FI73764C - Inloppslaoda foer pappersmaskin. - Google Patents

Description

73764

Perälaatikko paperikonetta varten

Keksintö koskee paperikoneita ja erityisesti paperikoneen perälaatikkoa. Keksintöä voidaan edullisimmin käyt-5 tää paperiteollisuudessa rainan muodostamiseksi suursakeus-massasta. Keksintöä voidaan myös käyttää erilaisten kartonkien sekä arkkimaisen selluloosan, hemiselluloosan ja puumassan ja muiden kuituperäisten puolivalmisteiden valmistukseen. Tarkemmin sanottuna keksinnön kohteena on paperiko-10 neen perälaatikko, joka käsittää kammion, jossa on paperimassaa syöttävä jakoputki ja massavirran jakolaite, värähtelevän deflokkulaattorin, joka on sijoitettu kammion sisään ja varustettu levyillä, jotka ovat kiinnitetyt tankoihin, jotka ovat liitetyt tärykäyttöön, ja ulosvirtausput-15 ken, joka on sijoitettu kammion ulosmenoaukon yhteyteen, ja jonka sisäänmenoaukon kohdalle on asetettu massan sykkeen-vaimennin.

Olemassa olevat paperikoneiden perälaatikkorakenteet eivät täytä eräitä vaatimuksia, mitä tulee rainanmuodostuk-20 sen valmisteluprosessin suurisakeuksisesta paperimassasta. Tästä syntyy tarve muunnella olemassa olevia paperikoneiden perälaatikoita.

Entuudestaan tunnetaan paperikoneen perälaatikko (ks. US-patenttia nro 458 138 Cl. D 21 F 106, julkaistu 1973), 25 jossa on kammio, joka on järjestetty sekoittamaan ja dis-pergoimaan paperimassaa ja joka on varustettu useilla lieriömäisillä kanavilla, jotka muuttuvat kapeaksi kanavaksi, joka on yhteydessä sekoituskammioon, joka vuorostaan on yhteydessä kapeaan huulirakoon, joka muuttuu ulosvirtauskana-30 vaksi.

Yllä esitetyssä perälaatikossa paperimassa, jonka sakeus on 1-6 paino-% (edullisesti 4-5 %), pumpataan mainittujen kanavien, sekoituskammion, kapean huuliraon ja ulos-virtauskanavan läpi, jolloin massa saa turbulenttisen vir-35 tauksen, jonka turbulenssin laajuus vähitellen pienenee samalla, kun sen intensiteetti vähitellen kasvaa.

2 73764

Tietty määrä kapean huuliraon läpi kulkevasta massasta puristuu luonnollisesti ensiksi kokoon laajennukseen massan saavuttaessa ulosvirtauskanavan, jolloin massan sakeus tässä erityisessä määrässä vähitellen pienenee sen keskus-5 tästä kehää kohti. Tästä voi seurata massan struktuurin epätasaisuus, joka loppujen lopuksi huonontaa paperin laatua. Sitä paitsi paperimassa, jonka sakeus on 4-5 paino-%, voidaan saada suurimääräisesti virtaamaan vain virtausnopeudessa n. 250-300 m/min perälaatikon ulosvirtauskanavan 10 ulostuloaukossa. Jos virtausnopeus tässä kohdassa on mainitun kriittisen arvon alapuolella, kanavissa ja huuliraossa esiintyy tukkeutumista, mikä vähentää perälaatikon työka-pasiteettia.

Tämä seikka on myös syynä vaikeuksiin, joita on to-15 dettu perälaatikkoa käynnistettäessä tai pysäytettäessä, sillä kanavien ja huuliraon tukkeutumisen välttämiseksi on pakko joko saattaa käytännöllisesti katsoen hetkessä massa virtaamaan nopeudesta nolla nopeuteen 250-300 m/min ja vastaavasti pudottaa massan virtausnopeus arvosta 250-300 m/min 20 nollaan tai sitten melkoisesti vähentää massan sakeutta laimentamalla sitä vedellä. Näiden seikkojen vuoksi ei tätä perälaatikkoa käytetä selluloosakuiturainojen ja muiden kuitupohjäisten puolivalmisteiden muodostamiseen, joiden tuotantonopeus on huomattavasti alle 250 m/min. Sitä paitsi 25 saatu paperi tai kartonki voi olla epätasakoosteinen, mistä lisäksi seuraa eräitä vaikeuksia perälaatikon toiminnassa.

Tekniikassa tunnetaan myös paperikoneen perälaatikko (ks. US-patenttia nro 3 562 108, Cl. 162-141, julkaistu 1971), joka käsittää kammion, jossa on massaa syöttävä ma-30 nifold- eli jakoputki ja massavirran jakolaite, mainitun kammion sisään sijoitetun värähtelevän deflokkulaattorin, so. kuituhöytäleiden hajottimen, jossa on revitettyjä levyjä kiinnitettyinä tankoihin, jotka on liitetty tärykäyt-töön, ja ulosvirtausputken kammion ulosmenopuolella. Levyt 35 ovat jaetut ohjauslevyillä ja asennetut tangoille jousen avulla ja ne värähtelevät poikittain massan virtaukseen nähden pumpaten sitä edestakaisin reikiensä läpi.

3 73764 Lähellä värähtelevien levyjen pintaa esiintyy kuitenkin ns. aktiivinen vyöhyke, jossa tapahtuu kuitukasaumien voimakasta hajoamista, kun tällaista prosessia ei sen sijaan havaita kauempana levyjen pinnasta massasuspension syk-5 kimisvoimakkuuden huomattavan vähenemisen vuoksi, mikä johtuu ko. perälaatikolle tunnusomaisista erikoisominaisuuksista, kuten perälaatikkoon syötetyn koko massamäärän riittämättömän tehokkaasta dispergoinnista. Tämä seikka on erityisen merkityksellinen suurisakeuksisessa massassa (yli 1 10 paino-%), jota käytettäessä aktiivinen vyöhyke levyjen yläpuolella on hyvin pieni sen takia, että massan suuren viskositeetin johdosta disperssin suspension (veden) sykkeet kuidun rakenteellisen muodon suhteen vaimennetaan hyvin lähellä levyjä.

15 Lisäksi tärylevyihin tehdyt rei'itykset synnyttävät suuria turbulentteja pyörteitä, jotka - vaikkakin ne kohdistavat dispergoivan vaikutuksen perälaatikkoon syötetyn pienisakeuksisen (alle 1 paino-%) massan tiettyyn osaan, vaikuttavat täysin vastakkaisesti suurempisakeuksiseen mas-20 saan, so. aiheuttavat massan niin voimakasta flokkiutumis-ta eli höytälöitymistä ulosvirtausputkessa, että siitä on seurauksena tämän tukkeutuminenkin.

Esillä olevan keksinnön päätavoitteena on saada aikaan paperikoneen perälaatikko, jossa kanava, jonka läpi 25 paperimassa kulkee ulosvirtausputkeen, on rakenteeltaan sellainen ja varustettu sellaisella laitteella, että saadaan koko suurisakeuksinen massamäärä tehokkaasti disper-goiduksi ja siten perälaatikko toimimaan tehokkaasti massan virtausnopeudesta huolimatta ja samalla vaimennetuksi mas-30 saan synnytetyt periodiset sykkeet.

Tähän päätavoitteeseen päästään paperikoneen perälaa-tikolla, jolle on tunnusomaista, että se käsittää lisäksi massiivilevyjä, jotka on kiinnitetty kammion seiniin, ja että värähtelevän deflokkulaattorin levyt on myös tehty 35 massiivisiksi ja muodostavat yhdessä kammion seiniin kiinnitettyjen levyjen kanssa mutkittelevan kanavan, jonka läpi paperimassa voi päästä ulosvirtausputkeen.

___ -- ΤΓ“ --------- 4 73764

Rakenteeltaan tällainen perälaatikko, jossa kammion seiniin kiinnitetyt massiivilevyt ja värähtelevän deflokku-laattorin massiivilevyt on järjestetty siten, että muodostuu mutkitteleva kanava, jonka läpi paperimassa joutuu kul-5 kemaan, saa aikaan sykkivän värähtelyn synnyttämän disper-goivan vaikutuksen koko massaan, joka kulkee perälaatikon läpi. Lisäksi koko massamäärä, joka kulkee mutkittelevän kanavan kapeiden osien läpi, joutuu alttiiksi lisädispergoin-nille.

10 Perälaatikon tämä rakenne eliminoi suuret turbulentit pyörteet, jotka voivat voimistaa suurisakeuksisen massan flokkiutumista.

Perälaatikko, joka on varustettu ulosvirtausputken sisäänmenoaukon kohdalle asetetulla sykkeenvaimentimella, 15 saa aikaan muodostetulle paperille, kargonille tai sellu-loosakuituarkille tasaisen struktuurin synnyttämällä optimit olosuhteet tasaisen verkkorakenteen muodostumiselle ulosvirtausputkessa.

On suositeltavaa tehdä sykkeenvaimennin virtaviimai-20 sen massavirran jakoelimen, esim. lieriömäisen rullan, muotoon. Rakenteeltaan tällainen paperimassan sykkeenvaimennin vaimentaa sykkeet johtamalla vastakkaisissa vaiheissa olevat sykkeet päällekkäin vastakkaisvaiheisuuden johtuessa eri matkasta, jonka kahteen virtaan jaettu massa joutuu 25 kulkemaan. On sopivaa käyttää rakenteeltaan tällaista syk-keer.vaimenninta massan pienissä ja keskivirtausnopeuksissa.

Tietyissä tapauksissa on suositeltavaa tehdä sykkeenvaimennin esim. kalvotyyppisen värähtelyn vaimennuselimen muotoon. Rakenteeltaan tällainen sykkeenvaimennin vaimentaa 30 sykkeet vaimennuselimen kimmoisuuden johdosta tämän absorboidessa itseensä massan sykintäenergian. On sopivaa käyttää rakenteeltaan tällaista sykkeenvaimenninta silloin, kun massan sykinnällä on melkoisen suuri amplitudi.

Joskus on suositeltavaa, että sykkeenvaimennin muo-35 dostuu virtaviivamaisesta massavirran jakoelimestä ja tämän yläpuolelle asetetusta värähtelyvaimennuselimestä. Raken- 5 73764 teeltaan tällainen sykkeenvaimennin vaimentaa tehokkaasti kaikilla käyttönopeuksilla virtaavan massan suuriamplitudi-sia sykkeitä.

Esillä olevaa keksintöä selitetään lähemmin seuraa-5 vassa sen sovelmien avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on osittain leikkauksessa esitetty yleiskuva paperikoneen keksinnön mukaisesta perälaatikosta; kuvio 2 on osittain leikkauksessa esitetty suurennos-10 kuva kuvion 1 linjalta II-II; kuvio 3 on suurennettu leikkauskuva perälaatikon yläosasta sykkeenvaimentimen ollessa massavirran jakoelimen muodossa; kuvio 4 on suurennettu leikkauskuva perälaatikon ylä-15 osasta sykkeenvaimentimen ollessa värähtelyn vaimennuseli-men muodossa; ja kuvio 5 on suurennettu leikkauskuva perälaatikon yläosasta sykkeenvaimentimen muodostetussa massavirran jako-elimestä ja värähtelyn vaimennuselimestä.

20 Viitaten ensiksi piirustuksiin ja ensiksi kuvioon 1, tässä esitetty paperikoneen perälaatikko käsittää kammion 1, jossa on massaa syöttävä jako- eli ns. manifoldputki 2 ja massavirran jakolaite 3, tärytyyppisen deflokkulaattorin 4, joka on sijoitettu kammion 1 sisään ja jossa on kiinteitä 25 siipiä 5 tankojen 6 varassa, jotka on liitetty tärykäyt-töön 7, joka käsittää sähkömoottorin (ei esitetty), epä-keskon 8, tehonsiirtovipumekanismin 9, jossa on pallonive-liä 10. Kammio 1 ja tärykäyttö 7 on asennettu rungolle 11. Rungon 11 ja tankojen 6 laippojen 12 väliin on asennettu 30 voimakkaita vastustavia jousia 13, jotka antavat tärykäy-tölle 7 vakaan toiminnan laajalla paperimassan ulosruisku-tusalueella. Kammion yläosassa on ulosvirtausputki 14. Kammion 1 seiniin on jäykästi kiinnitetty massiivisia levyjä 15, jotka yhdessä massiivisten levyjen 5 kanssa muodostavat 35 mutkittelukanavan 16, jota myöten paperimassa voi päästä ulosvirtausputkeen 14. Ulosvirtausputken 14 sisäänmenoaukon ____.. -- TT" ___ 6 73764 kohdalle on asetettu paperimassan sykkeenvaimennin 17. Tangot 6 (kuviot 1 ja 2) ovat liitetyt tärykäyttöön 7 pareittain ja niiden lukumäärä riippuu saadun paperirainan leveydestä. Tankoihin 6 kiinnitetyt levyt 5 ovat tukirakentei-5 set. Vierekkäisten levyjen 5 ja 15 välimatkat valitaan alueelta 5-20 mm, niin että koko massasulppu, joka kuJ kee pe-rälaatikon läpi, joutuu deflokkulaatiokäsittelyyn tämän aktiivisessa vyöhykkeessä lähellä tärylevyjen 5 pintaa. Kammion 1 sisäseinän ja edestakaisin liikkuvien massiivilevyjen 10 5 välinen etäisyys valitaan alueelta 2-6 mm massalajista riippuen. Levyjen 5 ja 15 lukumäärä valitaan ottaen huomioon massalaji, massan sakeus ja sen liikenopeus perälaa-tikossa.

Kuvio 3 esittää parhaiten perälaatikon yläosan, jos-15 sa oleva sykkeenvaimennin 17 on virtaviivaisen, tässä erityistapauksessa esim. lieriön muodossa oleva massavirran jakoelin 18, joka on jäykästi kiinnitetty perälaatikon kammion 1 sivuseiniin. Massavirran jakoelin 18 on sijoitettu ulosvirtausputken 14 akselin kohdalle. Jakoelimen 18 kor-20 keuden tulee olla 2-6 kertaa ulosvirtausputken 14 huuli-raon korkeutta suurempi.

Kuvio 4 esittää perälaatikon yläosan, jossa massan sykkeenvaimennin 17 on värähtelyn vaimennuselimen 19 muodossa, jona on tässä erityistapauksessa kalvo. Vaimennus-25 elimen 19 ja kammion 1 yläseinämän väliin on asetettu kimmoisia välikkeitä 20 vaimennuselimen 19 kimmoisuuden säätämiseksi .

'Kuvio 5 taas esittää perälaatikon yläosan, jossa oleva massan sykkeenvaimennin 17 käsittää sekä massavirran 30 jakoelimen 18, joka on tässä erityistapauksessa lieriörul-lan muodossa, että vaimennuselimen 19, joka on tässä erityisessä tapauksessa kalvon muodossa. Lähellä ulosvirtaus-putken 14 (kuvio 1) ulostuloaukkoa sijaitsee rainanmuo-dostuspaikka 21.

35 Perälaatikko toimii seuraavasti. Paperimassa syöte tään jakoputkesta 2 (kuvio 1) massanjakolaitteen 3 läpi kammion 1 alaosaan. Tästä massa kulkee liikkuvien massii- 7 73764 vilevyjen 5 ja kiinteiden massiivilevyjen 15 välistä mut-kittelukanavaa 16 myöten ulosvirtausputkeen 14, jonka läpi se virtaa rainanmuodostuspaikkaan 21, jolloin tällä matkallaan massa kulkee sykkeenvaimentimen 17 läpi. Kun käyte-5 tään perälaatikkoa, jossa sykkeenvaimennin 17 (kuvio 3) on massavirran jakajan 18 muodossa, massa virtaa tämän jakajan 18 ympäri, mistä seuraa kahden sykkivän massavirran päällekkäinmeno ja virtaavan massan sykkeiden vaimeneminen interferenssin johdosta. Kun perälaatikossa käytetään syk-10 keenvaimenninta 17 (kuvio 4), joka on kalvovaimennuselimen 19 muodossa, elimen 19 kalvo alkaa värähdellä massan sykkivän liikkeen vaikutuksesta ja siten vaimentaa massan vä-rähtelyenergiaa. Kun perälaatikossa käytetään sykkeenvai-menninta 17 (kuvio 5), joka muodostuu massavirran jakoeli-15 mestä 18 ja vaimennuselimestä 19, massan sykkeet vaimennetaan niiden yhteisvaikutuksesta.

Ehdotetun perälaatikon toimintaperiaate pohjautuu massasulpun nestekomponentin sykkivien värähtelyjen def-lokkulointi- ja homogenointivaikutukseen, kun flokkien eli 20 höytäleiden ympärillä olevan sykkivän nestesuspension (veden) virtaviivaistumisen hydrodynaamisten voimien vaikutuksesta höytäleet hajotetaan ja massa kolmiulotteisesta tasakoosteitetaan, mistä sitten on seurauksena sykkeiden vaimentuminen ja tasaisen verkkorakenteen muodostuminen.

25 Sykkivän liikkeen nopeuden sen arvon, jonka yläpuolella flokit eli höytäleet intensiivisesti hajotetaan, tulee ylittää tietty kriittinen arvo, joka riippuu massan lajista ja sakeudesta.

Kuviossa 1 esitetään nuolien avulla massan virtaus.

30 Perälaatikkoon syötetty paperimassa alistetaan moninkertaiseen käsittelyyn aktiivisessa höytäleidenhajotusvyö-hykkeessä. Massan mennessä mutkittelevan kanavan 16 läpi, uusia kuitususpensiokerroksia liittyy aktiiviseen deflok-kulaatiovyöhykkeeseen. Massa joutuu alttiiksi höytäleiden 35 lisähajotusvaikutukseen kulkiessaan kapean kanavan läpi, jonka liikkuvien massiivilevyjen 5 ulkoreuna ja kammion 1 sisäseinä muodostavat. Tätä prosessia seuraa huomattava .. TT -------- 8 73764 energian dissipaatio, joka on suhteessa painehäviöön ja josta seuraa massan deflokkulaatio. Värähtelydeflokkulaa-tion aikana syntyneet värähtelyt vaimentuvat joko inter-ferenssiolosuhteiden syntymisen tai kalvovaimennuselimen 5 19 värähtelyn johdosta. Samaan päämäärään voidaan päästä sekä interferenssin että vaimennuselimen 19 kimmoisten värähtelyjen vaikutuksesta.

Alan asiantuntijoille on täysin ilmeistä, että yllä esitettyyn tavoitteeseen sekä muihin, esillä olevan keksin-10 nön yksityiskohtaisesta selostuksesta ilmeneviin, päästään keksinnön ulottuvuudessa. Yllä esitetyt keksinnön sovelmat eivät rajoita sen piiriä ja niiden tarkoituksena or pelkästään esimerkkimäisesti valottaa keksintöä. On selvää, että joitakin muutoksia voidaan tehdä yllä selostetussa konstruk-15 tiossa keksinnön suojapiiristä poikkeamatta. Esim. sykkeen-vaimennin voi olla minkä viraviivamaisen massavirran jakajan muodossa tahansa ja värähtelynvaimennuselintä käytettäessä kalvo voidaan korvata ilmatyynyllä. On ilmeistä, että mitä tahansa muita merkityksettömiä muutoksia voidaan 20 tehdä perälaatikon rakenteessa. Kaikki tällaiset muutokset on kuitenkin katsottava kuuluvan seuraavissa patenttivaatimuksissa määritetyn keksinnön suoja-alan ja ajatuksen piiriin.

Claims (1)

1. 9 73764 Patenttivaatimus Paperikoneen perälaatikko, joka käsittää kammion (1), jossa on paperimassaa syöttävä jakoputki (2) ja mas-5 savirran jakolaite (3), värähtelevän deflokkulaattorin (4), joka on sijoitettu kammion (1) sisään ja varustettu levyillä (5), jotka ovat kiinnitetyt tankoihin (6), jotka ovat liitetyt tärykäyttöön (7), ja ulosvirtausputken (14), joka on sijoitettu kammion (1) ulosmenoaukon yhtey-10 teen, ja jonka sisäänmenoaukon kohdalle on asetettu massan sykkeenvaimennin (17), tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi massiivilevyjä (15), jotka on kiinnitetty kammion (1) seiniin, ja että värähtelevän deflok-kulaattorin (4) levyt (5) on myös tehty massiivisiksi ja 15 muodostavat yhdessä kammion (1) seiniin kiinnitettyjen levyjen (15) kanssa mutkittelevan kanavan (16), jonka läpi paperimassa voi päästä ulosvirtausputkeen (14).