FI57987B - Daempningsanordning foer tryck- och viskositetsstoerningar i massasuspensionsstroemmen till inloppslaodan i en pappersmaskin - Google Patents

Description

- -----I rRl KUULUTUSJULKAISU

jj&ljf ^ UTLAGGNIngsskrift 5 7987 c patentti myönnetty 10 11 1900 ^ Patent meddelat (51) Ky.ik.Va3 D 21 P V02, 1/06 SUOMI —FINLAND (11) Ptunttllwk·™.-Pttt»t»n«6knin« 772075 (22) HtkwnltpUvi—AnaMcnlnpdtg 01.07*77 ' (23) AlkupilvS— Glhlghttadic 01.07-77 (41) Tullut Julktoksl — Blfvlt offentllj 02.01.79

Patentti· la r*ki*tarihaliitu« .... ......... .......

R i . , (44) NlhtIvik*lp*non jt kuuLJulluliun pvm. —

Patent· och regirtentyralaan 7 Amdion uthgd oeh utUkrtfwn pubik*nd 31.07.80 (32)(33)(31) «tuolkeui—Begird priorHet (71) Valmet Oy, Punanotkonkatu 2, 00130 Helsinki 13» Suomi-Finland(FI) (72) Erkki Ilmoniemi, Vaajakoski, Olavi Kokkonen, Jyväskylä, Suomi-Finland(Fl) (7^) Forssan & Salomaa Oy (51*) Paperikoneen perälaatikkoon tulevan massasuspensiovirtauksen paine- ja sakeushäiriöiden vaimennuslaite - Dämpningsanordning för tryck- och vis-kositetsstörningar i massasuspensionsströmmen tili inloppsl&dan i en pappersmaskin

Keksinnön kohteena on paperikoneen perälaatikkoon tulevan massasuspensiovirtauksen paine- ja sakeushäiriöiden vaimennusIaite, joka käsittää vaimennus-säiliön, jonka sisällä olevaan suljettuun ilmatilaan on massasuspensiovirtauk-sella vapaa pinta ja johon säiliöön massasuspensiovirtaus tuodaan jakotukiI la ja josta se johdetaan ulos ns. kokoavalla tukilla ainakin sakeushäiriöitä vaimentavan moniviipymäperiaatteen mukaisesti.

Keksinnön taustan selvitykseksi todetaan, että paperikoneen massasysteemin kuiva-ainevirran suhteen pyritään siihen, että perä laatikon huuli aukon jokaisen pituuseIementin kohdalta virtaisi jatkuvasti ulos sama kuiva-ainemäärä aikayksikössä vakiona pysyvällä nopeudella. Jos mainittu virta on sama koko huuli-aukon leveydeltä, mutta vaihtelee ajan mukana, syntyy paperin kuivapainoon paperikoneen suuntaista vaihtelua.

Jos massasuspensiovirta on ajan suhteen vakioi linen, mutta vaihtelee eri kohdilla paperikoneen leveyssuunnassa, syntyy paperin kuivapainoon poikkisuun-taista painovaihtelua. Tunnetusti tätä vaihtelua säädetään perä laatikon huulen hienosäatökarojen avulla.

2 5798?

Jos mainittu massavirta on samanaikaisesti koko huuliaukosta mitattuna ajasta riippumaton ja lisäksi joka kohdalla paperikoneen leveyttä keskimäärin sama pitemmällä aikavälillä tarkasteltuna, mutta ajanhetkestä toiseen erilainen, eri kohdilla koneen leveyssuunnassa syntyy paperiin satunnaisesti sijoittuvia painavampia ja kevyempiä kohtia eli ns. jäännösvaihteIua. Viimemainittu vaihtelu aiheutuu sekä peräIaatikossa muodostuvien turbulenssi pyörtei den vaikutuksesta ulostulovirtaamaan että kuiva-aineen pienimittakaavaisesta epätasaisesta jakautumasta massasuspensiossa.

Edellä selostettujen pintapainovaihteI uiden suuruus (amplitudi) valmiissa paperissa on riippuvainen sekä näitä häiriötä aiheuttavien häiriölähteiden kehittämien häiriösignaaI ien voimakkuudesta (amplitudista), ja etenkin systeemin kyvystä vaimentaa tai jopa vahvistaa systeemiin sisään tulevia ja siinä itsessään syntyviä eri taajuisia häiriöitä.

Ensiksi mainittu paperin konesuuntainen kuivapainon vaihtelu pääasiallisesti aiheutuu ensiksikin peräIaatikkoon tulevassa massan syöttöputkessa esiintyvästä tilavuusvirran vaihtelusta ja toiseksi samassa putkessa aina esiintyvistä, äänen nopeudella etenevistä paineaalloista, jotka huuliaukossa muuttuvat suihkun liike-energian vaihteluiksi, sekä kolmanneksi suurimlttakaavai-sista sakeusvaihteIuista mainitussa massan syöttöputkessa. Lisäksi on huomattava, että myös paperikoneen viiraosan alkupää deformoi sille purkautunutta massasuspensiokerrosta.

Suurimittakaavainen (hyvin pienitaajuinen) sakeusvaihteIu voidaan vaimentaa sinänsä tunnetulla koneelle tuotavan sakean massan sakeussäädöllä. Koska sakeussäätö on luonteeltaan hidas ja koska lisäksi massän sekoituskohdassa syntyy uusia sakeushäiriöitä perä laati kkoon menevän massan sakeudessa, tarvitaan Iähestymisputkistossa myös passiivista vaimennusta.

Tällä keksinnöllä on eräänä tarkoituksena kehittää edelleen hakijan suomalaisessa patenttihakemuksessa n:o 750889 esitettyä menetelmää ja laitetta.

Mainitun patenttihakemuksen mukaiselle menetelmällehän on pääasiallisesti tunnusomaista se, että massasuspension Iähestymisputkistoon on sijoitettu erityinen ilmatyynyllä varustettu tasaussäiIiö, johon massan sisäänsyöttö ja josta massan ulossyöttö tapahtuvat ainakin sakeushäiriöitä vaimentavalla moniviipymäperiaatteella ja että mainittu tasaussäiIiö on sekä sijoitettu mainittuun Iähestymisputkistoon että mitoitettu häiriöiden taajuusspektrit ja häiriöiden vaimennus huomioonottaen.

3 57987

Mainitun patenttihakemuksen n:o 750889 mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että laite käsittää sopivimmin makaavan ja Iieriövaipalla varustetun tasaussäiIiön, jonka vastakkaisille puolille on kytketty olennaisesti tasavälein massasuspension moniviipymäperiaatteen mukaiset tulo- ja lähtöputket, jotka on yhdistetty sopivimmin kartiomaisiin keräysputkiin, joissa massasuspension virtaussuunnat ovat keskenään vastakkals-suunta isiä.

Mainitun patenttihakemuksen n:o 750889 mukaisessa vaimentimessa on sekä jako-tukki että kokoava tukki yhdistetty tietyin välein sijoitetuilla putkilla varsinaiseen vaimennussäiIiöön. Tästä aiheutuu monimutkaisuuden lisäksi sellainen periaatteellinen epäkohta, että ne sakeushäiriöt, joiden aallonpituus jakotukissa vastaa mainittujen yhdysputkien välimatkaa, eivät vaimene tässä laitteessa lainkaan. Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin kehittää edelleen mainitussa patenttihakemuksessa esitettyä laitetta niin, että saadaan aikaan halvempi ja yksinkertaisempi vaimennusIaitteen rakenne sekä että edellä mainittu periaatteellinen epäkohta tulee vältetyksi. Näihin ja myöhemmin selviäviin keksinnön päämääriin pääsemiseksi keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainittu jakotukki ja kokoava tukki on sijoitettu vaimennussäiI1ön sisälle ja että jakotukin ja kokoavan tukin muodostavat kanavat avautuvat olennaisesti jatkuvan raon tai vastaavan kautta vaimennussäiIiön massasuspensiotilaan.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kaaviollisissa kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen sovellutusesimerkkiin, johon keksintö ei ole rajoitettu.

Kuvio I esittää sivulta nähtynä osittain leikattuna kuvana keksinnön mukaista va i mennusI a i tetta.

Kuvio 2 esittää pysty leikkausta kuvion I viivaa II-Il pitkin.

Kuvio 3 esittää vaaka leikkausta kuvion I viivaa lll-lll pitkin.

Kuvio 4 esittää keksinnön mukaiselle valmennuslaitteelle ominaista sakeushäi-riöiden vaimennusta taajuuden funktiona.

Kuvioiden 1,2 ja 3 mukaisesti käsittää vaimennus I ai te suljetun säiliön 10, jonka lieriömäistä vaippaa on merkitty viitenumeroI I a II ja päätyjä viite- 4 57987 numeroilla 12 ja 13. Painehäiriöiden vaimennuksen aikaansaamiseksi on massa-suspensiovirtauksella vapaa pinta S säiliön 10 suljetun ilmatilan V kanssa.

Massasuspensiovirtauksen sakeushäiriöiden vaimentamista silmälläpitäen on massasuspensiovirtaus tuotu vaimennussäiIiöön 10 ja johdettu siitä moni-viipymäperiaatteen mukaisesti, jonka yksityiskohtien tarkemman selvityksen osalta viitataan edellä mainittuun hakijan aikaisempaan suomalaiseen patenttihakemukseen n:o 750889. Yksinkertaisen rakenteen aikaansaamiseksi on massasuspensiovirtauksen johtaminen säiliöön 10 ja sieltä pois toteutettu sovittamalla vaimennussäi Iiön 10 sisälle jakotukin ja kokoavan tukin muodostavat, sivuille avoimet virtauskanavat 18a ja 18b, jotka erottaa toisistaan pystysuuntainen väliseinä 19.

Massasuspension tulovirtauksen F. putki on yhdistetty laipalla 14a virtaus-kanavaan 18a ja vastaavasti poistovirtauksen F ^ putki on yhdistetty laipalla I4b poistokanavaan 18b. Kanavat 18a ja 18b ovat säiliön 10 pohjaan saakka väliseinän 19 erottamat, mutta ne avautuvat sivultaan tasalevyisen raon 20a, vast. 20b kautta vaimennussäiIiön 10 massasuspensiotiIaan. Kuviossa 2 on massasuspensiovirtausta kanavasta 18a säiliöön 10 merkitty viitteellä F-. ja vastaavaa paIuuvirtausta kanavaan 18b viitteellä Fc ..

Säiliössä 10 kiertävää massasuspensiovirtausta on merkitty viitteellä F<..

Kuten kuviosta I parhaiten selviää, on virtauskanaviI la 18a ja 18b kalteva katto 17, jonka yläpuolelle rajoittuu tyhjä tila 16. Näin ollen virtaus-kanavan 18a poikkipinta tasaisesti pienenee virtauksen ja säiliön 10 aksi-aaIisuunnassa ja paluukanavan 18b poikkileikkaus vastaavasti kasvaa poisto-virtauksen F ^ suunnassa. Näin saadaan aikaan portaaton moniviipymäperi-aatteella toimiva sakeushäiriöiden vaimennus.

Edellä selviävällä tavalla on vaimennussäiIiön sekä ns. Jakotukki että ns. kokoava tukki sijoitettu itse vaimennussäiIiön sisään, jolloin niiden rakenne yksinkertaistuu, koska paine-ero niiden sisä- ja ulkopintojen välillä on erittäin pieni.

Kuviossa 4 tarkoittaa C. valmentimeen sisääntulevien sakeushäiriöiden i n amplitudia ja C vaimentimesta lähtevien sakeushäiriöiden amplitudia.

Ns. moniviipymäperiaate tulee toteutetuksi vaimentimossa, kun massasuspens iovi rtauksen sekä tulo- että lähtöputki on liitetty säiliön I0 samaan 5 57987 päähän. Tällöin saadaan aikaan tehokas (yli 3dB) sahaushäiriöiden vaimennus (kuvio 4) taajuutta f = ( I )

r T

suuremmilla häiriötaajuuksiI I a. Kaavassa (I) T tarkoittaa vaimentimeen tulevan nestealkion pisimmän mahdollisen ja lyhimmän mahdollisen viipymisajan erotusta. Jos nesteen (massasuspension) nopeus jakotukissa ja kokoavassa tukissa on sama (v) vaimentimen aksi aa Iisuunnassa ja vaimentimen pituus on L, on T = — (2) v Näin ollen vaimennin toimii sitä tehokkaampana sakeushäiriöiden vaimentlmena, mitä pitempi se on ja mitä alhaisempi on virtausnopeus jakotukissa ja kokoavassa tukissa.

Viitatun suomalaisen patenttihakemuksen n:o 750889 mukaisessa vaimentimessa on sekä jakotukki, että kokoava tukki yhdistetty tietyin välein sijoitetuilla putkilla varsinaiseen säiliöosaan. Tästä johtuen sakeushäiriöt, joiden aallonpituus jakotukissa vastaa mainittuja yhdysputkien välimatkaa, eivät vaimene siinä lainkaan. Tämän keksinnön mukaisessa vaimentimessa jako-tukki ja kokoava tukki on yhdistetty vaimenninosaan jatkuvalla raolla 20, jolloin edellä kuvattu haitta on poistettu.

Jos vaimentimella 10 halutaan vaimentaa vain paine- ja virtaamahäiriöitä, voivat tulo- ja lähtöputki olla säiliön eri päissäkin.

Jos perä laatikon (ei esitetty) jakotukki on suorakaiteen muotoinen, on edullista tehdä vaimentimesta 10 perälaatikon jakotukkiin johtava yhdysputki suorakaiteen muotoiseksi, jolloin virtaus tulee stabiilissa tilassa perälaatikon jakotukkiin.

Keksintö ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu edellä vain esimerkin vuoksi selostettuihin yksityiskohtiin, jotka voivat vaihdella seuraavassa esitettävien patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (4)

6 57987 Patentt i vaat i mukset

1. Paperikoneen perä laatikkoon tulevan massasuspensiovirtauksen (F) paine- ja sakeushäiriöiden vaimennus laite, joka käsittää vaimennussäiIiön (10), jonka sisällä olevaan suljettuun ilmatilaan (V) on massasuspensiovirtauksella (F) vapaa pinta (S) ja johon säiliöön (10) massasuspensiovirtaus (F) tuodaan (F.n) jakotukilla ja josta se johdetaan ulos (Fou^) ns. kokoavalla tukilla ainakin sakeushäiriöitä vaimentavan moniviipymäperiaatteen mukaisesti, tunnettu siitä, että mainittu jakotukki ja kokoava tukki on sijoitettu vaimennussäiIiön (10) sisälle ja että jakotukin ja kokoavan tukin muodostavat kanavat (18a,18b) avautuvat olennaisesti jatkuvan raon (20a vast. 20b) tai vastaavan kautta vaimennussäiIiön (10) massasuspensiotilaan.

2. Patenttivaatimuksen I mukainen vaimennuslaite, tunnettu siitä, että jakotukki ja kokoava tukki muodostuvat sivulle avoimista kanavista (18a,18b), joita erottaa toisistaan pystysuuntainen väliseinä (19) ja että mainitut kanavat (18a,18b) avautuvat ulkosivuiltaan olennaisesti tasalevyisen raon (20a, vast. 20b) kautta vaimennussäiIiön (10) nestetilaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vaimennuslaite, tunnettu siitä, että jakotukki ja kokoava tukki muodostuvat olennaisesti suorakaidepoikkileik-kauksen omaavasta kotelorakanteesta, jossa virtauskanaviI la (18a,18b) on kalteva yläseinämä (17) niin, että massasuspension tulovirtauksen (F. ) virtaus-kanavan (18a) poikkileikkauksen pinta-ala olennaisesti Iineraarisesti pienenee virtauksen ja vaimennussäiIiön (10) aksiaaIisuunnassa ja että massasuspens i on poistovirtauksen (F +) virtauskanavan (18b) poikkileikkauksen pinta-ala vastaavasti kasvaa virtauksen suunnassa.

4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen vaimennuslaite, tunnettu siitä, että vaimennuslaitteen jakotukin ja kokoavan tukin virtauskanavien (18a,18b) poikkileikkaukset ovat olennaisesti suorakaiteen muotoisia ja että ainakin yhdysputki kokoavan tukin virtauskanavasta (18b) perä laati kkoon on poikkileikkaukseltaan suorakaiteen muotoinen stabiilin virtauksen aikaansaamiseksi perä laati kkoon.