FI78525B - Infratork. - Google Patents

Description

78525 1 Infrakuivatin Infratork 5 Keksinnön kohteena on Infrakuivatin, joka käsittää ainakin kaksi peräkkäistä lnfrayksikköä sekä tukipuhallusyksikön, jonka puhallussuuttimlsta puhalletaan ralnan kannatusvälien tukipuhallukeet ralnan kulun stabi-loimlseksl.

10 Esillä oleva keksintö liittyy paperiralnan, kartonkiralnan tai muun vas-taavan liikkuvan ralnan kuivatukseen. Tyypillinen keksinnön sovellutuskohde on paperiralnan kuivatus sen päällystyksen tai pintaliimauksen yhteydessä.

15 Ennestään tunnetusti paperirainoja päällystetään joko erillisillä pääl-lystyslaitteilla tai paperikoneisiin integroiduilla on-machine-laitteil-la tai pintaliimauelaitteilla, jotka toimivat paperikoneen kuivatusosae-sa niin, että päällystettävä ralna viedään monisyllnterikulvattlmen loppupäässä päällystyslaitteelle, jonka jälkeen seuraa välikulvatin ja lo-20 puksi esim. yksi kuivatussylinteriryhmä jälklkulvattimena. Tämän keksinnön tyypillinen sovellutuskohde on Juuri mainittu päällystyslaitteen jälkeinen välikulvatin, johon keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu.

Ennestään tunnetaan ns. leijukuivattlmia, joissa kuivataan kosketukset-25 tomasti paperlralnaa, kartonkirainaa tai muuta vastaavaa. Leljukuivat-timia käytetään esim. paperinpäällystyslaitteissa terä-, tela- tai si-velypäällyetimen jälkeen kosketuksettomastl kannattamaan ja kuivattamaan päällystysaineesta märkää ralnaa.

30 Ennestään tunnetut yleisimmin käytössä olevat leljukulvattimet perustuvat yksinomaan ilmapuhallukslln. Osaltaan tästä syystä leijukuivattIinestä tulee varsin suuren tilan ottavia, koska leijukuivattlmen vaikutusmatkan on oltava verraten pitkä, jotta saataisiin riittävän suuri kuivatus-teho. Osaltaan nämä epäkohdat johtuvat siitä, että ilmakuivatuksessa kui-35 vatuksen energiatiheys jää verracen pieneksi.

2 78525 1 Ennestään tunnetaan erilaisia kuivattimia, jotka perustuvat säteilyn, etenkin infrapunasäteilyn vaikutukseen. Infrapunasätellyn käytössä on se etu, että säteilyllä on verraten suuri energiatiheys, mikä kasvaa aallonpituuden pienentyessä. Infrapunakuivattimien käyttöä paperiralnan 5 kuivatuksessa oa haitannut mm. tulipalovaara, koska infrapunasäteili-jöiden ja niiden ympäristön lämpötilat tulevat varsin suuriksi, jotta saavutetaan riittävän lyhytaaltoinen kuivuava säteily.

Leijukuivattimissa sovelletaan erilaisia kuivatus- ja kannatusilman pu-10 hallussuuttimia ja niiden asetelmia. Mainitut puhallussuuttimet voidaan jakaa kahteen ryhmään, nimittäin ylipaine- eli float-suuttimiin ja alipaine- eli foil-suuttimiin.

Ennestään tunnetuissa infrapunakulvattlmissa on ollut kehittämisen varaa 15 etenkin ilmateknlikan ja kulvatusvälissä tapahtuvan rainan kosketukset-toman kannatuksen ja rainan lepatusongelmien ratkaisun osalta.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin saada aikaan uusi laite, joka perustuu pääasiallisesti infrapunakulvatukseen, mutta jossa myöskin 20 rainan kosketukseton llmakannatus kuivatusväleiss? on toteutettu siten, ettei ralna missään tapauksessa pääsisi koskettamaan kuivatusväliä rajoittavia yleensä hyvin kuumia pintoja.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uusi etenkin kaksi-25 rivinen infrakuivatin ja sen tuklpuhallusjärjestely niin, että raina saadaan turvallisesti ja lepattamatta kulkemaan infrakuivattimen läpi myös katkot Hanteissa.

Keksinnön llsätarkoltuksena on saada aikaan sellainen lnfrakuivatin, 30 jolla on verraten suuri ominalshalhdutusteho ja jossa lisäksi voidaan käyttää hyväksi infrasäteilijöiden jäähdytysilmaa kuivatuksessa niin, että konvektio hyödynnetään optimaalisesti.

Keksinnön ei-välttämättömänä llsätarkoltuksena on aikaansaada sellainen 35 lnfrakuivatin, jossa kuivattu rata lähtee entistä stabiilimmin ja lepattamatta infrakuivattimesta.

78525 1 Edellä esitettyihin myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että infrakuivatin käsittää kombinaationa seuraavat ja ralnan kulkusuunnassa seuraavasti järjestetyt yksiköt: 5 (a) ensimmäisen infrakuivatinyksikön, jossa on suhteellisen leveä käsit-telyväli, (b) ensimmäisen infrakuivatinyksikön jälkeen olennaisesti välittö- 10 mästi sijoitetun tukipuhallusyksikön, jossa on verraten kapea ilmakan-natusväli, johon puhalletaan tukipuhallukset rainan molemmin puolin, (c) toisen infrakuivatusyksikön, joka on sovitettu toimimaan varsinaisena haihdutuskuivatusyksikkönä ja jonka käsittelyvälin leveys on pie- 15 nempi kuin ensimmäisen infrakuivatusyksikön vastaava käsittelyvälin leveys mutta suurempi kuin sitä edeltävän ilmakannatusyksikön kannatus-välin leveys.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla ohei-20 sen piirustuksen kuviossa esitettyyn keksinnön erääseen sovellusesimerkkiin, jonka yksityiskohtiin keksintö ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.

Kuvio esittää kaaviollisesti sivukuvantona keksinnön mukaista infrakui-25 vatinta.

Kuviossa esitetty infrakuivatin, jolla tyypillisesti kuivataan liikkuvaa rainaa W kuten paperi- tai kartonkirainaa esimerkiksi sen pintaliimauksen tai päällystyksen yhteydessä. Kuvioon on merkitty katkoviivalla rai- 30 nan W kulkua W . - W _ infrakuivattimen läpi.

in out

Infrakuivatin käsittää kaksi peräkkäistä lnfrakuivatlnyksikköä 10 ja 30, joiden väliin on keksinnön mukaisesti sovitettu tuklpuhallusyksikkö 20. Rainan W tulosuunnassa W^n ensimmäinen infrayksikkö 10 käsittää infrasä-35 teilijäyksikön 11, jossa on rainaa W vasten tasomainen säteilyikkuna 12 ja sitä vastassa tasomainen heijastusyksikkö 13, jonka peilipinnasta IA, joka on säteilyikkunan 12 kanssa yhdensuuntainen, infrapunasäteily hei- 4 78525 ^ jastuu takaisin rainaan W ensimmäisessä käsittelyvälissä 10 V. Infrasä-teilijät ovat sopivimmin sähköllä kuumennettavia elementtejä, mutta ne voivat olla myös esim. kaasulla toimivia.

5 Ensimmäisessä infrayksikössä 10, samoin kuin toisessa infrayksikössä 30 käytetään sopivimmin useita rinnakkain olevia erillisiä säteilyelement-tejä, joiden säteilyteho on erikseen säädettävissä niin, että laitteen avulla voidaan hallita rainan W poikittaista kosteusprofiilia.

10 Ensimmäistä infrayksikköä 10 seuraa tukipuhallusyksikkö 20, joka käsittää rainan W koko leveydelle ulottuvan puhalluslaatikon 21 ja vastaavan, rainan W toisella puolella olevan puhalluslaatikon 22. Puhalluslaati-koissa 21 ja 22 on rainan W tulopuolella suutinraot 24, joiden yhteydessä on kaareva Coanda-pinta 23R, joka ohjaa laatikoiden 21 ja 22 suu-15 tinraoista 24 rainaan W myötäsuuntaan viistosti kohdistuvat puhallukset P1 ja P2 rainan W tason suuntaisiksi.

Tukipuhallusyksikköä 20 seuraa toinen infrakuivatinyksikkö 30, joka on rakenteeltaan periaatteessa samantapainen kuin ensimmäinen infrayksikkö 20 10. Toisessa infrayksikössä 20 on infrasäteilijäyksikkö 31 ja sitä vas tassa käsittelyvälin 30V erottamana heijastusyksikkö 33, jossa on hei-jastuspinta 34. Toisen infrayksikön 30 säteilyikkunan 32 kautta kohdistetaan käsittelyväliin 30V infrasäteily, jolla rainaa W kuivataan.

25 Kuvion esittämässä infrakuivattimessa on eräänä merkittävänä rakennepiir-teenä se, että tukisuuttimien 24 kaarevien ohjauspintojen 23R jälkeen seuraavat porrasosat 25 ja 26, jotka leventävät rainan W ilmakannatus-välin 20V toisen infrayksikön 30 leveämmäksi käsittelyväliksi 30V. Mainituilla porrasosilla 25 ja 26 eliminoidaan ilmakannatusvälin 20V mah-30 dollisesti aiheuttamat ajettavuushaitat ja saadaan osaltaan aikaan turbulenssia toiseen käsittelyväliin 30V, jolla turbulenssilla merkittävästi tehostetaan haihdutusta käsittelyvälissä 30V.

Seuraavassa selostetaan edellä käsitellyn infrakuivattimen ilmankierto-35 järjestelmä. Järjestelmään tuodaan infrayksiköiden 10 ja 30 jäähdytykseen sekä tukipuhalluksiin P1 ja P2 tarvittava ilma nuolen suun nassa puhaltimella 15, jonka painepuolen kanava 17 jakautuu säätöpellein

II

5 78525 1 16 varustetuiksi kanaviksi 17a ja 17b, joiden kautta syötetään infrayk- slköiden 10 ja 30 jäähdytysilmavirtaukset Fll ja F21. Infrayksikölssä 10 ja 30 säteilijöiden jäähdytyksessä lämmennyt ilma otetaan kanavien 18 ja 40 kautta kanavaan 41, joka on yhdistetty puhaltimen 29 imupuolen kana-5 vaan 42 sekä poistopuhaltlmen 44 imupuolen kanavaan 43, joka on varustettu säätöpellein 43a. Puhaltimen 44 painepuolen kanavan 45 kautta kulkee ilmajärjestelmästä poistopuhallus F , jonka määrää säädetään säätöpel-lillä 43a. Mainitun puhaltimen 29 painepuolen kanavan 27 kautta johdetaan infraykslköiden 10 ja 30 jäähdytyksessä lämmennyt ilma tukipuhallus-10 yksikön 20 laatikoihin 21 ja 22 tukipuhallusten P1 ja P2 ilmaksi. Puhaltimen 29 kanava 27 jakautuu kanaviksi 27a ja 27b, joissa on säätöpellit 28, joilla tukipuhallusten P1 ja P2 ilmamäärää voidaan säätää.

Ensimmäisen infrayksikön 10 säteilijöiden konesuuntalnen pituus A on 15 sopivlmmin alueella A « 400-550 mm. Toisen infrayksikön 30 säteilijöiden konesuuntalnen pituus Cp»A. Vastaheijastlnyksiköiden 13 ja 33 konesuuntalnen pituus on jonkin verran suurempi, sopivlmmin noin 50 mm suurempi kuin infraykslköiden 10 ja 30 säteilijöiden konesuuntaiset pituudet A ja C. Tukipuhallussuuttimien 24 tasomaisten kantoplntojen 21a ja 22a kone-20 suuntainen pituus B on luokkaa Be 100 mm.

Keksinnön mukaisen infrakuivattimen toiminnalle on ominaista, että ensimmäinen lnfraykslkkö 10 el toimi olennaisesti haihdutusosana, vaan sen sätellyenergla käytetään pääasiallisesti rainan W lämmittämiseen käsit-25 telyvälillä 10V rainassa V olevan veden haihdutuslämpötllaan. Jos oletetaan, että rainan W tulolämpötila on TO 30°-40°C, on rainan W lämpötila Infrayksikön 10 jälkeen tuklpuhallusyksikön 20 kohdalla sopivlmmin esim. Tl * 60°-70°C. Ensimmäisen infrayksikön 10 säteilyteho voidaan säätää tämän mukaiseksi.

30

Edellä esitetyssä tarkoituksessa ensimmäisen käslttelyvälin 10V leveys a 40-60 mm, sopivlmmin a * n. 50 mm. llmakannatusvälin 20V leveys b = 12-25 mm ja toisen käslttelyvälin 30V, jossa varsinainen haihdutuskuiva-tus on tarkoitus tapahtua, leveys c = 20-50 mm, sopivlmmin c«30 mm.

Tuklpuhallusyksikön 20 suutinrakojen 24 leveys s on yleensä s 3-5 mm. Puhallusten ja P^ puhallusnopeutena v käytetään nopeutta vä1,5 x w, 35 6 78525 1 missä w - rainan W nopeus. Näin aikaan saadulla nopeuserolla ja myötä-suuntaisllla puhalluksilla P1 ja P2 voidaan toteuttaa paras mahdollinen ajettavuus samalla kuin varmistetaan se, että raina W tulee puhalletuksi pois toisen infrayksikön 30 kuumista pinnoista ratakatkotilanteissakin.

5 Porrasosien 25 ja 26 korkeus poikkisuunnassa on sopivimmin noin 5 mm. Tällä saadaan edellä mainittu turbulenssi ja tehostettu kuivatus varsinaisessa haihdutuskuivatusvälissä 30V.

Kun keksinnön mukaisesti käytetään verraten lyhyttä kantopinnan mittaa B 10 tukipuhallus- ja ilmakannatusvälissä 20V, voidaan käyttää varsin pientäkin väliä b ilman, että on riskiä, että rata W koskettaa kiinteitä osia.

Keksinnön päämääriin päästään osaltaan edellä mainittujen mittojen A, B, 15 C ja a, b ja c ja niiden suhteiden sopivalla valinnalla. Sopivat em. mittojen suhteet ovat A=C ja A=(2..6) x B, a > c > b ja a/b « 2..5 ja a/c * 1,5..3, kaikkein sopivimpien mittasuhteiden löytyessä yleensä em. alueiden keskipaikkeilta.

20 Keksinnön mukaisen infrakuivattimen jälkeen raina W ohjataan joko suoraan muihin käsittelylaitteisiin, tai keksinnön mukaisen infrakuivattimen jälkeen sijoitetaan vielä erillinen leijukuivatin, jossa kuivatusta jatketaan tai täydennetään. Jos erillistä leijukuivatusta käytetään on edullista integroida keksinnön mukainen infrakuivatin olennaisesti 25 välittömästi leijukuivattimeen niin, ettei diffuusoriyksikköä 35 lainkaan tarvita.

Vaikka edellä on esitetty raina W kulkevaksi infrakuivattimen läpi vaakatasossa, voidaan keksintö toteuttaa yhtä hyvin niin, että raina W kul-30 kee pystysuunnassa joko ylös tai alaspäin tai ylä- tai alaviistosti.

Kun keksinnön mukaisesti sijoitetaan sopivalla tavalla mitoitettu tukipuhallus järjestelmä kahden infrakuivattimen väliin, joiden käsittelyvä-lien konesuuntaiset pituudet ja leveydet mitoitetaan sopivasti suhteu-35 tettuna toisiinsa ja kun lisäksi laitteeseen tarvittaessa lisätään sen ulostulopuolelle erityinen diffuusoriyksikkö ja varustetaan kuivatin-laite sopivalla ilmankiertojärjestelmällä, saadaan aikaan uusi ja teho- 7 78525 ^ kas infrakuivatin, joka on mitoitettavissa useille erilaisille radoille sekä erilaisiin sovelluksiin.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksin-5 nöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkin omaisesti esitetyistä.

10 15 20 25 30 35

Claims (6)

1. 78525 8 ^ Patenttivaatimukset
2. 1. Infrakuivatin, joka käsittää ainakin kaksi peräkkäistä infrayksikköä (10,30) sekä tukipuhallusyksikön (20), jonka puhallussuuttimista (24) 5 puhalletaan rainan (W) kannatusvälien (20) tuklpuhallukset rainan (W) kulun stabiloimiseksi, tunnettu siitä, että infrakuivatin käsittää kombinaationa seuraavat ja rainan W kulkusuunnassa seuraavasti järjestetyt yksiköt: 10 (a) ensimmäisen infrakuivatinyksikön (10), jossa on suhteellisen leveä (a) käsittelyväli (10V), (b) ensimmäisen infrakuivatinyksikön (10) jälkeen olennaisesti välittömästi sijoitetun tukipuhallusyksikön (20), jossa on verraten kapea (b) 15 ilmakannatusväli (20V), johon puhalletaan tukipuhallukset (PI, P2) rainan (W) molemmin puolin, (c) toisen infrakuivatusyksikön (20), joka on sovitettu toimimaan varsinaisena haihdutuskuivatusyksikkönä ja jonka käsittelyvälin (30V) le- 20 veys (c) on pienempi kuin ensimmäisen infrakuivatusyksikön vastaava käsittelyvälin leveys (a) mutta suurempi kuin sitä edeltävän ilmakannatus-yksikön (20) kannatusvälin (20V) leveys (b).
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen infrakuivatin, tunnettu siitä, 25 että ensimmäisen ja toisen infrakuivatinyksikön (10,30) rainan (W) ku- lunsuuntaiset pituudet A ja C ovat keskenään olennaisesti yhtä suuret ja olennaisesti suuremmat kuin tukipuhallusyksikön (20) tasomaisten alipaineis-ten kannatuspintojen (21a, 22a) rainan (W) tason suuntainen pituus B, sopivimman A ~ C = (2..6) x B. 30
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 ja 2 mukainen infrakuivatin, tunnettu siitä, että ilmakannatusvälin (20V) jälkeen seuraavat porrasmaiset laajennusosat (25,26), joiden kohdalla rainan (W) kulkuväli laajenee toisen infrakuivatusyksikön (30) käsittelyvälin (30V) leveydeksi (c), ja että ^ mainittujen porrasosien (25, 26) korkeus on sopivimmin noin 5 mm ja niin mitoitettu, että aikaansaadaan huomattavasti kuivatusilman turbulenssia varsinaisessa rainan (W) haihdutuskuivatusvälissä (30V). li 5 78525 ^ 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen infrakuivatin, tunnet- t u siitä, että mainitussa tukipuhallusyksikössä (20), joka on olennaisesti välittömästi ensimmäisen infrakuivatusyksikön takaseinän ja toisen infrakuivatusyksikön (30) etuseinän välissä, on sen tasomaisten kanna-5 tuspintojen (21a, 22a) etupuolella Coanda-suuttimet (24, 25), joissa on kaarevat Coanda-pinnat (23R), jotka ohjaavat tukipuhallukset (PI, P2) mainittujen kaarevien Coanda-pintojer (20R) välittömänä jatkeena olevien tasomaisten alipaineisten kannatuspintojen (21a, 22a) ja sen jälkeen mainittujen porrasosien (25, 26) yli toisen infrakuivatinyksikön (30) 10 käsittelyväJin (30V).
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen infrakuivatin, tunnet-t u siitä, että ensimmäisen infrakuivatinyksikön (10) teho ja sen kä-sittelyvälin (10V) pituus (A) ja leveys (a) on siten mitoitettu ja sää- 15 detty, että rainan (W) tulolämpötilan ollessa 30°-40°C rainan (W) lämpötila on ensimmäisen infrayksikön (10) jälkeen = 60°-70°C, niin että ensimmäisessä käsittelyvälissä (10V) tapahtuu pääasiallisesti vain rainan (W) lämpötilan nosto haihdutuslämpötllaan sekä niin että toisessa käsittelyvälissä (30W) suoritetaan rainan (W) varsinainen haihdutus-20 kuivatus.
6. 6. Patenttivaatimuksen 1-5 mukainen infrakuivatin, tunnettu siltä, että se käsittää sellaisen ilmajärjestelmän, jossa johdetaan puhaltimella (15) jäähdytysilmaa molempiin infrayksikköihin (10,30) ja 25 että mainittujen infrayksikköjen (10, 30) säteilijöiden jäähdytyksessä lämmennyt ilma johdetaan mainittuun tukipuhallusyksikköön (20) sen tuklpuhallusten (PI, P2) puhallusilmaksi siten, että huomattava osa infrajäähdytysilman lämpöenergiasta palautuu rainan (W) kuivatukseen. 30 35 lf 78525 10