FI86656B - Anordning foer vaermebehandling av ett aemne, i synnerhet infra-roedbestraolning av en kontinuerlig pappersbana i en pappersmaskin. - Google Patents

Description

: 86656

LAITE MATERIAALIN LÄMPÖKÄSITTELEMISEKSI, ERITYISESTI PAPERIKONEEN JATKUVAN PAPERIRAINAN INFRAPUNASÄTEILYTYK-SEEN - ANORDNING FÖR VÄRMEBEHANDLING AV ETT ΑΜΝΕ, I SYNNERHET INFRA-RÖDBESTRÄLNING AV EN KONTINUERLIG PAP-5 PERSBANA I EN PAPPERSMASKIN

Keksinnön kohteena on laite materiaalin lämpökäsittelyyn, erityisesti paperikoneen jatkuvan paperi-rainan infrapunasäteilytykseen ollen tarkemmin määri-10 tettynä patenttivaatimuksen 1 johdannossa.

Aiemmin on tunnettua kohdistaa esim. jatkuvaan paperirainaan paperikoneessa infrapunasäteilyä kuivaamaan rainaa kokonaan tai osittain. Tällöin infrapunasä-teily luo suuren lämpöpotentiaalin, mikä aiheuttaa 15 säteilyn jäähdytyksen tarvetta ja paperirainan suojausta rasvatahroilta ja muulta lialta, palovaaran ja epätasaista kuivumista. Tällaisen suojan aikaansaamiseksi käytetään puhallus- ja/tai imuilmavirtauksia, jotka vaikuttavat säteilyyn ja paperirainaan. Näillä ilmavir-20 tauksilla saavutetaan varma jäähdytys ilman, että kui-vausprosessin tehokkuus vähenee ja että vaikutetaan epäedullisesti rainan kulkuun. Näitä vaatimuksia ei tähän mennessä tunnettu tekniikka ole täyttänyt.

Tällaisiin laitteisiin kuuluu usein nk vas-25 taheijastin järjestettynä kääntämään paperirainan läpi kulkenut lämpösäteily takaisin paperiin. On toivottavaa, tehostettaessa kuivausprosessia, järjestää vasta-heijastin niin lähelle paperirainaa kuin mahdollista. Tähän saakka kuitenkin vastaheijastin on ollut asetet-30 tava suhteellisen suurelle etäisyydelle paperirainasta useista syistä, jotka ovat alentaneet tehokkuutta. Sama pätee myös itse säteilijään säteilylähteineen, joka on pääasiassa turvallisuussyistä ollut järjestettävä suhteellisen suurelle etäisyydelle paperirainasta aiemmin 35 tunnetuissa laitteissa, mikä on johtanut selvästi huonompaan tehokkuuteen. Suuri merkitys tässä yhteydessä on kuitenkin rainan kululla, johon liian lähelle asete- 2 86656 tut säteilijät ovat vaikuttaneet epätyydyttäväsi tietyissä paperinpainon, rakenteen, kosteuspitoisuuden, rainan pituussuuntaisen vapaan pituuden jne kombinaatioissa, johtuen jäähdytys!lmavirtauksen negatiivisista 5 vaikutuksista rainaan. Lisäepäkohtina tunnetussa tekniikassa ovat suuret tehohäviöt, kunnossapidon ja huollon suorittamisen vaikeudet, tasaisen hyötysuhteen ylläpito ja tiheä huollon tarve.

Keksinnön tarkoituksena on luoda edellä kuvatun 10 kaltainen parannettu laite, jolla ei ole mainittuja epäkohtia. Keksinnön päätarkoituksena on luoda olosuhteet käyttää laitteeseen kuuluvia komponentteja niin tehokkaasti kuin mahdollista, nostaa olennaisesti tehok-kuustasoa ja näistä eduista huolimatta saavuttaa sama 15 tai jopa parannettu turvallisuus. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on parantaa tällä alueella tekniikkaa useissa muissa kohteissa.

Nämä tarkoitukset saavutetaan keksinnön mukaisesti sillä, että edellä kuvatunlaiselle laitteelle on 20 ominaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaiset piirteet. Näiden piirteiden johdosta on mahdollista järjestää säteilijä heijastimen kanssa hyvin lähelle paperirainaa, nimittäin saavutettujen testitulosten mukaan etäisyys suojaavan lasiruudun ja paperirainan 25 välillä on 20 mm, jota voidaan verrata tunnetun tekniikan noin 50 mm:iin. Tällä tavoin saavutetaan tietysti laajempi kuivuminen ja tehokkuustasoa voidaan lisää nostaa järjestämällä vastaheijastin lähemmäksi rainaa. Näistä ominaisuuksista huolimatta on mahdollista varmis-30 taa edullinen rainan ohjaus, johon ilmavirtaukset eivät vaikuta tai vaikuttavat vain vähän. Nämä ominaisuudet myös takaavat, että laite pysyy niin puhtaana kuin mahdollista. Olennaisesti vapaiden ilmavirtausten puuttuminen johtaa tähän asti tuntemattomaan puhtausastee-35 seen, joka merkittävästi lisää tehokkuutta ja turvallisuutta.

Lisäksi limittyvien suojaavien ruutujen käy- 8665 6 3 töllä on etuna, että toleranssit ja lämpölaajeneminen eivät vaikuta asennetun lasipinnan kireyteen.

Keksinnön muut ominaisuudet ja edut käyvät selville seuraavasta selityksestä ja piirustuksista, 5 jotka kaaviollisesti esittävät edullista, mutta ei rajoittavaa, esimerkkiä keksinnöstä.

kuva 1 on poikkileikkauskuva keksinnön mukaisesta laitteesta, kuva 2 on leikkauskuva kuvasta 1 linjaa A - A 10 pitkin esittäen tilannetta, jossa on suhteellisen alhainen paine, kuva 3 vastaa kuvaa 2 suhteellisen suuren paineen tilassa, kuva 4 on osittaiskuva kuvan 2 sovelluksesta 15 tai sovellus kuvien 2 ja 3 väliltä, kuva 5 on kuvaa 4 vastaava toinen sovellus, kuvat 6 ja 7 ovat sivukuva ja päällikuva ruu-dunpitimen edullisesta sovelluksesta.

Kuvassa 1 numero 1 esittää keksinnön mukaisen 20 laitteen edullista sovellusta kokonaisuudessaan. Laitteeseen kuuluu esim. pitkänomainen ulkovaippa 2, jonka yhdessä päätyseinässä 3 on sisäänmeno 4, sivuseinät 5 ja yläsivu 6 varustettuna ulostulolla 7. Alimpana ulko-vaipassa on aukko 8, joka olennaisesti kokonaan muodos-25 taa alasivun ja jota sivuista rajoittaa kapeat laipat 9, joissa on edullisesti reunus 10, joka ulottuu sivu-seinien 5 ja päätyseinien 3 ympäri mahdollistaen helpon ja täydellisen pääsyn ulkovaipan sisään.

Alapuolelta ruudunpitimet 11 on kiinnitetty 30 laippoihin 9 ja ne kannattavat ruutuja, jotka periaatteessa peittävät aukon 8. Ruudunpitimien rakenne ja toiminta kuvataan tarkemmin kuvien 2-5 yhteydessä.

Päätyseinien 3 välissä ulottuu sisävaippa 13, jossa on yläsivu 14, sivuseinät 15 ja ala-aukko 16, 35 joka on varustettu infrapunalämmittimillä 17 heijas-timineen (ei esitetty) asennettuna sisävaippaan ja kohden paperirainaa 18, jota ohjataan ruutujen 12 uiko- 4 86656 puolella ja niiden suuntaisena. Raina kulkee joko oikealle tai vasemmalle kuvassa 1.

Sisävaipan sivuseinät 15 on järjestetty etäisyydelle ulkovaipan sivuseinistä 5 muodostamaan pois-5 toilmakanavat 19, jotka yhdistävät lämmittimien 17 välissä olevan alemman syöttöilmavyöhykkeen 20 ja ruutujen 12 sisäpuolen yläsivujen 6 ja 14 välissä olevaan yläpoistokanavaan 21, joka ulottuu ulostuloon 7 johtamaan poistoilma pois. Syöttöilmaa ja poistoilmaa 10 ohjataan täten suljetussa systeemissä. Edullisesti syöttöilma suodatetaan ennen kuin se saapuu keksinnön mukaiseen laitteeseen. Poistoilma voidaan kokonaan tai osittain käyttää esim. lämmönvaihtimissa tai muissa energiaa käyttävissä laitteissa. Poistoilma on puhdasta 15 ja se ei täten vaadi suodatusta. Vaipat tehdään edullisesti ruostumattomasta teräksestä.

Paperirainan vastakkaiselle puolelle on edullisesti järjestetty vastaheijastin 22, joka on sinänsä ennestään tunnettu ja jonka tarkoituksena on heijastaa 20 takaisin suurin osa siitä säteilystä, joka on tullut paperirainan läpi, lämmittäen täten rainaa myös lämmittimien 17 vastakkaiselta puolelta. Keksinnön ansiosta jopa vastaheijastin voidaan asentaa suhteellisen lähelle paperirainaa, noin 20 mm, kun tämä etäisyys on ennen 25 ollut noin 50 mm.

Kuten kuvasta 1 nähdään, syöttöilma jakautuu sissänmenosta tai sisäänmenoista 4 lämmittimien 17 ympäri ja/tai läpi ja läpi syöttöilmavyöhykkeen 20, josta näin muodostuu jäähdyttävä vyöhyke, kohti molempia 30 sivuja 5. Syöttöilman painetta voidaan helposti säätää siten, että sisäänmeno 4 yhdistetään ylimääräisen paineen muodostavaan tuulettimeen 23 ja/tai ulostulo 7 yhdistetään alipaineen muodostavaan tuulettimeen. Mahdollisesti keksinnön ansiosta poistoilmatuuletin on 35 tarpeeton.

Keksinnön toisen olennaisen piirteen mukaisesti ruudut 12 on järjestetty sarjaan ulkovaipan koko pituu- 5 86656 delle, ts. suorassa kulmassa kuvan 1 kuvatasoon nähden. Ruudut ylettyvät rinnakkaisten ruudunpidinten 11 väliselle koko pituudelle yhtenä kappaleena ja niiden pituus on täten 250 - 600 mm, edullisesti noin 350 mm. Leveys 5 on edullisesti vain 100 - 300 mm, sopivasti noin 150 mm. Tämä leveys näkyy kuvissa 2 ja 3, jotka myös paljastavat keksinnön toisen tärkeän piirteen, nimittäin, että ruutujen pitkien sivujen alueet 25, 26 limittyvät toistensa päälle. Limittyminen on sellaista, että muo-10 dostuneet raot 27, joko kaikki osoittavat samaan suuntaan tai esim. alkaen laitteen keskeltä, osoittavat vastakkaisiin suuntiin.

Ruutujen pitimet 11 on esitetty kaaviollisesti kuvissa 2 ja 3. Ne voi olla järjestetty jatkuviksi 15 useita paneleita varten tai esim. yksi ruutu yhtä kohti. Niissä on ura 29 ruutua tai ruutuja varten. Ura voi olla niin leveä, että limittyminen on mahdollista uran sisällä, ts. uran leveys on ainakin kaksi kertaa ruudun paksuus. Myös on mahdollista käyttää useita uria 29, 20 yksi jokaiselle ruudulle ja/tai urat ja/tai ruudunpiti-met voivat olla vinoja, kuten urat 29 on esitetty kuvassa 6. Lisäksi urien sisä- tai ulkopuolella ja niiden alemmissa päissä voi olla pysäytyselimet 30, jotka rajoittavat ruutujen liikettä tässä suunnassa. Keksinnön 25 erityisen sovelluksen mukaisesti nämä pysäytyselimet voivat muodostaa, pidentää, rajoittaa tai vaikuttaa kokonaan tai osittain näihin rakoihin 27. Kuvissa 6 ja 7 on esitettynä edullinen sovellus, missä pitimet muodostavat kallistuksen suunnassa alemman projektion 31, 30 jonka päälle tukeutuu pitimen vastakkaiselle sivulle järjestetty ylempi projektio 32. Alemman projektion 31 etureuna ja ylemmän projektion vastaava reuna ovat edullisesti vinoja niiden sovittamisen helpottamiseksi.

Uriin 29 menevät ruutujen reunat voivat olla 35 varustetut jonkinlaisella vuorauksella, tiivisteellä tai vastaavalla (ei esitettynä), jolla on tietty elastisuus rakojen 27 leveyden haluttua säätöä tai sovitusta 6 86656 varten. Periaatteessa matalassa paineenlaskussa raoissa 27 ruudut ovat kuvan 2 mukaisessa asennossa, missä syöttöilma vuotaa rakojen 27 läpi kontrolloidusti. Virtaus on samansuuntainen ja jonkin verran poispäin 5 ruuduista ja jonkin verran kohti paperirainaa, joka voi olla edullista tietyissä tapauksissa. Useimmiten kuitenkin kuvan 3 tai lähellä kuvien 3, 4 tai 5 mukaista oleva säätö on edullisin. Tällöin suhteellisen suuri paine-ero vaikuttaa raoissa 27, jotka pienenevät leveydeltään 10 vastaavasti johtuen tästä paine-erosta, kun päällekkäinen ruutualue 25 painautuu alaspäin vierekkäisen ruudun allaolevaa aluetta 26 kohti paineen vaikutuksesta. Tällä tavoin saavutetaan aina automaattinen itse-säätö, johon ei edes ajan myötä tapahtuva kuluminen 15 vaikuta. Itse raossa vallitsee alempi paine, josta johtuen päällekkäiset ruutualueet ovat kuin imeytyneinä toisiaan kohti. Jäljelle jäävän hyvin kapean raon läpi suurinopeuksinen ilmavirtaus 35 työntyy ulos yhdensuuntaisena ruutujen sen sivun kanssa, joka on paperirainaa 20 kohti, jotka ruutujen sivut samanaikaisesti pysyvät puhtaina ja jäähtyvät näiden virtausten ansiosta, jota edistää nopeudesta ja merkittävästä momentista johtuva koanda-efekti, so. ilmavirtaus imeytyy kohti rajapintaa syntyvän alipaineen vaikutuksesta. Näiden ilmavirtausten 25 tilavuus on kuitenkin niin pieni, että se ei vaikuta millään tavoin rainan kulkuun. Etuna tässä yhteydessä on myös, että osavirtaukset auttavat toisiaan yhdistyvällä imu- ja työntövaikutuksella. Osittaisvirtauksen tehoa ei täten tarvitse valita siten, että virtaus 30 helposti ja nopeasti voi jättää ruutujen ja paperirainan välisen alueen, mikä todennäköisesti aiheuttaisi pyör-teilyn kasvua johtaen rainan kulun häiriöihin. Erittäin edullista on laminaari-ilmavirtaus ruutujen ja paperirainan välissä. Suuressa paineen pudotuksessa virtaus-35 suunta on, kuten on sanottu, olennaisesti yhdensuuntainen ruutujen kanssa, jota voidaan lisäksi parantaa kapeilla ja mahdollisesti pitkillä urilla, jotka voidaan 7 86656 saavuttaa valitsemalla pidemmät limittyvät vyöhykkeet. Pienessä paineen pudotuksessa on edullista suunnata ilmavirtaukset jonkin verran enemmän paperirainaa kohti, jotta paremmin hajoitetaan rainaa ympäröivä höyrykerros.

5 Tätä virtausvyöhykettä voidaan vastaavasti säätää muun muassa paineen laskua säätämällä. Luonnollisesti voidaan käyttää erityisiä laitteita rakojen leveyden suuren-tamiseksi/pienentämiseksi, esim. nk. nivelpisteitä 36, joiden ympäri ruudut voivat kääntyä tai niitä voidaan 10 kääntää samanaikaisesti raon leveyden kasvaessa tai pienentyessä. Toisena keinona ruudun reunoja päällekkäisillä vyöhykkeillä voidaan muotoilla esim. viistämällä ja/tai pyöristämällä, joka tietyssä määrin voi vaikuttaa hajottavasti ja/tai nopeutta lisäävästi. Ruudun 15 reunat voivat olla näillä alueilla tietyllä tavoin viistettyjä muodostamaan tietyn tyyppinen suutinmuoto, jolloin saavutetaan pidentynyt kiihdytysmatka ja vast, nopeus tietyllä paine-erolla. Myös tällä tavoin urien pituutta voidaan säätää.

20 Keksinnön ansiosta ruutuja ja infrapunalämmit- timiä voidaan helposti vaihtaa, mikä on keksinnön edullinen lisäetu, jos sitä verrataan suuren ruudun poistoon useine kiinnityspisteineen, suurine painoineen ja muine epämukavuuksineen.

25 On huomattava, että ruudut voidaan järjestää vuorotellen eri tasoihin, mikä tosin johtaa vastakkaisiin suuntiin osoittaviin ilmavirtauspareihin, jotka virtaukset kuitenkin voidaan suunnitella erilaisiksi tai mahdollisesti rako voidaan tukkia.

30

Claims (10)

1. Laite (l) materiaalin lämpökäsittelemiseksi, erityisesti paperikoneen jatkuvan paperirainan (18) 5 infrapunasäteilytykseen, johon laitteeseen kuuluu useita infrapunalämmittimiä (17) järjestettynä yhdensuuntaisesti paperirainan tai vastaavan kanssa ja joita erottaa paperirainasta suojaava lasi (12), jäähdytysilmajärjes-telmän ollessa järjestettynä jäähdyttämään infrapunaläm-10 mittimiä ja suojaavaa lasia, tunnettu siitä, että suojaava lasi (12) koostuu sarjasta erillisiä osittain toistensa päälle meneviä ruutuja, jotka muodostavat tuuletusrakoja (27), jotka suuntautuvat olennaisesti yhdensuuntaisina rainan kanssa samaan suuntaan 15 tai kahteen vastakkaiseen suuntaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu edullisesti pitkänomainen ulkovaippa (2), jossa on sisäänmeno (4) yhdessä sen päätyseinistä (3) ja sivuseinät 20 (5) ja yläseinä (6) ulostuloineen (7) samoin kuin alim pana aukko (8) muodostaen olennaisesti koko alaosan ja jota sivuista rajoittaa laipat (9), jotka edullisesti on varustettu sivuseinät (5) ja päätyseinät (3) ympäröivällä reunuksella (10).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että päätyseinien (3) välissä on sisävaippa (13), jossa on yläsivu (14), sivuseinät (15) ja ala-aukko (16), jota peittää infrapunalämmit-timet (17) heijastimineen, jotka on asetettu sisävaipan 30 sisään kohti rainaa tai vastaavaa (18), joka kulkee ruutujen ulkopuolella edullisesti yhdensuuntaisena niihin nähden, ja että sisävaipan sivuseinät (15) on järjestetty etäisyydelle ulkovaipan sivuseinistä (5) muodostamaan poistoilmakanava (19), joka yhdistää läm-35 mittimien (17) ja ruutujen (12) välisen alemman syöttö-ilmavyöhykkeen (20) yläsivujen (6) ja (14) väliseen yläpoistokanavaan (21), joka yhdistyy ulostuloon (7) 9 86656 poistoilman poisjohtamiseksi.

4. Patenttivaatimuksien 1-3 mukainen laite, tunnettu siitä, että laipat (9) on alhaalta yhdistetty ruudunpitimiin (11), jotka kannattavat ruu-5 tuja (12), jotka periaatteessa peittävät aukon (8) ja että vaippaan nähden mainitun materiaalin toisella puolella on vastaheijastin (22), joka edullisesti sijaitsee suhteellisen lähellä materiaalia, esim. noin 20 - 30 mm.

5. Patenttivaatimuksien 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että syöttöilma on järjestetty virtaamaan sisäänmenosta (4) ja edullisesti lämmittimien (17) läpi ja syöttöilmavyöhykkeen (20) läpi tämän muodostamiseksi jäähdyttäväksi vyöhykkeeksi ja kohti molem-15 pia sivuja (5), ja että syöttöilmavyöhykkeen (20) painetta säädetään sisäänmenolla (4) yhdistettynä ylipainetta kehittävään tuulettimeen (23) ja/tai ulostulolla (7) yhdistettynä alipainetta kehittävään tuulettimeen (24) .

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että ruudut (12) on järjestetty sarjaan pitkin ulkoivaipan pituutta, että ruudut yhdistävät yhtenä kappaleena vastakkaisten ruudunpitimien (11) välisen koko etäisyyden ja että ruudunpitimet (11) 25 on edullisesti muodostettu läpikulkeviksi kannattamaan yhdessä useita ruutuja tai vaihtoehtoisesti jokaista ruutua erikseen.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että ruudunpitimet on varustettu 30 uralla (29) ruutua tai ruutuja varten, jolla uralla on sellainen leveys, että limittyminen tapahtuu uran sisällä, ts. ura on ainakin kaksi kertaa ruudun paksuuden levyinen tai että siihen kuuluu useita uria (29), yksi ruutua kohti ja /tai että urat tai vast, ruudunpitimet 35 on järjestetty viistoon.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että urien sisä- tai ulkopuolel- ίο 86656 le, niiden päihin lähimmäksi materiaalia on järjestetty pysäytyselimet (30), jotka rajoittavat ruutujen sisään-asettamista tässä suunnassa ja että pysäytyselimet on edullisesti järjestetty muodostamaan, pidentämään, 5 rajoittamaan tai vaikuttamaan kokonaan tai osittain näihin rakoihin (27)

8 86656

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että ruudunpitimet muodostavat viistoussuunnassa alemman projektion (31), jonka päälle 10 tukeutuu ylempi projektio (32) järjestettynä ruudun-pitimen vastakkaiseen sivuun ja että alemman projektion (31) etureuna (33) ja ylemmän projektion (32) vastin-reuna edullisesti ovat vinoja parempaa sovitusta varten.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, 15 tunnettu siitä, että uriin (29) sovittuvat ruutujen reunat on varustettu edullisesti vuorauksella, tiivistyksellä tai vast., jolla on edullisesti tiettyä elastisuutta rakojen (27) leveyden halutuksi säätämiseksi, syöttöilman ollessa järjestettynä vuotamaan rakojen 20 (27) läpi säädetysti samansuuntaisena ja suunnattuna vähän poispäin ruuduista ja vähän kohti materiaalia ja/tai että uriin (27) on järjestetty suhteellisen suuri paineenpudotus, urien leveyden vähentyessä paineenpudo-tuksen vaikutuksesta. 86656