulla.

15 Keksinnön kohteena oleva tiivistysjärjestely on tarkoitettu ensisijaisesti sellaiselle telalle, jossa runko-osa on bombeerattu vaippaosan ollessa lieriömäinen. Tällaista telaa on tarkoitus kuormittaa vaipan ulkopuolelta voimalla, joka oikaisee bombeerauksen suoraksi siten, että rungon ja vaipan välillä vallitsee tasainen viivakuorma, jolloin lieriömäinen vaippa on myös olennaisesti suora 20 eli kyseessä on taipumakompensoitu tela, joka on kuvattu esillä olevan ha- « # »

.·*. ; kemuksen hakijan aiemmassa suomalaisessa patenttihakemuksessa FI

: 20065824. Syötettäessä tällaiseen telaan vaipan ja rungon väliin muodostu- : .·. neeseen kammioon virtaavaa väliainetta, esim. kuumaa öljyä vaipan kuu- mentamiseksi tai jäähdytysvällainetta vaipan jäähdyttämiseksi, edellytetään • .**·. 25 vaipan ja rungon välille tiivistystä, joka sallii tiivistettävien kappaleiden liik- ··· keet toisiinsa nähden. Telan rakenteesta johtuen vaipan ja akselin pyöri-misakselit ovat keskenään hieman sivuun siirtyneitä. Tiivistyksen ongelmana Λ * on se, että telan runko taipuu kuormituksen johdosta ja vaippa ei, jolloin te- '·. lan pyöriessä syntyy jatkuva säteen suuntainen liike. Lisäksi telavaippa on *·*·, 30 järjestetty pyörimään akselin mukana ollessaan kuormitettuna ja tämä aihe- • · uttaa pienen kulmanopeuseron vaipan ja akselin pyörimisliikkeiden välille, [ joka kieputtaa tiivistettä aksiaalisuunnassa. Kuimanopeusero johtaa tiivistet- • · 2 119252 tävien pintojen väliseen nopeuseroon, joka voi olla esimerkiksi alueella noin 30 mm/s.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada ratkaisu, jolla tiivisteisiin 5 kohdistuvat rasitukset saadaan minimoitua ja siten tiivisteiden käyttöikää lisättyä ja joka ratkaisu on suhteellisen halpa ja helppo toteuttaa eri hal-kaisijakokoja varten.

Keksinnön mukaiselle tiivistejärjestely11e on tunnusomaista se, että tiivistys-10 järjestelyyn kuuluu päätylaippaan liitetty ohjausialppa, joka pääsee siirtymään päätylaipan suhteen säteittäisessä suunnassa kannatinakselin taipumasta aiheutuvan kannatinakselin ja telavaipan välisen suhteellisen liikkeen ohjaamana, ja että ohjauslaippaan on järjestetty ohjausiaipan mukana liikkuvat ensimmäiset tiivistyselimet, jotka tukeutuvat säteittäisessä suunnassa 15 tiivistävästl vasten kannatinakselia ja toiset tiivistyselimet, jotka tukeutuvat aksiaalisessa suunnassa tiivistävästi vasten päätylaippaan muodostettua tii-vlstepintaa.

Keksinnön mukaisella tiivistejäijestelyllä varustettua telaa voidaan käyttää 20 mm. hihnanohjaustelana leveillä koneilla, termotefana, jäähdytettynä telana, • · · · tai lämmitettynä hihnanohjaustelana.

• * * t • t « * · • f·

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisiin piirustuksiin 9 * » :·. viitaten, joissa: !···. 25 » *

Kuvio 1 esittää keksinnön erästä suoritusmuotoa kaaviollisena leikkausku-vana telan yhden päädyn alueelta, • · »*· f « • * »I»

Kuvio 2 esittää erästä toista suoritusmuotoa kaaviollisena leikkauskuvana • * * 30 telan yhden päädyn alueelta, • « • · · • · • · 3 119252

Kuvio 3 esittää vielä erästä esillä olevan keksinnön piiriin kuulumatonta ti i vistysjä rj este ly ä kaaviollisena leikkauskuvana telan yhden päädyn alueelta, 5 Kuvio 4 esittää vielä erästä esillä olevan keksinnön piiriin kuulumatonta tiivistysjärjestelyä vastaavana kaaviollisena leikkauskuvana telan yhden päädyn alueelta,

Kuviot 5-7 esittävät erältä tuentajärjestelyä metallihihnakierrossa käytettäviä 10 ohjausteloja varten, ja

Kuvio 8 esittää erästä metallihihnakalanterin telajäijestelyä kaaviollisena periaatekuvana.

15 Kuvioissa 1-4 on vastaaville osille käytetty samoja viitenumerolta.

Kuvion 1 mukaisesti telaan 1 kuuluu tela-akseli, jonka muodostaa laakeri- pesään (ei esitetty) pyörivästl laakeroitu kannatinakseli 4 ja kannatinakselien välinen halkaisijaltaan suurempi runko-osa 3. Runko-osan 3 ympärille on si- ... 20 joitettu telavaippa 2 säteittäisen välin päähän runko-osasta, jolloin runko- » · · Y . osan ulkopinnan 12 ja telavaipan sisäpinnan 11 väliin muodostuu fluidikam- ! mlo, joka on suljettu olennaisesti päätyalueistaan telavaippaan 2 liitetyn pää- • «« .*./ tylaipan 9 avulla. Päätylaippa 9 on esitetyssä suoritusmuodossa liitetty tela- ♦ · · * vaippaan kiinnitysruuveilla 10. Kammiotilaan syötettävän virtaavan väliaineen • ·♦ !··’. 25 vuotamisen estämiseksi päätylaipan 9 ja tela-akselin välisestä raosta on pää- » « tylaippaan 9 jäljestetty ohjauslaippa 7, joka on kiinnitetty päätylaippaan 9 .y. kiinnitysrenkaalla 8 kilnnitysruuvien 8a avulla. Ohjauslaippa 7 on mitoitettu • « .···. kiinnitysrenkaan 8 suhteen siten, että niiden väliin muodostuu säteittäinen • · · \ välys, joka sallii ohjauslaipan säteittäissuuntaisen liikkeen telavaipan 2 ja te- \Y 30 la-akselin suhteellisen liikkeen ohjaamana. Ohjauslaippaan 7 on sijoitettu ♦ * varsinaiset tiivistysetlmet 13,14, jotka voivat olla esimerkiksi edullisia punos- * ί tiivisteitä. Tiivisteet 13,14 ovat kiristettävissä aksiaalisesti vasten päätylaipan » « 4 119252 9 ulkopintaan muodostettua tiivistepintaa ja säteittäisesti vasten kannatinak-selille 4 muodostettua tiivistepintaa kiristyshoikkien 5 ja kiristysruuvin 6 avulla. Tällaisella rakenteella saadaan huomattavia etuja, joita ovat mm. halpa rakenne, helppo toteutettavuus eri haikalsijakokoja varten ja yksinkertainen 5 tiivisteiden kiristysmahdollisuus mahdollisten vuotojen esiintyessä. Rakenteella voidaan lisäksi toteuttaa suuri lämmönkestävyys, jopa luokkaa 800°C, ja lisäksi rakenne ei ole herkkä rikkoutumaan ja se muodostuu suhteellisen kapeaksi.

10 Kuviossa 2 on esitetty kuviota 1 olennaisesti periaatteeltaan vastaava tllvls-tysjärjestely, jossa tiivisteitä on kuitenkin järjestetty kulloinkin kaksi rinnakkain 13a, 13a, 14a, 14b ja lisäksi kannatinakselille 4 on muodostettu erillinen tiivistysolake 4a, johon on tehty säteittäissuuntaisen tiivistyksen vaatima tll-vistepinta. Kuvion 2 suoritusmuodossa päätylaippa 9 ja kiinnitysrengas 8 on 15 liitetty yhteisillä klinnitysruuveiIla 10 telavaippaan 2. Toiminnaltaan kuvion 2 ratkaisu vastaa olennaisesti kuvion 1 ratkaisua.

Kuviossa 3 on esitetty vielä eräs päädyn tiivistysratkaisu, joka eroaa toiminnaltaan kuvioiden 1 ja 2 ratkaisusta eikä ole esillä olevan keksinnön kohtee- ... 20 na. Tässä ratkaisussa päätylaipan 9 alaosaan on muodostettu akselin suun- » · · . nassa ulospäin ulkoneva olake 9a, jossa on alaspäin suuntautuva tiivistys- »f ,·. | laippa 9b, jonka sisäpintaan on muodostettu tiivfstepinta. Kannatinakselille 4 • · · on muodostettu runko-osasta 3 aksiaalisesti ulospäin ulottuva suurempihal- • · · ’ kaisijalnen olakeosa 4a, jonka päälle on sijoitettu tiivisterunko 19. Tiiviste- • ·» !*'·. 25 runkoon 19 on muodostettu tela-akselin runko-osan 3 puoleiseen päähän kiinnitysoiake 23, johon on liitetty metallipaije 15, joka ulottuu akselin suun-nassa ulospäin ja jonka vapaassa ulkopäässä on kiinni liukurenkaan pidin 16, • · joka tukee liukurengasta 18 siten, että liukurengas tukeutuu tiivistävästi vas- ··· ten tiivistysuiokkeen 9b sisäpuolista tiivistepintaa metallipalkeen 15 kuormit- "··, 30 tamana. Tiivisterunkoon 19 on muodostettu liukurenkaan kiertymisen estoura • « **\ 19a. Kiinnitysrunko 19 on lukittu kannatinakselille 4a lukitusholkilla 17, jossa j on sisäkierre, joka on kierrettävissä kiinnitysrunkoon 19 muodostettuun uiko- • · 5 119252 kierteellä 21 varustettuun päähän. Lukitusholkin ja kiinnitysrungon väliin on sijoitettu kannatinakselia 4a vasten tiivistävästi tukeutuva tiiviste 20 estämään kiinnitysrungon 19 ja kannatinakselin 4a väliset vuodot. Tällainen ratkaisu soveltuu erityisesti suhteellisen suurille tiivisteen liukunopeuksille.

5

Kuviossa 4 on esitetty vielä eräs tiivistejärjestely, joka ei ole esillä olevan keksinnön kohteena. Siinä käytetään tiivisterunkoa 32, joka on kiinnitetty kiinteästi kannatinelimen 30 välityksellä telan ulkopuolisiin kannatinrakentei-siin, esim. laakeripesään. Tiivisterunko 32 on sijoitettu telavaipan 2 sisäpin-10 nan 11 ja kannatinakselin 4 ulkopinnan välille telavaipan päätylaipan 9 sisäpinnan ja runko-osan 3 akselin pään väliseen tilaan. Tiivisterunkoon on muodostettu säteittäissuunnassa ulottuvat ensimmäiset tiivisteurat 34a - 34c telavaipan sisäpinnan 11 puoleiselle ulkokehäpinnalle ja toiset tiivisteurat 35a -35c kannatinakselin 4 puoleiselle sisäkehäpinnalle. Näihin tilvlsteurifn on sijoi-15 tettu vastaavat tiiviste-elimet 31a - 31c ja 33a - 33c, jotka voivat olla esimerkiksi hiillrengastiivisteitä. Tiiviste-elimet on mitoitettu tiivisteuriin nähden siten, että ne pääsevät siirtymään säteittäisessä suunnassa kannatinakselin taipumasta aiheutuvan kannatinakselin ja telavaipan välisen suhteellisen liikkeen ohjaamana. Aksiaalisuunnassa peräkkäisten tiivisteiden välisiin tiloihin 20 voidaan muodostaa poraukset 36 mahdollista vuotoöljyä varten.

• · · · • * t • · • m : Metallihihnakalanterissa on ohjattavuuden varmistamiseksi teräshihnassa • * : .·. pidettävä riittävä kireys, joka voi olla suuruusluokkaa esim. noin 100 Mpa.

·** * Tämän vuoksi hihnan kireys kuormittaa ohjaustelaa jopa 500 kN/m voimalla, :***; 25 joka aiheuttaisi leveän kokoluokan (5 -10 m) kalenterilla merkittävän ohjaus- • · · telojen taipuman. Tämä johtaisi epätasaiseen hihnan jännitysprofiiliin, jossa : V: reunat olisivat kireällä ja keskellä olisi löysää ja tämä haittaisi hihnan ohjaus- ta sekä itse prosessia johtuen CD-suunnassa rafnaan kohdistuvasta paine- vaihtelusta. Eräänä vaihtoehtona telojen taipuman pienentämiseksi on suu- !*·*. 30 rentaa ohjausteloja, mutta tämä johtaa kalliiseen ratkaisuun. Suurikokoiset • * · • . telat vievät lisäksi tilaa, mikä saattaa vaikeuttaa kalanterin sijoittamista ahtai- ! siin linjoihin uusintojen yhteydessä. Taipuman kompensointi ohjaustelojen * « 6 119252 bombeerauksella koijaa samalla hihnan kireysprofiilin, mutta voi johtaa hihnan luistoon/kulumiseen, sillä bombeeraus muuttaa ohjaustelan kehäpituut-ta. Bombeerattaessa telan reunat alemmaksi lyhenee myös hihna-telakontaktin pituus reunoilla ja koska hihnalla ei ole leikkausmuodonmuu-5 toskykyä hihna luistaa. Yhtenä vaihtoehtona on muodostaa ohjaustelat tai-pumakompensoiduista teloista, kuten esim. kuvioiden 1-4 yhteydessä kuvatuista teloista, jolloin telat voivat olla lisäksi jäähdytettyjä tai lämmitettyjä.

Eräänä toisena vaihtoehtona ohjaustelojen taipuman pienentämiseksi on jär-10 jestää kuvioiden 5-7 mukaisesti tukivälineet ohjaustelojen 52 tukemiseksi metallihihnakalanterin hihnan 51 sisäkierron puolelle. Tukivälineet voivat muodostua tukirullista 53 tai tukiteloista, jotka voivat olla kovia teräsrullia, jotka ovat lyhyitä ja läpimitaltaan ohjausteiaa 52 pienempiä. Tukirulla 53 tuetaan laakeroinnilla kiinteään koneen poikkisuuntaiseen rakenteeseen esim.

15 kuvion 7 mukaisesti tai ne voidaan tukea myös toisiaan vasten esimerkiksi erillisen välirungon 54 avulla, kuvion 6 osoittamalla tavalla. Kuvioissa 5 ja 6 on viitenumerolla 50 merkitty hihnan vastatelaa, joka voi olla termotela, esim. kuvioiden 1-4 mukaisesti toteutettu termotela. Käsiteltävää kuiturainaa on merkitty vlitemerkinnällä W, 20 • · * f

Kuvio 8 esittää erästä taipumaongelman ratkaisun mahdollistavaa metallihih- • · nakalanterin 80 telajärjestelyä kaaviollisena periaatekuvana. Metallihihnan 86 ♦ t j :*: vastintelana 81 on esitetyssä suoritusmuodossa halkaisijaltaan noin 1,5 m M* t terästermotela, jossa on paksu seinämä jotta hihnan kireyden ja viivakuor- 4 25 man aiheuttama taipuma olisi pieni. Hihnaklerron sisäpuolelle on sijoitettu toinen samanlainen termotela 82, jonka telan massan aiheuttama taipuma on :Y: vastakkainen hihnan 86 kireyden aiheuttamalle taipumalle. Tällä toisella ter- motelalla lämmitetään hihna. Ohjaustetoina 83, 84 käytetään uivia taipuma-kompensoituja teloja, joiden halkaisija on alueessa 1,0-1,2 m. Ohjaustelojen 30 öljynä käytetään glykolia ja niiden lämpötila on noin 100 - 120°C. Niillä ei

• M

\m, varsinaisesti lämmitetä hihnaa vaan lämmitystä käytetään olennaisesti vain • · . konvektiohävlöiden aiheuttaman jäähtymisen estämiseksi. Nämä ohjaustelat • · 7 119252 huolehtivat siitä että hihnan vetojännitys on cd-suunnassa tasainen. Hihna-kierron sisäpuolelle voidaan järjestää nippitela 85, joka on edullisesti vyöhy-kesäädettävä taipumakompensoitu tela, jolla voidaan koijata hihnan pienistä kireyseroista johtuvat profiilivirheet. Kalanterin ajo voidaan tehdä nlppipai-5 neella 0,10-0,15 MPa, jolla radan lämmitysllmiö ennen telanippiä toimii mutta taipuma hihnaklerrossa olevassa termotelassa on pieni.

• · · • 4 · • 1 · • » · · i ·· • · • · * · ♦ • · f · 1 4 • 4 · • 44 4 • 4 • · • 44 4 • 44 • 4 4 4 44« 4 · 4 4 4 4 4 4 • 44 • 4 • 4 • 4 4 4 • 44 4 4444 4 4 « 4 4 • 44 4 4 • 4 « « 4

Claims (5)

119252 8

1. Paperi-/kartonkikoneen tai jälkikäsittelykoneen telan (1) päädyn tiivistys-järjestely, johon telaan kuuluu pyörivä tela-akseli, jossa on läpimitaltaan suu-5 rempi runko-osa (3), jonka kumpaankin aksiaaliseen päähän on muodostettu läpimitaltaan pienempi kannatinakseii (4,4a), joka on tuettu pyörivästi laake-ripesään, ja telavaippa (2) järjestettynä runko-osan (3) ympärille säteittäisen välin päähän runko-osan ulkopinnasta (12), joka telavaippa (2) on varustettu kummassakin aksiaalisessa päässään päätylaipalla (9), joka ulottuu olennai-10 sesti säteittäisessä suunnassa kohti kannatinakselia (4,4a) välin päähän kannatinakselin ulkopinnasta, jolloin runko-osan (3) ulkopinnan (12) ja tela-vaipan (2) sisäpinnan (il) väliin muodostuu fluidikammio, joka on olennaisesti suljettu päätylalppojen (9) avulla, tunnettu siitä, että tiivistysjärjeste-lyyn kuuluu päätylaippaan (9) liitetty ohjauslaippa (7), joka pääsee siirty-15 mään päätylaipan suhteen säteittäisessä suunnassa kannatinakselin taipumasta aiheutuvan kannatinakselin ja telavaipan välisen suhteellisen liikkeen ohjaamana, ja että ohjauslaippaan (7) on järjestetty ohjauslaipan mukana liikkuvat ensimmäiset tiivistyselimet (13; 13a, 13b), jotka tukeutuvat säteittäisessä suunnassa tiivistävästi vasten kannatinakselia (4,4a) ja toiset tiivis- V*: 20 tyselimet (14; 14a, 14b), jotka tukeutuvat aksiaalisessa suunnassa tiivistä- * ♦ :.‘*i västi vasten päätylaippaan (9) muodostettua tiivistepintaa.

• · * · < • • · • · : 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivistysjärjestely, tunnettu siitä, että • ♦ ohjauslaippa (7) on kiinnitetty päätylaipan (9) aksiaaliseen ulkopintaan kiinni- 9 9 ”* 25 tysrenkaan (8) avulla siten, että ohjauslaipan (7) ja kiinnitysrenkaan (8) välil- le muodostuu säteittäinen välys sallimaan ohjauslaipan säteittäissuuntaisen • « /··. liikkeen. ♦ * · 999

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tiivistysjärjestely, tunnettu siitä, että • · *“ 30 kiinnitysrengas (8) ja päätylaippa (9) on liitetty yhteisiltä kiinnitysväiineiliä • 9 * *::: (10) telavaipan (2) päähän. • · • * ··« 9 119252

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen tiivistysjärjestely, tunnettu siitä, että tiivistyseliminä (13,13a, 13b, 14,14a,14b) on punostiivisteet.

5. Jonkin edeltä olevan patenttivaatimuksen mukainen tiivistysjärjestely, tunnettu siitä, että ohjauslaipan (7) yhteyteen on järjestetty kiristyseiimet (5, 6), joilla tiivistyselimien (13,13a,13b, 14,14a,14b) kuormitus kanna-tinakselia (4) ja/tai päätylaippaa (9) vasten on säädettävissä. • * * f · · « · « • « » · · • * * • * • · * · · · · • » • » » • 4 * »M « ·· f * f ·· • • · • · • * ··· « · • · · • · · • · ♦ ·· « * • · • · « » f • 4» • « ·« · • * • « »«· • » 4 4 • ® · « I • ♦ « 4 44 • 10 1 1 9252