FI12433U1

FI12433U1 - Sovitelma kuiturainakoneen ilmakuivaimella

Info

Publication number: FI12433U1
Application number: FIU20194072U
Authority: FI
Inventors: Antti Mäntynen; Richard Solin; Santeri Haapasalo
Original assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2019-07-15
Also published as: AT17020U1; DE202020101937U1; CN212834780U

Description

SOVITELMA KUITURAINAKONEEN ILMAKUIVAIMELLA

Keksinnön kohteena on sovitelma kuiturainakoneen ilma-kuivaimella, jossa sovitelmassa ilmakuivain on sovitettu päällystettyä kuiturainaa vasten kuiturainan ollessa telojen tukema .

Kuiturainan, kuten paperin ja varsinkin kartongin valmistuksen lopussa tai aukirullauksen jälkeen kuiturainan ominaisuuksia voidaan sovittaa halutuksi. Kuiturainan pintaan voidaan järjestää erilaisia päällysteitä, jotka tuovat lopputuotteeseen haluttuja ominaisuuksia. Päällyste voi olla esimerkiksi pastaa, joka levitetään tai sumutetaan kuiturainan pintaan. Päällystyksen jälkeen tarvitaan edelleen kuivausta. Niinpä käytetään erillisiä kuivaimia, joilla päällyste saadaan kuivattua. Aiemmin käytettyjen infrapunakuivaimien sijaan käytetään enenevässä määrin ilmakuivaimia, joissa kuumaa ilmaa puhalletaan suuttimista kohti päällystettyä kuiturainaa. Samalla ilmaa imetään pois suuttimen väleistä. Siten päällystetty puoli ja varsinkin itse päällyste kuiturainasta saadaan kuivattua.

Ilmakuivaimella osa ilmasta saadaan poistettua pian puhaltamisen jälkeen. Kuitenkin osa lämmitetystä puhalluksesta karkaa konesaliin. Samalla imut vetävät konesalin ilmaa, mikä heikentää ilmakuivaimen hyötysuhdetta. Toisin sanoen energiaa menetetään. Lisäksi kuiturainan liike ilmakuivaimen kohdalla voi olla levotonta, mikä on otettava huomioon kuiturainaa tukevien telojen asemoinnissa.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kuiturainakoneen ilma-kuivaimelle uudenlainen sovitelma, jolla voidaan parantaa ilmakuivaimen energiatehokkuutta. Tämän keksinnön mukaisen so-vitelman tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisista suojavaa- timuksista. Keksinnön mukainen sovitelma on rakenteeltaan yksinkertainen ja se on helposti sovitettavissa kuiturainako-neeseen myös jälkiasennuksena. Käyttöönotto onnistuu ilman muutoksia olemassa oleviin rakenteisiin. Lisäksi kuiturainan kulku jopa rauhoittuu ilmavirtausten vähentyessä.

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

Kuva la esittää periaatepiirroksena keksinnön mukaisia sovi-telmia sijoitettuna kuiturainakoneelle,

Kuva Ib keksinnön mukaiseen sovitelmaan kuuluvan ohjainra-kenteen ensimmäisen sovelluksen,

Kuva 2a esittää keksinnön mukaisen ohjainrakenteen kahden johtotelan väliin sovitettuna,

Kuva 2b esittää kolmen johtotelan ja kahden ohjainrakenteen muodostaman kokonaisuuden,

Kuva 3a esittää keksinnön mukaisen ohjainrakenteen toisen sovelluksen,

Kuva 3b esittää kuvan 4a sovelluksen muunnoksen,

Kuva 3c esittää kuvan 4a sovelluksen toisen muunnoksen,

Kuva 4a esittää periaatepiirroksena keksinnön mukaisen sovi telman päältä katsottuna,

Kuva 4b esittää osan kuvan sovitelmasta konesuunnassa katsottuna .

Kuvassa 1 esitetään kuiturainan valmistuksen loppuvaihetta, jossa kuiturainaa päällystetään. Kuiturainakoneella tarkoitetaan lähinnä paperi- tai kartonkikonetta. Esitetyt laitteet voivat olla kuiturainakoneen tai erillisen aukirullausaseman jatkeena. Päällystyksen jälkeen päällyste on kuivattava. Tällöin varmistetaan päällysteen kiinnittyminen kuiturainaan ja toisaalta vältetään kuiturainan tarttuminen kuiturainaa tuke- viin teloihin. Tässä ilmakuivaimia 10 on useita ja päällystettyä kuiturainaa 11 tuetaan teloilla 12, joita kutsutaan myös paperinjohtoteloiksi. Päällystyksen jälkeen telat tukevat päällystämätöntä puolta kuiturainasta ja päällyste on kuivattava ennen kuin kuiturainaa voidaan taas tukea päällystetyltä puolelta. Päällystettäessä kuituraina kestää jo vetoa, jolloin tuotannon aiemmissa vaiheissa käytetyt kudokset ovat tarpeettomia.

Ilmakuivainten 10 sijoittelua esitetään kuvassa la periaatteellisesti. Tässä kuituraina 11 johdetaan vasemmalta kierrättäen konetason 13 alapuolelta päällystysasemalle 14. Pääl-lystysaseman rakenne ja toimintaperiaate voivat vaihdella eri sovelluksissa, mutta ainoastaan kuiturainan toinen pinta, tässä yläpinta päällystetään. Päällystysaseman 14 jälkeen kuiturainaa 11 tuetaan teloilla 12. Rullain jätetään esittämättä. Esitetyn mukaisesti ilmakuivain 10 voi olla vaakatasossa, pystyssä tai vinossa. Telojen asettelulla saadaan kuiturainan reitti polveilemaan, mikä lyhentää jälkikäsittely-osan konesuuntaista pituutta ja samalla ilmakuivaimet saadaan lähelle toisiaan. Ilmakuivaimia sijoitetaan tarpeen mukaan, tavallisesti yhdestä kolmeen kappaletta päällystysasemaa kohti. Siten keksinnön mukaisia sovitelmia on yhdellä tuotantolinjalla useita, edullisesti yksi sovitelma kutakin ilma-kuivainta kohti.

Sovitelmassa ilmakuivain on sovitettu päällystettyä kuiturainaa 11 vasten kuiturainan 11 ollessa telojen 12 tukema. Tarkemmin sanottuna ilmakuivain on päällysteen puolella kuiturainaa. Käytännössä pyritään kuivaamaan vain päällystettä. Keksinnön mukaisessa sovitelmassa on ilmakuivaimen 10 kohdalla kuiturainan 11 vastakkaisella puolella ohjainrakenne 15 lämmitetyn ilman kierrättämiseksi takaisin ilmakuivaimeen 10. Ohjainrakenne mahdollistaa muuten häviöksi muodostuvan ilma- vuodon talteenoton ja toisaalta vähentää ilmavirtausta kone-salista ilmakuivaimeen. Siten kierrätettynä sekundäärienergi-aa voidaan hyödyntää uudestaan tuotantoprosessissa. Samalla ohjainrakenne eristää estäen lämpövuodot ympäristöön. Tällöin kokonaisuudessaan ilmakuivauksen hyötysuhde paranee entisestään. Samalla kuiturainan eteneminen rauhoittuu ja kuiturainan kosteusprofiili pysyy tasaisena. Toisin sanoen päällyste kuivuu tasaisesti kuiturainakoneen poikkisuunnassa.

Kuvassa Ib esitetään keksinnön mukainen ohjainrakenne 15. Oh-jainrakenne 15 on eräänlainen kaukalo, joka asennetaan ilma-kuivainta vastapäätä. Yksipuoleisen ilmakuivaimen kautta puhallettavasta ilmamäärästä entistä suurempi osa saadaan hyödynnettyä uudelleen kierrättämällä ilmaa ohjainrakenteella takaisin prosessiin puhallussuuttimien välissä olevien reikä-levyjen kautta. Kaukalomainen ohjainrakenne mahdollistaa normaalisti häviöksi muodostuvan ilmamäärän talteenoton ja kierrättämisen, mikä parantaa kuiturainakoneen kokonaishyötysuh-detta.

Kuvissa 2a ja 2b esitetään täysleveiden ohjainrakenteiden 15 esimerkkisovelluksia. Ohjainrakenteet on sovitettu telojen väliin ja ne ulottuvat oleellisesti koko kuiturainan leveydelle. Tässä oh j ainrakenteen 15 ja telan 12 välissä on tiiviste 16. Tiivisteellä estetään ilmavirtaus konesalista ilmakuivaimen poistoimuun. Toisaalta tiiviste estää kuuman ilman karkaamisen ilmakuivaimelta konesaliin.

Ilmakuivaimessa ilman lämpötila on yli 100 °C. Siten ero konesalin lämpötilaan on huomattava. Keksinnön mukaan ohjainra-kenteeseen 15 kuuluu eriste. Tällöin estetään lämmön karkaaminen ja samalla vältetään kondenssiongelmat. Eriste voidaan toteuttaa eri tavoin, mutta edullisesti kaukalossa on runko- rakenne, johon eriste sovitetaan ja lopuksi runkorakenne suljetaan pintarakenteella. Täysleveä ohjainrakenne on helppo sovittaa kapeille rainan-muodostuskoneille. Kuitenkin leveyden kasvaessa ohjainraken-teen massa kasvaa. Lisäksi ilman karkaaminen tapahtuu lähinnä kuiturainan reunoilta. Niinpä keksinnössä ohjainrakenteeseen 15 kuuluu kaksi vastakkain sovitettua ohjainta 17 ja 18, joista kukin on sijoitettu kuiturainan 11 eri reuna-alueille. Toisin sanoen ohjainrakenne on reuna-alueella ja kuiturainan keskialue on ilman ohjainrakennetta. Kuiturainan keskellä ilma ei pääse kuiturainan läpi, jolloin siellä ilman karkaaminen on olematonta.

Keksinnössä ohjaimen 17 ja 18 ulottuma S kuiturainakoneen poikkisuunnassa on alle puolet kuiturainan 11 leveydestä L (kuva 4a). Tällöin kuiturainan reuna-alueet on katetut kuiturainan keskiosan ollessa ilman ohjainta. Ohjain ulottuu kui-turaina reunasta riittävälle etäisyydelle. Sovelluksesta riippuen etäisyys eli aiemmin mainittu ulottuma S on 500 -2000 millimetriä, kuitenkin selvästi vähemmän kuin kuiturainan leveys. Tällöin ohjain on helppo tukea kuiturainakoneen rakenteisiin ja ohjaimen rakenteesta voidaan tehdä kevyt.

Kuvissa 3a - 3c esitetään erilaisia keksinnön mukaisia ohjaimia 17, 18. Ohjaimet ulottuvat osamatkalle kuiturainan reunasta alkaen. Ohjaimet voidaan helposti kannakoida kuiturainakoneen rungostosta ulokerakenteena. Kuvassa 3a esitetään ohjain 17,18, jossa on sivuseinämät 19 päädyn ollessa avoin. Telan läheisyyteen asennettaessa sivuseinämät on tarpeettomia. Tällöin ohjain voidaan jättää ilman sivuseinämiä. Lisäksi ilmavirtaus on suurinta kuiturainan reuna-alueleilla.

Kuvan 3a mukaista ohjainta voidaankin keventää. Toisin sanoen ohjaimeen 17, 18 kuuluu kuiturainaa vastakkainen taso 20, joka on sovitettu nousevasti vinoon alkaen kuiturainan 11 reunasta. Tällöin reuna-alueilla muodostuu tilavuutta, joka pienenee kuiturainakoneen poikkisuunnassa. Samalla ohjaimen rakenne kevenee, mikä helpottaa kannakointia. Kuvassa 3b ohjaimessa 17,18 on sivuseinämät 19. Mikäli ohjain sijoitetaan telojen väliin, ovat sivuseinämät tarpeettomia. Tällainen sovellus esitetään kuvissa 3c ja 4b.

Kuvassa 3b tason 20 jatkeeksi on sovitettu levy 21. Levy muodostaa kulkevan kuiturainan kanssa erillisen painevyöhykkeen, mikä pitää kuiturainan irti levystä. Käytännössä kuiturainan ja levyn väliin syntyy ilmapatja, joka kulkee kuiturainan mukaisesti. Ilmapatja estää ohjaimen sisällä olevan ilman karkaamisen. Levy 21 on taivutettu tässä alaspäin, mikä lisää jäykkyyttä. Samalla vältetään kuiturainaa mahdollisesti vahingoittavat ulokkeet. Levy 21 on myös kuvan 3c ohjaimessa 17,18.

Keksinnön mukaisella ohjainrakenteella kuivatukseen vaadittavaa energiaa voidaan pienentää. Lisäksi kuiturainan kulku säilyy häiriöttömänä. Ohjainrakenne on helppo sijoittaa kui-turainakoneelle. Ainoastaan ilmakuivaimen puhaltimen nopeutta tai ilmakuivaimen lämmönlähteen, kuten polttimen, höyrypatte-rin tai sähkövastuksen lämpötilaa tai molempia tarvittaessa säädetään. Ohjainrakenteet vähentävät ilmavirtoja ympäristöstä ilmakuivaimeen ja päinvastoin. Lisäksi ohjaimilla vältetään raskaat rakenteet. Samalla vältetään muutokset rungos-toihin, jolloin sovitelma voidaan helposti myös jälkiasentaa.

Kuvassa 4a esitetään keksinnön mukainen sovitelma päältä katsottuna. Tässä esitetään ohjaimet 17 ja 18, jotka on kanna-koitu säädettävillä kiinnikkeillä 22 kuiturainakoneen runkoon 23. Täysleveän ohjainrakenteen massa olisi noin 100 - 300 kilogrammaa metriä kohti, mutta yksikertaisen ohjaimen massa tyypillisesti on ainoastaan noin 20 - 80 kilogrammaa metriä kohti. Siten ohjain voidaan helposti kannakoida rungostoon ilman erityisratkaisuja. Kevyt rakenne mahdollistaa myös helpon asennuksen. Lisäksi ohjain voidaan kuljettaa ilman erikoisjärjestelyjä.

Ohjainrakenteista huolimatta kuiturainan käyttäytyminen säilyy ongelmattomana ilman vaaraa ratakatkosta. Käytännössä ilmakuivain taivuttaa kuiturainaa ilmakuivainta kohti, jolloin osumat ohjaimeen voidaan välttää. Lisäksi ohjainrakenteeseen muodostuvat ilmavirtaukset ovat vähäisiä, jolloin kuiturainan kulku säilyy häiriöttömänä. Ohjainrakenne voidaan helposti asentaa telojen väliin ja samalla tiivistää teloja vasten. Siten sovitelman muodostamien jo olemassa oleville kuiturai-nakoneille on helppoa.

Claims

SUOJAVAATIMUKSET

1. Arrangemang i en fiberbanmaskins lufttork, enligt vilket arrangemang lufttorken (10) är anordnad mot en bestru-ken fiberbana (11) när fiberbanan (11) stöds av valsar (12), kännetecknat av att vid lufttorken (10) det på fiberbanans (11) motstående sida finns en styrkonstruktion (15) för åter-cirkulation av uppvärmd luft tillbaka till lufttorken (10).

1. Sovitelma kuiturainakoneen ilmakuivaimella, jossa sovitelmassa ilmakuivain (10) on sovitettu päällystettyä kui-turainaa (11) vasten kuiturainan (11) ollessa telojen (12) tukema, tunnettu siitä, että ilmakuivaimen (10) kohdalla kuiturainan (11) vastakkaisella puolella on ohjainrakenne (15) lämmitetyn ilman kierrättämiseksi takaisin ilmakuivaimeen (10) .

2. Arrangemang enligt skyddskrav 1, kännetecknat av att det mellan styrkonstruktionen (15) och valsen (12) finns en tätning (16).

2. Suojavaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että oh j ainrakenteen (15) ja telan (12) välissä on tiiviste (16) .

3. Arrangemang enligt skyddskrav 1 eller 2, kännetecknat av att styrkonstruktionen (15) innefattar isolering.

3. Suojavaatimuksen 1 tai 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ohjainrakenteeseen (15) kuuluu eriste.

4. Arrangemang enligt något av skyddskraven 1 - 3, kännetecknat av att styrkonstruktionen (15) innefattar två motstående anordnade styrenheter (17, 18), av vilka var och en är placerad på fiberbanans (11) olika kantområden.

4. Jonkin suojavaatimuksen 1-3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ohjainrakenteeseen (15) kuuluu kaksi vastakkain sovitettua ohjainta (17, 18), joista kukin on sijoitettu kuiturainan (11) eri reuna-alueille.

5. Arrangemang enligt skyddskrav 4, kännetecknat av att styrenhetens (17, 18) täckning (S) i fiberbanmaskinens tvärriktning är mindre än hälften av fiberbanans (11) bredd (L).

5. Suojavaatimuksen 4 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ohjaimen (17, 18) ulottuma (S) kuiturainakoneen poikkisuunnassa on alle puolet kuiturainan (11) leveydestä (L) .

6. Jonkin suojavaatimuksen 4 tai 5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ohjaimeen (17, 18) kuuluu kuiturainaa (11) vastakkainen taso (20), joka on sovitettu nousevasti vinoon alkaen kuiturainan (11) reunasta. SKYDDSKRAV

6. Arrangemang enligt något av skyddskraven 4 eller 5, kännetecknat av att styrenheten (17, 18) innefattar ett mot fiberbanan (11) motstående plan (20), vilket har anordnats snett stigande med början från fiberbanans (11) kant.