FI68275C - Banformningsfoerfarande vid en upptagnings- och torkningsmaskin foer cellulosa - Google Patents

Description

\*jg*rA ΓΒΊ m^UULUTUSJULKAISU ^o0nn (11) utlAggningsskrift ooZ/d • ofySS C Patentti osyönne tty 12 OS 1935

Patent aoddclat (51) Kv.lk.4/lnt.CI.« D 21 F 1/°° SUOMI—FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansfikning 3^*61/72 (22) Hakemlsp&ivi — Ansöknlngsdag 07.12.72 (FI) (23) Alkupäivä — Glltighetsdag 0 7.12.72 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentllg Qg ηΐ^

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväkslpanon ja kuul.julkaisun pvm.— ^ λκ gr

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad -3 5 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prioritet (71) Valmet Oy, Punanotkonkatu 2, 00131 Helsinki, Suomi-Finland(Fl) (72) Matti Kankaanpää, Tapiola, $uomi-Finland(FI) (7*0 Forssan & Salomaa Oy (5*0 Rainanmuodostusmenetelmä selluloosan kokooma- ja kuivauskoneella -Banformningsförfarande vid en upptagnings- och torkningsmaskin för cel 1ulosa

Keksinnön kohteena on menetelmä rainan muodostamiseksi selluloosan kokooma-ja kuivauskoneella, joka käsittää suurihalkaisijaisen ja läpimitaltaan sopivimmin 2,5-5 m olevan viirapeitteisen muodostussylinterin, jossa on rei'itetty ulkovaippa ja suljettu sisävaippa, joiden välitila on jaettu lokeroihin, jotka muodostussylinterin toiseen tai kumpaankin päähän sovitetun kaappijärjestelmän kautta sopivalta osalta yhdistetään osittain imun, osittain ylipaineen kehittäviin laitteisiin ja jonka muodostussylinterin vaipalle raina muodostetaan mainitun muodostussylinterin tuntumassa olevan perälaati-kon kautta syötetystä massasta aluksi vapaasti n. A5°-150° suuruisella sektorilla, ja jossa rainanmuodostusosassa käytetään karkeaa ulkoviiraa ohjattuna peittämään muodostussylinteriä tämän pyörimissuunnassa sanotun sektorin jälkeen vähintään 180° suuruisessa sektorissa muodostuneen sellurainan joutuessa kulkemaan mainitun sektorin alueella muodostussylinterin ja ulkoviiran välisessä puristuksessa, ja jossa rainanmuodostusosassa käytetään ulkoviirasilmu- 2 68275 kan sisäpuolelle muodostussylinterin tuntumaan sijoitettua irrotusimutelaa, jolla osittain imun avulla ja osittain irrotusimutelaa ennen oleviin muodos-tussylinterin lokeroihin järjestetyn ylipainevyöhykkeen auttamana irrotetaan selluraina muodostussylinteriltä ulkoviiran kannatukseen.

Selluloosaa varten tarkoitetuissa kokooma- ja kuivatuskoneissa, joissa sellu-massa rainan muodostuksen jälkeen ensin märkäpuristetaan ja sitten kuivatetaan joko kuivatussylinterien avulla tai puhallinkuivattimessa, käytetään märkäpää- nä eli rainaimena pääasiallisesti fourdrinier- eli tasoviiraosaa. Tasoviiralla 2 saadaan valmistettavalle tavallisesti noin 600...1000 g/m painoiselle sellu-rainalle lähinnä kuivatuskoneen toiminnan kannalta sopivat rakenne- ja lujuusominaisuudet .

On tunnettua, että valmistettaessa paperia tasoviirakoneella, voi perälaatikos-ta viiralle purkautuvan massasuihkun jatkuva nopeus poiketa huomattavasti viiran nopeudesta ja olla jopa 20 % suurempi tai pienempi kuin viiran nopeus ilman, että paperikoneen toiminnassa olisi sinänsä havaittavissa mainittavia tästä nopeuserosta johtuvia vaikutuksia. Kuitenkin normaalisti nopeuspoikkeama on - 5 %. Toisaalta itse paperin ominaisuudet, esim. pohjan tasaisuus eli pilvisyys tai paperin pituus- ja poikkisuuntaisen lujuuden suhde on hyvinkin suuresti riippuvainen mainitusta nopeussuhteesta, kuten on esitetty esim. lehdessä Paperi ja Puu, 1967 n:o 4a, s. 148.

Kun sensijaan muodostetaan sellurainaa tasoviiralla, on todettu, että massasuihkun nopeuden on aina oltava huomattavasti suurempi kuin viiran nopeus, jopa 2-kertainen viiran nopeuteen verrattuna, jotta saataisiin syntymään sellainen massaraina, joka pystyisi katkeamatta kulkemaan telojen ja sylintereiden kautta mutkitellen kuivauskoneen läpi. Jos sellurainaa yritetään muodostaa samalla nopeussuhteella kuin paperirainaa, ei sellurainan läpivienti ole mahdollista. Vain ylinopeuden ansiosta jauhamattomat sellukuidut näyttävät pystyvän muodostamaan riittävän solidin massarainan, joka kestää siihen kohdistuvat rasitukset esim. kuivaussylintereillä ja teloilla. Tässä yhteydessä voidaan mainita, että 2 tasoviiralla muodostettava massarainan paksuus on yleensä korkeintaan 1200 g/m .

On ennestään tunnettua käyttää sellun kokoomakoneena märkää massaa varten Kamyr- nostosylinteriä. Tällaista märkäpäätä käytetään eräissä tapauksissa myös pu- 2 hallinkuivattimien yhteydessä varsinkin hyvin paksun, 1500...2000 g/m rainan 3 68275 2 muodostamiseen. Ohuehkojen, alle 900 g/m painoisten sellurainojen muodostamiseen ei Kamyr-nostosylinteri kuitenkaan sovellu, lähinnä rainausta seuraavassa puristamisvaiheessa ilmenevien vaikeuksien vuoksi. Yleisesti on todettava, että kun nostosylinteri pyörii massan täyttämässä altaassa, ovat mahdollisuudet kontrolloida rainan muodostusta varsin rajoitetut ja Kamyr-kone ei pystykkään toimimaan laajoissa rajoissa valittavissa olevissa ajo-olosuhteissa (sellurainan nopeus ja neliöpaino).

Keksinnön tarkoituksena on kehittää menetelmä sellurainan muodostamiseksi etenkin suurilla nopeuksilla ja niin, että muodostettavan rainan neliöpaino voidaan valita käytännöllisesti katsoen vapaasti kuhunkin käyttötarkoitukseen parhaiten sopivaksi kunkin tilaajan vaatimuksia vastaavaksi. Keksinnön lähtökohtana on ollut Kamyr-nostosylintereistä ja imusuotimista tunnetut ratkaisut, joita on uudella tavalla sovellettu nykyaikaisiin kaksiviiraformerikonst-ruktioihin.

Keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että perälaatikosta purkautuva massasuihku syötetään muodostussylinterille huomattavaan, korkeintaan 60°:n sektorin suuruiseen ylämäkeen muodostussylinterin pyörimissuuntaan nopeudella, joka on olennaisesti suurempi, sopivimmin n. kaksi kertaa niin suuri, kuin muodostussylinterin kehänopeus.

Keksinnön mukaista menetelmää soveltaen on Kamyr-rainaimeen verrattuna halvemman toteutuksen ja erilaisiin käyttöolosuhteisiin soveltuvuuden lisäksi etuna konesalin rakennustilavuuden olennainen pienentäminen, koska pitkä tasoviiraosuus voidaan välttää.

Keksinnön edellyttämät rakenneratkaisut ovat tietyltä osaltaan ennestään tunnettuja sovellettuna monikerroksisen kartongin valmistukseen. Tässä yhteydessä viitataan USA-patenttiin 3,485,715 (Tadashi Kobayashi, Japani). Keksinnön mukainen menetelmä eroaa Kobayashin formerissa sovelletusta (myöhemmin KF) erilaisen käyttötarkoituksensa lisäksi seuraavissa kohdissa: - KF:ssä perälaatlkko on yleensä sijoitettu käytännöllisesti katsoen sylinterin lakipisteeseen.

4 68275 - KF:ssä ei yleensä käytetä ulkoviiraa vaan huopaa. Jos viiraa käytetään, on sen oltava hyvin hlenokudoksinen.

Keksinnön soveltamisessa on tärkeätä se, että raina muodostuu viirapeittei-selle suuriläplmittaiselle (2,5-5 m) sylinterille täysin kontrolloitavissa olevissa olosuhteissa nimenomaan perälaatikosta purkautuvan massasuihkun ja mainitun keskinäisen nopeuden osalta. Osaltaan tämän ansiosta on muodostuvan massan rakenne hyvin koossapysyvä ja sellun kokoomakoneen käyntivarmuus kaikilta osiltaan suurillakin nopeuksilla pystytään saamaan huomattavan korkeaksi.

Keksinnön mukaisessa vedenpoiston ensimmäisessä vaiheessa kohdistetaan muodostuvaan rainaan pelkästään imu ja tässä vaiheessa raina ehtii saavuttaa sellaisen rakenteen ja lujuuden, että se kestää myöhemmät käsittelyvaiheet. Toinen vedenpoistovalhe alkaa, kun ulkoviira rainaa turmelematta johdetaan rainan päälle, jolloin vedenpoisto alkaa myös ulospäin ulkoviiran läpi.

Keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin kahteen toteutusesimerkkiin.

Kuvio 1 esittää menetelmää soveltavan rainalmen periaatteellista sivukuvaa. Kuvio 2 esittää vastaavasti edellisestä eräissä kohdin poikkeavaa toteutus-muotoa.

Massa johdetaan sinänsä tunnetulla tavalla ja tunnettuja laitteita käyttäen rainalmen perälaatikkoon 8, joka on asemaltaan säädettävissä kuvioon 1 kaavamaisesti piirretyissä ohjaimissa 11. Perälaatikko 8 on myös kallistettavissa niin, että massasulhku saadaan haluttuun suuntaan ja vallitseviin käyttöolosuhteisiin sopivalla nopeudella viirapeitteisen sylinterin 1 kehänopeu-teen verrattuna. Perälaatikon 8 alahuuleen voidaan liittää sinänsä tunnettu ns. rintakumi 21. Keksinnön mukaisesti on perälaatikon 8 huuliaukko 9 sovitettu sijaitsemaan sylinterin 1 ulkovaipan tuntumassa sellaisella sektorilla, joka alkaa sylinterin 1 lakipisteestä A ja ulottuu aina n. 60°:n etäisyydelle sylinterin 1 pyörimissuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan. Näin ollen massa joutuu kulkemaan sylinterin 1 pinnalla tietyn matkan "ylämäkeen" mainittuun lakipisteeseen A saakka, millä on todettu olevan edullinen vaikutus sellurai-nan 10 muodostamisen kannalta. Myös tilankäytön suhteen on selostettu perä-laatikon 8 sijoitus edullinen. Paitsi perälaatlkkoa 8 kallistamalla voidaan 5 68275 sinänsä tunnetuilla perälaatikon huuliraon säätömenetelmillä massasuihkun suuntaa ja nopeutta ohjata valmlstusnopeuden ja halutun neliöpainon mukaiseksi. Lisäksi voidaan käyttää tunnettuja reunarajoittimia (ei esitetty).

Viirapeitteinen sylinteri 1 on toimintaperiaatteeltaan olennaisesti samanlainen kuin tunnetun Kamyr-koneen viiralieriö tai imusuotimissa käytetty nosto-lieriö. Sylinteri 1 on kaksivaippainen, kuten tunnetut imusuodattimet. Ulko-vaippa 1 on rei'itetty ja sisävaippa Ib on suljettu ja vaippojen la ja Ib välitila on jaettu väliseinillä 2 lokeroihin 3. Kamyr-koneiden nostolieriöis-tä tunnetulla tavalla on sylinterin 1 joko vain toisessa tai molemmissa päissä, koneen leveyden mukaan, ns. imukaappi ja lisäksi painekaappi, joiden kautta imu ja ylipaine johdetaan haluttuun osaan sylinterin 1 lokeroista 3.

Viirapeitteista sylinteriä 1 kiertää ja sivuaa vähintäin 180°:n suuruisessa sektorissa 8 päätön ulkoviira 4, joka liikkuu viiran johtotelojen 5,6 ja 7 ohjaamana. Sektorin 6 suuruus on sopivimmin n. 210°. Johtotelan 5 asemaa kuvioihin merkittyihin nuolensuuntiin muuttamalla voidaan tietyissä rajoissa säätää sektorin β suuruutta.

Perälaatikon 8 huuliaukosta 9 tuleva massasuihku syötetään sylinterin pinnalle olennaisesti suuremmalla, yleensä noin kaksinkertaisella nopeudella sylinterin 1 kehänopeuteen nähden ja sylinterin 1 pyörimissuuntaan. Näin saadaan muodostumaan sylinteriä 1 peittävälle viiralle selluraina 10, joka lokeroissa 3 vallitsevan imun vaikutuksesta ja painovoimaisen, yhteen suuntaan tapahtuvan vedenpoiston ansiosta ehtii sektorin a alueella saavuttaa tarpeellisen kiinteyden ennenkuin se joutuu sektorissa β sylinterin 1 viirakankaan ja ulko-viiran 4 väliseen puristukseen, jonka vaikutuksesta sellurainasta 10 poistuu edelleen vettä, mutta nyt kahteen suuntaan sen takia, että sektorin β kohdalla oleviin lokeroihin 3 voidaan myös järjestää vaikuttamaan imu (esitetty kuvioissa - merkillä). Sektorina suuruus voi vaihdella n. 45°-150° rajoissa. Ulkoviiran 4 ja sylinteriä 1 peittävän viiran välistä puristusta voidaan säätää ulkoviiran 4 kireyttä säätämällä esim. johtotelan 5 avulla. Vedenpoiston edistämiseksi sektorissa a voidaan sen yläpuolelle tunnetulla tavalla vaikuttavat kuumavesisulhkut 22.

Sylinterin sektoreissa a ja β kiinteytyneen selluradan 10 irrottamiseksi sylinteriltä 1 on sen sektorilla γsijaitseviin lokeroihin järjestetty vaikutta- 68275 maan ylipaine (puhallusvyöhyke, jota on kuvioissa merkitty + merkeillä). Sel-lurainan 10 johtamiseksi edelleen on irrotusimutelassa 6 imuvyöhyke 12. Sylinterin 1 ulkopuolella tapahtuvan vedenpoiston tehostamiseksi on irrotusimute-lan 6 yhteyteen sovitettu puristintela 13, jonka muodostaman nipin jälkeen selluraina 10 johdetaan ulkoviiralta 4 johtotelan 15 ohjaamalle huovalle 17, joka johtaa sellurainan 10 edelleen rainaimen puristinosaan (ei esitetty) (kuvio 1). Vaihtoehtoisesti voidaan ulkoviira 4 yhdessä sellurainan 10 kanssa johtaa kulkemaan imulaatikoiden 18 tai vastaavien vyöimureiden (ei esitetty) yli (kuvio 2). Niinikään voidaan vedenpoistoa sylinterin 1 yhteydessä tehostaa yhden tai useamman puristintelan 14,15 vaikutuksella, joita puristetaan sylinteriä 1 vastaan sen alapuolelta.

Sylinterin 1 ulkopuolelle poistuvaa vettä varten on sylinterin 1 alapuolelle järjestetty vedenkeräyskaukalo 19 poistoputkineen 20.

Edellä selostetun rainausmenetelmän ja rainaimen rakenteen sekä sen monien säätömahdollisuuksien ansiosta voidaan rainaimen nopeus ja sillä valmistettavan sellurainan neliöpaino valita hyvin laajoissa rajoissa. Sylinterin 1 sektoreiden a ja g suuruus ja keskinäinen suhde riippuvat edellä mainituista käyttöolosuhteista. Sektorin a suuruutta voidaan muuttaa johtotelan 5 ja perä-laatikon 8 asemaa muuttamalla. Johtotelan 5 aseman muuttaminen vaikuttaa myös sektorin g suuruuteen. Vedenpoiston tehokkuuteen sylinterillä 1 voidaan vaikuttaa etenkin ulkoviiran 4 kireyttä ja lokeroissa 3 vallitsevan imun voimakkuutta säätämällä.

Claims (1)

1. 7 68275 Patenttivaat imus Menetelmä ralnan muodostamiseksi selluloosan kokooma- ja kuivauskoneella, joka käsittää suurihalkaisijaisen ja läpimitaltaan sopivimmin 2,5-5 m olevan viirapeitteisen muodostussylinterin (1), jossa on rei'itetty ulkovaippa (la) ja suljettu sisävaippa (Ib), joiden välitila on jaettu lokeroihin (3), jotka muodostussylinterin (1) toiseen tai kumpaankin päähän sovitetun kaappijärjes-telmän kautta sopivalta osalta yhdistetään osittain imun, osittain ylipaineen kehittäviin laitteisiin ja jonka muodostussylinterin vaipalle raina (10) muodostetaan mainitun muodostussylinterin (1) tuntumassa olevan perälaatikon (8) kautta syötetystä massasta aluksi vapaasti n. 45°-150° suuruisella sektorilla (a), ja jossa rainanmuodostusosassa käytetään karkeaa ulkoviiraa (4) ohjattuna peittämään muodostussylinteriä (1) tämän pyörimissuunnassa sanotun sektorin (a) jälkeen vähintään 180° suuruisessa sektorissa (g) muodostuneen sellurai-nan (10) joutuessa kulkemaan mainitun sektorin (g) alueella muodostussylinterin (1) ja ulkoviiran (4) välisessä puristuksessa, ja jossa rainanmuodostusosassa käytetään ulkoviirasilmukan (4) sisäpuolelle muodostussylinterin (1) tuntumaan sijoitettua irrotusimutelaa (6), jolla osittain imun avulla ja osittain irrotusimutelaa (6) ennen oleviin muodostussylinterin (1) lokeroihin (3) järjestetyn ylipainevyöhykkeen (sektori Y ) auttamana irrotetaan selluraina (10) muodostussylinteriltä (1) ulkoviiran (4) kannatukseen, tunnettu siitä, että perälaatikosta (8) purkautuva massasuihku syötetään muodostussy-linterille (1) huomattavaan, korkeintaan 60°:n sektorin suuruiseen ylämäkeen muodostussylinterin (1) pyörimissuuntaan nopeudella, joka on olennaisesti suurempi, sopivimmin n. kaksi kertaa niin suuri, kuin muodostussylinterin (1) kehänopeus.