FI62692C - Pappersmaskinspress med bred presszon - Google Patents

Description

62692

Laajan puristusvyöhykkeen omaava paperikoneen puristin Pappersmaskinspress med bred presszon

Keksinnön kohteena on laajan puristusvyöhykkeen omaava paperikoneen vedenpoistopuristin, joka käsittää puristintelan, jonka yhteyteen on järjestetty kulkemaan johtotelojen ohjaamana hihna tai vastaava ja jossa puristimessa paperi- tai kartonkiraina on järjestetty kulkemaan 5 mainitun puristintelan ja mainitun hihnan välisessä puristuksessa ja jossa puristimessa puristusvyöhykkeen läpi kulkevan rainan toista tai molempia pintoja vasten toimii puristuskudos tai -kudokset ja jonka hihnan silmukan sisälle on järjestetty painelevylaite tai puristus-kenkälaite.

10

Esillä olevan keksinnön tekniikan tason osalta viitataan FI-patentti-hakemukseen n:o 3554/72 (Beloit Corporation, USA) ja US-patenttiin n:o 3 783 097 (Beloit Corporation, USA). Ensin mainitusta julkaisusta on ennestään tunnettu sellainen paperikoneen puristinrakenne veden 15 puristamiseksi paperirainasta, joka rakenne perustuu taipuisien hihnojen käyttöön, joiden hihnojen kiristyksen avulla saadaan aikaan leveä puristus vyöhyke. Epäkohtana tässä tunnetussa "pitkänippipuristimessa" on kuitenkin se, että puristushihnojen ja niiden johtotelojen mekaaninen lujuus asettaa rajoituksen tehokkaan vedenpoiston kannalta riittävän 20 suuren puristuksen aikaansaamiselle.

Em. US-patenttijulkaisussa on esitetty sellainen "pitkänippipuristin", jossa käytetään useita peräkkäisiä painekenkiä, joita puristetaan vastassa olevaa hihnaa ja puristintelaa kohti. Epäkohtana tälle ratkai-25 sulle on se, että painekenkien ja sitä vastassa olevan hihnan välinen kitka aiheuttaa huomattavaa energian kulutusta. Lisäksi mainittu hihna ja painekengät ovat hankauksen takia alttiita voimakkaalle kulumiselle.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edellä ilmenneiden epäkohtien 30 poistaminen tai ainakin olennainen vähentäminen yksinkertaisin laiteratkaisuin. Näihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että painelevyn tai 62692 vastaavien puristuskenkien yhteyteen on järjestetty ultraäänianturi-laitteet, joiden avulla puristusvyöhykkeelle kohdistetaan sellainen ultraäänikenttä, jolla olennaisesti vähennetään painelevyn ulkopinnan ja puristushihnan välistä kitkaa.

5

Tunnetustahan ultraäänellä ymmärretään mekaanista aaltoliikettä, jonka taajuus on suurempi kuin ihmiskuulon ylärajataajuus, joka on yleensä alle 20 kHz. Ultraäänialueena pidetään tavallisesti taajuusaluetta 20...5 x 105 kHz.

10

Eräissä tapauksissa keksinnön vaikutuksiin päästään myös käyttäen audio-taajuuksia tai audiotaajuuksia yhdistettynä ultraääni taajuuksiin.

Keksinnön mukaisesti voidaan käyttää joko diskreettejä taajuuksia tai 15 jatkuvan spektrin omaavia värähtelyjä. Diskreettien taajuuksien käyttö on edullista ennenmuuta silloin kun sovelletaan myöhemmin selostettavaa ns. resonanssitekniikkaa. Eräissä tapauksissa on edullisia laajan spektrin omaavat ns. valkoisen kohinan tapainen värähtelykenttä.

20 Keksinnössä uutena ja yllättävänä yhdistelmävaikutuksena voidaan pitää sitä, että ultraäänen avulla voidaan sekä vähentää painelevyn tai -levyjen välistä kitkaa että samalla edistää vedenpoistoa laajalla nippivyöhykkeellä.

25 Keksinnössä ultraäänen vaikutukset perustuvat ennenkaikkea kytkentänes-teen sisäisen kitkan pienentämiseen ja vedenpoiston tehostamisen osalta myös kuidukon ja siinä olevan veden välisen kitkan pienentämiseen.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittamalla ohei-30 sen piirustuksen kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen sovellutusesimerkkiin, jonka yksityiskohtiin keksintö ei ole mitenkään ahtaasti ra-j oitettu.

Kuvio 1 esittää pitkittäistä leikkausta keksinnön mukaisesta puristin-35 nipistä.

Kuvio 2 esittää leikkausta II-II kuviossa 1.

62692

Kuvio 3 esittää kaaviollisesti puristuspaineen jakautumista puristus-vyöhykkeellä.

Kuvio 4 esittää leikkausta IV-IV kuviossa 2 anturin kohdalta.

5

Puristin käsittää onsipinnalla 10' varustetun telan 10. Telan 10 sektorille a ulottuu hydraulinen tai pneumaattinen painelevy 14. Paperiraina W, josta vettä nippivyöhykkeellä a puristetaan, kulkee kahden huovan 1.2 ja 13 välissä, joihin rainasta W poistuva vesi siirtyy. Huopien 12 ja 13 10 silmukat kulkevat sinänsä tunnetusti huovankunnostuslaitteiden (ei esitetty) kautta. Puristimeen kuuluu suuren kireyden omaava teräshihna 11, tai vastaava, joka kulkee johtotelojen 19a ja 19b ohjaamana. Hihna 11 saa aikaan osan vyöhykkeen a puristuspaineesta ja lisäksi se välittää painelevyn 14 puristuksen huopiin 12,13 sekä niiden välissä olevaan 15 rainaan W.

Painelevyn 14 yhteyteen on järjestetty painetila 15 tai akku, jonka yhteydessä olevalla männällä 16 puristetaan painetilaan 15 sopivan suuruinen paine pQ, joka välittyy painelevyn 14 kautta hihnaan 11 ja tätä 20 kautta puristusvyöhykkeelle a. Mäntä 16 on liukutiukkuudella painetilan 15 muodostaman sylinterin yhteydessä. Puristusvyöhykkeen a tulopuolelle on järjestetty nesteen, esim. veden syöttölaitteet 17. Nämä laitteet syöttävät vettä S tai vastaavaa nestettä hihnalle 11. Mainittu neste S kerätään kourulaitteella 18 puristusvyöhykkeen a jälkeen.

25

Keksinnön mukaisessa puristusvyöhykkeessä a, jota voidaan kutsua myös pidennetyksi puristinnipiksi, on kitkaa painelevyn 14 ja hihnan 11 välillä olennaisesti vähennetty käyttämällä hyväksi painelevyn 14 pintaan sovitettuja listamaisia ultraääniantureita 20, joita on sopivimmin koko 30 vyöhykkeen a alueella sekä rainan W kulkusuunnassa että poikittaissuun-nassa. Anturit 20 on sovitettu esim. useisiin peräkkäisiin riveihin 20a,20b,20c, jossa kussakin rivissä on useita ultraääniantureita rinnan. Peräkkäiset anturirivit 20a,20b,20c... voivat olla porrastettuja niin, että ultraääniteho saadaan jakautumaan mahdollisimman tasaisesti koko 35 puristusvyöhykkeen a alueelle.

Ultraääniantureita 20 syötetään sopivalla ultraäänitaajuudella f ultra-äänigeneraattorista 100, kuten on kaaviollisesti kuviossa 4 esitetty.

62692

Anturit 20 ovat sinänsä tunnettuja kaupallisesti saatavissa olevia esim. pietsosähköisiä ultraääniantureita, jotka on sovitettu painelevyn IA pintaan tehtyihin uriin. Antureiden 20 ulkopinta on työstetty ja hiottu vastaamaan painelevyn 14 sileää, mahdollisimman pienen kitkan omaavaa 5 puristuspintaa 14'.

Laitteella 17 syötettävä kytkentäneste S toimii ultraäänikentän kytken-tänesteenä ja voiteluaineena pinnan 14' ja hihnan 11 yläpinnan 11 välillä. Riittävän intensiteetin omaavalla ultraäänikentällä on todettu 10 olevan huomattava kitkaa pienentävä vaikutus pintojen 14' ja hihnan 11 yläpinnan välillä. Lisäksi ultraäänikentän käyttö edistää vedenpoistoa rainasta W ravistelemalla vettä irti rainan W kuidukosta, kuten on esitetty esim. hakijan FI-patenttihakemuksessa n:o 802180.

15 Keksinnössä ultraäänivärähtelyjen edullinen vaikutus perustuu osittain myös kytkentänesteen sisäisen kitkan pienentymiseen. Puristusvyöhykkeen a alueella ultraäänivärähtelyjä voidaan edullisesti soveltaa ns. reso-nanssitekniikkaa, millä tarkoitetaan sitä, että ultraääniantureiden 20 säteilypinnan 14' ja heijastuspintana toimivien kohdalla olevan hihnan 11 20 ulkopinnan ja/tai puristintelan 10 pinnan välinen välimatka tai -matkat L mitoitetaan niin, että L = n x λ/2, missä λ = c/f, c = ultraäänen nopeus, f ultraäänen taajuus. Järjestämällä taajuus f säädettäväksi, voidaan edellä esitetyllä tavalla hihnaa 11 ja/tai puristintelan 10 pintaa käyttää heijastimena. Tällä resonanssimenettelyllä pintojen 14' ja 11 väli-25 sen kitkan pienentymisen lisäksi voidaan tarvittaessa saada aikaan nauhan 11 sisäpinnan ja telan 10 pinnan välille erityisen tehokas vedenpoistoa edistävä ultraäänikenttä, joka vaikuttaa lähinnä rainasta W poistuvan veden sisäisen kitkan sekä veden ja kuitujen välisen kitkan pienentymisen kautta.

30

Kuviossa 3 on esitetty eräs esimerkki puristuspaineen p jakautumisesta puristusvyöhykkeellä a, kuten kuviosta selviää, nostetaan vyöhykkeen a puristuspainetta sen alkukohdasta A lähtien niin, että maksimaalinen puristuspaine Pmax sijaitsee kohdassa a^, joka on lähellä nippivyöhyk-35 keen a loppukohtaa. Peruspaine p^ edustaa lähinnä hihnan 11 kiristyksellä aikaansaatua puristuspainetta. Kuvion 3 mukainen paineen p jakautuma voidaan toteuttaa puristuslevyn 14 muotoilulla ja/tai jakamalla paine- 5 62692 tila 15 rainan W kulun suunnassa useampaan osastoon, jossa vallitsee keskenään erisuuruinen paine. Kuviossa 3 esitetyn tapainen paineen-jakautuma on edullinen vedenpoiston kannalta.

5 Keksinnössä voidaan käyttää joko diskreettejä ultraäänitaajuksia tai jatkuvan spektrin omaavia ultraäänivärähtelyjä.

Keksintö voidaan toteuttaa käytännössä myös niin, että painelevy 14 korvataan useilla peräkkäisillä painekengillä, joiden yhteydessä sovelle-10 taan edellä esitetyn mukaisesti ultraäänivärähtelyjä kitkan pienentämiseksi ja/tai rainasta tapahtuvan vedenpoiston tehostamiseksi.

Ultraäänikentän tehon osalta mainittakoon, että useimmissa tapauksissa 2 sopiva tehotiheys löytyy alueelta 0,1...10 W/cm .

15

Keksinnön mukaisesti voidaan diskreettien taajuuksien säädöllä ja teho-tiheyden valinnalla optimoida ultraäänikentän joko pintojen 14' ja 11 välisen kitkan vähentämisen tai vedenpoiston tehostamisen tai molempien osalta.

20

Mitä vielä tulee puristuspaineeseen p, niin maksimaalinen puristuspaine p on sopivasti luokkaa 1-10 MP, edullisimmin n. 3-5 MP. Hihnan 11 max kiristyksellä aikaansaatava peruspaineen p^ suuruus määräytyy siitä kuinka suuria kiristysvoimia hihna 11 ja sen johtotelat kestävät.

25

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisenä ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella.

Claims (5)

62692

1. Laajan puristusvyöhykkeen (a) omaava paperikoneen vedenpoistopuris-tin, joka käsittää puristintelan (10), jonka yhteyteen on järjestetty kulkemaan johtotelojen (19a, 19b) ohjaamana hihna (11) tai vastaava ja jossa puristimessa paperi- tai kartonkiraina (W) on järjestetty kulke- 5 maan mainitun puristintelan (10) ja mainitun hihnan (11) välisessä puristuksessa ja jossa puristimessa puristusvyöhykkeen (a) läpi kulkevan rainan (W) toista tai molempia pintoja vasten toimii puristuskudos tai -kudokset (12,13), ja jonka hihnan (11) silmukan (11) sisälle on järjestetty painelevylaite (14,15,16) tai puristuskenkälaite, t u n -10 n e t t u siitä, että painelevyn (14) tai vastaavien puristuskenkien yhteyteen on järjestetty ultraäänianturilaitteet (20), joiden avulla puristusvyöhykkeelle (a) kohdistetaan sellainen ultraäänikenttä, jolla olennaisesti vähennetään painelevyn (14) ulkopinnan (14') ja puristushihnan (11) välistä kitkaa. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitun ultraäänikentän diskreetti taajuus ja/tai -taajuudet tai jatkuvan spektrin jakautuma sekä intensiteetti on valittu sellaiseksi, että ultraäänikentällä kitkan vähentämisen lisäksi olennaisesti edistetään 20 puristusvyöhykkeellä (a) vedenpoistoa rainasta (W) ja rainasta (W) poistetun veden siirtymistä puristinkudokseen tai -kudoksiin (12,13) käyttäen hyväksi ultraäänikentän avulla aikaansaatavaa rainasta (W) poistuvan veden sisäisen kitkan ja veden ja rainan (W) kuidukon välisen kitkan pienentymistä ultraäänikentän tai olennaisesti saman vaikutuksen 25 omaavan audiotaajuisen värähtelykentän avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että puristusvyöhyke (a) muodostuu yhden yhtenäisen kaarevan puristus-levyn (14) ja vastatelan (10) yhteyteen ja että mainittuun puristus- 30 levyyn (14) on sovitettu ultraääniantureita (20a,20b,20c).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että ultraäänianturit (20a,20b,20c) on sijoitettu painelevyyn (14) tehtyihin uriin tai syvennyksiin ja että ultraääniantureiden (20) 35 ulkopinta on työstetty painelevyn sileän puristuspinnan (14') kanssa yhteneväiseksi. 7 62692

5. Patenttivaatimuksen 1,2,3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että puristusvyöhykkeellä (a) käytetyn ultraäänikentän teho- 2 tiheys on alueella 0,1-10 W/cm ja/tai että mainittu maksimaalinen puristuspaine (Pmax) on luokkaa 1-10 MP. 8 Pf 62 6 92