FI58173C - Saett och anordning foer att torka fuktigt material foeretraedesvis en fuktig materialbana - Google Patents

Description

\·ΪΜΪΓ*\ Γβΐ tt1>KUULUTUSJULKAISU rn.n, fSTk lBJ UTLÄGGNINGSSKRIFT 5 ö 1 7 3 C Patentti myönnetty 10 12 1000 (^) Patent meddelat ^ ¥ ^ (51) Kv.!k?/lnt.a.3 D 21 F 5/00 SUOMI—FINLAND (fl) 2183/70 (OT) 1-Uk»mliptlv»—Am5knlnnd«f 07-08.70 (23) AtkupUvt—GlMghctfdtg 07.08.70 (41) Tullut ]utklMk*) — Bltvtt offwitllg 1^.02.71

Patentti· ]· rekisterihallftin (44) NlhttvUriptnon jt kuuL}utk»l«m pvm. —

Patent- och ragisterstyrelsen ' AmMcait utl*|d oeh utUkrtftan publfcarad 29.08.80 (32)(33)(31) Pn*««y •tuolk.ui-Bnirt prlorltat 13.08.69

Ruotsi-Sverige(SE) 1129^/69 (71) AB Inventing, Bergsgatan U, Säffle, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Hans Ivar Wallsten, Säffle, Ruotsi-Sverige(SE) (Jk) Berggren Oy Ab (5*0 Tapa ja laite kostean aineen, etenkin kostean ainerainan, kuivattamiseksi - Sätt och anordning för att torka fuktigt material, företrädesvis en fuktig materialbana

Keksintö koskee rainojen, esimerkiksi paperin, selluloosan, muiden kuitujen, kartongin, tekstiilien yms. kuivattamista. Keksinnön ansiosta saadaan aikaan hyvin tehokas ja nopea kuivuminen, siis veden tms. lähteminen, joten kuivumisnopeus saadaan melkoisesti suuremmaksi kuin muunlaisia kuivattimia käytettäessä. Jos keksintöä käytetään _ hyväksi esimerkiksi paperia paperikoneella valmistettaessa, niin saadaan paperikoneen nopeus entistä suuremmaksi tai paperikoneen kuivatusosa tavanomaista melkoisesti lyhyemmäksi ja vähemmän tilaa vieväksi.

Seuraavassa esitetään ensin joitakin esimerkkejä keksinnön soveltamisesta paperin ja selluloosan valmistuksen yhteydessä, mutta keksintö ei suinkaan rajoitu siihen.

Niin kuin tiedetään, valmistetaan paperia tai kartonkia niin, että märkä kuituaineraina kulkee ensin koneen puserrusosan kautta, jossa rainasta puserretaan vettä niin pitkälti kuin laadun puolesta on mahdollista. Kostea paperiraina kulkee sitten kuivatusosan kautta, 58173 jonka pääosia ovat lämpimät pyörivät telat, joita lämmitetään tavallisesti paineisella tulistetulla höyryllä. Telat ovat tavallisesti kahtena yläkkäisenä rivinä. Paperiraina kulkee kuivatusosan kautta niin, että se koskettaa vuoroin alatelaa, vuoron ylätelaa. Paperi-rainaa painetaan pyörivää telan pintaa vasten säännöllisesti kuiva-tushuovalla tai kuivatusviiralla. Paperirainaa kuivatetaan siis kuivatusosassa vuorotellen eri puolilta.

Kuivatusosana saattaa tunnetusti olla yksi ainoa suuri kuumennettu tela, jonka pinnalle puserrusosasta lähtevä märkä paperiraina joutuu.

Kun tela on pyörinyt valtaosan kierrostaan, niin paperiraina on kuiva, jolloin se otetaan telan pinnalta.

On helppoa huomata mainitun kuivattamistavan haittana olevan, että — paperirainasta höyrystämällä karkoittavan veden täytyy lähteä siltä paperin puolelta, joka on lämpimästä telan pinnasta poispäin. Tämä selittyy siitä, että muodostunut vesihöyry ei pääse tunkeutumaan telan tasa-aineisen pinnan läpi. Kun kuivattamiseen käytetään sar-jakkaisia lämpimiä teloja ja kuivattaminen on vuorottaista, niin ai-hautuu lisäksi se haitta, että lämpimästä telasta poispäin olevalle rainan pinnalle muodostunut höyrykalvo joutuu seuraavaa telaa vasten ja vaikeuttaa siten lämmön siirtymistä telan pinnasta paperirainaan.

Kuivatustehon parantamiseksi on ehdotettu erilaisia menetelmiä.

Niinpä raina voidaan kuivattaa esimerkiksi niin, että korvataan kuiva-tustelat reiällisillä rummuilla, joiden yli raina kulkee. Lämpö tulee tällöin ulkopuolelta esimerkiksi kuumana ilmana. Muodostunut höyry ~ imetään rummuista tyhjöllä.

Erään toisen menetelmän mukaan kuivatetaan kostea raina käyttämällä ~ onttoja teloja, joiden vaippa on huokoista .ainetta, jossa on runsaasti ulkopinnalta sisäpintaan vieviä solia. Telojen sisällä olevasta kuivan lämmön lähteestä johdetaan lämpöä säteittään sisältä ulospäin huokoisen aineen läpi kosteaan rainaan, jolloin lämmön aikaansaama vesihöyry kulkeutuu päinvastaiseen suuntaan telan seinän onteloiden kautta telan onteloon. Kun telojen sisäilma pidetään kuivana soveliasta lämpölähdettä käyttäen (esimerkiksi sähköä, kuivaa kaasua tai öljyä käyttäen), niin teloihin tunkeutuva höyry estyy lauhtumasta ja se saadaan sitten johdetuksi pois teloista. Eräässä tapauksessa käytetään samankaltaisen vaikutuksen aikaansaamiseen täysiaineisia telo- 3 581 73 jen vaippoja, jotka ovat esimerkiksi ruostumatonta terästä, joka on rei'itetty.

Viimeksi mainitulla menetelmällä on kuitenkin eräitä haittoja. Esimerkiksi lämpölähteen lajin valinnalla on rajansa. Niinpä ei voida käyttää tulistettua höyryä. Tämä johtuu telan sisätilan kosteudesta ja ylipaineesta. Ylipaineesta olisi seurauksena vesihöyryn vuotamista poispäin ja kosteasta rainasta peräisin olevan höyryn estymistä tunkeutumasta huokoisen vaipan läpi ulkoa sisälle päin. Sitä paitsi olisi ongelmallista saada huokoinen vaippa kyllin ~ lujaksi kestämään sisäpuolesta vaikuttavan tulistetun vesihöyryn paineen. Sillä toteutuksella, jonka mukaan täysiaineisessa vaipassa on reikiä, on lisäksi se haitta, että tällaisista rei'istä, joiden ^ täytyy olla käytännöllisistä syistä suurenlaisia, pyrkii jäämään rainaan merkkejä, minkä lisäksi reiät pyrkivät tukkeutumaan niihin helposti asettuvien osasten johdosta.

Nyt on yllättäen osoittautunut, että edellä mainitut epäkohdat voidaan välttää tämän keksinnön avulla, jonka tunnusmerkit ilmenevät oheisista pat entt ivaat imuksista.

Keksintöä selitetään piirustuksen yhteydessä. Kuvio 1 on keksinnön erään toteutuksen mukaisen kuivatustelan poikkileikkaus, ja kuvio 2 on pituusleikkaus. Kuviot 3, 4 ja 5 esittävät suuremmassa mittakaavassa kuvion 1 mukaisen laitteen osia. Kuvio 6 esittää suuremmassa mittakaavassa erästä erikoista toteutusta. Kuviot 7-10 esittävät w suuremmassa mittakaavassa kuivatustelan osaa erilaisten toteutusten mukaan havainnollistaen lämmön tuloa, höyryn poistoa ja rainan ja kuivatuspinnan kosketuspaineen tehostusta. Kuviot 11 ja 12 esittävät ^ vielä eräiden keksinnön mukaisten toteutusten mukaisia kuivaussylin- tereitä poikkileikkauksena.

Kuvion 1 mukaan sisältyy kuivatuslaitteeseen kantava tela tai vaippa 1, jota kuumennetaan soveliaasti, esimerkiksi johtamalla sen onteloon tulistettua vesihöyryä. Telalla on päädyt, akselitapit, joiden varassa tela pyörii, sekä höyryn tulovälineistö ja höyryn ja lauhdoksen lähtövälineistö. Keksinnön uutuutena on, että tasa-aineisen, lämpöä johtavaa ainetta olevan, esimerkiksi valurautaisen, vaipan 1 ympärillä on toinen vaippa 2, joka lämpenee vaipasta 1 johtuvasta lämmöstä. Kuivatettava raina 3 on ulkovaippaa 2 vasten. Ulkovaippa on höyryä johtamaan pystyvää pienihuokoista ainetta, nimittäin sintrautunutta ^ 58173 ainetta, esimerkiksi sintrautunutta rautaa tai metallia, jonka ulkopinta on niin tasainen, että siitä ei jää mitään merkkejä paperirainan pintaan ja että paperirainan kuituja ei tartu koloihin. Vaipan 2 pinnan sileyttä ja samalla vaipan huokoisuutta ja lujuutta koskevat vaatimukset saadaan täytetyksi käyttämällä soveliasta sintrautunutta ainetta. Näiden ominaisuuksien säilymiseksi voidaan pinta kovettaa.

Vaipan 2 ominaisuuksien johdosta pääsee paperirainan 3 lämmetessä muodostuvaa höyryä lähtemään pois myös huokoisen kerrosken läpi, niin kuin havainnollistuu kuviosta 3. Tähän kuvioon on merkitty nuolilla ne kaksi päätietä, joita haihtuva höyry pyrkii menemään, toista kerroksesta 2 poispäin, toista tähän kerrokseen, jolloin höyry hakeutuu ^ pienimpien virtausvastusten teille. Huokoinen kerros 2 on havainnollistettu ympyröillä, joskaan sen rakenne ei ole näin säännöllinen. Toteutuksen ollessa kuvion 1 mukainen huokoiseen kerrokseen 2 tunkeu- — tunut höyry menee telan akselin suuntaisiin soliin 4, jotka ovat paljon tilavampia kuin kerroksen 2 hienot huokoset.

Näin höyry pääsee telan toista tai kumpaakin päätä tai päätyä kohti niin, että virtausvastus on mitä pienin. Kun lämpö tulee kokonaan tai osaksi huokoisen kerroksen 2 läpi, niin höyry ei lauhdu tämän kerroksen läpi mennessään. Kuvioiden 1, 2 ja 4 mukaan solat 4 ovat tasa-aineisen vaipan 1 rinnakkaisia kouruja. Solat voidaan tietenkin varata huokoiseen kerrokseen 2, kuvio 8.

Lämpöä voidaan johtaa rainan 3 kuivattamiseen monin eri tavoin. Joitakin tapoja ilmenee kuvioista 7-10. Kuvion 7 mukaan lämpöä tulee sekä uiko- että sisäpuolelta nuolia E vastaavasti. Ulkopuolelta lämpö ~ voi tietenkin tulla säteilemällä ja/tai johtamalla. Tämä lämmön tulo voidaan saada aikaan infrapunasäteilyllä, palavalla kaasulla, lämmitetyllä ilmalla tai kaasulla. Sisäpuolen lämpölähteenä saattaa olla esimerkiksi tulistettu vesihöyry, palava kaasu, kuuma öljy tai muu neste. Höyryn poistosolat 4 ovat tässä tapauksessa tasa-aineisessa sisävaipassa. Kuumennusväliaine, esimerkiksi tulistettu vesihöyry, saattaa esimerkiksi sekä tulla että lähteä sen tai niiden akselitap-pien kautta, joiden varassa tela pyörii.

Kuvion 8 mukaan lämpö tulee vain sisäpuolelta. Lämpölähteenä on esimerkiksi tulistettu vesihöyry. Höyryn poistosolat 4 ovat huokoisessa aineessa 2.

5 58173

Kuvion 9 mukaan on rainaa 3 huokoista kerrosta 2 vasten painamassa huokoinen aine 5, esimerkiksi kuivatushoupa tai -viira, jolloin lämmön siirtyminen tehostuu. Lämpö saattaa tulla joko ulkopuolelta tai sisäpuolelta tai kummaltakin puolelta. Höyry pääsee pois sekä aineen 5 että aineen 2 läpi. Höyryn poistosolat 4 ovat osaksi huokoisessa aineessa 2 ja osaksi tasa-aineisessa sisävaipassa.

Kuvion 10 mukaan on ulkopuolella tiivis väline 6 (esimerkiksi teräs-nauha), joka painaa rainaa 3 huokoista kerrosta 2 vasten. Lämmön tulo voidaan tietenkin järjestää eri tavoin. Höyry menee tässä tapauk-—' sessa vain huokoiseen kerrokseen päin. Tämä toteutus on mielenkiin toinen, koska paperi voidaan saada joissakin tapauksissa pinnoiltaan hyvin yhtäläiseksi ja hyvin tasaiseksi.

Kuvion 11 mukaan paperiraina 3 kiertää kuvion 1 kaltaista kuivatintä, mutta on kuvion 9 kerroksen 5 tai kuvion 10 kerroksen 6 mukaisen välineen huokoista kerrosta 2 vasten painamana.

Niin kuin on mainittu, kuivatetaan esimerkiksi paperirainaa niinkin, että painetaan märkää rainaa yhden ainoan telan pintaa vasten. Keksinnön mukaan voidaan tällaiseenkin telaan varata huokoinen ulkovaip-pa ja höyryn poistosolat. Kuvion 12 mukaisessa tällaisessa kuivatti-messa on likistystela 7, jolta paperiraina 3 menee huokoiselle kerrokselle 2, jossa on höyryn poistosolat Lämpö saattaa tulla moolien E mukaisesti sekä sisäpuolelta vaipan 1 kautta että ulkopuolelta. Kuivuneelle rainalle voidaan varata irroituskaavin 8 ja ottotela 9-Lämpöä voidaan tietenkin kohdistaa ulkopuolelta siihen kuivatustelan huokoisen pinnan osaan, joka ei ole paperirainan peittämänä. Tämä koskee myös kuvioiden 1 ja 11 mukaisia toteutuksia.

Huokoiseksi aineeksi käytetään mielellään sintrautunutta metallia, jonka metalli on esimerkiksi kuparia, kupariseosta, esimerkiksi messinkiä tai rautaa, terästä tai rauta- tai terässeosta. Keksinnön kannalta on oleellista, että huokoisuus on niin riittävä, että höyry pääsee hyvin läpi, että lujuus on riittävä ja että ulkopinta on niin sileä, että paperirainaan ei jää merkkejä. Lisäksi on tärkeää, että pinta on niin tasainen, että sille ei asetu kuitujen palasia tms. Huokoista pintaa puhtaana pitämään soveltuu kaavin, joka on esimerkiksi tekokuitua. Sintrautuneen metallin valmistukseen on käytettävä rakeiden koolta soveliasta ainetta. Soveliaaksi rakeiden suuruudeksi on osoittautunut käytännössä ns. 10-prosenttisen pronssin osalta enin- 6 58173 tään 75/U ja keskimäärin noin 40^. Tämä on vain esimerkki, sillä sintrautuneen aineen valmistuksen muiden olosuhteiden mukaan voidaan itse asiassa käyttää karkeampaa tai hienompaa rakeisuutta.

Sekä pinnan tasaisuutta ja lujuutta että muodostuneen höyryn virtausvastuksen vähäisyyttä koskevien vaatimusten täyttämiseksi saattaa huokoinen aine koostua ominaisuuksiltaan erilaisista kerroksista.

Niinpä on soveliasta tehdä huokoisen aineen pintakerros sellaiseksi, että siinä on runsaasti hienoja huokosia ja että sen pinta on sileä, samalla kun sisäkerros tai -kerrokset ovat melkoisesti karkeampaa sintrautunutta ainetta, jotta höyryn virtausvastus on mitä pienin. _

Eri kerrokset voidaan puristaa yhteen ennen sintraamista. Olosuhteiden mukaan voidaan ulkokuori kromittaa tai muuten pinnoittaa niin, että pinnan kovuus on sovelias. Kuvion 5 erikokoiset ympyrät on tarkoitettu havainnollistamaan sintrautuneen aineen eri kerroksia.

Näin saadaan joissakin tapauksissa telan päätyihin päin käyvän virtauksen vastus niin pieneksi, että varsinkaan lyhyenlaisiin kuiva-tusteloihin ei tarvita erityisiä höyryn poistosolia. Hyvän kuivatus-tehon aikaansaamiseksi on myös osoittautunut edulliseksi, että ainakin huokoisen aineen ulkokerroksen tiehyet ovat hyvin hienot. On näet osoittautunut, että hienot huokoset imevät joillakin lämpötila-alueilla hiuspillivaikutuksella vettä nesteenä, joka sitten höyrystyy syvemmässä huokoisessa aineessa.

Sintrautuneen aineen läpi ja/tai höyryn poistosolista virtaava höyry voidaan tietenkin kerätä telan päätyjen puolelta ja johtaa ehkä käytettäväksi esimerkiksi paperikoneen kuivatuspuolella käytettävän ilman lämmittämiseen tms.

Niin kuin on mainittu, haihtuminen on keksinnön mukaista laitetta _ käytettäessä nopeampaa kuin paperirainaa tavanomaisesti kuivatettaessa. Vertailussa kokeiltuja paperilajeja olevat rainat, jotka sisälsivät kuivaa ainetta 40 %, kuivatettiin niin, että kuivan aineen osuudeksi tuli 95 %. Kuivatusaikojen lyheneminen ilmenee taulukosta. Ulkolämpötila oli kaikissa tapauksissa 120°C.

Claims (5)

7 58173 Laji Kuivatusaika sek., kun Ajan lyhenemä lämmin vastepinta oli * tasa-aineinen huokoinen Voimapaperi, 80 g 6,5 3,7 43 Fluting, 127 g 20,5 15,5 24 Kirjoituspaperi, 70 g 5,7 3,5 39 Säkkipaperi, 90 g 9,7 5,6 42

1. Tapa kostean aineen, etenkin kostean ainerainan, kuivatta- _ miseksi, tunnettu siitä, että johdetaan lämpöä lämpölähteestä homogeenisen sulkukerroksen (1) kautta toiselle puolelle huokoista lämpöäjohtavaa kerrosta (2), _ jossa on huokosia höyryn poistamiseksi, saatetaan kostea aine (3) asettumaan huokoisen kerroksen (2) vastakkaista puolta vasten ja poistetaan kosteaan aineeseen (3) sisältyvästä vedestä muodostuva höyry huokoisen kerroksen (2) läpi ja tämän jälkeen pääasiassa huokoisessa kerroksessa (2) ja/tai sulkukerroksen (1) huokoiseen kerrokseen (2) päin olevassa pinnassa sijaitsevien kanavien (4) kautta välimatkan päässä huokoisen kerroksen (2) ja kostean materiaalin (3) kosketuspinnasta.

2. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen tavan soveltamiseksi kostean aineen, etenkin kostean ainerainan, kuivattamiseksi, tunnettu vasten kosteata ainetta (3) tarkoitetusta huokoisesta lämpöäjohtavasta kerroksesta (2), jota kosteasta aineesta (3) pois- w päin olevalta puolelta kannattaa homogeeninen sulkukerros O), joka on sovitettu huokoisen kerroksen (2) lämmittämiseksi olemaan yhteistoiminnassa lämpölähteen kanssa, ja höyryn poisjohtamiseen tarkoi-_ tetuista kanavista, jotka on sovitettu huokoiseen kerrokseen (2) ja/tai sulkukerroksen (1) huokoiseen kerrokseen (2) päin olevaan pintaan matkan päähän huokoisen kerroksen (2) ja kostean aineen kosketuspinnasta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite kostean ainerainan kuivattamiseksi, tunnettu siitä, että huokoinen lämpöäjohta-va kerros (2) ja sen alla sijaitseva sulkukerros (1) ovat sovitetut pyöriväksi laakeroidun kuivatuss.ylinterin vaipaksi.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, 8 58173 että huokoinen lämpöäjohtava kerros (2) on tehty sintraamalla ja että sen kosteaan aineeseen (3) päin olevan pinnan muodostaa hieno sintrausaine, edullisesti lämpöäjohtava metalliaine, sileän pinnan muodostamista varten.

5· Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että huokoisen lämpöäjohtavan kerroksen (2) sisäosa muodostuu karkeammasta sintrausaineesta höyryn virtausvastuksen pienentämiseksi.