FI122337B - Menetelmä ja sovitelma päänviennissä rainanmuodostuskoneen kuivatusosalla - Google Patents

Description

MENETELMÄ. JA SOVITELMA PÄÄNVIENNISSÄ RAINANMUODOSTUSKONEEN KUIVATUSOSALLA

Keksinnön kohteena on menetelmä päänviennissä rainanmuodostusko-5 neen kuivatusosalla, johon kuuluu perättäisiä kuivatusryhmiä, joissa kussakin on kuivatussylintereitä ja kääntöimuteloja sekä ainakin yksi niiden kautta yksiviiravientinä kulkemaan sovitettu kuivatusviira, jossa menetelmässä kuivatusryhmässä käytetään kuivatussylinterin yhteydessä kaavinlaitteistoa ja siihen 10 sovitettua, kuivatussylinterin ja kuivatusviiran muodostamaan avautuvaan kitaan suunnattua puhallusta päänvientinauhan ohjaamiseksi päänviennin aikana, ja kuivatusosalla eri puhalluksia käynnistetään ja sammutetaan eriaikaisesti paineilman riittämi-sen varmistamiseksi. Keksinnön kohteena on myös vastaava sovi-15 telma.

Eurooppapatentissa numero 0479748 esitetään rainanmuodostusko-neen kuivatusosa, jonka läpi päänvientinauha kuljetetaan ilman köysiratoja. Käytännössä päänvientinauha etenee kuivatusviiran 20 tukemana. Päänvientinauhalla on kuitenkin taipumus seurata kuivatussylinterkääntöimutelaa. Niinpä päänvientinauhan irrottamiseksi kuivatussylinteriltä käytetään kaavinlaitteistoa, jossa on lisäksi puhallukset päänvientinauhan ohjaamiseksi päänviennin aikana.

25

Puhalluksia käytetään yleensä vain päänviennin aikana ja perät- täisten kuivatusryhmien puhalluksia voidaan ohjata toisistaan o ^ riippumatta. Puhalluksia säädetään magneettiventtiileillä, joita ö γ käytetään esimerkiksi ohjauslogiikalla. Ohjauslogiikkaan on ^ 30 määritelty päänvientisekvenssi, jonka ajoitukset ovat laskennalle lisiä ja niihin on lisätty varmuuskertoimet. Tällöin ilmankulu-

CL

0 tus koko päänviennin ajalla muodostuu jo rajoittavan suureksi, m

Toisin sanoen päänviennin epäonnistuessa voi uutta yrittää in g vasta, kun ilmatankit ovat riittävästi täyttyneet. Ongelma

CM

35 pahenee mitä pitempi kuivatusosa on. Lisäksi muutokset rainan- muodostuskoneen ajonopeudessa tai tuotannossa aiheuttavat yhä 2 pidemmät päänvientisekvenssit. Muutokset vaativat myös päänvien-tisekvenssin uudelleenmäärittämistä.

US-patentissa 5987777 esitetään kuivatusosa, jossa on vähintään 5 yksi useita kuivatussylintereitä sisältävä kuivatusryhmä. Kuivatusosalle kuuluu myös ainakin yksi suutinlaite päänvien-tinauhan kuljettamiseksi. Suutinlaitteeseen kuuluu ainakin kahdet suuttimet, jotka on laitettu samalle puolen rainaa.

10 EP-hakemuksessa 1057932 esitetään kuivatussylintereitä, joiden kautta kuivatusviira on ohjattu märän rainan puristamiseksi kuivatussylintereitä vasten. Kunkin kuivatussylinterin yhteydessä on kaavinjärjestely varustettuna puhallusputkella päänvien-tinauhan viemiseksi kuivatussylinteriltä seuraavalle. Kaavinjär-15 jestelyssä on anturi sen havaitsemiseksi onko märkä rainan havainnointialueella. Ilmaventtiilit tai solenoidit ilmalähteen ja puhallusputkien välissä on lisäksi kytketty kontrolleriin. Anturin havainnoinnin perusteella ohjataan solenoideja.

20 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada rainanmuodostuskoneen kuivatusosan päänvientiin uudenlainen menetelmä, jolla puhallusten ohjaaminen on entistä helpompaa ja tarkempaa. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada rainanmuodostuskoneen kuivatusosan päänvientiin uudenlainen sovitelma, jolla ilmanku-25 lutus saadaan pidettyä mahdollisimman pienenä vaarantamatta ^ kuitenkaan päänviennin onnistumista. Tämän keksinnön mukaisen ^ menetelmän tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta patentti en V vaatimuksesta 1. Vastaavasti keksinnön mukaisen sovitelman i^.

tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta x £ 30 5 . Keksinnössä kuivatusryhmien puhalluksia ohjataan päänvien- o tinauhan todellisen sijainnin mukaan, jolloin ennaltamääritetyt S päänvientisekvenssit ovat tarpeettomia. Toisin sanoen puhalluk- o set ovat päällä vain silloin kun niitä tarvitaan. Puhallusten

(M

käynnistämisen lisäksi puhallukset myös sammutetaan päänvien-35 tinauhan todellisen sijainnin mukaan. Tällöin varmuuskertoimet ovat tarpeettomia tai ainakin ne ovat tavanomaista huomattavasti 3 pienemmät. Näin ollen ilmankulutus koko päänviennissä jää pieneksi ilman kulutuksen kumuloitumista. Keksinnön mukainen sovitelma on yksinkertainen ja se voidaan helposti sovittaa erilaisten kuivatusryhmien yhteyteen. Päänvientinauhan sijainnin 5 määrittämiseen voidaan käyttää erilaisia komponentteja. Yksinkertaisista komponentista huolimatta sovitelmalla aikaansaadaan tarkka puhallusten ohjaus. Samalla ohjauslogiikka on usein tarpeeton, mikä pienentää sovitelman hankinta- ja käyttökustannuksia. Sovitelma on lisäksi tunnoton esimerkiksi tuotantonopeu-10 den muutoksille, jolloin muutosten sattuessa aikaisemmat pään-vientisekvenssien uudelleenmääritykset ovat tarpeettomia.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin erästä keksinnön sovellusta kuvaaviin piirroksiin, 15 joissa

Kuva 1 esittää rainanmuodostuskoneen sivulta katsottuna,

Kuva 2a esittää kaksi perättäistä kuivatusryhmää varustettuna keksinnön mukaisella sovitelmalla, 20 Kuva 2b esittää yksityiskohdan kuvasta 2a konesuuntaa vastaan katsottuna,

Kuva 3a esittää tunnetun tekniikan puhallusten ajoitukset ja päälläoloaj at,

Kuva 3b esittää keksinnön mukaan ohjattujen puhallusten ajoi-25 tukset ja päälläoloajat.

δ , Kuvassa 1 esitetään yksi sinällään tavanomainen rainanmuodostus- o V kone sivulta katsottuna. Keksinnön mukaista menetelmää ja i^.

sovitelmaa voidaan hyödyntää paperikoneiden lisäksi myös karton-x £ 30 kikoneissa ja vastaavissa. Esimerkiksi paperikoneeseen kuuluu o paperin valmistamiseksi kaksi tai useampia peräkkäisiä osako- lt> konaisuuksia. Kuvan 1 paperikoneessa sinällään tunnettuina

LO

o peräkkäisinä osakokonaisuuksina on viiraosa 10, puristinosa 11,

CM

kuivatusosa 12 ja jälkikäsittelyosa 13. Keksinnön mukainen 35 sovitelma on erityisesti tarkoitettu käytettäväksi päänviennissä rainanmuodostuskoneen kuivatusosalla 12. Yleisesti kuivatusosaan 4 12 kuuluu perättäisiä kuivatusryhmiä 14, joita kuvan 1 paperikoneessa on peräti yhdeksän kappaletta. Kuvassa 2a esitetään kaksi perättäistä kuivatusryhmää 14, joissa kussakin on kuivatussylin-tereitä 15 ja kääntöimuteloja 16 sekä ainakin yksi niiden kautta 5 kulkemaan sovitettu kuivatusviira 17. Kuivatussylintereiden ja kääntöimutelojen koko, määrä ja keskinäinen asettelu voivat vaihdella eri kuivatusryhmäsovelluksissa. Itse sovitelmaan kuuluu kuivatusryhmässä 14 kuivatussylinterin 15 yhteyteen järjestetty kaavinlaitteisto 18 ja siihen sovitetut puhallusvä-10 lineet 19 päänvientinauhan 20 ohjaamiseksi päänviennin aikana.

Kuvassa 2a esitetään puhallusvälineiden ilmanjakokanat 21, jotka päättyvät kaavinlaitteistoon 18 asetettuihin ilmanjakovälinei-siin (ei esitetty). Kussakin kuivatusryhmässä ilmanjakokanavat 15 yhdistetään toisiinsa ja liitetään magneettiventtiilin 22 välityksellä runkopaineilmaputkeen 23. Tällöin magneettiventtii-lejä käyttämällä ohjataan puhalluksia ryhmäkohtaisesti.

Keksinnön mukaan sovitelmaan kuuluu välineet 24 päänvientinauhan 20 20 havaitsemiseksi kuivatusryhmässä 14 ja välineet 24 on sovitettu ohjaamaan puhallusvälineitä 19 siten, että puhallus käynnistyy, kun päänvientinauha 20 on havaittu sitä edeltävällä kuivatusryhmällä 14. Toisin sanoen puhallus käynnistetään kuivatusryhmässä 14, kun päänvientinauha 20 havaitaan sitä 25 edeltävällä kuivatusryhmällä 14. Esimerkiksi kuivatusryhmän R4 ^ puhallus käynnistetään, kun päänvientinauha havaitaan kuivatus- c\i , ryhmällä R3. Tarkemmin sanoen sovelluksessa puhallus käynniste- o "7" tään, kun päänvientinauha 20 havaitaan välittömästi kuivatusryh- h-· mää 14 edeltävällä tai sitä edeltävällä kuivatusryhmällä 14. x £ 30 Tätä aikaisemmin havaitseminen kasvattaa vain ilmankulutusta o ilman mainittavaa etua. Toisesta edeltävästä kuivatusryhmästä to tai kaksi kuivatusryhmää ennen havaitseminen on edullista, kun

LO

o kuivatusryhmät ovat lyhyitä ja/tai tuotantonopeus on suuri.

Käytännössä useimmissa tapauksissa riittää hyvin, kun päänvien- 35 tinauha havaitaan kuivatusryhmää edeltävältä kuivatusryhmältä.

5 Käytettäessä puhallusten ohjaukseen päänvientinauhan todellista ja reaaliaikaista sijaintia aikaansaadaan tarkka ohjaus yksinkertaisella tavalla. Lisäksi sovitelma toimii erilaisista muutoksista huolimatta samalla varmuudella ja ennen kaikkea 5 ilmankulutus on oleellisesti entistä pienempi. Ilmankulutusta pienentää myös keksinnön mukaisen menetelmän käyttäminen myös puhallusten sammuttamiseen. Tarkemmin sanottuna kuivatusryhmässä puhallus sammutetaan, kun päänvientinauha havaitaan sitä seuraa-valla kuivatusryhmällä. Tällöin laskennalliset ohjausarvot ja 10 varmuuskertoimet ovat tarpeettomia. Toisaalta päänvientinauhan ollessa seuraavalla kuivatusryhmällä voidaan varmuudella tietää päänviennin onnistuneen. Kuvassa 2a ensimmäisen kuivatusryhmän välineiltä saatava ohjaustieto välitetään seuraavan kuivatusryhmän magneettiventtiilille ja päinvastoin. Tässä sähköistä 15 ohjaustietoverkkoa esitetään pistekatkoviivalla. Suoran ohjauksen lisäksi voidaan käyttää myös ohjauslogiikkaa 25, jolloin ohjausta voidaan monipuolisesti säätää ja asettaa siihen esimerkiksi tiettyjä raja-arvoja ja tiedontallennusta. Välineet ja magneettiventtiilit voidaan myös liittää koneenohjausjärjestel-20 mään.

Kuvassa 2a esitetään tarkemmin kaksi perättäistä kuivatusryhmää sekä niiden yhteyteen sovitettu osa sovitelmaa. Keksinnön mukaan päänvientinauha 20 havaitaan kuvassa 2a kuivatusryhmän 14 25 ensimmäisen kuivatussylinterin 15 kohdalta. Tällöin päänviennin ^ onnistuminen voidaan varmistaa ja puhallusten ohjaamiselle jää ^ riittävästi aikaa. Lisäksi välineet 24 on järjestetty jokaiseen o V kuivatusryhmään 14 (kuva 2a). Käytännössä ensimmäisen kuivatus- r^.

ryhmän puhallukset käynnistetään, kun päänvienti aloitetaan x £ 30 puristinosan ja kuivatusosa välissä. Toisen kuivatusryhmän o puhallukset käynnistetään, kun päänvientinauha havaitaan ensim- jn mäisellä kuivatusryhmällä ja puhallusten ohjausta jatketaan o samalla periaatteella koko kuivatusosan läpi.

(M

35 Kuvassa 1 perättäiset kuivatusryhmät on numeroitu myös yksilöllisesti R1-R9 yleisen viitenumeron 14 lisäksi. Samat viitenume- 6 rot toistuvat myös kuvissa 3a ja 3b. Kuvassa 3a esitetään tunnetulla päänvientisekvenssillä ohjattujen puhallusten päällä-oloaika. Erityisesti varmuuskertoimet ja päänvientinauhan viipyilevä käyttäytyminen aikaansaavat puhallusaikojen jatkuvan 5 pitenemisen, mikä johtaa suunnattoman suureen kokonaisilmamää-rään kuivatusosan päänviennissä. Kuvaajassa vaakasuorat aikajanat esittävät kunkin kuivatusryhmän puhallusten päälläoloai-kaa. Kuvassa 3b esitetään saman kuivatusosan puhallusten päällä-oloaikaa keksinnön mukaisella menetelmällä ohjattuna. Toisin 10 sanoen puhallukset käynnistetään ja sammutetaan päänvientinauhan todellisen sijainnin mukaan. Tällöin puhallukset ovat oikea-aikaisia ja päällä vain tarvittavan ajan. Lisäksi ohjaus on tunnoton kuivatusosan pituudelle tai kuivatusryhmien määrälle tai tuotanto-olosuhteiden muutoksille. Lisäksi kokonaisilmamäärä 15 on alle puolet tunnetusta. Tällöin paineilman loppuminen on epätodennäköistä, jolloin päänvientiä voidaan epäonnistumisen jälkeen yrittää heti uudelleen. Lisäksi päällekkäisiä puhalluksia on huomattavan vähän verrattuna tunnettuun tekniikkaan, jolloin uusilla kuivatusosilla suunnitteluarvot kokonaisilmamää-20 rän suhteen voidaan valita entistä pienemmiksi.

Kuvasta 2a ilmenee myös välineiden yksi sijoitusvaihtoehto.

Keksinnön mukaan välineet 24 on järjestetty kuivatusviiran 17 yhteyteen sen vastakkaiselle puolelle päänvientinauhaan 20 25 verrattuna. Toisin sanoen päänvientinauha havaitaan kuivatusvii- g ran läpi, jolloin päänvientinauhan eteneminen säilyy häiriöttö- c\] .... , ^ mänä. Edullisesti välineet 24 on järjestetty kiinni kuivatusryh- V män ensimmäisen kääntöimutelan 16 yhteyteen sovitettuun ajetta- l'" vuuslaitteeseen 26. Tällöin välineet on helppo tukea jo olemassa x £ 30 olevaan rakenteeseen. Lisäksi ajettavuuslaitteet ovat yleensä o hyvin lähellä kuivatusviiraa, jolloin saavutetaan helposti ιλ tarkka välineiden asemointi. Tavallisesti kyseinen ajettavuus- o laite on puhalluslaatikko, jonka toiminta sinällään on tunnet-

CVI

tua.

35 7 Välineet voidaan muodostaa hyvinkin erilaisista komponenteista. Edullisesti välineet kuitenkin muodostuvat paineanturielimistä, joiden rakenne kestää hyvin kuivatusosan vaativia olosuhteita (kuva 2b) . Lisäksi paineanturielimillä saadaan helposti riittävä 5 tarkkuus kuivatusviirankin läpi. Keksinnön mukaan kuivatusryh-mässä 14 paineanturielimet 27 muodostuvat kahdesta paineanturista, joista yksi paineanturi 28 on sovitettu päänvientinauhan 20 kohdalle ja toinen paineanturi 29 sivuun päänvientinauhasta 20 vertailupaineen määrittämiseksi. Toisin sanoen painetason 10 yllättäen muuttuessa voidaan todeta päänvientinauhan olevan kyseisellä kuivatusryhmällä. Käytännössä kyse on yhdestä anturista, jossa on sisäänrakennettu vertailuanturi, joka käyttää ympäristön ilmanpainetta vertailupaineena. Toisaalta voidaan käyttää kahta toisiinsa kytkettyä paineanturia, joista toinen on 15 sivussa päänvientinauhan kulkulinjalta toimien vertailuanturina. Tällöin vältetään mahdolliset esimerkiksi kuivatusviiran tukkeutumisesta johtuvat ongelmat paine-eron määrittämissä.

Paine-eroa käytetään siis seuraavan kuivatusryhmän puhallusten 20 ohjaukseen. Puhallukset käynnistetään juuri oikea-aikaisesti riippumatta rainanmuodostuskoneen ajonopeudesta. Vastaavasti seuraavan kuivatusryhmän paineanturielinten saadessa päänvientinauhan saapuessa aikanaan tarvittavan paine-eron, sammutetaan paine-eron perusteen edellisen kuivutusryhmän puhallukset. 25 Kyseisellä yksinkertaisella ja tarkalla ohjauksella voidaan minimoida usean päällekkäisen puhalluksen yhtäaikainen päällä-o olo. Lisäksi päänvientiin käytetty ilmankulutus saadaan minimoi-o V tua. Samalla varmistetaan puhallusten oikea-aikainen toiminta h- >“ riippumatta rainanmuodostuskoneen tuotantonopeudesta tai kuiva- £ 30 tusosan pituudesta, o

LO

Päänvientinauha voidaan havaita myös edellä kuvatusta poikin § keavalla tavalla. Kuvassa 2a kaavinlaitteiston 18 yhteyteen on

CM

sovitettu välineiksi 24 anturi, joka voi olla optinen anturi tai 35 joku etäisyysanturi, kuten esimerkiksi ultraäänianturi. Toisin sanoen anturilla havaitaan päänvientinauhan läsnäolo kuivatus- 8 viiran pinnalla. Kaavinlaitteiston sijasta tällainen koskettama-ton anturi voidaan jopa asentaa kuivatusryhmän sivulle rainan-muodostuskoneen runkorakenteeseen. Tällöin anturi on helposti asennettavissa ja huollettavissa vaikka ajon aikanakin.

δ

(M

o h-·

X

IX

CL

O

m sj- m m o o

(M

Claims (10)

1. Menetelmä päänviennissä rainanmuodostuskoneen kuiva-tusosalla, johon kuuluu perättäisiä kuivatusryhmiä (14), joissa 5 kussakin on kuivatussylintereitä (15) ja kääntöimuteloja (16) sekä ainakin yksi niiden kautta yksiviiravientinä kulkemaan sovitettu kuivatusviira (17), jossa menetelmässä kuivatusryhmäs-sä (14) käytetään kuivatussylinterin (15) yhteydessä kaavinlait-teistoa (18) ja siihen sovitettua, kuivatussylinterin (15) ja 10 kuivatusviiran (17) muodostamaan avautuvaan kitaan suunnattua puhallusta päänvientinauhan (20) ohjaamiseksi päänviennin aikana, ja kuivatusosalla eri puhalluksia käynnistetään ja sammutetaan eriaikaisesti paineilman riittämisen varmistamiseksi, tunnettu siitä, että kuivatusryhmien (14) puhalluksia 15 säädetään ryhmäkohtaisesti toisistaan riippuen siten, että kuivatusryhmässä (14) puhallus käynnistetään, kun päänvien-tinauha (20) havaitaan sitä edeltävällä kuivatusryhmällä (14).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että puhallus käynnistetään, kun päänvientinauha (20) havaitaan välittömästi kuivatusryhmää (14) edeltävällä tai sitä edeltävällä kuivatusryhmällä (14).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 25 siitä, että kuivatusryhmässä (14) puhallus sammutetaan, kun päänvientinauha (20) havaitaan sitä seuraavalla kuivatusryhmäl- 0 lä · (M Ö

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, Is" 30 tunnettu siitä, että päänvientinauha (20) havaitaan kuivatusryh- £ män (14) ensimmäisen kuivatussylinterin (15) kohdalta. o m

5. Sovitelma päänviennissä rainanmuodostuskoneen kuiva- m § tusosalla, johon kuuluu perättäisiä kuivatusryhmiä (14), joissa (M 35 kussakin on kuivatussylintereitä (15) ja kääntöimuteloja (16) sekä ainakin yksi niiden kautta yksiviiravientinä kulkemaan sovitettu kuivatusviira (17), johon sovitelmaan kuuluu kuivatus- ryhmässä (14) kuivatussylinterin (15) yhteyteen järjestetty kaavinlaitteisto (18) ja siihen sovitetut puhallusvälineet (19) kuivatussylinterin (15) ja kuivatusviiran (17) muodostamaan avautuvaan kitaan suunnatun puhalluksen muodostamiseksi ja siten 5 päänvientinauhan (20) ohjaamiseksi päänviennin aikana, ja kuivatusosalla eri puhallukset on sovitettu käynnistymään ja sammumaan eriaikaisesti paineilman riittämisen varmistamiseksi, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu välineet (24) päänvientinauhan (20) havaitsemiseksi kuivatusryhmässä (14) ja välineet 10 (24) on sovitettu ohjaamaan puhallusvälineitä (19) ryhmäkohtai-sesti eri kuivatusryhmistä (14) riippuen siten, että puhallus kuivatusryhmässä (14) käynnistyy, kun päänvientinauha (20) on havaittu sitä edeltävällä kuivatusryhmällä (14) .

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että välineet (24) on järjestetty jokaiseen kuivatusryhmään (14) .

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen sovitelma, tunnettu 20 siitä, että välineet (24) on järjestetty kuivatusviiran (17) yhteyteen sen vastakkaiselle puolelle päänvientinauhaan (20) verrattuna.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen sovitelma, 25 tunnettu siitä, että välineet (24) on järjestetty kiinni kuiva- tusryhmän ensimmäisen kääntöimutelan (16) yhteyteen sovitettuun ^ ajettavuuslaitteeseen (26). (M O

9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen sovitelma, h-· 30 tunnettu siitä, että välineet (24) muodostuvat paineanturieli-£ mistä {21) . o LO

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, LO § että kuivatusryhmässä (14) paineanturielimet (27) muodostuvat CM 35 kahdesta paineanturista, joista yksi paineanturi (28) on sovitettu päänvientinauhan (20) kohdalle ja toinen paineanturi (29) sivuun päänvientinauhasta (20) vertailupaineen määrittämiseksi.