FI81151B - Vaotpress foer urvattning av en fiberbana. - Google Patents

Description

1 81151 Märkäpuristin kuiturainan vedenpoistoa varten

Keksinnön kohteena on märkäpuristin kuiturainan vedenpoistoa varten, joka puristin käsittää pyörivän telan 5 ja puristuslaitteen, joiden välissä olevaan, telan kehän tietylle osalle ulottuvaan puristusrakoon kuituraina on johdettu yhdessä ainakin yhden vettä imevän nauhan kanssa, jolloin puristuslaitteeseen kuuluu hydrostaattinen puris-tuselementti, jossa on tukikengällä varustettu puristus-10 suunnassa liikkuva mäntä, jossa tukikengässä on puristus-raon alueella kuiturainan kulkusuunnassa vähintään kaksi peräkkäistä painetaskua, jotka liittyvät kanavien välityksellä yhteiseen painekammioon, johon syötetään paineväli-ainetta.

15 Tällainen märkäpuristin tunnetaan esim. DE-julkai- susta 2313920 ja sitä käytetään veden poistamiseen esim. paperi- tai pahvirainasta tai muusta kuitumateriaalista, jolloin kuituraina johdetaan yhdessä esim. vettä imevän huopanauhan ja vettä läpäisemättömän puristusnauhan kanssa 20 puristusraon lävitse, jonka muodostavat tela ja hydrostaattinen puristuselementti. Tällöin saadaan aikaan pu-ristusraossa kuiturainan tietyllä matkalla sen kulkusuunnassa kylläkin yhtenäinen puristusvaikutus siten, että vesi poistuu puristettavasta kuiturainasta selvästi parem-25 min kuin märkäpuristimissa, joissa on kaksi vain kuiturai-naan nähden poikittaissuunnassa vaikuttavaa telaa. Veden-poistoteho ei ole kuitenkaan vielä paras mahdollinen, koska puristuspaine pysyy koko puristusraon pituudella lähes vakiona.

30 On tosin ennestään tunnettua esim. julkaisuista DE 3105276 ja US 3783097 järjestää märkäpuristimeen, johon kuuluu tela ja sen kanssa yhdessä tietynpituisen puristus-raon muodostaen toimiva puristuslaite, puristusraossa vähitellen kasvava puristuspaine. Tämä saadaan näissä märkä-35 puristimissa aikaan siten, että on järjestetty kulkusuun- 2 nassa peräkkäin sijaitsevia painekammioita tai useampia hydraulisesti puristettavia tukikenkiä. Tämä edellyttää kuitenkin kalliiksi tulevaa paineen säätämistä yksittäisissä kammioissa ja monia säätölaitteita ja -johtoja. Li-5 säksi tarvitaan kulkusuunnassa useampia toisistaan riippumattomia tukielementtejä, mikä kohottaa rakennekustannuk-sia aiheettoman paljon. Tukikenkien välillä tapahtuu myös paineen laskua, mikä johtaa kuiturainan jälkikostutukseen, mikä ei ole toivottavaa.

10 Keksinnön tarkoituksena on välttää edellä mainitut ennestään tunnettujen märkäpuristimien haittapuolet ja erityisesti saada aikaan märkäpuristin, jolla voidaan saavuttaa parempi vedenpoisto kuiturainasta ilman, että tarvitaan monimutkaista useiden puristuselementtien säätöä ja 15 siten, että tullaan toimeen ilman tällaisia useita kulkusuunnassa sijaitsevia puristuselementtejä, jolloin siitä huolimatta saadaan aikaan vedenpoisto vähitellen kasvavalla puristuspaineella mahdollisimman alhaisin kustannuksin ja minimaalisella jälkikostutuksella.

20 Keksinnön mukaan tämä tehtävä ratkaistaan siten, että tukikenkä on järjestetty mäntään nähden epäsymmetrisesti siten, että painetaskujen tehollinen pinta-ala on kuiturainan kulkusuunnassa ennen männän keskiakselia suurempi kuin painetaskujen tehollinen pinta-ala männän kes-25 kiakselin jälkeen.

Erittäin edullista on tällöin, että kuiturainan kulkusuunnassa peräkkäin sijaitsevien painetaskujen poikkileikkausten puristuspinta-alat pienenevät ja niihin liittyvien kanavien poikkileikkaukset kasvavat.

30 Keksintö perustuu tällöin siihen ajatukseen, että puristuselementin epäsymmetrisen geometrisen muotoilun ansiosta, erityisesti männän epäsymmetrisen sijainnin vuoksi ja painetaskujen ja kanavien erilaisen muodon tukemana ja siitä syystä, että puristuselementti pyrkii vai-35 kuttamaan kallistusmomenttia vastaan, muodostuu painetas- 3 81151 kuihin käytössä eri suuret paineet, vaikka kaikki paine-taskut liittyvät yhdyskanavien välityksellä samaan paine-kammioon .

Tällöin on erittäin edullista valita männän epäsym-5 metriä, yhteiseen tukikenkään järjestettyjen painetaskujen tehollinen puristuspinta-ala ja kanavien poikkipinta-ala siten ja sovitttaa ne toistensa suhteen siten, että käytössä puristuselementtien pinnan ja vastepinnan väliin muodostuva rako on koko kehällä lähes vakio. Mikäli esim. 10 sisäänmenopuolelle muodostuu suurempi rako kuin puristus-elementin ulostulopuolelle, voidaan sisäänmenopuolen pai-netaskun kanavan poikkipinta-alaa pienentää sen verran, että molemmille puolille muodostuu yhtä suuri rako.

Tällä tavalla on mahdollista konstruoida puristus-15 elementit kuiturainan kulkusuunnassa siten epäsymmetrisiksi ja valita männän epäsymmetria painetaskujen suhteen siten, että syntyvä puristusvoima kohdistuu suunilleen männän keskipisteeseen.

Keksintöä selostetaan lähemmin kuvioissa esitetty-20 jen sovellutusmuotojen avulla.

Kuvio 1 esittää märkäpuristinta pitkittäisleikkauksena.

Kuvio 2 esittää toista puristuslaitetta pitkittäisleikkauksena .

25 Kuvio 3 esittää kolmatta puristuslaitetta päältä nähtynä.

Kuvio 4 esittää neljättä puristuslaitetta päältä nähtynä.

Kuvio 5 esittää päältä päin puristuslaitetta, jossa 30 on useampia puristuselementtejä.

Kuvio 6 esittää puristuslaitetta, jossa on useampia mäntiä.

Kuvio 7 esittää toista puristuslaitetta, jossa on useampia mäntiä.

35 Kuviossa 1 kaaviomaisesti esitetty märkäpuristin käsittää telan 1 ja puristuslaitteen 2, joiden välissä 4 81151 olevaan, telan kehän tietylle osalle A ulottuvaan puris-tusrakoon 6 kuituraina, esim. paperiraina 3, on johdettu yhdessä vettä imevän nauhan 4, esim. huopanauhan, ja taipuisan, vettä läpäisemättömän vaipan 5 kanssa. Paperirai-5 nan 3 kulkiessa tämän puristusraon 6 lävitse tapahtuu vedenpoisto paperirainasta asteittain kasvavalla puristus-paineella, jolloin paperirainasta 3 poistuva vesi siirtyy huoparainaan 4. Tarvittaessa voidaan puristusraon lävitse johtaa lisäksi muita rainoja, esim. seularaina.

10 Tela 1 voi muodostua umpi-, putki- tai imutelasta tai myös taipumantasaustelasta, kuten esim. US-patentti-julkaisussa 3802044 on esitetty, tai suhteellisen notkeasta, sisäpuolelta sopivasti tuetusta nauhamaisesta telavai-pasta.

15 Vettä läpäisemätön vaippa 5 voi muodostua notkeasta telavaipasta ilman johderullaa tai päättymättömästä kuminauhasta, joka on tarvittaessa johdettu useampien johde-rullien 8,9,10 ylitse. Joka tapauksessa on varmistettava riittävä notkeus ja mukautuvuus telan 1 pintaan puristus-20 raossa 6.

Puristuslaite koostuu yhdestä tai useammasta poikittain kulkusuuntaan nähden vierekkäin sijoitetusta hydrostaattisesta puristuselementistä 11, jotka on konstruoitu esim. US-patenttijulkaisua 3802044 vastaavalla tavalla. 25 Näiden puristuselementtien mäntiä 20 voidaan liikuttaa poikittaiskannattimen 13 lieriömäisissä tai uramaisissa painekammioissa 12 puristussuunnassa P ja kallistaa jossakin määrin puristussuuntaa vastaan siten, että puristus-elementtien tukikengät 30 voidaan sovittaa vastinpintaan 30 eli telan pintaan. Painekammio 12 on liitetty johtoon 14 ja siihen voidaan syöttää tämän välityksellä sopivaa pai-neväliainetta, esim. öljyä tai vettä, tietyllä paineella. Puristuselementtien 11 tukikengissä 30 on niiden puristus-pinnalla useampia painetaskuja esim. kulkusuunnassa L pe-35 räkkäin kaksi painetaskua 15 ja 16. Tällöin voi sisäänme- li 5 81151 nopuolen painetaskun 15 tehollinen puristuspinta-ala olla suurempi kuin ulostulopuolen painetaskun 16 tehollinen pinta-ala. Molemmat painetaskut 15 ja 16 on liitetty kanavien välityksellä yhteiseen painekammioon 12, jolloin si-5 säänmenopuolen painetaskun 15 yhdistää pienen poikkipinnan omaava kanava 17 ja ulostulopuolen painetaskun 16 suuremman poikkipinnan omaava kanava 18.

Tällöin on puristuselementin mäntä 20 järjestetty sen kannattamaan tukikenkään 30 nähden epäsymmetrisesti ja 10 erityisesti sillä tavalla, että kulkusuunnassa L ennen männän 20 keskiakselia sijaitseva tehollinen puristuspinta-ala, eli pääasiassa painetaskujen 15,16 pinta-ala on suurempi kuin männän 20 keskiakselin M takana sijaitseva tehollinen puristuspinta-ala eli pääasiassa painetaskun 16 15 puristuspinta-ala.

Kuvatulla puristuselementtien 11 rakenteella saadaan aikaan, että käytössä muodostuu painetaskuun 16 suurempi paine kuin painetaskuun 15, vaikka molemmat paine-taskut ovat yhteydessä yhteiseen painekammioon 12 siten, 20 että on mahdollista saavuttaa parempi vedenpoisto kuitu- rainasta 3 asteittain kohoavalla puristuspaineella. Tällöin tarvitaan kulkusuunnassa ainoastaan yksi puristusele-mentti eikä tarvita mitään erillisiä säätölaitteita kulkusuunnassa peräkkäin järjestettyjä painetaskuja varten. 25 Kuvattuihin epäsymmetrisiin puristuselementteihin muodos tuu automaattisesti kulkusuunnassa asteittain kasvava pu-ristuspaine.

Yleisesti ottaen muodostuu käytössä puristuselementtien epäsymmetrisellä rakenteella puristuselementin 30 puristuspinnan ja vastinpinnan välinen rako puristuspinnan kehää pitkin eri suureksi eli sisäänmenopuolella rako on erisuuruinen kuin ulostulopuolella. Tämän raon suuruus määräytyy yleensä sellaiseksi, että painetaskuista raon kautta ulos virtaavan paineväliaineen määrä vastaa paine-35 kammiosta painetaskuihin syötettävän paineväliaineen mää- 6 81151 rää. Muuttamalla kanavien 17 ja 18 poikkipinta-aloja voidaan täten muuttaa sisäänmenopuolen tai ulostulopuolen raon suuruutta ja säätää se halutun suuruiseksi. Yleensä kanavien poikkipinta-alat sovitetaan painetaskujen 15 ja 5 16 geometriaan siten, että rako on koko puristuselementin puristuspinnan kehällä yhtäsuuri. Tämä kanavien sovitus niihin liittyviin painetaskuihin voi tapahtua laskennolli-sesti tai tarkkailemalla käytännössä muodostuvia raon suuruuksia ja muuttamalla kanavien poikkipinta-aloja vastaa-10 vasti.

Paineväline ei virtaa painetaskuista 15 ja 16 ainoastaan ulkopuolelle, vaan koska painetaskujen välille muodostuu paine-ero, pyrkii paineväliainetta virtaamaan suuremman paineen painetaskusta 16 pienemmän paineen paine-15 taskuun 15. Tämän ilmiön estämiseksi voidaan puristuselementin puristuspinnalle järjestää painetaskujen 15 ja 16 väliin raot, jotka ovat yhteydessä paineväliaineen poisto-johtoon 19.

Puristuselementtien 11 epäsymmetrisen rakenteen ja 20 männän 20 epäsymmetrisen sijainnin johdosta tukikengän 30 suhteen syntyy tukikengän 30 painetaskuihin eri suuret paineet siten, että painetaskujen aiheuttama resultantti-puristusvoima osuu suunnilleen männän keskiakselille M ja vältetään kallistusmomentti.

25 Mainittakoon vielä, että sen sijaan, että jokaiseen painetaskuun liittyy yksi ainoa painekammioon 12 yhteydessä oleva kanava, voidaan käyttää useampia kapillaarikana-via. Toiminnan kannalta ratkaiseva poikkipinta-ala on tässä tapauksessa asianomaisen painetaskun yksittäisten ka-30 pillaarien poikkipinta-alojen summa.

Kuten kuviossa 2 on esitetty, voi puristuselementti 11 käsittää kulkusuunnassa L peräkkäin myös enemmän kuin kaksi painetaskua, esim. kolme painetaskua 21,22,23, joissa paine kohoaa asteittain. Tällöin pienenee tehollinen 35 puristuspinta-ala näissä kolmessa painetaskussa asteittain 7 81151 kulkusuunnassa L. Nämä kolme painetaskua ovat yhteydessä yhteiseen painekammioon 12 kanavien 24,25 ja 26 välityksellä, joiden poikkipinta-ala kasvavat kulkusuunnassa L asteittain. Myös tässä on tukipinta 30 järjestetty epäsym-5 metrisesti männän 20 keskiakselin M suhteen.

Kuvio 3 esittää erään puristuslaitteen puristuspin-taa päältä päin. Poikittain kulkusuuntaa L vastaan on järjestetty kulloinkin tietty määrä painetaskuja vierekkäin kahteen riviin 15 ja 16. Tällöin on mäntäkisko 20 järjes-10 tetty epäsymmetrisesti puristuspinnan suhteen, sisäänmeno-puolen painetaskujen puristuspinta-ala on suurempi kuin ulostulopuolen painetaskujen 15 ja sisäänmenopuolen paine-taskuihin liittyvien kanavien 17 pinta-ala on pienempi kuin ulostulopuolen painetaskujen 16 kanavien 18 poikki-15 pinta-ala.

Kuten kuviossa 4 on esitetty, voi painetaskujen lukumäärä olla molemmissa riveissä 15 ja 16 erilainen, esim. kuten on esitetty, voivat sisäänmenopuolen painetas-kut 15 olla leveämpiä kuin ulostulopuolen painetaskut 16. 20 Tärkeätä on ainoastaan, että painetaskut on järjestetty edellä mainitulla tavalla epäsymmetrisesti männän suhteen.

Kuten kuviossa 5 on esitetty, voi paperirainan koko leveydelle ulottuvan kiskon sijasta, jossa on useita rivejä vierekkäisiä painetaskuja, puristuslaite muodostua 25 useammasta kulkusuuntaan nähden poikittain vieretysten sijoitetusta yksittäisestä puristuselementistä 271...275. Kun puristuselementtien puristuspinnat ovat neliömäisiä tai suorakulmaisia, kuten yleensä, aiheutuu kuitenkin vaikeuksia siitä, että yksittäisten puristuselementtien vä-30 liin jää väkisin rakoja, jotka aiheuttavat paineen laskun yksittäisten puristuselementtien välillä. Tällainen pai-neenlasku tapahtuu väkisin kahden vierekkäisen puristus-elementin reunoilla myös silloin, kun ne on sijoitettu lähekkäin koko leveydelle. Tämä johtaa epätasaiseen veden-35 poistoon materiaalin leveyssuunnassa ja esim. valmistetta- 8 81151 van paperin ei-toivottuun juovikkuuteen. Tämän ilmiön estämiseksi on edullista järjestää yksittäisten puristusele-menttien 27^..275 väliset raot 28^..284 paperirainan kulkusuunnasta poikkeavan suuntaisiksi. Esim. kuvion 5 mukaan 5 kulkevat raot 281...284 terävässä kulmassa eli vinosti kulkusuuntaan L nähden. Tällöin ovat yksittäisten puristus-elementtien 271...275 puristuspinnat muodoltaan suunnikkaita. Luonnollisesti voidaan käyttää muutakin muotoa, on vain varmistettava, että raot eivät kulje kauttaaltaan 10 kulkusuunnan L suuntaisesti. Tällöin saadaan joka tapauksessa paperirainan poikittaissuunnassa kaikki vyöhykkeet käsiteltyä ja kuivattua riittävällä puristuspaineella, jolloin vältetään valmiin paperin juovikkuus.

Kuten kuvioissa 6 ja 7 on esitetty, voi puristus-15 laite käsittää yhdestä kiskosta muodostuvan tukikengän 30, mutta sitä voi yhden yksittäisen mäntäkiskon sijasta kannattaa useampi erillinen mäntä 201,202,303, jotka kukin liittyvät useampaan puristustaskuun, esim. kuten kuviossa 6 neljään yhtä suureen puristuspinnan omaavaan painetas-20 kuun 151,152, 161, 162 ja kuviossa 7 kahteen eri suureen pai-netaskuun 15,16. Myös tässä on painetaskut järjestetty epäsymmetrisesti männän keskiakselin M suhteen siten, että myös tässä tapauksessa saadaan aikaan asteittain kasvava puristuspaine.

25 Huomautettakoon, että keksinnöllisen ajatuksen puitteissa on mahdollista tehdä muunnelmia. Kun edellä kuvatuissa sovellutusmuodoissa mäntä on kiinnitetty pysyvästi tukikenkiin ja on yhdessä tämän kanssa liikuteltavissa paikallaan olevassa painekammiossa, voi päinvastoin myös 30 mäntä olla kiinteä ja yhdistetty poikkikannattimeen, kun taas painekammio on järjestetty tukikengän takapuolelle kotelon muodossa ja on liikuteltavissa männän suhteen.

Claims (10)

1. Märkäpuristin kuiturainan (3) vedenpoistoa varten, joka puristin käsittää pyörivän telan (1) ja puris- 5 tuslaitteen (2), joiden välissä olevaan, telan kehän tietylle osalle (A) ulottuvaan puristusrakoon (6) kuituraina (3) on johdettu yhdessä ainakin yhden vettä imevän nauhan (4) kanssa, jolloin puristuslaitteeseen (2) kuuluu hydrostaattinen puristuselementti (11), jossa on tukikengällä 10 (30) varustettu, puristussuunnassa (P) liikkuva mäntä (20), jossa on tukikengässä puristusraon (6) alueella kuiturainan (3) kulkusuunnassa (L) vähintään kaksi peräkkäistä painetaskua (15,16;21,22,23), jotka liittyvät kanavien (17,18;24,25,26 ) välityksellä yhteiseen painekammioon 15 (12), johon syötetään paineväliainetta, tunnettu siitä, että tukikenkä (30) on järjestetty mäntään (20) nähden epäsymmetrisesti siten, että painetaskujen (15,16; 21.22) tehollinen pinta-ala on kuiturainan (3) kulkusuunnassa (L) ennen männän (20) keskiakselia (M) suurempi kuin 20 painetaskujen (16,22,23) tehollinen pinta-ala männän (20) keskiakselin (M) jälkeen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen märkäpuristin, tunnettu siitä, että kulkusuunnan (L) puoleisten painetaskujen (16;22,23) puristuspinta-alat ovat pienemmät 25 kuin kulkusuuntaan (L) nähden edeltävien painetaskujen (15;21).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen märkäpuristin, tunnettu siitä, että painetaskut (15,16;21, 22.23) yhteiseen painekammioon (12) yhdistävien kanavien 30 (17,18;24,25,26) poikkileikkaukset kasvavat kulkusuunnassa (L).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen märkäpuristin, tunnettu siitä, että männän (20) epäsymmetrinen sijainti tukikengän (30) suhteen, kulkusuunnassa 35 (L) peräkkäin painetaskujen (15,16;21,22,23) puristuspin- 10 81151 ta-alojen suhde sekä painetaskut yhteiseen painekammioon yhdistävien kanavien (17,16;24,25,26) poikkipinta-alojen suhde on valittu toisiinsa nähden siten että raon (6) korkeus kulkusuunnassa (L) on lähes vakio.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen märkä- puristin, tunnettu siitä, että männän (20) epäsymmetrinen sijainti tukikengän (30) suhteen ja kulkusuunnassa (L) peräkkäisten painetaskujen (15,16;21,22,23) puris-tuspinta-alojen suhde on valittu toistensa suhteen siten, 10 että painetaskujen aiheuttamien voimien resultantti osuu ainakin lähelle männän (20) keskiakselia (M).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen märkä-puristin, tunnettu siitä, että hydrostaattisessa puristuselementissä (11) on kuiturainan (3) kulkusuunnassa 15 (L) enemmän kuin kaksi painetaskua (21,22,23), jolloin painetaskujen kokonaispinta-alat pienenevät kulkusuunnassa (L).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen märkä-puristin, tunnettu siitä, että tukikengässä (30) 20 on kulkusuunnassa (L) peräkkäin useampia rivejä painetas-kuja (15,16), jolloin jokaiseen näistä riveistä on järjestetty kulkusuuntaan (L) nähden poikittain useampia paine-tasku ja sekä ainakin yksi kulkusuunnassa (L) epäsymmetrisesti tukikengän (30) suhteen järjestetty mäntä (20).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen märkäpuristin, tunnettu siitä, että tukikenkään (30) kuuluu useampia rinnakkain järjestettyjä mäntiä (201,202,203), jolloin jokainen mäntä liittyy useampaan riviin kuuluvaan useampaan painetaskuun (15, 16, 151,152,161,162).

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen märkä puristin, tunnettu siitä, että kulkusuunnassa vähintään kahden painetaskun (15,16) väliin on järjestty painevällaineen poistolaite (19).

9 81151

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen mär- 35 käpuristin, tunnettu siitä, että puristuslaittee- il 81151 seen (2) kuuluu useampia poikittain kulkusuuntaan (L) nähden vierekkäin sijoitettuja puristuselementtejä (27l...275) ja yksittäisten puristuselementtien (271...275) väliset raot (28^..284) kulkevat ainakin osittain terävässä kul-5 massa kulkusuuntaan (L) nähden. i2 81151