FI120457B - Menetelmä ja laitteisto paperi- tai kartonkirainan muodostamiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä ja laitteisto paperi- tai kartonkirainan muodostamiseksi 5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannossa määritelty menetelmä paperi- tai kartonkirainan muodostamiseksi. Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 5 johdannossa määritelty laitteisto paperi- tai kartonkirainan muodostamiseksi.

10 Tällä hetkellä kenties käyttökelpoisin kitaform eri tyyppi on muodostustelalla ja listakengällä varustettu kitaformeri (roll and blade former). Siinä massasuspensio syötetään perälaatikon huuliaukosta avoimena suihkuna kahden viiran rajaamaan kaarevaan muodostuskitaan. Muodostuskidan jälkeen seuraa joukko vedenpoisto-listoja, jotka on sovitettu jommankumman viirasilmukan puolella. Kaareva muo-15 dostuskita saadaan aikaan muodostustelalla, jonka yli viirat on ohjattu kulkemaan. Sisäviira on tuettu muodostustelan pintaa vasten ulkoviiran ollessa lukematon, jolloin ulkoviira ottaa vastaan osan huulisuihkun paineesta. Ulkoviiran kireys saa aikaan veden poistumista viirojen väliin syötettävästä massasuspensiosta. Vedenpoistoa voidaan tehostaa käyttämällä muodostustelana pinnaltaan avointa telaa, 20 johon voidaan edelleen järjestää alipaine. Alkuvedenpoisto muodostustelalla tapahtuu olennaisesti vakiopaineella. Muodostustelaa seuraava listakenkä saa aikaan painepulsseja, jotka tehostavat vedenpoistoa ja parantavat muodostuvan rainan formaatiota.

25 Vedenpoistopaine muodostustelalla noudattaa kaavaa: p - T / R (1) missä p on vedenpoistopaine, 30 T on ulkoviiran kireys, ja R on viiran kaarevuussäde muodostustelalla.

2

Kaarevassa muodostuskidassa viirojen välissä olevaan massasuspensioon vaikuttaa keskipakoisvoima, joka pyrkii työntämään uiko viiran irti muodostustelan pinnasta. Jotta tältä vältyttäisiin, viiran kireyden tulee noudattaa kaavaa: 5 T > p h v2 (2) missä p on massasuspension tiheys, h on viirojen välissä olevan massakerroksen paksuus, ja 10 v on massasuspension nopeus.

Paperikoneen ajonopeuden kasvaessa on viirojen kireyttä yleensä lisättävä. Tämä asettaa uusia vaatimuksia sekä viiroille että paperikoneen muille rakenteille, jotka tulee suunnitella kestämään entistä suurempia rasituksia. Viirojen kireyden kasvu 15 muun muassa lisää telojen hintaa ja kasvattaa niiden tilantarvetta.

Muodostustelan pyöriessä sen jättöpuolella syntyy alipainepulssi, joka voi vaurioittaa viirojen välissä olevan, osittain huopautuneen rainan rakennetta. Vaurioitunut raina ei tällöin enää kestä voimakasta pulseerausta muodostustelan jälkeen 20 seuraavassa pulseeraavassa vedenpoistovyöhykkeessä. Telakitaformereiden ongelmana on myös puutteellinen vedenpoistokapasiteetti suurilla nopeuksilla. Lisäksi muodostustela on hinnaltaan kallis. Suurikokoisena se vaatii paljon tilaa ja sille tarvitaan aina myös varatela.

25 Asettuvalla kidalla varustettujen telakitaformereiden ohella tunnetaan myös kiinteällä kidalla varustettuja kitaformereita, joihin massasuspensio syötetään suljettuna suihkuna ilman vapaita rajapintoja ja joissa raina muodostetaan kahden pak-ko-ohjatusti etenevän viiran välissä. FI-patentista 85885 tunnetaan tällainen rai-nanmuodostuslaitteisto, jossa kulkusuunnassa suppenevaa muodostuskitaa rajoit-30 taa kummallakin puolella vedenpoistolaatikko. Kidassa syntyvä paine puristaa vettä vedenpoisto laatiko iden kannessa olevien aukkojen läpi ulos viirojen välissä 3 olevasta massasuspensiosta. Suotauttaminen pyritään suorittamaan mahdollisimman hitaasti pitkässä ja kapeassa kidassa. Pakko-ohjatun muodostuskidan jälkeen raina johdetaan märkäimulaatikon kautta muodostustelalle. Flokkien muodostuminen on estettävä jo vedenpoistolaatikoiden vaikutusalueella, koska myöhem-5 missä vedenpoistovaiheissa se ei enää ole mahdollista kuitujen jo muodostaessa yhtenäisen kuituverkoston.

Ongelmana edellä kuvatussa ratkaisussa on se, että vedenpoistolaatikoiden vaikutusalue on suhteellisen pitkä. Molemmilta puolilta pakko-ohjatun alkuvedenpois-10 tovyöhykkeen jälkeen rainan kuiva-ainepitoisuus on niin suuri, että formaatiota ei sen jälkeen voida enää merkittävästi parantaa pulseeraavalla vedenpoistolla.

Keksinnön päämääränä on ratkaista tunnettuun tekniikkaan liittyvät ongelmat.

15 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 l unn u smerkkio s ass a.

Vastaavasti keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa.

20

Esillä olevassa ratkaisussa perälaatikko ja rainanmuodostusvyöhyke on sinänsä tunnettuun tapaan integroitu toisiinsa niin, että massasuspensio siirtyy perälaati-kosta rainanmuodostusvyöhykkeeseen suljettuna virtauksena ilman vapaita rajapintoja. Massasuspension siirto suljetussa tilassa parantaa rainan tasaisuutta, kos-25 ka vapaaseen suihkuun kohdistuva ympäröivän ilman tuulivaikutus, joka aiheuttaa pieniä aaltoja vapaan suihkun pintaan, on eliminoitu. Alkuvedenpoisto tapahtuu viiroja tukevien vedenpoistoelementtien avulla, jotka pakko-ohjaavat viirat lähemmäksi toisiaan. Lyhyen alkuvedenpoistoalueen jälkeen vedenpoistoa jatketaan muodostuskengän kaarevalla pinnalla, jossa ulkoviiran kireys ja vedenpoistolisto-30 jen synnyttämä painepulsaatio edistävät vedenpoistoa ja parantavat rainan formaa- 4 tiota. Vedenpoistoelementtien rajaama alkuvedenpoistoalue on pituudeltaan enintään 50 %, edullisesti enintään 30 % sitä seuraavan muodostuskengän pituudesta.

Edullisesti alkuvedenpoisto tehdään pulseeraamattomilla vedenpoistoelementeillä, 5 jolloin massasuspensiosta poistetaan vettä pehmeästi vain paine-eron vaikutuksesta. Alkuvedenpoiston jälkeen massasuspension kuiva-ainepitoisuus on vielä suhteellisen alhainen, edullisesti alle 3 %. Tämä antaa mahdollisuuden vaikuttaa rai-nan formaatioon seuraavissa vedenpoistovaiheissa. Alkuvedenpoistoalueen jälkeen vedenpoistoa tehostetaan ja rainan formaatiota parannetaan muodostusken-10 gän listojen ja kaarevuuden avulla.

Keksinnön ansiosta vältytään ongelmilta, joita suuret viiran kireydet helposti, aiheuttavat, Viiranjohtoteloilta ei. vaadita yhtä suurta jäykkyyttä kuin telakitaforme-reissa. Kallista muodostustelaa ei tarvita. Alkuvedenpoistoa on helppo säätää sää-15 tämällä vedenpoistolaatikon sisäistä painetta. Tämä säätö myös muuttaa massasuspension etenemisnopeutta viirojen suhteen ja vaikuttaa siten kuitujen orientoitumiseen muodostuvassa paperirainassa.

Seuraavaksi selostetaan erästä keksinnön mukaista ratkaisua viittaamalla oheiseen 20 piirustuksen kuvioon, jonka yksityiskohtiin keksintöä ei kuitenkaan haluta rajoittaa.

Kuviossa esitetty rainanmuodostusosa käsittää ensimmäisen viirasilmukan 11 ja toisen viirasilmukan 12, jotka rajaavat väliinsä kaksiviiraisen rainanmuodostus-25 vyöhykkeen. Ensimmäisen viirasilmukan 11 sisällä ovat ensimmäinen rintatela 13, ensimmäinen ohjauslista 14 ja ensimmäinen vedenpoistoelementti 23, jotka ohjaavat ensimmäisen viiran 11 kuLkua rainanmuodostusvyöhykkeen sisäänmeno-alueella. Toisen viirasilmukan 12 sisällä ovat toinen rintatela 15, toinen ohjauslista 16 ja toinen vedenpoistoelementti 24, jotka ohjaavat toisen viiran 12 kulkua 30 rainanmuodostusvyöhykkeen sisäänmenoalueella, Perälaatikko 17 on sijoitettu rintatelojen 13, 15 väliin niin, että sen virtaussuunnassa suppeneva huulikanava 18 5 ulottuu syvälle viirojen 11, 12 väliin. Huulikanavaa 18 rajoittavien seinämien 19, 20 perään on liitetty levymäiset tukielementit 21, 22, jotka ulottuvat kosketukseen viirojen 11,12 kanssa. Joustavat tukielementit 21, 22 on asennettu siten, että niiden ulkopinnat ovat tiiviisti ohjauslistoja 14, 16 pitkin liikkuvia viiroja 11, 12 5 vasten, jolloin massasuspensio siirtyy perälaatikosta 17 rainanmuodostusvyöhyk-keeseen ilman vapaita rajapintoja. Massasuspensio kiihdytetään perälaatikossa 17 olennaisesti samaan nopeuteen viirojen 11,12 kanssa.

Massasuspensio purkautuu huulikanavasta 18 viirojen 11, 12 väliin kohdassa, 10 jossa kumpikin viira 11, 12 on vedenpoistoelementin 23 ja 24 tukema. Vedenpois-toelementit 23 ja 24 rajaavat väliinsä virtaussuunnassa suppenevan kidan, joka on suoraa jatkoa seinämien 19, 20 ja tukielementtien 21, 22 rajaamalle huulikanaval-le 18. Kidassa syntyvä paine puristaa vettä viirojen 11, 12 välissä olevasta massasuspensio sta vedenpoistoelementeissä 23, 24 olevien aukkojen 26, 27 läpi. Au-15 kot 26, 27 on edullisesti järjestetty niin, että niillä saadaan aikaan pulseeraamaton vedenpoisto. Painepulsseja ei synny esimerkiksi silloin, kun aukot 26, 27 ovat reikiä tai viistosti kannen yli kulkevia rakoja.

Toinen vedenpoistoelementeistä 23, 24 käsittää vedenpoistolaatikon 25, jonka 20 alueella vedenpoistoa voidaan säätää muuttamalla vedenpoistolaatikon sisäistä painetta (yli- tai alipaine) tunnetuin paperikoneilla käytössä olevin menetelmin. Vaihtoehtoisesti molemmat vedenpoistoelementit 23, 24 voidaan varustaa säädettävällä vedenpoistolaatikolla.

25 Stationääristen vedenpoistoelementtien 23, 24 jälkeen seuraa kaarevalla listakan-nella varustettu muodostuskenkä 29, joka on sijoitettu toisen viirasilmukan 12 sisään. Muodostuskenkä 29 voi muodostua yhdestä tai useammasta peräkkäisestä imulaatikosta käyttötarkoituksesta riippuen ja sen kokonaispituus Li on edullisesti 500-1500 mm. Muodostuskenkä 29 käsittää joukon radan kulkusuuntaan nähden 30 poikittaisia vedenpoistolistoja 28. Vedenpoistolistojen 28 avulla saadaan aikaan pulseeraava vedenpoisto, mikä tehostaa veden poistumista viirojen 11, 12 välissä 6 olevasta massasuspensiosta ja parantaa muodostuvan rainan formaatiota. Tarvittaessa voidaan formaation parantamiseksi käyttää kuormituselementtejä 30, jotka on sijoitettu vastakkaisen viirasilmukan 11 puolelle siten, että ne osuvat vedenpoisto-listojen 28 väliin jäävien rakojen kohdalle.

5

Vedenpoistoelementit 23, 24 rajoittavat väliinsä alkuvedenpoistoalueen, joka on suhteellisen lyhyt. Sen pituus Lo on enintään 50 %, edullisesti enintään 30 % al-kuvedenpoistoaluetta seuraavan muodostuskengän 29 pituudesta Lj. Käytännössä alkuvedenpoistoalueen pituus Lo on yleensä 50-500 mm, edullisesti 100-300 mm.

10 Alkuvedenpoistoalueen pituus Lo riippuu massasuspension ominaisuuksista. Kun valmistetaan paperia tai kartonkia helposti suotautuvasta massasta, alkuvedenpois-toalue voi olla lyhyempi kuin valmistettaessa paperia tai kartonkia tiiviistä ja vaikeammin suotautuvasta massasta.

15 Keksinnön monet muunnokset ovat mahdollisia seuraavaksi esitettävien patenttivaatimuksien määrittelemän suojapiirin puitteissa. Vedenpoistoelementit 23, 24 voivat olla pinnaltaan suoria tai kaarevia. Ne voivat olla aseteltavissa sinänsä tunnetuilla mekanismeilla sopivaan asemaan koneen runkoon nähden kidan leveyden säätämiseksi.

20

Claims (10)

1. Menetelmä paperi- tai kartonkirainan muodostamiseksi, jossa menetelmässä massasuspensio johdetaan perälaatikosta (17) suljettuna virtauksena alkuveden-5 poistoalueelle, joka on kahden vedenpoistoelementin (23, 24) rajaama, joiden yli muodostusviirat (11, 12) on sovitettu liukumaan samalla kun viirojen (11, 12) välissä olevasta massasuspensiosta poistetaan vettä vedenpoistoelementtien (23, 24) kannessa olevien aukkojen (26, 27) läpi, tunnettu siitä, että vedenpoistoelementtien (23, 24) aukot (26, 27) on järjestetty niin, että niillä saadaan aikaan pul-10 seeraamaton vedenpoisto, alkuvedenpoistoalueen jälkeen viirat (11, 12) johdetaan muodostuskengän (29) kaarevan kannen yli samalla kun viirojen (11, 12) välissä olevaan massasuspensioon kohdistetaan painepulsseja muodostuskengän (29) kannessa olevien vedenpoistolistojen (28) avulla, ja että vedenpoistoelementtien (23, 24) rajaaman alkuvedenpoistoalueen pituus (Lo) on enintään 50 % sitä seu-15 raavan muodostuskengän (29) pituudesta (Lj).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkuveden-poistoalueen pituus (Lo) on enintään 30 % muodostuskengän (29) pituudesta (Li).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin toinen vedenpoistoelementeistä (23, 24) on varustettu vedenpoistolaatikolla (25), jonka vedenpoisto on säädettävissä.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 muodostuskengän (29) alueella massasuspensioon kohdistetaan painepulsseja kuormitettavissa olevien listojen (30) avulla, jotka on sovitettu muodostuskenkään (29) nähden vastakkaisen viirasilmukan (11) sisään.

5. Laitteisto paperi- tai kartonkirainan muodostamiseksi, joka laitteisto käsittää 30 perälaatikon (17) ja kaksi viirasilmukkaa (11, 12), jotka rajaavat väliinsä rainan- muodostusvyöhykkeen, joka perälaatikko (17) on tiivistetty viiroihin (11, 12) nähden siten, että massasuspensio siirtyy perälaatikosta (17) rainanmuodostus-vyöhykkeeseen suljettuna suihkuna ilman vapaita rajapintoja, joka rainanmuodos-tusvyöhyke käsittää ensimmäisen vedenpoistoelementin (23), joka on sijoitettu ensimmäisen viirasilmukan (11) sisään, ja toisen vedenpoistoelementin (24), joka 5 on sijoitettu toisen viirasilmukan (12) sisään siten, että ensimmäinen ja toinen vedenpoistoelementti (23, 24) raj aavat väliinsä virtaussuunnassa suppenevan al-kuvedenpoistoalueen, jotka vedenpoistoelementit (23, 24) on varustettu aukoilla (26, 27) veden poistamiseksi viirojen (11, 12) väliin syötettävästä massasuspensi-osta, tunnettu siitä, että vedenpoistoelementtien (23, 24) aukot (26, 27) on järjestö tetty niin, että niillä saadaan aikaan pulseeraamaton vedenpoisto, vedenpoistoele-menttien (23, 24) rajaamaa alkuvedenpoistoaluetta seuraa kaarevalla kannella varustettu muodostuskenkä (29), joka on sovitettu jommankumman viirasilmukan (11, 12) sisään ja varustettu vedenpoistolistoilla (28), ja että vedenpoistolaatikoi-den (23, 24) rajaaman alkuvedenpoistoalueen pituus (Lo) on enintään 50 % sitä 15 seuraavan muodostuskengän (29) pituudesta (Li).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että alkuvedenpoistoalueen pituus (Lo) on enintään 30 % muodostuskengän (29) pituudesta (Li).

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ainakin toi nen vedenpoistoelementeistä (23, 24) on varustettu vedenpoistolaatikolla (25), jonka vedenpoisto on säädettävissä.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 5-7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että aina-25 kin toinen vedenpoistoelementeistä (23, 24) on kaareva.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 5-7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että molemmat vedenpoistoelementit (23, 24) ovat pinnaltaan suoria ja käsittävät veden-poistolaatikon, jonka vedenpoisto on säädettävissä. 30

10. Jonkin patenttivaatimuksista 5-9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että muo-dostuskenkään (29) nähden vastakkaisen viirasilmukan (11) sisään on asennettu vähintään yksi kuormitettavissa oleva lista (30), joka on sovitettu siten, että se koskettaa mainittua viiraa (11) kahden vedenpoistolistan (28) väliin jäävän raon 5 kohdalla.