FI62151C - Foerfarande och anordning foer matning av en fibersuspension pao en banformningsanordnings vira - Google Patents

Description

62151

Menetelmä ja laite kuitususpension syöttämiseksi rai-nanmuodostuslaitteen viiralle - Förfarande och anordning för matning av en fibersuspension pä en banformnings-anordnings vira.

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteeseen kuitususpension syöttämiseksi rainanmuodostuslait-teen viiralle useita ohjauskanavia käsittävän ohjauslaitteen kautta, joiden läpi kuitususpensio virtaa 5 yhdensuuntaisesti ja jotka liittyvät poikittaisesti rainanmuodostuslaitteen viiran yli ulottuvaan huulira-koon päättyvään huulikammioon.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä ja laite, jolla voidaan tuottaa laadultaan parempaa pape-10 ria kuin tämän tyyppisillä laitteilla tähän saakka on ollut mahdollista.

On tunnettua, että kuitususpension putkivirtauksessa tapahtuu kuidun ja veden erkanemista toisistaan, siten että sakeus putken keskiakselilla on suurin ja että reu-15 noja kohden sakeus pienenee. Ilmiön luonne ja voimakkuus riippuvat useista tekijöistä, esim. sakeuden kasvaessa saavutetaan jossain vaiheessa tulppavirtaustilan-ne, jolloin sulppu virtaa kiinteän tulpan tavoin sa-keudeltaan homogeenisena, ja vesi tai laimea massa 20 täyttää sen ja putken seinämän välisen tilan.

Tärkeimmät ilmiöön vaikuttavat tekijät ovat kuitulaji, putken halkaisija, virtausnopeus ja kuitusakeus.

Suoritetuissa tutkimuksissa on todettu, että erkaneminen on havaittavissa selvästi jo erittäin lyhyessäkin 25 putkessa.

Seuraavassa muutama esimerkki kuviossa 1 esitetyllä koelaitteella saaduista tuloksista.

Kuvioissa merkittyjen suureiden merkitys on seuraava: 62151 2 Q = virtausmäärä C = sakeus V = virtausnopeus

Esimerkki 1 D = 53 mm, d = 48,3 mm, Q2 = 20 1/min V1 /m/s/ Q2/Q3 C2/C3 2.0 0,08 0,54 1,67 0,10 0,59 1,3 0,13 0,60 0,9 0,20 0,75 0,72 0,27 0,88

Esimerkki 2 D = 53 mm, d = 48,3 mm, Q2 = 30 1/min V1 /m/s/ Q2/Q3 C2/C3 2.1 0,1 0,60 1,74 0,12 0,66 1,36 0,20 0,67 0,98 0,30 0,83 0,80 0,40 1,0

Esimerkki 3 D = 14 mm, d = 12 mm, Q2 = 3 1/min V1 /m/s/ Q2/Q3 C2/C3 1,9 0,25 0,36

Esimerkki 4 D = 14 mm, d = 12 mm, Q2 = 6 1/min V1 /m/s/ Q2/Q3 C2/C3 7,7 0,11 0,49

Massan ja veden erkaneminen on haitallinen ilmiö pe-30 rä1 aatikkovirtauksessa. Virtauskanavissa, joihin pe- rälaatikon tila useasti on jaettu, reikäteloissa ja yleensä kaikissa virtausta rajoittavissa tai ohjaavissa elementeissä tapahtuu veden erottumista näitä pintoja 3 62151 vasten. Näin syntyy vanoja, jotka säilyvät huulelle ja 35 edelleen viiralle asti aiheuttaen tuotteeseenkin vanai-suutta. Hyvin paljon yleensä riippuu viiraosan komponenttien sijoittelusta toisiinsa ja perälaatikkoon nähden, kuinka paljon viiralla pystytään sekoittamaan vir-tauskuvioita ja häivyttämään sakeuseroja.

40 Rakentamalla perälaatikon huulikammio sitei, että kiinteän putkipatterin tai uunin yhdensuuntaisia ohjaus-kanavia käsittävän ohjauslaitteen perään sovitetaan elin, joka erottaa jokaisesta yksittäisestä virtauskanavasta saapuvasta massavirrasta laimean reunamassan, poikkeut-45 tamalla se sakeamman ja homogeenisemman osan virtaus-suunnasta ja antamalla jälkimmäisen jatkaa huulelle asti pääasiallisesti suuntansa säilyttäen, saadaan aikaan tilanne, jossa huulivirtauksessa esiintyy huomattavasti vähemmän paikallisia sakeuseroja perälaati-50 kon leveyssuunnassa kuin aikaisemmin tunnetuissa tämän tyyppisellä ohjauslaitteella varustetuissa perälaati-koissa. Edullisimmin elimen muodostaa levy, jossa on aukkoja koaksiaalisesti putkipatterin (tai vastaavan) suhteen siten , että levyn aukot ovat halkaisijaltaan 55 pienemmät tai yhtä suuret kuin putkien aukot.

Erotettu laimean reuna-alueen massa on sopivimmin volyymiltään 5 - 30 % tulevasta massasta, se on suhteellisen laimeata, sakeus on 30 - 70 % tulevasta massasta.

Laimea massa on mahdollista johtaa useaankin eri paik-60 kaan, joko takaisn syöttöpumpulle tai takaisin perä-laatikkoon johonkin putkipatteria edeltävään kohtaan.

Yksi mahdollinen tapa on rakentaa paluuvirtaukselle sisäinen paluukierto; tällaista menetelmää voidaan soveltaa ns. hydrauliseen perälaatikkoon, jossa huulikam-65 mion staattinen paine on korkeampi kuin välikammion.

Laimea massa voidaan myös johtaa huul.ikammioon, jolloin syöttö tapahtuu yhtenäisen, perälaatikon poikki ulottuvan raon kautta, jolla varmistetaan syötön poikkisuun- taiscn sakeuden tasaisuus. Rakoja voi olla yksi tai 4 70 useampia.

62151

Keksintöä selostetaan seuraavaesa tarkemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää poikkileikkauskuvantona koelaitetta, jolla keksinnön mukaista menetelmää on tutkittu, 75 kuvio 2 esittää koneensuuntaisena poikkileikkauskuvantona keksinnön mukaista menetelmää soveltavaa perälaa-tikkoa, kuvio 3 esittää kuvion 2 leikkausta viivaa A-A pitkin, kuvio 4 esittää keksinnön erästä toista suoritusmuotoa 80 osaleikkauksena, kuvio 5 esittää kuvion 4 leikkausta viivaa B-B pitkin, kuvio 6 esittää keksinnön erästä kolmatta suoritusmuotoa osaleikkauksena, kuvio 7 esittää kuvion 6 leikkausta viivaa C-C pitkin.

85 Kuviossa 1 tarkoittavat Q, C ja V putkeen 1 syötetyn kuitu-suspension virtausmäärää, sakeutta ja nopeutta. Putkesta 1 purkautuvan suihkun lähellä putken seinämää oleva reunaosa erotetaan suihkun sydänosasta poikkeuttamalla reunaosa sy-dänosan virtaussuunnasta sen törmätessä kammion 4 seinämään 90 5 sydänosan virratessa suuntansa säilyttäen halkaisijaltaan pienempään putkeen 3. Putken 3 läpi virtaavan kuitususpen-sion virtausmäärä ja sakeus ovat Q3 ja C^. Erotettu reunaosa poistetaan kammiosta putken 2 kautta. Virtausmäärä ja sakeus siinä ovat Q3 ja Cj.

95 Kuviossa 2 tarkoittaa viitenumero 6 paperikoneen perälaati-kon jakotukkia, josta massasulppu virtaa poikittain jakotu-kista lähtevään koneensuuntaiseen tasauskammioon 7 johtavaan kanavistoon 8. Virtaussuunnassa tasauskammion jälkeen sijaitsee ohjauslaite 9, joka johtaa massasulpun huulikammioon 10, 100 josta massasulppu purkautuu ohjausviiralle 11 säädettävän huuliraon 12 kautta. Ohjauslaite 9 muodostuu useista yhdensuuntaisista poikkileikkaukseltaan pyöreistä ohjauskanavista 13, joiden halkaisija on D.

62151 ! !

Huulikammioon on sovitettu etäisyyden L päästä ohjaus- ι 105 kanavien purkäusaukoista 14 ohut estelevy 15, jossa on ] koaksiaalisesti ohjauskanavien suhteen sijoitetut pyö- | reät aukot 16, joiden halkaisja on d. j

Halkaisijasuhde D/d on sopivimmin 2-1 ja etäisyys L yhtä suuri tai pienempi kuin D. (

110 Ohjauslaitteeseen on järjestetty ohjauskanavien vie- I

ressä kulkevia palautuskanavia 17, jotka yhdistävät pur-kausaukkojen ja estelevyn välisen tilan 18 tasauskammi- j oon.

Kuviossa 2 ja 3 esitetty laite toimii seuraavalla taval-115 la. Jokaisesta yksittäisestä ohjauskanavasta 13 purkautuva massasuihku erottuu estelevyn 15 ja siinä olevan rei'än < 16 vaikutuksesta laimean reunaosan sakeamman sydänosan jatkaessa liikettään huulirakoa 12 kohti. Erotettu laimeampi massajae poistetaan purkausaukkojen ja estelevyn 120 välisestä tilasta 18 tasauskammioon 7 palautuskanavien 17 kautta. Tämä on mahdollista koska perälaatikon erikoisen rakenteen ansiosta tasauskammiossa vallitsee alhaisempi paine kuin tilassa 18. Perälaatikossa on nimittäin tasauskammioon tulevat kanavat 19 ja niistä lähte- 125 vät ohjauskanavat 13 järjestetty siten, että massasuih-kut virratessaan ohjauskanaviin aikaansaavat injektori-vaikutuksen, joka alentaa tasauskammion painetta.

ί

Vaihtoehtoisesti voidaan purkausaukkojen ja estelevyn välisestä tilasta johtaa massa siinä olevan aukon 20 130 kautta johonkin muuhun kohtaan. ,

Kuvioissa 4 ja 5 esitetyssä vaihtoehtoisessa suoritus- ] muodossa on palautuskanavat 21 sovitettu koaksiaalisesti j ohjauskanavien 13 suhteen. Palautuskanavat ovat yhteydessä poistoputkeen 22. Tässä ei ole mitään estelevyä 135 vaan ohjauskanavista purkautuvien suihkujen reunaosien poikkeuttaminen perustuu ohjauskanavien ja palautuskanavien väliseen paine-eroon. Palautusputket voidaan yhdistää tasauskammioon mikäli tasauskammion ja huulikam-mion välinen paine-ero on riittävän suuri. ; 6 62151 140 Kuvioissa 6 ja 7 esitetyssä vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa on ohjauslaitteen purkausaukkojen perään, päävirtaussuuntaan nähden muodostetut huulakammion poikki ulottuvat raot 23, joiden kautta erotetut suihkujen reunaosat saatetaan virtaamaan siten, että ne ja estelevyjen , 145 24 reikiä 16 läpäisseet sydänosat muodostavat päällekkäi- j siä kerroksia huulikanavassa ja virtaavat yhdessä huuli- raon lävitse. Rakoja voi olla yksi tai useampia.

p

Claims (14)

1. Menetelmä kuitususpension syöttämiseksi rainanmuodostus-laitteen viiralle useita ohjauskanavia (13) käsittävän ohjauslaitteen (9) kautta, joiden läpi kuitususpensio virtaa yhdensuuntaisesti ja jotka liittyvät poikittaisesti rainan-5 muodostuslaitteen viiran (11) yli ulottuvaan huulirakoon (12) päättyvään huulikammioon (10), tunnettu siitä, että ohjauskanavista (13) purkautuvien suihkujen reunaosat ja sydänosat erotetaan toisistaan huulikammiosga (10) poikkeuttamalla reunaosat sydänosan virtaussuunnasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että toisistaan erotetut suihkujen reunaosat ja sydänosat saatetaan virtaamaan huulikammiossa (10) päällekkäisinä kerroksina huulirakoa (12) kohti.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-15 t u siitä, että suihkujen reunaosat poistetaan huulikana- vasta (10) ennen huulirakoa (12).

4. Laite kuitususpension syöttämiseksi rainanmuodostuslait-teen viiralle, jossa on useita yhdensuuntaisia ohjauskanavia (13) käsittävä ohjauslaite (9) ja siihen liittyvä huulikam-20 mio (10) , joka päättyy poikittaisesti viiran yli (11) ulottuvaan huulirakoon (12), tunnettu siitä, että siihen kuuluu ohjauskanavien (13) purkausaukkojen (14) perään, kuitususpension päävirtaussuuntaan nähden sovitetut elimet (15, 24) kanavista (13) purkautuvien suihkujen reunaosien 25 poikkeuttamiseksi suihkujen sydänosien virtaussuunnasta sekä reuna- ja sydänosien erottamiseksi toisistaan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjauskanavien (13) purkausaukkojen (14) perään on sovitettu estelevy (15), jossa on koaksiaalisesti ohjaus- 30 laitteen (9) yksittäisten kanavien (13) kanssa sijoitetut 4» 8 62151 aukot (16) , jotka ovat yhtä suuret tai pienemmät kuin vastaava kanavan (13) purkausaukko (14).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjauskanavien (13) purkausaukot (14) ja este- 5 levyn (15) aukot (16) ovat yhdenmuotoiset.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjauskanavien (13) purkausaukot (14) ja este-levyn (15) aukot (16) ovat pyöreät.

7 62151 Ί

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu 10 siitä, että ohjauskanavien (13) purkausaukkojen (14) ja estelevyn (15) aukkojen (16) halkaisijasuhde D/d on 2-1.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että estelevyn (15) etäisyys (L) ohjauskanavien (13) purkausaukoista (14) on yhtä suuri tai suurempi kuin purkaus- 15 aukkojen halkaisija (D).

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että estelevyn (15) paksuus on pienempi kuin sen aukkojen (16) halkaisija (d).

11. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu 20 siitä, että ohjauskanavien (13) purkausaukkojen (14) perään (kuitususpension päävirtaussuuntaan nähden) on muodostettu yhtenäinen, huulikammion poikki ulottuva, estelevyn (24) aukkojen (16) vieressä kulkeva rako tai raot (23).

12. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu 25 siitä, että ohjauslaitteeseen (9) on sovitettu palautuskana- via (17, 21) ohjauskanavista (13) purkautuvista suihkuista erotettujen reunaosien palauttamiseksi ohjauslaitetta edeltävään kohtaan.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu 9 62151 siitä, että palautuskanavat (21) on sovitettu koaksiaalises-ti ohjauskanavien (13) suhteen.

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että palautuskanavat (17) on sovitettu ohjauskanavien 5 (13) viereen. ίο 62151