FI82535B - Foerfarande foer maetning och reglering av laeget pao valsmanteln av en boejningsreglerad vals. - Google Patents

Description

82535 1 Menetelmä taipumasäädetyn telan telavalpan aseman mittaamiseksi ja säätämiseksi Förfarande för mätning och regiering av läget pä valsmanteln av en böjnlngsreglerad vals 5

Keksinnön kohteena on menetelmä taipumasäädetyn telan telavalpan aseman mittaamiseksi ja säätämiseksi, joka tela käsittää massiivisen telan akselin ja sen päälle pyöriväksi järjestetyn telavalpan, jonka mainitun -|q telan akselin ja telavalpan väliseen tilaan on sovitettu hydrauliset kuormituselementit, joilla säädetään kyseisen taipumasäädetyn telan vastatelan kanssa muodostettavan nipin profiilia ja jotka kuormitus-elementit on sovitettu olennaisesti mainitun nipin nlppitason kohdalle ja joka telavaippa 12 on laakeroitu pyöriväksi olennaisesti molempien 15 päätyjensä alueelta tai niiden läheisyydestä telan akselille pääty- laakereilla, jotka on sovitettu rengasosien päälle, joiden rengasosien ja telan akselin väliin on sovitettu hydrauliset voimalaitteet, joita kuormitetaan hydraulinesteen paineella nippiä kuormittavien voimien ainakin osittaiseksi aikaansaamiseksi ja joilla voimalaitteilla on 20 taipumasäädetyn telan telavaippa siirrettävissä nippitasossa telan akseliin nähden.

Paperikoneissa käytetään yleisesti sellaisia teloja, jotka muodostavat vettä poistavan puristinnipin, tasoitusnipin tai kalanteroimisnipin 25 vastatelan kanssa. Näissä käyttötarkoituksissa on tärkeää se, että nipin viivapaineen jakauma eli profiili telojen aksiaalisuunnassa saadaan vakiolliseksl tai että tämä profiili on säädettävissä halutuksi esim. rainan poikkisuuntaisen kosteusprofiilin ja/tai paksuus-profiilin (kaliiberin) hallitsemista varten. Tässä tarkoituksessa on 30 ennestään tunnettuja erilaiset taipumakompensoidut tai taipumasäädetyt telat (myöhemmin käytetään molemmista lyhennystä tk-tela), joilla nipin viivapaineen jakaumaan pyritään vaikuttamaan. Tällaisia tk-teloja käytetään nykyisin poikkeuksetta myös superkalantereissa ala- ja/tai ylä-teloina.

Ennestään tunnetaan useita erilaisia paperikoneiden ja superkalanterel-den tk-teloja. Nämä telat käsittävät yleensä, massiivisen tai putkimai- 35 2 82535 1 sen, statlonäärlsen tela-akselin ja sen ympärille pyörivästi järjestetyn telavaipan. Mainitun akselin ja vaipan väliin on sovitettu vaipan sisäpintaan vaikuttavat liukukenkäjärjestelyt ja/tai painefluiden kammio tai kammiosarja niin, että vaipan aksiaalista profiilia nipin kohdalla 5 voidaan oikaista tai säätää halutuksi. Yleensä tällaisten telojen muodostamia nippejä kuten puristlnnippejä tai kalanteroimisnippejä kuormitetaan tk-telan ja sen vastatelan akselitappeihin kohdistetuilla kuormi-tusvoimilla.

10 Tk-telat voivat olla ns. kuormitusvarrellisia teloja, joissa telavaippa on yleensä päistään laakeroitu akselille siten, että telavaipan päädyt eivät radiaalisuunnassa pääse liikkumaan akseliin nähden tai sitten ns. kuormitusvarrettomia tk-teloja, joissa hydraulisten kuormitusele-menttien mäntä-sylinterielementtien iskunpituus on sovitettu niin suu-15 reksi, että se riittää myös nipin avausliikkeen ja vastaavasti sulku-liikkeen aikaansaamiseksi jopa niin, että tela-akselin päihin vaikuttavia, voimalaitteilla varustettuja kuormitusvarsia ei lainkaan tarvita. Tällaisissa kuormitusvarrettomissa tk-teloissa hydrauliset kuormitus-elementit, jotka vaikuttavat telavaipan sisäpintaa vasten, saavat aikaan 20 taipuman kompensoinnin ja profiloinnin lisäksi myös varsinaisen nippi-painekuormituksen. Epäkohtia ennestään tunnetuissa kuormitusvarrettomissa tk-teloissa ovat olleet mm. rakenteen monimutkaisuus sekä vaikeudet järjestää statlonäärlsen keskiakselin ja telavaipan mäntä-sylinterielementtien iskunpituus riittäväksi ja aikaansaada viimemainituilla riit-25 tävä nipin kuormitus ja kompensointivoimat. Etenkin telavaipan pääty-alueet ovat tässä suhteessa osoittautuneet erityisen ongelmallisiksi.

Sellaisissa taipumakompensolduissa teloissa, joissa telavaippa pääsee radiaalisuunnassa liikkumaan telan akseliin nähden, myös telavaipan pääty-30 alueilta on liikemahdollisuus järjestetty esim. siten, että telavaipan päätyihin on päätylaakereiden alle järjestetty erityiset kuormitusrenkaat, jotka on tuettu telan akseliin esim. hydraulisilla mäntä-sylinterilait-teilla siten, että mainittu kuormitusrengas ja siten myös telavaippa pääsee nippitason suunnassa liikkumaan telan akseliin nähden ja samalla 35 voidaan mainituilla mäntä-sylinterilaitteilla muuttaa laakerin kuormitusta ja siten vaipan päädyn taipumaa. Telavaipan liikkeen hallinta ja säätäminen on kuitenkin esim. superkalantereissa erityisen ongelmallista, li 3 82535 1 koska telan hydraulisilla kuormituselementeillä aikaansaatavasta tela-vaipan liikkeestä johtuen kuormitusrengas voi kantaa telan akseliin ja telavaippa voi kuormittua vinoon asentoon akseliin nähden. Erityisesti superkalanterln alatelana käytetylle tk-telalle on tärkeää ja välttämä-5 töntä, että telavaippa ja telan akseli saadaan päätyalueiltaan pysymään samankeskisinä tai tietyssä määrin ylä- tai ala-asennossa, mutta kuitenkin siten, ettei kuormitusrengas pääse kantamaan telan akselin ylä-tal alapuoleen. On myös erittäin tärkeää, että telavaipan molemmat päädyt pysyvät samalla tasolla, eli telavaippa on telan akseliin nähden Ί0 suorassa. Mikäli superkalanterin alatelan telavaippa pääsee kääntymään telan akseliin nähden vinoon asentoon, käy koko superkalanterin tela-pakka vinossa. Tätä ongelmaa on aikaisemmin yritetty ratkaista siten, että telavaipan päätyihin on järjestetty erityiset anturit, jotka mittaavat telavaipan asemaa telan akseliin nähden. Tällaisen anturi-15 ratkaisun haittapuolena on kuitenkin se, että se on varsin kallis ja lisäksi vaikeasti toteutettavissa. Erityisesti paperikoneen puristin-osalla ei tällaista anturlsovellutusta voida toteuttaa, koska puristin-osan telojen päissä ei yksinkertaisesti ole tällaisille antureille tilaa. Puristimen telan päädyssä on puristimen käyttöä varten vaihde, 20 jonka yhteyteen ei antureita voida sovittaa. Lisäksi käyttöolosuhteet ovat puristimessa erittäin hankalat. Anturlratkaisun vielä eräs olennainen haittapuoli on se, että se on varsin vaurloaltis etenkin mekaanisille vaurioille.

25 Nyt esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tunnetussa tekniikassa ilmenneiden epäkohtien välttäminen sekä sellaisen säätö- ja mittausmenetelmän aikaansaaminen, joka on erityisen toimintavarma myös vaikeissa olosuhteissa. Tämän toteuttamiseksi on keksinnölle pääasiallisesti tunnusomaista, että menetelmässä mitataan mainittujen rengasosien ja telan 30 akselin välisissä hydraulisissa voimalaitteissa olevaa hydrauliöljyn määrää ja määrän muutoksia, joka mittaustulos muutetaan telavaipan asemaa osoittavaksi impulssiksi ja johdetaan korjauslmpulssina taipuma-säädetyn telan hydraulisten kuormituselementtien säätöpaineisiin tela-vaipan aseman säätämistä varten.

Keksinnön merkittäviä etuja ovat mm. se, että keksinnön mukainen mittaus-ja säätömenetelmä on erittäin tarkka, eikä keksinnössä ole mahdollisuut- 35 4 82535 1 ta mekaanisille vaurioille. Mittaustarkkuuden paremmuuteen vaikuttaa lisäksi se, että keksinnön edullisessa toteuttamismuodossa mitataan öljy-tilavuuksia sekä kuormitetussa eli paineenalaisessa tilassa että kuormittamattomassa eli paineettomassa tilassa. Lisäksi keksinnössä mittaus-5 tarkkuus johtuu siitä, että keksinnössä mitataan öljytilavuuksia kuormitustenkaan alla olevista sylinteritiloista, joiden pinta-ala on erittäin suuri. Tällöin telavaipan päädyn hyvin vähäistäkin liikettä varten tarvitaan erittäin suuri öljymäärä, joka on suoraan verrannollinen telavaipan päädyn asemaan. Keksinnön muut edut ja ominaispiirteet käyvät ilmi 10 jäljempänä seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta sovellustusesimer-kistä, joka on esitetty oheisen piirustuksen kuvioissa 1 ja 2.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti pystypoikkileikkausta telan päätylaakerin kohdalta tk-telasta, johon sovelletaan keksinnön mukaista menetelmää.

15

Kuvio 2 esittää osittaista leikkauskuvaa kuvion 1 mukaisesta telasta ja siihen nippikosketuksessa olevasta vastatelasta otettuna pitkin linjaa II-II kuviosta 1.

20 Kuvioihin 1 ja 2 viitaten on niissä esitettyä tk-telaa merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Telan 10 rakenne vastaa olennaisesti hakijan aikaisemmassa FI-patenttihakemuksessa 880515 esitettyä tk-telaa. Tk-tela 10 käsittää tavanomaiseen tapaan kiinteän telan akselin 11, jonka päälle on pyö-rivästi järjestetty telavalppa 12. Telavaipan 12 ja telan akselin 11 25 väliin on järjestetty hydrauliset kuormituselementit 14, jotka käsittävät telan akseliin 11 muodostettuihin syllnteriporaukslin 15 liikkuvasti sovitetut hydraulimännät, joiden yläpäässä olevat liukukengät on tuettu telavaipan 12 sisäpintaan. Hydraulisia kuormituselementtejä 14 kuormitetaan paineväliaineella, esim. paineöljyllä vasten telavaipan 12 sisä-30 pintaa, joka paineöljy syötetään hydraulisten kuormituselementtien 14 sylinteriporauksiin 15 telan akseliin 11 muodostettuja öljykanavia (ei esitetty) pitkin. Hydraulisilla kuormituselementeillä 14 säädetään näin ollen kyseisen tk-telan 10 vastatelan 50 kanssa muodostettavissa olevan nipin N profiilia, sillä mainitut hydrauliset kuormituselementlt 35 14 on sovitettu vaikuttamaan olennaisesti nipin N nippitason K-K kohdal le. Esim. paperiraina W tai vastaava on tavanomaiseen tapaan järjestetty kulkemaan tk-telan 10 telavaipan 12 ulkopinnan 12a ja ja vastatelan 50

II

5 82535 1 pinnan 50a rajoittaman nipin N läpi. Tk-telan 10 telavaipan 12 päihin on sopivalla tavalla kiinnitetty telavaipan päätyrakennetta suojaavat päätyosat 40.

g Tk-telan 10 telavaippa 12 on laakeroitu pySrivästi olennaisesti molempien päätyjensä alueelta tai läheisyydestä päätylaakereilla 13 mainitun kiinteän telan akselin 11 päälle ja mainittu akseli 11 on tuettu tk-telan 10 sisältävän laitteen runkoon telavaipan 12 laakerointikohtien ulkopuolelta. Päätylaakerit 13 on ulkopuolelta tuettu telavaipan 12 sisäpin-1Q taan järjestettyyn laakeripintaan ja laakereiden 13 kiinteä sisärengas on tuettu kuormitustenkaan ulkopintaan. Rengasosiin 16 on muodostettu laakereita 13 varten tarvittavat tilat ja lisäksi on rengasosat 16 varustettu sopivalla kiinnitys- ja lukituslaitteistolla siten, että järjestely on purettavissa esim. laakerien vaihtoa varten.

15

Kuormitusrenkaana toimiva rengasosa 16 on tuettu telan akselille 11 hydraulisilla voimalaitteilla, joilla rengasosaa 16 ja näin ollen tela-vaippaa 12 voidaan siirtää nippltason K-K suunnassa molempiin suuntiin. Mainituilla voimalaitteilla voidaan tarvittaessa nippi N sekä avata 20 että sulkea ja lisäksi voidaan mainittujen voimalaitteiden avulla tela-vaipan 12 päihin kohdistaa kuormitusvoimia optimaalisesti ja siten, että telavaipan 12 akselivälillä olevien hydraulisten kuormltuselement-tien 14 koko säätdkapaslteetti jää palkallisten profiilivirheiden kompensointiin. Mainitut voimalaitteet käsittävät rengasosaan 16 muodoste-25 tut ensimmäiset sylinteriporaukset 21a ja toiset sylinteriporaukset 21b, joihin on liikkuvasti sovitettu vastaavasti ensimmäiset hydraulimännät 22a ja toiset hydraulimännät 20b. Hydraulimännät 20a ja 20b tukeutuvat tk-telan akseliin 11 muodostettuihin ensimmäisiin vastepintoihin 22a ja toisiin vastepintoihin 22b vastaavasti. Kuvioiden suoritusmuodossa on 3Q voimalaitteet 20a,21a;20b,21b järjestetty näin ollen päätylaakerin 13 alle ja kuvioiden mukaisesti ne on sijoitettu siten, että niiden vaiku-tussuunta poikkeaa nippltason K-K suunnasta. Erityisesti kuviosta 1 voidaan nähdä, että voimalaitteet on järjestetty pareittain ja nippi-tason K-K suhteen symmetrisesti siten, että kummankin parin voimalait-35 teiden valkutussuorat muodostavat nippitason K-K suhteen kulman, jolloin voimalaitteiden parin 20a,21a ja vastaavasti 20b,21b voimien resultantti kulkee nlppitasossa K-K. Kuvioissa on lisäksi esitetty, 6 82535 1 että päätylaakerin 13 kohdalla sijaitsee kahdet voimalaitteet, joista toinen voimalaitteiden pari 20a,21a vaikuttaa nipin N suuntaan, eli joilla nippi N voidaan tarvittaessa sulkea ja joista toinen voimalaitteiden pari 20b,21b vaikuttaa vastakkaiseen suuntaan.

5

Kukin mäntä 20a,20b on tiivistetty sen alla olevaan, telan akseliin 11 muodostettuun vastepintaan 22a,22b männissä olevien tiivisteiden 24a,24b avulla, jotka sallivat mäntien liikkeen pitkin kyseistä vastepintaa Ja jotka varmistavat sen, että mainitut voimalaitteet 20a,21a;20b,21b ovat JO vuotamattomat. Hydraulisia voimalaitteita kuormitetaan hydrauliöljyllä, jota varten telan akseliin 11 on muodostettu tarvittava öljykanavisto 30. Mainitun öljykanaviston 30 kautta öljy pääsee virtaamaan mäntien 20a,20b ja vastepintojen 22a,22b väliin tiivisteiden 24a,24b rajoittamiin tiloihin. Mäntiin 20a,20b on puolestaan muodostettu mäntien läpi J5 ulottuvat kanavat 23a,23b, jotka johtavat kunkin männän vastakkaiselle puolelle mäntien 20a,20b ja sylinteriporausten 21a,21b pohjan väliseen tilaan. Männät 20a,20b ovat näin ollen hydraulisesti kevennetyt.

Jotta telavaipan 12 liikkeen suunta telan akseliin 11 nähden saataisiin 20 varmistettua nippitason R-R suuntaiseksi, on telan akseliin 11 nippi-tason R-R kummallekin puolelle järjestetty slvuttaisohjausvälineet 25, jotka sallivat rengasosan 16 liikkeen ainoastaan nippitason R-R suunnassa ja estävät rengasosan 16 pyörimisen.

25 Edellä esitetyn mukaisessa rakenteessa telavaipan 12 asema telan akseliin 11 nähden määritetään siten, että keksinnön mukaisesti mitataan hydraulisille voimalaitteille 20a,21a;20b,21b syötetty öljymäärä.

Mittaus suoritetaan esim. soikioratasmittarilla, jossa mittalaitteen liikkuessa yhden hammasvälin verran, vastaa liike hammasvälin geometri-30 sen tilavuuden suuruisen nestemäärän siirtymistä, mikä antaa tulokseksi ainakin yhden mlttausimpulssln. Virtaussuunta voidaan puolestaan tunnistaa ja määrittää esim. solkioratasmittarissa olevalla kenttälevy-differentiaalitunnistimellä. Mainitunlainen mittari on ennestään sinänsä tunnettu ja sillä saadaan öljytilavuudet ja virtaussuunnat määri-35 tettyä erittäin tarkasti. Keksinnössä tarkkuutta parantaa lisäksi se, että keksinnön mukaisesti mitataan sekä ensimmäisissä hydraulisissa voimalaitteissa 20a,21a että toisissa hydraulisissa voimalaitteissa 7 82535 1 20b,2lb olevaa öljymäärää. Kuvioiden mukaisessa suoritusmuodossa, jossa käytetään parittalsla voimalaitteita, on mittaustarkkuutta lisäävänä tekijänä vielä se, että sylinteriporausten 21a, vastaavasti 21b, yhteenlasketut pinta-alat ovat erittäin suuret, Jolloin telavaipan 12 hyvin 5 pieni siirtymä nippitasossa K-K vastaa varsin suurta virtausta hydraulisiin voimalaitteisiin 20a,21a;20b,21b. On kuitenkin luonnollisesti selvää, että keksinnön mukaista mittausmenetelmää voidaan soveltaa myös esim. sellaisiin rakenteisiin, joissa rengasosan 16 ja telan akselin 11 väliin on nippitasoon K-K järjestetty vaikuttamaan pelkästään yhdet -JO hydrauliset voimalaitteet, jotka vaikuttavat vastakkaisiin suuntiin. Saatua mittaustulosta käytetään telavaipan 12 aseman säätämiseen siten, että mittaustulos (mittausimpulsslt) johdetaan korjauslmpulssina tk-telan hydraulisille kuormltuselementeille 14 syötettäviin säätöpai-neisiin. Keksinnön mukainen mittaus- ja säätömenetelmä soveltuu eri-J5 tyisen hyvin käytettäväksi esim. superkalanterelden alatelojen yhteydessä, joiden toiminnalle on välttämötäntä saada telavaippa 12 pysymään samansuuntaisena telan akselin 11 kanssa ja lisäksi saada tela-vaippa 12 pysymään määrätyssä asemassa telan akseliin 11 nähden siten, että kuormitusrenkaana toimiva rengasosa 16 ei pääse kantamaan vasten 20 telan akselia 11. On kuitenkin selvää, että keksinnön mukaista mittaus- ja säätömenetelmää voidaan käyttää hyväksi myös paperikoneissa muualla käytettävien tk-telojen yhteydessä.

Edellä on keksintöä selostettu esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen 25 kuvioihin viittaamalla. Keksintö ei kuitenkaan ole rajoitettu koskemaan pelkästään kuvioissa esitettyä toteuttamisesimerkkiä, vaan keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella oheisissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

30 35

Claims (7)

1. 8 82535
2. 1 Patenttivaatimukset
3. 1. Menetelmä talpumasäädetyn telan telavaipan aseman mittaamiseksi ja säätämiseksi, joka tela (10) käsittää massiivisen telan akselin (11) 5 ja sen päälle pyöriväksi järjestetyn telavaipan (12), jonka mainitun telan akselin (11) ja telavaipan (12) väliseen tilaan on sovitettu hydrauliset kuormituselementit (IA), joilla säädetään kyseisen taipuma-säädetyn telan (10) vastatelan (50) kanssa muodostettavan nipin (N) profiilia ja jotka kuormituselementit (IA) on sovitettu olennaisesti Ί0 mainitun nipin (N) nippitason (K-K) kohdalle ja joka telavaippa 12 on laakeroitu pyöriväksi olennaisesti molempien päätyjensä alueelta tai niiden läheisyydestä telan akselille (11) päätylaakereilla (13), jotka on sovitettu rengasosien (16) päälle, joiden rengasosien (16) ja telan akselin (11) väliin on sovitettu hydrauliset voimalaitteet (20a,21a; Ί5 20b,21b), jolta kuormitetaan hydraulinesteen paineella nlpplä (N) kuormittavien voimien ainakin osittaiseksi aikaansaamiseksi ja joilla voimalaitteilla on talpumasäädetyn telan (10) telavaippa (12) siirrettävissä nippltasossa (K-K) telan akseliin (11) nähden, tunnettu siltä, että menetelmässä mitataan mainittujen rengasosien 20 (16) ja telan akselin (11) välisissä hydraulisissa voimalaitteissa (20a,21a;20b,21b) olevaa hydrauliöljyn määrää ja määrän muutoksia, joka mittaustulos muutetaan telavaipan (12) asemaa osoittavaksi impulssiksi ja johdetaan korjausimpulsslna talpumasäädetyn telan (10) hydraulisten kuormituselementtien (IA) säätöpaineisiin telavaipan (12) aseman säätä-25 mistä varten.
4. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydrauliöljyn määrä mitataan ainakin niistä hydraulisista voima-laitteista (20a,21a), joilla telavaippaa (12) kuormitetaan kohti nip- 30 piä (N) eli voimalaitteista, joihin syötetään palneenalaista hydrauli-öljyä.
5. 3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että öljymäärä mitataan myös niistä hydraulisista voimalaitteista (20b,21b), 35 jotka vaikuttavat nippltasossa (K-K) nipistä (M) poispäin. Il 9 82535
6. 1 A. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydraulisissa voimalaitteissa (20a,21a;20b,21b) olevan dljymäärän lisäksi mitataan mainittuihin voimalaitteisiin tai niistä pois johtavan Sljyvirtauksen suunta. 5
7. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Bljymäärän ja virtauksen suunnan mittaus suoritetaan soikioratasmlttarllla. 15 20 25 30 35 10 82535