FI67245B - Foerfarande och arrangemang foer utjaemning av stroemningsvariationerna hos massasuspension som matas in i inloppslaodan pao en pappersmaskin - Google Patents

Description

1 67245

MENETELMÄ JA SOVITELMA PAPERIKONEEN PERÄLAATIKKOON SIJOITETTAVAN MASSASULPUN VIRTAUSVAIHTELUJEN TASAAMISEKSI -FÖRFARANDE OCH ARANGEMANG FÖR UTJÄMNING AV STRÖMNINGS-VARIATIONERNA HOS MASSASUSPENSION SOM MATAS IN I IN-LOPPSLÄDAN PÄ EN PAPPERSMASKIN

Keksinnön kohteena on menetelmä paperikoneen perälaatikkoon syötettävän massasulpun virtausvaihtelu-jen tasaamiseksi, jolloin sulppu pumpataan perälaatikkoon lähestymisputkistoa pitkin syöttöpumpun avulla, 5 sulpun syöttöä perälaatikkoon säädetään lähestymisput-kistoon sijoitetun säätölaitteen avulla ja lähestymis-putkistossa tapahtuvia vaihteluja havainnoidaan lähesty-misputkistoon sijoitetun paineen ja/tai virtausnopeuden tuntoelimen avulla sekä perälaatikossa tapahtuvia paine-10 ja/tai virtausvaihteluja havainnoidaan perälaatikon yhteyteen sijoitetun paineen ja/tai pinnankorkeuden tunto-elimen avulla, jossa muodostetaan mitattaviin suureisiin suhteelliset signaalit.

Paperikoneessa kuituraina muodostetaan liikku-15 van viiran päälle, johon massasulppu johdetaan perälaati-kosta. Muodostettu kuituraina kuivataan vedenpoisto- ja puristusvaiheiden jälkeen. Perälaatikkoon massasulppu pumpataan lähestymisputkistoa pitkin syöttöpumpun avulla. Sulpun syöttöä perälaatikkoon ja perälaatikon pinnan kor-20 keutta säädetään tavallisesti mainitun syöttöpumpun avulla säätämällä pumpun kierrosnopeutta säätölaitteella. Säätölaitetta ohjataan perälaatikon yhteyteen sijoitetun, perälaatikon pinnan korkeutta havainnoivan tuntoelimen avulla.

25 Perälaatikon eräänä tarkoituksena on vaimentaa massasulpun syötössä perälaatikkoon ja siten sulpun syötössä viiralle tapahtuvia nopeita vaihteluita. Tässä tarkoituksessa on kehitetty paineenalainen ns. paineperälaa-tikko sekä menetelmä perälaatikon ilmatilan tilavuuden 30 muuttamiseksi painemuutosten myötä ja halutun paineen 2 67245 palauttamiseksi, esim. suomalainen patenttihakemus n:o 991/68. Edelleen suomalaisesta patenttijulkaisusta n:o 48112 tunnetaan laite massasulpun syötön säätämiseksi pe-rälaatikkoon ja muodostusviiralle viiran nopeuden mukaan.

5 Yllä esitetyissä, tunnetuissa paperikoneen perä- t laatikoiden sovellutuksissa on epäkohtia. Massasulpun syöttöpumpun säätölaitteen tms. säätölaitteen hitaus, vir-taavan massasulpun hitaus ja lähestymisputkiston virtausvastukset aiheuttavat viiveen, joka sallii ennen pumppua 10 esiintyvän tietyn taajuisen painevaihtelun siirtymisen perälaatikkoon. Tällöin säätösysteemi vaimentaa vain hitaita sulpun syötössä tapahtuvia vaihteluita. Näiden tietyn taajuisten vaihtelujen väliin jää taajuusalue, joka ei vaimene sen paremmin perälaatikon, kuin lähestymisputkis-15 tonkaan säätölaitteiden avulla. Perälaatikkoon siirtyvä vaimenematon massasulpun syötössä tapahtuva vaihtelu aiheuttaa vaihteluita sulpun syötössä viiralle ja näin ollen tuotteen laadussa. Sulpun syötössä tapahtuvat vaihtelut aiheuttavat probleemeja erityisesti vanhoissa paperikoneis-20 sa pyrittäessä lisäämään koneen tuotantoa ja siten sulpun syöttöä perälaatikosta viiralle. Useassa tapauksessa vaikeudet massasulpun syötössä ovat olleet syynä uuden perä-laatikon hankintaan nostettaessa koneen kapasiteettia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on pois-25 taa yllä esitetyt epäkohdat. Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen menetelmä paperikoneen perälaatikkoon syötettävän massasulpun virtausvaihtelujen tasaamiseksi, jossa ei esiinny yllä esitettyjä epäkohtia.

Keksinnön tunnusomaisten seikkojen osalta vii-30 tataan vaatimusosaan.

Keksintö perustuu perälaatikon lähestymisput-kiston ja perälaatikon yhteyteen sijoitettujen tuntoelimien avulla tapahtuvaan perälaatikon pinnankorkeuden ja painevaihtelujen muutosten ennakointiin ja ennakoitujen <»35 muutosten eliminoimiseen lähestymisputkiston yhteyteen sijoitetun säätölaitteen avulla. Ennakoiminen on mahdol- 3 67245 lista, koska lähestymisputkistossa ennen syöttöpumppua tapahtuvat vaihtelut vaativat tietyn ajan siirtyäkseen perälaatikkoon ja ovat tällöin mitattavissa useissa pisteissä ennen perälaatikkoa. Perälaatikon pinnan- ja/tai 5 paineenvaihtelut lasketaan ohjauslaitteessa ennakoivasti lähestymisputkistoon ennen perälaatikkoa ja perälaatikkoon sijoitettujen useiden tuntoelimien antamien signaalien perusteella esim. pienellä tietokoneella, ja vaihtelut eliminoidaan säätölaitteeen avulla ohjauslaitteen 10 ohjauksella, esim. lisäämällä tai vaihtoehtoisesti vähentämällä lähestymisputkiston syöttöpumpun tehoa tai vähentämällä tai vastaavasti lisäämällä lähestymisputkistoon sijoitetun säätölaitteen, kuten automaattiventtiilin virtausvastusta.

15 Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtai sesti viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää kaaviokuvana keksinnön mukaista menetelmääisovellettuna erään paperikoneen perälaatikon yhteyteen.

20 Kuvassa 1. on esitetty erään paperikoneen mär- käpää käsittäen päättömän viiran 11 sekä perälaatikon 1 massasulpun johtamiseksi mainitulle viiralle. Massasul-pun syöttö perälaatikkoon 1 tapahtuu lähestymisputkistoa 2 pitkin syöttöpumpun 3 avulla esim. kyypistä tms. säili-25 östä 12. Syöttöpumppu 3 on varustettu säätölaitteella 4.

Keksinnön mukaisesti lähestymisputkistossa 2 tapahtuvia paine- ja/tai virtausvaihteluja havainnoidaan putkiston yhteyteen, säätölaitteeseen 4 nähden ylävirtaan sijoitetun paineen ja/tai virtausnopeuden tuntoelimen 5 50 avulla. Vastaavasti perälaatikossa 1 tapahtuvia paineja/ tai virtausvaihteluja havainnoidaan perälaatikon yhteyteen sijoitetun paineen ja/tai pinnankorkeuden tunto-elimen 6 ayulla. Mainituissa tuntoelimissä 5 ja 6 muodostetaan mitattaviin suureisiin suhteelliset signaalit, jot-'35 ka johdetaan johteita 13 ja 13' pitkin ohjauslaitteeseen 7. Ohjauslaitteessa 7 suoritetaan ennakoiva laskenta tuntoelimien 5 ja 6 signaalien perusteella perälaatikkoon 1 syötettävän sulpun virtausvaihtelujen laskemiseksi etu- 4 67245 käteen jo ennen virtausvaihtelujen siirtymistä perälaa-tikkoon. Edelleen ohjauslaitteessa 7 muodostetaan, suoritetun ennakoivan laskennan perusteella, säätömerkki ennakoitujen virtausvaihtelujen eliminoimiseksi ja tasoit-5 tamiseksi säätölaitteen 4 avulla, ja muodostettu säätö-merkki johdetaan säätölaitteeseeen 4 johdetta 14 pitkin.

Kuvassa 1 esitetyssä sovellutuksessa syöttö-putkistoon 2 on sijoitettu sihdit eli painelajitin 9 syöttöpumpun 3 jälkeen ennen perälaatikkoa 1. Edelleen 10 lähestymisputkistoon 2 on asennettu paineen, virtauksen ja sulpunsakeuden tuntoelimet 5' ja 5" pumpun 3 ja sihtien 9 välille sekä vastaavasti sihtien ja perälaatikon 1 välille, sekä virtauksen tuntoelin 6' perälaatikon yhteyteen havainnoimaan perälaatikkoon pumpattavan sulpun 15 määrää. Lisäksi lähestymisputkistoon 2 on sijoitettu au-maattiventtiili 8 säätölaitteineen 4' sihtien 9 ja perä-laatikon 1 välille. Perälaatikon 1 yhteyteen on, paineen ja pinnankorkeuden sekä mahdollisen sulpunsakeuden tunto-elimien 6 ja 6' lisäksi, sijoitettu ilmatilan 10 paineen 20 ja/tai tilavuuden tuntoelin 6". Lähestymisputkistoon 2 sijoitetut, edellä mainitut tuntoelimet, joita on merkitty yleisesti viitenumeroilla 6, on liitetty ohjauslaitteeseen 7 yleisesti viitenumeroilla 13 merkittyjen johtimien välityksellä. Vastaavasti säätölaitteet, syöttöpum-25 pun 3 kierrosluvun säätölaite 4 ja automaattiventtiilin 8 säätölaite 4', on liitetty ohjauslaitteeseen 7 johteiden 14 ja vastaavasti johteiden 14' avulla.

Paperikoneen ollessa toiminnassa massasulppua pumpataan syöttöpumpun 3 avulla kyypistä 12 perälaatik-30 koon 1 lähestymisputkistoa 2 pitkin. Paineen, virtauksen ja/tai sulpunsakauden tuntoelimet 5, 5', 5" ja 6' havainnoivat vastaavia suureita lähestymisputkistossa 2 ennen syöttöpumppua 3, syöttöpumpun jälkeen ennen sihtejä 9, .sihtien jälkeen ennen säätöventtiiliä 8 sekä säätövent-4 35 tiilin jälkeen perälaatikon 1 välittömässä yhteydessä muodostaen vastaavat, mitattaviin suureisiin suhteelliset 5 67245 signaalit, jotka johdetaan ohjauslaitteeseen 7 johteita 13 pitkin. Samanaikaisesti perälaatikon 1 tuntoelimet 6 havainnoivat perälaatikossa tapahtuvia paine-, tilavuus-, virtaus-, pinnankorkeus- ja/tai massamsakeusmuutoksia, 5 jotka muutetaan vastaaviin suureisiin suhteellisiksi signaaleiksi ja johdetaan ohjauslaitteeseen 7. Ohjauslaite 7, esim. tietokone, ottaa vastaan tuntoelimiltä 5 ja 6 tulevat signaalit, tarkkailee perälaatikon 1 paine-, virtaus-, pinnankorkeus-, tilavuus ja/tai massansakeusolo-10 suhteita sekä laskee, prosessissa tuntoelimien avulla havainnoitujen suureiden ja näiden muutosten perusteella, perälaatikossa odotettavissa olevat, sulpun syöttöön viiralle 11 vaikuttavat, mainittujen olosuhteiden muutokset. Tämän lisäksi ohjauslaite 7 laskee ja muodostaa säätömer-15 kit edellä laskettujen, perälaatikkoon sekä edelleen viiralle 11 syötettävän massasulpun ennakoitujen vaihtelujen tasaamiseksi säätölaitteiden 4 säädön avulla. Muodostetut säätömerkit johdetaan säätölaitteille 4, jotka suorittavat säätömerkkien ohjauksella ennakoituja syötön vaihte-20 luja tasaavat ja eliminoivat säätötoimet, so. syöttöpumpun 3 ja/tai venttiilin 8 säädön.

Ohjauslaitteessa 7 muodostetaan säätölaitteiden 4 säätömerkit siten, että lisääntyneen virtauksen impulssin siirtyessä lähestymisputkistossa 2 kohden perälaatik- 25 koa 1, säätömerkki alentaa pumpun 3 pumppaustehoa ja/tai nostaa venttiilin 8 virtausvastusta. Vastaavasti alentuneen virtauksen virtausimpulssin siirtyessä perälaatik-koa 1 kohden ohjauslaite 7 muodostaa kerkeampaa pumppaustehoa ja/tai alempaa virtausvastusta vastaavat pumpun 3 30 ja/tai vastaavasti venttiilin 8 säätömerkit.

Muodostettaessa säätömerkkejä ohjauslaitteessa 7 massasulpun syötön perusarvot, so. asetusarvot, otetaan huomioon ennakoitujen vaihtelujen, esim. paineiskujen vir-tausvaihtelujen huomioimiseksi. Tällöin sulpun syötön ol-*35 lessa korkealla tasolla, lähestymisputkistossa 2 havaitun paineiskun eliminoimiseksi tarvitaan ja muodostetaan 6 67245 pienempää syöttöpumppua 3 pumppaustehon laskua tai suurempaa venttiilin 8 virtausvastuksen nousua vastaava säätö-merkki kuin havaittaessa vastaava paineisku lähestymis-putkistossa ja sulpun syötön ollessa alhaisemmalla tasolla.

5 On huomattava, että tunnetut menetelmät paperi koneen perälaatikkoon syötettävän massasulpun virtaus-vaihtelujen tasaamiseksi perustuvat perälaatikossa havaittuihin virtausvaihteluihin; keksinnön mukainen menetelmä ja sovitelma sensijaan perustuu perälaatikon ja perälaa-10 tikon olosuhteiden muutosten sekä lähestymisputkistossa havaittujen virtausvaihtelujen perusteella laskettujen, perälaatikossa ennakoitavien virtausvaihtelujen tasaamiseen ja eliminoimiseen ennakolta jo ennen virtausvaihtelu jen tapahtumista. Keksinnön mukaisella menetelmällä ja 15 vastaavalla sovitelmalla saavutetaan erittäin alhainen virtausvaihtelujen taso paperikoneen perälaatikossa ja vastaavasti massasulpun syötössä viiralle.

Edellä esitetty suoritusesimerkki on tarkoitettu havainnollistamaan keksintöä rajoittamatta sitä mil-20 lään tavoin. Edellä esitetyssä suoritusesimerkissä on kuvattu keksinnön sovellutusta konventionaalisen, säiliömäi-sen perälaatikon yhteyteen. Vastaavasti ko. menetelmä ja vastaava sovitelma soveltuvat erinomaisesti käytettäväksi uudempien perälaatikoiden yhteydessä, jotka koostuvat pää-25 asiassa massasulppua viiralle ohjaavasta paineputkostosta. Edelleen ko. menetelmässä ja vastaavassa sovitelmassa voidaan käyttää minkälaisia tahansa, sinänsä tunnettuja säätö- ja ohjauslaitteita, esim. kuten on esitetty johdanto-osassa viitatuissa julkaisuissa tai vastaavia. Tällöin on 30 huomattava erityisesti se, että massasulpun syötön perus-säätö perälaatikkoon ja viiralle tapahtuu ajonopeuden ja valmistettavan paperin laadun sekä paksuuden perusteella? keksintö on tarkoitettu pääasiassa perälaatikkoon syötet-* tävän sulpun virtausvaihtelujen tasaamiseksi ja eliminoi-35 miseksi. Massasulpun perussäädön suorittamiseksi voidaan käyttää minkälaisia tahansa sinänsä tunnettuja säätö- ja ohjauslaitteita. . - . .

Claims (8)

1. Menetelmä paperikoneen perälaatikkoon (1) syötettävän massasulpun virtausvaihtelujen tasaamiseksi, jolloin sulppu pumpataan perälaatikkoon lähestymisputkis-toa (2) pitkin syöttöpumpun (3) avulla, sulpun syöttöä 5 perälaatikkoon säädetään lähestymisputkistoon sijoitetun säätölaitteen (4,4') avulla ja lähestymisputkistossa tapahtuvia vaihteluja havainnoidaan lähestymisputkistoon sijoitetun paineen ja/tai virtausnopeuden tuntoelimen (5,5',5") avulla sekä perälaatikossa (1) tapahtuvia pai-10 ne- ja/tai virtausvaihteluja havainnoidaan perälaatikon yhteyteen sijoitetun paineen ja/tai pinnankorkeuden tunto-elimen (6) avulla, jossa muodostetaan mitattaviin suureisiin suhteelliset signaalit tunnettu siitä, että perälaatikon paineen ja/tai pinnan korkeuden tuntoelimen 15 (6) signaali samoin kuin lähestymisputkiston (2) tuntoeli men (5,5',5") signaali johdetaan ohjauslaitteelle (7), jossa suoritetaan laskenta mainittujen signaalien perusteella perälaatikkoon syötettävän sulpun virtausvaihtelu jen laskemiseksi ennakolta sekä muodostetaan säätömerk-20 ki ennakoitujen virtausvaihtelujen eliminoimiseksi ja säätölaitteeseen (4,4') johdettavaksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massasulpun syöttöä perälaatikkoon (1) säädetään syöttöpumpun (3) säätölaitteen (4), 25 lähestymiäputkiston (2) säätöventtiilin (8) säätölaitteen (4') tms. laitteen avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lähestymisputkistossa (2) tapahtuvia painevaihteluja sekä mahdollisesti vir- 30 taus- ja/tai sulpun sakeuden vaihteluja havainnoidaan lähestymisputkistoon, ennen ja/tai jälkeen syöttöpumppua (3) .ja /tai sihtejä (9) sijoitettujen tuntoelimien (5,5',5") * avulla, ja että ohjauslaitteessa (7) suoritettava laskenta tapahtuu mainituissa tuntoelimissä muodostettavien, 35 mitattaviin suureisiin suhteellisten signaalien perusteella. 8 67245

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perälaatikossa (1) tapahtuvia virtaus-, massasulpun pinnankorkeus- ja/ tai perälaatikon ilmatilan (10) tilavuuden vaihteluita 5 havainnoidaan perälaatikon yhteyteen sijoitettujen tuntoelimien (6) avulla, ja että ohjauslaitteessa (7) suoritettava laskenta tapahtuu mainituissa tuntoelimissä muodostettavien, mitattaviin suureisiin suhteellisten signaalien perusteella.

5. Sovitelma jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi käsittäen perälaatikon (1) lähestyrnisputkistoon (2) sijoitetun virtauksen säätölaitteen (4,4') ja paineen ja/tai virtausnopeuden tuntoelimen (5,5',5") sekä perälaatikon (1) yhteyteen 15 sijoitetun paineen ja/tai pinnankorkeuden tuntoelimen (6) mainitussa kohteessa tapahtuvien paine- ja/tai pinnankorkeuden vaihtelujen havainnoimiseksi ja vastaavien signaalien muodostamiseksi tunnettu siitä, että sovi-telmaan kuuluu myös laskentalaite (7), johon mainitut 20 perälaatikon paineen ja/tai pinnankorkeuden tuntoelin (6) samoin kuin lähestymisputkiston paineen ja/tai virtausnopeuden tuntoelin (5,5',5") on liitetty perälaatikkoon syötettävän sulpun virtausvaihtelujen laskemiseksi ennakolta mainittujen signaalien perusteella ja ennakoidun 25 virtausvaihtelun tasaavan säätömerkin muodostamiseksi sekä johtamiseksi säätölaitteeseen (4,4')·

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että säätölaitteen (4,4') muodostaa syöttöpumpun (3) kierrosluvun säätölaite, lähes- 30 tymisputkiston (2) säätöventtiili (8) tms. laite.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu useita, lähestymisputkiston (2) yhteyteen ennen ja/tai • . *# jälkeen syöttöpumppua (3) ja/tai sihtejä (9) ja/tai sää-«35 töventtiiliä (8) sijoitettuja paineen, ja mahdollisesti virtausnopeuden ja sulpunsakeuden tuntoelimiä (5,5',5"), jotka on liitetty ohjauslaitteeseen (7). 9 67245

7 67245

8. Jonkin patenttivaatimuksista 5-7 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluu perälaatikon (1) yhteyteen sijoitettuja tuntoelimiä (6) virtausten, massasulpun pinnankorkeuden ja/tai perä-5 laatikon ilmatilan (10) tilavuuden tuntoelimiä, jotka on liitetty ohjauslaitteeseen (7). . i 4 67245