FI84282C - Foerfarande foer att foerbaettra av funktionen av ett torparti samt en maongcylindertork foer tillaempning av foerfarandet. - Google Patents

Description

84282

Menetelmä kuivatusosan toiminnan parantamiseksi sekä menetelmää soveltava monisylinterikuivatin Förfarande för att förbättra av funktionen av ett torkparti samt en mängcylindertork för tillämpning av förfarandet 5

Keksinnön kohteena on menetelmä kuivatusosan toiminnan parantamiseksi, jota menetelmää sovelletaan monisylinterikuivattimisessa, jossa on 10 useita peräkkäisiä viiraryhmiä, joissa kussakin on kuivatusviira sekä yksi tai kaksi riviä sylinterejä, joista ainakin toisen rivin sylinterit ovat kuumennettuja kuivatussylinterejä, joiden pintaa vasten raina tulee välittömään kontaktiin kuivatusviiran kiristyspaineen puristamana.

15

Viime aikoina ovat yleistyneet sellaiset yksiviiraviennillä varustetut kuivatusosat, joissa yläsylintereinä ovat höyryllä kuumennetut kuiva-tussylinterit, joita vasten raina tulee välittömään kontaktiin kuiva-tusviiran painamana ja alasylintereinä ovat sisäisellä imulla varuste-20 tut sylinterit esim. hakijan ns. "VAC-ROLL"-(tavaramerkki)-telat, joiden rei'itetyn vaipan kautta alipainevaikutus kohdistetaan kääntösylin-terin sisätilasta sylinterivaippaa kiertävään uritukseen. Mainitulla alipainevaikutuksella pyritään pitämään raina tehokkaasti kiinni kuiva-tusviirassa rainan joutuessa alakääntösylintereillä ulkokaarteen puo-25 lelle sekä estämään rainan poikittaista kutistumista kuivatuksen edistyessä.

Tyypillisesti monisylinterikuivattimessa on 5-8 viiraryhmää ja kuivatusosan alkupäässä olevat ryhmät ovat normaalisti lyhyempiä kuin loppu-30 pään ryhmät.

Hakijan ja eräiden muiden paperikonetoimittajien käytäntönä on mitoittaa kuivatusosaan viiran kireydet niin, että maksimaalinen viirankireys on 2,5 kN/m. Käytännön ajoalueena käytetään viirankireyttä 1,7..2,0 35 kN/m. Tätä vakiollista viirankireyttä käytetään kuivatusosan koko pituudella, eikä viirankireyttä ole aiemmin oivallettu käyttää aktiivisena prosessiparametrina paperin kuivatuksessa.

2 84282

Mitä suurempi viiran kireys on, sitä suurempi on viiran aiheuttama kiristyspaine p - T/R (missä T on viiran jännitysvoima leveysyksikköä kohden ja R on sylinterin säde) ja sitä parempi kontakti on kuuman kui-vatussylinteripinnan ja rainan kesken ja sitä pienempi on poikittaisku-5 tistuma. Mitä suurempi on imusylinterien alipaine sitä suuremmalla voimalla painetaan paperirainaa alustaansa ja estetään siten sitä kutistumasta.

Mittauksissa ollaan todettu, että kuivatusosan alkupäässä jo varsin 10 pieni pitovoima riittää kutistumisen estämiseksi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusi menetelmä kuivatusosan toiminnan parantamiseksi ja sen tehokkuuden edistämiseksi ilman varsinaisia lisälaitteita ja lisäinvestointeja.

15

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen menetelmä ja kuiva-tusosakonsepti, jolla osaltaan voidaan vähentää ja tasoittaa kuivattavan rainan poikittaiskutistumaa sekä kuivata rainaa niin, että saadaan aikaan symmetrinen kuivatus ja näillä keinoin entistä pienempi paperin 20 käyristymistaipumus, esim. laserkopiointia silmälläpitäen.

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että menetelmässä monisylinterikuivattimen peräkkäisten eri viiraryhmien 25 imusylinterien alipainetasot on säädetty siten, että imusylinterien alipaine on sovitettu kasvamaan kuivatusosan alusta kuivatusosan loppua kohti, jolloin aktiivisesti on aikaansaatu kuivatusosan imusylinterei-hin sellainen alipaine, että alipaine kuivatusosan alkupään kuivatus-ryhmien imusylintereissä on huomattavasti pienempi kuin alipaine kuiva-30 tusosan loppupään kuivatusryhmien imusylintereissä, jolloin keksinnön mukaisella kuivatusosan imusylinterien alipaineen valinnalla vaikutetaan aktiivisesti paperirainan poikittaiskutistumaan sen pienentämiseksi pitämällä suurempi pitovoima niillä alueilla kuivatusosaa, joilla pitovoiman lisääminen edesauttaa kutistuman pienemistä ja vähentämällä 35 vastaavasti niiden imusylinterien alipainetta, joiden kohdalla riittää pienempi pitopaine poikittaiskutistuman estämiseksi.

3 84282

Keksinnön mukaiselle kuivatusosalle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että monisylinterikuivatin käsittää säätölaitteiston, josta johdetaan signaalitien kautta säätötiedot pumppulaitteistolle, 5 joista tuotetaan monisylinterikuivattimelle sen imusylintereille alipaineiden asetusarvot siten, että kuivatusosan alkupäässä on pienemmät alipaineet imusylintereissä kuin kuivatusosan loppupään irausylintereis-sä, jolloin alipainesäädöllä vaikutetaan pitovoimaan siellä, missä pitovoimaa tarvitaan paperirainan poikittaiskutistuman minimoimiseksi, 10 jolloin kuivatusosan alkupäässä, jossa riittää pienempi pitovoima kutistuman minimoimiseksi säädetään pienemmät alipaineet imusylintereille .

Keksinnössä on eri kuivatusryhmien viirojen kireydet ja imutelojen 15 alipaineet otettu hyötykäyttöön aktiivisina prosessiparametreina, joita keksinnön mukaisesti hyväksikäyttäen voidaan kuivatusosan käyttöä tehostaa, hylynpoisto-ongelmia vähentää ja rainan poikittaista kutistumista tasoittaa ja vähentää. Kuinka kussakin eri kuivatusosassa viiran-kireydet ja imusylinterien alipaineet viritetään rainan kuiva-ainepi-20 toisuuden funktiona, riippuu myös valmistettavan paperin laadusta ja sille halutuista laatuominaisuuksista.

Hakijan nykyisin toimittamissa kuivatusosissa on jo käytetty niin suuria kuivatussylinterien ja kääntösylinterien sekä johtotelojen ja ki-25 ristystelojen halkaisijoita, että keksinnön mukainen menetelmä on otettavissa käyttöön ilman olennaisia lisäkustannuksia ja lisäinvestointeja·

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla 30 oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovel-lusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.

Kuviossa 1 on esitetty paperin poikkisuuntainen kutistuma prosentteina 35 pystyakselilla ja vaaka-akselilla paperirainan kuiva-ainepitoisuus/kui-vatusosan pituusasema. Käyrästöllä on esitetty suoralla viivalla imu- 4 84282 sylinterin pitopaine 500 Pa, katkoviivalla pitopaine 2000 Pa ja pis-tekatkoviivalla pitopaine 4000 Pa.

Kuvio 2 esittää kaaviollista sivukuvaa keksinnön menetelmää sovelta-5 vasta kuivatusosasta.

Kuviossa 3 on esitetty paperirainan poikittaiskutistuman kehittyminen kuivatusosalla, kun kuivatusosa on jaettu kahteen imusylinterien ali-painevyöhykkeeseen.

10

Kuviossa 4 on esitetty vastaavasti paperirainan poikittaiskutistuman kehittyminen kuivatusosalla siinä tapauksessa, että kuivatusosa on jaettu kolmeen imusylinterien alipainevyöhykkeeseen.

15 Kuviossa 1 on esitetty käyrästö, jossa pystykoordinaatistossa on paperirainan poikkisuuntainen kutistuma prosentteina paperin alkuleveydestä ja vaaka-akselilla on paperirainan kuiva-ainepitoisuus prosentteina/ kuivatusosan pituusasema. Kuviossa on esitetty poikittaiskutistuma kuiva-ainepitoisuuden funktiona suoralla viivalla, kun imusylinterien 20 pitopaine on 500 Pa, katkoviivoin, kun imusylintereillä pitopaine on 2000 Pa ja tiheimmin katkoviivoin, kun esitetty pitopaine on 4000 Pa. Kuiva-ainepitoisuusalueella 0-60 % eli kuivatusosan alkualueella on imun vaikutus, oli pitopaine 500, 2000 tai 4000 Pa jokseenkin sama.

Näin ollen tällä alueella kuivatussylinteriryhmässä voidaan imuteloille 25 valita 500 Pa:n pitopaine. Alueella 60-70 % kuiva-ainepitoisuutta riittänee 2000 Pa:n pitopaine ja 70 %:n kuiva-ainepitoisuudesta ylöspäin on edullista käyttää 4000 Pa:n pitopainetta tai vielä suurempaa pito-painetta.

30 Keksinnön mukaisesti on keksinnön mukaisella kuivatusosalla huomioitu edellä mainittu seikka siten, että kuivatusosa on jaettu toiminnallisesti vähintään kahteen ryhmään niin, että pitopaine kohdistetaan vain sinne, missä se on tarpeen. Näin ollen kuivatusosan alkupäähän kodiste-taan pienempi pitopaine kuin kuivatusosan loppupäähän. Keksinnön mukai-35 sesti muutetaan edellä mainittua pitopainetta muuttamalla viiran ki- 5 84282 reyttä ja imutelojen alipainetasoa. Viiran kireys ja imutelojen alipaine on suurempi kuivatusosan lopussa kuin kuivatusosan alkupäässä.

Pitopaineen keksinnön mukainen säätö näkyy alhaisempina investointi-5 kustannuksina. Koska kuivatusosan alkupäähän tarvitaan pienempiä pito-paineita ja pienempää viirakireyttä ja pienempää imua, muodostuvat laitteiden kustannukset ja kokonaisenergiakustannukset halvemmiksi, kuin tekniikan tason ratkaisuissa. Näin ollen keksinnön mukaisessa kuivatusosakonseptissa on oivallettu ottaa pitopaine suunnittelupara-10 metriksi ja keksinnön mukaisesti on osattu muodostaa kuivatusosa siten, että kuivatusosan alkupään telojen halkaisijat on valittu pienemmäksi kuin loppupään ja samaten kuivatusosan alkupään imusylintereihin on kohdistettu pienempi alipaine ja siten pienempi pitopaine kuin kuivatusosan loppupäähän, jossa tarvitaan suurempaa voimaa paperirainan 15 poikittaiskutistuman estämiseksi.

Kuviossa 2 on esitetty tyypillinen yksiviiraviennillä varustettu mo-nisylinterikuivatin, jossa sovelletaan keksinnön mukaista menetelmää. Kuivatusosa käsittää seitsemän peräkkäistä viiraryhmää R1..R7, joissa 20 kaikissa sovelletaan yksiviiravientiä. Eri kuivatusryhmissä R^ on höyryllä kuumennettuja kuivatussylinterejä 20 ja imusylinterejä 21, joissa on rei'itetty ja uritettu vaippa 22, jonka sisällä vallitsee alipaine.

25 Kuvion 2 mukaisesti paperirata Win tuodaan puristinosalta (ei esitetty) ensimmäisen ryhmän Rl kuivatusviiralle 11 sen johtotelan jälkeiselle juoksulle ja raina W kiinnitetään kuivatusviiraan 11 imulaatikkojen alipainekentän avulla. Rainan W kuiva-ainepitoisuus kaln on yleensä alueella kain - 40 %...45 % rainan W tullessa kuivatusosalle ja ensim-30 mäiselle kuivatussylinterille 20. Rainan W lähtiessä kuivatusosan viimeiseltä kuivatus-sylinteriltä on sen kuiva-ainepitoisuus kaout -91 %...98 %. Kuivatusosan kokonaispituutta on merkitty L. Pituus L on yleensä alueella L - 60 m...100 m.

35 Kuviossa 2 on esitetty viitenumerolla 30 säätölaitteistoa, josta johtaa signaalitie 31a,31b pumppulaitteistolle 32a,32b, josta tuotetaan ali- 6 84282 paineet P1,P2,P3,P4...Pn kullekin imusylinterille 21. Näin ollen sylinterien sisälle kohdistetaan alipaine. Telojen ollessa rei'itettyjä/uri-tettuja, kodistetaan rei'ityksen/urituksen kautta pitovoima paperirai-naan. Keksinnön mukaisesti tuotetaan kunkin ryhmän RltR2lR3lR4. . . imusy-5 lintereille ryhmiin nähden erilainen alipaine siten, että alipainetaso nousee kuivatusosan matkalla. Näin pitovoima nostetaan kohti kuiva-tusosan viimeisiä ryhmiä.

Keksinnön mukaisesti voidaan lisäksi ryhmien sisällä tuottaa kuhunkin 10 sylinteriin erilainen alipaine siten, että ryhmän sisällä tuotetaan suurin alipaine aina viimeiseen ryhmän sylinteriin ja siten kohotetaan tasaisesti pitovoimaa myös ryhmien sisällä. Näin ollen on kuivatusryh-män suunnittelussa eräänä parametrina myös imusylintereihin aikaansaatu alipaine ja se voima, jolla raina painetaan kiinni viiran ja/tai telan 15 pintaan. Vastaavasti kussakin ryhmässä vaikutetaan viiran kireyteen käyttämällä parametrina viirakireyttä. Kuivatusryhmän alkupään viiran-kireys valitaan pienemmäksi kuin kuivatusryhmän loppupään viirankireys.

Näin ollen vaikutetaan siihen voimaan, jolla paperiraina painautuu 20 kuivatusalustaansa vasten aikaansaamalla halutun suuruinen alipaine ryhmien imuteloihin ja edullisesti myös aikaansaamalla halutun suuruinen viirapuristus valitsemalla viirakireys ja sylinterikoko halutun puristuksen toteuttavalla tavalla.

25 Keksinnön yksinkertaisemmassa muodossa on alipainealueet valittu siten, että alipainealueita on vain kaksi kappaletta koko kuivatusosan pituudelta.

Kuviossa 2 on eri kuivatusviirojen 11,12,13,14,15,16 ja 17 kireyksiä 30 merkitty vastaavasti Tx ,T2,T3,T4 ,T5,T6 ja T7. Esillä olevan keksinnön mukaisesti mainitut kireydet valitaan edullisesti seuraavan taulukon mukaisesti.

35 7 84282 Τχ - 1,2 - 1,5 kN/m Τ5 - 2,5 - 4,0 kN/m Τ2 - 1,4 - 1,6 kN/m Τ6 - 4,0 - 6,0 kN/m Τ3 - 1,5 - 1,8 kN/m Τ7 - 3,0 - 5,0 kN/m Τ4 - 2,0 - 2,5 kN/m 5

Edellä esitetystä taulukosta nähdään, että viiran kireyttä T kasvatetaan keksinnön mukaisesti siirryttäessä kuivatusosan alkupäästä sen loppupäähän päin.

10 Kuviossa 3 on esitetty pystykoordinaatistossa paperirainan poikkisuun-tainen kutistuma ja vaakakoordinaatistossa paperirainan kuiva-ainepitoisuus, joka kuvastaa myös paikkaa kuivatusosalla. Kuviossa 3 esitetään kuivatustapahtuman optimointi siten, että imutelojen alipaine ja siten paperirainan pitovoima on valittu optimaalisella tavalla. Lähtö-15 kohtana on kuviossa 1 esitetty käyrästö, jonka perusteella on voitu valita optimaalinen alipaine imuteloihin. Kuvion 3 kuivatusosakonsep-tissa valitaan kuivatusosan imuteloille alipaine siten, että kuivatusosan alkupään imuteloilla on 500 Pa:n alipaine ja kuivatusosan loppupään teloilla 4000 Pa:n alipaine. Kyseinen alipaine on sovitettu 20 vaihtumaan kuiva-ainepitoisuuden 60 % kohdalla. Kuviossa 3 on esitetty konseptia vastaava rainan poikittaiskutistuma kuivatusaseman (kuiva-ainepitoisuuden) funktiona.

Kuviossa 4 on esitetty optimointi käyttäen kolmea alipainetta, 500 25 Pa:n, 2000 Pa:n ja 4000 Pa:n alipainetta. Tällöin kuiva-ainepitoisuuteen 60 % asti käytetään kuivatusosan alkupäässä imuteloissa 500 Pam alipainetta, 60 %:n kuiva-ainepitoisuuskohdasta lähtien käytetään 2000 Pa:n alipainetta ja 70 %:n kuiva-ainepitoisuuskohdasta lähtien käytetään imuteloissa 4000 Pa:n alipainetta. Saadaan kuviossa 4 esitetty 30 yhdistetty käyrästö. Näin ollen keksinnön mukaisella oivalluksella vaikutetaan suotuisasti paperirainan poikittaiskutistumaan ja edelleen pienennetään investointikustannuksia, koska vaadittavat alipaineet, puhaltimet ja telat voidaan valita kuivatusosan alkupäähän pienempien pitovoimien perusteella. Näin ollen tarvitaan pienempiä alipaineita ja 35 selvitään pienemmillä energiakustannuksilla. Vastaavasti vaikutettaessa pitovoimaan viirakireyden avulla. Kuivatusosan alkupäähän tarvitaan e 84282 pienempiä pitovoimia, jolloin viirakireys voi olla kuivatuskonseptin alkupäässä pienempi kuin loppupäässä.

Claims (6)

9 84282 Patenttivatimukset

1. Menetelmä kuivatusosan toiminnan parantamiseksi, jota menetelmää sovelletaan monisylinterikuivattimessa, jossa on useita peräkkäisiä 5 viiraryhmiä (R,.Rj.R,...), joissa kussakin on kuivatusviira sekä ainakin yksi rivi kuivatussylinterejä (20) ja ainakin yksi rivi imusylinterejä (21), jolloin kuivatussylinterit ovat kuumennettuja kuivatussylinterejä (20), joiden pintaa vasten raina (W) tulee välittömään kontaktiin kui-vatusviiran (11) kiristyspaineen puristamana, ja imusylinterit (21) 10 aikaansaavat niiden sisälle tuotetun alipaineen avulla rainan pysymisen viiran pinnassa vietäessä viiraa imusylinterien (21) myötäisesti alipaineen kohdistuessa imusylinterien rei'itetyn ja/tai uritetun vaipan kautta paperirainaan, jolloin raina kiinnitetään imuvaikutuksella vii-ra/sylinteripintaa, tunnettu siitä, että menetelmässä moni-15 sylinterikuivattimen peräkkäisten eri viiraryhmien (R, ..) imu- sylinterien (21) alipainetasot on säädetty siten, että imusylinterien alipaine on sovitettu kasvamaan kuivatusosan alusta kuivatusosan loppua kohti, jolloin aktiivisesti on aikaansaatu kuivatusosan imusylinterei-hin (21) sellainen alipaine, että alipaine kuivatusosan alkupään kuiva-20 tusryhmissä (R, ,Rj...) on huomattavasti pienempi kuin alipaine kuivatusosan loppupään kuivatusryhmien .R,+2. .·) sylintereissä, jolloin keksinnön mukaisella kuivatusosan imusylinterien (21) alipaineen valinnalla vaikutetaan aktiivisesti paperirainan polkittaiskutistumaan sen pienentämiseksi pitämällä suurempi pitovoima niillä alueilla kuivatus-25 osaa, joilla pitovoiman lisääminen edesauttaa kutistuman pienemistä ja vähentämällä vastaavasti niiden imusylinterien (21) alipainetta, joiden kohdalla riittää pienempi pitopaine poikittaiskutistuman estämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 30 että menetelmässä säädetään kussakin kuivatusosan kuivatussylinteriryh- mässä (R^Rj.-.R,) imusylintereille (21) alipaine siten, että alipaine kasvaa ryhmästä toiseen siirryttäessä kuivatusosan loppua kohti.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 35 että menetelmässä säädetään yhdessä tai useammassa kuivatussylinteri- 84282 ryhmässä (RltR2...) siinä olevien imusylinterien (21) alipaine kuiva-tusosan loppua kohden kasvavaksi.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään säätölaitteistoa (30), josta johtaa signaalitie (31) pumppulaitteistolle, josta tuotetaan alipaineet (P1,P2,P3..,Pn) kullekin imusylinterille (21) niin, että imusylintereihin aikaansaadut alipaineet kasvavat kuivatusosan matkalta kuivatusosan loppua kohti ja/tai ovat enintään samat kuitenkin niin, 10 että kuivatusosalla on ainakin kaksi imusylinterien alipainealuetta, joissa ensimmäisessä kuivatusosan alkupäässä on imusylintereissä (21) pienemmät alipaineet kuin toisessa alipainealueessa, joka sijaitsee kuivatusosan lopussa.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä vaikutetaan lisäksi paperi-rainan pitovoimaan paperirainan poikkisuutaisen kutistuman pienentämiseksi viiran (11) kireyksiä (Tj...Tn) säätämällä, säätämällä viira-kireydet kuivatusosan matkalta kuivatusosan loppua kohti kasvaviksi, 20 jolloin viiran kautta kohdistetaan paperirainaan suurin pitoivoima kuivatusosan loppualueella eli siellä missä pitoa eniten tarvitaan paperirainan poikittaiskutistuman pienentämiseksi.

6. Paperikoneen monisylinterikuivatin, joka muodostuu pääasiallisesti 25 yksiviiraviennillä varustetuista sylinteriryhmistä (R1,RZ...), joissa on sellaisia sylinteriryhmiä, joissa on höyryllä kuumennetut sylinterit (20) edullisesti ylärivissä ja kääntösylinterit sopivimmin imusylinte-rit (21) edullisesti alarivissä, jonka kuivatusosan läpi raina (W) on johdettu, tunnettu siitä, että monisylinterikuivatin käsittää 30 säätölaitteiston (30), josta johdetaan signaalitien (31) kautta säätö-tiedot pumppulaitteistolle, joista tuotetaan monisylinterikuivattimelle sen imusylintereille (21) alipaineiden (Px,P2,P3. ..) asetusarvot siten, että imusylintereissä (21) kuivatusosan alkupäässä on pienemmät alipaineet kuin kuivatusosan loppupään imusylintereissä (21), jolloin 35 alipainesäädöllä vaikutetaan pitovoimaan siellä, missä pitovoimaa tarvitaan paperirainan poikittaiskutistuman minimoimiseksi, jolloin kuiva- 84282 tusosan alkupäässä, jossa riittää pienempi pitovoima reunakutistuman minimoimiseksi säädetään pienemmät alipaineet imusylintereille (21). 12 84282