FI71180B - Pressvals foer pappersmaskin som aer foersedd med en elastisk ytbelaeggning av skiktkonstruktion samt press foer pappersmaskin daer det anvaends en ifraogavarande pressvals - Google Patents

Description

71 1 80

Paperikoneen puristintela, joka on varustettu elastisella kerros-rakenteisella pinnoituksella sekä paperikoneen puristin, jossa käytetään kyseistä puristintelaa

Pressvals för pappersmaskin, som är försedd med en elastisk ytbeläggning av skickkonstruktion samt press för pappersmaskin där det används en ifragavarande pressvals

Keksinnön kohteena on paperikoneen puristintela, joka käsittää rei'ittä-mättömän sisärungon, jonka päälle on tehty elastinen kerrosrakenne, joka käsittää sisäkerroksen, jossa on sen tilavuudesta olennainen osa ontelolta, huokosia tai vastaavia, jotka puristuvat kokoon nippivyöhykkeellä 5 täten sitä leventäen ja joka kerrosrakenne käsittää nippivyöhykkeen kautta kulkevan puristushuopasilmukan sisäpintaa vasten toimivaksi tarkoitetun ulkokerroksen.

Keksinnön kohteena on lisäksi paperikoneen puristin, jossa käytetään te-10 lana jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaista puristintelaa.

Ennestään tunnettu yleisin tapa poistaa paperi- ja kartonkirainoista vettä on johtaa raina kahden vastakkain olevan telan muodostaman puris-tusnipin läpi. Tunnetusti vedenpoistonipeissä käytetään yhtä tai kahta 15 puristuskudosta, jotka kuljettavat rainasta poistuneen veden edelleen ja toimivat rainaa eteenpäin kuljettavana kudoksena.

Paperikoneiden tuotantonopeukslen kasvaessa on nippipuristuksena suoritettava vedenpoisto muodostunut nopeuden nostamista rajoittavaksi pul-20 lonkaulaksi sen vuoksi, että telaparin muodostamat puristinnipit ovat lyhyitä. Täten suurilla nopeuksilla rainan viipymäaika puristinnipeissä jää lyhyeksi. Etenkin rainan kuitustruktuurin virtausvastuksen takia vesi kuitenkin tarvitsee tietyn ajan poistuakseen rainasta telan onsipin-taan ja/tai puristinkudokseen.

Jos nlppipuristimissa vedenpoistotehoa yritetään kasvattaa nippipainetta lisäämällä, tietyllä viivapaineella tullaan sille rajalle, jossa nippi- 25 2 71180 paineen lisääminen ei enää auta, sillä rainan struktuuri ei tällöin kestä puristusta.

Telanippien puristusaluetta voidaan pyrkiä pidentämään käyttämällä suu-5 remman halkaisijan omaavia teloja ja pehmeitä puristinkudoksia, mutta näissäkin keinoissa tulee nopeasti taloudellisen toteutuksen raja vastaan.

Ennestään tunnetaan sellaisia telaparin muodostamia puristimia, joiden 10 nippialuetta on pyritty pidentämään telojen joustavilla pinnoitteilla, jotka ovat esim. kumia tai polyuretaania. Esimerkkinä eräästä puristimesta, jossa käytetään joustavapintaista telaa, viitataan US-patenttiin n:o 3 535 760 (The Polymer Corporation).

15 Edellä mainituissa joustavapinnoitteisissa teloissa on myös ennestään tunnettua käyttää niiden joustavuuden lisäämiseksi erilaisia urituksia, missä suhteessa viitataan esimerkkinä USpatenttiin n:o 3 630 837 (Glupac Inc.).

20 On myös ennestään tunnettua johtaa nipin kautta joustava matto, joka pidentää nippiä.

Edellä mainituissa puristimissa, joissa käytetään joustavaa telaa tai telaparia tai joustavaa mattoa ei kuitenkaan ole voitu poistaa sitä jo 25 tavanomaisissa nippipuristimissa esiintyvää epäkohtaa, jota kutsutaan uudelleen kastumiseksi (rewetting). Esimerkiksi n. 20 ms:n aika puris-tinnipin keskikohdan alueella, jossa puristuspaine on pudonnut tietyn rajan alle, aiheuttaa jo noin 30 %:n uudelleen kastumisen. Tämä ilmiö onkin eräs olennainen haittatekijä, joka on rajoittanut leveilläkin pu-30 ristusvyöhykkeillä varustettujen nippien vedenpoistokykyä.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada puristintela ja sitä soveltava puristinlaite, jolla edellä mainitut epäkohdat vältetään. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on aikaansaada pidennetyllä puris-35 tusvyöhykkeellä varustettu puristin, jossa ei ilmene, ei ainakaan kovin haitallisessa määrin, edellä mainittua uudelleen kastumista. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada puristintela, joka on rakenteel- 3 71180 taan yksinkertaisempi ja valmistukseltaan halvempi kuin tavanomaiset imutelat, jotka on varustettu revitetyllä vaipalla ja sisäpuolisella imukammiolla.

5 Edellä esitettyihin päämääriin pääsemiseksi keksinnön mukaiselle puristin-telalle on pääasiallisesti tunnusomaista se, viimemainitun ulkokerroksen läpi kulkee rei'itys, joka avautuu mainittuihin onteloihin siten, että mainitut ontelot toimivat niihin nippivyöhykkeen keskiviivan jälkeen syntyvän alipaineen vaikutuksesta imulaitteina.

10

Keksinnön mukaiselle paperikoneen vedenpoistopuristimelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että puristimessa on elastisella pinnoitteella varustetun telan vastatelana onsipinnalla varustettu puristin-tela ja että mainittujen telojen muodostaman nippivyöhykkeen läpi on 15 johdettu kaksi puristlnhuopaa, joiden välissä raina, josta vettä poistetaan, johdetaan nippivyöhykkeen kautta.

Keksinnön mukaisesti on aikaansaatu paperikoneen rei’itettyä imutelaa vastaava runkorakenteeltaan kestävä ja halpa puristintela, jonka kerros-20 rakenteinen elastinen pinnoitus saa aikaan sekä riittävän pitkän nippivyöhykkeen että pumppausvaikutukeen, jolla on myöhemmin selviäviä edullisia ominaisuuksia.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla ohei-25 sen piirustuksen kuviossa esitettyyn keksinnön erääseen sovellutusesimerkkiin, jonka yksityiskohtiin keksintö ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.

Kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvana paperikoneen vedenpoistopuris-30 tinta, jonka puristinnipin ylätelana on keksinnön mukainen elastisella kerrosrakenteisella pinnoituksella varustettu ontelotela.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 purlstinnippiä ja telojen rakennetta poikkl-lelkkauskuvana suuremmassa mittakaavassa.

Kuvio 3 esittää sekä nipin puristuspaineen että ylätelan elastisen pinnoitteen onkaloiden painejakautumaa.

35 4 71180

Kuvion 1 mukaisesti paperikoneen vedenpoistopuristin, jolla rainasta W poistetaan vettä puristinnipissä N. Puristinnippi N muodostuu keksinnön mukaisen elastisella kerrosrakenteisella pinnoituksella varustetun ylä-telan 10 ja alatelan 20 välille, jotka molemmat telat 10,20 on varustet-5 tu omalla käytöllään 16, vast. 25. Raina W johdetaan puristushuopien 21 ja 22 välissä nippivyöhykkeen läpi. Raina W poistuu nippivyöhykkeeltä saman huovan 21 kannatuksessa kuin se sinne tuli. Alatela 20 on normaali puristintela ja se on varustettu onsipinnalla esim. profiilinauhasta kietomalla aikaansaadulla urapinnalla 23. Molempien telojen 10,20 ympärillä 10 nipin N jättöpuolella on vedenkeräyskaukalot 17, vast. 24. Vedenkeräys-kaukalon 17 kiilaosa 18 ulottuu mahdollisimman syvälle huovan 21 ja ylä-telan 10 väliseen kiilatilaan.

Seuraavassa selostetaan etenkin kuvioon 2 viitaten keksinnön mukaisen 15 elastisen kerrosrakenteisen telan 10 eräs edullinen rakenne-esimerkki.

Kerrosrakenteiseen telaan 10 kuuluu valurautaa tai terästä oleva kantava sisärunko 11. Sylinterimäisen sisärungon 11 ulkopinnalle on tehty kerros 12, joka toimii kiinnitys- ja korroosionestokerroksena. Kerros 12 on esim. kumia ja se on solidi eli sen läpi ei mene reikiä. Kumin asemesta 20 voidaan kerroksena 12 käyttää esim. hapon kestävää teräslevyä, plasto-meeria, elastomeeria tai muuta vastaavaa, joka tarttuu hyvin runkovaip-paan 11. Kerros 12 on kova niin, ettei siihen synny olennaisessa määrin lämpöä kehittäviä muodonmuutoksia. Kerroksena 12 voidaan käyttää myös esim. ruiskutettua korroosiota kestävää pinnoitetta, jolla on sopivimmin 25 huokoinen ulkopinta.

Keksinnön mukaisen telan 10 olennaisena toiminnallisena osana on elastinen kokoonpuristuva kerros 13, jossa on ontelolta 15. Ontelot 15 voivat olla esim. telan 10 päällysteen koko aksiaaliselle pituudelle ulottuvia 30 sylinterimäisia tiloja tai vastaavia lyhyempiä peräkkäisiä sylinterimäi-siä tiloja tai pallomaisia tai muita vastaavia tiloja. Kerroksen 13 ainakin jossakin määrin elastisen materiaalin tulee olla hyvin kestävää, koska kerros 13 joutuu nipissä N suurten kuormitusten alaiseksi. Esimerkkinä voidaan mainita, että jos nipin N viivapaine on luokkaa 80 kN/m, 35 vallitsee nipissä noin 60 bar:n huippupaine (paine kuviossa 3). Kerroksen 13 kokoonpuristuvuus saadaan kuitenkin pääasiallisesti aikaan li 5 71180 onteloiden 15 tai vastaavien tilojen tai huokosten ansiosta, koska onteloissa 15 tai vastaavissa on kokoonpuristuvaa kaasua, yleensä ilmaa.

Kerroksen 13 ulkopuolella on keksinnön mukaisen telan pintakerros 14, 5 joka toimii pääasiallisena työkerroksena, koska se on huopaa 21 vasten nipissä N. Pintakerros 14 on esim. verraten kovaa muovia, sopivaa kumi-seosta tai vastaavaa. Kerroksessa 14 on rei'itys 16, joka vastaa imu-telan rei'itystä. Rei'itys 16 avautuu sopivin välein onteloihin 15. Jos ontelot 15 ovat esim. pallomaisia, jonka pallon halkaisija on jonkun ver-10 ran pienempi kuin kerroksen 13 radiaalinen vahvuus, avautuu joka onteloon 15 ainakin yksi reikä 16. Jos taas ontelot 15 ovat pitkänomaisia sylinterimäisiä tiloja, avautuu samaan onteloon useita reikiä 16. Reikien 16 jako aksiaalisuunnassa on esim. olennaisesti samansuuruinen kuin jako k kehän suunnassa (kuvio 2).

15

Keksinnön mukaisen telan 10 kerrosrakenteisen päällysteen ansiosta nipin N ulottuvuus (kuvio 3) rainan W etenemissuunnassa saadaan verraten pitkäksi ja sen ansiosta rainan W viipymät nipissä N vedenpoiston kannalta riittävän suuriksi niin, että eräissä tapauksissa voidaan tulla 20 toimeen jopa vain yhdellä nipillä N koko paperikoneessa kun huovat 21 ja 22 valitaan vielä vedenpoistokapasiteetiltaan riittävän tehokkaiksi.

Edellä esitetty nipin N pituus on riittävä vain yksi keksinnön mukaisen kerrosrakenteisen päällysteen avulla aikaansaatava olennainen omi-25 naisuus. Yhtä tärkeä tai tärkeämpi ominaisuus keksinnön mukaisella ker-rosrakenteella 12,13,14,15,16 on se, että ontelot 15 nippivyöhykkeellä kokoonpuristuessaan toimivat eräänlaisina pumppuina seuraavalla tavalla. Kuvion 3 mukaisesti nippivyöhykkeen tuloviivalta E^ alkaen rainaan W kohdistuva puristuspaine p^g nousee käyrän A mukaisesti ollen maksimis-30 saan (paine P^) nipin N keskiviivalla K-K. Nippivyöhykkeen puristuspai-neen p^g ansiosta ontelot 15 puristuvat kokoon ja niistä pakenee ainakin jossain määrin ilmaa huopaan 21. Tällöin lokeroihin syntyy esim. katkoviivoilla kuvioon 3 esitetyn käyrän B mukaisesti ylipaine, joka alueensa loppupäässä muuttuu vähän ennen nippivyöhykkeen lähtöviivaa E^ alipai-35 nealueeksi C, joka on esitetty pystyviivoituksella kuvioon 3. Käyrän D

mukaisen alipainealueen ansiosta nippivyöhykkeen lähtöviivan E^ molemmin puolin syntyy huopaan 21, jota raina W seuraa, onteloiden 15 vaikutuk- 6 71180 sesta imuvaikutus, jolla estetään alemmin haitallista rainan W uudel-leenkostumista. Alueella vallitsevan alipaineen (käyrä D) avulla osaltaan varmistetaan se, että raina W nippivyöhykkeen jälkeen seuraa nimenomaan ylähuopaa 21, eikä vesi palaudu rainaan W takaisin ainakaan siinä 5 määrin kuin ennestään tunnetuissa puristimissa. Näin ollen voidaan sanoa, että edellä mainittu alipainevaikutus alueella osaltaan edistää nipin tehokasta avautumista.

Telan 10 rainasta W ja muista elimistä vapaalle sektorille järjestetään 10 edullisesti imulaitteet tai muut vastaavat, joilla imetään vettä pois rei'istä 16 ja mahdollisesti onteloista 15 sekä puhdistetaan telan elastista päällystettä. Nämä laitteet voivat olla sinänsä tunnettuja imu-ja/tai muita vastaavia laitteita.

15 Muodonmuutosten takia kerrosrakenne 13,IA lämpenee ainakin jossain määrin. Tämän vuoksi voidaan tarvittaessa järjestää telan 10 vapaalle sektorilla erityisiä jäähdytyslaitteita, kuten puhallus- tai vesisuihku! Mr jestelyjä, joilla telan 10 pinnoitetta jäähdytetään. Näillä järjestelyillä voidaan samanaikaisesti puhdistaa telan 10 pinnoitetta.

20

Keksinnön mukainen tela voidaan saada mekaanisesti riittävän lujaksi verraten ohutseinäisellä sisärungolla 11 esim. vastaavaan imutelaan verrattuna, koska sisärunko 11 voi olla solidi, siis ilman reifitystä, joka olennaisesti vähentäisi telan lujuutta. Sisävaipan 11 ulkopinnalla 25 voi olla uritusta, jolla edistetään kerrosrakenteen kiinnitarttumista ja -pysymistä sisärungolla 11.

Eräänä olennaisena piirteenä keksinnön mukaiselle päällysteelle 12,13, 14,15,16 on se, että onteloissa 15 vallitseva ylipaine (käyrä B) muuttuu 30 nippipaineen pig alennettua tiettyyn arvoon alipaineeksi (käyrä D) kuitenkin hieman ennen kuin rainaan W nippivyöhykkeellä vallitseva puristus-paine p^g alenee nollaan nippivyöhykkeen lähtöviivalla E^. Täten saadaan nippivyöhykkeen lähtöviivan Έ.^ molemmin puolin onteloiden 15 laajenemisen ansiosta alipainevaikutus, jolla on edellä selostetut edulliset 35 ominaisuudet ja vaikutukset.

7 71180

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä esitetystä.

Claims (7)

1. 8 71 180
2. 1. Paperikoneen puristintela (10), joka käsittää rei*ittämättömän sisä-rungon (11), jonka päälle on tehty elastinen kerrosrakenne, joka käsittää sisäkerroksen (13), jossa on sen tilavuudesta olennainen osa ontelolta (15), huokosia tai vastaavia, jotka puristuvat kokoon nippivyöhyk- 5 keellä täten sitä leventäen ja joka kerrosrakenne käsittää nippivyöhyk-keen kautta kulkevan puristushuopasilmukan (21) sisäpintaa vasten toimivaksi tarkoitetun ulkokerroksen (14), tunnettu siitä, että viimemainitun ulkokerroksen (14) läpi kulkee rei'itys (16), joka avautuu mainittuihin onteloihin (15) siten, että mainitut ontelot (15) toimivat 10 niihin nippivyöhykkeen keskiviivan (K-K) jälkeen syntyvän alipaineen vaikutuksesta imulaitteinä.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puristintela, tunnet- t u siitä, että mainitut ontelot (15) ovat olennaisesti lieriömäiset ja 15 pituussuunnaltaan telan (10) akselin suuntaisia ja että kuhunkin mainituista onteloista (15) avautuu useita reikiä (15) ulkokerroksen (14) läpi.
4. 3. Jonkin patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen puristintela, tunnet-t u siitä, että ulkokerroksen (14) läpi kulkevan rei'ityksen (16) jako 20 telan (10) aksiaallsuunnassa ja aksiaalisuuntaan nähden kohtisuorassa tasossa on olennaisesti samansuuruinen. 1 2 Paperikoneen puristin, jossa käytetään telana jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaista puristintelaa, tunnettu siitä, että puris- 25 timessa on elastisella pinnoitteella varustetun telan (10) vastatelana onsipinnalla (23) varustettu puristintela (20) ja että mainittujen telojen (10,20) muodostaman nippivyöhykkeen läpi on johdettu kaksi puris-tinhuopaa (21,22), joiden välissä rainan (W), josta vettä poistetaan, johdetaan nippivyöhykkeen kautta. 30 2 Patenttivaatimuksen 4 mukainen puristin, tunnettu siitä, että nippipuristimessa mainittu elastisella ontelopinnotteella varustettu tela (10) on ylätelana ja mainittu onsipinnalla (23) esim. urapinnalla varustettu puristintela (20) alatelana. 9 71180
5. 6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen paperikoneen vedenpoistopuris-tin, tunnettu siitä, että raina (W) johdetaan mainittujen telojen (10,20) muodostaman verraten pitkän nippivyöhykkeen läpi ja tuodaan mainitulle nippivyöhykkeelle ylähuovan (21) alapinnalla ja poiste- 5 taan nippivyöhykkeeltä mainitulla samalla ylähuovalla (21), johon nippivyöhykkeen keskiviivan (K-K) jälkeen vaikuttaa mainitun ontelopintaisen telan (10) onteloissa (15) vallitsevan alipaineen imuvaikutus ontelopintaisen telan (10) ulkokerroksen (14) rei'ityksen (16) läpi, mikä osaltaan estää rainan (W) uudelleenkostumisen sekä edistää nipin avautu-10 mistä.
6. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 4,5 tai 6 mukainen puristin, tunnet-t u siitä, että mainitun ontelopinnoitteella (10) varustetun elastisen telan (10) ontelot (15) ja muut osat on siten mitoitettu ja järjestetty, 15 että onteloissa (15) vallitsevan alipaineen alue (L^) sijoittuu nippivyöhykkeen (Lj) lähtöviivan (E^) molemmille puolille (kuvio 3).
7. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen puristin, tunnettu siitä, että mainittu allpainealue (L^) sijaitsee nippivyöhykkeen lähtöviivan 20 (E^) molemmin puolin olennaisesti symmetrisesti (kuvio 3). 10 71180