FI120053B - Menetelmä ja laitteisto liikkuvan paperirainan kosteusprofiilin säätämiseksi - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA LAITTEISTO LIIKKUVAN PAPERIRAINAN KOSTEUSPROFIILIN SÄÄTÄMISEKSI

Keksinnön kohteena on menetelmä liikkuvan paperirainan kosteus-5 profiilin säätämiseksi paperinvalmistuksen aikana.

Edelleen keksinnön kohteena on laitteisto liikkuvan paperirainan kosteusprofiilin säätämiseksi paperikoneessa, johon paperikoneeseen kuuluu ainakin perälaatikko, formeri, puristinyksikkö, kuivatusyksikkö ja rullain.

Paperin laatu ja ajettavuus sekä paperikoneella että jatkojalostus-10 prosesseissa tulevat yhä tärkeämmiksi suureiksi nopeuksien noustessa. Samaan aikaan online-prosessit lisääntyvät paperikonekonsepteissa sekä uusissa koneissa että vanhojen paperikoneiden saneerauksissa. Esimerkiksi onli-ne-jälkikäsittelyssä erityisesti vaativien lajien online-moninippikalanteroinnissa paperin poikkisuuntaisiin eli CD ja paperin konesuuntaisiin eli MD profiileihin 15 kohdistetaan erittäin suuria vaatimuksia. Kosteusprofiili on yksi näistä profiileista. Huono kosteusprofiili on tyypillisimmin suurin syy fysikaalisten ominaisuuksien sekä edelleen kireysprofiilin vaihteluun.

Tyypillisesti nykyään mitataan paperirainan kosteusprofiili kuiva-tusosan jälkeen ja korjataan kosteusprofiilia esimerkiksi puristimen höyrylaati-20 kolia tai myöhemmin kuivatusosalla, sen lopussa tai kuivatusosan jälkeen. Eräs tällainen ratkaisu on esitetty artikkelissa Optimize or compromise? The art of former section tuning” Odell M. 51st Appita Annual General Conference 1997 Proceedings Volume 1. Tällaisella ratkaisulla ei kuitenkaan pystytä riittävän hyvin eliminoimaan paperikoneella vetoerojen ja kosteusprofiilivirheiden 25 yhteisvaikutuksesta syntyviä virheitä valmiin paperin ominaisuuksissa. Suurimman ongelman aiheuttaa kosteusprofiilivirheiden ja kuivatusosalla tapahtuvien vetojen yhteisvaikutus sekä kuivatuskutistuma. Yhteisvaikutus johtuu paperiin varastoituvista erilaisten venymäkomponenttien määristä, jotka aiheuttavat radan murtovenymäprofiili, kireysprofiilin ja vetolujuusprofiilivirheiden 30 muodostumisen siten, että mitä suurempi veto on, sitä suurempi virhe valmiiseen paperiin jää.

Artikkelissa ’’Kosteusprofiilin mittaus paperikoneen märässä päässä” Riikka Gerlander, Paperi ja Puu - Paper and Timber Voi. 82/no. 6/2000 on esitetty paperirainan kosteusprofiilin mittaaminen heti puristinosan jälkeen. 35 Mittauksessa käytetään edestakaisen paperirainan poikittaissuunnassa liikkuvaa mittapäätä. Julkaisussa on mainittu myös mahdollisuus säätää kosteus- 2 profiilista kerätyn tiedon avulla höyrylaatikon toimintaa. Kyseisen ratkaisun avulla ei kuitenkaan pystytä riittävän hyvin eliminoimaan paperikoneen veto-eroja ja kosteusprofiilivirheiden yhteisvaikutuksesta syntyvien virheiden muodostumista valmiin paperin ominaisuuksissa. Lisäksi traversoiva mittaustapa 5 on liian hidas, jotta voitaisiin toteuttaa tehokas ja nopea säätö.

Vielä tyypillinen tapa on nykyään ylikuivata paperia paperikoneen kuivatusosan avulla paperin kosteusprofiilin tasoittamiseksi. Paperin ylikui-vaaminen heikentää paperin laatua ja toisaalta käytettäessä kuivatusosaa siten, että paperirainaa ylikuivataan, on kuivatusosan kuivatuskapasiteetti var-10 sin rajallinen.

US-patenteissa 4 801 809 ja 5172 005 on esitetty ratkaisuja, missä paperirainan ominaisuuksia mitataan useasta kohden samanaikaisesti hyödyntäen CCD tai jotain muuta kameratekniikkaa. DE-julkaisussa 19830323 on esitetty paperirainan paksuuden mittaaminen siten, että paperirainaan johde-15 taan mittaussäde optisilla kuiduilla ja rainasta tuleva säde johdetaan optisilla kuiduilla mittausanturille. Optisia kuituja on tällöin sovitettu useita vierekkäin olennaisesti koko paperirainan mitalle poikittaissuunnassa. Erilaisia ratkaisuja paperirainan ominaisuuksien mittaamiseksi on myös esitetty Fl-julkaisussa 73319, DE-julkaisussa 3336 659, WO-julkaisussa 98/40727 ja US-patentissa 20 5 019710. Yhdessäkään edellä esitetyssä julkaisussa ei kuitenkaan ole esitet ty ratkaisua paperirainan kosteusprofiilien säätämiseksi.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettu ratkaisu paperirainan kosteusprofiilin säätämiseksi.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että mi-25 tataan paperirainan kosteusprofiili ennen paperirainan kuivatusta siten, että mittaus suoritetaan mittalaitteella, joka mittaa rainan kosteuden poikkiprofiilin olennaisesti samanaikaisesti siten, että mittalaite mittaa kosteutta infrapuna-alueella, ja johon mittalaitteeseen kuuluu optisia kuituja, joiden avulla johdetaan säteilyä paperirainaan ja johdetaan paperirainasta tulevaa säteilyä mit-30 tauskohdasta, ja useita rinnakkain asetettuja mittapäitä, joihin optisten kuitujen päät on sovitettu ja liikutetaan mittapäitä paperirainan kulkusuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa osan matkaa edestakaisin ja säädetään kyseisen mittauksen avulla paperirainan kosteusprofiilia ennen paperirainan kuivaamista.

35 Edelleen on keksinnön mukaiselle laitteistolle tunnusomaista se, et tä laitteistoon kuuluu mittalaite, joka on sovitettu paperikoneeseen ennen kui- 3 vatusosaa tai kuivatusosan alkupäähän mittaamaan infrapunamittauksella pa-perirainan kosteusprofiili ennen paperirainan kuivatusta, joka mittalaite on sovitettu mittaamaan rainan poikkiprofiili olennaisesti samanaikaisesti, jolloin mittalaitteeseen kuuluu optisia kuituja, jotka on sovitettu johtamaan säteilyä 5 paperirainaan ja paperirainasta tuleva säteily mittauskohdasta, mittapäitä, joihin optisten kuitujen päät on sovitettu ja oskillointiväline mittapäiden liikuttamiseksi paperirainan kulkusuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa osan matkaa edestakaisin ja että laitteistoon kuuluu profilointilaite paperirainan kos-teusprofiilin säätämiseksi mitatun kosteusprofiilin perusteella ennen paperirai-10 nan kuivaamista.

Keksinnön olennainen ajatus on, että mitataan paperirainan kosteusprofiili ennen kuivatusta ja pelkästään kyseisen mittauksen perusteella säädetään paperirainan kosteusprofiilia ennen paperirainan kuivaamista. Edelleen olennaista on, että mittaus suoritetaan mittalaitteella, joka mittaa rai-15 nan poikkiprofiilin olennaisesti samanaikaisesti. Erään edullisen sovellutus-muodon ajatuksena on, että kosteusprofiili mitataan myös kuivatuksen jälkeen ja kyseisen mittauksen perusteella säädetään kosteusprofiilia paperirainan kuivatuksen aikana.

Keksinnön etuna on, että pystytään tasoittamaan kosteusprofiili al-20 haisessa kuiva-ainepitoisuudessa ennen paperirainan siirtymistä kuivatus-osalle, jolloin pystytään eliminoimaan mahdollisen kosteusprofiilivirheen ja kuivatusosalla tapahtuvien vetoerojen yhteisvaikutuksesta syntyvät virheet ennen rainan rakenteen lopullista muodostumista. Tällöin pystytään eliminoimaan paperirainan kimmomoduli-ja murtovenymävirhe ja estämään kireyspro-25 fiilivirheen muodostuminen. Edelleen pystytään vähentämään rainan reunavi-koja, reunojen venymistä ja radan lepatusta. Kaiken kaikkiaan saadaan siis vähennettyä paperinkuivatuksen aikana syntyviä virheitä, minkä seurauksena saadaan tasaisempi paperin laatu, parempi rullattavuus ja parempi ajettavuus myös jatkojalostusprosesseissa. Märkävetoa säätelemällä pystytään myös oh-30 jaamaan paperin ominaisuuksia kuten kimmomodulia ja murtovenymää haluttuun suuntaan. Kun kosteusprofiili on tasoitettu jo ennen kuivatusosaa ei ole tarvetta ylikuivata paperia kuivatusosalla kosteusprofiilin tasoittamiseksi. Näin ollen ratkaisulla saadaan lisättyä kuivatuskapasiteettia, koska paperin keskimääräinen kosteus voi olla aikaisempaa suurempi. Lisäksi mittaamalla pape-35 rin kosteus olennaisesti samanaikaisesti paperirainan poikki, saadaan mittausten CD resoluutio tarkaksi, mikä auttaa rainan kuivatuksessa. Saman- 4 aikainen profiilin mittaus nopeuttaa myös säätöä, verrattuna nykyään yleisesti käytössä olevaan traversoivaan mittaukseen

Termillä ’’paperi” tarkoitetaan tämän selityksen yhteydessä paperin lisäksi myös kartonkia ja pehmopaperia.

5 Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti paperikonetta sivultapäin katsottuna, kuvio 2 esittää kaavamaisesti mittalaitetta paperirainan ominaisuuksien mittaamiseksi rainan kulkusuunnasta päin katsottuna, kuvio 3 esittää kaavamaisesti paperikoneen puristinosaa ja kuiva-10 tusosan alkupäätä sivultapäin katsottuna, kuvio 4 esittää kaavamaisesti paperikoneen puristinosaa ja kuiva-tusosaa sivultapäin katsottuna ja kuvio 5 esittää kaavamaisesti erästä spektrometriä.

Kuviossa 1 on kaavamaisesti esitetty paperikone. Paperikoneeseen 15 kuuluu perälaatikko 1, josta kuitumassa syötetään formerille 2, missä kuitu-massasta muodostetaan paperiraina 3. Paperiraina 3 johdetaan puristinyksik-köön 4 ja edelleen kuivatusyksikköön 5. Kuivatusyksiköstä 5 raina johdetaan rullaimelle 6. Paperikoneeseen voi vielä kuulua muitakin osia, esimerkiksi lii-mapuristimia tai kalanteri, joita ei selvyyden vuoksi ole esitetty kuviossa 1. 20 Edelleen paperikoneen toiminta on alan ammattimiehelle sinänsä tunnettu, joten sitä ei ole tässä yhteydessä selitetty sen tarkemmin.

Paperikoneeseen kuuluu edelleen ensimmäinen mittalaite 7, joka on sovitettu mittaamaan liikkuvan paperirainan kosteuden poikkiprofiilin olennaisesti samanaikaisesti ennen paperirainan kuivatusta. Ensimmäinen mitta-25 laite 7 sovitetaan lähelle puristinyksikköä 4 esimerkiksi kuivatusyksikön 5 alkupäähän tai välittömästi puristimen jälkeen, kuten kuviossa 1 on esitetty katkoviivoilla. Ensimmäinen mittalaite 7 voidaan sijoittaa myös esimerkiksi paikkaan ennen puristinosaa, formeriin ja puristinosan väliin tai heti puristinosan alkuun ennen ensimmäistä puristinnippiä, mitä sijoituspaikkoja ei kuviossa 1 30 selvyyden vuoksi ole esitetty. Kuivatusyksikön 5 jälkeen on sovitettu toinen mittalaite 8 paperirainan kosteusprofiilin mittaamiseksi kuivatuksen jälkeen. Puristinyksikön 4 yhteydessä on edelleen höyrylaatikko 9, jolla pystytään säätämään paperirainan kosteusprofiilia.

Kuviossa 2 on esitetty kaavamaisesti ensimmäisen mittalaitteen 7 35 rakenne ja toimintaperiaate. Ensimmäiseen mittalaitteeseen 7 kuuluu säteily-lähde 10, joka lähettää säteilyä edullisimmin infrapuna-alueella. Säteilyn aal- 5 lonpituus voi olla esimerkiksi välillä 1 - 2,5 pm, mutta tarvittaessa aallonpituus voi olla myös kyseisen alueen ulkopuolella. Säteilylähde 10 voi olla esimerkiksi halogeenilamppu tai mustan kappaleen säteilijä tai jokin muu tarkoitukseen sopiva säteilylähde.

5 Säteilylähteen 10 jälkeen on sovitettu katkoja 11, joka katkoo sätei lylähteen 10 lähettämää säteilyä sinänsä tunnetulla tavalla. Säteily johdetaan paperirainaan 3 ensimmäisillä optisilla kuiduilla 12. Paperirainasta 3 heijastunut säteily johdetaan edelleen toisilla optisilla kuiduilla 13 spektrometrille 14. Sekä ensimmäisten optisten kuitujen 12 että toisten optisten kuitujen 13 päät 10 on sovitettu mittapäihin 16. Mittapäihin 16 voidaan lisäksi sovittaa tarvittavat mittausoptiikat, kuten linssi- tai peilijärjestelyt tai vastaavat.

Spektrometriltä 14 mittaustieto johdetaan tietojenkäsittely- tai ohjausyksikköön 15. Spektrometri 14 on kuvantava spektrometri, eli se kuvaa mittauspisteen spektrin. Spektrometrillä tarkoitetaan tässä yhteydessä 15 mittalaitetta, jossa on ainakin spektrografi 27, edullisesti siis kuvantava spektrografi, ja matriisidetektori 28. Spektrografi 27 jakaa kuidun kuljettaman säteilyn eri aallonpituuksiin matriisidetektoria 28 varten. Kuvantava spektrografi 27 voi olla esimerkiksi PGP-tyyppinen tai hilaspektrografi tai joku muu tarkoitukseen soveltuva spektrografi. Koska mittaustietoja johdetaan 20 toisilla optisilla kuiduilla 13 useammasta mittauspisteestä samanaikaisesti, laitteisto määrittää paperirainasta 3 heijastuvan infrapunaspektrin useasta mittauspisteestä samanaikaisesti. Laitteistolla saadaan siis aikaan matriisi, jossa kuvataan kunkin mittauspisteen paikka ja spektritieto. Spektri mitataan edullisimmin lähi-infrapuna-alueelta, esimerkiksi alueelta 1,0 - 1,7 pm tai 25 alueelta 1,0 - 2,4 pm. Infrapunavalo hajotetaan siis spektriksi spektrografilla 27 ja näin hajotettu valo mitataan matriisidetektorilla 28. Kuviossa 5 on esitetty kaavamaisesti spektrografi 27 ja matriisidetektori 28. Kultakin optiselta kuidulta tulee tieto spektrografille 27 paikka-akselille omaan kohtaansa. Kunkin kohdan tieto hajotetaan matriisidetektorille 28 tietylle paikka-akselin 30 kohdalle siten, että valo hajoaa spektriakselille. Kuviossa 5 merkinnöillä λ-, ja λ2 on havainnollistettu mittausalueen pisintä ja lyhintä aallonpituutta.

Kukin mittapää 16 ja optinen kuitu 13 muodostavat yksittäisen mittauskanavan ja mittauskanavia voidaan sovittaa vierekkäin niin paljon kuin on tarpeen. Mikäli kanavan resoluutio on esimerkiksi 5 mm paperikoneen poikki-35 suunnassa ja halutaan kattaa 10 m leveä paperiraina 3 olennaisesti joka kohdalla, tarvitaan 2000 mittauspistettä eli mittauskanavaa. Mittapäät 16 voidaan 6 kuitenkin saattaa liikkumaan edestakaisin paperirainan 3 poikittaissuunnassa osan matkaa oskillointivälineellä 17. Liikuttamalla mittapäitä 16 esimerkiksi noin 10 cm matkan edestakaisin pystytään edellä mainittu 10 m leveä paperisina mittaamaan olennaisesti jokaisesta kohdasta hyödyntämällä sataa mit-5 tauskanavaa. Näin lyhyestä liikuttamisesta ei kuituihin 12 ja 13 aiheudu merkittävää mekaanista rasitusta. Tällöin siis pystytään huomattavasti vähentämään tarvittavien mittauskanavien määrää, mutta silti mittaus pystytään toteuttamaan koko paperirainan 1 leveydeltä esimerkiksi alle sekunnissa, kun tyypillisesti nykyään traversointi paperirainan reunasta toiseen kestää kymmeniä 10 sekunteja. Sovittamalla edestakaisen liikuttamisen pituus hieman suuremmaksi kuin kanavaväli, eli edellä mainitussa tapauksessa hieman suuremmaksi kuin 10 cm, mittaavat vierekkäiset mittauspisteet myöskin samaa paperirainan 3 poikittaissuuntaista positiota eli mittauskanavat asettuvat osittain päällekkäin. Tätä yhteisen kohdan mittaamista voidaan hyödyntää esimerkiksi mit-15 tauskanavien yhdenmukaistamisessa tai jopa konfiguraation siirrossa.

Mittauslaitteistoon kuuluu edelleen liikkuva referenssiyksikkö 29, joka voidaan liikuttaa kaikkien mittauskanavien mittaussäteiden kulkureitin poikki. Tällöin siis samaa referenssi-/standardointilevyä käytetään kaikkien mittauskanavien standardointiin. Kuvion 2 esittämässä heijastusmittauksessa 20 voidaan standardointi suorittaa paperin valmistuksen aikana, eli referenssiyksikkö 29 sovitetaan liikkumaan mittapäiden 16 ja paperirainan 3 välistä.

Mittalaite 7 voidaan sovittaa varsin pieneen tilaan, sillä riittää, että mittalaitteen vaatimaan mittapalkkiin sovitetaan ainoastaan valokuidut 12 ja 13 sekä mittapäät 16. Mittapään 16 mittausjärjestely voidaan myös toteuttaa peili-25 optiikalla, jolloin järjestelystä saadaan erityisen pieni kooltaan. Laitteiston muut osat, kuten valonlähde, katkoja, spektrometri ja ohjausyksikkö, voidaan sijoittaa erikseen sopivaan paikkaan paperikoneen läheisyyteen, kunhan kuitujen yhteys em. laitteisiin säilyy. Mittaus voidaan toteuttaa joko heijastusmit-tauksena kuvion 2 esittämällä tavalla tai sitten toiset optiset kuidut 13 voidaan 30 sovittaa paperirainan 3 vastakkaiselle puolelle, jolloin toiset optiset kuidut 13 johtavat spektrometrille 14 paperirainan 3 läpäisseen mittasäteen. Mittaus voidaan myös suorittaa joko rainan ollessa viiraa, huopaa tai telaa vasten, tai vapaassa viennissä. Kuvantavan spektrometrin 14 sijaan voidaan käyttää esimerkiksi infrapunarivikameraa ja suorittaa mittapisteiden aallonpituuserottelu 35 esimerkiksi pyörivään suodinkiekkoon sijoitetuilla interferenssisuotimilla. Mit- 7 talaitteella 7 voidaan mitata esimerkiksi paperirainan 3 kosteus tai kuivamassa tai tuhkapitoisuus tai jokin muu ominaisuus.

Kuviossa 3 on esitetty mittalaitteen 7 sijoittaminen erään kuivatus-yksikön 5 alkupäähän. Kuviossa 3 on esitetty osa kuivatusyksikön 5 kuivatus-5 teloista eli höyrylämmitteisistä teloista 18 ja alipaineteloista 19. Kuivatusyksik-köön 5 kuuluu tyypillisesti useita kymmeniä höyrylämmitteisiä teloja 18 ja ali-paineteloja 19. Edelleen kuviossa 3 on esitetty kuivatusviira 20. Mittalaite 7 voidaan periaatteessa sovittaa mihin tahansa kohtaan kuivatusyksikköä 5. Kuitenkin haluttaessa mitata paperirainan kosteus ennen sen kuivatusta 10 sovitetaan mittalaitteen 7 mittapäät 16 edullisimmin ensimmäisen alipainetelan 19 yhteyteen kuviossa 3 esitetyllä tavalla. Kuviossa 3 on vielä katkoviivalla esitetty mittalaitteelle 7 vaihtoehtoinen sijoituspaikka toisen alipainetelan 19 jälkeen. Vaikka kosteudenmittaus ei olekaan sovitettu aivan välittömästi puristimen 4 jälkeen, eivät yksi tai kolme kuivatustelaa tuo oleellista muutosta 15 paperirainan 3 kosteuteen ja voidaan siis määritellä, että kummassakin tapauksessa paperirainan kosteus mitataan ennen sen kuivatusta. Alipainetelojen 19 sisällä on alipaine, joka saa kuivatusviiran 20 ja sen päällä olevan paperirainan 3 pystymään alipainetelaa 19 vasten. Mittaus tapahtuu siis viiran 20 ja telan 19 päältä, eli paperiraina 3 on tuettuna, eikä mittausta 20 varten tarvitse järjestää vapaata vientiä. Mittapäiden 16 etäisyys paperirainasta 3 voi olla suuruusluokkaa 10 cm.

Kuviossa 4 on esitetty kosteudenhallintakonseptin periaate. Järjestelmään kuuluu ohjausyksikkö 21, johon johdetaan ensimmäiseltä mittalaitteelta 7 tieto paperirainan 3 kosteudesta sen poikkisuunnassa ennen sen kuiva-25 tusta. Kyseisen kosteusmittauksen avulla säädetään paperirainan kosteuspro-fiilia ennen sen kuivaamista. Kyseinen kosteusprofiilin säätö voidaan toteuttaa esimerkiksi puristinyksikön 4 yhteyteen sovitetun höyrylaatikon 9 avulla. Kosteusprofiilin säätöön voidaan käyttää myös esimerkiksi infrapunalämmitintä 22 tai mikroaaltokuivainta 23. Edelleen voidaan säätää myös puristinyksikköä 4 30 sinänsä. Mikäli kosteusprofiilin mittaus on suoritettu ennen puristinosaa 4 tai puristinosan 4 alussa, kosteusprofiilin säätö suoritetaan myötäkytketysti esim. höyrylaatikolla 9 tai muilla puristinosan 4 profiilitoimilaitteilla.

Kosteusprofiilin säätö tapahtuu siten, että kun mittauksesta on saatu paperirainan 3 poikittaissuuntainen kosteusprofiili, profiilinsäätölaite kohdis-35 taa esimerkiksi liian kosteaan paperirainan 3 osaan toimenpiteen, joka vaikuttaa paperirainan 3 juuri siihen liian kosteaan osaan. Esimerkiksi höyrylaatikol- 8 la 9 tuo säätötoimenpide on höyrymäärän lisääminen kyseisellä vyöhykkeellä, jolloin haihdutus lisääntyy ja kosteusprofiili saadaan oikaistua. Puristimen nip-pipainetta voi myös säätää vyöhykkeittäin, jos puristimessa on vyöhykesäädön mahdollistava tela. Myös muita edellä mainittuja profiilinsäätölaitteita ja lisäksi 5 esimerkiksi kuivatusosalla olevaa päällepuhallusyksikköä voidaan säätää vyöhykkeittäin.

Koska mittaus suoritetaan ensimmäisellä mittalaitteella 7, joka mittaa koko paperirainan poikkiprofiilin olennaisesti samanaikaisesti ja koska kyseisen mittauksen avulla säädetään paperirainan kosteusprofiilia ennen kui-10 vaamista, pystytään eliminoimaan paperikoneella vetoerojen ja kosteusprofiili-virheiden yhteisvaikutuksesta syntyvät virheet valmiin paperin ominaisuuksissa. Edullisimmin kosteusprofiilin säätö tapahtuu rainan kuiva-ainepitoisuuden ollessa 40 - 70 %. Koska mittaus tapahtuu nopeasti ja edullisimmin mittaus- ja paperirainan kosteusprofiilia korjaavat profilointilaitteet on sovitettu puristinyk-15 sikön 4 läheisyyteen, saadaan kosteusprofiili korjattua ilman, että esimerkiksi äkillisesti ilmaantunut häiriö kosteusprofiilissa pääsee kuivatusyksikön 5 läpi toiselle mittalaitteelle 8 saakka. Kosteusprofiili voidaan korjata myös päälle-puhallusyksikön 24 avulla, jolloin päällepuhallusyksikkö 24 sovitetaan edullisimmin kuivatusyksikön 5 alkupäähän, jolloin paperirainaa 3 ei ole vielä koko-20 naisuudessaan kuivattu. Kaiken kaikkiaan siis profilointilaitteen eli paperirainan 3 kosteusprofiilia korjaavan laitteen ohjaukseen ei vaikuta ohjausta vääristävät tekijät, kuten kuivatusyksikkö 5, ja pystytään saavuttamaan tasainen kosteusprofiili ennen kuivatusyksikköä 5. Tämä myös vähentää tai jopa poistaa paperin ylikuivatustarpeen.

25 Edullisimmin kosteusprofiili korjataan vielä toisessa vaiheessa mit taamalla toisella mittalaitteella 8 paperirainan 3 kosteusprofiili kuivatusosan 5 jälkeen. Kuivatusyksikön 5 jälkeen tapahtuvan paperirainan 3 kosteuden mittauksen perusteella säädetään paperirainan kosteusprofiilia kuivatusyksikös-sä 5. Tällöin voidaan siis säätää kuivatusyksikön säädettäviä suureita, kuten 30 kuivatusyksikön höyrylämmitteisten telojen höyryn painetta tai höyryn lämpötilaa tai alipainetelojen toimintaa tai sitten kosteusprofiilin säätämiseen voidaan käyttää kuivatusyksikölle 5 sovitettua kostutuslaatikkoa 25 tai höyrylaatikkoa 26. Kun paperirainan kosteusprofiili mitataan myös kuivatusyksikön 5 jälkeen ja kyseisen mittauksen perusteella ohjataan kuivatusyksikössä 5 olevaa pape-35 rirainan 3 kostutus- tai kuivatuslaitteistoa, pystytään eliminoimaan kuivatus-osalla 5 syntyviä kosteusprofiilivirheitä ja niiden vaikutuksia.

9

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä paperirainan kosteusprofiilin mittaus voidaan haluttaessa suorittaa jollakin muulla kuin tässä selityksessä kuvatulla mittalait-5 teella. Oleellista kuitenkin on, että koko radan poikkiprofiili saadaan mitattua olennaisesti samanaikaisesti. Keksintö soveltuu käytettäväksi erityisesti paperirainan poikittaissuuntaisen kosteusprofiilin säätöön.

Claims (21)

1. Menetelmä liikkuvan paperirainan kosteusprofiilin säätämiseksi paperinvalmistuksen aikana, tunnettu siitä, että mitataan paperirainan (3) 5 kosteusprofiili ennen paperirainan (3) kuivatusta siten, että mittaus suoritetaan mittalaitteella (7), joka mittaa rainan (3) kosteuden poikkiprofiilin olennaisesti samanaikaisesti siten, että mittalaite mittaa kosteutta infrapuna-alueella, ja johon mittalaitteeseen kuuluu optisia kuituja (12, 13), joiden avulla johdetaan säteilyä paperirainaan (3) ja johdetaan paperirainasta (3) tulevaa säteilyä mit- 10 tauskohdasta, ja useita rinnakkain asetettuja mittapäitä (16), joihin optisten kuitujen (12, 13) päät on sovitettu ja liikutetaan mittapäitä (16) paperirainan (3) kulkusuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa osan matkaa edestakaisin ja säädetään kyseisen mittauksen avulla paperirainan (3) kosteusprofiilia ennen paperirainan (3) kuivaamista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kosteusprofiilin säätö tapahtuu paperirainan (3) kuiva-ainepitoisuuden ollessa 40 - 70 %.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperirainaa käsitellään puristinyksiköllä (4) ennen paperirainan kui- 20 vaamista ja paperirainan (3) kosteusprofiilin mittaus ennen paperirainan kuivatusta tapahtuu puristinyksikön (4) jälkeen.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperirainan kosteusprofiilia säädetään säätämällä pu-ristinyksikköä (4).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperirainan (3) kosteusprofiilia säädetään puristinyksikön (4) yhteydessä olevalla höyrylaatikolla (9).

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen paperirainan (3) kuivatusta tapahtuvan paperi- 30 rainan (3) kosteusprofiilin mittauksen avulla säädetään paperirainan (3) kosteusprofiilia ennen kyseistä mittausta.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperirainaa (3) kuivataan kuivatusyksikössä (5), jossa on useita kuivatusteloja (18, 19) ja että paperirainan (3) kosteusprofiili mita- 35 taan ensimmäisen kuivatustelan (18,15) yhteydessä.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperirainan (3) kosteusprofiilin mittaus ennen kuivaamista ja kosteusprofiilin säätö kyseisen mittauksen perusteella ovat molemmat sovitettu puristinyksikön (4) yhteyteen.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että paperirainan kosteusprofiilia ennen kuivaamista säädetään päällepuhallusyksiköllä (24), infrapunalämmittimellä (22) tai mikroaaltokuivai-mella (23).

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että mitataan paperirainan (3) kosteusprofiili myös kuivatuksen jälkeen ja säädetään paperirainan (3) kosteusprofiilia kyseisen mittauksen perusteella kuivatusyksikössä (5).

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kosteutta mitattaessa mitataan infrapuna-alueen spekt- 15 ri siten, että muodostetaan matriisi, joka sisältää kunkin mittauspisteen paikkatiedon ja spektritiedon.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että spektri mitataan spektrometrillä (14), johon kuuluu spektrografi (27) ja matriisidetektori (28),

13. Laitteisto liikkuvan paperirainan kosteusprofiilin säätämiseksi paperikoneessa, johon paperikoneeseen kuuluu ainakin perälaatikko (1), formed (2), puristinyksikkö (4), kuivatusyksikkö (5) ja rullain (6), tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu mittalaite (7), joka on sovitettu paperikoneeseen ennen kuivatusosaa (5) tai kuivatusosan (5) alkupäähän mittaamaan infrapu-25 namittauksella paperirainan (3) kosteusprofiili ennen paperirainan (3) kuivatusta, joka mittalaite (7) on sovitettu mittaamaan rainan (3) poikkiprofiili olennaisesti samanaikaisesti, jolloin mittalaitteeseen (7) kuuluu optisia kuituja (12, 13), jotka on sovitettu johtamaan säteilyä paperirainaan (3) ja paperirainasta (3) tuleva säteily mittauskohdasta, mittapäitä (16), joihin optisten kuitujen (12, 30 13) päät on sovitettu ja oskillointiväline (17) mittapäiden (16) liikuttamiseksi paperirainan (3) kulkusuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa osan matkaa edestakaisin ja että laitteistoon kuuluu profilointilaite paperirainan (3) kosteusprofiilin säätämiseksi mitatun kosteusprofiilin perusteella ennen paperirainan (3) kuivaamista.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mittalaite (7) paperirainan (3) kosteusprofiilin mittaamiseksi on sovitettu puristinyksikön (4) jälkeen.

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen laitteisto, tunnettu 5 siitä, että profilointilaite on höyrylaatikko (9), joka on sovitettu puristinyksikön (4) yhteyteen.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 13-15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että profilointilaite on sovitettu ennen mittalaitetta (7), joka on sovitettu mittaamaan paperirainan (3) kosteusprofiili ennen paperirainan (3) 10 kuivatusta.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 13-16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mittalaite (7) paperirainan (3) kosteusprofiilin mittaamiseksi ja profilointilaite kosteusprofiilin säätämiseksi kyseisen mittalaitteen (7) antaman mittaustuloksen perusteella ovat molemmat sovitettu puristinyksikön (4) 15 yhteyteen.

18. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että profilointilaite on puristinyksikön (4) yhteydessä oleva infrapuna-lämmitin (22) tai mikroaaltokuivain (23) tai kuivatusyksikön (5) alkuosalle sovitettu päällepuhallusyksikkö (24).

19. Jonkin patenttivaatimuksen 13-18 mukainen laitteisto, tun nettu siitä, että laitteistoon kuuluu toinen mittalaite (8), joka on sovitettu mittaamaan paperirainan (3) kosteus kuivatusyksikön (5) jälkeen ja että laitteistoon edelleen kuuluu välineet paperirainan kosteusprofiilin säätämiseksi kyseisen mittauksen perusteella kuivatusyksikössä (5).

20. Jonkin patenttivaatimuksen 13-19 mukainen laitteisto, tun nettu siitä, että mittalaite (7) on sovitettu mittaamaan infrapuna-alueen spektri siten, että mittalaite (7) on sovitettu muodostamaan matriisi, joka sisältää kunkin mittauspisteen paikkatiedon ja spektritiedon.

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, 30 että mittalaitteeseen (7) kuuluu spektrometri (14) spektrin mittaamiseksi, johon spektrometriin (14) kuuluu spektrografi (27) ja matriisidetektori (28).