FI81399C - Foerfarande och anordning foer avlaegsnande av vaetska fraon en i kontinuerlig roerelse befintlig vaot poroes bana. - Google Patents

Description

1 81399

Menetelmä ja laite nesteen poistamiseksi jatkuvassa liikkeessä olevasta märästä huokoisesta rainasta Tämä keksintö liittyy nesteiden poistamiseen rai-5 noista ja muista huokoisista välineistä: esimerkiksi veden poistamiseksi jatkuvasta paksusta vedellä kyllästetystä huokoisesta paperirainasta paperikoneen märkäpäässä.

US-patentti 3 262 840, joka on myönnetty heinäkuun 26. päivänä 1966 L.R.B. Herevey'lle, esittää menetelmän ja 10 laitteen nesteiden poistamiseksi kuituisista aineista käyttämällä huokoista polyamidikappaletta: esimerkiksi taipuisia huokoisia sintrattuja nailonteloja käytettäväksi puristuksen alaisissa telojen kosketusviivoissa. Tällaisissa teloissa voi olla vaikuttamassa tyhjö niiden sisäpuolella, 15 jotta edistettäisiin nesteen virtaamista telojen sisään niistä tuotteista kuten paperirainoista, joista neste on poistettava. Nesteen siirtäminen tällaisten telojen sisään esimerkiksi märistä paperirainoista on ilmeisesti todennäköisesti toteutettu telojen kosketuspaineen, jonkin as-20 teisen kapillaarivaikutuksen ja tyhjön avulla avustamisen yhdistelmällä. Tällaisen siirtymisen täytyy kuitenkin välttämättä olla hyvin nopea ainakin suhteessa halkaisijaltaan kohtuullisiin teloihin nykyisillä paperin valmistusnopeuk-silla sen johdosta, että se aika on suhteellisen lyhyt, 25 jonka aikana raina kulkee vastakkain olevien telojen välisen kosketusviivan poikki; ts. kääriytymättä huokoisen telan osan ympäri. Nestettä voidaan tämän seurauksena poistaa tällaisista teloista sekä sisäisesti että myös tyhjöllä tai pneumaattisesti ulospäin positiivisella paineella, joka 30 vaikuttaa sisäisesti sopivasti sisäpuolisesta lokeroihin jaettuihin teloihin.

US-patentti 4 357 758, joka on myönnetty marraskuun 9. päivänä 1982 Markku Lampiselle ja joka pohjautuu priori-teettihakemukseen nro 802 106, jonka prioriteettipäivämäärä 35 on heinäkuun 1. päivä 1980 Suomessa, esittää menetelmän ja 2 81399 laitteen tuotteiden kuivaamiseksi, joka laite sisältää hienohuokoisen imupinnan, joka on kyllästetty nesteellä, joka on saatettu hydrauliseen kosketukseen nesteen kanssa, joka on asetettu pienennettyyn paineeseen verrattuna kui-5 vattavaan kohteeseen. Lyhyesti sanottuna verrattuna sylin-terimäisiin sovellutuksiin tämä tekee ilmeisesti välttämättömäksi rengasmaisen nestekappaleen pitämisen välittömästi sylinterin hienohuokoisen pinnan alapuolella, ja rengasmaisen nestekappaleen pitämisen pienennetyn paineen 10 alaisena verrattuna kuivattavaan kohteeseen. Paperin valmistuksen suhteen märkä paperiraina kietoutuisi sylinterin kehäpituuden ympärille, ja rengasmainen nestekappale tulisi yleisesti olemaan vettä, jota ilmeisesti jatkuvasti pidetään ilmakehän alapuolella olevassa paineessa imupum-15 puilla. Lisäksi "Capillary Sorption Equilibria In Fiber Masses" on julkaistu julkaisun Textile Research Journal niteen 37 osassa 5, kirjoittajina A. A. Burgeni ja C. Kapur. USA-patentti 4 238 284, joka on myönnetty joulukuun 9. päivänä 1980 Markku Huostilalle ym., esittää menetelmän 20 veden poistamiseksi paperirainasta. Tämä patentti esittää paperirainan siirtämistä muodostamisviiralta huopaiselle tukikankaalle, joka on viety tyhjövaikutteisen keruutelan sektorin ympäri; ja sitten rainan siirtämistä kuivauskan-kaalle juuri alavirran puolelle siitä, missä huopainen 25 tukikangas, raina ja kuivakangas on viety toisen tyhjöti-lan sektorin ympäri. Tästä rainasta on sanottu olevan progressiivisesti poistettu vesi noin 22-27 % pitoisuuteen ennen siirtämistä pois huopaiselta tukikankaalta. Veden poistaminen rainasta, kun se on huopaisella tukikankaalla, 30 sanotaan toteutettavan kahden telan sisällä vallitsevan tyhjön avulla ja kapillaarisesti telojen välissä olevan huopaisen tukikankaan vapaan välin sisään. Samalla kun tämän on sanottu vähentävän energiaa, jota vaaditaan poistamaan vettä rainasta, tämän seurauksena vaaditaan olen-35 naisesti välineet ja energiaa veden poistamiseksi absorboivasta huovasta.

Il 3 81399

Samalla kun tekniikan tasossa esitetään joitakin näkökohtia veden poistamiseksi sellaisista kohteista kun paperirainoista, jotka menevät paperikoneiden läpi, käyttämällä elimiä, joissa on kapillaarikokoisia huokosia, ja 5 tekniikan tasossa on ratkaistu joitakin tähän liittyvistä ongelmista, tekniikan tasossa ei ole ratkaistu näitä ongelmia siinä laajuudessa kuin esillä olevalla keksinnöllä: esimerkiksi esillä oleva keksintö mahdollistaa tällaisen vedenpoiston paperirainasta ilman rainan puristamista ko-10 koon kuten tiivistämällä esimerkiksi kulkemalla vastakkaisten telojen välisen kosketusviivan kautta; vaatimatta hydraulista kosketusta nesteellä kyllästetyn pinnan ja nestekappaleen välillä, joka jatkuvasti pidetään ympäröivää painetta pienemmässä paineessa; ja käyttämättä kapil-15 laarielintä, joka on valmistettu sellaisesta imevästä materiaalista kuin huovasta, joka itse aiheuttaa lisää vedenpoisto-ongelmia .

Keksinnön mukainen menetelmä nesteen poistamiseksi jatkuvassa liikkeessä olevasta märästä huokoisesta rainas-20 ta synnyttämättä olennaista puristusta rainaan, jossa menetelmässä liikkuva raina kierretään suoraan pyöriväksi sovitetulle sylinterille ja sen ympäri siten, että raina kääriytyy ainoastaan sylinterin ennalta määrätylle ensimmäiselle sektorille, jolloin sylinterissä on huokoinen 25 vaippa, jonka huokoset ovat kapillaarista kokoa ja tehollisesti pienempiä kuin liikuvan rainan huokoset ja sisältävät nestettä, joka estää huokoisen vaipan uiko- ja sisäpintojen välisen suoran pneumaattisen yhteyden; nestettä johdetaan rainasta huokoiseen vaippaan kapillaarisen vai-30 kutuksen avulla, jota tehostetaan tyhjöllä, joka aikaansaadaan sylinterin ensimäisessä sektorissa välittömästi huokoisen vaipan alapuolelle paine-eron synnyttämiseksi rainan ja vaipan poikki; neste poistetaan huokoisesta vaipasta; ja raina johdetaan sylinteriltä ensimmäisestä sek-35 torista myötävirtaan on tunnettu siitä, että liikkuvan 4 81399 rainan kiertäminen suoraan sylinterille käsittää rainan saattamisen kosketukseen sylinterin kanssa ensimmäisen sektorin alueella, jossa huokoisen vaipan huokosten sisältämän nesteen säteittäisesti sisäänpäin suuntautuva pinta 5 pidetään paineenalaisena, joka paine on riittävästi suurempi kuin ympäristön paine muodostaakseen tasomaisen tai kuperan nestemeniskin vaipan ulkopinnalla täten estäen ilman sulkeutumisen liikkuvassa rainassa olevan nesteen ja huokoisen vaipan välille kosketuskohdassa; nesteen joh-10 taminen rainasta huokoiseen vaippaan käsittää ensimmäisessä sektorissa olevan tyhjön säätämisen rainasta johdettavan nestemäärän maksimoimiseksi samanaikaisesti kun huokoisen vaipan huokosissa ylläpidetään nestesulku; ja että nesteen poistaminen huokoisesta vaipasta käsittää sylinte-15 rin toisen sektorin paineistamisen, joka sektori ei ole kosketuksessa rainan kanssa siinä määrin, että nestettä poistuisi ulospäin huokoisesta vaipasta samanaikaisesti kun huokoisen vaipan huokosissa ylläpidetään nestesulku.

Keksinnön mukainen laite nesteen poistamiseksi jat-20 kuvassa liikkeessä olevasta märästä huokoisesta rainasta synnyttämättä olennaista rainan puristusta, joka laite käsittää pyöriväksi sovitetun sylinterin, jossa on huokoinen vaippa, jossa on ulkopinta ja sisäpinta, jolloin huokoisen vaipan huokoset ovat kapillaarista kokoa ja tehol-25 lisesti pienempiä kuin liikkuvan rainan huokoset; välineet huokoisen vaipan pyörittämiseksi sylinterin akselin ympäri; oleellisesti ei-puristavat välineet liikkuvan rainan johtamiseksi sylinterille ja siitä pois siten, että liikkuva raina kääriytyy sylinterin ennalta määritellylle en-30 simmäiselle sektorille ja on suorassa kosketuksessa sektorille kiristyvän huokoisen vaipan osan ulkopinnan kanssa; ja välineet nesteen poistamiseksi sylinteristä, joka neste johtuu liikkuvasta rainasta huokoisen vaipan käärityn sektorin ulkopinnan kautta huokosten läpi sisäpinnalle 35 sylinterin pyörittämisen aikana, on tunnettu siitä, että ensimmäiset kiinteät kammiovälineet on sovitettu sylinte-

II

5 81 399 rin ennalta määrättyyn ensimmäiseen sektoriin ja on liitetty tyhjövälineisiin ennalta määrätyn tyhjötilan muodostamiseksi suoraan huokoisen vaipan sisäpinnalle nesteen kapillaarisen johtumisen tehostamiseksi liikkuvasta rai-5 nasta huokoiseen vaippaan; toiset kiinteät kammiovälineet on sovitettu sylinterin ennalta määrättyyn toiseen sektoriin ja on liitetty pneumaattisiin välineisiin nesteen poistamiseksi ulospäin huokoisen vaipan huokosista samanaikaisesti kun huokosissa ylläpidetään nestesulku sylinte-10 rin pyöriessä toisen sektorin läpi; ja että kolmannet kiinteät kammiovälineet on sovitettu välittömästi ensimmäisten kiinteiden kammiovälineiden viereen ja liikkuvan rainan ja sylinterin välisen tulokosketuskohdan alapuolelle, jolloin kolmannet kammiovälineet on liitetty 15 pneumaattisiin välineisiin riittävän paineen ylläpitämi seksi huokosissa olevan nesteen säteittäisesti sisäänpäin suunnatulla pinnalla siten, että huokosissa olevan nesteen ulkopinta olisi tasomainen tai kupera huokoisen vaipan ulkopintaan nähden huokoisen vaipan kolmannet kammioväli-20 neet kattavalla alueella.

Vaikka tarkempi määrittely päätellään patenttivaatimuksista erityisesti sen seikan osalta, mikä muodostaa esillä olevan keksinnön, ja selvästi tätä seikkaa vaatien, on uskottavaa, että keksintö ymmärretään paremmin seuraa-25 vasta selostuksesta, joka on tehty oheisiin piirustuksiin liittyen, joissa kuvio 1 on osakuva ja jonkin verran kaavamainen sivuleikkauskuva kapillaarisylinteristä ja apulaitteesta, joilla sillä olevan keksinnön mukainen menetelmä voidaan 30 suorittaa.

Kuvio 2 on jonkin kaavamainen sivuleikkauskuva paperikoneesta, joka käsittää kuviossa 1 esitetyn kapillaa-risylinterin.

Kuviot 3a-3g ovat suuresti suurennetussa mittakaa-35 vasta esitettyjä osaleikkauskuvia otettuna kuvion 1 leik kausviivoja 3a-3a - 3g-3g pitkin vastaavasti.

6 81399

Kuviot 4a-4g ovat huomattavasti suurennetussa mittakaavassa osaleikkauskuvia vaihtoehtoisesta kapillaarisylin-terin sovellutuksesta, jolloin kuviot vastaavat vastaavasti kuvioita 3a-3g.

5 Kuvio 5 on osatasokuva kangasviirana muodostetusta kapillaarielimestä,jota voidaan käyttää huokoisena päällyksenä kuviossa 1 esitettyä kapillaarisylinteriä varten.

Kuvio 6 on osittainen sivuleikkauskuva kuviossa 5 esitetystä kangasviirana muodostetusta kapillaarielimestä. 10 Kuvio 7 on jonkin verran kaavamainen leikkauskuva vaihtoehtoisesta kapillaarielimestä, rainasta ja tukikan-kaasta, joka kuva vastaa kuvioita 3a ja 4a mutta jossa kapillaarihuokoset ovat muodoltaan suppenevia/hajaantuvia.

Kuvio 8 on jonkin verran kaavamainen sivuleikkaus-15 kuva vaihtoehtoisesta paperikoneesta, joka sisältää esillä olevan keksinnön mukaisen kapilaarisylinterin Fourdrinier-osassaan.

Kuvio 9 on jonkin verran kaavamainen sivuleikkauskuva toisesta vaihtoehtoisesta paperikoneesta, joka sisäl-20 tää kaksi esillä olevan keksinnön mukaisia kapil laarisylinteriä .

Kuvio 1 on jonkin verran kaavamainen osaleikkauskuva esimerkiksi otetusta kapillaarisylinteristä vieressä olevan apulaitteen kanssa, jotka yhdessä esittävät esillä olevan 25 keksinnön sovellutusmuotoa ja joilla voidaan suorittaa esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä. Kuvio 1 esittää myös paperirainaa 21,joka on sijoitettu tukikankaalle 22 kehämäisesti kietoutuen olennaisen, edeltä käsin määrätyn sylinterin 20 sektorin ympärille. Sylinteri 20 käsittää 30 pyörivästi asennetun sylinterimäisen huokoisen vaipan ja kiinteän (ts. ei pyörivän) sisäpuolisen putkijohtorakenteen 25. Kuviossa 1 esitetty apulaite käsittää kehyksen 26 katkonaisen osan, ohjaustelat 27 ja 28 ja kuivauskaukalon 29. Suihkutuslaitteet 30 on suunnattu sylinterin 20 ulkopuolis-35 ta pintaa vasten kaukalon 29 sisällä, ja kaavinterä 24 on

II

7 81399 sijoitettu kosketuksiin sylinterin 20 ulkopuolisen pinnan kanssa kaukalosta 29 olevaan ulosmenoon liian veden kaapi-miseksi sylinterin 20 pinnalta, ennen kuin pinta on jälleen rainan 21 peittämä. Myös on muodostettu esittämättä jätet-5 tyjä laitteita huokoisen vaipan 23 mekaaniseksi tukemiseksi ja pyörivästi asentamiseksi muodostamisakselinsa ympäri; ja välineet huokoisen vaipan 23 pyörittämistä varten säädetyillä pyörimisnopeuksilla. Myös on muodostettu kaavamaisesti nuolilla merkityt välineet ohjaustelojen 27 ja 28 10 viereen niiden asentojen säätämiseksi sylinterin 20 suhteen sylinterin 20 sen sektorin säätämiseksi, jonka verran raina 21 on kääriytyneenä sylinterin ympärille, samoin kuin niiden kohtien kellonasennon säätämiseksi, joissa raina 21 ensiksi koskettaa ja sitten menettää kosketuksen sylinterin 15 20 kanssa.

Kapillaarisylinteri 20, kuvio 1, voidaan operoida poistamaan nesteet erilaisista jatkuvista rainoista. Seu-raava kuvaus on sen käytöstä paperikoneen märkäpäässä veden poistamiseksi ainakin osittain juuri muodostetusta, vedellä 20 kyllästetystä, jatkuvasta rainasta, joka käsittää paperin- valmistuskuituja. Kuvausta ei ole kuitenkaan tarkoitettu täten rajoittamaan esillä olevan keksinnön piiriä sen enempää vedenpoistoon kuin paperinvalmistukseenkaan tai mihinkään erityiseen paperinvalmistuskoneen geometriaan.

25 Lyhyesti sanottuna, vielä viitaten kuvioon 1, vesi poistetaan rainasta 21 sylinteriin 20 kapillaarikokoisen huokoisten läpi, jotka ovat vaipan 23 huokoisessa päällyksessä, jotka huokoset ovat tehollisesti pienemmät kuin rainan väliaineessa olevien huokosten halkaisijat, josta 30 vettä poistetaan. Tässä käytettynä termi tehollinen huokosen halkaisija tarkoittaa, että huokonen toimii ainakin kapillaarisessa mielessä samoin kuin todetun halkaisijan sylinterimäinen huokonen, vaikka kysymyksessä olevalla huokosella voi olla epäsäännöllinen muoto; ts. ei ympyrä-35 mäinen eikä sylinterimäinen. Huokoisen päällyksen huokoset 8 81399 ovat nimellisiä valikoivan kapillaarisuuden koon huokosia verrattuna rainan huokosiin. Huokoisen päällyksen huokoset ovat myös edullisesti olennaisesti yhdenmukaisia kooltaan: tämä tarkoittaa, että niillä on edullisesti hyvin kapea 5 vaihtelulaajuus tehokkaissa halkaisijoissa: edullisesti sellainen, että yhdeksänkymmentä (90) prosenttia tai enemmän tai vielä edullisemmin yhdeksänkymmentäviisi (95) prosenttia tai enemmän huokosista omaa nimellisen tehokkaan halkaisijakoon plus miinus viisitoista (15) prosenttia tai 10 edullisemmin plus miinus kymmenen (10) prosenttia; tai edullisimmin plus miinus viisi (5) prosenttia tai vähemmän, koska potentiaaliset energiasäästöt ovat kääntäen verrannolliset huokoskoon vaihtelulaajuuteen. Veden siirtyminen voi tapahtua kapillaaritoiminnan vaikutuksesta sinänsä 15 ja/tai se voi olla pneumaattisesti tehostettu vetämällä säädetty tyhjön taso huokoisen päällyksen sektorin alapuolelle. Esitetyssä sovellutuksessa siirretty vesi sitten pneumaattisesti poistetaan ulospäin vaipan 23 huokoisen päällyksen huokosista kaukaloon 29. Ei ole kuitenkaan tar-20 koitettu estää veden poistumista sylinterin 20 sisältä tavanomaisilla laitteilla kuten imulaitteilla ja niiden tapaisilla. Myös vaipan 23 ohi kulkevaa huokoista päällystä suihkutetaan jatkuvasti korkeapainesuihkulla suihkupäästä 30 vieraiden ainesten poistamiseksi.

25 Kuvio 2 on jonkin verran kaavamainen sivuleikkaus- kuva esimerkiksi valitusta paperikoneesta 32 paksukudok-sisen paperin valmistamiseksi, joka kone käsittää kapil-laarisylinterin 20, kuvio 1, esillä olevan keksinnön mukaisesti. Mutta kuvioissa 1 ja 2 esitettyjen kapillaari-30 sylinterin 20 ja apulaitteen sisällyttämistä varten paperikone 32 on yleistä tyyppiä, jollainen on kuvattu ja selostettu USA-patentissa 3 301 746, joka on myönnetty tammikuun 31. päivänä 1967 L.H. Sanfordille ja J.B. Sissonille ja joka patentti on sisällytetty tähän, jotta vältettäisiin 35 yksityiskohtaisen kuvauksen tarve tällaisen paperikoneen ja

II

9 81399 sen toiminnan hyvin tunnetuista tavanomaisista näkökohdista. Orientoitumisen vuoksi mainittakoon kuitenkin, että paperikoneen 32 pääelementit sisältävät perälaatikon 33, Fourdrinier-viiran 34, joka on kierretty joukon teloja 5 ympäri, joihin kuuluu rintatela 35, tukikankaan 22, joka on edullisesti reiällinen polyesteriä oleva painettu kangas, joka on kierretty useiden ohjaustelojen ympäri, joihin kuuluu puristustela 36, tyhjötyyppisen siirtopään 38 ja tyhjölaatikon kautta ja kuumailmakuivaimen 40 toimesta ta-10 pahtuvan puhalluksen kautta jenkkikuivausrummun 42; rypy-tyslaitteen 45; kalanterirakenteen 46; ja vyyhteämislait-teen 48. Lisäksi tällainen paperikone käsittää yleensä lisälaitteita, joista mainittakoon niihin rajoittumatta Fourdrinier-kiristyslaite 50, tukeva tai painettu kangasta 15 kiristävä laite 51, kankaan puhdistussuihkuttimet 52 ja rypyttävä tarttuva laite 53. Edullisesti toiminnassa paperinvalmistuksen raaka-aineet tulevat ulos perälaatikosta 33 Fourdrinier-viiralle 34, jolla toteutetaan veden esi-poisto yhdellä tai usealla tyhjölaatikolla 49 ja painovoi-20 maila tapahtuvalla vedenpoistamisella Fourdrinier-viiran läpi. Juuri muodostettu raina 21 siirretään sitten tukikan-kaalle 22, jos sillä on nimellinen kuitukoostumus kuusi (6) prosenttia - kaksikymmentä (20) prosenttia: edullisemmin noin kaksitoista (12) prosenttia - kahdeksantoista (18) 25 prosenttia. Lisäksi vedenpoistoa voidaan suorittaa tyhjö-laatikolla (39), niin että rainalla on nimellisenä kuitu-koostumuksena kaksikymmentäseitsemän (27) prosenttia tai vähemmän ja edullisemmin kaksikymmentä prosenttia (20) prosenttia tai vähemmän ja se johdetaan kapillaarisylin-30 terin 20 päälle sen kuljettua ohjaustelan 27 kautta. Kuitenkin voidaan vettä poistaa tehokkaasti rainoista, joilla on jopa suurempia kuitukoostumuksia, esillä olevan keksinnön mukaisilla kapillaarisylintereillä muodostamalla välineet hydraulisen yhteyksien rakentamiseksi rainan huokosiin 35 sijoittuneen veden ja huokoisen päällyksen huokosten si- 10 81 399 säänpääsyjen väliin: esimerkiksi kastelemalla huokoinen päällys juuri ennen rainan johtamista huokoisen päällyksen päälle. Todellakin tällainen huokoisen päällyksen kostuttaminen voi olla tehokasta kuitukoostumuksilla, jotka ovat 5 jopa alhaisemmatkin kaksikymmentäseitsemän (27) prosenttia. Sen jälkeen kun olennainen lisävesi on poistettu kulkemisen aikana kapillaarisylinteri 20 ympäri, raina 21 kulkee kui-vaimen 40 läpi ja täten jenkkikuivaimen 42 päälle ja siltä pois tullakseen kalanteroitavaksi sopivaksi ja kelattavak-10 si. Tällainen kelattu paksu paperi sitten yleensä muutetaan lopullisiksi paperituotteiksi kuten vessapaperiksi, nenä-liinapaperiksi ja paperipyyhkeiksi jalostuslaitteilla, joista mitään ei ole esitetty kuvioissa.

Jälleen viitataan kuvioon 1, jossa pyörivästi asen-15 nettu vaippa 23 käsittää huokoisen päällyksen 55 runkoke-hyksellä 56. Osa huokoisesta päällyksestä 55 on esitetty kuvioissa 3a-3g, ja sitä kuvataan jäljempänä täydellisemmin. Runkokehyksellä on sylinterimäinen muoto ja edullisesti se käsittää useita kehän suunnassa erillään olevia, 20 pituussuuntaisia runkosalkoja, ja useita pituussuunnassa erillään olevia länkimäisiä ripoja. Runkosalot ja rivat ovat erillään välimatkan päässä ja ne on pantu sellaiseen muotoon, että ne muodostavat riittävän rakenteellisen tuen niihin kiinnitetyn huokoisen päällyksen ylläpitämiseksi 25 olennaisesti tarkassa ympyrämäisessä sylinterimäisessä muodossa operaation aikana ja jotta vältettäisiin huokoisen päällyksen 55 huokosten olennaisen osuuden tukkeutuminen. Runkosalkojen ja ripojen sisäänpäin olevat osat määrittelevät järjestyneesti vaipan 23 sisähalkaisijän ID. Ne on 30 työstetty muodostamaan tarkka ympyrämäinen sylinterimäinen sisähalkaisija ID, minkä tarkoituksena on muodostaa väli-paikkojen jatkuvuus, jotka liukuvat kiinteiden, sektorin jakavien liukuvatyyppisten suljentojen yli, kun vaippaa 23 kierretään sen pyörimisakselin ympäri. Nämä suljennät on 35 merkitty viitenumerolla 68, ja niiden toimintaa kuvataan ii 11 813 99 täydellisemmin jäljempänä.

Kiinteä putkijohtorakenne 25, kuvio 1, käsittää putkimaisen elimen 60, väliseinät 61-66, ja pituussuunnassa ulottuvan liukuvatyyppisen suljennan 68, joka on sijoitet-5 tu pituussuunnassa ulottuvaa jokaisen väliseinän 61-66 keskipisteestä erillään olevaa reunaa pitkin. Väliseinät 61-66 ulottuvat säteittäisesti ulospäin putkimaisesta elimestä 60 ja ulottuvat kapillaarisylinterin 20 täyden aksiaalisen pituuden matkan, kuten tekevät liukuvat suljennät 10 68. Liukuvia suljentoja 68 pakotetaan edullisesti pneumaat tisesti säteittäisesti ulospäin vähäisellä paineella esittämättä jätetyn laitteen toimesta, jotta ylläpidettäisiin kosketussuhde runkokehyksen 56 sisäänpäin olevien pintojen (ts. välipaikkojen) kanssa, vaikka ID ei voi olla ehdot-15 toman tarkka ja kulumisen kompensoimiseksi käytön aikana.

Kiinteä putkijohtorakenne 25, kuvio 1, käsittää lisäksi päätylevyt ja liukuvatyyppiset päätysuljennät, joista mitään ei ole esitetty, sektoriaalisten kammioiden 71-76 määrittelyn täydentämiseksi; ja useita putkimaisia johtoja 20 81-86, jotka valinnaisesti on varustettu ilmareiällä tai yhdistetty paineohjättävään esittämättä jätettyyn tyhjö-tai pneumaattiseen laitteeseen. Edullisesti, kuten on myöhemmin kuvattu täydellisemmin, sektoriaalista kammiota 71 (ts. kammiota, joka sijaitsee sylinterin 20 sektorin ala-25 puolella, jolla raina 21 tulee kosketussuhteeseen vaipan 23 kanssa) pidetään vähäisessä positiivisessa paineessa; sektoriaalista kammiota 72 pidetään tyhjön kohtuullisessa tasossa; sektoriaalista kammiota 73 pidetään tyhjön tasossa, joka on jonkin verran suurempi kuin sektoriaalisten 30 kammion 72 kohdalla; sektoriaalisesta kammiosta 75 on il-mareikä ympäröivään ulkopuoliseen paineeseen; sektoriaali-nen kammio 75 on riittävästi paineistettu ympärillä olevan ulkopuolisen ilman paineen yläpuolelle, jotta ulospäin pneumaattisesti poistettaisiin vettä, joka on poistettu 35 rainasta 21 huokoisen päällyksen 55 huokosista, kaukaloon 12 81 399 29, josta se tämän jälkeen poistetaan putken 90 kautta; ja sektorlaallsesta kammiosta 76 on ilmareikä ympäröivään ulkopuoliseen ilmanpaineeseen. Tyhjön taso sektoriaalisessa kammiossa 72 ei edullisesti ole niin kova kuin sektoriaali-5 sessa kammiossa 73, jotta muodostettaisiin tyhjön asteittainen vaikutus huokoisen päällyksen 55 huokosiin mieluummin kuin korkealla tyhjön tasolla vaikuttaminen yhdellä kerralla. Järjestyneesti huokoinen päällys, runkokehys, suljennät ja sylinterin 20 muut elementit käsittävät väli-10 neen ilman tai tyhjön kehän suuntaisen vuotamisen olennaiseksi estämiseksi, minkä tarkoituksena on säästää energiaa, joka voisi muutoin tuhlautua tällaisen vuodon kautta.

Kuviot 3a-3g ovat osaleikkauskuvia, jotka on otettu kuvion 1 viivoja 3a-3a ja vastaavasti 3g-3g pitkin; ja ne 15 kuvaavat kapillaarisylinterin 20 edullista toimintajärjes-tystä sylinterin pyöriessä. Jokainen näistä kuvioista esittää suuresti suurennetun osan huokoisesta päällyksestä 55, jossa on yksi huokonen 90, ulospäin suunnattu pinta 91, sisäänpäin suunnattu pinta 92, ja jokin määrä vettä 94 huo-20 kosessa 91. Yhtään kuvion 1 runkokehystä ei ole esitetty kuvioissa 3a-3g.

Kuviossa 3a paperiraina 21 on kannatettuna tukikan-kaalla 22 suppenevaa rataa pitkin pintaa 91 kohti. Huokosessa 90 olevalla vedellä on meniskin 97 muoto, jossa, ku-25 ten on esitetty kuviossa 3a, on hieman kupera muoto pinnassa 91, jotta ylläpidettäisiin hieman positiivista pneumaattista painetta sektoriaalisessa kammiossa 71, kuvio 1. Me-niski 97 on varustettu kuperalla muodolla, jotta vältettäisiin ilman joutuminen loukkuun rainan 21 ja huokosessa 30 90 jäljellä olevan veden väliin, kuten voisi tapahtua me niskin ollessa kovera. Vaihtoehtoisesti paineen ohjaamisella sektoriaalisessa kammiossa 71 aiheuttamaan ulospäin olevalle veden pinnalle 94 sen, että se on pikemminkin pinnan 91 kanssa samassa tasossa, myös vältettäisiin täl-35 lainen ilman loukkuun jääminen huokosten 90 ulkopäihin.

Il 13 81 399

Meniskin 98 sisäänpäin olevan sivun on esitetty olevan kovera sen ilmaisemiseksi, että huokoinen päällys 55 käsittää materiaalia, joka on vedellä 94 kastuvaa, kuten se edullisesti on esillä olevan keksinnön soveltamisessa käy-5 täntöön.

Vielä viitataan kuvioon 3a, jossa tukikankaan 22 on esitetty käsittävän pituussuunnassa ulottuvia yksikuituisia loimilankoja 95 ja koneen poikkisuunnassa olevia yksikuituisia kudelankoja 96. Tällainen reiällinen kudottu kangas 10 mahdollistaa ulkopuolisen ilman vaikuttamisen rainaan 21, jotta mahdollistettaisiin valikoiva kapillaarinen veden siirtyminen rainasta huokosiin 90, kuten yllä on kuvattu. Kuitenkin, kuten on esitetty kuvioissa 3a-3e, kuitujen välisissä aukoissa tukikankaassa 22 olevat aukot ja rainan 15 21 paksuus ilmenevät olevan samaan kokoluokkaa kuin huoko nen 90, mikä ei ole asiantila, mutta mikä on aikaansaatu suuresti liioittelemalla huokosen 90 halkaisijaa, jotta helpotettaisiin keskustelua sen ominaisuuksista ja toiminnasta. Nyt kysymyksessä olevassa tapauksessa huokosen 90 20 halkaisija on äärimmäisen pieni verrattuna kuitujen välisiin tiloihin yleisesti käytetyissä tukikankaissa ja verrattuna yleisten paperirainojen ja vastaavien paksuuteen. Esimerkkinä mutta ei rajoituksena mainittakoon, että huokosilla 90 on edullisesti nimellisinä tehokkaina halkaisijoi-25 na viisi (5) - kymmenen (10) mikronia ja edullisemmin viisi (5) seitsemän (7) mikronia, vaikka tehokas mutta hitaampi veden siirto voidaan aikaansaada pienemmillä huokosko’oilla kaikkien muiden tekijöiden ollessa vakiona; ja vielä edullisemmin siten matkan päässä toisistaan ja muodostettuna 30 muodoltaan olennaisesti välttämään sivuttaisia huokosten keskeisiä yhteyksiä.

Kuvio 3b esittää kuvion 3a elementtejä sen jälkeen kun raina 21 on tullut koskettavaan suhteeseen huokoisen päällyksen 55 ulospäin olevan pinnan 91 kanssa. Erillisen 35 meniskin poissaolo kuviosta 3b tarkoittaa, että rainassa 21 14 81 399 ollut vesi on saavuttanut nesteestä-nesteeseen jatkuvuus-suhteen huokosessa 90 olevan veden 94 kanssa; ja että yhtään ilmaa ei ole näiden välillä loukkuun jääneenä. Näin sijoitettuna pneumaattinen paine-ero ulkopuolisen ilman-5 paineen rainan yläpuolella ja sektoriaalisessa kammiossa 72 olevan tyhjön tason välillä toimii veden työntämiseksi rainasta huokoisen päällyksen huokosiin ilman ilmavirtausta huokoisen päällyksen läpi. Täten tyhjöjärjestelmässä oleva ilman virtaus huokosten läpi vältetään. Tästä on tuloksena 10 suuret energiasäästöt tyhjöjärjestelmässä ja se mahdollistaa kuitukoostumuksen korkeamman tason saavuttamisen Tainassa kuin tavanomaisilla tyhjövedenpoistolaatikoilla. Tämä lisäksi tuleva veden poistaminen puolestaan johtaa suuriin lämpöenergiasäästöihin rainan kuivattamisen yhteydessä: ts. 15 kuivaimessa 40 ja jenkkikuivaimessa 42. Myös sillä, että kuviossa 3b esitetään rainan 21 olevan yhtä suuri paksuudeltaan kuin kuviossa 3a oleva raina 21, tarkoitetaan ilmaista, että tukikankaassa olevaa jännitystä pidetään riittävän alhaisena, jotta olennaisesti vältettäisiin rainan 21 20 puristaminen, kun se kulkee kapillaarisylinterin 20 kautta, kuvio 1. Tämä mandollistaa tällaisella laitteella paksun paperin tuottamisen, kuten edellä on kuvattu, samalla kun säästetään paljon energiaa: ts. tyhjöjärjestelmässä että termaalisesti.

25 Kuvio 3c esittää kuviossa 3b kuvattuja elementtejä sen jälkeen kun niihin ovat jonkin verran vaikuttaneet tyhjöt, joita ylläpidetään sektoriaalisissa osissa 72 ja 73. Tämä tarkoittaa, että näillä ulkoilman ilmanpainetta alhaisemmilla paineilla on lisätty valikoivia kapillaarivoimia, 30 jotka ovat jäljellä rainan 21 ja huokoisten 90 välillä, ja ne ovat aiheuttaneet sen, että jonkin verran vettä 94 on siirtynyt (ts. työnnetty) rainasta 21 esitettyihin huokosiin 90.

Kuvio 3d esittää kuviossa 3c kuvattuja elementtejä 35 sen jälkeen, kun riittävästi vettä 94 on siirtynyt rainasta

II

15 81 399 21 huokosiin 90 katkaistakseen nesteestä-nesteeseen jatkuvuuden rainan 21 huokosissa jäljellä olevan veden ja huokosessa 90 olevan veden 94 kanssa. Tässä tilassa ulospäin olevalla meniskillä 97 on otaksuttu olevan kovera geometria 5 sen veden 94 johdosta, joka kostuttaa huokoisen päällyksen 55 pintaa, joka määrittelee huokosen 90; ja se esittää, että pieni ilmatasku sijaitsee rainan 21 ja huokosessa 90 olevan veden 94 välillä.

Kuvio 3e esittää kuviossa 3d kuvattuja elementtejä 10 juuri sen jälkeen kun raina 21 ja tukikangas 22 ovat alkaneet erota huokoisesta päällyksestä 55. Tässä kohdassa (ts. kuviossa 1 leikkausviiva 3e-3e) huokosessa 90 sijaitseva vesiratas 94 on staattinen huokosessa 90 ja sillä on kovera meniski molemmissa päissä: ts. meniskit 97 ja 98. Kuiten-15 kaan meniskit 97 ja 98 eivät ole tarkalleen symmetrisiä sen keskeisvoiman johdosta, joka vaikuttaa nesteeseen 94, joka puolestaan on seurausta kapillaarisylinterin 20 pyörimisestä, kuvio 1.

Kuvio 3f esittää jonkin verran kaavamaisesti veden 20 94 pneumaattista työntämistä ulos huokosesta 90 nuolella ja pienellä pisaralla 94a. Tätä työntämistä kiirehditään positiivisella pneumaattisella paineella sektoriaalisessa kammiossa 75, kuvio 1, joka toimii ylöspäin vesipatsaan pohjalla huokosessa 90 siten kuin se on suunnattuna kuviossa 25 3f. Jotta työnnettäisiin ulos näin vettä tällaisista kapil-laarihuokosista, paineen huokoisen päällyksen 55 alapuolella täytyy olla suurempi kuin luontaiset kapillaarivoimat, jotka ovat vedessä 94. Tämän mukaisesti, jotta mahdollistettaisiin veden ulostyöntäminen vielä estämään totaalisen 30 veden 94 ulospuhaltaminen huokosesta 90, paineen huokoisen päällyksen 55 alapuolella täytyy olla säädettynä riittävälle tasolle aiheuttamaan ulostyöntämisen mutta edullisesti ei riittävän suuri aiheuttamaan totaalista ulostyöntämistä sen ajanjakson aikana, jolloin jokainen huokonen on alttii-35 na sektoriaalisen kammion 75 sylinterin 20 jokaiselle pyö- 16 81 399 rähdykselle. Myös vaikka jonkin verran ulos työnnettyä vettä on esitetty kuviossa 3e muuttuneen pieniksi vesipisaroiksi 94a, vesi voi todella säilyttää koheesiomassaluon-teen pintajännityksen johdosta ja yksinkertaisesti kerään-5 tyä ulkopinnalle 91, josta se voitaisiin sitten kaapia kaavin terällä 24, kuvio 1.

Kuvio 3g esittää suhteellisesti lyhyttä jäljellä olevan veden 94 patsasta, joka on jäljellä huokosessa 90 sen jälkeen, kun kapillaarisylinterin 20, kuvio 1, pyörimi-10 nen on siirtänyt huokoisen päällyksen 55 kuviossa 3g esitetyn osan sijoittamaan huokosen 90 pneumaattiseen yhteyteen sektoriaalisen kammion 76 kanssa kuvio 1. Sektoriaali-nen kammio 76 on edullisesti yhdistetty ympäröivän ilmakehän paineeseen. Huokosessa 90 jäljellä oleva vesi 94 muo-15 dostaa nestelukon, joka tietyissä rajoissa toimii sekä tyhjön että positiivisen paineen estämiseksi, jotka synnyttää ilmavirta huokoisen päällyksen 55 huokosten 90 läpi. Tämä tarkoittaa, että paine-eron vaihtelulaajuudella, joka riippuu huokosen halkaisijasta, huokosen geometriasta ja 20 veden 94 kostutuskulmasta suhteessa pinnanmäärittelevään huokoseen 90, sektoriaalisissa kammioissa 72 ja 73 vallitseva paine suurentaa veden kapillaarista siirtymistä Tainasta 21 huokosiin 90, mutta patsaassa oleva vesi toimii sulkuna estäen tyhjön vaikutuksesta tulevan kaasunvirtaa-25 misen huokosten läpi. Lisäksi toiminnan aikana sektoriaali-sessa kammiossa 75 vallitsevan positiivisen pneumaattisen paineen taso voidaan säätää, kuten edellä on todettu, poistamaan kaiken veden huokosista 90 jokaisen kapillaarisylinterin 20 pyörähdyksen aikana, kuvio 1, paitsi riittävää 30 määrää vettä ylläpitämään nestelukkoja siinä, kuten on kerrottu edellä ja esitetty kuviossa 3g. Tämä estää kaasun virtaamisen huokosen 90 läpi, mikä muutoin tapahtuisi ylläpitämällä suurempaa positiivista pneumaattista painetta sektoriaalisessa kammiossa 75, kuvio 1. Täten nestelukkojen 35 ylläpitäminen huokosissa 90 säästää energiaa, joka muutoin

II

17 81 399 käytettäisiin syöttämään tyhjöä ja puristettua ilmaa. Tämän mukaisesti samalla kun tarkoituksena ei ole rajoittaa esillä olevaa keksintöä vaatimaan sen enempää nestelukkoja kuin nesteestä-nesteeseen jatkuvuutta, kuten on edellä kuvattu, 5 tällaiset ovat suositeltavia ja niiden uskotaan olevan välttämättömiä, jotta aikaansaataisiin maksimaalinen veden poistamisen tehokkuus mahdolliseksi käyttämällä tällaisia valikoivia kapillaarisylintereitä esillä olevan keksinnön mukaisesti. Suhteellinen veden poistamisen tehokkuus täl-10 löin määritellään esillä olevan keksinnön mukaisella kapil-laarisylinterillä rainasta poistetun veden painona sitä energiayksikköä kohden, jolla aikaansaadaan tämän veden poistaminen rainasta, ja sitten ulkopuolisesta pneumaattisesti poistaminen tai muulla tavoin veden poistaminen 15 kapillaarisylintereistä.

Seuraavassa viitataan jälkeen kuvioon 3a. Pneumaattinen paine, jota käytetään aiheuttamaan meniskin kupera muoto, on edullisesti pienempi kuin se taso, joka puhaltaisi nestelukon (ts. jäljellä olevan veden 94) ulos huo-20 kosesta 90 energian lisäsäästämiseksi.

Nyt viitataan jälkeen kuvioihin 3d ja 3e, joissa on ilmaistu että huokosten 90 järjestynyt tilavuus yksikköä kohden on suurempi kuin jäljellä olevan veden 94 tilavuuden summa, kuvio 3a, lisättynä veden siihen tilavuuteen yksik-25 köaluetta kohden, joka poistetaan rainasta 21 operoimalla kapillaarisylinterillä 20, kuvio 1, kuten on selostettu edellä. Tämä tilavuussuhde on primäärinen rakenteellinen ero huokoisen peitteen 55, kuviot 3a-3g, ja huokoisen peitteen 155 välillä, joka on kuvattu jäljempänä ja esitetty 30 kuvioissa 4a-4g olevan olennaisesti ohuempi kuin päällys 55.

Lyhyesti edellä kuvattu edullinen kapillaarisylinterillä 20 operoimisen menetelmä, kuvio 1, käsittää tyhjön säädettyjen tasojen ylläpitämisen sektoriaalisissa kam-35 mioissa 72 ja 73 ja nestelukkojen ylläpitämisen huokoisen ie 81399 päällyksen huokosissa. Kuitenkin, jos huokoisen päällyksen 55 huokoset ovat tosiasiassa kooltaan ja muodoltaan sellaiset, että aikaansaadaan valikoitu veden kapillaarivir-taus Tainasta, josta vesi on poistettava, huokoisen päälly-5 ksen huokosiin, samalla kun siihen vaikuttaa kapillaarisy-linterin 20 pyörimisen aiheuttaman keskeisvoima, veden siirtyminen tosiasiassa tapahtuu käyttämättä tyhjöä. Mutta tällainen siirtyminen on tietenkin hitaampaa kuin tyhjöllä tapahtuvalla kasvattamisella. Tämän mukaisesti tällaisella 10 kapillaarisylinterillä tulisi välttämättä olla suurempi halkaisija - kaikkien muiden tekijöiden ollessa samanlaiset - jotta muodostettaisiin riittävä rainan paikallaoloaika aiheuttamaan vedenpoiston halutun määrän nykyisillä pape-rinvalmistusnopeuksilla. Lisäksi tämä (ts. veden siirtymi-15 nen ilman tyhjöllä aiheutettua suurentamista) toteutettaisiin huokoisen päällyksen huokosten nestelukkojen kanssa tai ilman niitä. Tässä tapauksessa sektoriaalisessa kammiossa 75 vallitseva paine haluttaessa säädettäisiin tasolle, jossa saadaan kaiken veden poistaminen huokosista 90 20 juuri ennen kuin ne menevät kaavinterän 24 ohi, jotta vältettäisiin energiahäviöitä liiallisen paineilman virtauksen johdosta niiden huokosten 90 läpi, jotka eivät ole rainan 21 peittämät.

Lisää toiminnallisia ja/tai rakenteellisia muutok-25 siä voidaan tehdä verrattuna esillä olevan keksinnön edellä kuvattuun edulliseen kuvaukseen verrattuna. Yleisesti puhuttuna sektoriaalisten kammioiden määrää ja väliä ja kussakin ylläpidetyn kaasunpaineen tasoa voidaan muuttaa niin pitkälle kuin tällaiset muutokset eivät olennaisesti pilaa 30 laitteen kykyä aiheuttaa rainasta olennainen veden poistaminen ja veden poistaminen sylinteristä aiheuttamatta olennaista ilman virtaamista huokoisen päällyksen läpi, ja niin pitkälle kuin raina irtoaa sylinteristä ja lähetetään edelleen tukikankaan päällä. Tämän mukaisesti, esimerkinomai-35 sesti eikä rajoituksena: väliseinä 63 voidaan poistaa ja/

II

19 81 399 tai sektoriaalinen kammio 72 ja 73 ylläpitää muutoin samassa tyhjön tasossa; väliseinä 64 voidaan poistaa tai sekto-riaaliset kammiot 73 ja 74 muutoin operoida samalla tyhjön tasolla (ts. varustamatta ilmareiällä sektoriaalista kam-5 miota 74). Lisäksi veden määrä rainan yksikköaluetta kohden voi olla suurempi kuin järjestelmän siirtokyky ajan tai paineen aiheuttamien pakkojen takia tai se voi muutoin olla suurempi kuin veden tilavuus rainan yksikköaluetta kohden, jonka käyttäjä toivoo siirtyvän huokosiin 90. Kummassakin 10 näistä tapauksista nesteestä-nesteeseen jatkuvuus rainassa olevan veden ja huokosissa 90 olevan veden välillä ei katkea edellä selostetulla tavalla verrattuna kuvioon 3d. Pikemminkin kummassakin näistä tapauksista nesteestä-nesteeseen jatkuvuus rainassa 21 olevan veden ja huokosissa 15 90 olevan veden välillä olisi katkenneena rainalla 21 sen ollessa johdettuna pois huokoisesta päällyksestä 55, kuvio 3e, tukikankaalla 22. Tällaisessa tapauksessa riittävä vesi voi yhä olla läsnä rainan antamiseksi toiselle kapillaari-sylinterille, joka sijaitsee alavirtaan päin ensimmäisestä 20 kapillaarisylinteristä, jotta jatkettaisiin pneumaattisesti suurennettua kapillaarista rainasta veden poistamisen prosessia. Tämä on tietysti yksi vaihtoehto sille, että yksinkertaisesti tehdään yksi kapillaarisylinteri riittävän suureksi, jotta varmistettaisiin, että sillä on riittävä 25 kapasiteetti ja kyky poistaa riittävästi vettä rainasta, jotta varmistettaisiin nesteestä-nesteeseen jatkuvuuden katkeaminen, jota on kuvattu edellä, verrattuna kuvioon 3d.

Kuten edellä on kuvattu, kapillaarisylinterin 20 toiminta paperikoneessa todella muodostaa dynaamisen ve-30 denpoistokeinon rainasta joko puhtaasti valikoivalla kapil-laaritoiminnalla tai pneumaattisesti (ts. tyhjön avulla) lisätyllä kapillaarisella siirtymisellä; ja kääntämällä veden virtaus pneumaattisesti poistamaan vettä ulospäin sylinterin sektorista, joka ei ole rainan kietoma. Tämä 35 syklinen virtauksen muuttaminen toimii huokosten ja niiden 2° 81399 sisääntulojen pitämiseksi tukkeutumattomina, johon niillä olisi taipumus suuntaamattoman virtauksen kanssa. Myös kun toimitaan edellä kuvattujen differentiaalisen pneumaattisen paineen rajojen sisällä, jotta ylläpidettäisiin nestelukko-5 ja kapillaarisylinterin huokoisen päällyksen huokosissa, energiaa säästetään estämällä sekä tyhjön syntyminen huokosiin että paineilman virtaaminen niiden lävitse. Todellakin tyhjön tason ohjaaminen veden poistamiseksi rainasta ja pneumaattisen paineen taso veden poistamiseksi huokoisen 10 päällyksen huokosista puhaltamatta ulos nestesulkuja voidaan automaattisesti säätää käyttämällä säätöelimiä, joita ei ole esitetty mutta jotka toimivat reagoiden esimerkiksi ilmavirtauksen tunteviin laitteisiin. Tällaiset automaattiset säädöt voivat ylläpitää maksimaalisia pneumaattisia 15 paine-eroja juuri arvojen alapuolella, joissa nestesulut puhallettaisiin ulos huokoisen päällyksen huokosista, ja siten maksimoida veden poistokapasiteettia kapillaarisy-linteristä olennaisesti ilman nollavirtauksessa huokosten läpi. Tämä maksimoisi energiasäästöt välttämällä olennainen 20 ilmavirtaus kapillaarisylinterin huokoisen päällyksen huokosten läpi. Tietysti mitä kapeampi on huokoisessa päällyksessä olevien huokoisen huokoskoon vaihtelualue, sitä parempi tämä säätö voisi olla ja sitä enemmän energiatehokas kapillaarisylinteri olisi.

25 Vaihtoehtoisen huokoisen päällyksen 155 leikattuja osia on esitetty kuvioissa 4a-4g rainan 21 ja tukikankaan 22 osien kanssa otettuna leikkausviivoja 3a-3g pitkin vastaavasti kapillaarisylinterin vaihto-ehtoisesta sovellutuksesta, joka käsittää huokoisen päällyksen 155 huokoi-30 sen päällyksen 55 sijasta, kuviot 3a-3g. Huokoinen päällys 155 on suhteellisen ohut verrattuna huokoiseen päällykseen 55. Tämän mukaisesti tietyn koon huokosia varten ja kokojen aluetta varten ja tiettyä tiheyttä varten huokoisen päällyksen 155 huokostilavuus on suhteellisesti pienempi kuin 35 huokoisessa päällyksessä 55: ts. niiden suhteelliset tila-

II

2i 81399 vuudet ovat verrannolliset niiden suhteelliseen paksuuteen.

Kuten on esitetty kuvioissa 4a-4g, on ilmeistä, että veden 94 tilavuus, jota ollaan poistamassa rainasta 21, sen yksikköaluetta kohden ylittää huokosten 94 tilavuuden huo-5 koisen päällyksen 155 yksikköaluetta kohden. Tämän mukaisesti tällaisen veden poistamisen yhteydessä rainasta 21, kuten on kuvattu näissä kuvioissa, liika vesi 94 kerääntyy huokoisen päällyksen 155 sisäpuolelle, kuten on esitetty kuvioissa 4c-4e, ja on siellä, kunnes se poistetaan ulos-10 päin, kuten on esitetty kuviossa 4f. Tietysti tällainen kerääntyminen huokoisen päällyksen 155 sisäpuolelle vaatii pneumaattisen dif ferentiaalipaineen vaikuttamaan yläpuolelta rainaan 21 kapillaarisylinterin sisäpuolta kohden. Edullisesti pneumaattinen ero on muodostettu sopivalla esittä-15 mättä jätetyllä säädettävällä tyhjölaitteella. Muutoin suhteellisen ohuen huokoisen päällyksen 155 käsittävän vaihtoehtoisen kapillaarisylinterin toiminnot ja käyttö, kuvio 4a, jotensakin kuin suhteellisesti paksulla huokoisella päällyksellä 55, kuvio 3a, ovat olennaisesti samat 20 kuin kapillaarisylinterillä 20, kuvio 1, Lisäksi edellä kuvatut vaihtoehtoiset kapillaarisylinterin 20 käyttömene-telmät, jolla sylinterillä on suhteellisen paksu huokoinen päällys, yleisesti ovat sovellettavissa ohuen huokoisen päällyksen 155 omaavan kapillaarisylinterin vaihtoehtoiseen 25 sovellutusmuotoon. Tämän mukaisesti tässä jätetään enemmän keskustelut asiasta.

Kuviot 5 ja 6 ovat suurennetussa mittakaavassa olevia päältä katsottuja ja sivulta katsottuja leikkauskuvia vastaavasti kangasviiran osista, joka on huokoisen päällyk-30 sen 255 vaihtoehtoinen sovellutus, joka on kudottu siten kuin yleisesti kutsutaan kaksinkertaiseksi hollantilaiseksi kolminiitiseksi viirakudokseksi (Double Dutch Twill Weave). Kuten on esitetty kuviossa 5, tämän kudoksen loimilangoil-la 202 (ts. koneen suuntaisilla langoilla) on olennaisesti 35 suuremmat halkaisijat kuin kudelangoilla 201 (ts. koneen 22 81 399 poikkisuunnassa kulkevat langat). Täten jos loimilangat 202 ja kudelangat 201 muodostuvat samasta taipuvasta materiaalista (kuten ne edullisesti muodostuvat), kudelankoja on helpompi taivuttaa kuin loimilankoja. Tämän mukaisesti kun 5 kudelangat 210 on peräkkäin kudottu paikalleen kaksi yli, kaksi päälle, kuvioissa 5 ja 6 esitetyssä porrastetussa mallissa, ne ahdetaan yhteen limittäiseen suhteeseen olennaisesti taivuttamatta loimilankoja 202. Tällaisilla kudoksilla on yleisesti kudelankoja määrä, joka on noin kaksi 10 kertaa teoreettinen kudelankamäärä, jos tällaista limittäi-syyttä ei olisi tapahtunut. Tällaisilla kudotuilla viiroilla on niiden läpi menevät mutkikkaat läpimenotiet tai huokoset, ja ne voi olla kudottu sellaisilla hienoilla langoilla, että läpimenotiet/huokoset ilmaisevat valikoivan 15 kapillaariteetin suhteessa esimerkiksi paksuun silkkipaperiin, kuten on kuvattu edellä, vaikka tällaiset huokoset ovat epäsäännöllisiä poikkileikkaukseltaan pikemminkin kuin sylinterimäisiä tai jotain muuta putkimaista muotoa, jolla on yleisesti yhtenäiset poikkileikkaukset niiden pituudel-20 ta. US-patentti 3 327 866, joka on myönnetty 27. päivänä kesäkuuta 1967 D.B. Pall'ille ym. ehdottaa tällaisia kudottuja kankaita, ja niiden huokoskokoja funktioina loimilan-kamäärästä (Warp Count" ), loimilangan halkaisijasta, ("Warp Diameter"), kuteen halkaisijasta ("Shoot (Sic) Diameter") 25 ja kudelankamäärästä ("Shoot (Sic) Count"), sekä muina tällaisen kudottujen kankaiden parametreinä; erityisesti suodatinväliaineena käyttämistä varten. Tämän mukaisesti tämä patentti on myös sisällytetty tähän viittaamalla, vaikka ei ole tarkoituksena rajoittaa esillä olevan kek-30 sinnön kangasviiran sovellutuksia ainoastaan hollantilaiseen kolminiitiseen viirakudokseen.

Sintratut monikerroksiset kangasviirakudokset, joissa välikerros on sellainen kaksinkertainen hollantilainen kolminiitinen viirakudos kuin edellä on kuvattu, ovat kau-35 passa saatavana ja niitä käytetään yleisesti suodatuslait-

II

23 81 399 teissä: esimerkiksi veren osien erottamiseksi. Eräs kaupallinen lähde on Filter Product Division of Facet Enterprises, Inc., Madison Heights, Michigan. Kerrokset on sintrat-tu yhteen, jotta aikaansaataisiin järjestynyt rakenteelli-5 nen jäykkyys. Tietysti harvasilmäisestä kudotusta kankaasta muodostuvan kerroksen sijoittaminen rainan 21 ja huokoisen päällyksen 55 ulkopuolisen pinnan 91 väliin, kuvio 3a, estäisi valikoivan kapillaaritoiminnan esillä olevan keksinnön mukaisesti sivu- ja pituussuuntaisten vuototeiden 10 vuoksi. Tämän mukaisesti tällainen harvakudottu ulkopuolinen kerros huokoisella päällyksellä 255, kuviot 5 ja 6, heikentäisi olennaisesti ellei poistaisi kokonaan sen valikoivaa kapillaariteettia suhteessa juuri muodostettuihin, vedellä kyllästettyihin rainoihin ja vastaaviin.

15 Huokoinen päällys 255, kuviot 5 ja 6, käsittää edul lisesti lisäksi kerrokset progressiivisesti harvemmin kudotuista viirakankaista, joita ei ole esitetty ja jotka on sijoitettu hienosilmäisimmin kudotun kankaan alapuolelle ja kerrokset on sintrattu tosiinsa kuten edellä todettiin. 20 Esimerkin vuoksi mutta ei rajoittavassa mielessä, tällaiset kudotut kankaat on edullisesti kudottu rakenteellisten yh-tenäisyyssyiden vuoksi sellaisilla silmäluvuilla ja viira-ko'oilla, jotta muodostettaisiin viidentoista (15) prosentin avoimet alueet tai vähemmän, edullisemmin viiden (5) 25 prosentin tai vähemmän, tai edullisimmin kahden (2) prosentin tai vähemmän avoimia alueita.

Esimerkkisovellutuksessa tällaisen rakenteen omaavasta kudotun viirakankaan nimellinen loimimäärä on 128 lointa senttimetriä kohden ja nimellinen kudemäärä on 906 30 lointa senttimetriä kohden: ja loimilankojen ja kuteiden nimellishalkaisijät ovat kolmekymmentäkahdeksan (38) mikronia ja vastaavasti kaksikymmentäviisi (25) mikronia. Loimilangat ja kudelangat on valmistettu 316L:n ruostumattomasta teräksestä.

35 Sylinterimäinen runko, sellainen kuin yllä on kuvat- 24 81 399 tu ja jossa on kolmenkymmenen tuuman (76 senttimetriä) halkaisija, peitettiin tällä viirakankaalla ja sitä käytettiin kuviossa 2 esitetyssä yleisen tyyppisessä paperikoneessa nopeudella noin 490 metriä minuutissa ja rainan kuitupitoi-5 suuden ollessa kaksikymmentäkaksi (22) - kaksikymmentäseitsemän (27) prosenttia mennessä sylinterin päällä. Veden poistaminen kolmenkymmenenkolmen (33) prosentin rainan kui-tukoostumukseen painosta saavutettiin ylläpitämällä noin 11,4 cm elohopeatyhjöä sektoriaalisessa kammiossa 72, noin 10 15,2 cm elohopeatyhjöä sektoriaalisessa kammiossa 73, vaik ka tarkoituksena ei ole täten aiheuttaa rajoituksia esillä olevaan keksintöön. Pikemminkin kapillaarisylintereitä voidaan käyttää esillä olevan keksinnön mukaisesti syötettäessä kuitukoostumuksia, jotka ovat pienempiä kuin kuusi 15 (6) prosenttia; mutta edullisemmin painon suhteen lasketun raina kuitukoostumuksen vaihteluvälillä kuudesta (6) prosentista kahteenkymmeneenseitsemään (27) prosenttiin. Kuitenkin alhaiset kuitukoostumukset vaativat kapillaarisy-linterin sijoittamisen ylävirran puolelle tyhjön siirtokoh-20 dasta: esim. Fourdrinier-osaan, kuten on esimerkkinä kuvattu kuviossa 8 esitetyssä paperikoneessa ja kuvattu täydellisemmin jäljempänä, ja kuten on todettu aikaisemmin, korkeat kuitupitoisuudet voivat vaatia huokoisen päällyksen kostuttamisen ennen rainan johtamista kosketukseen sen 25 kanssa. Lisäksi veden poistaminen neljänkymmenen (40) prosentin tai jopa korkeampaan kuitupitoisuuteen voidaan aikaansaada esillä olevalla keksinnöllä käyttämällä huokoisia päällyksiä, joissa on hienommat huokoset: esim. viira-kangaspäällyksiä jotka on kudottu hienommista langoista; 30 ja/tai viirakangaspäällyksiä, jotka on litistetty ja/tai kalanteroitu niiden huokoskoon pienentämiseksi; ja tai huokoisia päällyksiä, joissa on sellaiset huokoset, kuin on esitetty kuvioissa 3a-3g ja kuvioissa 4a-4g.

Samalla kun tarkoituksena ei ole sitoutua toiminnan 35 teoriaan, on uskottavaa, että toiminnassa esillä olevan

II

25 81 399 keksinnön sovellutukset, jotka käsittävät viirakankaiset päällykset, toimivat samoin kuin edellä kuvattu ohutseinäinen kapi 11 aari rakenne. Tämä tarkoittaa, että rainasta poistettu vesi virtaisi huokoisen päällyksen huokosten läpi 5 kerääntyäkseen päällyksen karkeasilmäisempien kerroksien välihuokosiin, kunnes siihen vaikuttaa pneumaattinen paine virran muuttamiseksi huokosten läpi veden poistamiseksi ulospäin.

Kuvio 7 on leikkauskuva päällyksen 255s osuudesta, 10 jossa on jonkin verran tiimalasin muotoinen huokonen 290s. Tämä on esitetty samassa vastaavassa suhteessa rainan 21 ja tukikankaan 22 kanssa, kuin ovat huokoiset päällykset 55 ja 155 kuvioissa 3a ja 4a vastaavasti: so. juuri ennen kuin raina 21 on johdettu koskettavaan suhteeseen sen kanssa. 15 Kuitenkin kuviossa 7 jäljellä oleva, huokosessa 290s sijaitseva vesi ulottuu huokosen pienimmän halkaisijaosan alapuolelle. Tämä on suositeltavaa, jotta varmistettaisiin tarkempi suoja veden puhaltumista vastaan (ts. nestesulun) ulos huokosesta, kun siihen kohdistuu positiivinen paine . . 20 kuten silloin kun se on sektoriaalisen kammion kuten kam mion 71 yläpuolella, kuvio 1.

Osittain huokoinen päällys 255s, kuvio 7, on kuvattu helpottamaan analogian avulla huokoisen päällyksen toiminnan ymmärtämistä, jossa päällyksessä on epäsäännöllisen 25 muotoiset huokoiset pyrkimättä kehittämään kahta dimensionaalista piirustusta tällaisista mutkikkaista kolmidimen-sionaalisista huokosten kulkuteistä, jolloisia ne ovat luonnostaan huokoisessa päällyksessä 255, kuviot 5 ja 6.

Kuvio 8 on jonkin verran kaavamainen sivuleikkaus-30 kuva esimerkiksi otetusta vaihtoehtoisesta paperikoneesta 132, jolla voidaan toteuttaa esillä oleva keksintö. Molempien koneiden 32 ja 132 vastaavat komponentit on suunniteltu identtisesti; ja seuraava kuvaus koskee ensi sijassa niiden eroja, jotta vältettäisiin tarpeettomat selostukset. 35 Myös niiden elementit, jotka eivät ole rakenteellisesti 26 81 399 identtisiä, mutta joilla on vastaavat toiminnot, on merkitty viitenumeroilla, jotka ovat luvun sata verran suuremmat koneelle 132 kuin koneelle 32; esim. viitenumero paperikoneelle 132 on luvun sata verran suurempi kuin viitenumero 5 paperikoneelle 32.

Lyhyesti sanottuna paperikone 132 käsittää kapil-laarisylinterin 120 ja sen apulaitteen Fourdrinier-viiran kuluessa; siinä on vettä poistavat ohuet kalvot 154 sijoitettuina, joihin on sijoitettu tyhjölaatikko 49 paperiko-10 neeseen 32, mutta se ei sisällä tyhjölaatikkoa 39, kapil-laarisylinteriä 20, eikä paperikoneen 32 kuivainta 40. Kapillaarisylinteriin 120 liitetty apulaite käsittää oh-jaustelat 127 ja 128 ja vedenkeruukaukalon 129, jotka ovat toiminnallisesti yhtäläiset telojen 27 ja 28 ja vastaavasti 15 kaukalon 20 kanssa paperikoneessa 32. Kun paperikone 132 on toiminnassa, kapillaarisylinteriä 120 edullisesti operoidaan ja ohjataan tavalla, joka on edellä kuvattu kapillaari sylinterin 20 osalta, kuviot 1 ja 2.

Kuvio 9 on jonkin verran kaavamainen sivuleikkaus-20 kuva esimerkkinä olevasta vaihtoehtoisesta paperikoneesta 232, joka käsittää kaksi esillä olevan keksinnön mukaista kapillaarisylinteriä 20 ja 120. Mutta kahden kapillaari-sylinterin omaamiseksi, jotka ovat edullisesti toiminnallisesti samanlaiset, paperikone 132 on muodostettu ja oh-25 jattu kuten paperikoneet 32 ja 132, vastaavasti, kuviot 2 ja 8. Tämän mukaisesti kaikkien näiden koneiden vastaavat osat on suunniteltu identtisesti; ja seuraava kuvaus koskee etupäässä niiden eroja, jotta vältettäisiin tarve liioista selityksistä, kuten on tehty viittaamalla paperikoneen 132 30 selostamiseen.

Lyhyesti sanottuna paperikone 232 käsittää kapillaa-risylinterit 20 ja 120 vastaavasti paperikoneissa 32 ja 132, ja paperikoneeseen ne on sijoitettu sarjaan. Kuitenkaan paperikoneessa 232 ei ole läpipuhalluskuivainta 40, 35 koska sen tarve on vältetty, vaikka sellaisen kuivaimen

II

27 81 399 kuin 40 on havaittu olevan melko hyödyllisen käynnistyksen aikana. Kun paperikone 232 on toiminnassa, sekä kapillaari-sylinteriä 120 että kapillaarisylinteriä 20 pidetään toiminnassa ja ohjataan sillä tavalla, kuin on kuvattu edellä 5 kapillaarisylinterin 20 suhteen, kuviot 1 ja 2, paitsi että edullisesti riittämätön vesi poistetaan rainasta 21 sylinterillä 120 katkaisemaan nesteestä-nesteeseen jatkuvuuden rainassa 21 olevan veden ja sylinterin 120 huokoisen peitteen huokoisissa olevan veden välillä. Tämä on edullisesti 10 tehty, jota varmistettaisiin nesteestä-nesteeseen jatkuvuuden vaikutus rainassa jäljellä olevan veden ja sylinterin 20 huokosissa olevan nestelukkoveden välillä, kun raina tämän jälkeen johdetaan sylinterin 20 päälle.

Claims (7)

28 81 399

1. Menetelmä nesteen poistamiseksi jatkuvassa liikkeessä olevasta märästä huokoisesta rainasta (21) syn-5 nyttämättä olennaista puristusta rainaan, jossa menetelmässä liikkuva raina (21) kierretään suoraan pyöriväksi sovitetulle sylinterille (20) ja sen ympäri siten, että raina kääriytyy ainoastaan sylinterin ennalta määrätylle ensimmäiselle sektorille, jolloin sylinterissä on huokoi-10 nen vaippa (23), jonka huokoset (90) ovat kapillaarista kokoa ja tehollisesti pienempiä kuin liikuvan rainan huokoset ja sisältävät nestettä, joka estää huokoisen vaipan uiko- ja sisäpintojen (91,92) välisen suoran pneumaattisen yhteyden; nestettä johdetaan rainasta (21) huokoiseen 15 vaippaan (23) kapillaarisen vaikutuksen avulla, jota tehostetaan tyhjöllä, joka aikaansaadaan sylinterin (20) en-simäisessä sektorissa välittömästi huokoisen vaipan alapuolelle paine-eron synnyttämiseksi rainan ja vaipan poikki; neste poistetaan huokoisesta vaipasta (23); ja raina 20 (21) johdetaan sylinteriltä (20) ensimmäisestä sektorista myötävirtaan, tunnettu siitä, että liikkuvan rainan (21) kiertäminen suoraan sylinterille (20) käsittää rainan saattamisen kosketukseen sylinterin kanssa ensimmäisen sektorin alueella, jossa huokoisen vaipan (23) 25 huokosten (90) sisältämän nesteen säteittäisesti sisäänpäin suuntautuva pinta pidetään paineenalaisena, joka paine on riittävästi suurempi kuin ympäristön paine muodostaakseen tasomaisen tai kuperan nestemeniskin vaipan ulkopinnalla (91) täten estäen ilman sulkeutumisen liikkuvassa 30 rainassa olevan nesteen ja huokoisen vaipan välille kosketuskohdassa; nesteen johtaminen rainasta (21) huokoiseen vaippaan (23) käsittää ensimmäisessä sektorissa olevan tyhjön säätämisen rainasta johdettavan nestemäärän maksimoimiseksi samanai-35 kaisesti kun huokoisen vaipan (23) huokosissa (90) ylläpidetään nestesulku; ja että li 29 81399 nesteen poistaminen huokoisesta vaipasta (23) käsittää sylinterin (20) toisen sektorin paineistamisen, joka sektori ei ole kosketuksessa rainan (21) kanssa siinä määrin, että nestettä poistuisi ulospäin huokoisesta vaipasta samanai-5 kaisesti kun huokoisen vaipan (23) huokosissa (90) ylläpidetään nestesulku.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pneumaattista painetta säädetään nesteen poiston maksimoimiseksi samanaikaisesti kun huokoi- 10 sen vaipan (23) huokosissa (90) ylläpidetään nestesulku.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaipan (23) nesteeseen koskettavien pintojen rakenne on sellainen, että nesteen ja pintojen väliset kosketuskulmat ovat pienempiä kuin yhdeksän- 15 kymmentä astetta.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kapillarista kokoa olevat huokoset (90) ovat samankokoisia ja samanmuotoisia.

5. Laite nesteen poistamiseksi jatkuvassa liikkeessä 20 olevasta märästä huokoisesta rainasta (21) synnyttämättä olennaista rainan puristusta, joka laite käsittää pyöriväksi sovitetun sylinterin (20), jossa on huokoinen vaippa (23), jossa on ulkopinta (91) ja sisäpinta (92), jolloin huokoisen vaipan huokoset (90) ovat kapillaarista kokoa ja 25 tehollisesti pienempiä kuin liikkuvan rainan huokoset; välineet huokoisen vaipan (23) pyörittämiseksi sylinterin (20) akselin ympäri; oleellisesti ei-puristavat välineet (27,28) liikkuvan rainan (21) johtamiseksi sylinterille (20) ja siitä pois siten, että liikkuva raina kääriytyy 30 sylinterin ennalta määritellylle ensimmäiselle sektorille ja on suorassa kosketuksessa sektorille kiristyvän huokoisen vaipan (23) osan ulkopinnan (91) kanssa; ja välineet nesteen poistamiseksi sylinteristä (20), joka neste johtuu liikkuvasta rainasta (21) huokoisen vaipan (23) käärityn 35 sektorin ulkopinnan (91) kautta huokosten (90) läpi sisä- 30 81 399 pinnalle (92) sylinterin (20) pyörittämisen aikana, tunnettu siitä, että ensimmäiset kiinteät kammiovälineet (72,73) on sovitettu sylinterin (20) ennalta määrättyyn ensimmäiseen sektoriin ja on liitetty tyhjövälineisiin 5 (82,83) ennalta määrätyn tyhjötilan muodostamiseksi suoraan huokoisen vaipan (23) sisäpinnalle (92) nesteen kapil-laarisen johtumisen tehostamiseksi liikkuvasta rainasta (21) huokoiseen vaippaan (23); toiset kiinteät kammiovälineet (75) on sovitettu sylinterin (20) ennalta määr-10 ättyyn toiseen sektoriin ja on liitetty pneumaattisiin välineisiin (85) nesteen poistamiseksi ulospäin huokoisen vaipan (23) huokosista (90) samanaikaisesti kun huokosissa ylläpidetään nestesulku sylinterin pyöriessä toisen sektorin läpi; ja että kolmannet kiinteät kammiovälineet (71) 15 on sovitettu välittömästi ensimmäisten kiinteiden kam-miovälineiden (72) viereen ja liikkuvan rainan (21) ja sylinterin (20) välisen tulokosketuskohdan alapuolelle, jolloin kolmannet kammiovälineet (71) on liitetty pneumaattisiin välineisiin (81) riittävän paineen ylläpitämi-20 seksi huokosissa (90) olevan nesteen säteittäisesti sisäänpäin suunnatulla pinnalla siten, että huokosissa olevan nesteen ulkopinta olisi tasomainen tai kupera huokoisen vaipan (23) ulkopintaan (91) nähden huokoisen vaipan kolmannet kammiovälineet (71) kattavalla alueella.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tun nettu siitä, että se käsittää neljännet kammiovälineet (74,76), jotka sijaitsevat toisien kammiovälineiden (75) molemmin puolin ja välittömästi niiden vieressä ja jotka on liitetty venttiilivälineisiin (84,86), jotka muodostavat 30 yhteyden neljänsien kiinteiden kammiovälineiden ja ympäristön välille.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäisten kiinteiden kammiovälineiden toisessa kammiossa (72) oleva tyhjötila on 35 heikompi kuin toisessa kammiossa (73). Il 3i 81399