FI76143B - Anordning foer avlaegsning av kondensat fraon en med aonga upphettbar torkcylinder. - Google Patents

Description

76143

LAITE KONDENSAATIN POISTAMISEKSI HÖYRYKUUMENNETTAVASTA KUIVAUSSYLINTERISTÄ - ANORDNING FÖR AVLÄGSNING AV KONDENSAT FRÄN EN MED ÄNGA UPPHETTBAR TORKCYLINDER

Tämän keksinnön kohteena on laite kondensaatin poistamiseksi höyrykuumennettavasta kuivaussylinteristä, joka laite on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa esitetyn kaltainen. Tämän tyyppisiä kuivaussylintereitä voidaan edullisimmin käyttää paperikoneissa vastavalmistettujen paperirainojen kuivaukseen.

Ammattimiespiireissä tällaisesta kondensaatin poistolait-teesta käytetään lyhyesti nimitystä "pyörivä lappo". Tällaisella rakenteella on se etu, että pyörivän kuivaussylin-terin ja lapon välillä ei esiinny mitään liikettä toistensa suhteen, koska lappo on kiinnitetty kuivaussylinteriin jäykästi siten, että ne pyörivät yhdessä. Eräs toinen tunnettu lapporakenne on kiinteä lappo, joka ei osallistu lainkaan kuivaussylinterin pyörimisliikkeeseen.

Pyörivissä lapoissa tunnetaan monia erilaisia imusuukappa-leen rakenteita. Niiden muoto voi olla esimerkiksi hieman lautasmainen (US-patentti 3034225) tai kupumainen (US-pa-tentti 2993282). Lisäksi imusuukappaleeseen, joka voi olla muodostettu myös laatikkomaiseksi, voidaan järjestää suppilomainen imunokka, joka on pyörimissuunassa avoin (US-patentti 2892264). Tällainen imunokka edistää kondensaatin poistumista kuivaussylinteristä ennen kaikkea silloin kun kuivaussylinteri pyörii suhteellisen alhaisella kierrosno-peudella niin, että kondensaatti muodostaa vetisen kertymän, kun taas yleensä - suurilla työskentelynopeuksilla -kondensaatti on rengasmaisena kalvona sylinterivaipan sisäpinnalla.

DE-hakemusjulkaisusta 1461125 («US-patentti 3264754) tunnetaan imusuukappale, joka on matalan suuttimen muotoinen. Rakomainen syöttöaukko ulottuu yhdensuuntaisesti pyörimis 2 761 43 suunnan kanssa. Kondensaatin sisäänvirtausta voidaan parantaa kaltevilla pinnoilla, jotka ovat akselin kanssa yhdensuuntaisessa suunnassa vaipan sisäpintaan nähden vinossa.

Kaikissa tapauksissa tapahtuu kondensaatin poisto siten, että kuivaussylinterin sisään säädetään korkeampi paine kuin kondensaatin imuputkeen mukaanluettuna imusuukappale. Siten osa läpijohdetusta höyrystä virtaa jatkuvasti pyörivän lapon läpi ulos, jolloin tähän höyryyn sekoittuu tietty määrä kondensaattia ja kulkeentuu höyryn mukana pois.

Kondensaattiin kohdistuvan kuljetusvaikutuksen parantamiseksi voidaan imusuukappaleen ja kondensaatin imuputkeen järjestää sivukanava ylimääräisen höyryn läpijohtamiseksi. On tunnettua (US-patentti 2993282 tai DE-hakemus 1461125) muodostaa tämä kanava yksinkertaisesti imusuukappaleen seinämän läpäiseväksi poraukseksi.

US-patentin 2993282 mukaan on niinikään tunnettua järjestää kupumaiseen imusuukappaleeseen rakenneosa; tämä on muodostettu väliseinäksi, joka on sylinterin pyörimisakselin kanssa yhdensuuntainen. Väliseinä ohjaa kondensaatin imusuukappaleen sisään. Tämän ohjausvaikutuksen parantamiseksi voidaan väliseinä muodostaa poikkileikkaukseltaan kiilamaiseksi, kuten US-patentissa 4384412 on esitetty.

Monet näistä tunnetuista rakenteista ovat osoittautuneet käytännössä toimiviksi, myös silloin kun kuivaussylinteria käytetään eri nopeuksilla siten, että kondensaatti muodostaa välillä renkaan, välillä vetisen kertymän. Kuitenkin on huomattu tietyissä, epätavallisissa olosuhteissa, varsinkin jos normaali käyttö on jollain tavoin häiriintynyt, että kondensaattipoisto ei toimi kunnolla. Tällaisissa tapauksissa sanotaan, että kuivaussylinteri "tulvii", toisin sanoen se täyttyy enemmän ja enemmän kondensaatilla. ääri- 3 76143 tapauksessa kuivaussylinteri on täyttynyt lähes pyörimisakseliin saakka kondensaatilla.

Keksinnössä on asetettu tehtäväksi parantaa aiemmin mainitun kaltaista kondensaatin poistolaitetta siten, että mahdollisen käyttöhäiriön yhteydessä entistä suuremmalla varmuudella vältettäisiin kuivaussylinterin tulviminen.

Tämä tehtävä on ratkaistu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerk-kiosan mukaisesti. On huomattava, että tulvimisvaarassa on mahdollistettava se, että höyryn, joka sivukanavan läpi virtaa imusuukappaleen sisään, täytyy virrata ulos sivukanavan suuaukosta mahdollisimman pienellä etäisyydellä sy-linterivaipan sisäpinnasta. Alkavan tulvimisen yhteydessä on nimittäin usein niin, että sisäänvirtausraon (joka on järjestetty imusuukappaleen ja sylinterivaipan sisäpinnan väliin) ei pääse virtaamaan enää lainkaan höyryä imusuukappaleen sisään. Tällaisissa tapauksissa täytyy sen vuoksi sen höyryn, joka sivukanavan läpi virtaa sisään, yksin aikaansaada kondensaatin poiskuljetus. Tämä ei mitä ilmeisimmin riitä, koska tunnettujen konstruktioiden mukaiset sivukanavat on muodostettu yksinkertaisiksi porauksiksi imusuukappaleen seinämiin. Tästä syystä muodostetaan sivu-kanava keksinnön mukaisesti höyrypuhallusjohdoksi, joka -lähtien kuivaussylinterin sisältä - on ohjattu imusuukappaleen sisään. Imusuukappaleen sisällä höyrypuhallusjohdossa on suuaukko, joka on järjestetty erittäin lähelle sylinterin sisäseinää siten, että ulosvirtaava höyrysuihku jo kondensaatin pienen pinnan nousun jälkeen tarttuu konden-saattiin ja ohjaa sen kondensaatin imuputkeen. Normaalissa, virtauksettomassa käytössä tarjoaa höyrypuhallusjohto sen edun, että kondensaatin poistamiseksi tarvitaan vain suhteellisen pieni paine-ero ja sitä vastaava pieni läpivir-taushöyrymäärä.

4 761 43

Keksinnön mukaisen höyrypuhallusjohdon vaikutus voidaan yksityiskohtaisesti esittää seuraavasti:

Tapaus A

Koskaan ei ole 100%:sesti mahdotonta, että kondensaatin imuputken ja sylinterin sisätilan välinen, normaalissa käytössä tarvittava paine-ero olisi joskus liian pieni tai sitä ei olisi lainkaan. Siinä tapauksessa on olemassa vaara, että sylinterissä olevan kondensaattirenkaan paksuus kasvaa yhä suuremmaksi (mikä on seurauksena lämmönsiirron heikentymisestä höyrystä sylinterin vaippaan). Kondensaatin pinnan noustessa vaikeutuu, kuten jo mainittiin, höyryn syöttö syöttöraon kautta ja loppuu lopulta kokonaan. Mikäli kondensaatin pinta kohoaa edelleen ja jos imusuukappalee-seen on järjestetty poraukseksi muodostettu höyrysivukana-va, voi olla seurauksena, että myös tämä poraus peittyy kondensaattirenkaan suurentuessa ja tulee tehottomaksi; kondensaatin poisto heikkenee näin edelleen tai loppuu kokonaan. Keksinnön mukaisesti muodostetussa pyörivässä lapossa tätä vaaraa ei enää esiinny. Tämä johtuu siitä, että höyrynpoistojohdon aukko imusuukappaleen imuaukon kohdalla on, kuten jo mainittiin, järjestetty erittäin lähelle sylinterin sisäseinämää. Tällä aikaansaadaan se, että - paine-eron alkaessa pienentyä ja siten kondensaattirenkaan alkaessa muodostua paksummaksi - kohdistetaan kon-densaattiin huomattavasti aiempaa aikaisemmassa vaiheessa voimistettu kuljetusvaikutus, nimittäin jo silloin, kun kondensaatin pinta lapon sisätilassa on noussut vasta höyrypuhallus johdon suuaukkoon. Koska sen lisäksi höyryjohdon sisäänvirtausaukko voidaan järjestää huomattavasti suuremmalle etäisyydelle sylinterin sisäseinämästä kuin käytettäessä tavallista porausta, on nyt eliminoitu se vaara, että höyrypuhallusjohdon sisäänvirtausaukko peittyisi.

5 76143

Tapaus B

Poikkeustilanteissa voi paperikoneen häiriötapauksissa olla tarpeellista pysäyttää lyhytaikaisesti kuivaussylinteri (tai -sylinterit). Koska tällainen pysäytys kestää yleensä vain vähän aikaa, pysyy höyryn syöttö voimassa. Siinä tapauksessa muodostuu kuivaussylinteriin kondensaattikertymä. Kondensaatin poisto voi tapahtua vain silloin, kun kuivaus-sylinteri on tilapäisesti tullut sellaiseen pysäytysasen-toon, jossa kondensaatin imuputken imusuukappale on uponneena kondensaattiin. Tämä on luonnollisesti harvinaista. Tavallisesti imusuukappale sijaitsee kondensaattikertymän ulkopuolella; tällöin kondensaatin pinta nousee koko pysähdyksissä oloajan. Paperikoneen ajoa jatkettaessa täytyy näin ollen ensimmäiseksi poistaa lisääntynyt kondensaatti-määrä. Keksinnön mukaisten pyörivien lappojen rakenteen ansiosta tämä on ilman muuta mahdollista. Sitä vastoin tunnetuissa rakenteissa on se vaara, että koneen pysähdyksissä olon jälkeen kondensaatin poisto epäonnistuu.

Keksinnön eräässä edullisessa sovellutusmuodossa on höyry-puhallus johdon suuaukko järjestetty patenttivaatimuksen 2 mukaisesti. Tällä tavoin voidaan ulosvirtaavan höyrysuihkun kuljetustehoa edelleen parantaa. Höyry virtaa välittömästi kondensaatin imuputkeen siten, että laite toimii höyrysuih-kupumppuna. Keksinnön muita edullisia sovellutusmuotoja on esitetty patenttivaatimuksissa 3-12.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin edullisten sovellutusmuotoesimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuv. 1 esittää kaaviomaisesti kuivaussylinterin pitkittäisleikkausta.

76143 6

Kuv. 2 esittää osittaista poikkileikkausta kuivaussylinte-ristä kuv.l viivaa II-II pitkin, toisin sanoen "pyörivästä laposta".

Kuv. 3 esittää kuviota 2 vastaavan osapoikkileikkauksen, jossa lapon rakenne poikkeaa kuvioista 1 ja 2.

Kuv. 4 esittää pitkittäisleikkausta kuv.3 viivaa IV-IV pitkin.

Kokonaisuudessaan viitenumerolla 11 merkityssä kuivaussy-linterissä on tunnetulla tavalla sylinterivaippa 12 ja kummassakin päässä sylinterikansi, joihin kumpaankin kuuluu ontto laakeritappi 13 ja 15. Kuivaussylinteri voidaan kuumentaa höyryllä, joka syötetään toisen laakeritapin 15 kautta kuivaussylinterin sisään. Sylinteriin muodostuva kondensaatti poistetaan kondensaatin imuputken 14, 14a kautta sylinteristä. Kondensaatin imuputken osakappale 14 ulottuu olennaisesti radiaalisessa suunnassa (suoraan tai taivutettuna) sylinterivaipan 12 sisäseinämästä kohti sylinterin pyörimisakselia 10. Tähän on liitetty koaksiaali-nen osakappale 14a, joka on kiinnittimen 16 avulla kiinnitetty laakeritappiin 13 ja ulottuu tämän läpi ulos saakka. Kondensaatin imuputki 14, 14a on siten kiinnitetty jäykästi kuivaussylinteriin 11 ja pyörii yhdessä tämän kanssa.

Kondensaatin imuputken 14 radiaalisesti ulommassa päässä (eli lähellä sylinterivaipan 12 sisäpintaa) on kondensaatin imuputkessa imusuukappale 17. Tämä on muodoltaan kupumainen tai muistuttaa lampun varjostinta ja siinä on sylinterivaipan 12 sisäseinämää kohti osoittava (pyöreä tai kulmikas) imuaukko. Kuviossa 2 kuivaussylinterin 11 ja siinä olevan kondensaatin imuputken 14 pyörimissuuntaa on merkitty nuolella P. Imusuukappaleeseen 17 voidaan järjestää imunokka 18, joka on avoin pyörimissuuntaan. Imusuukappaleen 17 761 43 7 reunat kulkevat lähellä sylinterivaipan sisäpintaa siten, että imusuukappaleen 17 ja sylinterivaipan 12 väliin muodostuu kapea virtausrako.

Sylinterin pyörimisakselin 10 alueelta ulkonee höyrypuhal-lusjohto 19 imusuukappaleen 17 sisään. Tämä putki 19 on radiaalisesti sisemmästä päästään avoin siten, että tätä kautta voi virrata höyryä sisään. Putki 19 on kiinnitetty pidäkkeellä 20 kondensaatin imuputkeen 14. Imusuukappalees-sa 17 sijaitseva höyrypuhallusjohdon 19 pää 19a voi olla järjestetty välittömästi sylinterivaipan 12 sisäpinnalle (kuten kuviossa 2 on ehyin viivoin esitetty) tai pienen etäisyyden päähän tästä (kuten viitenumerolla 19b katkoviivoin on esitetty). Kuv.l mukaisesti on putken 19 sisäänvir-tauspään etäisyys pyörimisakselista 20 melko pieni, tämä etäisyys voidaan kuitenkin valita suuremmaksikin siten, että putki 19 on lyhyempi kuin kuviossa 1 esitetty.

Höyrypuhallusjohdon 19 imusuukappaleessa 17 sijaitseva pää 19a (tai 19b) on päätypuoleltaan suljettu. Höyrypuhallus-johdon 19 seinämään on järjestetty ainakin yksi ulosvir-täusaukko 21 höyryä varten ja suunnattu kondensaatin imu-putkea 14 kohti. Kuviossa 2 on merkitty nuolilla höyryn ja kondensaatin seoksen virtaus sisäänvirtausraon eli imunokan 18 läpi imusuukappaleen 17 sisään ja siitä kondensaatin imuputkeen 14. Samoin on höyrypuhallusjohdosta 19 ulosvir-taavaa höyryä merkitty nuolilla.

Kuviosta 2 poiketen voidaan tarvittaessa järjestää ulosvir-tausaukkoon 21 suutin. On myös mahdollista järjestää imusuukappaleen sisään, kuten tunnettua, rakenneosa, joka on esimerkiksi kiilan tai kartion muotoinen ja jonka kärki on suunnattu kohti kondensaatin imuputkea 14. Siinä tapauksessa höyrypuhallusjohto 19 voi päättyä rakenneosaan, jolloin tässä on yksi tai useampia höyrynpoistoaukkoja.

8 761 43

Toinen samantyyppinen esimerkki on esitetty kuvioissa 3 ja 4. Siinä imusuukappale 17' on muodostettu putkikappaleeksi, jonka akseli 27 on yhdensuuntainen sylinterin pyörimisakselin 10 kanssa. Putkikappale 17' on molemmista päistään suljettu kansilevyllä 30. Molemmat kansilevyt 30 muodostavat samalla vahvistusrivat, joiden avulla imusuukappale 17' on tuettu sylinterivaipan 12 sisäpinnalle. Sylinterivaipan 12 lähellä putkikappaleessa 17* on pitkittäisrako 28, joka muodostaa imusuukappaleen 17' imuaukon. Kuvioiden 1 ja 2 mukaisesti on imusuukappale 17' liitetty kondensaatin imu-putkeen 14.

Tämän kaltainen imusuukappaleen 17' rakenne aikaansaa useita etuja: valmistus on erityisen yksinkertaista ja kustannuksia säästävää. Imusuukappaleen tukemisella vahvistusri-pojen 30 avulla sy1interivaippaan 12 saavutetaan se etu, että imuaukko 28 voidaan asentaa tarkasti kohdalleen sylin-terivaipan 12 sisäpinnan suhteen, niin että haluttu etäisyys sylinterivaipan 12 ja imusuukappaleen 17' välillä saadaan tarkasti pysymään. (Tarvittaessa tätä etäisyyttä voidaan vaihdella siten, että vahvistusrivat 30 tehdään säädettäviksi). Sen lisäksi putkikappaleen 17' sylinteri-mäisellä ulkopuolella on imunokan vaikutus, vastaten imu-nokkaa 18, kuv.2. Tätä varten putkikappaleen 17' poikkileikkauksen ei tarvitse välttämättä olla ympyrän muotoinen. Myös monikulmainen poikkileikkaus tulee kysymykseen. Joka tapauksessa kuv.2 mukaisen lisäimunokan 18 järjestäminen ei ole välttämätöntä.

Kuten kuvioissa 1 ja 2 on myös tässä sovellutusmuotoesimer-kissä muodostettu höyrypuhallusjohto 19'. Sen imusuukappa-leessa 17' sijaitseva pää 19a' ulottuu pitkin putkikappaleen 17' pitkittäisrakoa 28. Esitetyssä sovellutusmuotoesi-merkissä on höyrypuhallusjohdon 19 pää 19a* muodostettu 9 76143 poikkileikkaukseltaan kolmikulmaisesta putkesta. Se on sivupinnastaan sylinterivaipan 12 sisäpintaa vasten, niin että vastakkaiset reunat ulottuvat pitkittäisrakoon 28. Näiden reunojen lähellä on useita ulosvirtausaukkoja 21' höyryä varten. Järjestämällä höyrypuhaUusjohto 19', 19a' imusuukappaleen 17' imuaukon 28 sisään tällä tavoin saavutetaan seuraavaa: höyrypuhallusjohdon osa 19a' toimii samalla rakenneosana, joka ohjaa sylinterivaippaa 12 pitkin virtaavan kondensaatin imusuukappaleen 17' sisään. Sama voidaan saada kuitenkin aikaan myös silloin, kun höyrypuha Uus johdon osa 19a' on poikkileikkaukseltaan ympyrämäinen. Sen täytyy vain olla sylinterivaipan 12 sisäpintaa vasten.

Jos halutaan välttää edellä mainittu ohjausvaikutus, on olemassa mahdollisuus, kuviossa 2 viitenumerolla 19b esitettyä vastaavasti, järjestää johtokappale 19a' tietylle etäisyydelle sylinterivaipasta 12. Toisen mahdollisen variaation mukaan on höyrypuhallusputkessa useiden ulosvir-tausaukkojen sijasta vain yksi yksittäinen ulosvirtausauk-ko, joka on kuviota 2 vastaavasti järjestetty siten, että höyry virtaa suoraan kondensaatin imuputkeen 14. Viimeksi mainitun saavuttamiseksi varmuudella, on tarkoituksenmukaista muodostaa höyryvirtaus symmetrisesti; toisin sanoen johtokappaleen 19a tai 19a' molempiin päihin liitetään höyrynsyöttojohto 19 tai 19'.

Siinä tapauksessa, että kondensaatti muodostaa kuivaussy-linterissä vetisen kertymän, tukee imusuukappaleen 17' putkimainen muoto kondensaatin poistoa. Jos nimittäin imu-suukappale 17' kulkee kertymän läpi, täyttyy se ainakin osittain kondensaatilla, joka tyhjentyy imuputkeen 14 vasta silloin, kun imusuukappale 17' sylinterin pyörimisen johdosta on tullut ylös (imusuukappaleen 17' kauhavaikutus).

Claims (12)

1. 76143
2. 1. Laite kondensaatin poistamiseksi höyrykuumennettavasta, pyörivästä kuivaussylinteristä (11), erityisesti paperikoneita varten, jossa laitteessa: a) kuivaussylinterin (11) kanssa yhdessä pyörivä kondensaatin imuputki (14) ulottuu kuivaussylinterin pyörimisakselin (10) kohdalta kohti sylinterivaipan (12) sisäpintaa, b) kondensaatin imuputken (14) ulompaan päähän on järjestetty imuaukolla varustettu imusuukappale (17), jonka reuna yhdessä sylinterivaipan (12) sisäpinnan kanssa muodostaa sisäänvirtausraon, c) imusuukappaleeseen (17) on järjestetty sivukanava ylimääräisen höyryn syöttämiseksi imusuukappaleen sisään^ d) tunnettu siitä, että sivukanava on muodostettu höyrypuhallusjohdoksi (19), joka ulottuu sylinterin (12) sisätilasta imusuukappaleen (17) sisään ja johon on järjestetty imuaukon kohdalle suuaukko (21). 2. patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että höyrypuhallusjohdon (19) suuaukko (21) on muodostettu siten, että suuaukosta ulostulevan höyryn virtaus-suunta on olennaisesti sama kuin kondensaatin virtaussuunta sen siirtyessä imusuukappaleesta (17) imuputkeen (14).
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, johon kuuluu imusuukappaleen (17) sisään järjestetty, sopivimmin kiilan, kartion tai pyramidin muotoinen rakenneosa, jonka kärki on suunnattu kohti sylinterin pyörimisakselia (10), t u n - n e t t u siitä, että höyrypuhallusjohdon (19) suuaukko on 76143 järjestetty rakenneosaan.
4. 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen laite, tunnettu siitä, että höyrypuhallusjohdon (19) sisäänvir-tauskohta on järjestetty sylinterin pyörimisakselin (10) kohdalle.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että imusuukappale (17') on muodostettu päistään suljetuksi putkikappaleeksi, jonka akseli (27) ulottuu sylinterin pyörimisakselin (10) kanssa yhdensuuntaisesti ja jonka imuaukko (28) on muodostettu sylinteri-vaipan (12) sisäpinnan lähelle järjestetyksi pitkittäis-raoksi.
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että putkikappaleen (17') poikkileikkaus on olennaisesti ympyrän muotoinen.
7. 7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että höyrypuhallusjohdon (19') imusuukap-paleessa (17') sijaitseva pää (19a') ulottuu pitkin pitkit-täisrakoa (28), sopivimmin sen keskellä.
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että höyrypuhallusjohdon (19') imusuukappaleessa (17') sijaitseva pää (19a*) on vasten sylinterivaipan (12) sisäpintaa.
9. 9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että höyrypuhallusjohdon (19') imusuukappaleessa (17') sijaitseva pää (19a*) on poikkileikkaukseltaan kolmikulmainen, jolloin yksi sivu osoittaa kohti sylinterivaipan (12) sisäpintaa siten, että kolmion vastakkaiset reunat ulottuvat pitkittäisrakoon (28). 761 43
10. 10. Jonkin patenttivaatimuksista 5-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että putkimaisessa imusuukappaleessa (17') on ulkopuolellaan rivat (30), joilla se on tuettu sylinterivaipan (12) sisäpintaa vasten.
11. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että vahvistusrivat (30) toimivat samalla putkimaisen imusuukappaleen (17') päiden sulkemiseksi.
12. 12. Jonkin patenttivaatimuksista 1-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että höyrypuhallusjohto (19) on muodostettu symmetriseksi, jolloin siihen kuuluu kaksi höyrynsyöttöjohtoa (19 tai 19') ja vain yksi, kondensaatin imuputkea (14) kohti avoin ulosvirtausaukko (21). 76143