FI81182B - Vals. - Google Patents

Description

1 81182

Tela· - Vais.

Keksintö koskee vaatimuksen 1 alkuosassa kuvatunlaista telaa, joka tunnetaan paperi-, tekstiili- ym. teollisuudessa ns* uivana telana. Pitkittäistiivisteiden muodostama pitkittäiskammio on telojen välin puolella ja ulottuu, erikoistapauksia lukuunottamatta, koko telan matkalle. Kammiossa oleva paineneste aiheuttaa ontelotelan sisäpintaan tasaisen paineen, joka tuottaa vastaavasti tasaisen paineen telojen väliin. Paineneste tukeutuu ristikappaleeseen, joka mahtuu taipumaan telan sisällä. Ontelotela pysyy näin siihen kohdistuvasta tasaisesta kuormituksesta huolimatta muodossaan.

Uiva tela on kuvattu DE-PS 10 26 609 :ssa. Pitkittäistiivisteet ovat siinä telan leveimmässä kohdassa, toisiaan vastapäätä, jotta kammiosta tulisi mahdollisimman leveä ja kammiossa olevan paineen vaikutuspinnasta mahdollisimman suuri. Kyseeseen tulevat myös sovellutukset, joissa telojen väliä kohti vaikuttava pitkittäiskammio on kapeampi, kuten DE-AS 24 61 914 :ssa.

Näiden telojen työnopeudet paperiteollisuudessa ovat melkoiset. In-line -koneilla, ts. paperikoneen valmistaman rainan nopeudella pyörivillä teloilla rainanopeus voi olla 800-1000 m/min. Paperikoneen ulkopuolella sijaitsevalla laitteella, kuten kalenterilla tai killotuskalanterillä nousee nopeus vielä kaksinkertaiseksi.

Ontelotelan sisäpinta liukuu siis vastaavalla nopeudella, joka on ainoastaan telan seinän paksuuden verran pienempi, pitkin pitkittäistiivisteitä. Pitkittäiskammion paineneste on paineöljy, jolla on sekä hydraulisia että voiteluominaisuuksia, ts. tietty kostutuskyky ja ja tarttuvuus telan sisäpintaan. Tämä vaatii samalla, että se ainakin seinän lähellä kulkee seinän mukana pitkittäiskammion läpi. Pitkittäistiivisteellä, jota vasten telan sisäpinta pyörii, paineneste pyyhkiytyy pois siltä. Tiivisteen eteen muodostuu virtauspaine, kun taas vastakkaiselle puolelle, jossa sisäpinta pyörii sen puoleisesta tiivisteestä pitkittäis-kammioon, vallitsee alipaine, koska paineneste jatkuvasti poistuu sieltä.

2_ 81182

Paineen alenemista seuraa tasausvirtaus pinnan suunnassa telan sisäpinnasta kauempana olevien kammion alueiden kautta, siis risti-kappaletta pitkin. Ristikappaleen ja telan sisäpinnan välissä olevan suhteellisen ohuen nestekerroksen sisäisen, huomattavalla suhteellisella nopeudella tapahtuvan, telan sisäpinnan mukana kulkevan nesteen ja tasausvirtauksen välisen,, vastaliikkeisyyden johdosta nesteessä tapahtuu voimakkaita siirroksia, jotka aiheuttavat huomattavia pyörrevirtauksia, joista seuraa merkittävä energiahukka. Painenesteen pyörrevirtaus hotkaisee suurilla työnopeuksilla käyt-tötehosta osan, joka ylittää reilusti muut häviöt, kuten tiivisteiden kitkan, työt rainalla ja laakerihäviöt.

Työraon puoleista pitkittäiskammiota, joka pääasiassa vastaa telojen väliin kohdistuvasta paineesta, vastapäätä on tietysti toinen kammio, joka käsittää lopun ristikappaleen ja telan sisäpinnan väliin jäävästä alueesta. Useimmiten on myös tämä kammio täytetty painenesteellä, joko pitkittäistiivisteiden yli vuotanutta nestettä tai etukäteen täytettyä painenestettä. Käytännössä telojen väliin kohdistuva paine ei määräydy pelkästään niiden välin puolella olevasta kammiosta, vaan toisiaan vastapäätä olevien kammioiden paine-erosta.

Myös vastapäätä olevassa pitkittäiskammiossa, jonka hydrodynaamiset olosuhteet vastaavat telojen välin puoleisen kammion olosuhteita, menee käyttötehosta osa hukkaan sisäisten pyörrevirtausten takia.

Keksinnön taustana on tehtävä vähentää ei-toivottuja pyörrevirtaus-häviöitä.

Tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan vaatimuksen 1 tunnusosassa esitetyllä tavalla. Se avaa liikkeelle lähtevälle tasausvirralle korkeamman paineen alueelta toisen pitkittäistiivisteen edestä oman virtausreitin toisen tiivisteen eteen matalamman paineen alueelle, niin että tasausvirran ei enää tarvitse kulkea ristikappaleen ulkopintaa telan sisäpintaan tarttuvan nesteen virtauksen välittömässä läheisyydessä. Tällä vähennetään toisaalta takaisin-virtauksen vastusta ja samalla tiivisteiden luona olevien alueiden - 3 - 81182 paine-eroa ja toisaalta virtausten vaikutusta toisiinsa, niin että pyörrevirtaukset ja tehohäviöt pienenevät.

Yksi mahdollisuus toteuttaa keksinnön ajatuksia ovat vaatimuksen 2 mukaiset poikittaiset aukot, jotka yhdistävät alueet vastakkain olevien tiivisteiden läheltä ja huolehtivat paineen tasauksesta ja telan sisäpinnan mukaansa ottaman painenesteen takaisin johtamisesta. Koska aukot sijaitsevat lähellä poikittaistiivisteitä, jotka yleensä ovat keskellä, ts. taivutusten suhteen neutraalilla alueella, on niiden aiheuttama ristikappaleen taivutuslujuuden heikkeneminen vain vähäistä.

Toinen mahdollisuus on käyttää vaatimuksen 3 mukaisia kanavia.

Myös tällöin muodostuu takaisinvirtaukselle oma reitti, joka lisäksi on riippumaton ristikappaleen taipumisen eroista ja niistä riippuvasta käytettävissä olevasta virtauksen poikkileikkausalasta.

Pinnan mukana tapahtuvan virtauksen ja kanavissa tapahtuvan takai-sinvirtauksen vaikutus toisiinsa voidaan edelleen pienentää vaatimuksen 4 mukaisilla päällysteillä, joilla pyörrevirtaukset ja tehohäviöt vähenevät.

Jotta aukkojen ja kanavien aiheuttamat poikkileikkauksen heiken-tymät vaikuttaisivat mahdollisimman vähän ristikappaleen taipumis-käyttäytymiseen, on suositeltavaa siirtää niitä vaatimuksen 5 tapaan.

Aukkojen ja kanavien muodossa olevat takaisinvirtauskanavat sijaitsevat vain ristikappaleen ja pitkittäiskammion joissakin kohdissa, painenesteen mukaan tarttuminen tapahtuu sen sijaan telan sisäpinnan koko pituudella.

Sisäpinnan mukana tulleen painenesteen kääntämiseksi ja keskittämiseksi takaisinvirtauskanaviin suositellaan vaatimuksen 6 mukaisia johdinpintoja. Ne ovat joko levystä tai muovista ja ne sijoitetaan ristikappaleen ulkosivulle.

~k‘ 81182

On myös mahdollista kaivertaa ristikappaleeseen itseensä suppilomaisia koverruksia, jotka johtavat nesteen telan laajoilta alueilta kanaviin.

Keksinnön sovellutusesimerkkejä on kaavamaisesti esitetty piirustuksilla.

Kuvio 1 esittää keksinnön pohjana olevan telamallin kuvio 2 esittää linjan II-II mukaisen poikkileikkauksen suurennettuna kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen poikittaisaukkoja sisältävän telan poikkileikkauksen kuvio k esittää kuvion 5 linjan IV-IV mukaisen poikkileikkauksen keksinnön mukaisen telan ristikappaleesta kuvio 5 esittää kuvion 3 mukaisen näkymän oikealta kuvio 6 esittää kuviota k vastaavan, kuvion 7 linjan VI-VI mukaisen poikkileikkauksen keksinnön mukaisen ristikappaleen toisesta sovellutusmuodosta kuvio 7 esittää kuvion 6 linjan VII-VII mukaisen pitkittäisleikkauksen kuvio 8 esittää sivukuvan ristikappaleesta, jossa on johdinpinnat painenesteen keskittämiseksi ja jakamiseksi kuvio 9 esittää perspektiivisen kuvam keksinnön mukaisen risti-kappaleen toisesta sovellutusvaihtoehdosta, jossa on kanavia kuvio 10 esittää kuvion 9 mukaisen ristikappaleen ja koko telan poikkileikkauksen.

Kuviossa 1 kokonaisuutena numerolla 100 kuvattu tela sisältää -5- 81182 kiinteän, sylinterimäisen kannattimen muodossa olevan ristikappa-leen, jonka ympäri ontelotela 2 pyörii. Ontelotela 2 muodostaa työskentelevän telan kehän ja vaikuttaa esim. yhdessä sen yläpuolella olevan, esittämättä jätetyn toisen telan kanssa muodostaen telojen välin 3·

Ristikappaleen 1 molemmin puolin on toisiaan vastapäätä pitkit-täistiivisteet 10, jotka painuvat tiivistäen ontelotelan sisäpintaa k vasten. Ontelotelan 2 päiden lähellä sijaitsevat samanlaiset poikittaiset päätytiivisteet 5, jotka yhdessä tiivisteiden 10 kanssa muodostavat telojen välin 3 puolelle sekä sitä vastapäätä pitkittäiskammiot 7 ja 8, joihin voidaan laittaa paine-nestettä johtojen 6 ja 8 kautta. Pitkittäistiivisteet 10 on esitetty suorakulmioina, mutta ne voivat olla myös toisen näköisiä, esim. L:n muotoisia, kuten DE-PS 11 93 793 :ssa.

Pitkittäiskammioesa 7 vallitsee jotakuinkin tasainen hydraulinen paine, joka vaikuttaa ontelotelan sisäpintaan 4 ja painaa sitä telojen väliä 3 kohti. Useimmiten on myös vastapäisessä kammiossa 8 painenestettä. Telojen väliin 3 syntyvä paine johtuu kammioiden 7 ja 8 paineiden erosta.

Kuvion 1 vasemmassa puoliskossa esitetyssä esimerkissä ontelotela 2 tukeutuu päätytiivisteen 3 ulkopuolella ristikappaleen 1 vierintälaakeriin 11. Oikealla puolella tällainen tuki puuttuu. Ristikappale 1 voi siellä jonkin verran siirtyä ontelotelan 2 sisällä. Tosin myös oikealla puolella on tiivisteen 3 takana laakeri 12, mutta se on renkaalla 13» jota voidaan siirtää risti-kappaleen 1 molemmin puolin latistettuun päätyyn 1 * nähden, esim. siten, että siinä on koverrus, jossa puolestaan on rinnakkaisia ohjauspintoja. Laakerin 12 tehtävä on tällöin vain keskiöidä ristikappale 1 ontelotelan 2 sisällä, sillä ei ole voimaa siirrettäväksi vaikutuspintaan. Keksinnön kannalta on aivan sama, miten tela 100 tässä suhteessa rakentuu.

Kuviossa 2 oletettakoon, että telan 100 ontelotela 2 pyörii nuolen 14 suuntaan suurella nopeudella, ts. aina 2000 m/min kehänopeu- ·6' 81182 della. Ontelotelan sisäpinta 4 liukuu ainoastaan hiukan pienemmällä nopeudella kuviossa 2 oikealla olevan pitkittäistiivisteen ohi ja liikkuu pitkittäiskammion 7 läpi. Sisäpinta ottaa nuolen 15 suunnassa mukaansa painenestettä, jonka vastapäinen pitkittäistiiviste 10 jälleen vetää pois siltä, niin että alueelle 16 muodostuu tietty virtauspaine, ja oikealla puolella alueella 17, josta paine-nestettä koko ajan poistuu, vallitsee kammion 7 keskivertopainetta pienenpi paine. Tästä paineen alenemisesta johtuen virtaa paineneste alueelta 16 nuolen 18 suuntaan takaisin alueelle 17. Takaisin-virtaus 18 tapahtuu aivan nuolien 15 osoittaman sisäpinnan 4 mukaansa ottaman virtauksen vieressä ja aiheuttaa voimakkaita siirroksia kammion 7 nesteessä. Se aiheuttaa pyörrevirtauksia, joka taas johtaa nopeuden kasvaessa huomattavasti kohoavaan telan 100 tehon tarpeeseen.

Jos vastapäisessä pitki11äiskammlossa 8 on painenestettä, syntyy myös siellä tietysti vastaava virtaus. Ontelotelan sisäpinta 4 pyörii kuvion 2 vasemman pitkittäistiivisteen 10 ohi ja vie alueelta 19 mukaansa painenestettä, joka patoutuu alueella 20 vasten oikean puoleista tiivistettä 10.

Kuviossa 2 kuvatut tehonhäviöt poistuvat kuvion 3 mukaisella telan 100 muotoilulla.

Aivan tiivisteiden 10 ylä- ja alapuolella ovat ristikappaleen 1 läpi kulkevat poikittaisaukot 40, jotka liittävät aina saman kammion korkean paineen alueen 16 tai 20 ja matalan paineen alueen 17 tai 19« Aukot 40 muodostavat takaisinvirtauskanavat, jotka toimivat toisaalta paineen tasaajina ja hydrodynaamisen virtausvastuksen alentajina, ja toisaalta sallivat takaisinvirtauksen ilman kosketusta ontelotelan sisäpinnan 4 mukana kulkevaan paine-nesteeseen.

Aukkojen 40 tulee olla mahdollisimman lähellä tiivisteitä 10, jotta ne tulevat lähelle taivutuksille neutraalia aluetta.

Kuviossa 3 on esitetty kaksi poikittaisaukkoa 40 samalla poikki- -7- 81182 leikkauksen tasolla päällekkäin,Käytännössä kuitenkin pitkittäis-kammion 7 poikittaisaukot 40 ovat pituussuunnassa eri kohdassa kuin kammion 8 aukot 40, kuten kuvioista 4 ja 5 näkyy, jotta risti-kappaleen 1 taivutuslujuus heikkenisi mahdollisimman vähän.

Eräässä käytännön sovellutuksessa tela 100 oli 3m pitkä ja ontelo-telan 2 sisäläpimitta oli 260 mm. Poikittaisaukkojen 40 väli kammiossa oli 180 mm ja niiden läpimitta oli 35 mm.

Painenesteen poikittaisaukkoihin 40 virtauksen ja sieltä pois-virtauksen helpottamiseksi on suositeltavaa varustaa aukot 40 kunnon upotuksilla 25, kuten kuvioissa 3-5.

Kuvioissa 6 ja 7 on samaa tarkoitusta ajavat poikittaisaukkoihin 40 suippenevat suppilourat 26, jotka kulkevat pitkittäissuuntaan ristikappaleen 1 molemmin puolin ja ovat suunnilleen aukkojen 40 läpimitan korkuisia. Suppilourat 26 ovat aukkojen 40 välimatkan pituiset, ja ne keräävät tälle matkalle sisäpinnan kyydistä putoavan painenesteen tai jakavat sen toisella puolella vastaavalle matkalle.

Telalta putoavan painenesteen ohjaamiseksi eri aukkoihin 40 voidaan varata levy- tai muoviset johdinpinnat 27, joihin on viitattu kuvioissa 3 ja 8. Ne sijaitsevat ristikappaleella 1 ja ulottuvat ontelotelan sisäpinnalle 4, koskematta välttämättä sitä. Ne irrottavat sisäpinnan 4 mukanaan tuoman nestekerroksen ja ohjaavat sen suppilomaisella rakenteellaan poikittaisaukoille 40. Kuviossa 3 on johdinpintoja 27 vain virtauspaineen alueilla 16, 20, mutta on mahdollista sijoittaa myös vastakkaisille alueille samanlaisia pintoja 28, jotka auttavat jakamaan aukoista 40 tulevaa painenes-tettä laajemmalle alueelle.

Kuvioissa 9 ja 10 on poikittaisaukkoja 40 vastaava takaisinvirtaus-järjestelmä ristikappaleen 1" pinnan urien 50 muodossa, jotka ulottuvat tiivisteen vieressä olevalta korkeamman paineen alueelta saman kammion toisen tiivisteen luona olevalle matalamman paineen alueelle ristikappaleen 1" yläsivun yli. On ymmärrettävää, että -8- 81182 vastaavia kanavia voi olla myös kuvion 9 mukaan ristikappaleen 1" alaosassa olevalla sivulla, ts. pitkittäiskammiossa 8. Kammioiden 7, 8 kanavat sijaitsevat kuvion 5 tapaan pituussuunnassa eri kohdissa·

Kuten kuviosta 10 näkyy, voi painepuolelle sulloutuva neste virrata takaisin imupuolelle pinnan kanavia 50 pitkin pienemmällä hydrodynaamisella paineella· Samalla sen etäisyys ontelotelan sisäpinnan k mukana kulkevaan painenesteeseen suurenee kanavien 50 syvyyden vuoksi. Virtausten erottamista ja pyörrevirtausten estämistä voidaan korostaa varustamalla kanavat 50 kuvion 9 tapaan päällyksellä 51, joka voi olla esim. ohut levy, joka ruuvataan tai niitataan ristikappaleen pinnalle· Tällöin kanavien 50 takai -sinvirtaus ei enää joudu ollenkaan kosketuksiin varsinaisen virtauksen kanssa.

Claims (7)

1. Tavararainojen painekäsittelyyn käytettävä tela, jossa on pyörivä, työskentelevän pinnan muodostava ontelotela, kiinteä, ontelotelan sisällä pienen etäisyyden päässä siitä kulkeva, päistä esiin kohoava ja telan kannattimella tai vastaavalla lepäävä ristikappale ja ristikappaleella olevat, ontelotelan sisäpintaa vasten lepäävät päätytiivisteet ja pitkittäistiivisteet, jotka yhdessä jakavat ristikappaleen ja ontelotelan sisäpinnan väliin jäävän alueen ainakin yhteen pitkittäiskammioon, joka voidaan täyttää halutun paineen synnyttävällä painenesteellä, tunnettu siitä, että siinä on takaisinvirtauskanavajär-jestelmä (40, 40 ...; 50, 50 ...), joka yhdistää ristikappaleen (1, 1") ja ontelotelan (2) sisäpinnan (4) väliin jäävät pitkit-täiskammiossa (7, 8) tiivisteiden (10,10; 10*,10·) vieressä olevat alueet (16,17} 20,19) toisiinsa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tela, tunnettu siitä, että takaisinvirtausjärjestelmä käsittää aivan toisiaan vastapäätä olevien pitkittäistiivisteiden (10,10; 10*,10*) vierestä ristikappaleen (1) poikki kulkevat poikittaisaukot (40).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tela, tunnettu siitä, että takaisinvirtausjärjestelmä käsittää ristikappaleen (1") pinnalla olevat kanavat (50), jotka yhdistävät tiivisteiden (10,10) vieressä olevat alueet toisiinsa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tela, tunnettu siitä, että kanavien (50) päällä on päällys (51)» joka erottaa kanavissa (50) kulkevan virtauksen ulkopuolella kulkevasta virtauksesta.

5. Jonkin vaatimuksista 2-4 mukainen tela, jossa on kaksi vastakkaisilla puolilla olevaa pitkittäiskammiota,'jotka voidaan täyttää painenesteellä, tunnettu siitä, että poikittaisaukot (40) tai kanavat (50) ovat kammioissa (7, 8) pituussuunnassa eri kohdissa. -10- 81182

6. Jonkin vaatimuksista 1-5 mukainen tela, tunnettu siitä, että ainakin yhdellä pitkittäistiivisteellä (10, 10') on ainakin osalle sen pituutta ulottuva, vähintään aivan ontelotelan (2) sisäpinnan (4) tuntumaan jatkuva pinnan suunnassa vaikuttava johdinpinta (27), joka ohjaa ontelotelan sisäpinnan (4) mukanaan tuoman painenesteen takaisi n virtauskanaviin (40, 50)«

7« Jonkin vaatimuksista 1-6 mukainen tela, tunnettu siitä, että ristikappaleessa (1, 1") on suppilomaisesti takaisinvirtaus-kanaviin (40, 50) johtavia koverruksia (25, 26). 11 81182