FI51229C - Anordning foer tillfoersel av maeld i en pappersmaskin - Google Patents

Description

ΓβΙ (11^UULUTUS]ULKAISU Γ4ΛΛΛ

1 UTLÄGG NINGSSKRI FT

(45) ' (51) Kv.lk.3/lnt.CI.J D 21 F 1/02 SUOM! — FINLAND (21) Patenttihakemus — Patencansökning 977/68 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 09.04· 68 (SF) ' ' (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 09»04. 68 (41) Tullut julkiseksi — Biivit offentlig 18.07.69

Patentti- ja rekisterihallitus .... ....... .... . . .....

(44) N ahtavaksi panon ja kuul.julkaisun pvm.—

Patent- och registerstyrelsen Ansökan utlagd och uti.skriftan pirblicerad 02.08.76 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet 17.01.68 USA(US) 698633 (71) Beloit Corporation, Beloit, Wisconsin 53511, iJSA(US) (72) Lester Mason Hill, 2255 Prairie Rd., Beloit, Wisconsin, Richard Earl Hergert, 512 Bridge St., Rock ton, Illinois, Joseph Bixon Parker, R No. 1, South Gate Rd., Roscoe, Illinois, USA(US) (74) S. A. Munsterhielm (54) Laite paperimassan toimittamista varten paperikoneeseen - Anordning för iillförsel av mäld i en papperanaskin Tämä keksintö koskee yleisesti paperikoneen perälaatikkos ja erityisesti perälaatikkorakennetta, jossa suutinkammiossa on useita kanavia, jotka muodostuvat paperimassan virtaussuuntaisista elimiätä, massan ohjaamiseksi yhdenmukaisesti mainitun suutinkammion alavirtapäässä olevaa suutinaukkoa kohti. Keksinnön kohteen erityismäärittely käy ilmi oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Paperinvalmistuksen tasoviiraprosessissa pyrittäessä saamaan aikaan yhdenmukainen paperiralnan muodostus, on päävaikeutena kuitujen luonnollinen taipumus höytelöityä. Tärkeänä osana kaikissa tasoviira-koneissa onkin laite kuitujen dispergoimista varten rainan muodostuksen ajaksi. Nykyisin kuitujen dispergoiminen suoritetaan kehittämällä pyörteisyyttä, sanan laajassa merkityksessä, kuiturnassaan sekä perä-laarikossa, usein käyttämällä reikäteloja, että viiratasolia seurauksena massan vapaan pinnan reaktiosta vaihtelevaan kiihtyvyyteen sen kulkiessa rekisteritelojen ja siivekkeiden yli. Dispergoimisvaikutus, joka tapahtuu viiratasolla, on tärkeä lisäys siihen pyörteisyyteen, joka kehitetään perälaatikossa, ja säännön mukaan veden valumista viiratasolla hidastetaan tahallisesti viiralla olevan paperimassan 2 51229 tasaisen muodostuksen aikaansaamiseksi. Tasoviiralla, jossa rekisteri-telat on korvattu imulaatikolla, on veden poistuminen paperimassasta sitävastoin suhteellisesti paljon nopeampaa ja vaikutus viiralla olevaan paperimassaan jää huomattavasti vähäisemmäksi. Tästä seuraa, että imulaatikolla varustetuilla tasoviirakoneilla muodostetun rainan muodostus (pohja) on paljon herkempi perälaatikon purkauksen ominaisuuksille kuin tavaomaisesti muodostetun rainan muodostus.

Perusrajoitus perälaatikkosuunnittelussa on ollut se, että laitteet, joilla pyörteisyyttä on kehitetty kuitusulpuissa niiden disper-goimiseksi ovat olleet pelkästään verraten suurimittaisia laitteita. Tällaisilla laitteilla on mahdollista kehittää pienimittaista pyörteisyyttä lisäämällä kehitetyn pyörteisyyden intensiteettiä. Täten pyör-teisyysenergia siirtyy luonnostaan suurista pieniin pyörteisiin, ja mitä suurempi intensiteetti on, sitä suurempi on energian siirtymis-nopeus ja siitä johtuen yhä pienempi ylläpidetyn pyörteisyyden laajuus. Tästä intensiteetiltään korkeasta pyörteisyydestä on kuitenkin myös haitallinen vaikutus, nimittäin tasoviirapöydällä kehittyvät suuret aallot ja vapaan pinnan häiriöt. Näin ollen yleisenä sääntönä perä-laatikon toiminnassa on ollut, että dispersioaste ja pyörteisyyden taso perälaatikon poistosuihkussa ovat läheisessä riippuvuussuhteessa; mitä suurempi pyörteisyys sitä parempi dispersio.

Valittaessa perälaatikon rakennetta tämän rajoituksen vallitessa saatettiin siis valita äärimuodot, joko rakenne, jolla saadaan aikaan erittäin pyörteinen hyvin dispergoitu purkaussuihku tai rakenne, jolla saadaan aikaan vähän pyörteinen huonosti dispergoitu purkaussuihku.Koska sekä hyvin suuri pyörteisyys tai hyvin pieni pyörteisyys (ja siitä johtuva huono dispersio) saavat aikaan puutteita rainan muodostuksessa (pohjassa) tasoviirakoneella, perälaatikon suunnittelun probleemana onkin ollut tehdä sopiva kompromissi näiden kahden äärimmäisyyden välillä. S.o. ensisijaisena tavoitteena perälaatikon suunnittelussa tähän mennessä on ollut saada aikaan pyörteisyystaso, joka on riittävän korkea dispersion kannalta mutta riittävän alhainen vapaan pinnan virheiden välttämisen kannalta muodostusjakson aikana. Selvää on, että paras kompromissi on erilainen pyörteisyystaso eri tjyppisiä paperinvalmistuskoostu-muksia, sakeuksia, viiratason rakenteita, ajonopeuksia jne. varten.

Näin ollen yleispätevää perälaatikkorakennetta on vaikeata tai jopa mahdotonta saada aikaan nykyisin käytettävissä olevilla laitteilla ja tekniikalla. Lisäksi, koska näissä kompromisseissa aina täytyy luopua par- 3 51229 haasta mahdollisesta dispersiosta ja/tai parhaasta mahdollisesta vir-taustavasta tasoviiralla, voidaan todeta, että perälaatikkorakenteessa nykyisin on paljon parantamisen varaa.

Arkinmuodostuksen puutteellisuudet, jotka johtuvat näistä äärimmäisyyksistä perälaatikon rakenteessa, s.o. perin suuresta tai perin pienestä pyörteisyydestä, tulevat vielä enemmän esiin käytettäessä sellaista tasoviirakonetta, jossa kaikki rekisteritelat ja siivekkeet on korvattu imulaatikoilla. Tällöin, kun pyörteisyys on hyvin alhainen, kuten esimerkiksi tavanomaisen reikäterätyyppisen perälaatikon purkaus-suihkussa, imulaatikkojen aiheuttaman nopean veden poistumisen vaikutuksesta ilman rekisteritelojen vaikutusta muodostuneen rainan muodostus (pohja) kuvastaa suoraan poistosuihkun huonoa dispersiota. Toisaalta kun pyörteisyys on hyvin korkea, viiralla virtaavan massan vapaassa pinnassa kehittyy aaltokuvio seurauksena pyörteisyydestä. Jos vesi tässä tapauksessa poistuu nopeasti, rainan muodostus kuvastaa näiden aaltojen massajakautumakuviota„ Paitsi vapaan pinnan aaltokuvioita, liiallinen pyörteisyys voi myös temmata mukaansa ilmaa ja särkeä sakeutuneen kui-tumaton, joka on aikaisemmin kerrostunut, ja aiheuttaa muodostus- (pohja-) virheitä.

Näin ollen, paitsi että nykyiset perälaatikon ominaisuuksien äärimmäisyydet ovat sopimattomat, on myös vaikeata löytää sopivaa kompromissia. sovellettavaksi imulaatikolla varustettuun tasoviirakoneeseen.

Esillä olevan keksinnön mukaisen ainutlaatuisen ja uuden osien yhdistelmän ansiosta paperimassa saadaan toimitetuksi paperikoneen muo-dostuspinnalle niin, että poistosuihkussa on korkea kuitujen disper-siotaso ja alhainen pyörteisyystaso. Näissä olosuhteissa kehittyy hienoskaalainen kuitujen dispersio, joka ei huonone pyörteisyyden vaimentuessa; ainakaan se ei huonone siinä määrin kuin niissä pyörteisissä dispersioissa, jotka kehittyvät tavanomaisissa perälaatikkorakenteissa.

On todettu, että juuri suuriskaalaisen pyörteisyyden puuttuminen estää kuitujen karkean uudelleen höytelöityrnisen, koska höytelöityminen on pääasiassa seuraus pieniskaalaisen pyörteisyyden häviämisestä ja suuri-skaalaisen pysyvyydestä. Dispersion säilyminen virtauksessa tasoviiralla taas johtaa suoraan muodostuksen (pohjan) paranemiseen.

Menetelmä, jolla edellä mainittu saadaan toimeksi, s.o. kehitetään pienen skaalan pyörteisyyttä ilman suuren skaalan pyörteitä, on se että kuitusulppu johdetaan läpi yhdensuuntaisten kanavien muodostaman järjestelmän, jossa kanavat ovat kooltaan yhdenmukaisia ja pieniä, mutta niiden avoimen poikkipinta-alan osuus on suuri. Nämä molemmat ehdot, if 51229 nimittäin yhdenmukainen pieni kanavakoko ja suuri ulostuloaukon avoimen pinta-alan osuus ovat välttämättömiä. Näin ollen kanavavirrassa kehittyneen suurimman pyörteisyyden suuruusluokka on sama kuin yksityisten kanavien syvyys, ja pitämällä yksityisten kanavien syvyys pienenä saadaan pyörtei syyden mittakaava pieneksi. On välttämätöntä että ulostuloaukon avoimen poikkipinta-alan osuus on suuri, jotta saadaan estetyksi suuren mittakaavan pyörteisyyden kehittyminen poistumisvyö-hyl&eessä. S.o. suuret umpinaiset alueet kanavien ulostulokohtien välissä aiheuttaisivat suurta pyörteisyyttä näiden alueiden va navedessä.

Virtauskanavien on näinollen periaatteessa muututtava kooltaan suurikokoisesta tuloaukosta pienikokoiseen poistoaukkoon. Tämän muutoksen tulee tapahtua melkoisella matkalla, jotta suuret karkeat virtaushäiriöt, jotka ovat syntyneet sisääntulorakenteen vanavedessä ehtivät pienentyä halutuksi pieneksi pyörteisyydeksi.

Kanavia heti sisääntulorakenteen jälkeen rajoittavien seinien tulee olla riittävän jäykät pystyäkseen vastustamaan mainittujen karkeiden virtaushäiriöiden aiheuttamaa muodonmuutosta ja aaltoilua ja siitä johtuvia dynaamisen paineen vaihteluita. Tästä syystä on tärkeätä, että tuloaukolla on kohtuullisen suuri avoin poikkipinta-ala niin että kohtuuttoman suuret paineenvaihtelut alavirran puolella saadaan vältetyksi. Näin ollen, mitä hienctnm aksi karkea pyörteisyys virtauskanavassa muuttuu sitä vähemmän jäykkiä kanavan seinien tarvitsee olla vääntymistä kestääkseen. Yksinkertainen tapa saada aikaan jäykkyyttä on lisätä kanavan seinämän paksuutta, ja tämä onkin se rakennetapa, jota nyt käytetään kuten jäljempänä yksityiskohtaisesti selitetään. Koska näin ollen on toivottavaa, että kanavien seinät vähitellen muuttuvat jäykistä paksuista elimistä kanavan ylävirtapääs-sä ohuiksi elimiksi alavirtapäässä, virtauksen säätämisrakenteena tulee olla vähitellen suppenevat kanavat, joita rajoittavat seinät, jotka samanaikaisesti hitaasti suppenevat ja vähitellen tulevat vähemmän jäykiksi. Täten kanavakoon ja kanavia rajoittavien seinien samanaikainen suppeneminen täydentävät toistensa vaikutusta. Kanavan .syvyyden pienenemisen johdosta painevaihtelut muuttuvat vähäisemmiksi ja siten intensiteetiltään alemmiksi, mikä tekee mahdolliseksi käyttää ohuempia seiniä kanavia rajoittamassa. Pienenevän seinän paksuuden johdosta kanavien välinen pinta-ala lähenee sitä pientä mittaa, joka sillä on oltava poistopäässä. Tätä samanaikaisen suppenemisen periaatetta pidetään tärkeänä tämän keksinnön mukaisessa raken- 5 51229 teessä. Sen lisäksi, että kanavan seinämät alavirtapäässä ovat ohuet, ne voivat myös olla ja mieluummin ovatkin taipuisat seuraavista syistä: 1) taipuisuus tekee laahauselimille mahdolliseksi hakeutua hydrodynaamisesti stabiileihin asemiin, mikä merkitsee tasaisia välimatkoja, ja 2) taipuisuus siellä, missä kanavien poikkileikkauksen pinta-ala on pieni, tekee suurille kuitukimpuille ja vieraille kappaleille mahdolliseksi vapaan läpäisyn.

Käin ollen eräänä tärkeänä esillä olevan keksinnön tarkoituksena „ on saada aikaan paperimassan syöttöjärjestelmä perälaatikon muodossa, massan syöttämistä varten paperikoneen muodostuspinnalle sellaisessa tilassa, että dispersio on mahdollisimman hyvä pyörteisyy-den ollessa mahdollisimman pieni purkaussuihkussa.

Toisena esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan paperikonetta varten perälaatikko, joka kehittää kuitujen hieno- dispersion, joka ei liiallisesti huonone pyorteisyyden vaimetessa .

Keksinnön muut tarkoitukset, edut ja ominaisuudet selviävät edelllisestä selityksestä ja tarkemmin tämän patenttiselityksen edistyessä oheisten piirustusten yhteydessä luettuna, joissa:

Kuvio 1 on pystyleikkauskuvanto, joka esittää esillä olevaa keksintöä sovellettaessa käytettävää perälaatikkorakennetta,

Kuvio 2 on pystyleikkauskuvanto, joka esittää toista sovellutus-muotoa tämän keksinnön mukaan käytettävästä perälaatikkorakenteesta,

Kuvio 3 on poikkileikkauskuvanto otettuna kuvion 2 viivaa III-III

myöten,

Kuvio *+ on poikkileikkauskuvanto otettuna kuvion 2 viivaa III-III myöten, ja esittää erästä tämän keksinnön muunnosta,

Kuvio 5 on poikkileikkauskuvanto kuvion 2 viivaa III-III myöten jc esittää erästä toista tämän keksinnön muunnosta,

Kuvio 6 on suurennettu pystykuvanto kuvioissa 1 ja 2 esitettyihin sovellutusmuotoihin kuuluvasta olennaisesta elimestä,

Kuvio 7 on poikkileikkauskuvanto kuvion 6 viivaa VII-VII myöten, Kuvio 8 on poikkileikkauskuvanto kuvion 6 viivaa VII-VII myöten ja esittää kuviossa 6 esitetyn elimen toista muotoa,

Kuvio 9 on tasokuvanto kuviossa 6 esitetystä elimestä,

Kuvio 10 on tasokuvanto, joka esittää kuvion 6 elintä hiukan erilaisessa nuodossa,

Kuvio 11 on pystyleikkauskuvanto, joka esittää vielä erästä toista 6 51229 perälaatikkorakenteen sovellutusmuotoa, jota käytetään tämän keksinnön mukaan,

Kuvio 12 on poikkileikkauskuvanto kuvion 11 viivaa XI-XI myöten,

Kuvio 13 on poikkileikkauskuvanto kuvion 11 viivaa XII-XII myöten,

Kuvio Ib- on aksonometrinen kuvanto eräästä kuvion 11 mukaisen rakenteen olennaisesta elimestä,

Kuvio 15 on pystyleikkauskuvanto eräästä erilaisesta tämän keksinnön sovellutusmuodosta, ja

Kuvio 16 on perspektiivikuvanto kuvion 15 mukaisen rakenteen eräästä olennaisesta elimestä.

Seuraavassa piirustusten tarkastelussa sana poikittainen tarkoittaa paperikoneen poikkisuuntaa ja pitkittäinen n.k. koneen suuntaa.

Kuviosta 1 näkyy muodostusviira F, joka kulkee rintatelan 10 ympäri muodostaen tavanomaisen muodostuspinnan, jolle paperimassaa syötetään yleisesti viitemerkinnällä S merkityn suutinaukon kautta.

Suutin S on kiinnitetty yleisesti viitenumerolla 11 merkityn perälaati-kon etupäähän, joka perälaatikko muodostaa suutinkammion 11a sekä suu-tinta edeltävän virtauskammion 11b, joka suuntaa massan, virtaamaan suu-tinta 3 kohti.

Tavanomaisessa massansyöttölaitteessa massa yleensä syötetään sellaiseen perälaatikkoon kuin tässäkin käytetään, massapumpusta tai muusta sopivasta massalähteestä verraten pientä nopeakulkuista johtoa myöten, joka kuvioon 1 on viitenumeron 12 kohdalle merkitty suppenevana koneen poikkisuuntaisena jakoputkena, jossa on tuloaukko 12a sillä puolella perälaatikkoa 11, josta se näkyy kuviossa 1, ja poikkileikkauspinta-alaltaan pienempi poistoaukko 12b kammion 12 takapuolella, niin että massa virtaa yleisesti poikittaisessa suunnassa tulojakoputkea 12 myöten. Mitä tahansa monista tunnetuista massan syöttölaitteista voidaan käyttää poikittaisen massan virtauksen aikaansaamiseksi kammioon 12 niin että paine on olennaisesti yhdenmukainen este- eli reititetyn kiinnityslaatan 13 ylimalkaisella alueella. Reititetty laatta 13 on poikittaissuunnassa massan tulojohtoon 12 nähden ja siinä on useita reikiä 13a, 13'o, 13c jne., jotka ovat ylimalkaisesti yhdensuuntaiset ja jotka ovat poikittaisen matkan päässä toisistaan muodostaen joukon yleisesti yhdensuuntaisia reikiä, jotka ulottuvat laatan 13 koko alueelle. Laatta 13 kannattaa joukkoa diffusorisuuttimia lb-a, lb-b, lbc jne., joista kukin on sovitettu yhteen laatassa 13 olevista rei'ista 7 51229 13a, 13b, 13c. Alavirran puoleisessa päässään diffusorisuuttimet ovat yhteydessä suutinta edeltävään virtauskammioon lib. Kammiota 11b rajoittavat massanvirtauksen suunnassa diffusorisuutinten l*+a, l^b, l^c · - — -- jne. alavirtapäät sekä rei itetty laatta 15, joka ulottuu poikittain perälaatikon 11 poikki.

Laatassa 15 on joukko reikiä 15a, 15b, 15c jne. umpinaisten alueiden 16a, 16b, 16c jne. väliin jaettuina.

Reiät 15a, 15b, 15c jne. ovat yleisesti vaakasuorissa tasoissa niin että rivien väliin jää jatkuvat ehjät alueet 16a, 16b, 16c jne.

Ehjien alueiden läpi pistävät laatat 19, 20, 21 jne. Nämä laatat ulottuvat poikittaissuunnassa suutlnkammion 11a poikki ja pituussuunnassa kohti suutinta S. Huomattakoon lisäksi, että laatat 19, 20, 21 jne. myös pituussuunnassa ulottuvat laatan läpi ylävirran suuntaan ja että niiden ylävirran puolisiin päihin on kiinnitetty poikittaiset sauvat 22, 23, 2b jne. Tämä ainutlaatuinen ja uusi reikien 15a, 15b, 15c jne., ehjien alueiden 16a, 16b, 16c jne., rei'itetyn laatan 15 ylävirran puolelle ulottuvien laattojen 19, 20, 21 jne. ja sauvojen 22, 23, 2b jne., yhdistelmä tekee mahdolliseksi huomattavasti suurentaa reititetyn laatan 15 avointa pinta-alaa, minkä edullisuus seuraavassa selitetään yksityiskohtaisesti.

Kun laattojen 15 avoin pinta-ala suurenee, reikien välisten ehjien alueiden pinta-ala pienenee olennaisesti. Näillä kapeilla ehjillä alueilla on taipumus kerätä kuituja, joiden kertyminen vähitellen lisääntyy ja saattaa johtaa siihen, että suuria kuitukimppuja irtoaa suutin-kammioon 11a aiheuttaen paperinvalmistusprosessin keskeytymisen. Kuitujen ehjille alueille kertymisen estämiseksi laatat 19, 20, 21 jne. on jatkettu' ylävirran suuntaan ehjistä alueista katsoen. Kuitujen kertymisen estämiseksi laattojen ylävirran puoleisiin päihin laattojen päihin on kiinnitetty sauvat 22, 23, 2b jne. Sauvat ovat läpimitaltaan riittävän suuret estääkseen kuitujen tarttumisen niihin. Sauvat voivat tietenkin olla muodoltaan monenlaisia kuten litteitä, tylppiä tai pisa-ranmuotoisia.

Kuten piirustuksesta näkyy suutinkammion 11a poikkileikkauspinta-ala pienenee vähitellen virtauksen suunnassa suutinaukkoa S kohti, ja sitä rajoittavat pituussuunnassa reititetty laatta 15 ja suutinaukko S. Laatat eli laahauselimet 25, 26, 27 jne. ulottuvat laatasta 15 suutinaukkoon S ja jakavat suutinkammion useiksi likimäärin pystysuunnassa jaetuiksi pituussuuntaisiksi kanaviksi 29, 30 31 jne. Kanavat ulottuvat myös suutinkammion 11a poikki. Laahauselimet on ankkuroitu 8 51229 ainoastaan ylävirran puoleisista päistään reititettyyn laattaan 15 ja ovat alavirran puolella vapaasti leijuvina. On sen vuoksi toivottavaa, että laahauselimet kellumiskykynsä puolesta ovat suhteellisen lähellä neutraalia, niin että ne voivat asettua laahauselinten välillä tapahtuvan massan virtauksen hydrodynaamisten vaikutusten mukaan. On myös todettu edulliseksi, että laahauselimet muuttuvat jäykistä paksuista elimistä ylävirtapäässä ohuiksi elimiksi alavirtapäässä. Tämän aikaansaamiseksi suppenevia kanavia rajoittavat laahauselimet ovat niin kuin piirustuksesta näkyy, samanaikaisesti hitaasti suppenevia paksuudeltaan.

Esillä olevan keksinnön käytännöllisessä sovellutuksessa laahauselinten välisten eri kanavien välimatkan C ennen suutinaukkoa S tulee olla suuruusluokkaa 1/8 tuumaa tai pienempi, ja kanavien välisten kiinteiden alueiden tulee kanavien loppupäässä olla kooltaan paljon pienempiä kuin itse kanavat. Näin ollen avoimen pinta-alan tulee poistopääs-sä mieluummin olla suuruusluokkaa ainakin 80-95$. Voidaan kuitenkin myös ajatella suuruusluokkaa 50$ ja sitä suurempia avoimia pinta-aloja. Suutinkammion sisääntulopään tukkeutumisen estämiseksi on syytä pitää jokaisen kanavan 29, 30, 31 jne. pystysuora mitta ylävirtapäässä suuruusluokassa yksi tuuma, ja rei'itetyn laatan 15 avoimen pinta-alan tulee mieluummin olla vähintään 30$. Yleisenä sääntönä kuitenkin jakolaatan aukkojen tulee olla niin pieniä kuin mahdollista virtauskuvion pitämiseksi pienenä, mutta riittävän suuria tukkeutumisen estämiseksi. Nämä kriteerit vaihtelevat kulloisenkin sovellutuksen ja massan ominaisuuksien mukaan.

On edelleen todettu edulliseksi antaa jonkin verran taipuisuutta laahauselinten 25, 26, 27 jne. alavirran puolisille päille. Tämä tai-puisuus muodostaa kätevän keinon saadan aikaan pienet yhdenmukaiset välimatkat elimien välille suutinkammion koko leveydellä alavirtapäässä, koska tämä yhdenmukainen jakautuminen on hydrodynaamisesti stabiili tila tällä nimenomaisella rakenteella sen mukaan kuin kokeet osoittavat.

Täten taipuisuus sallii dynaamisten virtausvoimien sijoittaa laahauselimet paikoilleen; s.o. elimet mukautuvat virtausviivoihin. Vaihtoehtona olisi vaikeata saada aikaan tasaisesti jakautuneita jäykkiä laahauselimiä kiinnittämättä niitä suutinkammion sivuihin, ja silloinkin se olisi vaikeata.

Taipuisat laahauselimet ovat edullisia siltäkin kannalta, että suuret hiukkaset, joita väistämättä esiintyy teollisessa massan virtausjärjestelmässä, pääsevät läpi. Näin ollen esillä olevalle keksinnölle on ominaista se, että laahauselimet eivät ole kiinnitetyt 9 51229 suutinkammion sivuihin, koska tämä yksinkertaistaa rakennetta ja sen avulla vältetään kapeat jäykät kanavat, jotka olisivat alttiita tukkeutumaan kuitujen ja vieraan aineen vaikutuksesta.

Toiminnassa paperimassa johdetaan suppenevaan tuloputkeen 12 tuloaukon 12a kautta. Osa massasta menee suuttimiin 13a, 13b, 13c jne. kun taas loppuosa poistuu suppenevasta tuloputkesta 12 kierrätys-aukon 12b kautta. Suuttimista 13a, 13b, 13c jne. massa kulkee diffu-soreihin l^a, lJ+b, lMc jne. joiden avulla massa jakautuu tasaisesti suutinta edeltävän kammion 11b koko leveydelle. Massan jakautuminen suutinta edeltävän kammion leveydelle on luonteeltaan karkea,niin että pyörteisyyden eli vaihteluiden laajuus siinä on muutaman tuuman suuruusluokkaa. Karkeasti jaettu massa pakotetaan sitten laatan 15 reikien läpi, minkä johdosta pyörteisyyden laajuus jonkin verran pienenee, mutta jää paljon rainan muodostuksen kannalta toivottavan tason yläpuolelle. Sitten massa ohjautuu kanaviin 29, 30, 31 jne. verraten karkean ja intensiivisen pyörteisyyden tilassa. Laahauselinten ylävirran puoleisia päitä kannattaa laatta 15 ja ne ovat riittävän lujat pystyäkseen kompensoimaan massan pyörteisyyden verraten suuren laajuuden ja intensiteetin. Kun massa etenee kanavia myöten, joiden poikkileikkaus vähitellen pienenee, pyörteisyyden intensiteetti ja laajuus pienenevät samoin. Alavirran puoleisessa päässä lähellä suutinosaa S kanavat ovat kapeat ja taipuisien seinien rajoittamat. Tässä päässä pyörteisyyden laajuus on pienentynyt paperinvalmistuksen kannalta hyväksyttävälle tasolle. Tämä pyörteisyyden pieneneminen saadaan aikaan pienentämällä kanavakokoa, vaikka silti karkeat hiukkaset pääsevät läpäisemään ne kanavia rajoittavien laahauselinten taipuisuuden ansiosta. Massan pyörtei-syys kanavissa pienenee siis jatkuvasti karkeasta intensiivisestä tilasta pieneen laajuuteen ja alhaiseen intensiteettiin. Kanavien seinämien paksuus ja jäykkyys muuttuu vähitellen tämän mukaisesti. Lopullisen pyörteisyyden laajuuden kanavien ulostulovlrtauksessa määrää kanavien koko lähellä alavirtapäätä, ja sen intensiteetin määrää virtauksen nopeus kanavien läpi, jonka puolestaan määrää kanavien lukumäärä. Tällä tavoin purkausvirran pyörteisyyden laajuutta ja intensiteettiä voidaan riippumattomasti hallita.

Kuviot 2-12 esittävät lisää yksityiskohtia ja muita muotoja esillä olevasta keksinnöstä.

Kuvion 2 mukainen rakenteeltaan jonkinverran yksinkertaisempi perälaatikko MD käsittää suppenevan tulojakoputken ML, jossa on tulo-aukko k-2 ja ylivirtausaukko *+3. Jakoputken M3 etuseinän muodostaa 10 51229 reititetty laatta 44, jossa on joukko reikiä 45, 46 jne. Nämä reiät ovat mieluummin suuttimen muotoiset ja niiden kautta on avoin yhteys tulojakoputkesta suutinkammioon, jota on yleisesti merkitty viitenumerolla 47. Suutinkammiossa 47 on yläseinä 48 ja alaseinä 4-9, jotka lähenevät toisiaan pituus- eli koneen suunnassa ja päättyvät suutinosaan S2. Suutinkammion etu- ja takapuolella on asianmukaiset poikittaisen matkan päässä toisistaan olevat sivuseinät. Suutinkammion 4-7 sisässä on pituussuuntaisina useita laahauselimiä 50, 51, 52 jne. Jokaisen laahauselimen toinen pää on kiinnitetty rei 'itettyyn laattaan 4-4- suutinkammion 47 ylävirran puoleisessa päässä. Laahauselimet ulottuvat likimäärin suutinkammion koko pituudelle eivätkä ole kiinnitetyt mihinkään muuhun kammion osaan kuin reititettyyn laattaan 4-4.

Laahauselimet pääsevät näinollen vapaasti leijumaan suutinkammion sisässä paitsi kiinnityskohdassaan rei1 itettyyn laattaan 4-4-, jossa ne pysyvät paikallaan. Kun paperimassa virtaa suutinkammion läpi, laahauselimet muodostavat joukon pituussuuntaisia taipuisia kanavia, joiden läpi paperimassa virtaa, minkä johdosta laajamittainen pyörtei-syys paperimassassa vähitellen pienenee kun taas kuitujen dispersio säilyy korkealla tasolla. Näin konditioitu paperimassa poistuu suutin-aukosta S2 ja kerrostetaan tasoviiralle 53 tai mille tahansa muulle asianmukaiselle rainanmuodostuspinnalle. Tasoviiraa 53 kannattaa välittömästi suuttimen alapuolella tela 54, jota tavallisesti nimitetään rintatelaksi.

Niin kuin kuvioista 3-10 näkyy, laahauselimillä voi olla eri muotoisia, joista jokainen helposti voidaan sovittaa erityisiä toimintaolosuhteita vastaamaan. Esimerkiksi, niin kuin alan ammattimiehet helposti käsittävät, saattaa olla kätevintä, että taipuisat elimet 50, 51, 52 jne. ulottuvat suutinkammion poikki täysilevyisten levyjen muodossa niin kuin kuvion 1 yhteydessä on selitetty, silloin luin suutinta edeltävän virtauskaramion poikittainen ulottuvuus on verraten kapea. Toisaalta on ilmeistä, että äärimmäisen laveissa perälaatikoissa voi olla kätevämpää, että käytetään useita verraten kapeita levyjä suutinkammion poikkisuunnassa. Tämän mukaisesti kuvio 4 esittää taipuisia laahauselimiä, jotka ulottuvat koko suutinkammion poikki, niin että taipuisien elinten poikittaissuuntainen mitta on likimäärin sama kuin suutinkammion.

Kuten kuviosta 5 näkyy, yksityisten laahauselinten 60, 6l, 62 jne. poikittaismitta on pienennetty murto-osaksi suutinta edeltävän virtauskammion poikittaismitasta, mikä voi olla kätevämpi tapa perä- 11 51229 laatikoissa, joiden poikittaismitta on verraten suuri.

Kuvio 3 esittää vielä erästä tämän keksinnön sovellutusmuotoa, ja siitä näkyy, että laahauselimet tässä koostuvat useista taipuisista sauvoista tai langoista 63, 61·»-, 65 jne. joiden poikkileikkaus on yleisesti ympyränmuotoinen. Tämä sovellutusmuoto on erityisen käyttökelpoinen silloin kun massan ominaisuuksien vuoksi on käytettävä poikkileikkauspinta-alaltaan äärimmäisen pieniä kanavia.

Kuten kuviosta 6 näkyy, laahauselinten 50, 51, 52 jne. pituussuuntainen leikkaus tehdään mieluummin sellaiseksi, että niiden poikkileikkauspinta-ala pienenee pituussuunnassa virtauksen suuntaan. Leikkaus-alan pieneneminen on tasasuhtainen suutinkammion 11a, kuviossa 1 ja V7 kuviossa 2,poikkileikkauksen pinta-alan pienenemisen kanssa. Tällä tavoin saavutetaan kanavan koon ja taipuisien elinten samanaikaisen suppenemisen toisiaan täydentävät vaikutukset. Kuvion 6 sovellutusmuo-dossa poikittainen poikkileikkaus pysyy olennaisesti suorakulmion muotoisena niin kuin kuviosta 7 näkyy.

Kuvio 8 esittää kuvion 3 laahauselinten 50, 51, 52 jne. poikki-leikkausmuotoa, ja vaikka tämä poikkileikkausmuoto on yleisesti esitetty ympyränä, on huomattava, että tämä poikkileikkaus voi olla muunkin muotoinen, esim. kuusikulmainen, elliptinen tai kolmion muotoinen, riippuen niistä menetelmistä millä taipuisa aine valmistetaan. Kuvioiden 3 ja 8 laahauselimet voivat myös pienetä virtauksen pituussuunnassa niin kuin kuviosta 6 näkyy. Kuviot 9 ja 10 ovat tasokuvantoja taipuisista elimistä 50, 51, 52 jne. ja havaitaan, että elin 50 voi olla tasaleveä niin kuin kuviosta 9 näkyy tai vaihtoehtoisesti sen leveys voi vähitellen pienetä pituussuunnassa niinkuin kuviossa 10.

Kuvio 11 esittää vielä erästä esillä olevan keksinnön sovellutus-muotoa ja siitä havaitaan, että laahauselimille 71, 72, 73 jne. on annettu jossain määrin muunnettu muoto sikäli, että laahauselinten ylävirran puoleiset päät ovat verraten jäykkiä laattoja, joiden päihin on kiinnitetty taipuisat laahauselimet 7*+, 75, 76 ja jne. Kuvio 12 esittää laattoja 71, 72, 73 jne. poikkileikkauksena ja siitä havaitaan, että ne ulottuvat likimäärin suutinkammion koko leveydelle. Kuvio 13 esittää laahauselimiä 7^, 75, 76 jne. poikkileikkauksena ja osoittaa niiden likimääräisen aseman suutinkammioon nähden, jolloin on huomattava, että näiden laahauselinten todellinen lukumäärä teollisessa rakenteessa tulisi olemaan huomattavasti suurempi riippuen tietenkin paperimassan kulloisistakin ominaisuuksista. Kuvio lk on perspektiivikuvanto laattojen 71 ja taipuisien elinten 75 yhdistelmästä. Verraten jäykät

Claims (28)

12 51229 laatat 71 voidaan valmistaa muovista tai metallilevystä ja niiden poikkileikkauksen pinta-ala voi olla olennaisesti vakio tai vähitellen pienenevä virtauksen suunnassa. Taipuisat laahauselimet 7^ tehdään mieluummin suppenevien taipuisten sauvojen muotoon, mutta voivat myös olla vakioläpimittaisten yksisäikeisten lankojen muodossa. Kuvio 15 esittää vielä erästä esillä olevan keksinnön sovellutus-muotoa ja sen mukaan rei'itetty laatta 55 on muodoltaan jonkin verran modifioitu siten, että reikiä on jatkettu virtaussuuntaan lyhyellä putkenpätkällä 56, joka pistää rei'itetyn laatan 55 läpi ja ulottuu sen ohi. Niin kuin kuviossa 16 on yksityiskohtaisesti esitetty, jokaiseen putkeen 56 on kiinnitetty, sen alavirran puoleiseen päähän, joukko taipuisia laahauselimiä 57· Elimet 57 ovat taipuisia lankoja, joiden toinen pää on sopivalla tavalla kiinnitetty putken 56 alavirran puoliseen päähän. Laahauselimiin käytetty aine voi olla metallia tai ei-metallia kuten muovia, kumia, epoksihartsia jne. Näin ollen voidaan todeta, että on saatu aikaan parannettu perä-laatikko, jolla saavutetaan edellä esitetyt tarkoitukset ja edut ja jolla vältetään ne varjopuolet, jotka ovat liittyneet ennestään tunnettuihin perälaatikoihin. Patenttivaatimukset;

1. Laite paperimassan toimittamista varten paperikoneeseen käsittäen perälaatikon suutinkammion (11a, b7), jolla on virtauksen suunnassa asteittain pienenevä poikkileikkaus ja jonka yläseinän (^8) ja alaseinän (U-9) väliin on sovitettu poikittain virtauksen suuntaan yksi tai useampi" pitkänomaisia virtaukseen vaikuttavia ohjauselimiä, tunnettu siitä, että ohjaus- tai laahauselin tai -elimet (25, 26, 27, 50, 71, 76) on sovitettu yhteen tai useampaan vaakasuoraan tasoon ja ovat fysikaalisilta ominaisuuksiltaan sellaiset ja siten kiinnitetyt suutinkammion (11a, k-7) ylävirran puolella olevaan osaan ainoastaan ylävirran puoleisista päistään alavirran puoleisten päitten ollessa vapaat, että ohjaus- tai laahauselinten on mahdollista hakeutua hyd-rodynaamisesti oikeisiin asentoihin suutinaukkoa (S) kohti virtaavan massan niihin kohdistamien voimien suhteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että pitkänomaiset, toisistaan riippumattomat laahauselimet (25, 26, 27. rajoittavat useita suppenevia kanavia (28, 29, 30, 31), jotka ovat yleisesti massavirtauksen suuntaiset. 13 51229

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että laahauselinten (25-27, 50, 71-73) leveys pääasiassa vastaa suutinkammion (11a, b7) leveyttä (kuv. h ja 12). Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että laahauselinten (25-27, 50) poikkipinta-ala jatkuvasti pienenee massavirtauksen suunnassa.

5· Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että laahauselinten (71-73) poikkipinta-ala pienenee epäjatkuvasti tai portaittain massavirtauksen suunnassa.

6. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 1-5 mukainen laite, tunnettu siitä, että pitkänomainen elin tai pitkänomaiset, toisistaan riippumattomat elimet (25, 26, 27) muodostuvat yhdestä tai useammasta levystä tai laatasta (51), joka tai jotka levittäytyvät suutinkammion (11a, k-7) poikittaissuuntaan.

7. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimusten 1-5 mukainen laite, tunnettu siitä, että pitkänomaiset, toisistaan riippumattomat elimet (25, 26, 27) ovat sovitetut yhteen tai useampaan rimojen (60, 61, 62) tai sauvojen (63, 61*, 65) muodostamaan riviin joka rivi tai jotka rivit ulottuvat suutinkammion (11a, k-7) poikittaissuuntaan.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että pitkänomaiset, toisistaan riippumattomat elimet (25, 26, 27) ovat rimoja (60, 61,62), joilla on pääasiassa suorakaidemainen poikkileikkaus.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että pitkänomaiset, toisistaan riippumattomat elimet (25, 26, 27) ovat sauvoja (63, 6*f, 65), joilla on pääasiassa ympyrämäinen poikkileikkaus .

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunne ttu siitä, että pitkänomaiset, toisistaan riippumattomat elimet (25, 26, 27) ovat sauvoja, joilla on pääasiassa kolmiomainen poikkileikkaus.

11. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunne t -t u siitä, että pitkänomaiset, toisistaan riippumattomat elimet (25, 26, 27) käsittävät ylävirran puolella olevia, jäykkiä osia (71, 72, 73) ja alavirran puolella olevia, taipuisia osia (7*+, 75? 76) kiinnitettyinä jäykkien osien (71, 72, 73)alavirran puoleisiin päihin.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että jäykillä osilla (71, 72, 73) on pääasiassa ympyrämäinen poikkileikkaus.

13· Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu lb 51229 siitä, että jäykillä osilla (71, 72, 73) on pääasiassa suorakaidemainen poikkileikkaus. l*t. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että jäykillä osilla (71, 72, 73) on pääasiassa kolmiomainen poikkileikkaus.

15· Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että jäykät osat (71, 72, 73) ovat putkimaisia (56). 16. patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että taipuisat osat (7b, 75» 76) ovat erillisiä lankoja (57).

17· Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että pitkänomaiset elimet (25-27, 50» 56, 57» 71-73) ja erikoisesti niiden alaosat (57» 71-73) suurin piirtein leijailevat vapaasti mas-savirrassa.

18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että joukko jäykkiä levyjä (19-21) kulkee suutinkam-mion (11a) ylävirrassa olevan osan (15) pintojen läpi, joilla levyillä on suunnilleen sama leveys kuin suutinkammiolla (11a) sekä ylävirran suunnassa osia, jotka ovat siten sovitetut, että levyn pituus virtauksen suunnassa on erilainen kuin viereisen levyn, jolloin pääasiassa suutinkammion (11a) poikkisuunnassa oleva tanko (22-2*+) on kiinnitetty itsekunkin levyn (19-21) virtauksen suuntaa vastaan käännettyyn päähän.

1. Anordning för tillförsel av mäld i en pappersmaskin omfattade i en inloppsllda en munstyckskammare (11a, V?) med i strömningsrikt-ningen gradvis avtagande tvärsnittsarea och mellan vars övre vägg (Μ3) och nedre vägg (*+9) anordnats i tvärriktningen i förhällande tili strömningsriktningen ett eller flera längsträckta, strömningen päver-kande styrorgan, kännete cknad äv, att styr- eller släp-organet eller -organen (25, 26, 27, 50» 71» 76) har anordnats i ett eller flera vägräta pian och är tili sinä fysikaliska egenskaper sädana och pä sä sätt fästa vid munstyckskammarens (11a, **7) uppströms belägna parti enbart vid sinä uppströms belägna ändar medan de ned-ströms belägna ändarna är fria, att styr- eller släporganen har möjlighet att söka sig in i hydro-dynamiskt riktiga lägen i för-h4llande tili de krafter de utsättas för av den mot munstycksöppningen (S) strömmande mälden.

2. Anordning enligt patentkravet 1, kännetecknad 15 51229 av, att de längsträckta, av varandra oberoende släporganen (25, 26, 27) begränsar ett antal konvergerande kanaler (28, 29, 30, 3D, som sträcker sig 1 huvudsak i mäldströmmens riktning.

3· Anordning enligt patentkravet 1, kännetecknad av, att bredden av släporganen (25-27, 50, 71-73) 1 huvudsak mot-svarar bredden av munstyckskammaren (11a, b7) (fig. *+ och 12). D A.nordning enligt patentkravet 1, kännetecknad av, att tvärsnittsarean av släporganen (25-27, 50) avtager kontinuer-ligt i mäldströmmens riktning.

5· Anordning enligt patentkravet 1, kännetecknad av, att tvärsnittsarean av släporganen (71-73) avtager diskontinuer-ligt eller stegvis i mäldströmmens riktning.

6. Anordning enligt nagot eller nägra av patentkraven 1-5, kännetecknad av,'ätt det längsträckta organet eller de längsträckta, av varandra oberoende organen (25, 26, 27) utgöras av en eller flera skivor eller plattor (5D, vilken eller vilke breder ut sig i munstyckskammarens (11a, by) tvärriktning.

7· Anordning enligt nägot eller nägra av patentkraven 1-5, kännete cknad av, att de langsträckta, av varandra oberoende organen (25, 26, 27) är anordnade i en eller flera rader bildade av ribbor (60, 61, 62) eller stavar (63, 6*+, 65), vilken rad eller vilka rader sträcker sig i munstyckskammarens (11a, b7) tvärriktning.

8. Anordning enligt patentkravet 7, kännetecknad av, att de langsträckta, av varandra oberoende organen (25, 26, 27) bestär av ribbor (60, 61, 62) med i huvudsak rektangulärt tvärsnitt.

9. Anordning enligt patentkravet 7, kännetecknad av, att de langsträckta, av varandra oberoende organen (25, 26, 27) bestär av stänger (63, 6*f, 65) med i huvudsak cirkulärt tvärsnitt.

10. Anordning enligt patentkravet 7, kännetecknad av, att de längsträckta, av varandra oberoende organen (25, 26, 27) bestär av stänger med i huvudsak triangulärt tvärsnitt.

11. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknad av, att de längsträckta, av varandra oberoende organen (25, 26, 27. omfattar uppströms belägna, styva delar (71, 72, 73) och nedströms belägna, böjliga delar (7b, 75» 76) fästade vid de nedströms belägna ändarna av de styva delarna (71, 72, 73)·

12. Anordning enligt patentkravet 11, kännetecknad av, att de styva delarna (71, 72, 73) har ihuvudsak cirkulärt tvärsnitt.

13· Anordning enligt patentkravet 11, kännetecknad