FI83341C - Anordning foer att minska tryckfluktuationerna i en roerledning. - Google Patents

Description

1 83341

Laite painevaihteluiden pienentämiseksi putkijohdossa Tämän keksinnön kohteena on laite painevaihteluiden eli painesykähtelyjen pienentämiseksi putkijohdossa, erityisesti massan kuljetukseen paperikoneen perälaatikkoon käytetyssä putkijohdossa. Keksinnön kohteena on tarkemmin sanottuna patenttivaatimuksen 1 alkuosassa määritelty laite.

Esillä olevaa keksintöä voidaan käyttää missä tahansa, missä putkijohdossa esiintyy ei-toivottuja sykähtelyjä, mutta erityisesti sitä käytetään paperikoneessa, jossa perälaati-kossa esiintyvien painesykähtelyjen aiheuttamat viat paperissa ovat hyvin tunnettuja.

Paperikoneen perälaatikko on koneen viiran eteen sijoitettu säiliö. Perälaatikko säätää koneen läpi virtaavan paperisul-pun määrää. Sulppu virtaa perälaatikon pohjassa olevan aukon kautta viiralle, jossa paperiraina muodostuu.

Nykyaikaisten paperikoneiden nopeuksia pyritään jatkuvasti suurentamaan. Tämän pyrkimyksen eräänä näkökohtana on nesteellä täytettyjen perälaatikoiden käyttö nykyaikaisissa paperikoneissa. Aiemmissa paperikoneissa oli yksinkertaiset avoimet perälaatikot. Tässä yksinkertaisessa laatikkotyypis-sä ei tunnettu painesykähtelyjä koskevia ongelmia. Ilmalla täytettyjen perälaatikoiden käyttöönotto konenopeuden suu-rentamisvälineenä tuotti kuitenkin itse asiassa syöksysäili-ön perälaatikon päälle ja aiheutti painevaihteluja.

Syöksyn poistoa koskevat tutkimukset ovat ratkaiseva tekijä perälaatikoiden suunnittelussa nesteellä täytettyjen perä-laatikoiden myöhemmän kehityksen mukana, jolloin näiden laatikoiden ilmavaimennuskyky on pieni tai olematon.

Painevaihtelu perälaatikossa merkitsee epätasaista pois-tonopeutta perälaatikosta, jolloin tuotetaan epätasaista paperia, ts. paperia, jonka paksuus vaihtelee konesuunnassa, 2 83341 koska viiralle syötetään erilaisia sulppumääriä sykähtelyjen aiheuttamien erilaisten paineiden takia.

Jos paksuuden vaihtelu voitaisiin poistaa, saataisiin saman-lujuista paperia (ts. paperia, jolla on sama vähimmäispaksuus kuin olemassa olevalla paperilla), mutta sulppua käy-tettäisin huomattavasti vähemmän. Varovainen arvio on, että sulpun säästö olisi noin 10 %. Nykyaikaisessa paperikoneessa tämä on taloudellisesti erittäin suuri säästö.

Sykähtelyjen vaimentamiseksi tunnetaan erilaisia menetelmiä, joista jotkin ovat varsin hienoja. Tyypillisessä nykyaikaisessa perälaatikkojärjestelmässä ovat sulppuputkijohtoon yhdistetyistä ilmakammioista muodostuvat sykähtelyvaimentimet hyvin tunnettuja. Tällaisilla laitteilla on kuitenkin huomattava tilavuus ja melko mutkikas rakenne.

Esillä oleva keksintö pyrkii suuresti yksinkertaistamaan tehokkaan laitteen rakennetta painesykähtelyjen pienentämiseksi. Esillä oleva keksintö on niin ollen ensisijaisesti laite, jonka pääasialisimmat tunnusmerkit ilmenevät patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkeistä.

Kuten mainittiin, laite on erityisen käyttökelpoinen pienentämään painesykähtelyjä putkijohdossa, jota käytetään sulpun kuljetukseen paperikoneen perälaatikkoon.

Keksinnön suoritusmuotoja esitetään vain esimerkin vuoksi oheisissa 3 83341 piirustuksissa, joissa kuvio 1 on osaksi auki leikattu päätykuva esillä olevan keksinnön mukaisesta laitteesta, kuvio 1a on kuvion 1 yksityiskohta, kuvio 2 on kuva kuvion 1 viivaa 2-2 pitkin, kuvio 3 on kuvion 1 kaltainen kuva keksinnön toisesta suoritusmuodosta , ja kuvio 4 on kuva kuvion 3 viivaa 4-4 pitkin.

Piirustukset esittävät laitetta painesykähtelyjen pienentämiseksi esittämättä jätetyssä putkijohdossa. Laite käsittää keskiputken 2, jonka molempiin päihin on muodostettu laipat 4, niin että putki voidaan yhdistää putkijohtoon. Putkijohto on sopivasti sovitettu vastaavilla laipoilla esitetyn laitteen vastaanottamiseksi. Keskiputken 2 sisällä on joustava vuoraus 6, tyypillisesti elas-tomeeri. Välikammio 8 on muodostettu keskiputken 2 ympärille. Välikammio muodostuu toisesta putkesta 10, joka on oleellisen samankeskinen keskiputken 2 kanssa ja avoin kummastakin päästä sekä kiinnitetty keskiputkeen 2 välike-elimillä 12, joiden sijoitus on esitetty selvimmin kuviossa 1. Esitetyssä suoritusmuodossa on keskiputkeen 2 muodostettu vastakkaiset aukot 14, jotka ovat tietenkin vuorauksen 6 sulkemat.

Välikammiota 12 ympäröi molemmista päistä suljettu ulkokammio 16, jonka pituus on hieman suurempi. Ulkokammio muodostuu kolmannesta putkesta 20, joka on suljettu kummastakin päästä ja kiinnitetty keskiputkeen 22. Ulkokammio voidaan pitää ennalta määrätyssä kaasun paineessa. Yksinkertaisuuden vuoksi kaasu on tavallisesti ilmaa. Keksinnön eräässä mielenkiintoisessa toteutuksessa kaasua voidaan kuitenkin vaihdella riippuen pienennettävästä taajuudesta. Toisin sanoen voidaan valita kaasu, jolla on edulliset fysikaaliset ominaisuudet taajuuden pienentämiseksi tietyllä alueella. Jos esimerkiksi käytetään heliumia, pienennetty 4 83341 taajuus suurenee; käytettäessä fluorihiiltä, kuten fluorihiiltä jota on saatavissa tavaramerkillä Freon 12, taajuus pienenee. Kaasujen seosta voidaan käyttää laitteen virittämiseksi tietyn taajuuden pienennykseen.

Kuten kuviossa 2 erityisesti esitetään, keskiputken 2 sisällä on paineanturi 24, ja putki 26 mahdollistaa kaasun paineen tunnustelun ja muutoksen ulkokammion 16 sisällä. Putki 26 sallii myös kammion 16 tyhjennyksen ja täytön.

Käytössä paine keskiputkessa 2, toisin sanoen putkijohdon paine, ja paine uIkokammiossa 16 pidetään lähes samanlaisina, niin että vuoraus 6 ei pullistu, vaan pysyy kuviossa 1 esitetyssä ehjä-viiva-asennossa. Kun paine putkessa 2 kohoaa paineen vaihtelun vaikutuksesta, vuoraus 6 liikkuu ulospäin aukon 14 kautta, kuten kuviossa 1a katkoviivoin esitetään, antaen kevyen painepuls-sin välikammioon 8. Ulkokammio muodostaa vastaavan ontelon ja voi niin ollen vaikuttaa painepulssia vastaan ja siirtää takaisin vuorauksen läpi pulssin alkusykähtelyn kumoamiseksi putkessa.

Mitä toimintateoriaan tulee, eräänä erikoisena vaikeutena suunniteltaessa laitetta, joka pystyy pienentämään painesykähtelyjä massatchtaassa, on se, että painesykähtelyjen taajuudet ovat yleensä pieniä, esimerkiksi 1:stä 50:een sykliin sekunnissa.

Nämä taajuudet voivat olla kuuluvan alueen alapuolella, ja viritetyn ontelon muodostavan ulkokammion kokonaismuodon ja koon määrää taajuus. Ilman esillä olevaa keksintöä pienen taajuuden pienennys vaatii epäkäytännöllisen suuria kammioita nesteputkijohdon ympärillä. Toisin sanoen putkijohdon ympärille olisi sijoitettava suuria paineastioita huomattavin kustannuksin. Ongelmana on riittävän koon määrääminen keskiputken 2 aukolle 14 verrattuna välikammion 8 pituuteen (tämä kammio muodostaa liitoksen aukon 14 ja viritetyn ontelon eli ulkokammion välille) ja viritetyn ontelon tilavuuteen. Esillä olevan keksinnön mukaisesti tämä ongelma ratkaistaan sovittamalla välikammio aukon 14 ja viritetyn ontelon eli ulkokammion väliin. Tuloksena on hyvin pienikö- 5 83341 koinen laite.

On myös huomattava, että toinen putki 10 toimii vuorauksen 6 suojana.

Kun koskiputken paine vaihtelee suuresti, toisen putken 10 sisäosa loimi i vuorauksen tukena vuorauksen rikkoutumisen estämiseksi.

Kuvioiden 1 ja 2 suoritusmuoto voi pienentää painesykähtelyjä suurella taajuusalueella. Laitteen tilavuuden muoto keskiputken 2 ulkopuolella (resonoiva tilavuus) määrää taajuuden, jolla se on tehokkaimmillaan.

Kuvioiden 1 ja 2 suoritusmuodossa nesteen paine keskiputken 2 sisällä ja paine ulkokammion 16 sisällä mitataan ja jälkimmäistä säädetään sen mukaisesti. Likimääräinen tasapaino saadaan vakaata toimintatilaa varten. Vaihtelut vakaan toimintatilan ympärillä kompensoi ulkokammion muodostaman ontelon luonnollinen resonanssi putken suhteen. Välikammion 8 mitat ja laitteen tilavuus keski-putkon ulkopuolella säätävät ulkokammion 16 resonanssitaajuutta ja sen tähden laitteen kykyä virittää sivuun painesykähtelyjä tietyllä taajuudella.

Kun painepulsseilla on erilaisia taajuuksia, on laitteen luonnollista resonanssitaajuutta säädettävä jatkuvasti. Kuvioiden 3 ja 4 laite havainnollistaa keksinnön tätä puolta, jolloin laitteessa on välineet välikammion 8 tehollisen tilavuuden muuttamiseksi. Kuvioissa 3 ja 4 käytetään samoja viitenumerolta jo kuvioissa 1 ja 2 esitettyjen osien kohdalla.

Kammion 8 tehollisen tilavuuden vaihtelu saadaan aikaan käyttämällä kahta joustavaa vaippaa 28, jotka täyttävät välikammion 8 tilavuuden muuttuvan osan. Vaipat 28 on molemmat varustettu putkella 30 (joista vain yksi esitetään) vaippojen täyttämiseksi ja tyhjentämiseksi.

6 83341

Putki 30 ulottuu laitteen ulkopuolelle. Jos vaipat 28 esimerkiksi täytettäisiin ilmalla samassa paineessa kuin ulkokammio 16, vaippoihin 28 syötetty ilma laajentaisi vaippoja 28 keskiputkea 2 kohti pienentäen täten kammion 8 tehollista tilavuutta ja muuttaen niin ollen laitteen resonoivaa taajuutta.

Vaipat 28 sijaitsevat kokonaan välikammion 8 sisällä ja voivat haluttaessa sijaita esimerkiksi kohdassa 32. Vaipat 28 kattavat v.i I i kaniin i on 8 koko pituuden, kuten kuviossa 4 esitetään.

Esitetyn laitteen mittojen ja yksityiskohtien lukuisat muutokset ovat mahdollisia. Esimerkiksi kaksi aukkoa 14 on esitetty, mutta aukkojen lukumäärä ja muoto voivat vaihdella suuresti. Samoin pitkänomaiset liuskat 12, jotka kiinnittävät toisen putken 10, voidaan korvata millä tahansa välineillä, jotka varmistavat sisäputken 2 ja toisen putken 10 kiinteän sijoituksen. Esitetty muoto antaa jäykkyyttä sisäputkelle 2 silloin kun, kuten esitetään, verraten suuret aukot 14 voivat heikentää keskiputkea 2. Pienempiä kiinnityslevyjä voitaisiin kuitenkin käyttää, jos aukot esimerkiksi korvattaisiin useilla pienemmillä aukoilla, joiden vaikutus putken lujuuteen ei olisi niin suuri.

Joustava vuoraus 6 voi olla tehty monenlaatuisista elastomeereis-tä, jotka pystyvät kestämään usein toistuvaa liikettä ilman huoltoa. Tällaiset elastomeerit ovat yleisesti tunnettuja.

Keskiputkessa 2 esitetään laipat 4, jotka mahdollistavat sen kiinnityksen putkijohtoon. Laite voidaan kuitenkin asentaa johtoon hitsaamalla putki 2 sisään tai laite voidaan muodostaa muodostamalla aukot 14 putkijohtoon ja kiinnittämällä putket 10 ja 20 putkeen. Jälkimmäinen menetelmä ei ehkä ole ihanteellinen, koska siinä on käytettävä vuorausta 6.

Claims (11)

1. Laite painevaihteluiden pienentämiseksi putkijohdossa käsittäen putkijohtoon yhdistettävän keskiputken (2), keski-putken kanssa samankeskiset kammiot (8, 16) keskiputken ulkopuolella ja joustavan vuorauksen (6) putkijohdossa tapahtuvien painevaihteluiden välittämiseksi ympäröivään kammioon (8), tunnettu siitä, että joustava vuoraus (6) on sovitettu keskiputken sisäpinnalle; että toinen samankeskisistä kammioista on välikammio (8), joka sijaitsee toisen, keskiputken kanssa samankeskisen putken (10) ja keskiputken välissä ja on avoin vain molemmista päistään; että vuorauksessa (6) on aukko (14), jonka sulkee vuoraus, jolloin keskiputkessa (2) tapahtuvat painevaihtelut voivat siirtyä välikammioon (8); että väline (12) kiinnittää toisen putken (10) keskiputkeen (2); että kolmas putki (20) sijaitsee olennaisesti samankeskisesti toisen putken (10) ympärillä ja ulottuu toisen putken (10) molempien päiden yli ulkokam-mion (16) muodostamiseksi, joka on yhteydessä välikammioon (8) ainoastaan mainitun toisen putken (10) avoimien päiden kautta; että kolmannella putkella (20) on päätyseinämät, jotka yhdistävät putken keskiputkeen (2), jolloin ulkokammio (16) sulkeutuu; ja että ulkokammiossa (16) on sisääntulolai-te (26), jonka kautta voidaan ylläpitää valittu paine.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että keskiputkessa (2) on kaksi vastakkaista aukkoa (14).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että toisen putken (10) keskiputkeen (2) kiinnittävä väline käsittää pitkänomaiset, vastakkaiset liuskat (12) toisen putken ja keskiputken välissä.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että rengasmainen tila toisen putken (10) ja keskiputken (2) välissä on sellainen, että vuoraus (6) ulottuessaan välikammion (8) sisään koskettaa toiseen putkeen, ennen kuin se voi murtua. 8 83341

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu väline (24) paineen tunnustelemiseksi keskiputken (2) sisällä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu väline (26) paineen muuttamiseksi ulkokammiossa (16).

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu väline (24) paineen tunnustelemiseksi keskiputkessa (2) ja väline (26) paineen muuttamiseksi ulkokammiossa (16), niin että se on sama kuin keskiputkessa tunnusteltu paine.

7 83341

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu joustava väline (28), joka on välikammion (8) sisällä ja joka täyttää välikammion tilavuuden muuttuvan osan.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että joustava väline (28) käsittää ainakin yhden vaipan sekä välineen (30) tämän ainakin yhden vaipan tilavuuden lisäämiseksi ja pienentämiseksi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että väline tämän ainakin yhden vaipan (28) tilavuuden lisäämiseksi ja pienentämiseksi käsittää kanavan (30), joka ulottuu vaipasta laitteen ulkopuolelle.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu väline (26) ennalta määrätyt ominaisuudet omaavan kaasun syöttämiseksi ulkokam-mioon (16) auttamaan laitteen virityksessä vaihtelevien taajuuksien pienentämiseksi. β 83341