FI75890C - Foerfarande och anordning i presspartiet i en pappersmaskin foer loesgoering av banan fraon ytan av en pressvals. - Google Patents

Description

75890 Ί Menetelmä ja laite paperikoneen puristinosalla rainan irrottamiseksi puristintelan pinnalta Förfarande och anordning i preespartiet i en pappers-maskin för lösgöring av banan frän ytan av en pressvals 5

Keksinnön kohteena on menetelmä paperikoneen puristinosalla rainan irrottamiseksi puristintelan sileältä pinnalta.

10

Lisäksi keksinnön kohteena on keksinnön menetelmää soveltava laite paperikoneen purlstinosassa, joka puristinosa käsittää sileäpintaisen puristimen telan, sopivimmin keskitelan, jonka sileältä pinnalta raina on irrotettavissa ja sen jälkeen vietävissä paperikoneen kuivatusosaan.

15

Paperikoneessa käytetään yleisesti ns. suljettuja puristinosia, joissa keskitelan yhteyteen muodostuu yksi tai yleensä useampia puristinnippe-jä. Esimerkki tällaisesta ennestään tunnetusta puristinosasta on hakijan tavaramerkillä "Sym-Press II" markkinoima puristinosa, jonka sileä-20 pintainen keskltela, joka on muita puristinteloja suurempiläpimittainen tela, on tavallisesti tehty kivestä, yleensä graniitista. Graniitti on epähomogeenisena, pienen vetolujuuden omaavana luonnonmateriaalina koneenrakennuksessa varsin ongelmallinen. Jos graniittitelaa haluttaisiin lämmittää, on sen lämpötilasta riippuvat muodonmuutokset epälineaarisia 25 ja vaikeasti ennustettavia.

Graniitilla purlstintelamateriaallna on suhteellisen hyvät rainan irro-tusominaisuudet, mistä ainakin osittain sen suosio johtuu. Irrotusomi-naisuuksissa on kuitenkin parantamisen varaa varsinkin valkaisematto-millä paperilaaduilla.

Ennestään tunnetusti raina irrotetaan vapaana tukemattomana vetona puristimen mainitun keskitelan pinnalta. Tämä vapaa veto on varsin kriittinen paperikoneen toiminnan kannalta. Ko. vapaassa vedossa käytetään nopeus-eroa, joka venyttää ralnaa, mistä on seurauksena tietyt epäkohdat. Lisäksi mainittu vapaa veto muodostaa katkoille alttiin ongelmakohdan paperikoneessa.

2 75890 1 Tekniikan taso ei ole tarjonnut tehokkaita keinoja, joilla olisi voitu hallita sileäpintaiselta keskitelalta tapahtuvaa rainan Irrotusta ja sen jälkeistä vapaata vetoa. Graniitin edellä mainitut epäedulliset ominaisuudet ovat myös osaltaan rajoittaneet irrotuksen ja vapaan vedon hal-5 llntaa.

Rainan vapaa veto on muodostunut entistä suuremmaksi ongelmakohdaksi paperikoneiden nopeuksien yhä entisestään noustessa ja sen vuoksi, että paperikoneella valmistetaan usein erilaisia paperilaatuja, joiden 10 adheesio kivitelan pintaan on erilainen, mistä johtuu vaihtelulta rainan tarvittavaan irrotusjännitykseen.

Sym-Press 11-puristinosassa tulee toisessa ja kolmannessa puristin-nlpissä keskitelan pinnan ominaisuudet olla sellaiset, että kostea rata 15 tarttuu telapintaan mahdollisimman hyvin. Toisaalta radan tulisi irrota telapinnasta helposti kuivatusosalle vientiä varten. Näiden paradoksaalisten vaatimusten täyttäminen el ole kaikin puolin moitteettomasti onnistunut ennestään tunnetuilla keinoilla.

20 Esillä olevan keksinnön yleistarkoituksena on saada aikaan uudenlaisia keinoja puristinosan keskitelalta tai vastaavalta tapahtuvassa rainan irrotuksessa ja siirrossa kuivatusosalle.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen menetelmä 25 ja laite rainan irrottamiseksi sileäpintaiselta puristintelalta, jossa rataa ei tarvitse venyttää eli ei ole tarpeen lainkaan käyttää ns. vetoa ja nopeuseroa. Edellä esitettyyn liittyen keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen puristinosa, jossa tarvittaessa voidan käyttää täysin suljettua vientiä siirrettäessä ralna puristimen keskitelalta tai 30 vastaavalta muulta telalta kuivatusosalle yleensä sen kuivatusviiralle.

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, 35 että menetelmässä irrotuskohdan alueella ralnaan kohdistetaan telan ulkopuolelta hetkellinen ja paikallinen kuumennusvaikutus, 3 75890 1 että menetelmässä käytetään mainitun sileäpintaisen telan vaippana tai ulkopäällysteenä magneettisesti ainakin jossain määrin johtavaa materiaalia, 5 että mainittuun telavaippaan kohdistetaan kosketuksettomastl niin suurtaajuinen induktiokuumennusvaikutus, että kuumennusvaikutuksen tunkeu-tumissyvyys jää sen paikallisuus ja hetkellisyys huomioon ottaen riittävän pieneksi ja 10 että mainitulla kuumennusvaikutuksella ralnan ja telapinnan välillä olevaa vettä kuumennetaan, soplvlmmln höyrystetään, paikallisesti irrotus-kohdan alueella rainan irrottamiseksi mainitusta telaplnnasta.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnus-15 omaista se, että mainitun sileäpintaisen puristintelan yhteyteen on järjestetty sllrtokohdan tuntumaan sähkölnduktiivinen kuumennuslaite, jonka rautasydämen otsapinta muodostaa ilmaraon irrotuskohdassa tela-pinnan kanssa, joka on magneettisesti johtavaa, sopivlmmin ferromagneettista materiaalia ja että mainittu induktiokuumennuslalte käsittää yhden 20 tai useampia magneettisesti johtavia kelasydämiä sekä yhden tai useamman sähkökelan ja että laite edelleen käsittää suurtaajuuslaitteet, joilla mainittuun kelaan tai keloihin on johdettavissa niin suurtaajuinen sähkövirta, että saadaan kuumennusvaikutuksen hetkellisyys ja paikallisuus huomioon ottaen riittävän pieni tunkeutumissyvyys induktiokuumennusvaiku-25 tukselle telapinnassa.

Esillä olevassa keksinnössä käytetään puristimen keskitelana tai vastaavana muuna sileäpintaisena telana, jolta paperiralna tahdotaan irrottaa, metallilla tai metalliseoksilla päällystettyä pääasiallisesti metalli-30 valppaista telaa, valurautatelaa tai päällystämätöntä metallitelaa, sopivlmmin ferromagneettista materiaalia olevaa telaa.

Keksintöä voidaan edullisesti soveltaa sellaisessa purlstlnosassa, jonka sileäpintaisen keskitelan peruslämpötila on n. 70°C ja telapinnan omlnai-35 suudet ovat hydrofUliset eli sellaiset, että rata tarttuu siihen hyvin. Tällöin keksinnön mukaisella induktlokuumennuksella Irrotuskohdassa telan pintalämpötila hetkellisesti ja paikallisesti nostetaan noin 110-130°C:een, a 75890 1 sopivimmin noin 120°C:een. Tällöin radan ja telapinnan välissä oleva vesi-kerros ainakin osittain höyrystyy ja muodostuu ohut höyrykalvo, joka ei voi pitää rataa kiinni telaplnnassa, eli raina irtoaa telapinnasta.

5 Kun keksinnön mukaisesti radan irrotustyö tapahtuu höyrystämällä, ei radan irrottamiseksi rataa tarvitse välttämättä lainkaan venyttää, mikä puolestaan mahdollistaa suljetun viennin puristinosan keskitelalta kuiva-tusosalle, esimerkiksi sen kuivatusvliralle.

10 Keksintöä el ole mitenkään rajoitettu käytettäväksi paperikoneiden suljettujen puristinosien keskitelalta tapahtuvassa ralnan Irrotuksessa, vaan keksintö soveltuu ja on tarkoitettu yleensä puristimen sileäpin-taiselta telalta tapahtuvan ralnan irrotukseen.

15 Keksinnössä voidaan järjestää keskitelan tai vastaavan sileän pinnan lämpötllaproflili säädettäväksi telan akslaallsuunnassa. Tällä menettelyllä voidaan irrotusjännityksen jakautuma ralnan poikkisuunnassa asettaa optimaaliseksi ja ehkäistä irrotusviivan käyristymistä ralnan reuna-alueella ja täten estää yleensä ralnan reuna- alueilta alkavat ratakatkot.

20

Erityisen korostuneesti keksinnön edut tulevat esille ohuilla paperi-laaduilla, joilla keksinnön avulla voidaan alemmin vapaassa vedossa tapahtuvia ralnan katkoja olennaisesti vähentää.

25 Seuraavassa selostetaan yksityiskohtaisesti keksinnön fysikaalista taustaa sekä sen eräitä toteutuseslmerkkejä viittaamalla oheisten piirustusten kuvioiden esityksiin.

Kuvio 1 esittää kaaviolllsestl ennestään tunnettua suljettua puristin-30 osaa, jossa on keksinnön menetelmää soveltava lnduktiolaite.

Kuvio 2 esittää puristinosan jälkipäätä, jossa on sovellettu keksintöä ja sen ansiosta täysin suljettua ralnan vientiä puristinosalta kuivatus-osalle .

Kuvio 3 esittää kaaviolllsestl keksinnön soveltamiseen tarkoitettua induktiokuumennuslaitetteen periaatetta konesuunnasta nähtynä.

35 5 75890 1 Kuvio 4 esittää kuviota 3 vastaavalla tavalla toista lnduktiokuumennus-laitteen periaatteellista ratkaisua.

Kuvio 5 esittää lohkokaaviona keksinnön induktiokuumennuslaitteen ensim-5 mäistä toteutusesimerkkiä.

Kuvio 6 esittää graafisesti induktiokuumennuskelan tai -kelojen virtaa resonanssissa taajuuden funktiona.

10 Kuvio 7 esittää kuviota 5 vastaavalla tavalla keksinnön toista toteutus-esimerkkiä lohkokaaviona.

/ rpM \

Kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvana hakijan "Sym-Press II" purlstinosaa, jossa on sovellettu keksinnön mukaista ralnan W irrotus-15 systeemiä. Aluksi selostetaan keksinnön taustaksi kuviossa 1 esitetyn puristinosan ennestään tunnettu yleisrakenne. Paperiraina W suotautetaan paperikoneen muodostusviiralla 50, josta ralna W irrotetaan viiran 50 johtotelojen 51 ja 52 välisellä alaviistolla juoksulla irrotuskohdassa P ja siirretään pick-up-telan 53 imuvyöhykkeellä 53a pick-up-huovalle 55, 20 jonka alapinnalla raina W siirretään ensimmäiseen vettä poistavaan pu-ristinnippiin Nj.

Ensimmäinen nippi Nj muodostuu puristlnimutelan 54 ja onsiplnnalla 57 varustetun alapuolisen puristintelan 56 välille. Nipin kautta kulkee 25 kaksi huopaa, nimittäin johtotelojen 58 ja 59 ohjaama alahuopa 60 ja pick-up-huopa 55, joka toimii ensimmäisessä nipissä Nj ylähuopana. Ensimmäisen nipin Nj jälkeen raina W seuraa puristlnimutelan 54 imu-vyöhykkeen 54a vaikutuksesta ylätelaa 54 siirtyen toiseen vettä poistavaan puristlnnipplln N^, joka muodostuu em. puristlnimutelan 54 ja 30 sileällä pinnalla 10' varustetun keskitelan 10 välille. Keskitelan halkaisija on olennaisesti suurempi kuin muiden puristintelojen 54,56,61 halkaisijat. Tämän ansiosta keskitelan 10 ympärille mahtuu eri laitteita mm. keksinnössä sovellettava kuumennuslaite. Imutelan 54 imusektorllla 54a on höyrylaatlkko 81, joka vaikuttaa rainan W ulkopintaan kohottaen 35 ralnan W ja siinä olevan veden lämpötilaa veden viskositeettia pienentäen.

6 75890 1 Toisen nipin olennaisesti keskitelan 10 vastakkaisella puolella on kolmas vettä poistava puristinnlppi N^, jonka kautta kulkee puristin-huopa 65 johtotelojen 63 ja 64 ohjaamana. Nipin teloina ovat keski-tela 10 ja onsiplnnalla 62 varustettu puristlntela 61.

5

Keskitelan 10 sileän pinnan 10' adheesio-ominaisuudet ovat sellaiset, että raina toisen nipin jälkeen seuraa keskitelan 10 pintaa 10'. Keskitelan 10 alapuolisella vapaalla sektorilla on kaavari 69, joka pitää telapinnan 10' puhtaana ja irrottaa hylkyyn menevän paperi-10 rainan telaplnnalta 10'. Keskitelan 10 pinnalta 10' raina irrotetaan irrotuskohdassa R vapaana vetona ja siirretään kuivatusvliralle 70, jonka silmukka on tuotu mahdollisimman pienen välin päähän telan 10 pinnasta 10' johtotelan 66 ohjaamana. Johtotelan 66 jälkeen on kuiva-tusvllran 70 silmukan sisällä lmulaatlkot 67, jotka varmistavat, että 15 raina W tarttuu kulvatusvliraan 70 ja siirtyy luotettavasti kuivatus-osalle, jonka ensimmäistä kulvatussylinteria tai vastaavaa lead-in-sy-linteriä on merkitty viitenumerolla 68.

Yleisesti voidaan todeta, että mitä pienempi rainan W irrotuskulma, siis 20 irrotuskohtaan ajateltu tangenttltason ja rainan etenemistason välinen kulma on, sitä suurempi on tarvittava irrotusjännitys. Irrotusjännityksen puolestaan määrää kuivatusviiran 70 nopeuden ja keskitelan 10 pinnan 10' nopeuden erotus eli ns. vetoero.

25 Kuviossa 1 esitettyä höyrylaatikkoa 80 ei välttämättä tarvita, mutta sitä voidaan käyttää joko vedenpoiston tehostamiseen viimeisessä nlplssä ja/tai keskitelan 10 pinnan 10' lämpötilan perustason asettamiseen sopivaksi, esimerkiksi noin 70°C:een ja optimaaliseksi keksinnön mukaisen irrotuslaitteen 20 toiminnan kannalta.

30

Keksinnön mukaisesti käytetään irrotuskohdan R alueella induktiokuumen-nuslaitetta 20, jota syötetään suurtaajuisella sähköllä, jonka taajuus f on myöhemmin selviävällä tavalla asetettu niin suureksi, että lämmitys-vaikutuksen tunkeutumissyvyys telan 10 pinnassa 10' on hyvin pieni. Kek-35 sinnössä käytetään esim. taajuutta f = 1 MHz, jolloin päästään teräksellä tunkeutumissyvyyteen 0,02 mm rainan nopeudella 20 m/s ja sähköteholla 40 kW/telan pituusmetrl. Tämä merkitsee sitä, että telan pinnan 10' lämpö- 7 75890 1 tila nousee lrrotusalueella R vain hetkellisesti ja paikallisesti noin 50°C. Jos telan peruslämpötlla on noin 70°C lnduktiokuumennuksen osalta lrrotusalueella lämpötila nousee paikallisesti noin 120°C:een. Tällöin rainan W ja telapInnan 10' välissä oleva veslkerros ainakin osittain 5 höyrystyy ja muodostuu ohut höyrykalvo, joka ei voi pitää ralnaa W kiinni telapinnassa 10', vaan raina W irtoaa siitä ja on välittömästi vietävissä kuivatusosalle, esimerkiksi sen kuivatusviiralle 70.

Kuvion 2 mukaisesti on käytetty rainan irrotuksessa keskitelan 10 pin-10 naita 10' täysin suljettua vientiä siten, että kuivatusosan kuivatus-viira 70 on johdettu johtotelan 72 ohjaamana telan 10 pinnalle 10' ennen irrotuskohtaa R, jonka yhteyteen on sijoitettu keksinnön mukainen induktiokuumennuslaite 20. Kuumennuslaitteen 20 ympärille on sijoitettu hakijan tavaramerkillä "Press Run" markkinoima puhalluslaatikko 90, johon 15 tuodaan ilmaa putken 91 kautta nuolen L^n suunnassa.

Raina W irtoaa keksinnön mukaisen laitteen 20 höyrystysvalkutuksella telapinnasta 10' ja se tartutetaan "Press Run"-laatikon 90 avulla kuiva-tusvilran 70 ulkopinnalle ja johdetaan laatikon 90 imuvalkutuksen alai-20 sena kääntötelalle 71, jonka lmuvyöhyke 71a pitää rainan W kuivatusviiran 70 ulkopinnalla sen ollessa ulkokaarteen puolella. Tämän jälkeen raina W siirtyy kuivatusviiralla 70 ensimmäiselle kuivatussylinterille 68 ja siitä edelleen suljettuna vientinä seuraville kulvatussylinterellle, jotka on järjestetty sinänsä tunnetulla tavalla.

25

Ennestään tunnetusti on radalle W tarvittu tietty irrotusjännitys, mikä on saatu aikaan telapinnan 10' ja kuivatusviiran 70 nopeuserolla eli ns. vetoerolla, joka on venyttänyt rataa W. Keksinnön höyrystysirrotuksen ansiosta irrotusjännitystä ei välttämättä tarvita, joten voidaan käyttää 30 kuviossa 2 esitetyn kaltaista suljettua vientiä tai muuta vastaavaa suljettua vientiä, esimerkiksi sellaista, jossa kuvion 1 esittämässä tapauksessa johtotela 66 on siirretty sivuamaan telapintaa 10' ja muodostamaan sen kanssa kevyesti kuormitetun siirtonipin (ei esitetty).

35 Keksinnössä keskitelana 10 käytetään yleensä metallivalppaista telaa, sopivlmmin ferromagneettista ainetta olevaa telaa, siis sellaista tela- 8 75890 1 materiaalia, joka on myös konstruktiivisesti ja käytön kannalta edullisempaa kuin kivimateriaali.

Kuvioissa 3 ja A esitetty purlstintela 10 on sileä- ja kovapintainen 10' 5 ja sillä on sylinterimäinen vaippa, joka on tehty sopivasta ferromagneettisesta aineesta, joka on valittu telan lujuusominaisuudet ja keksinnön mukainen induktiivinen ja sähkömagneettinen palkalliskuumennus huomioonottaen. Tela 10 on laakeroitu keskiakselinsa K - K ympäri pyöriväksi pää-tyjensä 11 ja akselitappiensa 12 välityksellä. Akselitapeilla 12 on laa-10 kerit, jotka on sovitettu laakeripesiin. Laakeripesät on kiinnitetty telan kannatusrunkoon, joka on alustan varassa.

Telan 10 sisätilaan, voidaan sovittaa sinänsä tunnetut taipumakompen-sointi tai -säätölaitteet, joille jää keksinnön ansiosta hyvin tilaa, 15 koska telan 10 sisätilassa el tarvitse käyttää nestemäisellä väliaineella toimivia tai muita vastaavia kuumennuslaltteita, joita kuitenkaan ei ole täysin poissuljettu tämän keksinnön yhteydessä käytettäväksi.

Tela 10 on järjestetty keksinnön mukaisesti lnduktlivisesti ja sähkömag- 20 neettisesti pyörrevirroilla kuumennettavaksi siten, että telan 10 hyvin ohuen pintakerroksen lämpötilaa tämän kuumennuksen ansiosta nostetaan huomattavan korkealle, yleensä n. 110-130°C:een. Induktiivisen paikallis- kuumennuksen toteuttamiseksi telan 10 tuntumaan sen akslaalisuuntaan samaan vaakariviln keskenään on järjestetty rautasydämen osasydämiä 20^, 25 20„...20_,. Nämä osasydämet 20 muodostavat magneettikenkälaitteen 20, l N n johon kuuluu lisäksi magnetoimiskela 30 tai kullakin osasydämellä oma

kelansa 30,...30,, (kuvio 3). Induktiivinen kuumennus suoritetaan koske-1 N

tuksettoinasti niin, että rautasydämen ja telan 10 pinnan 10' väliin jää pieni llmaväll V, jonka kautta rautasydämen magneettivuot sulkeutuvat telan 10 vaipan kautta aiheuttaen siellä kuumennusvaikutuksen.

Kuviossa 3 on esitetty kullakin osasydämellä 20^...20^ oma magnetolmls-kelansa 30^...30^. Toinen vaihtoehtoinen keksinnön sovellutusmuoto on kuvion 4 mukainen, jossa kaikilla osasydämlllä 20^...20^ (N = 16) on yh-33 teinen magnetoimiskela 30, jossa kuvion 4 mukaisesti on kaksi kierrosta. Kuvion 7 mukaisesti rautasydämen 20 magnetolmiskelalla 30 on vain yksi kierros.

9 75890 1 Keksinnön erään vaihtoehtoisen sovellutusmuodon mukaisesti kukin osa-sydän erikseen on järjestetty siirrettäviksi telan 10 radiaalitasossa aktiivisen ilmavälin suuruuden ja samalla kuumennusvaikutuksen säätämistä varten. Tässä tarkoituksessa on kukin osasydän kiinnitetty nive-5 löidysti runkoon. Osasydänten siirtäminen voidaan järjestää erilaisilla mekanismeilla. Mainitut ilmavälit voivat yleensä vaihdella esim. välillä 1....100 mm. llmavälien mekaanisten säätölaitteiden osalta, joiden rakennetta tässä yhteydessä ei ole esitetty, viitataan hakijan es. FI-patenttihakemukseen n:o 833589.

10

Keksinnön sähköteknisen taustan osalta todetaan seuraavaa. Kun sähköä johtavaan materiaaliin järjestetään muuttuva magneettikenttä, materiaalissa tunnetusti syntyy pyörrevirta- ja hysteresishäviviöitä ja materiaali lämpenee. Pyörrevirtojen teho (P) riippuu magneettikentän voimak-15 kuudesta (B) ja magneettikentän muuttumistaajuudesta (f) seuraavasti 2 2 P « B ' f O) 20

Telalla 30 synnytetty vaihteleva magneettikenttä sulkeutuu laitteen 20 rautasydämen otsapinnan ja llmavälien V välitse telan 10 vaipan kautta. Tämä magneettikenttä indusoi telavalpan 10 pintakerroksen pyörrevirtoja, jotka telavalpan 10 suuren resistanssin vuoksi synnyttävät lämpöä. Vaip-25 paan 10 indusoituvien pyörrevirtojen jakautuminen telan säteen suunnassa x noudattaa lakia I - I e"x/* (2) x o 30 I on virtatiheys syvyydellä x telan valppapinnasta 10' laskien, I virrantiheys vaipan 10 pinnalla 10' ja $ tunkeutumlssyvyys. Tunkeutumis-syvyydeksi on määritelty syvyys, jossa virtatiheys on laskenyt 1/e-osaan pinnan virtatiheydestä Iq. Tunkeutumissyvyydellä saadaan lauseke 10 75890 1 ,π-1 ft ..1 Λ 10 ρ _m_ (3) 2¾ \ fp Λ s g ρ on aineen ominaisresistanssi, f magnetoimisvirran taajuus ja jt aineen suhteellinen permeabiliteettl.

Lauseke osoittaa, että taajuuden kasvaessa tunkeutumissyvyys pienenee. Terästä kuumennettaessa sekä sähkönjohtavuus että permeabiliteettl ple-1Q nenevät lämpötilan kasvaessa.

Keksinnössä käytetään yleensä lämmitystehoja, jotka ovat luokkaa 2 400 kW/m . Kuten tunnettua mitä pienempi ilmaväli V on, sitä suurempi osaa kelan 30 kautta laitteeseen johdetusta sähkötehosta siirtyy kuumen-.|g net tavaan telan vaipaan 10.

Kuvion 7 mukaisesti induktiokelaa 30 syöttävä sähköteho otetaan 50 Hz:n kolmivaiheverkosta (3 x 380 V). Tasasuuntaajalla 33 muutetaan vaihto-sähkö tasasähköksi, joka sinänsä tunnetulla tehoelektroniikkaan perustu-2o valla vaihtosuuntaajalla muutetaan joko vakiotaajuiseksi tai vaihtuva-taajuiseksi (fg) valhtosähköksi. Rautasydämen 20 osasydänten 20^...20^ asennon säätö voidaan, esim. kuvioissa 5 ja 6 esitetyillä automaattisilla suljetuilla säätöjärjestelmillä. Säätömoottoreina toimivat askelmoottorlt 29, jotka saavat säätöslgnaalinsa säätöjärjestelmästä 42. Säätöjär- 25 jestelmää ohjaa anturilaite 41, joka on esim. lämpötilan mittauslaite, jolla mitataan irrotusalueella R useista eri kohdista telan 10 akselin suunnassa K - K telan pintalämpötilojen T j..,T ^ lämpötilojen oloarvot. Säätöjärjestelmään 42 kuuluu asetusarvoyksikkö, jolla voidaan asettaa telan 10 akselin K - K suuntainen lämpötilaprofiili rainan W irrotus-30 tapahtuman optimoimiseksi.

Vaihtosuuntaajan 34 teho syötetään sovltusmuuntajan 35 kautta keksinnön mukaiseen LC-resonanssipiiriin, jonka vaikutusta ja toimintaa kuvio 6 havainnollistaa. Muuntajassa 35 on sinänsä tunnetusti ensiöpiirl 35a, 35 sydän 35b ja toisiopiiri 35c. Toisiopiirissä on n kappaletta väliulos-ottoja 45j...45 , jotka on kytkettävissä valhtokytkimen 36 kautta reso-nansslpiirlin 37, jolla teho syötetään lnduktiokelaan 30. Tunnetustihan 11 75890 1 sarjaan kytketyn RLC-piirin resonanssltaajuus on laskettavissa kaavasta 1 f = - (4) _ Γ 2ηΛΓΪΡ

O

Kuviossa 6 on esitetty piirin 37 virran I riippuvuus taajuudesta f .

U 8

Resonanssissa virta I p, missä R on piirin 37 resistanssi. Kuviossa 5 on oletettu, että jännite U on vakio.

10 Lämmitystehon siirron hyötysuhde on parhaimmillaan, kun toimitaan reso- nanssitaajuudella f^. Useistakaan syistä ei kuitenkaan ole edullisinta toimia resonanssitaajuudella f ja/tai yht'aikaa sen molemmin puolin, vaan toimintataajuus valitaan alueilta - f j resonanssitaajuuden 15 yläpuolelta tai vastaavasti alueelta - f j resonanssitaajuuden alapuolelta. Keksinnön puitteissa mainitut taajuusalueet valitaan sopi- vimmin seuraavasti: f ,...f , (1,01...1,15) x f tai f „...f ai yl r a2 ya (0,85...0,99) x f .

20 Kuvion 7 mukaisesti RLC-plirissä on käytetty sarjakondensaattoria C . Piiri 37 perusvirltetään siten, että muuntajan 35 välityssuhde kytkimellä 36 valitaan niin, että kaavasta (4) laskettu resonanssltaajuus f asettuu edellä esitettyjen periaatteiden mukaisesti kohdalleen.

25 Kuviossa 7 on esitetty katkoviivoin rlnnakkalskondensaattori C , jota voidaan käyttää sarjakondensaattorin C asemesta tai ohella. Resonanssi- 8 taajuus f rinnakkalsresonanssipiirlssä, jonka lnduktlokäämin (L) resistanssi on R, lasketaan tunnetusti seuraavasti 30 , Λ I 2 1 £' - V1 - —

Edellä esitetyssä yhtälössä (5) on resistanssista R riippuva kerroin.

Keksinnön tarkoitusperien kannalta on yleensä kuitenkin sarjaresonanssl-piiri edullisempi, etenkin säädön ja ohjauksen kannalta.

35 12 75890 1 Keksinnön puitteissa resonanssitaajuus valitaan yleensä alueella f = 0,5-2 MHz. Erityisen edulliseksi on arvioitu taajuusalue f = 0,8-1,2 MHz.

5 Tämän keksinnön pääperiaatteiden mukaisesti tehonsyötön hyötysuhteen pitämiseksi korkeana ja epästabiilieuusilmiöiden siis "ryntäämlsvaaran" eliminoimiseksi järjestetään toimintataajuus f automaattisesti sääty-

S

vaksi resonanssipiirin 37 impedanssin mukaiseksi niin, että toimintataajuus f pysyy lähellä reeonanssltaajuutta f , mutta kuitenkin turval- S Γ 10 lisella etäisyydellä siitä ryntäämisvaara huomioon ottaen, siis kuviossa 6 esitetyillä alueilla f ,-f . tai f „-f _.

yl ai y2 a2

Resonanssipiirin 37 impedanssin mittaus voi perustua esim. piirissä kulkevan virran 1 mittaukseen. Tätä mittaustapaa havainnollistaa kuviossa 7 15 lohko 46, j osta ohjataan säätösignaali b säätöyksikköön 47, joka muuttaa taajuusmuuttajan 34 taajuutta f säätösignaalin b perusteella. Toinen vaihtoehtoinen tai virtamlttauksen lisäksi käytettävä ko. impedanssin mittaustapa on johtaa säätösignaali c lohkosta 42, josta on saatavissa tieto osasydänten 2On asennosta, siis ilmaväleistä V, jotka pääasialli-20 sesti määräävät ko. impedanssien induktanssiin L vaikuttamalla. Eräs vaihtoehtoinen säätötapa on johtaa askelmoottoreista 29 takaisinkytkentä-signaali lohkoon 47 ja edelleen vaikuttamaan taajuusmuuttajan 34 lähtö-taajuuteen fg.

25 Kuviossa 5 on esitetty keksinnön eräs vaihtoehtoinen sovellutustapa, jossa kukin osasydän 20^ on varustettu kuvion 3 mukaisesti omalla lnduktiokelallaan. Kuhunkin osasydämeen 20^ on taajuusmuuttujasta 34 johdettu syöttöjohdolla 44^-44^ erikseen säädettävä oma taajuutensa f^...f^. Kun nyt askelmoottoreilla 29 säädetään kunkin osasydämen 20 00 ilmarakoa V, muuttuu kunkin erillisen resonanssipiirin resonanssitaajuus f^. Kunkin erillisen resonanssipiirin impedanssin mittaus suoritetaan erillisillä virtamittareilla 48^...48^, joista saadulla signaalisarjalla e^...e^, joka sisältää tiedon mm. eri osasydänten ilmaraoista V, ohjataan taajuusmuuttujaykslkköä 34 tai -ryhmää. Tällöin kukin taajuus O® fj...f muutetuksi osasydämen tehonsyötön hyötysuhteen ja säädön stabii-lisuuden kannalta optimaaliseksi. Taajuudet Fp..f^ ovat riittävän pienen tunkeutumissyvyyden aikaansaamiseksi em. alueella 0,5 MHz-2 MHz.

13 75890 1 Kuvion 5 tapaisella piirillä voidaan keksinnön puitteissa toteuttaa myös toisenlainen kuumennustehonsäätö jopa niin, että osasydämet 20^...20^ voidaan joko tehdä staattisiksi tai niiden ilmavälin V säätö voidaan järjestää vain perusasetussäädön kaltaiseksi eikä varsinaiseksi toiminta-5 säädöksi. Tällöin kutakin taajuutta yksilöllisesti muuttamalla voidaan vaikuttaa kuvion 6 perusteella piiriin syötettyyn virtaan I ja sitä kautta eri osasydänten 20n lämmitystehoon ja täten telan 10 läropö-tilaprofiiliin. Jos toimitaan edellä mainituilla alueilla resonanssi-taajuuden f ala- tai yläpuolella, syöttötaajuuksia muuttamalla 10 voidaan vaikuttaa virtaan I alueella 1^-1^ Magneettikentän voimakkuus B (kaava (1)) riippuu olennaisesti suoraan verrannollisesti magnetointl-vlrrasta. Taajuuden muuttamiseen perustuvaa säätötapaa voidaan käyttää joko yksinään telan 10 lämpötilaprofiilin säädössä tai ilmavälisäädön lisäksi.

15

Keksinnössä sen telapinnan, jolta raina W on tarkoitus irrottaa lämpötila pidetään yleensä alueella 60°C-90°C, sopivimmin noin 70°C. Keksinnön mukaisesti hetkellisellä ja paikallisella induktiokuumennuksella telapinnan lämpötilaa nostetaan edellä esitetystä perustasosta noin 20 30°C-70°C, sopivimmin noin 50°C, lämpötilaan noin 110°C-130°, sopivimmin noin 120°C:een, jolloin tapahtuu hetkellisesti ja paikallisesti irrotus-alueella R höyrystymisilmiö ja höyrykalvon muodotuminen rainan W ja telapinnan 10' välille, joka tehokkaasti irrottaa rainan W. Erityistapauksissa kyseisiin ongelmiin voidaan saada helpotusta jo telapinnan 25 lämpötiloilla, jotka ovat luokkaa 95°C.

Keksinnössä tarvittavat irrotustehot esimerkiksi rainan nopeudella noin 20 m/s ovat luokkaa 30-50 kW/m, sopivimmin luokkaa noin 40kW/m, mikä viimemainittu merkitsee teräksellä telapinnan hetkellistä lämpötilan 30 nousua noin 50°C.

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

35

Claims (11)

1. Menetelmä paperikoneen puristinosalla rainan (W) Irrottamiseksi puristintelan (10) sileältä pinnalta (10'), tunnettu siltä, 5 että menetelmässä irrotuskohdan (R) alueella ralnaan (W) kohdistetaan telan (10) ulkopuolelta hetkellinen ja paikallinen kuumennusvaikutus, että menetelmässä käytetään mainitun sileäplntaisen (10') telan (10) 10 vaippana tai ulkopäällysteenä magneettisesti ainakin jossain määrin johtavaa materiaalia, että mainittuun telavaippaan kohdistetaan kosketuksettomasti niin suurtaajuinen (f,f ) induktiokuumennusvaikutus, että kuumennusvaikutuksen 8 15 tunkeutumissyvyys (S ) jää sen palkallisuus ja hetkellisyys huomioon ottaen riittävän pieneksi ja että mainitulla kuumennusvaikutuksella rainan (H) ja telapinnan (10') välillä olevaa vettä kuumennetaan, sopivimmln höyrystetään, paikalll-20 sesti irrotuskohdan (R) alueella rainan (W) irrottamiseksi mainitusta telapinnasta (10').

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään induktiokuumennuksen sähkötaajuutena taa- 25 juutta, joka on alueella f = 0,5-2 MHz, sopivimmln f = 0,8-1,5 MHz.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä sen telan, sopivimmln puristlnosan keskitelan, lämpötila, jolta irrotus tapahtuu, on alueella 60°C-90°, sopivimmln n. 70°C. 30

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään sellaista kuumennustehoa, että tela-pinnan lämpötila nousee irrotusalueella paikallisesti ja hetkellisesti maksimaallsestl n. 40°C-60°C, sopivimmln n. 50°C. 35

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, is 75890 1 että kuumennusteho telan (10) pituusmetriä kohti on n. P * 30-50 kW/m, soplvimmln P 40 kW/m.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että kuumennusvaikutus on järjestetty säädettäväksi telan (10) aksiaalisuunnassa (K-K).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että induktiokuumennusvalkutuksen tasoa tai aksiaalisuuntaista 10 jakautumaa säädetään ilmavälisäädöllä, taajuussäädöllä, virtasäädöllä, jännitesäädöllä tai edellä mainittujen säätöjen kombinaatiolla.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään rainan (W) siirtämisessä puristimen 15 siltä telalta (10), jolta raina (W) keksinnön mukaisella induktiokuumen-nuksella irrotetaan, suljettua vientiä.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukaisen menetelmän soveltamiseen tarkoitettu laite sovellettavaksi puristinosassa, joka käsittää sileä- 20 pintaisen puristintelan (10), sopivimmin keskitelan (10), jonka sileältä pinnalta (10') raina (V) on irrotettavissa ja sen jälkeen vietävissä paperikoneen kuivatusosalle, sopivimmin sen kuivatusviiralle (70) tai vastaavalle siirtokudokselle, tunnettu siitä, että mainitun sileäpintalsen (10') puristintelan (10) yhteyteen on järjestetty siirto-25 kohdan (R) tuntumaan sähköinduktiivinen kuumennuslaite (20), jonka sydämen otsapinta muodostaa ilmaraon (V) lrrotuskohdassa telapinnan (10') kanssa, joka on magneettisesti johtavaa, sopivimmin ferromagneettista materiaalia ja että mainittu induktiokuumennuslaite (20) käsittää yhden tai useampia magneettisesti johtavia kelasydämlä sekä yhden tai 30 useamman sähkökelan (30) ja että laite edelleen käsittää suurtaajuus-laitteet, joilla mainittuun kelaan tai keloihin on johdettavissa niin suurtaajuinen sähkövirta, että saadaan kuumennusvalkutuksen hetkellisyys ja paikallisuus huomioon ottaen riittävän pieni tunkeutumissyvyys induk-tiokuumennusvaikutukselle telapinnassa (10'). 35

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että induktiiviset kuumennuslaitteet (20) käsittävät kuumennettavan telapinnan ie 75890 1 (10') tuntumaan sovitetun sarjan magneettisydämlä (20^-2(^), joilla on kullakin omat tai kaikilla sydämillä yhteinen magnetoimiskela (30), että kunkin sydämen ilmaväliä (V) lämmitettävän telapinnan (10') kanssa säätämällä ja/tai magnetoimisvirtaa säätämällä ja/tai magnetoimisvirran 5 taajuutta säätämällä hallitaan sekä lämmitysvaikutuksen perustasoa että lämmitysvaikutuksen jakautumaa telan (10) aksiaallsuunnassa (K-K).

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään sähkötehon syöttöpiirinä LC-resonanssi-10 piiriä, johon syötettävän sähkötehon taajuus (f) on valittu mainitun LC-resonansslpllrln resonanssitaajuuden (f^) ylä-tai alapuolelta tietyltä turvaetäisyydeltä. 15 20 25 30 35 17 75890