FI78941C - Foerfarande foer varmpressning i en pappersbana och torkningsanordning foer tillaempning av foerfarandet. - Google Patents

Description

78941 1 Paperirainan kuumapuristusmenetelmä ja menetelmää soveltava kuivatuslaite Förfarande för varmpressning i en pappersbana och torkningsanordning for tlllämpning av förfarandet 5

Keksinnön kohteena on menetelmä paperirainan tai vastaavan puristami-10 seksi ja veden poistamiseksi rainasta, jossa menetelmässä käytetään hyväksi kuumapuristusvaihetta, jossa rärkä paperiraina puristetaan yli 100°C:n lämpötilaan kuumennetun sylinteripinnan tai vastaavan telapinnan kanssa välittömässä kosketuksessa, joka menetelmä käsittää esikuumen-nuspuristusvaiheen, jossa käytetään suhteellisen pitkää puristusaikaa ja 15 suhteellisen alhaista puristuspainetta, jossa menetelmässä esikuumen- nuspuristusvaiheen palkeen seuraa vaihe, jossa paperirainaan kohdistuvaa puristuspainetta olennaisesti lasketaan, ja viimemainitun vaiheen jälkeen seuraava valhe, jossa raina ohjataan nlppipuristusvaiheeseen tai vastaavaan, jossa paperirainaa puristetaan edellistä vaihetta olennai-20 sesti suuremmalla, sopivimmin kertaluokkaa suuremmalla, huippupaineella.

Keksinnön kohteena on lisäksi keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen tarkoitettu laite, joka käsittää kuumasylinterin tai vastaavan telan, jolla on sileä kuumennettu vaippapinta, joka on kuumennettavissa 25 yli 100°C;n lämpötilaan ennen sen kohdatessa välittömästi puristettavan rainan.

Ennestään tunnettu yleisin tapa poistaa kuiturainoista, etenkin paperi-ja kartonkirainoista vettä on johtaa raina kahden vastakkain olevan 30 telan muodostaman puristusnipin läpi. Tunnetusti vedenpoistonipeissä käytetään yhtä tai kahta puristuskudosta, jotka kuljettavat rainasta poistuneen veden edelleen ja toimivat rainaa eteenpäin kuljettavana kudoksena.

35 Paperikoneiden tuotantonopeuksien kasvaessa on nippipuristuksena suoritettava vedenpoisto muodostunut nopeuden nostamista rajoittavaksi pullonkaulaksi. Tämä johtuu siitä, että telaparin muodostamat puris- 2 78941 ^ tinnipit ovat alueeltaan lyhyitä, joten suurilla nopeuksilla rainan viipymäaika näissä puristinnipeissä jää lyhyeksi. Etenkin rainan kuitu-struktuurin virtausvastuksen takia vesi kuitenkin tarvitsee tietyn ajan poistuakseen rainasta telan onsipintaan tai puristinkudokseen.

5

Ennestään tunnetusti on käytetty useita peräkkäisiä puristinnippejä, joko ns. kompakteja puristinosia, josta on esimerkkinä hakijan "Sym-Press"-ν -puristinosa tai useita erillisiä peräkkäisiä puristinnippejä. Nippi-puristimet vaativat kuitenkin verraten suuren tilan, etenkin jos käytetään 10 erillisiä peräkkäisiä puristinnippejä. Puristinosien kompakti rakenne puolestaan aiheuttaa vaikeuksia eri osien optimaalisessa sijoittelussa puristintelojen ja -kudosten vaihdossa sekä käytön kannalta esim. paperi-hylyn poisjohtamisessa.

15 Nippipuristimissa käytetään yleisesti imuteloja, jotka ovat verraten kalliita komponentteja ja jotka kuluttavat imuenergiaa. Imuteloissa on käytettävä rei'itettyä vaippaa, mikä aikaansaa ongelmia imutelojen mekaanisessa kestävyydessä.

20 Jos nippipuristimissa vedenpoistotehoa yritetään kasvattaa nippipainetta lisäämällä, tullaan tietyllä viivapaineella sille rajalle, jossa nippi-paineen lisääminen ei enää auta, sillä rainan struktuuri ei enää kestä puristusta.

25 Telanippien puristusaluetta voidaan pyrkiä pidentämään käyttämällä suuremman halkaisijan omaavia teloja ja pehmeitä puristinkudoksia, mutta näissäkin keinoissa tulee nopeasti taloudellisen toteutuksen raja vastaan.

Edellä esitettyjen ongelmien takia ja muista syistä on viimeaikoina 30 keksitty ns. pitkänippipuristimia. Näiden osalta viitataan esimerkkeinä US-patentteihin 3 783 097, 3 808 092, 3 808 096, 3 840 429, 3 970 515, 4 201 6 24 ja 4 229 253 sekä hakijan FI-patentteihin 65104, 70952 ja 71369.

35 On ennestään tunnettua käyttää puristinosan yhteydessä höyrylaatikkoja tai vastaavia kuumennuslaitteita, joilla puristettavana olevan rainan veden ja kuidukon lämpötilaa nostetaan veden viskositeetin ja rainan li 3 78941 Ί elastisten ominaisuuksien muuttamiseksi niin, että veden poisto tehostuu. Näillä kuumennuslaitteilla voidaan rainan kuiva-ainepitoisuutta puristin-osan jälkeen nostaa vain joitakin prosenttiyksikköjä.

5 Ennestään tunnetaan myös ns. kuumapuristusmenetelniä, joiden osalta viitataan esimerkkinä US-patenttiin nro ä 324 613, jonka mukaisesti paperi-rainaa puristetaan telanipissä, jossa toinen tela tai sylinteri on pinta-kuumennuksella kuumennettu yli 100°C lämpötilaan. Mainitussa nipissä paperirainan pintavesi saadaan höyrystymään ja paineinen höyry puhaltaa 10 paperin kuidukon välitiloihin puristettua vettä puristinhuopaan. Tällä tunnetulla kuumapuristusmenetelmällä saavutettu kuiva-ainepitoisuus on varsin hyvä, mutta ongelmana on suuren nopeuden koneen lyhyt nippiaika, koska telanipin puristusaika on vain r.. 1...3 ms, jolloin höyrystyminen ei ehdi kunnolla käynnistyä, ellei telan lämpötila ole hyvin korkea 15 (luokkaa 500°C). Telan korkeasta lämpötilasta seuraa ongelmia etenkin kuristuskudoksen ja telan kestävyyden suhteen.

Tunnettujen kuumapuristinmenetelmien osalta viitataan vielä julkaisuun:

The Institute of Paper Chemistry "Impuls Drying" (oheisena liitteenä 1). 20 "Impuls Drying"-julkaisussa esitetyssä menetelmässä on em. US-patentin menetelmän ongelmaa eli nippiajan lyhyyttä pyritty korjaamaan siten, että telanipin sijasta käytetään kuumennetun telan tai sylinterin js ns. pitkänippikengän muodostamaa pidennettyä nippiä. Täten paperirainan pinnan veden höyrystymisellä on huomattavasti enemmän aikaa kuin em.

25 US-patentin telanippirakenteessa. Ongelmaksi jää kuitenkin erityisesti ohuilla paperilajeilla tarvittava suuri puristuspaine (60...120 bar), joka aihettaa pitkän nipin liukukengän ja liukuhihnan voiteluongelmia, joita vielä lisää korkea lämpötila.

30 Kuumapuristustekniikan tason osalta viitataan vielä FI-patenttihakemuk-seen 853273 (vast, kv-hakemus PCT/SE 85/00009, prioriteetti SE 84 00256-7, 19.1.1984). Tämän viitteen esittämässä menetelmässä paperirainaa puristetaan telanipissä siten, että puristinkudosta kuumennetaan nipin ulkopuolelta kuumennuslaittein. Nipissä paperirainasta puristuu vettä tämän 35 kuumennetun kudoksen suuntaan. Väitetty hyvä kuiva-ainepitoisuus saavutettaneen mm. sitä kautta, että kuuman puristinkudoksen ja puristettavan paperin väliin muodostuu höyrykerros, jonka väitetään estävän tehokkaasti 4 78941 1 paperin uudelleenkostumisen. Ongelmana menetelmässä on mm. sekä kuuman-kestävän puristuskudoksen aikaansaaminen että nippiajan lyhyys. Kaiken kaikkiaan kyseinen menetelmä ei vaikuta uskottavalta ja toimintakelpoiselta, ei ainakaan nykyisessä kehitysvaiheessaan.

5 Tämän keksinnön tekniikan tasoon kuuluu lisäksi edellä jo alustavasti mainittu ns. normaali kuumapuristus, joka suoritetaan käyttäen paperi-ralnan lisäkuumennuksena esim. höyrylaatikkoa. Tämä puristustapa on hyvin yleinen esim. hakijan Sym-Press II1 -puristinosalla. Tässä 10 menetelmässä paperirainan lämpötila jää kuitenkin aina alle 100°C:een, joten nipissä ei synny paineisen höyryn "läpipuhallusta" eikä vastaavaa puristustulosta.

Ennestään tunnetaan myös "displacement pressing"-menetelmä, jossa puhal-15 letaan paperirainan läpi puristusvaiheen aikana paineilmaa tai -höyryä ja saadaan paperirainan kuidukon välistä pois sinne puristunutta vettä. Tämä menetelmä ei kuulu varsinaisiin kuumapuristusmenetelmiin. Tästä menetelmästä ei ole esitetty tuotantokoneeksi soveltuvia laitteisto-ehdotuksia. Vaikeutena on järjestää läpipuhallus puristusvyöhykkeelle.

20

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on kehittää edelleen ennestään tunnettuja kuumapuristusmenetelmiä niin, että niissä ilmeneviä ja niiden käyttöä rajoittavia epäkohtia voidaan välttää tai ainakin vähentää.

25 Keksinnön erityistarkoituksena on aikaansaada sellainen kuumapuristus-menetelmä, jolla puristinosan jälkeiseksi kuiva-ainepitoisuudeksi saadaan yli 50 X ja edullisissa olosuhteissa jopa 60...70 X. Tällä kuiva-ainepitoisuuden nostamisella voidaan paperin valmistuksen energiahyöty-suhdetta olennaisesti nostaa, sillä tunnetustihan puristamalla toteu-30 tetun vedenpoiston energiahyötysuhde on jopa noin seitsemän kertaa suurempi kuin haihduttamalla tapahtuvassa vedenpoistossa.

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että esi-35 kuumennuspuristusvaihe, paineenlaskuvaihe ja edellisen vaiheen jälkeen olennaisesti välittömästi suoritettava intensiivinen nippipuristusvaihe tai vastaava suoritetaan suuriläpimittaisen sylinterin tai telan sileän li 5 78941 1 vaippapinnan yhteydessä ja että nippipuristusvaihe tai vastaava toteutetaan niin suurella huippupaineella, että paperirainan läpi puhaltuu vesihöyryä aikaansaaden rainan kuitujen välitiloissa olevan veden poispuhal-lusta ja täten tehostuneen vedenpoiston.

5

Keksinnön mukaiselle laitteelle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että laite käsittää kombinaationa puristustelan, jonka ympärille on järjestetty johto- ja kiristystelojen 10 ohjaama puristusliukuhihna ja joka puristustela on järjestetty muodostamaan telapurlstusnipin kuumasylinterin kuumennetun pinnan kanssa, ennen telapuristusnippiä esikuumennuspuristusvaiheeseen järjestetyn puris-tuskenkälaitteen, jonka nippipuristuskenkä muodostaa yhdessä kuumasylin-15 terin pinnan kanssa pitkän puristusvyöhykkeen olennaisesti välittömästi ennen telapuristusnippiä, ja johon esikuumennuspuristusvaiheeseen ennen pitkänippipuristuskenkää voi lisäksi olla sovitettu kuumasylinterin pintaa vasten puristustela muodostamaan esipurlstusnippi, 20 mainitun pitkänipin ja telanipin läpi johdetun vettä vastaanottavan puris-tuskudoksen, joka on johdettu puristettavan rainan ja mainitun puristus-liukuhihnan välissä puristusvyöhykkeiden kautta.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella saadaan tehokas veden-25 poisto ennenkaikkea siksi, että paperirainan pinnan veden höyrystymiselle on pitkän esipuristusvaiheen ansiosta riittävästi aikaa, yleensä n. 5...50 ms, sopivimmln n. 10...30 ms, puristuskengän mitoituksesta riippuen.

Keksinnössä veden höyrystymistä tehostetaan pienipaineisella välivyöhyk-30 keellä ja puristus lopulliseen kuiva-ainepitoisuuteen suoritetaan suuri-paineisessa telanipissä, jossa tapahtuu myös läpipuhallusta kuitujen välisen veden poistamiseksi. Täten keksinnön menetelmällä ja laitteella saavutetaan suhteellisen suuri kuiva-ninepitoisuus, joka on yleensä alueella 50...70 %.

Ennestään tunnetuissa laitteissa esiintyneet ongelmat tulevat keksinnön ansiosta eliminoiduiksi pääasiassa seuraavasti. Paperirainan pinnan 35 6 78941 1 kuumennusaikaongelma on keksinnössä ratkaistu suhteellisen pienipainei-sen pitkänippikenkärakenteen avulla. Liukukengän voiteluongelma on keksinnössä eliminoitu, koska pienehkö puristuspaine riittää. Voiteluaineen roiskumisongelmaa voidaan tarvittaessa vähentää vesivoitelulla.

5 Keksinnön ansiosta ei tarvita kovin suurta puristuspainetta, koska varsinainen vedenpoistonippi on suuren puristuspaineen mahdollistava tela-nippi, jota tarvittaessa vielä voidaan pidentää ja puristusimpulssia suurentaa ns. joustohihnan tai joustavalla materiaalilla pinnoitetun puristintelan avulla.

10

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovellusesimerkkei-hin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole rajoitetut.

15 Kuvio 1 esittää kaaviollisena poikkileikkauskuvana keksinnön mukaista kuumapuristuslaitetta.

Kuvio IA esittää kuvion 1 mukaisessa laitteessa toteutuvaa puristuspaineen jakaumaa.

20

Kuvio 2 esittää kuviota 1 vastaavalla tavalla kahden telanipin ja niiden välissä olevan pitkän nipin variaatiota.

Kuvio 2A esittää kuvion 2 mukaisen laitteen puristuspaineen jakaumaa.

25

Kuvio 3 esittää leikkauksia III-III kuvioissa 1 ja 2.

Kuviot 4,5,6 ja 7 esittävät eräitä vaihtoehtoisia keksinnössä käytettävän puristushihnan sovellusmuotoja.

30

Kuvio 8 esittää ensimmäistä toteutusesimerkkiä keksinnön mukaisen kuuma- f TM^ puristuslaitteen sijoituksesta hakijan Sym Press -puristinosan yhteyteen.

35 Kuvio 9 esittää sellaista keksinnön toteutusta, jossa puristinosassa käytetään kahta keksinnön mukaista kuumapuristuslaitetta peräkkäin.

7 78941 1 Keksinnön mukainen kuumapuristuslaite KP käsittää suhteellisen suuren halkaisijan D omaavan kuumennetun telan tai sylinterin 10, jolla on sileä ulkopinta 10', ja joka on varustettu käytöllä 10a. Sylinterin tai telan 10 pintaa kuumennetaan sisä- ja/tai ulkopuolisesti höyryllä, liekkikuu-5 mennuksella, erilaisella säteilyllä kuten infrapunasäteilyllä, mikroaalto-kuumennuksena tai pyörrevirtoihin perustuvilla induktiokuumennuslait-teilla. Kuviossa 1 ja 2 on kaaviollisestl esitetty induktiokuumennus-laite, liekkikuumennuslaite tai infrapunakuumennuslaite 11, joka kuumentaa sylinterin 10 pintaa 10' kosketuksettomasti ilmavälin liv kautta, 10 sektorilla E, jonka suuruus on sopivimmin yli 90°. Kuvioon 1 on kaavallisesti merkitty myös höyrynsyöttölaitteet 16,17 joilla on johdettavissa ylipaineista höyryä sylinterin 10 päässä olevan höyrykytkimen välityksellä sylinterin 10 sisälle yhteen 17 kautta höyryputkien välityksellä esim. samalla periaatteella kuin sinänsä tunnetuissa kuivatusosan kuiva-15 tussylintereissä.

Sylinterin 10 pinnan 10' lämpötilaksi Tq järjestetään Tq > 100° kun pinta 10’ kohtaa puristushuovan 12 pinnalla kuumapuristukseen tuotavan rainan W, jonka kuiva-ainepitoisuutta on merkitty KA^. Riippuen keksinnön mukai- 20 sen kuumapuristuslaltteen sijoituksesta prosessin, KA^n vaihtelee välillä KA. = 15...55 %. in

Kuumapuristuslaltteen KP puristuskenkälaite 30 käsittää pitkänippipuris-tuskengän 31, jossa on läpäisemätöntä liukuhihnaa 25 vastassa hydro-25 staattinen painekammio 32. Puristuskenkälaite 30 käsittää runkopalkin 30a, joka ulottuu kuten kuviosta 3 näkyy, paperirainan W koko leveydelle. Runkopalkin 30a varaan on järjestetty sylinterilohko 33, jonka paine-tilaan 37 on johdettavissa paineväliaineen paine tai paineet paineläh-teestä, jota kuviossa 3 on kaaviollisestl esitetty lohkolla 40. Sylinteri-30 lohkossa 33 on tiivistetty mäntä 34, jossa on pltkänippivyöhykkeellä A liukuhihna 25 sisäpintaa vasten toimiva liukupinta 35. Hydrostaattiseen palnekammioon 32 johdetaan porausten 38 kautta painetilasta 37 paine-voiteluainetta.

35 Liukuhihnan 25 sisäpinnan voitelua voidaan tarvittaessa tehostaa suihkuttamalla pitkänippivyöhykkeen A tulopuolelle laittein 26 voiteluaineen suihkut S. Voiteluaine on esim. vettä tai öljyä tai niiden emulsiota.

8 78941 1 Pitkänippipuristinkenkä 31 on hydrostaattinen, hydrodynaaminen tai niiden yhdistelmä. Pitkänippipuristimen rakenteen yksityiskohtien osalta viitataan esimerkkinä hakijan aikaisempiin FI-patentteihin nrot 65104, 70952 ja 71369.

5

Kenkälaitteen listamainen mäntä 34 on järjestetty painetiiviisti sylin-teritilaan 37 tiivisteiden 36 avulla. Yhden yhtenäisen männän 34 ja liu-kukengän 31 asemesta voidaan käyttää sylinterilohkossa 33, esimerkiksi sen porauksiin sovitettua sylinteri-mäntäsarjaa, jonka eri sylintereihin 10 on johdettavissa säädetty paine niin, että puristuspaineen poikkisuun-taista jakaumaa voidaan hallita esimerkiksi sellaisilla laitteilla ja säätömenetelmissä, jotka on esitetty hakijan Fl-hakemuksessa nro 864564.

Kuvion 1 mukaisesti läpäisemätön liukuhihna 25 on johtotelan 22, puristin-15 telan 20 ja kiristystelojen 23 ohjaama. Liukuhihnan 25 silmukan ympärille on järjestetty roiskeveden keräyskaukalo 27, jota tarvitaan etenkin silloin kun käytetään kuvioissa 5,6 ja 7 esitettyä onsipinnoilla 28b,28c,28d varustettua liukuhihnaa. Puristustela 20 on sileällä pinnalla 20' ja käytöllä 20a varustettu ja sen jälkipuolella on voiteluaineen keräyskaukalo 20 24, josta voiteluaine syötetään kierrätyslaitteella (ei esitetty) edelleen käytettäväksi.

Kuumennettu sylinteri 10 ja puristustela 20 muodostavat väliinsä nipin N, jonka jälkeen raina W eroaa puristushuovasta 12, joka johdetaan kun-25 nostettavaksi. Sen jälkeen raina W seuraa sylinterin 10 sileää pintaa 10', jolta se erotetaan vetona käytöllä 13a varustetun paperin johto-telan avulla ja siirretään johtotelan 14 ohjaaman kuivatuskudoksen 15 kannatukseen, joka vie rainan W kuivatusosalle, jossa vedenpoistoa jatketaan haihduttamalla. Kuumapuristuslaitteen KP jälkeistä rainan W kuiva-30 ainepitoisuutta on merkitty KA^^. Yleensä kyseinen kuiva-ainepitoisuus KA * 50...70 %. out

Kuviossa 2 esitetty kuumapuristuslaite KP eroaa kuviossa 1 esitetystä siinä, että kuumennetun sylinterien 10 yhteyteen on muodostettu kaksi 35 nippiä ja joiden välillä on puristuskenkälaite 30 ja sen pitkä- nippipuristuskenkä 31. Muilta osin rakenne on kuviossa 1 esitetyn kaltainen.

9 78941 1 Seuraavassa selostetaan kuvioihin 1 ja IA viitaten keksinnön ensimmäinen menetelmätoteutusmuoto. Paperirainaa W puristetaan suhteellisen pieni-paineisen (p^) pitkänippipuristuskengän 31 avulla hihnan 25 ja puristin-huovan 12 välityksellä kuumaa (T^ > 100°C) sylinterin 10 pintaa 10' vasten 5 ja aikaansaadaan paperirainan W pintaa 10' vasten olevan pinnan kuumeneminen yli 100°C:n lämpötilaan. Mainittu pinnan 10' lämpötila sen tullessa rainan kanssa kosketuksiin on alueella T * 105...500°C. Vastaava o lämpötila Tq^ rainan W erotessa pinnasta 10' on yleensä alueella = 100...300°C. Pitkänippipuristuskengän 31 painetaso on esim.

10 Pj 0,1...5 MPa, jolloin voidaan käyttää laitteilla 26 suihkuina S syötettävänä voiteluaineena esimerkiksi vettä tai vesi-öljy-emulsiota. Suurempi paine edellyttäisi voiteluöljyn käyttöä, poiskaavarointla ja öljysumua, mistä seuraa edellä kosketellut epäkohdat. Pitkänippikenkä 31 on hydrostaattinen, hydrodynaaminen tai niiden yhdiste. Pitkänippipuris-15 tusvaiheen jälkeen paperirainaan W kohdistuva paine laskee hihnan 25 kireyden määräämälle tasolle p' vyöhykkeellä P^ ja paperirainan W veden höyrystyminen tehostuu paineen laskun p^ -> pQ ansiosta. Paine pQ = T/R, missä T = hihnan 25 kiristysjännitys ja R = sylinterin 10 säde = D/2. Vyöhykkeen jälkeen seuraa nipissä N tapahtuva intensiivinen puristus-20 vaihe, jossa paperirainaa W puristetaan suurella paineella sylinterin 10 tai vastaavan telan ja puristustelan 20 välissä. Tätä vaihetta on kuviossa IA esitetty C^rllä ja puristuspaineen maksimi on tällöin Pmax 8 MPa. Puristusvaiheessa vesihöyry puhaltuu paperirainan W läpi aikaansaaden sen kuitujen välitiloissa olevan veden poispuhallusta ja näin ollen tehos-25 tuneen puristustuloksen ja entistä suuremman kuiva-ainepitoisuuden KA^^.

Koska puristuspaine kasvaa välipalneesta p^ maksimlpaineeksi Pmflx hyvin jyrkästi ja nopeasti paperirainasta W liukuhihnan 25 pinnan puoleiselta osalta puristuva kylmempi vesi joutuu kosketuksiin vesihöyryn kanssa, 30 tapahtuu höyrykuplien romahtaminen ns. kavitaatio ja/tai imploosio ja niiden ansiosta vedenpoiston edelleen tehostuminen.

Liukuhihnana 25 voidaan myös käyttää ns. joustohihnaa, jonka avulla tela-nipin vyöhykettä Cj ja samalla puristusaikaa voidaan pidentää ja puris-35 tusimpulssia nostaa. Tarvittaessa voidaan käyttää myös erillistä jousto-nauhaa, joka johdetaan kulkemaan liukuhihnan 25 ja huovan 12 välistä.

ίο 7 8 941 1 Koska puristinhuovasta 12 ei voida puristaa vettä telojen onsipintoihin, on onsipinta mahdollista tehdä hihnaan 25, miltä osin viittaamme kuvioihin 5,6 ja 7.

5 Kuvioissa 2 ja 2A esitetty keksinnön toteutus poikkeaa laiteratkaisun osalta kuviossa 1 esitetystä siinä, että laitteeseen kuuluu lisäksi ennen puristuskenkälaitetta 30 sijoitettu puristintela 21, jolla on sileä vaippapinta 21' ja joka on varustettu käytöllä 21a. Puristintela 21 on sijoitettu liukuhihnan 25 silmukan sisälle ja tela 21 muodostaa nipin 10 kuumasylinterin 10 kanssa. Raina W tuodaan puristushuovan 12 kannatuksessa suoraan nippiin niin, että raina W tulee välittömästi sylinterin 10 kuumennettua sileää pintaa 10' vasten. Vastaavasti puristus-huopa 12 erotetaan toisen nipin N^q jälkeen rainasta W, joka seuraa sylinterin 10 sileää pintaa 10', jolta se erotetaan vapaana vetona W^.

15

Kuviossa 4 on esitetty keksinnössä käytettäväksi soveltuva sileä liukuhihna 25a, jonka paksuus s^ = 3...15 mm. Hihna 25a voi olla esim. polyuretaania tai kuumankestävämpää polyimidia, jonka kovuus on sopivimmin alueella 10...100 P & J. Hihnassa 25a voidaan tarvittaessa käyttää vah-20 vikekudosta ja/tai kuituvahvistusta 29.

Esimerkkejä onsipintahihnoista, joiden onsipinta tulee puristushuopaa 12 vasten ja jolla onsipinnalla on tarkoitus siirtää vettä 12 huovasta puris-tusvyöhykkeen ulkopuolelle, on esitetty kuvioissa 5,6 ja 7.

25

Kuviossa 5 on esitetty hihna 25b, jonka keskimääräinen paksuus on sopivimmin s^ 3...15 mm. Sen huopaa 12 vasten tulevalla puolella on karkea-rakenteisen kudoksen 28b muodostama onsipinta. Kudos 28b on esim. polyesteriä ja hihnan 25b muu osa polyuretaania tai polyimidia, jonka kovuus 30 on alueella 10...100 P & J.

Kuviossa 6 on esitetty uraonsipinnalla 28c varustettu hihna, jossa on vahvikeverkosto 29. Onsipinta 28c muodostuu pitkittäisestä konesuuntai-sesta urituksesta, jossa sopivimmin uran leveys = 0,4...1 mm, urien 35 syvyys C£ = 1...4 mm ja hihnan 25c paksuus s^ * 5...20 mm ja vahvike- kudoksella 29 varustetun esim. polyuretaania tai polyimidia olevan runko-kerroksen kovuus 10...60 P & J.

li Π 78941 1 Kuviossa 7 on esitetty onsiplnnalla 28d varustettu liukuhihna 29d, jonka onsipinta 28d muodostuu sokeaporauksista. Sopivimmin porausten halkaisija d^ = 1,5...4 mm ja m 5...25 mm ja porausten syvyys d^ * 1,5...10 mm ja hihnan 25d paksuus 6...25 mm. Hihnassa 25d on vahvikekudos 29 ja 5 sen runko-osa on tehty esim. polyuretaanista tai polyimidista, jonka kovuus on alueella 10...100 P & J. Kuten sanottu, onsipinnat 28b,28c ja 28d tulevat puristushuopaa 12 vasten ja hihnojen 25 vastakkaiset sileät ja liukkaat pinnat puristuskenkää 31 vasten.

10 Kuvioissa IA ja 2A on esitetty vyöhykemerkintöjen A-E alapuolella olevalla keskirivillä esimerkkejä mainittujen vyöhykkeiden edullisista pituuksista (mm) ja alimmilla riveillä vastaavat viipymäajat (mm), kun käytetään koneen nopeutta v 20 m/s.

15 Kuvioissa 1 ja IA vaihetta Aj voidaan nimittää esikuumennuspuristus- vaiheeksi, vaihetta B^ paineen laskun ansiosta höyrynmuodostusvaiheeksi ja vaihetta varsinaiseksi (intensiiviseksi) puristus- ja läpipuhallus-vaiheeksi.

20 Kuviossa 2 ja 2A esitetyt vastaavat vaiheet voidaan nimittää seuraavasti. Vaihe Ajossa nipissä käytetään huippupuristuspainetta Pmaxj* on kysymys ensimmäisestä esikuumennuspuristusvalheesta, vaiheessa paineen laskuvaiheesta, vaiheessa toisesta esikuumennuspuristusvalheesta, valhe D£ on paineenlasku- ja höyrynmuodostusvaihe ja vaihe Ej varsinainen 25 (intensiivinen) puristus- ja läpipuhallusvaihe.

Kuvioissa 8 ja 9 on esitetty kaksi keksinnön eri sovellustapaa yhdistet-tynä hakijan Sym-Press ΙΙν -puristusosaan. Raina W muodostetaan muo-dostusvliralle 40, siirretään huovalle 41 pick-up-telan imuvyöhykkeellä 30 41a. Raina W siirretään edelleen huovan 41 kannatuksessa ensimmäisen nipin läpi, muodostuu puristintelan 43 ja imutelan 44 välille. Nipin Nj kautta kulkee alapuolinen purlstushuopa Nj. Imutelan 44 imusektorllla 44a on höyrylaatikko 49. Imutelan 44 ja slleäpintaisen keskustelen 45 välille muodostuu toinen nippi N„. Raina W tarttuu keskutelan 45 sileään 35 pintaan 45' ja siirtyy sillä kolmanteen nippiin N^, joka muodostuu keskus-telan 45 ja onslpintatelan 46 välille. Kolmannen nipin N^ läpi kulkee purlstushuopa 47.

i2 78941 1 Kuvion 8 mukaisesti raina siirretään paperijohtotelalla 52 imusiirto- telalle 48, jonka imuvyöhykkeellä 48a raina W tartutetaan puristushuovalle 12, jonka kannatuksessa raina W ohjataan keksinnön mukaisen kuumapuris-tusmenetelmän ja -laitteen KP kautta, joka on yksivaiheinen.

5

Kuvion 9 mukaisesti käytetään kahta peräkkäistä keksinnön mukaista kuuma-puristusmenetelmää ja -laitetta KPj ja KP^, joissa paperinjohtotelalta 52 raina W johdetaan ensimmäiselle huovalle 12a ja sen kannatuksessa ensimmäisen kuumapuristusvaiheen KP^ läpi ja edelleen paperinjohtotelan 13a 10 johtamana ensimmäiseltä kuumapuristussylinteriltä 10A toiselle huovalle 12b ja sen kannatuksessa toisen kuumapuristussylinterin 10B ja toisen kuumapuristusvaiheen KP£ kautta ja edelleen johtotelan 13b ohjaamana kui-vatusviiralle 15, jolle raina W tartutetaan imulaatikoiden 51 avulla ja johdetaan kuivatusviiralla kuivatusosan sylinterien 50 yli.

15

Kun kuvion 9 mukaisesti käytetään kahta peräkkäistä kuumapuristusvaihetta ΚΡ^ ja KP2, saadaan suuri kuiva-ainepitoisuus KA^^, joka on luokkaa 65-70 Z. Lisäksi saadaan aikaan se etu, että käyttämällä kuvion 9 mukaisesti järjestettyä kahta peräkkäistä toisiinsa nähden käännettyä lait-20 teistoa, saadaan raina W puristetuksi molemmilta pinnoiltaan kuumasylin-terien 10A ja 10B sileitä pintoja 10' vasten. Täten raina W saadaan rakenteeltaan hyvin symmetriseksi ja molemmilta pinnoiltaan yhtäläiseksi, mikä on tärkeä ominaisuus etenkin painopapereilla.

25 Tehostuneen vedenpoiston ansiosta keksinnön mukaisella menetelmällä, joka voidaan toteuttaa yksi- tai useampivaiheisena, saadaan aikaan entistä suurempi puristinosan lähtökuiva-ainepitoisuus KA , joka on jopa luokkaa 65-70 Z etenkin kun käytetään useampivaiheista (kuvio 9) keksinnön toteutusta. Tämän lisäksi on tärkeää se, että keksinnön mukai-30 sella kuumapuristuksella voidaan rainan W suuri kuiva-ainepitoisuus saavuttaa rainaa W liikaa tiivistämättä, mikä on edullista paperin useiden laatuominaisuuksien kannalta. Pinnoiltaan yhtenäinen ja rakenteeltaan hyvin symmetrinen raina W on myös saatavissa aikaan etenkin edellä kuviossa 9 esitetyllä keksinnön kaksivaiheisella toteutusmuodolla.

35

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

li

Claims (12)

1. Menetelmä paperirainan (W) tai vastaavan puristamiseksi ja veden poistamiseksi rainasta (W), jossa menetelmässä käytetään hyväksi kuuma- 5 puristusvaihetta, jossa märkä paperiraina (W) puristetaan yli 100°C:n lämpötilaan kuumennetun sylinteriplnnan (10') tai vastaavan telapinnan kanssa välittömässä kosketuksessa, joka menetelmä käsittää esikuumen-nuspuristusvaiheen (A^» jossa käytetään suhteellisen pitkää puristusaikaa ja suhteellisen alhaista puristuspainetta, jossa mene-10 telmässä esikuumennuspuristusvaiheen (A^;Ä2»B2,C^) jälkeen seuraa vaihe (B^Dg) , jossa paperirainaan (W) kohdistuvaa puristuspainetta (P^ -> pQ) olennaisesti lasketaan, ja viimemainitun vaiheen jälkeen seuraava vaihe, jossa raina (W) ohjataan nippipuristusvaiheeseen (Cj;^2) ta* vastaavaan» jossa paperirainaa (W) puristetaan edellistä vaihetta (b) olennaisesti 15 suuremmalla, sopivimmin kertaluokkaa suuremmalla, huippupaineella ^max*^max2^ * tunnettu siitä, että esikuumennuspuristusvaihe (Aj^2,82^2) , paineenlaskuvaihe ja edellisen vaiheen jälkeen olennaisesti välittömästi suoritettava intensiivinen nippipuristusvaihe ((^^2) tai vastaava suoritetaan suuriläpimittaisen sylinterin tai telan 20 (10;10A,10B) sileän vaippapinnan (10') yhteydessä ja että nippipuristus vaihe ((^{£2) tai vastaava toteutetaan niin suurella huippupaineella (p ,p 9), että paperirainan läpi puhaltuu vesihöyryä aikaansaaden infix maxz rainan (W) kuitujen välitiloissa olevan veden poispuhallusta ja täten tehostuneen vedenpoiston. 25

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paperirainan (W) kuumennuspintana käytetyn verraten suuriläpimittaisen sylinterin tai telan (10;10A,10B) sileää vaippapintaa (10') lämmitetään lämpötilaan Tg, joka on alueella n. Tg = 105...500°C, ja että sy- 30 linteriä tai vastaavaa telaa (10,10A,10B) kuumennetaan sisäpuolisesti höyryllä tai vastaavalla väliaineella ja/tai ulkopuolisesti magneettisella induktiokuumennuksella, liekkikuumennuksella, mikroaaltokuumennuksella ja/tai infrasäteilykuumennuksella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että IA 78941 1 esikuumennuspuristusvaihe suoritetaan pääasiallisesti pitkänippipuristus-vaiheessa (A^;C2) liukuhihnan (25) ja rainan (W) välisen puristushuovan (12) välityksellä, 5 että pitkänipplpuristusvaiheessa (A^;C^) puristuspainetaso on alueella Pj = 0,1...5 MPa, sopivimmin Pj = 0,2...1 MPa, jonka vaiheen pituus on n. 100-700 mm, sopivimmin n. 200-400 mm, että edellisen vaiheen jälkeen välittömästi seuraa paineenlasku ja höy-10 rystymisvaihe (b), jossa vallitsevan alhaisen puristuspaineen (p^) määrää liukuhihnan (25) kiristyspaine p^ = T/R, missä T on liukuhihnan (25) kiristysjännitys ja R on vastasylinterin (25) säde, ja jonka vaiheen pituus on alueella 30-300 mm, sopivimmin 50-100 mm ja 15 että edellisen vaiheen jälkeen seuraa olennaisesti välittömästi intensiivinen nippipuristusvaihe ja läpipuhallusvaihe (C^;E2)» j°ssa käytettävä puristushuippupaine p = 5-10 MPa, sopivimmin p = 7-9 MPa ja IQ3X indx jonka vaiheen pituus on alueella n. 20-130 mm, sopivimmin n. 30-80 mm.

4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esikuumennuspuristusvaihe (Α^,Β^,Ο^) aloitetaan kuumennus-sylinterin (10) ja puristustelan (21) välisessä ensimmäisessä tela-nipissä (Njq), minkä jälkeen seuraa paineenlaskuvaihe (B^) ja pitkä-nippinen esikuumennuspuristusvaihe (C^), jonka jälkeen seuraavat pai-25 neenlasku- ja höyrynmuodostusvaihe (D^) ja varsinainen intensiivinen nippipuristus- ja läpipuhallusvaihe (E^) (kuviot 2 ja 2A).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pitkänippipuristusvaiheessa (Aj:C£) liukuhihnan (25) ja pitkä- 30 nippipuristuskengän (31) välisenä voiteluaineena käytetään vettä tai vesiöljyemulsiota ja pitkänippipuristuskenkänä (31) käytetään hydrostaattista, hydrodynaamista kenkää tai näiden kenkien yhdistelmää.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu 35 siitä, että menetelmässä pitkänippipuristusvaiheen (Aj;C£) ja mahdollisen edellisen nippipuristusvaiheen (A^) läpi on johdettu joustohihna, jolla telanipin (N) tai nippien (^jo'^20^ Puristusaikaa on pidennetty ja puris-tusimpulssia tarvittaessa nostettu. Il 15 78941

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että menetelmässä sen käsittelyyn johdettavan rainan kuiva-ainepitoisuus on alueella KA^n * 15-55 % ja yksi- (KP^) tai kaksivaiheisen (KPj,KP2) keksinnön menetelmän toteutuksen jälkeen rainan kuiva-aine- 5 pitoisuus KA on alueella KA 50...70 %. r out out

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään kahta peräkkäistä keksinnön mukaista kuumapuristusvaihetta (KP^ ja KP^) siten, että ensimmäisessä vaiheessa 10 kuumennettua sileää pintaa (10') vasten olleen rainan (W) pinnan vastakkainen pinta tulee vastaavaa kuumennettua sileää pintaa (10') vasten jälkimmäisessä kuumapuristusvaiheessa (KI^) (kuvio 9).

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukaisen menetelmän toteuttamiseen 15 tarkoitettu laite, joka käsittää kuumasylinterin (10) tai vastaavan telan, jolla on sileä kuumennettu vaippapinta (10), joka on kuumennettavissa yli 100°C:n lämpötilaan ennen sen kohdatessa välittömästi puristettavan rainan (W), tunnettu siitä, että laite käsittää kombinaationa 20 puristustelan (20), jonka ympärille on järjestetty johto- ja kiristystelo-jen (22,23) ohjaama puristusliukuhihna (25) ja joka puristustela (20) on järjestetty muodostamaan telapuristusnipin (Nj^q) kuumasylinterin (10) kuumennetun pinnan (10') kanssa, 25 ennen telapuristusnippiä (Nj^q) esikuumennuspuristusvaiheeseen järjestetyn puristuskenkälaitteen (30), jonka nippipuristuskenkä (31) muodostaa yhdessä kuumasylinterin (10) pinnan (10') kanssa pitkän puristusvyöhykkeen olennaisesti välittömästi ennen telapuristusnippiä (Nj^q), ja johon esi-30 kuumennuspuristusvaiheeseen ennen pitkänippipuristuskenkää voi lisäksi olla sovitettu kuumasylinterin (10) pintaa (101) vasten puristustela (21) muodostamaan esipuristusnippi (Njq)» mainitun pitkänipin ja telanipin (N) läpi johdetun vettä vastaanottavan 35 puristuskudoksen (12), joka on johdettu puristettavan rainan (W) ja mainitun puristusliukuhihnan (25) välissä puristusvyöhykkeiden kautta. i6 78941

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteessa on puristusliukuhihnana (25) onsipinnalla varustettu hihna (25b,25c,25d), jonka onsipinta (28b;28c;28d) on järjestetty puristus-huovan (12) rainapuolen vastakkaista pintaa vasten ottamaan vastaan 5 rainasta (W) ja puristuskudoksesta puristuvaa vettä ja kuljettamaan sitä pois.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen laite, jossa on puristustelan (21) ja kuumasylinterin (10) muodostama esipuristusnippi (N^), t u n - 10. e t t u siitä, että paperiraina (W) ja vettä vastaanottava puristus- kudos (12) on johdettu yhdessä puristusliukuhihnan (25) kanssa esipuristus-nipin (N^), pitkänippipuristuskengän (31) ja intensiivisen puristusnipin (N ) läpi, minkä jälkeen raina (W) irrotetaan puristuskudoksesta (12) ja johdetaan mainitun kuumasylinterin (10) pinnalla (10') paperinjohto-15 telalle (13) tai vastaavalle.

12. Jonkin patenttivatimuksen 9-11 mukainen laite, tunnettu siitä, 20 että kuumasylinterin (10) pinnan aksiaalisuuntainen lämpötilaprofiili on kuumennuslaitteella (11) järjestetty säädettäväksi ja/tai että telanipin (N) tai telanippien (N^qj^q) aksiaalisuuntainen paine-jakautuma on järjestetty esimerkiksi taipumakompensoiduilla teloilla 25 säädettäväksi ja/tai että mainitun pitkänippipuristuskengän (31) aksiaalisuuntainen painejakau-tuma on järjestetty, sopivimmin paineväliaineella kuormitettavilla sylin-teri-mäntä-sarjoilla, säädettäväksi paperirainan (W) poikkisuuntaisen 30 ominaisuusprofiilin säätämistä ja hallitsemista varten. 35 II 17 78941