FI121855B - Menetelmä ja laitteisto kuitukerroksen kuivamuodostuksessa - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA LAITTEISTO KUITUKERROKSEN KUIVAMUODOSTUKSESSA

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa esitetty menetelmä ja patenttivaatimuksen 3 johdanto-osassa 5 esitetty laitteisto kuitukerroksen kuivamuodostuksessa.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto, josta jäljempänä käytetään myös yhteisnimitystä keksinnön mukainen ratkaisu, soveltuu käytettäväksi rainamateriaalin kuitukerroksen kuiva-10 muodostusta varten, esimerkiksi paperin valmistuksen yhteydessä. Tällaisissa prosesseissa kuituraaka-aine, kuten puu-selluloosa yleensä hajotetaan ennen kuitukerroksen muodostusta esimerkiksi vasaramyllyssä erillisiksi kuiduiksi, jotka kuidut kuljetetaan kantoilmavirran mukana erilaisten proses-15 siin liittyvien laitteiden kautta formeriksi kutsuttuun jakeluyksikköön. Tällaisia formereita voi valmistuslinjalla olla useita peräkkäin esimerkiksi useiden kuitukerrosten aikaansaamiseksi. Yksi tyypillinen formeri on esimerkiksi rumpufor-meri, jossa voi olla yksi tai useampia vierekkäisiä lie-20 riömäisiä rumpuja tai sihtiputkia, joiden vaipassa on reikiä tai läpimenoaukkoja kuituvirran levittämiseksi formerin alapuolella olevan liikkuvan muodostusviiran päällä olevalle muodostuspinnalle.

25 Formerin rummun sisällä, lähellä rummun sisäpintaa on yleensä peräkkäinen sarja siipipyöriä tai yksi pitkänomainen siipi- pyörä, joka hajottaa kuituvirrassa olevat paakut ja jakaa kuituvirran mahdollisimman tasaisesti rummussa oleville läpi- menoaukoille. Kaksirumpuisessa formerissa kuituvirta johdeta <m 30 taan rumpuihin puhallettavalla kantoilmalla mahdollisimman i o tasaisen kuitukerroksen saamiseksi esimerkiksi rumpujen päis- g tä siten, että kuituvirta tulee rumpuihin rumpujen vastakkai- x sista päistä, cc

CL

00 35 Formerin alapuolella on muodostusviiraksi kutsuttu liikkuva § viira, jonka yläpinta toimii kuitukerroksen muodostuspintana.

O

Viiran alapuolella, formerin kohdalla on imulaatikko, jonka aikaansaama imu vetää kuituja formerista muodostuspinnalle.

2

Formerin tarkoituksena on jakaa kuidut mahdollisimman tasaiseksi kerrokseksi viiran muodostuspinnalle, jotta valmistettavasta tuotteesta tulisi mahdollisimman tasalaatuinen. Ongelmana tunnetun tekniikan mukaisissa kuivamuodostusratkai-5 suissa on kuitenkin se, että kuituvirtaa ei saada jakautumaan riittävän tasaiseksi kerrokseksi koko muodostuspinnan leveydellä .

Mainitun ongelman ratkaisemiseksi on kehitetty em. ratkai-10 suista parannettuja versioita. Suomalainen patentti nro FI58804 esittää ratkaisua, jossa kuituvirran kantoilmalle on järjestetty kierto. Patentin mukaisessa perusratkaisussa kuituvirta levitetään muodostuspinnan päälle kuvioiden 2-4 esittämän alaspäin leviävän laskujohdon avulla. Vastaavasti 15 kuvioissa 5-7 on esitetty toisena sovellutusmuotona syöttö-johdon jakaminen neljään erilliseen laskujohtoon. Koska laitteessa ei ole mitään virtauksen säätöä formerille tulevassa syöttö-, tai laskujohdossa, laitteessa tarvitaan monimutkaiset sekoittajat, jotka sekoittavat kuitumassan mahdollisimman 20 tasaiseksi kerrokseksi viiran muodostuspinnalle. Epäkohtana on monimutkainen ja paljon huoltoa tarvitseva sekä vikaherkkä rakenne.

Suomalaisessa patentissa nro FI73270, jota vastaa yhdysvalta-25 lainen patentti nro US4761858, on esitetty myös parannettu rakenne kuituvirran saamiseksi mahdollisimman tasaiseksi ker-rokseksi muodostusviiran päälle. Laitteisto on varustettu ^ ilman kierrolla ja rumpuformerin yläpuolella olevalla väli- c^j kammiolla, jonka ylä- ja alaosassa on keskenään kohtisuorassa i co 30 olevat rivat kuituvirran läpimenon säätöä varten. Säätö mah- o dollistaa paremman kuitukerroksen tasaisuuden, mutta ongelma-cn na tässä on se, että säätöä ei voi suorittaa ajonaikaisesti.

$2 Tällöin säätöä ei pystytä tekemään ideaaliseksi ja säätöaika c\i o vähentää laitteiston käyttöaikaa. Lisäksi rivoista tehtävä o 35 säätö on toimenpiteenä monimutkainen ja hankala. Epäkohtana on lisäksi se, että rivoista muodostuvat ritilät ovat tiivii- 3 tä ja menevät helposti tukkoon, jolloin tuotanto on keskeytettävä ja ritilät puhdistettava.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epä-5 kohdat ja aikaansaada mahdollisimman tasaisen kuitukerroksen muodostava sekä tehokas ja luotettavasti toimiva formerira-kenne, joka mahdollistaa hyvän lopputuloksen ja kapasiteetin paperin tai vastaavan materiaalin valmistuksen yhteydessä. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä 10 on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Vastaavasti keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 3 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön muille sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitä on esitetty muissa patenttivaatimuksissa.

15

Keksinnön mukaisen ratkaisun etuna on se, että keksintö mahdollistaa hyvät, nopeat ja joustavat kuituvirran säädöt ajonaikaisena, jolloin saadaan aikaan tasainen kuitukerros muo-dostusviiran muodostuspinnalle. Lisäksi säätö on tehokas ja 20 ajonaikainen säätö mahdollistaa suuren kapasiteetin, koska säätöjä varten laitteistoa ei tarvitse pysäyttää. Laitteiston rakenne on lisäksi yksinkertainen ja toimintavarma.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin sovel-25 lutusesimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa ^ kuvio 1 esittää kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna cm osaa valmistuslinjasta, jossa näkyy yksi rumpu- co 30 formeri osittain leikattuna sekä sivulta katsot- o tuna ja cc kuvio 2 esittää yksinkertaistettuna kuvion 1 esittämää $2 kohtaa valmistuslinjasta poikkileikkauksena ja

CM

2 edestä katsottuna.

'T

O oc o 35

CM

Kuvioissa 1 on esitetty sivulta katsottuna yksi keksinnön mukaisen ajatuksen toteuttava laitteisto 1, jossa tässä tapa- 4 uksessa on jakeluyksikkönä rumpuformeri 2, jossa on kaksi rinnakkaista, muodostettavan rainan kulkusuuntaan nähden poikittaista sihtirumpua 3, jotka ovat olennaisesti liikkuvan muodostusviiran 7 muodostuspinnan päällä. Kummankin sihtirum-5 mun 3 sisäpuolella on sihtirummun akselin suuntainen pitkänomainen siipipyörä 4, joka hajottaa kuituvirrassa olevat paakut ja jakaa kuituvirran mahdollisimman tasaisesti rummun vaipassa oleville läpimenoaukoille. Kuituvirta syötetään sihtirumpuihin 3 kantoilmavirran mukana sihtirumpujen 3 vas-10 takkaisissa päissä olevien tuloaukkojen 5 ja 6 kautta, jolloin tuloaukko 5 on kuvion 1 mukaisessa ratkaisussa ensimmäisen sihtirummun etupäädyssä ja tuloaukko 6 on toisen sihtirummun takapäädyssä.

15 Sihtirumpujen 3 kohdalla, muodostusviiran 7 alapuolella on imulaatikko 8, jonka kautta kuituvirran kantoilma imetään muodostusviiran 7 muodostuspinnan läpi rainan kuitukerrosta muodostettaessa. Vastaavasti formeriosan päällä on muodostus-viiran 7 kulkusuuntaan nähden poikittainen kanavisto 9, jonka 20 avulla laitteistossa kierrätettävä ilma johdetaan uudelleen formeriin 2.

Kuviossa 2 keksinnön mukainen laitteisto on esitetty laitteiston edestä katsottuna eli muodostettavan rainan kul-25 kusuuntaa vastaan katsottuna. Selvyyden vuoksi laitteisto on esitetty kaaviollisesti ja yksinkertaistettuna. Keksinnön mukaiselle ratkaisulle on olennaista kantoilman kiertoon ^ järjestetty formerin 2 yläpuolinen kanavisto 9 ja imulaati- cn kossa 8 oleva kanavisto. Formerin 2 yläpuolinen kanavisto 9 i co 30 on jaettu väliseinien 16 avulla virtauskanaviksi 17, joita on o sopivasti kaksi tai useampia, edullisesti esimerkiksi neljä, cc

Virtauskanavat 17 alkavat poikkipinta-alaltaan yhtä suurina $2 kiertoilmakanavassa 15 olevasta säätöelimestä 18 ja kaareutu en o vat muodostusviiran 7 poikittaissuunnassa samalla laajentuen o 35 formerin 2 yläosaan sihtirumpujen 3 päälle siten, että forme rin yläosaan yhtyessään kunkin virtauskanavan 17 poikkipinta-ala on yhtä suuri ja kukin virtauskanava 17 on muodostusvii- 5 ran 7 poikittaissuunnassa keskenään yhtä leveä ja niiden leveys yhdessä kattaa olennaisesti koko muodostusviiran poikittaissuuntaisen leveyden.

5 Vastaavasti imulaatikko 8 on jaettu väliseinillä 10 kanaviin 11, joiden kanavien lukumäärä on olennaisesti sama kuin kana-viston 9 kanavien 17 lukumäärä. Kanavien 11 poikkipinta-ala ja muodostusviiran poikittaissuuntainen leveys imulaatikon yläpinnassa vastaa kanavien 17 vastaavia mittoja formerin 2 10 rumpuosan yläreunassa. Kanavat 11 on taitettu ohjaamaan kiertävä kantoilma imulaatikon 8 sivulle ja kanavat kapenevat joustavasti siten, että kanavien 11 poikkileikkaus on imulaatikon 8 sivupinnassa olevissa kanavien ulostuloaukoissa keskenään olennaisesti sama. Lisäksi ulostuloaukoissa on säätö-15 elintä 18 vastaava säätöelin 20 säätölevyineen 21, joita sää-tölevyjä 21 kääntämällä kanavien 11 suuaukkojen vapaa poikkileikkauspinta-ala on kukin erikseen ja toisistaan riippumatta säädettävissä joko ajon aikana tai ajon ollessa pysäytetty.

20 Imulaatikon 8 sivupintaan on kiinnitetty kierrätettävän kan- toilman poistokanava 12, jonka suuaukko peittää kaikkien kanavien 11 ulostuloaukot. Poistokanava 12 on johdettu puhal- timeen 13, jonka poistopuolella on edelleen kiertoilmakanava 15 ja siitä erkaneva poistoilmakanava 14. Puhaltimesta 13 25 tuleva kiertoilmakanava 15 kaartuu formerin 2 sivulta kohti formerin päällä olevaa kanavistoa 9 ja yhtyy kanavistoon 9 olennaisesti säätöelimen 18 kohdalla peittäen kokonaan kana- ^ vien 17 alkupäät, eli suuaukot. Poistoilmakanava 14 tarvitaan cm mm. siksi, että kuituvirtauskiertoon tulee lisää ilmaa tulo- o ' co 30 aukkojen 5 ja 6 kautta sihtirumpujen 3 päädyistä, o

X

en Säätöelimessä 18 on esimerkiksi säätölevyt 19 kunkin kanavan $2 17 alkupäässä, joita säätölevyjä kääntämällä kanavien 17

CM

o suuaukkojen vapaa poikkileikkauspinta-ala on kukin erikseen o 35 ja toisistaan riippumatta säädettävissä. Suuaukon säädöllä on mahdollista säätää ajon aikana, eli rainan muodostuksen aikana kiertoilman ja siinä kulkevien kuitujen formerille menevää 6 virtausta, jolloin säädön avulla saadaan mahdollisimman tasainen kuitukerroksen paksuus muodostusviiran 7 muodostuspin-nalle.

5 Kuitukerroksen kuivamuodostus tapahtuu keksinnön mukaisella menetelmällä esimerkiksi seuraavasti: lähtökohdaksi otetaan kuituvirran syöttö tuloaukkojen 5 ja 6 kautta, jolloin kuitu-virta syötetään kantoilman mukana formerin 2 sihtirumpuihin 3. Sihtirummuista 3 kuituvirta johdetaan sihtirumpujen läpi-10 menoaukkojen kautta liikkuvan muodostusviiran 7 muodostuspin-nalle imulaatikon 8 yläosaan. Imulaatikkoon 8 muodostetaan puhaltimella 13 muodostusviiran 7 läpi menevää kantoilmaa imulaatikon läpi kanavien 11 ja säätöelimen 20 kautta imevä, eli vetävä ilmakierto, joka ilmakierto johdetaan puhaltimen 15 13 kautta edelleen pääosin kiertoilmakanavaan 15 ja tarvitta vin osin poistoilmakanavaan 14. Kiertoilmakanavasta 15 kuituja sisältävä kierrätettävä kantoilma johdetaan säätöelimen 18 läpi formerin 2 yläosaan liitetyn kanaviston 9 kanaviin 17 siten, että ennen kanaviin 17 johtamista kiertoilman virtaus 20 säädetään tarvittaessa säätölaitteella 18 kanavakohtaisesti halutuksi. Kanavakohtainen säätö tehdään sopivimmin laitteiston käydessä, jolloin nähdään heti säädön vaikutus kuituker-rokseen ja tarvittaessa säätöä voidaan korjata. Säätö tehdään kanavien 17 suuaukoissa tai niiden lähistössä kanavien 17 25 suuaukkojen virtauspoikkipintaa kuristamalla ja laajentamalla säätölevyjen 19 avulla. Säätö voidaan tehdä myös laitteiston seisoessa. Tällöin voidaan esimerkiksi huollon tai muun käyt-^ tökatkoksen jälkeen tehdä ensin alustava säätö ennen lait- g teiston käynnistystä ja sitten ajon aikana tehdään lopullinen co 30 ja tarkempi säätö, o

X

x ....

Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu edelsi? lä esitettyyn sovellutusesimerkkiin, vaan voi vaihdella jäl-

CM

o jempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä o 35 formeri voi olla muunkin tyyppinen kuin esitetty kaksirum- c\i puinen rumpuformeri. Oleellista on kantoilman kierrätys ja kierrätysvirtauksen ajonaikainen säätö.

7

Alan ammattimiehelle on myös selvää, että laitteiston rakenne voi muutenkin erota edellä esitetystä. Kanavistojen sijainnit ja kanavien lukumäärät voivat vaihdella. Esimerkiksi 5 kahdella, kolmella, tai useammalla kanavalla toteutettu ratkaisu voi antaa aivan yhtä hyvän lopputuloksen kuin esitetty neljällä kanavalla toteutettu sovellutusmuoto. Kanavien lukumäärä voi siis aivan hyvin olla suurempikin kuin neljä. Sopiva lukumäärä riippuu mm. muodostettavan rainan le-10 veydestä. Samoin on selvää, että kanavien lukumäärän kana-vistossa 9 ja imulaatikossa 8 ei välttämättä tarvitse olla sama. Tällöin esimerkiksi imulaatikossa 8 voi olla myös vain kaksi tai kolme kanavaa, kun kanavistossa 9 on esimerkiksi neljä kanavaa. Imulaatikko voi olla myös kokonaan ilman 15 mainittuja kanavia.

Lisäksi alan ammattimiehelle on selvää, että kierrätys voi olla ohjattu muutakin reittiä kuin suoraan imulaatikosta saman formerin yläosaan. Tällöin kierrätys voi olla ohjattu 20 laitteistossa olevan toisen formerin yläosaan tai ennen formeria esimerkiksi kuituerottimelle tai johonkin muuhun haluttuun laitteistoon.

δ

CVJ

CM

O

CO

o

X

cc

CL

00

CM

O

O

O

CM

Claims (7)

1. Menetelmä kuitukerroksen kuivamuodostuksessa, jossa menetelmässä kuitupitoista ilmaa johdetaan formerin (2) tai vas- 5 taavan jakeluyksikön kautta liikkuvan muodostusviiran (7) läpi ja edelleen muodostusviiran alapuolella olevan imulaatikon (8) tai vastaavan läpi imulaatikossa olevien, virtausmääräl-tään säädettävien kanavien (11) kautta, ja joka ilma johdetaan kiertämään takaisin saman tai jonkin toisen formerin 10 yläosaan virtausmäärältään säädettävien kanavien (17) kautta, tunnettu siitä, että kanavakohtainen kierrätysilmavirtauksen säätö tehdään ajonaikaisesti kuristamalla tai suurentamalla muodostusviiran (7) yläpuolisten kanavien (17) suuaukkojen poikkipinta-alaa. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kanavakohtainen kierrätysilmavirtauksen säätö tehdään muodostusviiran (7) kummallakin puolella ajonaikaisesti kuristamalla tai suurentamalla muodostusviiran (7) yläpuolisten 20 kanavien (17) ja imulaatikon (8) kanavien suuaukkojen poikkipinta-alaa .

3. Laitteisto (1) kuitukerroksen kuivamuodostuksessa, johon laitteistoon (1) kuuluu ainakin yksi formeri (2) tai vastaava 25 jakeluyksikkö, formerin alapuolella liikkuva muodostusviira (7) ja muodostusviiran muodostuspinnan alapuolella oleva ai- T- nakin yksi säädettävillä kanavilla (11) varustettu imulaatik- ^ ko (8) sekä imulaatikolta saman tai jonkin muun formerin tai cm vastaavan jakeluyksikön yläpuolelle johtava kierrätysilmaka- co 30 navisto, jossa kierrätysilmakanavistossa on formerin tai vas- o taavan jakeluyksikön yläpuolelle johtava säätöelimin (18) väet rustettu kanavisto (9), joka on jaettu olennaisesti erilli-$2 siin kanaviin (17), tunnettu siitä, että imulaatikon (8) ka- CM navien (11) lukumäärä on olennaisesti sama kuin kanaviston o o 35 (9) kanavien (17) lukumäärä. C\l

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että imulaatikon (8) kanavien (11) poikkipinta-ala imulaati-kon (8) yläpinnassa on sovitettu vastaamaan kanavien (17) vastaavia mittoja formerin (2) rumpuosan yläreunassa. 5

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kanaviston (9) kanavien (17) säätöelin (18) on sovitettu säädettäväksi laitteiston ajon aikana.

6. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen laitteisto, tun nettu siitä, että imulaatikon (8) kanavat (11) on sovitettu johtamaan supistuen imulaatikon sivussa olevan, puhaltimelle (13) johtavan poistokanavan (12) sisään.

7. Jonkin edellä olevan vaatimuksen 3-6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kanavien (17) poikkipinta-alat formerin yläosan ja kanavien (17) yhtymäkohdassa ovat keskenään olennaisesti yhtä suuret, ja että kanavien (17) leveys yhdessä kattaa olennaisesti koko muodostusviiran (7) poikittaissuun- 20 täisen leveyden formerin yläosan yhtymäkohdassa. δ CVJ CM O CO o X cc CL 00 CM O O O CM