FI123681B - Sovitelma kuiturainakoneen kuivatusosalla ja menetelmä ajettavuuden parantamiseksi kuiturainakoneen kuivatusosalla - Google Patents

Description

SOVITELMA KUITURAINAKONEEN KUIVATUSOSALLA JA MENETELMÄ AJETTAVUUDEN PARANTAMISEKSI KUITURAINAKONEEN KUIVATUSOSALLA

Keksinnön kohteena on sovitelma kuiturainakoneen kuivatusosalla, 5 johon kuiturainakoneeseen kuuluu ainakin yhden puristinnipin käsittävä puristinosa ja sitä seuraava kuivatusosa ja jossa kuivatusosalla rainaa on sovitettu vietäväksi useiden peräkkäisten kuivatussylintereiden kautta, joista ainakin yhden, kuiva-tusosan alkuun sovitetun kuivatussylinterin lämpötila on sovi-10 tettu valittavaksi rainan kuiva-aine - lämpötila -tarttumis-käyrän yläpuolikkaalta. Lisäksi keksintö koskee myös menetelmää ajettavuuden parantamiseksi kuiturainakoneen kuivatusosalla.

Tekniikan tasosta tunnettuja ovat kuiturainakoneet, joiden is kuivatusosa perustuu yksinomaan monisylinterikuivatusteknologi-aan. Tällainen kuivatusosa muodostuu yksinomaan peräkkäisistä kuivatusryhmistä. Niissä kussakin on sovitettu kahteen riviin vuorotellen järjestettyjä kuumia kuivatussylintereitä ja lämmittämättömiä kääntöteloja ja jossa rainaa viedään kuivatuskudok-20 seen tuettuna slalomvientinä riviltä toiselle.

Kuiturainakoneiden nopeuksien kohoaminen aiheuttaa vakavia ajettavuusongelmia esimerkiksi kuivatusosalla ja etenkin sen alkuosassa. Koneiden nopeudet ovat saavuttamassa jo 2000 m/min 25 rajan ja kehitystyö jatkuu yhä suurempien nopeuksien saavuttamiseksi. Kuivatusosan alussa märän rainan ja kuivatussylinterin ” väliin muodostuu suuria adheesiovoimia. Raina tarttuu mieluummin o ^ kiinni kuumaan kuivatussylinteriin kuin, että se jatkaisi h- o matkaansa halutulla tavalla kudokseen tukeutuneena. Lisäksi ? 30 avautuva kita, jonka muodostaa kuivatussylinteristä erkaneva ir kuivatuskudos, aiheuttaa kuivatussylinterin yhteyteen ali- Q_ ^ painekidan. Koneen nopeuden nostaminen vain tehostaa avautuvasta rt [35 kidasta aiheutuvaa alipainepiikkiä ja edesauttaa siten rainan r-- o tarttumista kuivatussylinteriin.

C\1 35

Edellä mainittua ongelmaa on pyritty ratkaisemaan kuivatuskudok-sen ja kääntötelan muodostaman taskun yhteyteen sovitetuilla 2 ajettavuuskomponenteilla, kuten esimerkiksi alipainelaatikko-laitteilla. Niissä käytetään suurta alipainetasoa rainan siirtämiseksi kuivatuskudokselle ja pitämiseksi varmasti sen yhteydessä. Kuitenkin alipainelaitteiden omat toimintarajat, kuten 5 esimerkiksi taloudellisesti järjestettävissä olevat ali-painetasot rajoittavat niiden käyttöä nopeuksien kasvaessa.

Edellä käsiteltyä ajettavuusongelmaa on pyritty ratkaisemaan sellaisella monisylinterikuivatusosalla, jossa kuivatusosan 10 alkupuolella eli heti puristinosan jälkeen käytetään oleellisesti muuhun kuivatusosaan nähden kuumempia kuivatussylintereitä. Tällaista esittää hakijan FI patenttihakemus numero 20041697 (vastaava PCT-hakemusjulkaisu WO 2006/070063 Ai). Kyseinen ratkaisu ei kuitenkaan vaikuta kuivatusosan pituuteen lyhentä-15 västi, vaan siitä muodostuu edelleenkin varsin pitkä ja siten myös kustannusintensiivinen kokonaisuus. Lisäksi kuivatusosan alkuun sovitetuilla "superkuumilla" kuivatussylintereillä suoritetusta alkukuivatuksesta ei saada irti halutunlaista kuivatusvaikutusta, koska kyseisiä kuivatussylintereitä seuraa 20 joka tapauksessa sinällään tunnetunlainen monisylinterikuivatin normaaleilla lämpötilatasoilla.

Lisäksi tekniikan tasona viitataan vielä julkaisuihin FI 20041697 A, DE 19958867 Ai, FI 20045148 A ja FI 103999 B.

25

CO

T- Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sovitelma kuitu- o ^ rainakoneen kuivatusosalle, jonka myötä koneen ajettavuus ? tekniikan tasoon nähden paranee ja jonka myötä myös kuivatus 0 tehostuu. Keksinnön mukaisen sovitelman tunnusomaiset piirteet £ 30 on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Lisäksi keksintö koskee myös menetelmää ajettavuuden parantamiseksi kuiturainakoneen S kuivatusosalla, jonka tunnusmerkilliset piirteet on esitetty § patenttivaatimuksessa 8.

CM

35 Keksinnön mukaisessa sovitelmassa välittömästi puristinosaa seuraavan ainakin yhden kuivatussylinterin jälkeen, jonka 3 kuivatussylinterin lämpötila on sovitettu valittavaksi rainan kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän yläpuolikkaalta, on sovitettu päällepuhalluskuivatusyksikkö. Konseptin myötä kuiva-tusosan ajettavuus paranee ja koko, kuten esimerkiksi kuiva-5 tusosan pituus konesuunnassa lyhenee. Näiden lisäksi kuiva-tusosan kuivatusteho paranee.

Erään sovellusmuodon mukaan ainakin yksi kuivatussylinteri, jonka lämpötila on sovitettu valittavaksi rainan kuiva-aine -10 lämpötila -tarttumiskäyrän yläpuolikkaalta, on välittömästi sylinterikuivatuksen alussa, jonka jälkeen seuraa päällepuhal-luskuivatusta. Ainakin yhtä kuivatussylinteriä seuraavan päälle-puhalluskuivatusyksikön jälkeen voi lisäksi olla yksi, kaksi tai kolme kuivatussylinteriä, joiden lämpötila on myös sovitettu 15 valittavaksi rainan kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän yläpuolikkaalta. Erään sovellusmuodon mukaan ennen ja/tai jälkeen päällepuhallusta voi olla jopa useampia peräkkäisiä kuivatussylintereitä, joiden lämpötila on sovitettu olemaan oleellisesti korkeampi kuin sovitelmaa seuraavien kuivatusosan 20 muiden kuivatussylintereiden. Tällaisia kuivatussylintereitä voi olla esimerkiksi kahdesta viiteen kappaletta. Päällepuhallusyk-sikkö, joka voi puhaltaa suoraan rainaan, voi olla esimerkiksi vertikaalinen tai isolla alipainetelalla toteutettu.

25 Ainakin yksi kuivatussylinteri ennen päällepuhalluskuivatusyk-co ^ sikköä, jonka kuivatussylinterin lämpötila on sovitettu valitta- c\j , vaksi rainan kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän yläpuolik in ? kaalta, mahdollistaa tehokkaan päällepuhalluksen jo yllättävän o aikaisessa vaiheessa kuivatusosaa. Kuivatussylinteri-päällepu-

X

£ 30 hallus -yhdistelmän myötä rainan tarttuminen kuivatussylinterei- ^ hin on minimaalista ja siten koneen ajettavuus paranee oleelli- o jn sesti. Keksinnön myötä myös itse päällepuhalluskuivatuksessa o voidaan käyttää korkeampia lämpötiloja jo aivan kuivatusosan alussa.

35 4

Keksinnön mukaisella konseptilla kuiturainakoneen ajettavuuteen liittyvien ongelmien ohella lisätään koneen kuivatuskapasiteet-tia, lyhennetään kuivatusosan konesuuntaista pituutta, kasvatetaan kuiturainakoneen tuotantoa, pienennetään koneen valmistus-5 ja käyttökustannuksia ja energiankulutusta. Keksinnön mukainen lähestymistapa soveltuu niin uusille koneille kuin myös koneu-usinnoille. Muut keksinnöllä saavutettavat lisäedut ilmenevät selitysosasta ja ominaiset piirteet oheisista patenttivaatimuksista .

10

Keksintöä, jota ei ole rajoitettu seuraavassa esitettäviin sovellusmuotoihin, selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin kuviin, joissa is Kuva 1 esittää erästä ensimmäistä sovellusmuotoa kuivatusosan alusta nähtynä,

Kuva 2 esittää kuvan 1 sovellusmuotoa kuivatusosan alussa, Kuva 3 esittää erästä toista sovellusmuotoa kuivatusosan alusta nähtynä, 20 Kuva 4 esittää erästä karkeaa esimerkkiä rainan kuiva-aine -lämpötila -tarttumiskäyrästä ja

Kuva 5 esittää kuvan 1 mukaisen sovitelman simulointituloksia .

25 Kuvissa 1-3 esitetään periaatepiirroksina eräitä esimerkkejä

CO

^ kuiturainakoneen kuivatusosien 10 alkupäistä sivulta päin ^ tarkasteltuna. Keksinnön mukainen sovitelma soveltuu niin uusiin ? koneisiin kuin myös vanhojen koneiden uusintoihin. Kuivatusosan o 10 läpi johdettavaa materiaalirainaa W kuivatetaan kuivatusosal-

X

£ 30 la 10 haihduttamalla siitä kosteutta pois. Kuivatusosaa 10 ennen on tyypillisesti puristinosa (kuvissa 2 ja 3 viitenumero 23), ^· in jossa rainasta W poistetaan kosteutta puristamalla sitä ainakin r».

o yhdessä puristinnipissä P.

c\j 35 Puristinosalta 23 raina W viedään kuivatusosalle 10 pick-up telan 50 ja alipainelaatikon 46 avustamana. Puristinosaa 23 5 seuraavalla kuivatusosalla 10 kuivattaminen jatkuu haihduttamalla rainasta W kosteutta rainaan W kohdistetulla lämpöenergialla. Kuivatusosaa 10 voi seurata esimerkiksi rullain tai jälkikäsit-telylaite (eivät esitetty). Eräs esimerkki tällaisesta jälkikä-5 sittelylaitteesta on päällystyslaite, kuten esimerkiksi sizer ja sitä seuraava jälkikuivatusosa. Toisiaan vastaavista toiminnallisista yksiköistä on kuvissa 1-3 käytetty samoja viitenumerolta .

ίο Kuten kuvista 1-3 nähdään, kuivatusosalla 10 raina W saatetaan kontaktiin useiden kuivatussylintereiden, 30.1 - 30.3, 31, 32.1 - 32.3, 33.1 - 33.3, 34 kanssa. Sylinterit 30.1 - 30.3, 31, 32.1 - 32.3, 33.1 - 33.3, 34 vuorottelevat kääntötelojen 15, 15', 36 kanssa. Kuivatusosan 10 alkupuoliskolla olevan ainakin yhden 15 kuivatussylinterin 30.1 - 30.3, 32.1 - 32.3, 33.1 - 33.3 lämpötila on sovitettu valittavaksi rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 38 yläpuolikkaalta 40. Kyseinen käyrästö on tunnettu hyvin alan ammattipiireissä ja esimerkkiä siitä eräälle paperilaadulle esitetään karkeana kaaviokuvana kuvassa 4. On 20 ymmärrettävä, että todellisuudessa kyseinen käyrä voi olla kulultaan hyvinkin epälineaarinen tai jopa kuvan 4 mukaisesta käyrästä huomattavasti poikkeavakin.

Kuvassa 4 esitetty kuvaaja 38 osoittaa, että missä paperirainan 25 W kuiva-ainepitoisuudessa (koordinaatiston vaaka-akseli) ja co ^ missä sylmterilämpötilassa (koordinaatiston pystyakseli) c\J .

^ paperirainalla W on taipumus tarttua kiinni kuivatussylinterun.

° Kuvaajan 38 vasemmalle puolelle jäävä pystykoordinaattiakselin o rajoittama alue 39 esittää kombinaatioita sellaisista kuivatus-x £ 30 sylinterin pintalämpötiloista ja rainan W kuiva-ainepitoisuuk- ^ sista, jotka aiheuttavat rainan W tarttumista kuivatussylinterin o ιλ pintaan. Kuvaajan 38 oikealle puolelle jäävät alueet 40 ja 44 o esittävät kombinaatioita sellaisista kuivatussylinterin pinta- c\j lämpötiloista ja rainan W kuiva-ainepitoisuuksista, jotka eivät 35 aiheuta rainan W tarttumista kuivatussylinteriin.

6

Aluetta 40 voidaan kutsua esimerkiksi rainan W kuiva-aine -lämpötila -tarttumiskäyrän 38 yläpuolikkaaksi ja vastaavasti aluetta 44 rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 38 alapuolikkaaksi. Vaikka pistemäinen rajalinja 38 esitetään tässä 5 yhteydessä terävänä ja tarkkarajaisena, hienoisesti käyristyvänä rajana, niin todellisuudessa raja 38 alueiden 39 ja 40, 44 välillä voi kuitenkin olla varsin epäeksakti ja sen muodossa saattaa olla tiettyjä epäsäännöllisyyksiä. Tällaisen kuvaajan 38 tai yleisemmin ilmaistuna kartan, alan ammattimies voi muodostaa 10 esimerkiksi kokeilemalla ja esimerkki siitä esitetään tekniikan tasoa kuvaavassa osiossa viitatussa viitejulkaisussa WO 2006/070063 Ai. On ymmärrettävä, että käyrän paikka ja myös muoto koordinaatistossa voi vaihdella niin vaaka- kuin pystysuunnassa eri massa- ja/tai paperilajien ja/tai -koneiden 15 välillä, mutta perusmuodoltaan käyrät ovat kuitenkin pääasiallisesti kuvan 4 mukaisia, joka vastaa erään kartonkikoneen mittaustuloksia .

Nuoli 41 kuvaa esimerkkiä keksinnön mukaisen kuivausstrategiapo- 20 lun muodostamisesta kartonkikoneen eräälle kuivatusosalle 10.

Raina W tuodaan kuivatusosalle 10 alkupisteestä 42, jolloin sen kuiva-ainepitoisuus on Dl (esimerkiksi 45% kyseiselle kartonki- laadulle) . Rainan W tarttumisen estämiseksi kuivatussylinteriin ainakin kuivatusosan 10 ensimmäisen kuivatussylinterin 30.1, 25 32.1 pintalämpötila pidetään lämpötilassa T4 (esimerkiksi 160 co ^ °C), joka on korkeampi kuin rajakäyrällä 38 oleva lämpötila T3 ^ (esimerkiksi 155 °C) . Jos ensimmäisen kuivatussylinterin 30.1, ? 32.1 lämpötila olisi hieman alempi kuin T3, olisi odotettavissa o rainan W tarttuminen ensimmäiseen kuivatussylinteriin 30.1, x

£ 30 32.1. Ensimmäisen kuivatussylinterin 30.1, 32.1 jälkeen raina W

on jo kuivanut hieman. Täten seuraavan kuivatussylinteriryhmän LO sylinterien pintalämpötila voi olla hieman matalampi kuin o ensimmäisen kuivatussylinterin pintalämpötila T4, jos niin

CM

halutaan.

35 7

Kun paperirainan W kuiva-ainepitoisuus kohoaa tarttumisalueen 38 huippukuiva-ainepitoisuuteen D2 (esimerkiksi 55 %), voidaan kuivatussylintereiden pintalämpötiloja pienentää, jos niin halutaan. Tällöin seuraavat kuivatussylinterit 31, 34, yleisem-5 min kuivatusosan 10 loppuosa 29, voivat olla perinteisiä höyrylämmitteisiä kuivatussylintereitä, joiden lämpötila noudattaa esimerkiksi kuvan 4 nuolen 43 periaatteellista kulkusuuntaa eli ovat rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 38 alapuo-likkaalla 44 (Tl, T2 voivat olla esimerkiksi 60 - 80 °C) .

10

Keksinnön kontekstissa kuivatusosan 10 alkupuolella tarkoitetaan erityisesti niitä kuivatussylintereitä 30.1 - 30.3, 32.1 - 32.3, 33.1 - 33.3, jotka sijaitsevat puristinosaan 23 nähden oleellisesti ennen kuivatusosan 10 puoliväliä. Vielä erityisemmin, 15 kuivatusosan 10 alkupuoliskoon kuuluu 1/4 kuivatusosan 10 alkupuoliskon kuivatussylintereistä kuivatusosan 10 alusta päin luettuna ja vieläkin erityisemmin aivan kuivatusosan 10 alkuun sijoittuvat 1-7 kuivatussylinteriä 30.1 - 30.3, 32.1 - 32.3, 33.1 - 33.3, jotka ovat välittömästi sylinterikuivatusosan 10 20 alussa.

Kuvissa 1 ja 2 esitetään eräs ensimmäinen sovellusmuoto keksinnön mukaisesta sovitelmasta. Kuivatusosan 10 alussa olevan ensimmäisen kuivatussylinterin 30.1 lämpötila voi olla esimer- 25 kiksi 140 - 180 °C, edullisesti 150 - 170 °C. Toisin sanoen, co ^ ensimmäisen kuivatussylinterin 30.1 lämpötilaksi voidaan valita ^ sellainen lämpötila, joka on kuvan 4 mukaisen käyrän 38 yläpuo li ? likkaalla 40. Tässä sovellusmuodossa välittömästi ensimmäisen o kuivatussylinterin 30.1 jälkeen kuivatusosalla 10 on suoraan

X

£ 30 rainaan W puhaltava päällepuhalluskuivatusyksikkö 12, joka on li vertikaalinen. Yksikköä 12 ennen on siis ainakin yksi kuivatus- m sylinteri 30.1, joka on välittömästi sylinterikuivatusosan 10 |i o alussa ja siten puristinosan 23 jälkeen ja joka on lämpötilal-

C\J

taan sovitettu oleellisesti kuumemmaksi verrattuna pääosaan 35 kuivatusosan 10 muista kuivatussylintereistä 31. Päällepuhallus-kuivatusyksikköä 12 välittömästi seuraavan yhden tai useamman 8 kuivatussylinterin 30.2, 30.3 ja edelleen myös sitä tai niitä seuraavien kuivatussylintereiden 31 lämpötilat aina kuivatusosan 10 loppuun saakka voivat olla ensimmäiseen sylinteriin 30.1 nähden matalampia eli ne siis voivat vastata kuivatusosan 10 5 normaalia kuivatusstrategiaa. Näiden päällepuhalluskuivatusyk-sikköä 12 seuraavien sylintereiden 30.2, 30.3, 31 lämpötila voi olla kuvassa 4 esitetyn käyrän 38 alapuolikkaalla 44 nuolella 43. Tällöin vastaavat höyrynpaineet voivat olla esimerkiksi 3 -4 bar.

10

Erään toisen sovellusmuodon mukaan kuivatusosan 10 alkuun on voitu järjestää ainakin kaksi kuivatussylinteriä 30.1, 30.2, joiden toimintalämpötila on sovitettu valittavaksi rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 38 yläpuolikkaalta 40 ja 15 näiden väliin vertikaalinen päällepuhalluskuivatusyksikkö 12. Kuvat 1 ja 2 voivat esittää myös tällaista sovellusmuotoa. Kuivatussylinterien 30.1, 30.2 pintalämpötila voi olla esimerkiksi 140 - 180 °C, edullisesti 150 - 170 °C. Tällöin höyryläm-pötilat voivat olla esimerkiksi 140°C - 250°C ja vastaava höy-20 rynpaine esimerkiksi 10 - 11 bar. Kuivatussylintereissä voidaan käyttää väliaineena esimerkiksi korkeapainehöyryä tai öljyä. Tällöin kuivatusteho on tavanomaiseen nähden suurempi. Märästä rainasta W johtuen suuri lämpötila aiheuttaa höyrykalvon rainan W ja sylinterin 30.1, 30.2 väliin, joka puolestaan pienentää

25 ajettavuuskomponenttien 49 alipainetarvetta ja estää rainaa W

” tarttumasta sylinteriin 30.1, 30.2, jolloin sylinterin 30.1, o ^ 30.2 puhdistaminenkin on helpompaa.

h- o o

Kuvissa 1 ja 2 esitetty sovellusmuoto voi esittää myös tällaista jr 30 kuivatussylinterin 30.1, 30.2 poikkeuksellisen suuren pintaläm- r-v. pötilan käyttöä molemmin puolin päällepuhalluskuivatusyksikköä S 12. Nyt ainakin yksi superkuuma kuivatussylinteri 30.2 on I"·- § sijoitettu välittömästi vertikaaliyksikön 12 jälkeen ja sen

(M

pintalämpötila voidaan sovittaa olemaan esimerkiksi 160 °C, 35 yleisemmin 140 - 180°C ja edullisesti 150 - 170°C. Vertikaaliyksikön 12 jälkeisellä ainakin yhdellä kuivatussylinterillä 30.2, 9 jonka lämpötila on myös valittu rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 38 yläpuolikkaalta 40, voidaan varmistaa se, että rainan W kuiva-ainepitoisuus nousee varmasti turvalliselle tasolle, kuten esimerkiksi yli 55%:n, edullisesti yli 60%. 5 Järjestely tarjoaa ratkaisun nykyisten ja nopeudeltaan jopa nykyistä nopeampienkin paperikoneiden ajettavuusongelmien ratkaisuun ja sen myötä voidaan tavoitella jopa 2500 m / min aj onopeutta.

10 Kuivatusosan 10 alun sylintereillä 30.1 - 30.3, joita voi olla kuvan 2 mukaisesti jopa kolme ja joiden pintalämpötilaksi on asetettu rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 38 yläpuolikkaalta 40 valittu lämpötila ja niihin yhdistetyllä päällepuhalluksella 12 voidaan ratkaista ajettavuusongelmat 15 edellä kuvatulla tavalla. Kuivatusosan 10 alussa olevan yhden tai useamman kuivatussylinterin korkeiden pintalämpötilojen myötä rainan W adheesio ja kuivatussylintereitä seuraavasta aukeavasta kidasta aiheutuvat voimat pienenevät. Samalla rainan W tarttuminen kuivatussylintereihin myöhemmin kuivatusosalla 10 20 on vähäisempää ja rainan W lämpötila saadaan nostettua yli sadan asteen.

Ennen päällepuhallusta 12 järjestetyillä yhdellä tai useammalla sylinterillä 30.1 aikaan saatu rainan W suuri lämpötila parantaa 25 lisäksi vertikaaliyksikössä 12 tapahtuvaa haihdutusta ja se voi

CO

£ saavuttaa jopa yli 200 kg/m2h hetkellisen arvon ja siten nostaa ^ huomattavasti rainan W kuiva-ainepitoisuutta. Huolimatta käyte- N- ? tyistä haihdutusarvoista, raina W ei kuitenkaan palstaudu, sillä o muodostunut höyry ei pääse pois rainasta W ja sen läheisyydestä.

X

£ 30 Sylinterin aikaansaama haihdutus on tyypillisesti vain 20 - 40 kg/m2h, päällepuhalluksen aikaansaama haihdutus voi olla esimer-S kiksi 100 - 120 kg/m2h lämpötilaltaan normaalien kuivatussylin- o tereiden yhteydessä ja kuumien sylinterien ja päällepuhalluksen C\1 aikaansaama yhteishaihdutus voi olla esimerkiksi 120 - 150 35 kg/m2h, parhaimmillaan jopa 200 kg/m2h.

10

Kuvien 1 ja 2 sovellusmuodossa vertikaalisen päällepuhallus-kuivatusyksikön 12 tulo- ja jättöpuolen kääntötela 15' rainan W kulkusuunnassa on yhteinen ensimmäisen kuivatusryhmän 47.1 kääntötelan kanssa. Lisäksi vertikaalisen päällepuhalluskuiva-5 tusyksikön 12 puhallus on sovitettu kohdistumaan samalle puolelle rainaa W kuin sitä ennen olevien ja sitä seuraavien kuivatus-sylinterien 30.1 - 30.3 kuivatusvaikutus. Tällöin jo aloitettua yhden puolen kuivatusta voidaan jatkaa välittömästi ensimmäisen kuivatusryhmän 47.1 kuumilla sylintereillä 30.2, 30.3, jolloin ίο kuivatus muodostuu erityisen tehokkaaksi. Lisäksi kuivatusylin-terin 30.2, 30.3 ja päällepuhalluksen 12 lämpövaikutuksen kohdistuessa samalle puolelle rainaa W pienennetään rainan W tarttumisriskiä kuivatussylintereihin 31 myöhemmin.

15 Kuvassa 3 esitetyn kolmannen sovellusmuodon mukaan, kuivatusosan 10 alussa voi olla ennen pystypäällepuhalluskuivatusta 12 jopa joukko kuivatussylintereitä 32.1 - 32.3, 33.1, joiden pintalämpötilaksi on asetettu rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttu-miskäyrän 38 yläpuolikkaalta 40 valittu lämpötila, kuten esimer-20 kiksi 140 - 180 °C, edullisesti 150 - 170 °C. Tässä tapauksessa tällaisia kuivatussylintereitä on neljä kappaletta. Kolme ensimmäistä kuivatussylinteriä 32.1 - 32.3 kääntöteloineen 15 ovat perinteisessä monisylinterikuivatusasetelmassa ja ne muodostavat ensimmäisen kuivatusryhmän 48.1. Neljäs kuivatussy-25 linteri 33.1 on päällepuhalluskuivatusyksikön 12 tulopuolen

CO

1- telana ja se kuuluu toiseen kuivatusryhmään 48.2.

CvJ

1^· ? Koska tässä sovellusmuodossa kyse on kuivatusosan 10 uusinnasta, o joka on perustunut tekniikan tason mukaiseen monisylinterikuiva-x £ 30 tinteknologiaan ja sen alkuun sovitettuun päällepuhalluskuiva- tusyksikköön 12, niin kuivatusosan 10 alku ennen päällepuhallus-m kuivatusyksikköä 12 täytetään kuivatussylintereillä 32.1 - 32.3, o joiden pintalämpötilaksi on asetettu rainan W kuiva-aine -

CvJ

lämpötila -tarttumiskäyrän 38 yläpuolikkaalta 40 valittu lämpö-35 tila, kuten esimerkiksi 140 - 180 °C, edullisesti 150 - 170 °C. Osaltaan kuivatussylintereiden 32.1 - 32.3 määrään ennen päälle- 11 puhallusyksikköä 12 voi vaikuttaa myös pulpperin 36 suiste 37, jonka mukaan monisylinterikuivatinasetelmaan kuivatussylinterei-tä 32.1 - 32.3 mahtuu kolme puristinosan 23 ja päällepuhalluksen 12 väliin. Myös tässä sylintereillä 32.1 - 32.3, 33.1, joiden 5 pintalämpötilaksi on asetettu rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 38 yläpuolikkaalta 40 valittu lämpötila ja päällepuhalluksella 12 voidaan ratkaista vastaavalla tavalla ajettavuusongelmia ja samalla kohottaa rainan W lämpötilaa ja kuiva-ainepitoisuutta. Entistä intensiivisemmän haihdutuksen ja ίο kuivatusosan 10 tehokkuuden lisäämiseksi rainaa W kuivataan lisäksi pystypäällepuhalluskuivatuksella 12.

Kuvassa 3 esitetyssä sovellusmuodossa voi päällepuhalluksen 12 jälkeen olla lisäksi ainakin yksi, tässä tapauksessa kaksi 15 kuivatussylinteriä 33.2, 33.3, joiden pintalämpötilaksi on asetettu rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 38 yläpuolikkaalta 40 valittu lämpötila, kuten esimerkiksi 140 -180 °C, edullisesti 150 - 170 °C. Koska päällepuhalluksen 12 jälkeen on järjestetty lämpötilaltaan tavanomaisten kuivatussy-20 lintereiden 34 sijaan suuren kuumuuden omaavat kuivatussylinte-rit 33.2, 33.3, kuivatuksesta saadaan aikaan erityisen tehokas. Nyt raina W ei ehdi lainkaan jäähtyä, kuten kävisi esimerkiksi sellaisessa tapauksessa, jos välittömästi päällepuhalluskuiva-tuksen 12 jälkeen olisi lämpötilaltaan normaalit kuivatussylin- 25 terit.

CO

δ c\j ^ Rainan W vienti on järjestetty jokaisessa sovellusmuodossa ? siten, että rainaa W kuivataan päällepuhalluskuivatusyksiköllä o 12, sitä ennen ja sen jälkeen olevilla kuivatussylintereillä £ 30 30.1 - 30.3, 32.1 - 32.3, 33.1 - 33.3 samalta puolelta.

cn ιλ Kuivatusosaan 10 kuuluu lisäksi päällepuhalluskuivatusyksikköä o 12 ja mahdollisesti sitä seuraavaa ainakin yhtä kuivatussylinte- riä 30.2, 33.2, 33.3, jonka pintalämpötilaksi on asetettu rainan 35 W kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 38 yläpuolikkaalta 40 valittu lämpötila, seuraava esimerkiksi sinällään tunnettu 12 monisylinterikuivatin 29. Kuivattimessa 29 on yksi tai useampia sylinterikuivatusryhmiä 47.2, 48.3. Kussakin ryhmässä 47.2, 48.3 on useita, kuten esimerkiksi 1-15 kappaletta sinällään tunnettuja kuivatussylintereitä 31, 34 ja kääntöteloja 15. Sylinterit 5 31, 34 ja telat 15 vuorottelevat ryhmissä 47.2, 48.3 esimerkiksi sinällään tunnetulla tavalla. Kuivatusryhmiä voi olla esimerkiksi 2 - 10 kappaletta.

Kuvan 2 sovellusmuodossa kuivatussylinteri 30.1, 30.2, 30.3, 10 joista ainakin osan pintalämpötilaksi on asetettu rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 38 yläpuolikkaalta 40 valittu lämpötila ja päällepuhallusyksikkö 12 muodostavat kääntöteloineen 15, 15' ja päällepuhallusyksikköineen 12 ensimmäisen kuivatusryhmän 47.1. Seuraava kuivatusryhmä 47.2 voi is muodostua sinällään tunnetusta kuivatusryhmästä, johon kuuluu ainakin näkyvillä olevat kuivatussylinterit 31 ja kääntötelat 15. Viira 21.2 kulkee kuivatussylintereiden 31 kautta.

Kuvan 3 sovellusmuodossa ensimmäisen kuivatusryhmän 48.1 muodos-20 tavat kolme kuivatussylinteriä 32.1 - 32.3, joiden pintalämpötilaksi on asetettu rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 38 yläpuolikkaalta 40 valittu lämpötila, kääntöteloineen 15. Viira 21.1 kulkee näiden kautta. Toisen kuivatusryhmän 48.2 muodostaa kuivatussylinteri 33.1 teloineen 36, päällepuhallus-25 kuivatusyksikkö 12 ja sitä seuraavat kuivatussylinterit 33.3,

CO

f- 33.3 kääntöteloineen 36, 15. Viira 21.2 kulkee näiden kautta, o ^ Seuraava kuivatusryhmä 48.3 voi muodostua sinällään tunnetusta r-- 9 kuivatusryhmästä, johon kuuluu ainakin näkyvillä olevat kuiva- o tussylinterit 34 kääntöteloineen 15. Viira 21.3 kulkee kuivatus-x £ 30 sylintereiden 34 ja kääntötelojen 15 kautta.

S Kuivatusosa 10 voi päättyä sinällään tunnettuun monisylinteri- siköltä 12 tai sitä mahdollisesti seuraavilta kuivatussylinte-35 reiltä 30.2, 30.3, 33.2, 33.3, joista ainakin osan pintalämpötilaksi on asetettu rainan W kuiva-aine - lämpötila -tarttumis- o kuivaimeen 29, jolle raina W johdetaan suoraan pystykuivatusyk-

C\J

13 käyrän 38 yläpuolikkaalta 40 valittu lämpötila, kuten esimerkiksi 140 - 180 °C, edullisesti 150 - 170 °C. Päällepuhalluskuiva-tusyksiköllä 12 ja siihen nähden molemmin puolin olevilla kuivatussylintereillä 30.1 - 30.3, 33.1 - 33.3 voi yllättävästi 5 olla yhteinen kuivatuskudos 21.1, 21.2, kuten kuvien 2 ja 3 sovellusmuodossa on. Tämä yksinkertaistaa kudosten järjestämistä kuivatusosalle 10. Kuivatusosan 10 viimeiseltä kuivatussylinte-riltä (ei esitetty) raina W viedään joko rullaimelle tai sitä ennen olevalle jälkikäsittelylaitteelle (eivät esitetty).

10 Päällepuhalluskuivatusyksikkö 12 voi olla esimerkiksi sinällään tunnettua tyyppiä. Vertikaalisen päällepuhalluskuivatusyksikköön 12 voi kuulua ainakin kaksi sinällään tunnettua päällepuhallus-laitetta 13, lukuisa joukko sinällään tunnettuja ja suoraviivai-15 seen tai suuren kaarevuussäteen omaavaan asetelmaan järjestettyjä teloja 15', 17, 18 ja lisäksi mahdollisia sinällään tunnettuja ajettavuuslaitteita 49 esimerkiksi telojen 18 väleissä. Päällepuhalluslaite 12 voi olla esimerkiksi kaasua polttava ja ilmaa sinällään tunnetulla tavalla kierrättävä puhallusyksikkö. 20 Kuvassa 1 jättöpuolen päällepuhalluslaite 13 esitetään vedettynä erilleen rainan W yhteydestä.

Vaihtoehtoisesti kuvissa 1 ja 2 esitettyjen pienten telojen 18 tilalla voi olla kuvan 3 mukainen yksi suuren halkaisijan omaava 25 imutela 35 ollen VAC-telan tyyppinen alipainetela, jonka pintaa

CO

^ päällepuhallusyksiköt 13 myötäilevät. Paperirainan W vienti ^ tukeutuu teloihin 18, 35 viiran 21.1, 21.2 kautta, jolloin 9 muodostuu ainakin yksi päällepuhalluspinta tai -taso. Viiraan o 21.1, 21.2 nähden viennin vastakkaisella puolella on puhallus-

X

£ 30 laite 13, joka siis vaikuttaa suoraan viennillä kulkevaan r-- rainaan W.

O)

LO

1·"· § Kuvan 1 mukaiseen vertikaaliseen päällepuhalluskuivatusyksikköön

CM

12 kuuluu sen molempiin päihin sovitetut ainakin yksi apukääntö-35 tela 15', 17 ja niiden välissä tukitelat 18. Tukiteloja 18, jotka voivat olla syväuraisia alipaineettomia teloja, voi olla 14 puolellansa 2-16 kappaletta, kuten kuvien 1 ja 2 mukaisessa tapauksessa neljä kappaletta. Tukitelat 18 ja apukääntötelat 15', 17 voivat olla kaavarittomia ja pienihalkaisijaisia, kuten esimerkiksi 400 mm - 1000 mm. Tällöin niiden pyörittäminen on 5 kevyttä. Kuvien 1 ja 2 mukaisessa sovellusmuodossa apukääntötelat 15', 17 ovat esimerkiksi VAC-teloja. Taskutiloissa olevat alipainelaatikot 45 voivat olla alipaineisia tai tuottaa alipaineen rajaamansa tilaan kudoksen 21.2 ja syväuraisten telojen 18 avulla.

10

Kuvassa 5 esitetään keksinnön mukaisen kuivatuskonseptin simulointituloksia kuivatusosan alussa. Asetelma vastaa kuvan 1 sovellusmuotoa. Kuvan 5 graafinen esitys esittää tilannetta konesuunnassa sen yläpuolella olevaa konseptikaaviota vastaten.

15 Pystyakseli vastaa kuiva-ainepitoisuutta, lämpötiloja ja haihtumista. Vaaka-akseli vastaa simulaatioaikaa, joka on periaatteessa verrannollinen konesuuntaiseen matkaan. Kuvassa 5 esitetyt käyrät kuvaavat haihduntaa, lämpötiloja ja kuiva-ainepitoisuuksia. Kuten kuvaajasta nähdään, kuivatussylinterien 30.1, 30.2 20 lämpötilat ovat yli 100 °C, haihtuminen yli 150 kg/m2h, pysty-päällepuhallusyksikön 12 aiheuttama hetkellinen haihtuminen yli 200 kg/m2h ja rainan W lämpötila noin 75 °C. Haihtumisen keskiarvostakin tulee varsin korkea. Suuri haihdutus päällepuhal-luksessa laskee rainan lämpöä, jolloin kuumilla sylintereillä 25 voidaan sen jälkeen taas tehokkaasti nostaa rainan W lämpötilaa, co

g Lisäksi kohonnut kuiva-ainepitoisuus vähentää osaltaan rainan W

c\j ^ tarttumisriskiä. Kuvan 5 koordinaatistossa merkitään lyhenteellä o fd sylintereistä 30.1, 30.2 ja päällepuhallushuuvanpeitoista 13 o vapaita haihdutusvälejä. Graafista nähdään, että ensimmäinen x £ 30 väli on suuremmalla haihdutuksella kuin seuraavat päällepuhal- ^ lusten 13 jälkeiset vapaat haihdutusvälit.

σ> m o o Keksinnön mukaisella sovitelmalla vältetään riippumatta rainan W kuiva-ainepitoisuudesta rainan W tarttumistaipumus, minimoi- 35 daan adheesio ja aukeavasta kidasta aiheutuvat voimat ja parannetaan ajettavuutta. Paperikoneen ajettavuutta, joka ei keksin- 15 nön myötä ole enää riippuvainen märkäpäästä tai puristinosasta, voidaan hallita paremmin ja minimoida siten lepatus- ja liimau-tumisongelmat. Johtuen vähentyneestä adheesiosta ja aukeavan kidan aiheuttamista voimista, tullaan kuivatusosalla 10 toimeen 5 pienempitehoisilla taskutilojen ajettavuuslaitteilla 49 myös kuivatusosan 10 alussa.

On ymmärrettävä, että edellä oleva selitys ja siihen liittyvät kuvat on tarkoitettu ainoastaan havainnollistamaan esillä olevaa ίο keksintöä. Keksintöä ei siten ole rajattu pelkästään edellä esitettyihin tai patenttivaatimuksissa määriteltyihin suoritusmuotoihin, vaan alan ammattimiehelle tulevat olemaan ilmeisiä monet erilaiset keksinnön variaatiot ja muunnokset, jotka ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksin-15 nöllisen ajatuksen puitteissa.

CO

δ

(M

h- o 0 cc Q- 'ί O)

LO

o o

CVJ

Claims (9)

1. Sovitelma kuiturainakoneen kuivatusosalla, johon kuitu-rainakoneeseen kuuluu ainakin yhden puristinnipin (P) käsittävä 5 puristinosa (23) ja sitä seuraava kuivatusosa (10) ja jossa kuivatusosalla (10) rainaa (W) on sovitettu vietäväksi useiden höyrylämmitteisten kuivatussylintereiden (30.1 - 30.3, 31, 32.1 - 32.3, 33.1 - 33.3, 34) kautta, joista ainakin yhden kuiva- tusosan (10) alkuun sovitetun höyrylämmitteisen kuivatussylinte-10 rin (30.1, 32.1 - 32.3, 33.1) lämpötila on sovitettu valittavaksi rainan (W) kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän (38) yläpuolikkaalta (40), tunnettu siitä, että - välittömästi sanotun kuivatussylinterin (30.1, 32.1 - 32.3, 33.1) jälkeen on sovitettu päällepuhalluskuivatusyk- 15 sikkö (12), - välittömästi päällepuhalluskuivatusyksikön (12) jälkeen on sovitettu ainakin yksi höyrylämmitteinen kuivatussylin-teri (30.2, 33.2), jonka lämpötila on sovitettu valittavaksi rainan (W) kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän 20 (38) yläpuolikkaalta (40), - päällepuhalluskuivatusyksikkö (12) ja sanotut höyrylämmitteiset kuivatussylinterit (30.1, 30.2, 32.1 - 32.3, 33.1, 33.2) on sovitettu kuulumaan samaan kuivatusryhmään (47.1, 48.2). 25 CO

£ 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, C\J ^ että kuivatussylinteri (30.1, 32.1 - 32.3, 33.1), jonka lämpöti- ° la on sovitettu valittavaksi kuiva-aine - lämpötila -tarttumis- o käyrän (38) yläpuolikkaalta (40), on välittömästi puristinosan x £ 30 (23) jälkeen ja päällepuhalluskuivatusyksikkö (12) on sovitettu ^ puhaltamaan suoraan rainaan (W). o m o

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sovitelma, tunnettu c\j - siitä, että välittömästi päällepuhalluskuivatusyksikön (12) 35 jälkeen sovitetun ainakin yhden kuivatussylinterin (30.2, 33.2) lämpötila on 140 - 180°C.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ennen päällepuhalluskuivatusyksikköä (12) on sovitettu joukko kuivatussylintereitä (30.1, 32.1 - 32.3, 33.1), joiden lämpötila on 140 - 180°C. 5

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että kuivatussylinterien (30.1, 30.2, 32.1 - 32.3, 33.1 -33.3) lämpötila on edullisesti 150 - 170°C.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että päällepuhalluskuivatusyksikkö (12) ja sanotut kuivatussylinterit (30.1 - 30.3, 32.1 - 32.3) on sovitettu muodostamaan kuivatusryhmän (47.1, 48.2).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että päällepuhalluskuivatusyksikkö (12) on sovitettu kuivatusosalle (10) siten, että monisylinterikuivaimen (29) kääntötela on sovitettu päällepuhalluskuivatusyksikön (12) yläkääntötelaksi (15')· 20

8. Menetelmä ajettavuuden parantamiseksi kuiturainakoneen kuivatusosalla, johon kuiturainakoneeseen kuuluu ainakin yhden puristinnipin (P) käsittävä puristinosa (23), jossa rainasta (W) poistetaan kosteutta puristamalla ja puristinosaa (23) seuraava 25 kuivatusosa (10), jossa raina (W) saatetaan kontaktiin useiden co ^ höyrylämmitteisten kuivatussylintereiden (30.1 - 30.3, 31, 32.1 ^ - 32.3, 33.1 - 33.3, 34) kanssa ja jossa kuivatusosan (10) ? alussa ainakin yhden höyrylämmitteisen kuivatussylinterin (30.1, o 32.1 - 32.3, 33.1) lämpötila valitaan rainan (W) kuiva-aine - X £ 30 lämpötila -tarttumiskäyrän (38) yläpuolikkaalta (40), tunnettu siitä, että \J LO - välittömästi sanotun kuivatussylinterin (30.1, 32.1 - o 32.3, 33.1) jälkeen rainaa (W) kuivataan päällepuhalluk- cvj sella (12) , 35. välittömästi päällepuhalluskuivatusyksikön (12) jälkeen rainaa (W) kuivataan ainakin yhdellä höyrylämmitteisellä kuivatussylinterillä (30.2, 33.2), jonka lämpötila vali taan rainan (W) kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän (38) yläpuolikkaalta (40), ja jossa päällepuhalluskuivatusyksikkö (12) ja sanotut höyryläm-5 mitteiset kuivatussylinterit (30.1, 30.2, 32.1 - 32.3, 33.1, 33.2) kuuluvat samaan kuivatusryhmään (47.1, 48.2).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivatussylinteri (30.1, 32.1 - 32.3, 33.1), jonka lämpöti-10 la valitaan rainan (W) kuiva-aine - lämpötila -tarttumiskäyrän (38) yläpuolikkaalta (40), on välittömästi puristinosan (23) jälkeen ja päällepuhalluskuivatusyksiköllä (12) puhalletaan suoraan rainaan (W). co δ CvJ i^. cp o X X Q. 1^ ^· σ> LO o o CVJ