FI120365B - Kuiturainakoneen vedenpoistolaite sekä menetelmä kuiturainakoneen vedenpoistolaitteen valmistamiseksi - Google Patents

Description

KUITURAINAKONEEN VEDENPOISTOLAITE SEKÄ MENETELMÄ KUITURAINAKO-NEEN VEDENPOISTOLAITTEEN VALMISTAMISEKSI

Keksinnön kohteena on kuiturainakoneen vedenpoistolaite, johon 5 kuuluu leveyttään pitempi runkorakenne, runkorakenteeseen välin päähän toisistaan kiinnitettyjä välitukia, jotka ovat runkorakenteen pituussuuntaan nähden poikittaissuuntaisesti, ja 10 - ainakin yksi runkorakenteen pituussuuntainen listatuki, joka on tuettu välitukiin järjestettyihin aukkoihin.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä kuiturainakoneen vedenpois-tolaitteen valmistamiseksi.

15 Vedenpoistolaitteita käytetään erityisesti kuiturainakoneen niin sanotulla rainanmuodostusosalla, jolla viiralle levitetystä kuitususpensiosta poistetaan vettä rainan muodostamiseksi. Rainanmuodostusosaa kutsutaan myös viiraosaksi. Rainanmuodostusosalla on peräkkäin useita vedenpoistolaitteita ja ne on 20 useimmiten asetettu viiran alapuolelle. Rainanmuodostusosan vedenpoistolaitteet perustuvat vedenpoistolistoihin, joita myös foileiksi kutsutaan. Lisäksi vedenpoistolistat on tuettu laatikkomaiseen runkorakenteeseen, jolloin tällaisia vedenpoistolaitteita kutsutaan myös foililaatikoiksi. Kussakin foililaatikossa 25 on tavallisesti useita vedenpoistolistoja, joskin myös yksittäisiä vedenpoistolistoja voidaan sovittaa viiraosalle. Vedenpoistolistat ovat kosketuksessa viiraan ja perättäisten vedenpoisto-listojen väliin muodostuu rako. Tällöin rainaan kohdistuu perättäisiä pulsseja, jotka tehostavat veden poistumista. 30 Foililaatikkoon voidaan myös muodostaa alipaine vedenpoiston tehostamiseksi.

Foililaatikko kiinnitetään molemmista päistään kuiturainakonee-seen. Tunnetut foililaatikot valmistetaan lukuisista levykappa-35 leista hitsaamalla. Riittävän jäykkyyden saavuttamiseksi käytetään lisäksi erilaisia tukia ja jäykisteitä. Tällöin foililaati-kosta muodostuu painava ja sen valmistaminen on hidasta. Lisäksi 2 foililaatikkoon muodostuu käytön aikana paikallisia jänni-tyshuippuja ja vedenpoistolistojen asettaminen riittävällä tarkkuudella oikealle paikalleen on hankalaa.

5 Foilit kuluvat käytössä ja ne voivat myös rikkoutua, jolloin foileja on aika ajoin vaihdettava. Eurooppapatentissa numero 1482088 esitetään vedenpoistolaite, jossa runkorakenne muodostetaan massiivisista kannatinpalkeista, joihin kiinnitetään poikkisuuntaiset välituet. Kukin välituki on kaksiosainen ja 10 siinä on muotoillut lovimaiset aukot vedenpoistolistojen kiinnittämiseksi. Lisäksi kuhunkin vedenpoistolistaan kuuluu muotoiltu kannatinlista, joka muotolukittuu välituen loveen.

Edellä esitetty vedenpoistolaite on ensinnäkin tavattoman 15 painava ja massiivinen, sillä runkorakenne valmistetaan palkki-maisista rakenteista ja paksuista kappaleista. Lisäksi osien valmistaminen vaatii paljon koneistamista ja eri osat on kiinnitettävä epäluotettavilla ruuvikiinnityksillä. Eri sovelluksiin tarkoitetut runkorakenteet on myös suunniteltava ja valmistetta-20 va erikseen. Usein vaaditaan, että vedenpoistolistat muodostavat mahdollisimman tasomaisen pinnan. Edellä esitetyllä ratkaisulla tasomaisuuteen päästään harvoin, koska vedenpoistolistat taipuvat runkorakenteen taipuman mukana. Toisaalta tasomaisesta pinnasta poikkeavien muotojen saavuttaminen on mahdoton tai 25 ainakin se vaatii erikoisvalmisteisten välitukien käyttämisen. Kannatinpalkkien muotoillut ja ruuvien vaatimat reiät keräävät lisäksi irtoainesta.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uudenlainen kuiturainako-30 neen vedenpoistolaite, jossa vedenpoistolistat muodostavan entistä tarkemmin halutun muodon, ja joka on aikaisempaa kevyempi, mutta riittävän jäykkä. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kuiturainakoneen vedenpoistolaitteen valmistamiseksi uudenlainen menetelmä, joka on entistä yksinkertaisempi ja 35 nopeampi, mutta tarkempi, ja jolla vedenpoistolaitteeseen aikaansaadaan uusia ja yllättäviä ominaisuuksia. Tämän keksinnön 3 mukaisen vedenpoistolaitteen tunnusomaiset piirteet ovat, että aukkoon kuuluu pohja, ja listatuki on asetettu halutulle etäisyydelle kunkin välituen aukon pohjasta, ja listatuen ja väli-tuen välissä on hitsiliitos. Lisäksi keksinnön mukaisen menetel-5 män tunnusomaiset piirteet ovat, että listatuki sovitetaan aukkoon ja se asetetaan halutulle etäisyydelle välituen aukon pohjasta, minkä jälkeen listatuki kiinnitetään hitsaamalla välitukeen. Keksinnön mukaan listatuen etäisyys poikkituesta voi vaihdella vedenpoistolaitteen eri kohdissa. Tällöin vedenpoisto-10 laitteen viiraan koskettava muoto on aina tarkasti haluttu. Keksinnön mukaisella menetelmällä kyseistä muotoa voidaan helposti muuttaa. Tosin jopa samanlaisista komponenteista voidaan aikaansaada hyvinkin erilaisia ja erimuotoisia veden-poistolaitteita. Muunneltavuudesta huolimatta vedenpoistolait-15 teen valmistamiseen vaaditaan vähän osia ja valmistaminen on nopeaa. Valmis vedenpoistolaite on kevyt, mutta jäykkä. Lisäksi vedenpoistolaite pysyy hyvin puhtaana ja siihen voidaan yhdistää myös lisätoimintoja.

20 Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, joissa

Kuva 1 esittää tunnetun tekniikan mukaisen kuiturainakoneen 25 rainanmuodostusosan sivulta katsottuna,

Kuva 2a esittää keksinnön mukaisen vedenpoistolaitteen osittaisen poikkileikkauksen,

Kuva 2b esittää periaatepiirroksena keksinnön mukaisen vedenpoistolaitteen toisen sovelluksen valmistusta, 30 Kuva 3 esittää periaatepiirroksena pienen osan vedenpoisto-laitteesta,

Kuva 4 esittää keksinnön mukaisen vedenpoistolaitteen kolmannen sovelluksen runkorakenteen poikkileikattuna.

35 Kuvassa 1 esitetään sinällään tavanomainen kuiturainakoneen rainanmuodostusosa, jossa perälaatikosta 10 levitetään kuitusus- 4 pensiota niin sanotulle alaviiralle 11. Kuiturainakoneella tarkoitetaan paperi-, kartonki, pehmopaperi- ja sellunkuivausko-neita. Alaviiran alapuolelle on järjestetty peräkkäin lukuisia vedenpoistolaitteita. Käytännössä välittömästi alaviiralle 5 saavuttuaan kuitususpensioon kohdistuu vedenpoistolaitteista pulsseja, jotka edesauttavat veden poistumista kuitususpensiosta ja siten rainan muodostumista. Esitettyyn rainanmuodostusosaan kuuluu myös niin sanottu yläviira 12, jolloin vettä poistetaan myös ylöspäin. Rainanmuodostusosan jälkeen raina johdetaan 10 puristinosalle (ei esitetty). Esitetyn tasoviiramuodostusosan lisäksi on käytössä muun muassa kitamuodostusosia.

Kuvassa 2a esitetään keksinnön mukainen vedenpoistolaite poikki-leikattuna. Vedenpoistolaitteeseen kuuluu leveyttään pitempi 15 runkorakenne 13, jonka mitoitus ja muoto voivat vaihdella eri sovelluksissa. Runkorakenteen 13 pituussuuntaa esitetään nuolella Y ja leveyssuuntaa nuolella X. Käytännössä runkorakenne on siis kuiturainakoneen suhteen poikkisuuntaisesti. Runkorakenteeseen 13 on välin päähän toisistaan kiinnitetty välitukia 14, 20 jotka ovat runkorakenteen 13 pituussuuntaan nähden poikittais-suuntaisesti. Lisäksi vedenpoistolaitteeseen kuuluu ainakin yksi runkorakenteen 13 pituussuuntainen listatuki 15, joka on tuettu välitukiin 14 järjestettyihin aukkoihin 16. Välituen 14 aukot käsittävät pohjan 30 ja sivuseinämät 31. Edullisesti aukot 16 25 ovat suorakaiteen muotoisia. Listatukeen kiinnitetään varsinainen vedenpoistolista 17, joka on kosketuksessa viiraan. Kuvassa 2a esitetään vain kolme kokonaisuudessaan neljästä listatuesta 15, jolloin välitukien 14 aukot 16 näkyvät selvästi. Keksinnön mukaan aukon 16 syvyys on sovitettu siten, että listatuki 15 on 30 asetettu halutulle etäisyydelle kunkin välituen 14 aukon 16 pohjasta 30. Tällöin vedenpoistolistat saadaan tarkasti halutulle kohdalle ja haluttuun asentoon, jolloin vedenpoistuminen on mahdollisimman tasaista. Listatuki 15 on kiinnitetty välitukeen 14 välituen 14 aukkojen 16 sivuseinämiin 31 hitsiliitoksella 18 35 (kuva 3). Edullisesti listatuen 15 ja välituen 14 välinen hitsiliitos on vain aukon 16 sivuseinämien 31 ja listatuen 15 välissä. Tällöin listatuki ja välituki ovat osa kantavaa runko- 5 rakennetta, jolloin vedenpoistolaitteen jäykkyys on erinomainen. Vedenpoistolaitteen runkorakenne kestää hyvin vaihtelevaa kuormitusta ja vedenpoistolistat pysyvät suunnitelluilla paikoillaan .

5

Runkorakenteen jäykkyyttä ja muototarkkuutta edelleen parantavat ohutlevymateriaalista valmistetut välituet. Toisin sanoen välituet ovat ohutlevykappaleita. Ohutlevyä voidaan laserleika-ta, jolloin välituet ja niihin leikatut aukot ovat tarkasti 10 halutunlaisia. Tällöin listatuet ja siten myös vedenpoistolistat pysyvät oikeassa asennossa niin asennuksen aikana kuin sen jälkeenkin. Yleisesti ohutlevyn paksuus on 0,5 - 5 mm, edullisemmin 1-4 mm. Kuvassa 2a runkorakenteen 13 jatkeena on kiinnityshylly 19, jonka välityksellä vedenpoistolaite kiinnite-15 tään kuiturainakoneen runkorakenteisiin. Perinteinen kiinnityshylly valmistetaan paksusta levymateriaalista, kun taas kuvan 4 sovelluksessa vastaava toiminnallinen elementti valmistetaan ohutlevystä osaksi runkorakennetta (ei esitetty).

20 Hitsaamalla kiinnitettyjä listatukia käyttämällä voidaan käyttää entistä vähemmän välitukia. Keksinnön mukaan välitukien väli on 500 - 1000 mm, edullisemmin 600 - 800 mm. Runkorakenteesta muodostuu kuitenkin jäykkä, sillä listatuki on avoin tai suljettu suorakaideprofiili. Tällöin aukko muodostuu kahdesta kapeasta 25 urasta 20 tai yhdestä listatuen 15 kokoisesta kolosta 21. Kuvassa 3 oikeapuoleinen listatuki 15 on U-profiili, jota varten välituessa 14 on kaksi kapeaa uraa 20. Vastaavasti vasemmanpuoleinen listatuki 15 on profiiliputki, jolloin välituessa 14 on vastaavankokoinen kolo 21. Laserleikkauksella urat ja kolot 30 saadaan tehtyä tarkasti listatuen mukaiseksi, mikä helpottaa asennusta. Lisäksi urat ja kolot voidaan suunnata tarkasti, jolloin listatuki saadaan tarkasti oikeaan asentoon.

Vedenpoistolaitteen valmistuksessa valmistetaan ensin leveyttään 35 pitempi runkorakenne, johon kiinnitetään välin päähän toisistaan runkorakenteen pituussuuntaan nähden poikittaissuuntaisia 6 välitukia. Välitukiin työstetään myös aukot ja edullisesti välituet laserleikataan ohutlevymateriaalista. Lopuksi välitukiin järjestettyihin aukkoihin tuetaan ainakin yksi runkorakenteen pituussuuntainen listatuki. Keksinnön mukaan listatuki 5 sovitetaan aukkoon ja se asetetaan halutulle etäisyydelle välituen aukon pohjasta, minkä jälkeen listatuki kiinnitetään hitsaamalla välitukeen. Edullisesti listatuki hitsataan kiinni välituen aukkojen pystyseinämiin. Kyseisellä tavalla vältetään runkorakenteen koneistaminen kokonaan. Lisäksi vedenpoistolait-10 teeseen saadaan helposti ja tarkasti haluttu muoto. Toisin sanoen vedenpoistolistat saadaan suunniteltuun asentoon ja asemaan. Useimmissa sovelluksissa on tavoitteena mahdollisimman tasomaisesti sijoitetut vedenpoistolistat. Keksinnön mukaisella menetelmällä on kuitenkin mahdollista valmistaa useita listatu-15 kia sisältävä vedenpoistolaite, jossa listatuet on järjestetty kaarelle runkorakenteen pituus- ja/tai poikittaissuunnassa. Pituussuuntaisella kaarevuudella voidaan esimerkiksi kompensoida runkorakenteen taipumisesta aiheutuvat muodonmuutokset. Tällöin valmis vedenpoistopoistolaite on kaareva, mutta käytössä pai-20 koilleen asennettuna oikenee suoraksi, jolloin vedenpoisto on mahdollisimman tasaista koko viiran leveydellä. Poikittaissuuntaisella kaarevuudella tarkoitetaan kuvassa 2b esitettävää sovellusta, jossa listatuet 15 ovat eri korkeuksilla ja asennoissa toistensa ja välituen 14 suhteen.

25

Kukin listatuki asetetaan aukkoonsa suunnitellulla tavalla. Keksinnön mukaan aukko on toleranssien puitteissa listatuen levyinen, mutta aukon syvyyttä on ylimäärä. Tällöin valmistuksessa listatuen etäisyyttä välituesta voidaan muuttaa. Edulli-30 sesti käytetään apuvälinettä 22, joka asetetaan haluttuun asentoon ja asemaan runkorakenteen 13 suhteen ja listatuen 15 etäisyys välituesta 14 määritetään apuvälineen 22 avulla. Tällainen apuväline voi olla esimerkiksi viivain, joka säädetään välituen kohdalle. Tämän jälkeen listatuki nostetaan kiinni 35 viivaimeen ja listatuki hitsataan kiinni välitukeen. Yksittäisen 7 viivaimen sijasta voidaan käyttää viivainsarjaa tai säädettävää nostinta, joka samalla kannattelee listatukia hitsauksen aikana.

Kuvassa 3 esitetään kaksi erilaista listatuen 15 sovellusta.

5 Molemmissa on listatukeen 15 järjestetty kiinnityskisko 23, johon vedenpoistolista pujotetaan. Tällöin vedenpoistolista voidaan helposti ja nopeasti vaihtaa. Vasemmanpuoleisessa sovelluksessa kiinnityskisko 23 on kiinnitetty listatukeen 15 hitsiliitoksella 24. Tällöin kiinnityskiskokin osaltaan jäykis-10 tää runkorakennetta ja yhtenäinen hitsiliitos estää irtoaineksen tunkeutumasta listatuen ja kiinnityskiskon väliin. Oikeanpuoleisessa sovelluksessa käytetään mutteria tai niittimutteria 25, jolloin kiinnityskisko kiinnitetään esimerkiksi kuusiokoloruu-villa 26. Tällöin voidaan käyttää esimerkiksi kuitulujitetusta 15 muovista tai lasikuidusta valmistettua kiinnityskiskoa. Keksinnön mukaista listatukea käyttämällä vältetään kiinnityskiskon taipuminen. Kuvan 3 sovelluksessa vedenpoistolistojen muodostama pinta on haluttu mahdollisimman tasomaiseksi. Tällöin käytetään apuvälineenä suoraa viivainta, jonka sijaintia kuvataan katko-20 viivoilla kuvassa 3. Alempi katkoviiva kuvaa tilannetta, jossa ensin listatuet 15 kiinnitetään välitukeen 14 ja vasta lopuksi kiinnityskiskot 23 kiinnitetään listatukiin 15. Ylempi katkoviiva kuvaa tilannetta, jossa ensin kiinnityskiskot 23 on asennettu listatukiin 15 ja vasta sen jälkeen listatuet 15 on hitsattu 25 välitukiin 14.

Keksinnön mukaista rakennetta voidaan soveltaa erilaisten runkorakenteiden yhteydessä. Esimerkiksi perinteiseen laatikkomaiseen runkorakenteeseen voidaan hitsata välituet ja listatuet 30 (kuva 2b). Kuvassa 4 esitetään aivan uudenlainen runkorakenne. Keksinnön mukaan runkorakenne 13 valmistetaan ohutlevymateriaa-lista suljetuksi kotelorakenteeksi. Tällöin runkorakenteesta kokonaisuudessaan muodostuu kevyt, mutta erittäin jäykkä. Lisäksi runkorakenne on suljettu, mikä estää likaantumisen ja 35 toisaalta helpottaa puhdistusta. Runkorakenne kootaan ohutlevy-kappaleista ja kotelorakenteen sisällä on myös ohutlevyä olevia 8 jäykistelaippoja 27 sopivin välin. Tosin lyhyemmissä runkorakenteissa jäykistelaipat voidaan jättää kokonaan pois. Tällainen runkorakenne sisältää vain muutamia kymmeniä osia. Lisäksi runkorakenne on erityisen jäykkä ja ennen kaikkea huomattavasti 5 kevyempi kuin tunnetut rakenteet. Esitetyssä sovelluksessa on lisäksi kaksi pituussuuntaista jäykistelistaa 28, joiden kohdalle on sijoitettu ohutlevyjä yhdistävä pituussuuntainen hit-sisauma. Simuloinnilla runkorakenteen massaksi on saatu noin 20 prosenttia vastaavan tunnetun vedenpoistolaitteen massassa. 10 Seitsemän metriä pitkän vedenpoistolaitteen massaksi tulisi siten noin 280 kilogrammaa, kun se tunnetulla tekniikalla valmistettaessa on jopa 1600 kilogrammaa. Vastaavasti leveys olisi 700 mm ja korkeus 600 mm ja ruostumatonta terästä olevan ohutlevyn paksuus 2 mm. Massan pysyessä kohtuullisena voidaan 15 runkorakenteesta valmistaa entistä leveämpi, jolloin yhteen vedenpoistolaitteeseen saadaan mahdutettua entistä enemmän vedenpoistolistoja. Vedenpoistolaite voidaan myös kytkeä ali-painelähteeseen, jolloin rainan veden poistumista rainasta tehostetaan alipaineen avulla.

20

Laserleikkauksella aikaansaadaan mitta- ja muototarkkoja kappaleita. Vastaavasti laserhitsauksella aikaansaadaan kapea ja syvä hitsi, jolloin eripaksuistenkin osien toisiinsa liittäminen on mahdollista. Pienen lämmöntuonnin ansiosta haitalliset muodon-25 muutokset voidaan välttää. Laserhitsattu sauma on valmis ilman jälkityöstöä ja hitsit ovat luotettavia suuresta hitsausno-peudesta huolimatta.

Claims (10)

1. Kuiturainakoneen vedenpoistolaite, johon kuuluu leveyttään pitempi runkorakenne (13), 5. runkorakenteeseen (13) välin päähän toisistaan kiinnitettyjä välitukia (14), jotka ovat runkorakenteen (13) pituussuuntaan nähden poikittaissuuntaisesti, ja ainakin yksi runkorakenteen (13) pituussuuntainen listatuki (15), joka on tuettu välitukiin (14) järjestettyihin aukkoi-10 hin (16) , tunnettu siitä, että aukkoon (16) kuuluu pohja (30), ja listatuki (15) on asetettu halutulle etäisyydelle kunkin välituen (14) aukon (16) pohjasta (30), ja listatuen (15) ja välituen (14) välissä on hitsiliitos (18) . 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vedenpoistolaite, tunnettu siitä, että listatuen (15) ja välituen (14) välinen hitsiliitos on ainoastaan välituen (14) aukon (16) määrittämien sivuseinämi-en (31) ja listatuen (15) välissä. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vedenpoistolaite, tunnettu siitä, että välituet (14) ovat ohutlevykappaleita.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen vedenpoistolai-25 te, tunnettu siitä, että listatuki (15) on avoin tai suljettu suorakaideprofiili, jolloin aukko (16) muodostuu kahdesta kapeasta urasta (20) tai yhdestä listatuen (15) kokoisesta kolosta (21).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen vedenpoistolaite, tunnettu siitä, että listatukeen (15) on järjestetty kiinni-tyskisko (23), joka on kiinnitetty listatukeen (15) hitsiliitoksella .

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen vedenpoistolaite, tunnettu siitä, että vedenpoistolaitteeseen kuuluu useita listatukia (15), jotka on järjestetty kaarelle runkorakenteen (13) pituus- ja/tai poikittaissuunnassa.

7. Menetelmä kuiturainakoneen vedenpoistolaitteen valmistami-5 seksi, jossa menetelmässä leveyttään pitempään runkorakenteeseen (13) kiinnitetään välin päähän toisistaan runkorakenteen (13) pituussuuntaan nähden poikittaissuuntaisia välitukia (14), joihin järjestettyihin aukkoihin (16) tuetaan ainakin yksi runkorakenteen (13) pituussuuntainen listatuki (15), tunnettu 10 siitä, että listatuki (15) sovitetaan aukkoon (16) ja se asetetaan halutulle etäisyydelle välituen (14) aukon (16) pohjasta (30), minkä jälkeen listatuki (15) kiinnitetään hitsaamalla välitukeen (14).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että listatuki (15) kiinnitetään hitsaamalla välituen (14) aukon (16) määrittämiin sivuseinämiin (31).

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu 20 siitä, että menetelmässä käytetään viivainta apuvälineenä (22), joka asetetaan haluttuun asentoon ja asemaan runkorakenteen (13) suhteen välituen (14 kohdalle, ja listatuen (15) etäisyys välituesta (14) määritetään apuvälineen (22) avulla nostamalla listatuki (15) kiinni viivaimeen. 25

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että runkorakenne (13) valmistetaan ohutlevyma-teriaalista suljetuksi kotelorakenteeksi.