FI82498C - Arrangemang i laeppdelen av en pappersmaskins inloppslaoda foer kontroll av pappersbanans bredd och fiberorientering. - Google Patents

Description

82498 1 Järjestely paperikoneen perälaatikon huuliosassa paperlralnan leveyden ja kultuorientaatlon hallintaan Arrangemang i läppdelen av en pappersmaskins inloppslada för kontroll av pappersbanans bredd och fiberorientering 5

Keksinnön kohteena on järjestely paperikoneen perälaatikon huuliosassa paperlralnan leveyden ja kultuorientaatlon hallintaan, jossa järjeste-10 lyssä perälaatikon huulikanavan molemmille reunoille järjestetään massa-suspension lisäsyötöt jotka tuodaan huulikanavan alkupäähän tai sen läheisyyteen sijoitetuilla lisäsyöttösuuttimilla.

Perälaatikon massasuspension huulivirtauksessa pyritään paperikoneen 15 poikittaissuunnassa mahdollisimman tasaiseen nopeusprofiiliin, jotta voitaisiin tuottaa neliömassaltaan, formaatioltaan ja lujuusominaisuuksiltaan koko rainan leveydeltä homogeenista paperia ja että mahdollisimman vähän radan reunoista jouduttaisiin leikkaamaan pois.

20 Mainittujen vaatimusten saavuttamiseksi on ennestään tunnettua käyttää mm. sellaista ratkaisua, jossa perälaatikon huulikanavan kummankin sivu-seinän läpi poistetaan pieni osa massavlrtausta ennen sen purkautumista viiralle (esim. FI-patentti n:o 43812, Beloit Corporation). Päinvastainen ratkaisu, jossa sivuseinän kautta johdetaan lisävirtaus vettä, on 25 myös tunnettu (FI-patentti n:o 30095, Valmet Oy). Viimemainittua ratkaisua ei ainakaan hakijan toimesta ole käytännössä toteutettu.

Eräät viime vuosina kehitetyt painatusmenetelmät asettavat hienopaperin rakenteen tasaisuudelle entistä suurempia ja osin uusiakin vaatimuksia.

30 Erityisen huomattava vaatimus asetetaan sille, että paperin kuituverkos-ton suuntajakautuman (orientaation) pääaksellt yhtyvät paperin pääakse-lin suuntiin ja että orientaatio on symmetrinen näiden akseleiden suhteen.

35 Hakijan toimesta on edellä esille tuotuja ongelmia perusteellisesti tutkittu. Tällöin on voitu osoittaa, että kuituorientaatiolta vaadittava symmetrisyys edellyttää, ettei valmiin rainan millään kohdalla ylitetä huulisuhkussa n. 2-3 cm/s suurempaa poikittaisnopeutta. Koska poikittais- 2 82498 1 nopeus syntyy jo huulikanavassa epätasaisen päävirtausprofiilin vaimentumisen myötä, on päähuomio kiinnitettävä turbulenssin kehittlmen jälkeiseen virtauksen suuntaisen nopeuden profiilin tasaisuuteen.

5 Useissa paperikoneissa on raina osoittautunut lilan kapeaksi niin, että radan leveyttä ei ole voitu optimaalisesti käyttää hyväksi kun radasta leikataan tietyn levyisiä paperirullia. Rainan liiallisen kapeuden aiheuttaa joko alimittainen huuliaukon leveys tai se, että rata kapenee liikaa, kun kuituorientaatiota oikaistaan radan keskustaan suuntautuvien 10 reunavirtausten poikittaisilla nopeuskomponenteilla.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uusi ja yksinkertainen järjestely paperikoneen perälaatikon huuliosassa niin, että edellä kosketellut ongelmat voidaan välttää.

15

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että perälaatikon huuli-kanavaa on molemmin puolin levennetty olennaisesti koko pituudeltaan aikaisemmasta normaalista huulisuihkun leveydestä uuteen leveyteen reuna-20 urilla, joiden etupäähän mainitut lisäsyöttösuuttiraet avautuvat ja että mainittujen reunaurien kautta syötettävillä reunavirtauksilla samalla kertaa sekä lisätään radan leveyttä alkuperäisestä leveydestä suurempaan leveyteen että hallitaan kuituorientaation vinoutumaa synnyttämällä mainittujen reunavirtausten avulla perälaatikon huulivirtauksessa poikki-25 suuntaista, kuituorientaation vinoutumaa kompensoivaa virtausnopeutta.

Keksinnössä on uudella ja yllättävällä tavalla onnistuttu yhdistämään usein tarpeellinen paperirainan leveyden tietty lisäys ja kuituorientaation vinoutuman hallitseminen.

30

Kuituorientaation vinoutuman hallitsemisen periaatteiden osalta esitämme seuraavan. Kuituorientaation hallinnan osalta keksintö perustuu perälaatikon kummankin reuna-alueen virtauksen säätöjärjestelmään, jossa muutaman senttimetrin levyisillä reuna-alueilla huulikanavaan purkautuvaa 35 virtausta voidaan säätää riittävän laajoissa rajoissa. Jos huullkanavan toisen reuna-alueen virtausta lisätään yli keskimääräisen virtauksen, syntyy huulikanavassa ja edelleen viiralla jatkuva vastakkaista reunaa

II

3 82498 1 kohti suuntautuva poikkivirtaus, jonka maksimiarvo on em. säätöalueen rajalla, vähentyen siitä tasaisesti kohti nollaa, kun lähestytään huuli-raon toista reunaa. Jos sitten tehdään saman suuruinen massa syötön lisäys myös viiran toisella reunalla, syntyy päinvastainen edellisen 5 kanssa symmetrinen poikittaisvirtaus. Poikkivirtaukset ovat yhteenlaskettavia ja tulos on, että kummallakin reunalla on virtausmaksimi keskelle päin ja keskellä konetta on poikkinopeus nolla yhtäsuurien mutta erisuuntaisten nopeuksien kumotessa toisensa. Vastaavasti havaitaan paperista mittaamalla orientaation vinoutuman erisuuntaiset maksimiarvot 10 reunoilla ja orientaation symmetria keskellä rataa. Orientaation vinoutuman kuvaaja on siis kalteva suora, joka keskellä rataa leikkaa nolla-tason. Jos orientaation vinoutuman kuvaajalla oli syystä tai toisesta ennen kyseeseen tulevan säätökorjausta yhtä suuri mutta vastakkainen kaltevuus, on keksinnön säätö poistanut vinoutuman. Vino orientaation 15 vinoutumaprofiili voidaan täten aina korjata joko lisäämällä tai pienentämällä huulikanavan reuna-alueiden virtausta sekä samalla voidaan rai-nan leveyttä lisätä riittävässä määrin esim. perälaatikon uusinnan yhteydessä.

20 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen sovellutusesimerkkiin, jonka yksityiskohtiin keksintö ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.

25 Kuvio 1 esittää konesuuntaista pystypolkkileikkausta keksinnön mukaisesta perälaatikon huullosasta.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 merkitystä suunnasta A nähtynä keksinnön mukaista huulikanavan reunojen järjestelyä.

30

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista huuliosan reunan järjestelyä vaakaleik-kauksena.

Kuvio A esittää kuvion 1 mukaista järjestelyä päältä päin nähtynä.

Kuvio 5 esittää pystyleikkausta C-C kuviossa 1.

35 4 82498 1 Kuvio 6 esittää pystyleikkausta D-D kuviossa 1.

Kuvio 7 esittää kaaviokuvana radan ja huuliaukon leveyksiä ennestään tunnetussa ja keksinnön mukaisessa huulikanavassa sekä huulisuihkun 5 reunan profiileja, jotka toteutuvat ennestään tunnetulla ja keksinnön mukaisella huulijärjestelyllä.

Aluksi selostetaan kuvioihin 1-6 viitaten perälaatikon huuliosan sinänsä tunnettua rakennetta siinä määrin kuin on tarpeen, esillä olevan keksin-10 nön ja sen taustan ymmärtämiseksi.

Kuviossa 1 esitetty perälaatikko syöttää massasuihkun J rintatelan 10 yli kulkevalla muodostusviiralle 11. Perälaatikon huulikanavaa 14 rajoittavat alahuulipalkin 12 yläseinämä sekä yllhuulipalkin 13 alaseinämä.

15 Ylähuuliosa 13 on järjestetty vaakanivelen 17 ympäri käännettäväksi. Yli-huuliosan 13 etuseinämässä on huulilista 16, joka määrää huuliraon 15 dimensiot. Huulikanavaa 14 edeltää massasuspension syöttösuunnassa F turbulenssigeneraattori 18, joka muodostuu esimerkiksi kennostosta, jossa on sopivan poikkileikkauksen omaavat keskenään yhdensuuntaiset 20 virtausputket. Ennen turbulenssigeneraattoria 18 sijaitsee tasauskammio 19.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti suppenevan huulikanavan 14 molemmat sivuseinät 27 on varustettu uralla 20, jotka levittävät huulikanavan ja 25 huuliaukon alkuperäisestä leveydestä L>o uudeksi leveydeksi L^. Eromitta L = - Lq on keksinnön puitteissa yleensä alueella 20-60 mm.

Mainitut levitysurat 20 alkavat lisäsyöttösuuttimilta 21A, jotka sijaitsevat turbulenssigeneraattorin 18 kohdalla tai sitä lähellä, siis huuli-30 kanavan 14 alussa tai alkupäässä. Mainittuihin lisäsyöttösuuttimiin 2IA johdetaan massan lisäsyötöt putkien 21 kautta niiden periaatteiden mukaisesti, jotka on yksityiskohtaisesti selostettu esimerkiksi hakijan FI-patenttihakemuksessa 844276 (jättöpäivä 31.10.1984).

35 Kuvion 3 mukaisesti uran 20 huuliaukon 15 puoleinen pää on kiinteä niin, että uran 20 ylä- ja alaseinämät 20a,20b ovat koko uran pituudella kiinteitä. Tällainen kiinteä lisäsyöttöjärjestely sopii etenkin sanomalehti- 5 82498 1 paperikoneelle. Hienopaperikoneissa lisäsyöttöurat 20 ovat edullisesti yksinkertaisella säädöllä järjestetyt. Tämä säätöjärjestely selviää kuvioista 1,2 ja 4, joissa esitettyihin säätölaitteisiin kuuluvat pitkänomaiset säätökappaleet 25, jotka ovat etupäästään nivelöity vaaka-5 nivelellä 26 sivuseinien 27 yhteyteen. Säätökappaleita 25 voidaan kääntää pystytasossa nivelensä 26 ympäri nuolen E suunnassa. Säätökappalei-den 25 alasivu 20c määrää lisäsyöttöurien 20 huuliaukon 15 puoleisen pään korkeuden. Mainittu säätöjärjestely voi puuttua kokonaan, sillä radan reunaosa leikataan viiralla 11 pois.

10 f

Lisäsyöttöurien 20,20 kautta syötettäviä reunavirtauksia hallitaan myös mahdollisen reunauran etupään säädön lisäksi ns. viiksiputkilla 22, joiden kautta reunavirtauksista F^ ja otettavien massasuspension poistovirtausten S£ avulla voidaan hienosäätää massasuspensiosuihkun 15 ja viiralle 11 tulevan massakerroksen poikittaista nopeuskomponenttia.

Kuvioissa 3 ja 4 on nuolella esitetty lisäsyöttöurien 20,20 kautta syötettävien huulisuihkua J ja leventävien ja rainalla kuituorientaa-tioon vaikuttavien llsävirtausten osuutta.

20 Kuviossa 7 on esitetty levitetty huuliaukko leveys ja alkuperäinen huuliaukko leveys Lq sekä paperiradan leveys W0 alkuperäisellä huuli- aukolla Lq ja radan leveys W1 keksinnön mukaisesti levitetyllä huuli- aukolla L^. Kuviossa 7 on lisäksi esitetty katkoviivalla huulisuihkun reunan profiilia P ilman keksinnön sovellutusta sekä vastaavaa huuli-o 25 suihkun reunan profiilia Pp joka toteutuu keksinnön ansiosta. Profiilien P ja P, väliin jäävä alue p edustaa lisämassan syöttöä, joka on toteutettu juuri urien 20,20 kautta syötetyillä hallituilla massan lisäsyötöillä Sp Näiden lisäsyöttöjen ansiosta paperirata voidaan levittää entisestä leveydestään W0 uuteen suurempaan leveyteen W1 ja 30 mikä tärkeätä samoilla reunavirtauksilla voidaan samalla hallita kuitu- orientaation vinoutumaa niiden menetelmien ja periaatteiden mukaisesti, jotka on selostettu em. hakijan Fl-patenttihakemuksessa 844276. Tässä tarkoituksessa syöttöputket 21 varustetaan säätöventtiilein niin, että

reunavirtausten F ja F, suuruutta ja keskinäistä suhdetta voidaan sää-a J b J

35 tää kuituorientaation vinoutuman hallitsemiseksi, synnyttämällä mainittujen virtausten F^ ja F^ avulla perälaatikon huulivirtauksessa poikki-suuntaisesta kuituorientaatioon vinoutumaa kompensoivaa virtauskompo- β 82498 ^ nenttia. Virtaukset johdetaan esimerkiksi paperikoneen jakotukista. Mainitut säätöventtiilit järjestetään manuaalisesti ja/tai automaattisella säätölaitteilla ohjattavaksi.

5 Kun keksinnön mukaista järjestelyä käytetään paperikoneiden uusinnoissa, voidaan paperirataa leventää alkuperäisestä leveydestä W0 uuteen leveyteen W1, joka on esim. noin 50 mm suurempi. Tällaisen levennyksen mahdollistavat viiran ja puristushuovan entiset leveydet. Rataa W keksinnön ansiosta levennettäessä siirretään reunaviivaimet (ei esitetty) alkupe-10 räisestä kohdastaan RO uuteen kohtaan Rl (kuvio 7).

Kuten kuviosa 7 näkyy, voidaan keksinnön ansiosta toteuttaa entistä jyrkempi radan reunan profiili P^, minkä ansiosta voidaan kaventaa rainan reunoista pois leikattavan osan leveyttä.

15

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

20 25 30 n 35

Claims (9)

1. Järjestely paperikoneen perälaatikon huullosassa paperirainan leveyden ja kuituorientaation hallintaan, jossa järjestelyssä perälaatikon 5 huulikanavan (14) molemmille reunoille järjestetään massasuspenslon lisäsyötöt (F ,F, ), jotka tuodaan huulikanavan (14) alkupäähän tai sen a b läheisyyteen sijoitetuilla lisäsyöttösuuttimilla (2 IA), tunnettu siitä, että perälaatikon huulikanavaa (14) on molemmin puolin levennetty olennaisesti koko pituudeltaan aikaisemmasta normaalista huulisuihkun 10 leveydestä (L ) uuteen leveyteen (L^) reunaurilla (20,20'), joiden etupäähän mainitut lisäsyöttösuuttimet (21A) avautuvat ja että mainittujen reunaurien (20,20') kautta syötettävillä reunavirtauksilla (F ,F^) samalla kertaa sekä lisätään radan leveyttä alkuperäisestä leveydestä (W^) suurempaan leveyteen (W^) että hallitaan kuituorientaation vinou-15 tumaa synnyttämällä mainittujen reunavlrtausten (F^F^) avulla perä-laatikon huulivirtauksessa poikkisuuntaista, kuituorientaation vinoutumaa kompensoivaa virtausnopeutta.

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, 20 että mainittujen reunaurien (20) huuliaukon (15) puoleinen pää on kiinteä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainittujen reunaurien (20) huuliaukon (15) puoleinen pää (20') on varustettu säädöllä, jolla reunauran kyseisen pään (20') korkeus on 25 säädettävissä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainittuihin säätölaitteisiin kuuluvat perälaatikon huulikanavan (14) sivuseinämien (27) yhteyteen vaakanivelellä (26) sovitetut säätö- 30 kappaleet (25), joiden alaslvu (20c) määrää mainittujen reunaurien (20) loppupään (20') korkeuden.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainittujen reunaurien (20) huuliaukon (15) puoleiseen pää- 35 hän on sovitettu ns. viiksiputket (22), joiden kautta otetaan reunavir-taukslsta (F ,F ) massan poistovirtaukset (S ), joita käytetään huuli- H D i. suihkun poikittaisen nopeuskomponentin hienosäätöön. 8 82498 Ί

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mainittujen reunaurien (20) korkeus on ainakin huulikanavan (14) alkupäässä vähän pienempi kuin kohdalla olevan huulikanavan (14) korkeus. 5

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestelyllä huulisuihkun reunan profiili (P^) muotoillaan olennaisesti jyrkemmäksi kuin ilman keksinnön järjestelyä toteutuva vastaava reunaprofiili (F ) (kuvio 7). 10

7 82498

8. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että paperiradan leveyden lisäys (W^ - Wq) on olennaisesti suurempi kuin huuliaukon leveyden lisäys (L. - L ). 1 o

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen järjestely, tunnettu siltä, että paperirataa levitetään perälaatikon uusinnan yhteydessä noin 50 mm, minkä levityksen paperikoneen muut entiset leveydet sallivat. 20 25 30 35 II 9 82498