FI66929B - Foerfarande och anordning foer framstaellning av papper under anvaendande av dubbelvira - Google Patents

Description

R5FH M «DKUm-UTUSJULKAISU ,,Q0 JÄTä l J '' UTLÄCCNINGSSKIUPT 6 6 929 S c» 101= 1934 ^ ^ ¢1) ItvJlu /hta3 D 21 F 1/00 SUOMI-FINLAND <*) ννμιμ^-ρκ'μμμμ** 3206/73 (22) H»k>iwhpiM — AmelMliiffdH 16.10.73 (23) AHmpaivt—GIMaMadag 16.10.73 (41) Tuflut (afklMfcsi — WlvR offwtJIg 17.04.75 patentti· j· rekl«teri hallitut (44) Nihtivtiaip««on μ kMtjwttaiMMi pm. —

Patent· och ragicterttyrtlaan ' ' AiwNcm utl*d odi ntL*rlft«i ptbUcarad 31 .08.84 (32)(33)(31) ^rr*«er ««κ>Μμ·«—e*t*rt prior*·* (71) International Paper Company, 220 East 42nd Street, New York, N.Y. 10017, USA(US) (72) George T. Ward, Greenwich, Connecticut, Charles A. Lee, Knoxville,

Tennessee, Warren R. Furbeck, Knoxville, Tennessee, John A. Means,

Norwalk, Connecticut, USA(US) (/4) Berggren Oy Ab (54) Menetelmä ja laite paperin valmistamiseksi kaksoisviiraa käyttäen -Förfarande och anordning för framställning av papper under användande av dubbelvi ra Tämä keksintö koskee yleisesti menetelmiä ja laitteita paperin ja sen tapaisen valmistamiseksi. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee menetelmiä rainan muodostamiseksi sopivista kuiduista ja laitteita näiden menetelmien suorittamiseksi. Erityisesti keksintö kohdistuu sellaiseen menetelmään kuiturainojen valmistamiseksi, jossa kuitususpensio johdetaan sisääntulolaitteen kautta rainaus-vyöhykkeeseen, joka on muodostunut parista päättömästä, aukoilla varustetusta rainauselementistä, jotka rainausvyöhykkeessä kulkevat konvergoivia ratoja pitkin, jolloin kuituraina muodostuu rainausvyöhykkeessä vettä poistamalla, joka vesi puristuu suspensiosta paineen vaikutuksesta pääasiallisesti ilman imua ja joutuu sarjaan vedenpoistolaatikoita, jotka sijaitsevat asianomaisen viiran, suspensioon nähden vastakkaista sivua vasten.

Keksintö kohdistuu sellaiseen laitteeseen menetelmän suorittamiseksi kuiturainan muodostamista varten konvergoivien rainojen välissä rainausvyöhykkeessä, johon kuitususpensio viedään sisään-tulolaitteesta ja jossa on sarja vedenpoistolaatikoita kunkin viiran takasivulla veden vastaanottamista varten suspensiosta, joissa ve-denpoistolaatikoissa on kannatinlaitteet viirojen ohjaamiseksi 2 66929 konvergoivia ratoja pitkin rainausvyöhykkeessä ja viiroihin aukeavat sisääntuloaukot, kunkin vedenpoistolaatikon ollessa yhdistetty vedenpoistolaitteeseen, jonka avulla kustakin viirasta tulee olennaisesti vain se vesi, joka viirojen välistä puristuu paineen vaikutuksesta sekä vedenpoiston säätölaitteeseen.

Paperinvalmistuksessa paperinvalmistuskuitujen vesisuspension, jota sanotaan massalietteeksi, toimitetaan paperikoneen sisääntulo-osaan, johon kuuluu kammio, jota sanotaan perälaatikoksi. Perälaa-tikosta massaliete virtaa aukon kautta, jota yleisesti sanotaan suuttimeksi, rainausosaan, purkautuen kulkevalle, päättömälle, läpäisevälle rainauskannattimelle, jota yleisesti sanotaan viiraksi. Vettä valuu massalietteestä rainauskannattimen läpi, niin että kannattimelle muodostuu paperinvalmistuskuiduista raina, joka sen jälkeen kuivataan paperiksi.

Tiettyä epäyhdenmukaisuutta valmiissa paperissa, varsinkin suurilla nopeuksilla ajettaessa, saattavat aiheuttaa massalietteen vapaassa pinnassa esiintyvät epäsäännöllisyydet massalietteen kulkiessa kannattimen mukana rainausosaan, jossa paperiraina muodostuu. Nämä epäsäännöllisyydet kulkeutuvat koko koneen läpi ja ilmenevät valmiissa paperissa. Sen vuoksi on osoittautunut olevan toivottavaa voida hallita massalietteen vapaata pintaa kannattimella. Tunnettua on käyttää nk. kaksoisviirakonetta, jossa massaliete suunnataan perälaatikosta vapaana suihkuna kahden päättömän rainauskannattimen väliseen tilaan. Suihkun vapaissa pinnoissa perälaatikon ja rainauskannatinten välissä esiintyvä turbulenssi kuitenkin sallii tiettyä epäyhdenmukaisuutta massalietteen pinnassa tämän asettuessa rainauskannatinten väliin, mikä taas aiheuttaa säännöttömyyttä paperiin.

Tunnettua on myös käyttää paine-rainauskonetta, jossa rai-nauskannatin kulkee perälaatikon poistokohdassa olevan suuren aukon yli ja massaliete pakotetaan kannatinta vasten paineen alaisena. Vesi valutetaan pois massalietteestä tällä painerai-nausalueella rainan muodostamiseksi kannattimelle. Näihin järjestelmiin on myös sisältynyt huopakannattimen käyttö, joka kulkee perälaatikon sisään ja asettuu muodostuneen rainan päälle tämän poistuessa perälaatikosta. Vaikka tällaisessa laitteessa ei olekaan mitään hallitsematonta vapaata muodostuskannattimellä olevan massalietteen pintaa, massaliete perälaatikossa on turbulentti. Tämä asiantila aiheuttaa suuria leikkausvoimia, jotka voivat häiritä 3 66929 rainan säännönmukaista muodostusta, johtaen epäyhdenmukaisuuteen.

Keksinnön mukainen menetelmä ja sen suorittamiseksi tarkoitettu laite tunnetaan pääasiallisesti patenttivaatimuksissa 1 ja 4 esitetyistä tunnusmerkeistä.

Esillä olevan keksinnön mukaan massaliete stabiloidaan ja raina pidetään hallittuna koko ajan. Massalietteessä ei ole mitään vapaata pintaa muodostuskannattimilla, ja olennaisesti kaikki massalietteen osat liikkuvat yhdenmukaisesti samalla nopeudella samaan suuntaan. Stabiloitua massalietettä, joka liikkuu yhdenmukaisesti samalla nopeudella samaan suuntaan, asetetaan kahden muodostuskannattimen väliin, jotka vangitsevat sen. Sitten massa-liete kulkee pois sisääntulo-osasta muodostuskuljetinten välissä, ennenkuin olennaista rainan muodostusta tapahtuu. Tätä tarkoitusta varten massalietettä kiihdytetään sisääntulo-osassa, kohdistamalla siihen voimia, jotka pyrkivät suoristamaan kuituja, ja sitten massaliete johdetaan suoraa kanavaa myöten verraten pitkä matka. Tämän kautta kaikki suuret pyörteisyydet ja nopeuserot massassa vaimenevat ja hajaantuvat, kunnes massaliete stabiloituu ja kokonaisuudessaan liikkuu olennaisesti samaan suuntaan olennaisesti samalla nopeudella, turbulenssitta, lukuunottamatta sitä mitä luontaisesti esiintyy virran rajakerroksessa sitä ympäröivän johdon seinien vieressä. Stabiloitu virta johdetaan sitten kahden muodostuskannattimen väliin, jotka kulkevat yleisesti 4 66929 samaan suuntaan kuin massaliete. Muodostuskannattimet kulkevat mieluimmin sisääntulo-osan loppupään läpi, ja massaliete kulkee yhdenmukaisena samaan suuntaan kuin muodostuskannattimet, kannatinten jättäessä suljetun sisääntulo-osan ja kulkiessa, massaliete välissään, rainausosaan, ennen kuin olennaista rainanmuodostusta tapahtuu. Raina muodostuu sitten rainausosassa veden poistuessa molempien muodostus-kannatinten läpi.

Rainausosassa kumpikin rainauskannatin kulkee oman, perättäisten tiivistysrasioiden sarjansa yli. Tiivistysrasiat tukevat rainauskannattimia saattaen nämä kulkemaan konvergoivia kulkuteitä myöten, ja vettä pakottuu pois massalietteestä rainauskannatinten läpi tiivistysrasioihin rainauskannatinten konvergoidessa, jolloin kummallekin rainauskannattimelle muodostuu raina. Nämä rainat yhtyvät yhdeksi rainaksi rainauskannatinten konvergoitua. Rainat muodostetaan mieluimmin ilman äkillisiä paineiskuja. Tätä tarkoitusta varten keksinnön erään aspektin mukaan perättäisten tiivistysrasioiden sisään-tulopäät pysytetään täynnä vettä, ja virtausta eri tiivistysrasioiden läpi säädetään erikseen. Tämä säädetty virtaus vedellä täytettyjen tiivistysrasioiden läpi sallii verraten hellävaraisen rainanmuodos-tuksen. Lisäksi veden virtausta eri tiivistysrasioiden läpi voidaan säätää siten, että jäljellä olevan massalietteen suunta ja nopeus pysyvät olennaisesti vakiona, mikä antaa lisämahdollisuuden rainan muodostuksen hallintaan.

Näin ollen esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan entistä parempi laite paperirainan muodostamiseksi, jossa massa-liete on stabiloituna koneen sisääntulo-osassa ja hallittuna koko ajan sen lähdettyä sisääntulo-osasta kunnes se muodostuu rainaksi. Keksinnön muut päämäärät ja edut selviävät seuraavasta yksityiskohtaisesta selityksestä ja oheisesta piirustuksesta, jossa: kuvio 1 on osaksi kaaviollinen osaleikkauskuvahto,joka esittää esillä olevan keksinnön mukaista paperikonetta, kuvio 2 on suurennettu leikkauskuvanto kuvion 1 mukaisen koneen sisääntulo-osasta, kuvio 3 on vielä enemmän suurennettu leikkauskuvanto kuviossa 1 ja 2 näkyvästä tiivisteestä, kuvio ^ on osaksi kaaviollinen tasokuvanto, joka esittää kuvion 1 mukaista konetta ja massalietteen ja kierrätysveden virtaus-teitä , kuvio 5 on suurennettu leikkauskuvanto kuvion 4 mukaisesta koneesta, otettuna viivaa 5~5 myöten, 5 66929 kuvio 6 on suurennettu leikkauskuvanto kuvion 5 mukaisesta koneesta, otettuna viivaa 6-6 myöten, kuvio 7 on suurennettu leikkauskuvanto kuvion 2 mukaisen sisääntulo-osan loppupään eräästä modifioidusta muodosta, kuvio 8 on suurennettu leikkauskuvanto keksinnön mukaisen sisääntulo- ja rainausosien modifioidusta muodosta, joka on tarkoitettu kerroksellisen paperin valmistukseen, kuvio 9 on suurennettu leikkauskuvanto keksinnön mukaisten sisääntulo- ja rainausosien toisenlaisesta modifioidusta muodosta, joka on tarkoitettu monikerroksisen paperin valmistukseen, ja kuvio 10 on suurennettu leikkauskuvanto keksinnön mukaisten sisääntulo- ja rainausosien kolmannesta modifikaatiosta, joka on tarkoitettu monikerroksisen, varsinkin täyteainepitoisen paperin valmistukseen.

Kuvio 1 esittää paperikonetta, johon kuuluu esillä olevan keksinnön mukainen sisääntulo-osa 10. Sisääntulo-osassa 10 on sisään-tulokanava 12 paperinvalmistuskuitulietteen tuloa varten ja poisto-aukko 14 massalietteen poistumista varten. Massaliete virtaa sisään-tulokanavaan 12 jakelujärjestelmästä 15, joka voi olla tavanomainen jakelujärjestelmä, joka toimittaa paperinvalmistuskuitujen vesisuspensiota olennaisesti tasan jaettuna paperikoneen leveydelle.

Kuten kuvioista 1 ja 2 näkyy, massaliete voi virrata vaakasuorassa sisääntulo-osassa jonkin verran ylempänä sitä aluetta, jossa paperiraina muodostuu. Sisääntulo-osa 10 laajenee siirtymäalueella 16, jossa kaarevat seinäosat 18 ja 20 kääntävät virtauksen alaspäin, virtaamaan kapeaa, pitkänomaista kanavaa 22 myöten. Siirtymäosassa 16 sijaitsevat siivekkeet jakavat massalietevirran pienemmiksi virroiksi ja ohjaavat nämä jaetut virrat taipeen kautta suoraan, kapeaan kanavaan 22. Jakamalla virta pienemmiksi osiksi ja näitä osia ohjaamalla vältetään suurimittakaavainen turbulenssi virtauksessa. Verraten pitkä kanava 22 koostuu verraten suorista seinäosista 26 ja 28, jotka muodostavat poikkileikkaukseltaan olennaisesti vakiosuuruisen kanavan 22 ja ohjaavat massalietteen kulkemaan tiettyyn suuntaan, piirustuksessa pystysuoraan alaspäin, verraten pitkän matkan, joka riittää siihen, että mahdolliset pyörteet ehtivät olennaisesti vaimentua.

Näin ollen koneen toimiessa paperinvalmistuskuitulietevirta tulee sisään tulokanavaan 12 olennaisesti yhdenmukaisesti jakautuneena paperikoneen leveydelle, ja ohjautuu siitymäosassa 16 kaventuneeseen kanavaan 22. Kanavan 22 poikkileikkaus on huomattavasti pienempi kuin siirtymäosan 16, mikä luontaisesti saa aikaan nopeuden huo- 6 66929 mättävän suurenemisen. Tämän poikkileikkauksen muutoksen aikaansaama kiihdytys saa aikaan* voimia, jotka pyrkivät suoristamaan lietteessä olevia kuituja. Kiihdytys, joka muuttaa nopeutta suuruusluokkaa 2:1 olevassa suhteessa, on todettu tyydyttäväksi. Kiihdytetty massaliete virtaa sitten verraten pitkää kanavaa 22 myöten. Koska kanavan 22 poikkileikkaus on olennaisesti vakio, virtaus siinä tapahtuu vakio-nopeudella. Massaliete stabiloituu virran kulkiessa samaan suuntaan vakionopeudella verraten pitkän aikaa, niin että lähestyessään poisto-aukkoa 14 massaliete kulkee olennaisesti yhdenmukaisena sekä suunnan että nopeuden puolesta. So. kaikki kuidut ja suspensiovesi kulkevat alaspäin olenaisesti samalla nopeudella. Seinäosien 26 ja 28 läheisyydessä esiintyy tietenkin rajakerros, mitä käsitellään jäljempänä.

Kaksi rainauskannatinta eli viiraa 30 ja 32 on ohjattu sisääntulo-osaan 10 poistoaukon 14 ylävirran puolelta. Viirat 30 ja 32 tulevat osan 10 sisään tiivisteiden 34 ja vast. 36 läpi, joina voi olla muoviset tiivistyselimet 38 ja vast. 40. Viirat 30 ja 32 tulevat sisääntulo-osan 10 sisään pääteseinäosien 42 ja vast. 44 yli. Niinkuin parhaiten näkyy kuviosta 3, nämä pääteseinäosat 42 ja 44 on mieluimmin molemmat päällystetty muovipäällysteellä 43 viirojen 30 ja 32 kulumisen lieventämiseksi. Tiiviste 34 päästää viiran 30 tiivistyselimen 38 ja pääteseinäosalla 42 olevan muovipäällysteen 43 välitse. Tiiviste 36 päästää viiran 32 pääteseinäosalla 44 olevan muovipäällysteen 43 ja tiivistyselimen 40 välitse. Viirat 30 ja 32 taipuvat seinäosien 42 ja 44 yli, tullessaan sisääntulo-osan 10 sisään, koska tämä varmistaa sujuvan siirtymän viirojen tullessa kanavan 22 sisään. Sisääntulo-osan 10 sisässä pääteseinäosat 42 ja 44 muodostavat kanavan 22 seinien pääteosat. Nämä pääteseinäosat 42 ja 44 ovat olennaisesti vettä läpäisemättömät, samoin kuin suorat seinäosat 26 ja 28, jotta koko stabiloitu massalietevirta voi kulkea yhdenmukaisena samalla nopeudella kuin viirat 30 ja 32 näiden väliin, ja viirojen liikkeen suunnassa, niin kuin piirustuksesta näkyy.

Massaliete vangitaan viirojen 30 ja 32 väliin ja se kulkee näiden mukana ulos sisääntulo-osasta 10 rainausosan 46 sisään, ennen kuin rainan muodostusta olennaisesti tapahtuu. Rainausosassa on joukko tiivistysrasioita 48 ja 50 sijoitettuina viirojen 30 ja 32 niille sivuille, jotka ovat vastakkaisilla puolilla kuin massaliete. Kunkin tiivistysrasian 48, 50 tuloaukossa on läpäisevä viiran tuki 52, 54, joka tukee viiraa 30 ja vastaavasti 32 olennaisesti häiritsemättä virtausta tiivistysrasioiden 48 ja 50 sisään. Viiran tuet 52 ja 54 pakottavat viirat konvergoimaan niiden kulkiessa alaspäin rainausosan 46 läpi. Massalietteen kulkiessa alaspäin rainausosaa 46 myöten 7 66929 viirojen 30 ja 32 välissä, suspensioneste pakottuu viirojen 30 ja 32 läpi ja sitten tiivistysrasioiden 48, 50 viiran tukien 52, ja vast.

54 läpi, ja sitten itse tiivistysrasioiden läpi.

Viiran tuet 52 ja 54 voivat olla monenlaista muotoa. Ne voivat, kuten piirustuksessa, olla yksinkertaisia, kapeita viirojen 30 ja 32 poikki ulottuvia tankoja, mutta ne voivat myös olla muodoltaan monimutkaisia antaakseen lujuutta ja häiritäkseen mahdollisimman vähän veden valumista viirojen 30 ja 32 läpi. Viiran tukien 52 ja 54 koneensuuntaiset elimet ovat erillään asianomaisesta viirasta 30, 32, jotta ne eivät jättäisi jälkiä syntyvään paperiin. Tuet 52 ja 54 tukevat asianomaista viiraa 30, 32 niin, että nämä joutuvat kulkemaan konvergoivia kulkuteitä myöten.

Molemmat sarjat tiivistysrasioita 48, 50 on sijoitettu peräkkäin pitkin asianomaista viiraa 30, 32 sisääntulo-osan 10 poisto-aukosta 14 alkaen viiran tukien 52, 54 konvergoimispisteeseen saakka, joka muodostaa rainausosan 46 poistoaukon 56.

Kun suspensionestettä poistetaan suspensiosta, supsendoidut kuidut kerrostuvat molemmille viiroille 30, 32 muodostaen kummallekin viiralle rainan. Nämä kaksi rainaa yhtyvät yhdeksi, yhdistyneeksi rainaksi viirojen 30, 32 konvergoidessa. Viirojen konvergointi vii-rantukien 52 ja 54 välissä estää massalietteen pääsyn ulos rainausosan 46 poistoaukosta 56, päästäen lävitseen vain viirat 30 ja 32 ja niiden välissä olevan yhdentyneen rainan ulos rainausosasta 46.

Molemmat sarjat tiivistysrasioita 48 ja 50 on mieluimmin kiinnitetty kumpikin omaan, yhteiseen kannatuselimeen, joka on kiinnitetty liikkuvaksi, niin että rainausosan 46 poistoaukkoa 56 voidaan asetella erilaisten viirojen 30 ja 32 ja erilaisten rainapaksuuksien mukaan.

Rainan jätettyä rainausosan 46 siitä voidaan poistaa lisää vettä tavanomaisin keinoin, kuten imulaatikoilla 58, ja kuivattaa se sitten tavanomaisella tai muunlaisella kuivurilla, jota ei ole esitetty .

Viiraa 30 tukevat sen kulkutiellä telat 60, 62, 64, 66, 68, 70 ja 72 sekä pääteseinäosa 42 ja viiran tuki 52. Viiraa 32 tukevat sen kulkutiellä telat 72, 74, 76, 78 ja 80 sekä pääteviiraosa 44 ja viiran tuki 54. Ainakin yksi tela kummassakin ryhmässä on moottorikäyttöinen käyttötela, joilla molempia viiroja 30 ja 32 ajetaan samalla viivanopeudella. Jotkut teloista voivat olla aseteltavia tai juosikuormitettuja asianmukaisen jännityksen ylläpitämiseksi molemmissa viiroissa 30 ja 32.

8 66929

Muodostunut raina on rajoitettuna viirojen 30 ja 32 väliin rainan siirtotelalle 82 saakka, jossa viira 32 siirtyy eroon Tainasta jättäen rainan viiran 30 kannattamaksi. Rainansiirto-imutelalla 84 raina voidaan siirtää kuivaushuovalle 86.

Massalietteen ja kierrätysveden täydelliset virtaustiet on esitetty kuvioissa 4, 5 ja 6. Massaliete täydennetään tavanomaiseen tapaan massalietteen täydennyskyypissä 100. Vettä sitä varten toimitetaan johtoa 102 myöten viirakyypistä 104, joka on muodostuvasta rainasta poistetun veden säiliö. Kuituja ja muita lisäaineita toimitetaan täydennyskyyppiin varastokyypistä 106 johtoa 108 myöten. Massaliete pumpataan massalietteen täydennyskyypistä 100 johtoa 110 myöten sekoituspumpulla 112 johtoja 114 ja 116 myöten jakelujärjestelmään 15. Virtausta ja painetta voidaan säätää johtojen 114 ja 116 välissä olevalla venttiilillä 118 ja pumpun kierroslukua säätämällä. Lisäsäätömahdollisuuden antaa ohitusjohto 120, jossa on ohituksensää-töventtiili 122. Ohitusjohto palauttaa säädetyn osan sekoituspumpun 112 painevirrasta johdosta 114 viirakyyppiin 104.

Niin kuin edellä on selitetty, jakelujärjestelmä 15 jakaa massalietteen tasaisesti sisääntulo-osan 10 tulojohdon 12 leveydelle. Sisääntulo-osasta 10 massaliete virtaa sekoituspumpun 112 kehittämän paineen alaisena rainausosaan 46, jossa vettä pakottuu massaliettees-tä viirojen 30 ja 32 lävitse tiivistysrasioihin 48, 50. Kuten parhaiten näkyy kuvioista 4, 5 ja 6, tiivistysrasiat 48, 50 ovat suljetut ilmakehään nähden. Kullakin tiivistysrasialla 48, 50 on oma ainoa suljettu poistojohtonsa 124, joka johtaa asianomaisesta tiivistysra-siasta viirakyyppiin 104, johon se purkautuu kyypin normaalin vedenpinnan alapuolelle. Kussakin poistojohdossa 124 on oma virtausmittarinsa 126 ja säätöventtiilinsä 128. Eri kohtiin virtaustietä voidaan mielen mukaan sijoittaa osoittavia painemittareita. Kierrätysjärjestelmästä poistunut vesi korvataan lisäämällä viirakyyppiin 104 tuoretta vettä johtoa 129 myöten lähteestä, jota ei ole esitetty.

Eräs keksinnön tärkeä aspekti on se, että konetta voidaan ajaa tulvitettuna. Tämä tietää sitä, että rasiat 48 ja 50 pidetään täynnä vettä. Tämä varmistaa sen, että kunkin tiivistysrasian 48 ja 50 sisääntuloaukot ovat vettä täynnä. Koska massalietteen virtaus sekoituspumpusta 112 alkaen rainausosaan 46 asti on suljettu, ilmaa ei lainkaan pääse järjestelmään ennenkuin raina on muodostunut ja poistunut rainausosasta 46 tämän poistoaukon 56 kautta. Niinkuin piirustuksesta näkyy, tiivistysrasiat 48 ja 50 ovat kaltevat tulo-aukoistaan ylöspäin niin, että järjestelmään mahdollisesti, esimer- 9 66929 kiksi käynnistettäessä, päässyt ilma tai sekoituspumppuun 112 tulevaan massalietteeseen liuennut tai jauhatuksessa joutunut ilma nousee tiivistysrasioiden 48 ja 50 tuloaukkojen yläpuolelle. Poistojohdot 124 voivat lähteä asianomaisista tiivistysrasioista 48 ja 50 näiden korkeimmalta kohdalta, sen varmistamiseksi, että tiivistysrasiat pysyvät vettä täynnä.

Tiivistysrasiat 48 ja 50 ovat suljettuja kammioita paitsi avointen sisääntuloaukkojensa osalta, joita viirantuet 52 ja 54 peittävät, sekä poistojohtojensa 124 osalta. Ne muodostuvat läpäisemättömistä yläseinistä 134, pohjaseinistä 136, takaseinistä 38, pääty-seinistä 140 (kuvio 5) ja yhteisistä seinistä 142, jotka erottavat vierettäiset tiivistysrasiat toisistaan. Avoimen tuloaukon kohdalta yhteiset seinät 142 on kiinnitetty viiran tukiin 52 ja 54 sillä tavoin, että viiran tukien elimet pitävät vierettäiset tiivistysrasiat olennaisesti erillisinä asianomaiseen viiraan 30 tai 32 saakka, siten varmistaen niille erillisen virtauksen säädön.

Vedenpoiston säätö suoritetaan säätöventtileillä 128. Nämä ovat erityisen tehokkaita silloin, kun poistojohto 124 on täynnä vettä ainakin säätöventtiileihin 128 saakka. Virtausmittareiden 126 avulla voidaan seurata virtausta, niin että säätöventtiileitä 128 voidaan asetella antamaan halutut virtausnopeudet. Yleensä massaliet-teen olisi mieluimmin virrattava rainausosan 46 läpi vakionopeudella. Muuten syntyy turbulenssia, joka voi särkeä rainanmuodostuksen. Tätä tarkoitusta varten virtausta perättäisten tiivistysrasioiden 48, 50 läpi säädetään asianomaisilla venttiileillä 128 niin, että se juuri vastaa rainojen 30 ja 32 konvergenssin aiheuttamaa poikkileikkauksen pienenemistä, varmistaen jäljelläolevan massalietteen virtauksen suoraan läpi .

Viirojen 30 ja 32 konvergenssitiet rainausosassa 46 voidaan tosin tehdä monenmuotoisiksi, mutta keksinnön ensisijaisessa muodossa ne ovat symmetriset, niin että vettä poistuu yhtäläisesti massa-lietteen kummaltakin puolelta. Niinkuin piirustuksesta näkyy, keksinnön edullisimman muodon mukaan kulkutiet ovat suorat koko rainaus-osalla 46, niin että raina voi muodostua yhdenmukaisesti pitkin kulkutietä. Keksinnön puitteisiin sisältyy kuitenkin sekin, että kulkutiet on muotoiltu niin, että vettä poistuu eri nopeuksilla, esimerkiksi siten, että raina herkässä alkuosassaan muodostuu hitaammin ja hellävaraisemmin kuin muussa osassa.

Keksinnön mukainen veden poisto, nimenomaan säädetty veden poisto massalietteestä nesteestä nesteeseen on vähemmän väkivaltais- 10 66929 ta kuin veden poisto tavanomaisissa tasoviirakoneissa, joissa käytetään rekisteriteloja, päästölistoja ja imulaatikoita rainausalueel-la. Kun vesi poistetaan massalietteestä ilman äkillisiä paine-iskuja, joita aiheutuu ravistuksesta ja sykkeestä tavanomaisissa koneissa, rainan muodostus on paremmin hallittua ja nolla-massa pidättyy rai-naan paremmin huuhtoutumatta läpi viirakyyppiin. Keksinnön erään aspektin mukaan muodostuva raina säästyy tällaisilta paine-iskuilta kunnes sen sakeus on vähintään noin 12 %. Näin saadaan halvempi tuote laadun huononematta. Näin myös vähennetään nolla-massan kiertymistä nolla-veteen ja pienennetään jäteveden päästöprobleemaa.

Kuten edellä on mainittu, viirojen 30 ja 32 konvergointi sulkee massalietteen pääsyn ulos rainausosan 46 poistoaukosta 56. Tämä varmistaa sen, että vesi tulee poistetuksi massalietteestä ennen kuin muodostunut raina poistuu rainausosasta. Konvergoimisen jälkeen viirat 30 ja 32, muodostunut raina välissään, poistuvat rainausosasta 46. Heti niiden kohtien jälkeen, missä viirat 30 ja 32 jättävät viiran tukensa 52 ja vast. 54, tiivistysrasioiden 48 ja 50 tuloaukot on suljettu suljinelimillä 130 ja 132 veden estämiseksi virtaamasta takaisin ulos tiivistysrasioista viirojen 30 ja 32 taakse.

Keksinnön mukaisesta nesteestä-nesteeseen-vedenpoistojärjes-telmästä on se tärkeä etu, että mukanakulkevan ilman määrä ja siitä johtuva vaahto, jota on hankala käsitellä, vähenee.

Näin myös estetään eräiden lisäaineiden hapettuminen, joita massalletteeseen saattaa sisältyä. Tätä edistää vielä se, että tiivis tysrasiat 48 ja 50 purkautuvat vedenpinnan alapuolelle viirakyyppiin 104.

Rakenteeseen voidaan keksinnön puitteista poikkeamatta tehdä monenlaisia modifikaatioita. Esimerkiksi seinäosat 26 ja 28 on edellä selitetty olennaisesti läpäisemättömiksi, paitsi tietenkin sikäli, että ne päästävät lävitseen viirat 30 ja 32, mutta nämä tulevatkin sisään tiivisteiden 34 ja vastaavasti 36 läpi. Toisaalta esillä olevan keksinnön puitteisiin sopii sekin, että jonkin verran virtaavaa massalietettä poistetaan ennen kuin se kokonaan poistuu sisääntulo-osasta 10. Tarkemmin sanottuna on joskus edullista poistaa ainakin osa seinäosien 26 ja 28 viereisestä massalietteen rajakerroksesta, varsinkin niin sanotun tulppavirtauksen eli jähmettyneen virtauksen olosuhteissa, jotka saavat muodostua alalla hyvin tunnetuista syistä.

Kuten tunnettua, tulppavirtauksen olosuhteissa massaliete liikkuu olennaisesti yhtenäisenä tulppana, paitsi virtauksen rajapinnoissa, rajoittavien seinien vieressä. Nämä rajakerrokset ovat 11 66929 kuiduttomat, ja on joskus edullista poistaa tätä kuidutonta vettä virtaavan suspension hallinnan säilyttämiseksi. Tätä ilmiötä on selitetty artikkelissa nimeltä "Rheological Models and Laminar Shear Flow of Fiber Suspensions", Bugliarello and Daily, The TAPPI Journal of the Technical Association of The Pulp and Paper Industry, joulukuu 1961, völ. 44, N:o 12, pp. 881-895. Artikkelissa käsitellään kuidut-toman veden läsnäoloa ja kuiduttomassa vedessä esiintyvän turbulenssin vaikutusta tulppavirtaustilan murtumiseen.

Rajakerrosvirtauksen aiheuttamien probleemojen lievittämiseksi tämä kerros voidaan joko osaksi tai kokonaan poistaa kuvion 7 mukaisella modifioidulla rakenteella. Niinkuin tästä kuviosta näkyy, seinät 26 ja 28 on tehty hiukan vettä läpäiseviksi juuri viirojen 30 ja 32 ylävirran puolella, ja rajakerrokset virtaavat seinäosissa 26 ja vast. 28 olevien reikien l80 ja vast. 190 läpi keräys laatikoihin 192 ja 194, joista vesi voidaan johtaa pois samalla tavoin kuin tii-vistysrasioihin 48 ja 50 kertynyt vesi.

Massalietteen stabiloitu keskiosa asettuu sitten viirojen 30 ja 32 väliin ja kulkee siinä ulos sisääntulo-osasta 10 ilman että viiroilla 30 ja 32 olennaisesti lainkaan tapahtuu rainan muodostusta.

Se määrä massalietettä, joka poistetaan rajakerroksena, on mitätön verrattuna keskisen virran määrään.

Eräs esillä olevan keksinnön mukaisella säädöllä saavutetuista eduista on mahdollisuus valmistaa paperia, joka on molemmissa suunnissa lähes yhtä lujaa. Tavanomaisessa paperikoneessa kuidut suuntautuvat ensisijaisesti koneen suuntaisiksi, antaen saadulle paperille selvästi paremman lujuuden koneen suunnassa. Esillä olevan keksinnön mukaan on mahdollista tehdä konegi .suuntainen ja poikkisuuntainen lujuus melkein yhtä suuriksi antamalla viiroille 30 ja 32 olennaisesti sama nopeus kuin massalietteellä on. Toisaalta keksinnön mukaan voidaan koneeousuuntaisen ja poikkisuuntaisen lujuuden suhdetta säätää säätämällä viirojen nopeutta massalietteen nopeuteen verrattuna.

Esillä oleva keksintö sopii erityisesti monikerrospaperin valmistukseen. Monikerrospaperin valmistukseen tarkoitettuja keksinnön modifikaatioita on esitetty kuvioissa 8, 9 ja 10.

Kuvio 8 esittää modifikaatiota, joka on tarkoitettu kaksikerroksisen paperin valmistukseen. Sisääntulo-osaan 10 toimitetaan toinen massalietevirta toista syöttökanavaa 196 myöten, ja nämä kaksi virtaa pidetään erillään väliseinällä 198, joka voi ulottua olennaisesti rainausosaan 46 saakka, jotta rainat varmasti muodostuvat olennaisesti erikseen asianomaisista massalieteviiroista vastaaville viiroille 30 ja 32. Väliseinä 198 on seinäosien 26 ja 26 suuntainen ja ♦ * ' 12 66929 muodostaa siten seinäosien 26 ja 28 kanssa kaksi kanavan 22 osaa, jotka kumpikin stabiloivat oman massalietevirtansa. Väliseinän 196 päätereunan jälkeen rainat yhdistetään ja käsitellään kuten edellä. Nämä kaksi viiraa voivat koostua erilaisista kuiduista tai erivärisistä kuiduista eri puoliltaan ehilaatuisen paperin valmistamiseksi. Keksinnön puitteisiin kuuluu myös se, että käytetään eri kuitulaje-ja kuten puukuituja ja tekokuituja.

Kuvio 9 esittää modifikaatiota, joka on tarkoitettu kolmikerroksisen paperin valmistamiseen, jonka ulkokerrokset ovat samaa massalietettä. Tässä tapauksessa toinen massalietevirta syötetään sisääntulo-osaan 10 toista tulojohtoa 200 myöten. Toinen massalietevirta johdetaan ensimmäisen virran kahden osan väliin ja erotetaan näistä väliseinillä 202 ja 204, jotka ovat seinäosien 26 ja 28 suuntaiset ja stabiloivat asianomaiset massalletteet. Keksinnön tässä muodossa toinen massaliete voidaan, niinkuin kuvion 9 mukaisessa ensisijaisessa sovellutusmuodossa, tehokkaasti johtaa rainausosaan 46 vasta sen jälkeen kun ensimmäisestä massalietteestä on poistettu huomattavasti vettä viirojen 30 ja vast. 32 läpi, niin että viiroille on muodostunut melkoiset rainat ensimmäisen massalietteen kuiduista ennen kuin toisesta massalietteestä poistuu lainkaan vettä.

Kuvio 10 esittää vielä erästä keksinnön modifioitua muotoa, joka sopii varsinkin täyteainepitoisen paperin valmistukseen. Monissa papereissa on edullista käyttää lisäaineita kuten savea, joka antaa paperille suuremman läpinäkymättömyyden. Täyteaine on usein verraten hienojakoisten hiukkasten muodossa, joista monet huuhtoutuvat pois rainasta tavanomaisissa tasoviira-paperikoneissa. Kuvion 10 mukaisessa keksinnön sovellutusmuodossa täyteainehiukkasliete johdetaan rainan osaan 46 vasta sen jälkeen kun paperikuiturainat ovat ainakin osaksi muodostuneet viiroille 30 ja 32, jolloin rainat pidättävät paperissa enemmän täyteainehiukkasia kuin siinä tapauksessa, että täyteaine johdetaan paperikuitulietteen sekaan. Niinkuin kuvion 9 mukaisessa sovellutusmuodossakin, toinen liete syötetään syöttö-putkeen 206 ja siitä seinien 208 ja 210 välissä rainausosaan 46 viirojen 30 ja 32 väliin, kohtaan, joka on jonkin verran rainanmuodos-tuksen alkamiskohdasta alavirtaan päin.

Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa rainojen muodostamiseen erilaisista aineista. Sen vuoksi on huomattava, että termi "paperi" tässä käytettynä ei rajoitu mistään nimenomaisista kuiduista tehtyihin rainoihin. Paperin valmistuksessa yleisesti käytettyjen, verraten lyhyiden puukuitujen lisäksi keksinnön mukaan voidaan käyt- i · 66929 tää verraten pitkiä synteettisiä kuituja rainan tai sen eri kerrosten muodostamiseen. Kun käytetään pitkiä kuituja, ne voidaan syöttää paineen alaisina sekoituspumpun 112 jälkeen pitkien kuitujen punppaamiseen liittyvien vaikeuksien välttämiseksi.

Claims (4)

14 66929

1. Menetelmä kuiturainojen valmistamiseksi, jossa kuitususpen-sio johdetaan sisääntulolaitteen (10, 12, 14) kautta rainaus-vyöhykkeeseen (46), joka on muodostunut parista päättömästä, aukoilla varustetusta rainauselementistä (30, 32), jotka rai-nausvyöhykkeessä kulkevat konvergoivia ratoja pitkin, jolloin kuituraina muodostuu rainausvyöhykkeessä vettä poistamalla, joka vesi puristuu suspensiosta paineen vaikutuksesta pääasiallisesti ilman imua ja joutuu sarjaan vedenpoistolaatikoita (48, 50), jotka sijaitsevat asianomaisen viiran, suspensioon nähden vastakkaista sivua vasten, tunnettu siitä, että kussakin vedenpoistolaatikossa vedenpinta pidetään korkeudella, joka on asianomaisesta viirasta asianomaiseen laatikkoon tulevan veden sisäär.tulokorkeuden yläpuolella niin, että rainausvyöhyk-keessä viirojen (30, 32) molemmat sivut ovat nesteellä peitetyt.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuiturainaa rainausvaiheen aikana suojataan äkillisiltä paineiskuilta, kunnes sen sakeus on vähintään noin 12 %.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että viirojen (30, 32) konvergointi olennaisesti estää suspensiota virtaamasta ulos rainausvyöhykkeestä (46) ja että kumpikin viira on veden peittämänä molemmilta puolilta kunnnes rainan sakeus on vähintään noin 12 % mutta ei sen jälkeen.

4. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi kuiturainan muodostamista varten konvergoivien rainojen (30, 32) välissä rainausvyöhykkeessä (46), johon kuitususpensio viedään sisääntulolaitteesta (10, 12, 14) ja jossa on sarja vedenpoistolaatikoita (48, 50) kunkin viiran takasivulla veden vastaanottamista varten suspensiosta, joissa vedenpoistolaati-koissa (48, 50) on kannatinlaitteet (52, 54) viirojen ohjaamiseksi konvergoivia ratoja pitkin rainausvyöhykkeessä ja viiroihin aukeavat sisääntuloaukot, kunkin vedenpoistolaatikon ollessa yhdistetty vedenpoistolaitteeseen (124), jonka avulla kustäkin viirasta tulee olennaisesti vain se vesi, joka viirojan välistä puristuu paineen vaikutuksesta sekä vedenpoiston säätölaitteeseen (128), tunnettu siitä, että kukin vedenpoistolaatikkko (48, 50) on sovitettu sisältämään vettä sellaiselle tasolle, joka on korkeampi kuin kuhunkin laatikkoon asianomaisesta viirasta (30, 32) sisään- 15 66929 tulevan veden tulotaso, vedenpoistolaitteeseen (124) kuuluvan säätölaitteen (128) avulla.