FI87247C - Matningsarrangemang och -foerfarande foer en pappersmaskin foer behandling av en fibermassastroem - Google Patents

Description

+ 1 87247

Syöttösovitelma ja -menetelmä paperikonetta varten kuitu-massavirtauksen prosessointi seksi

Esillä oleva keksintö liittyy massan käsitte-5 lyyn ennen massan suihkuttamista paperikoneen viiralle. Tarkemmin esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen syöttösovitelma ja patenttivaatimuksen 12 johdanto-osan mukainen syöttömene-telmä paperikonetta varten kuitumassavirtauksen prosessoi-10 miseksi.

Paperikoneella tehdään paperia siten, että massa suihkutetaan ohuena tasosuihkuna viiralle, jolla vettä poistetaan paperinvalmistuksen ensimmäisenä vaiheena. Ennen massan suihkuttamista viiralle massasta poistetaan 15 ilmaa ja epäpuhtauksia. Jotta paperista tulisi tasainen on massan määrä suihkussa säädettävä tarkasti.

Sellun ja paperinvalmistuksessa aiheuttaa kaasun tai ilman olemassaolo sekä prosessin, lopputuotteen että massa- tai kuitususpension pumppauksen kannalta olen-20 naista haittaa. Kaasun tai ilman haitoista sellu- ja paperiprosesseissa voidaan merkittävimpinä mainita: - vaahto-ongelmat, - lopputuotteen kapilaarisuuden kasvu ja neulareikiinty-minen, 25 - epästabilius putkilinjoissa, venttiileissä ja sihdeissä jne., - pumppujen kavitoinnin kasvu, - vedenpoisto-ongelmat, - kuitujen höytälöityminen, 30 - heikentyvä muovaus viiralla.

Kuviossa 1 on esitetty tavanomainen tunnetun tekniikantason mukainen paperikoneen massan lähestymisjär-jestelmä ja lyhytkierto. Säiliössä 1 on massaa, josta tehdään paperia. Pumppu 6 syöttää tasauslaatikon 2 kautta 35 massaa neliöpainoventtiiliin 3 ja massamäärämittarin 4 ja sakeusmäärämittarin 5 kautta lyhytkiertoon. Tasauslaatikon 2 tarkoituksena on taata vakio tulopaine säätöventtiilille 3 jotta massavirtaus olisi mahdollisimman tasainen. Tämä on 2 87247 ft välttämätöntä jotta paperiin ei tulisi paksuusvaihteluita johtuen vaihtelevista massamääristä. Kuvattu systeemi massan syöttämiseksi on sinänsä hyvä mutta epätarkka jos pumpattava massa säiliössä 1 sisältää vaihtelevia määriä 5 ilmaa. Tällöin massapatsaan paino ennen säätöventtiiliä 3 vaihtelee ja syntyy vaihteluita paperikoneelle menevässä massamäärässä. Esillä olevan keksinnön yksi tarkoitus on poistaa ilmasta aiheutuva ongelma.

Paperikoneen lyhytkierrolla tarkoitetaan 10 systeemiä, jossa viiran läpi mennyt vesi kierrätetään takaisin ja käytetään laimentamaan tulomassaa, jonka sakeus on 3-5%, sakeuteen 0,5-1,0%, mikä on normaali sakeus kun massa suihkutetaan viiralle. Kuviossa 1 tulomassa tulee neliöpainoventtiilin 3 kautta sekoituspumppuun 7, josta se 15 pumpataan viiran vesialtaan 13 veden kanssa pyörrepuhdisti-men 8, ilmanpoistajan 9, peränsyöttöpumpun 10 ja konesihdin 14 kautta perälaatikkoon 11, josta massa suihkuaa tasosuih-kuna viiralle 12. Viiralta vesi painovoiman avulla valuu viiran 12 läpi viiravesialtaaseen 13 uudelleen käyttöä 20 varten.

Yllä kuvatussa lyhytkiertojärjestelmässä massaan tai veteen sekoittunut ilma aiheuttaa erilaisia ongelmia. Mikäli ilma pääsee perälaatikkoon 11 saakka ilmakuplat aiheuttavat tyhjiä kohtia massasuihkussa sen 25 levitessä viiralle. Jotta näin ei kävisi on lyhytkierto varustettu usein erityisellä ilmanpoistajalla 9, joka tavallisesti on tyhjiösäiliö, jossa kiehutetaan alipaineen avulla ilma pois. Viiravesialtaaseen 13 viiralta 12 tippuva vesi sitoo itseensä paljon ilmaa ja aiheuttaa epätasaisuut-30 ta pumpun 7 toiminnassa. Ilmapitoisuutta pyritään alentamaan tekemällä allas 13 isoksi, jolloin ilma nousee pinnalle. Kuitenkin ilmaa jää viiravesialtaseen, mikä näkyy häiriöinä lyhytkierrossa. Esillä olevan keksinnön toinen tarkoitus on poistaa näitä ilmasta johtuvia ongelmia 35 lyhytkierrossa ja tehdä iso viiravesiallas tarpeettomaksi.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on eliminoida ilmasta ja kaasuista aiheutuvia ongelmia ja samalla ♦ 3 87247 stabiloida sekä yksinkertaistaa prosessia ja tehdä tehtaan rakentamiskustannukset pienemmiksi.

Tämä päämäärä on saavutettu alussa mainituilla syöttösovitelmalla ja -menetelmällä, joille ominaiset 5 erityispiirteet on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa. Keksintö perustuu siihen uuteen perusoivallukseen, että kaasu- ja ilmaongelmat poistetaan poistamalla ilmaa ja/tai kaasua ilmaa ja/tai kaasua erottavissa pumpuissa, jolloin saavutetaan ilmavapaat tai olennaisesti lähes ilmavapaat 10 pumppu- ja massavirtaukset. Mainittujen ilmavapaiden tai olennaisesti lähes ilmavapaiden pumppu- ja massavirtojen aikaansaamiseksi käytetään keksinnön erityisen suosistelta-van toteutusmuodon mukaisesti ilmaa ja/tai kaasua erottavana pumppuna keskipakopumppua, jonka juoksupyörässä on 15 kaasusola juoksupyörän eteen keskeisesti kerääntyvän kaasun johtamiseksi juoksupyörän takapuolelle, josta kaasu poistetaan alipainetta ylläpitävän alipainelähteen, esim. tyhjö-pumpun, avulla. Milloin tulopaine pumpun imupuolella on riittävän korkea tyhjöpumppua ei tarvita vaan kaasu virtaa 20 ulos pumpusta tulopaineen ansiosta. Sopiva pumppu, joka on kaupallisesti hankittavissa esim. yhtiöstä nimeltään A. Ahlströn Corporation, Pump Industry, on kaasua erottava ns. MC-pumppu, jota tietyin rakenteellisin muunnoksin, voidaan käyttää keksinnön päämäärien saavuttamiseen, koska pumppu 25 on varsinaisesti suunniteltu kavitaation eliminointiin pumpattaessa kaasua tai ilmaa sisältäviä aineita.

Keksintöä ja sen myötä saavutettavia etuja selostetaan seuraavassa tarkemmin oheiseen kuvioon 2 viittaamalla.

30 Kuvion 2 mukaisesti ensimmäinen ilmaa erottava pumppu 16 on asennettu massasäiliön 1 jälkeiseen massalin-jaan. Pumppu 16 siirtää massan tasauslaatikkoon 2, josta massa virtaa neliöpainoventtiilin 3 kautta lyhytkiertoon. Ilmanpoiston ansiosta massapatsaan ominaispaino ennen 35 neliöpainoventtiiliä 3 pysyy vakiona ja saadaan vakio massavirta lyhytkiertoon. Samaten venttiili 3 toimii tasaisemmin johtuen tasaisesta, alhaisesta ilmamäärästä.

, 87247 4

Lyhytkierrossa viiran läpi menevä vesi kerätään uudelleen käyttöä varten kahdella tai jommallakummalla seuraavassa tarkemmin selitettävällä järjestelmällä.

Viiran alle sijoitetaan imulaatikko 15, josta 5 ilmapitoinen vesi johdetaan toiselle ilmaa erottavalle pumpulle 17. Sakeus perälaatikon jälkeen on noin 1% eli joka massatonnia kohti on 99 tonnia vettä. Imulaatikon 15 jälkeen sakeus viiralla on noin 5% eli joka massatonnia kohti on 19 tonnia vettä. Pumpun 17 kautta menee siis 80 10 tonnia vettä. Viiran 12 jälkeen massan sakeus on noin 10% eli vedenkeräyskaukaloon 19 kerääntyy noin 10 tonnia vettä massatonnia kohti. Tämä vesi yhdessä muiden vesien, kuten viiran pesusuihkujen vedet, pumpataan kolmannella ilmaa erottavalla pumpulla 18. Tällä tavalla saavutetaan kaksi 15 suurta etua; perinteinen iso vesiallas 13 (vrt. kuvio 1), johon kaikki vedet kerätään, jää pois.

perinteistä isoa viiravesiallasta 13 ei tarvita myöskään ilman erottamiseksi viiravedestä, 20 - vesivirrat ilmaa erottavien pumppujen 17 ja 18 jälkeen ovat olennaisesti ilmavapaita ja ilmaa erottavien pumppujen 17 ja 18 imukyky voidaan tarvittaessa hyödyntää imun aikaansaamiseksi viiran alla olevaan imulaatikkoon 15 ja veden imemiseksi vedenkeräi-25 lykaukalosta 19.

Ilmaa erottavista pumpuista 17 ja 18 massa ja vesi pumpataan puhdistimien 8 ja lajittimien 14 kautta perälaatikkoon 11. Puhdistimien 8 ja lajittimien 14 välillä ei ole tarpeen käyttää lainkaan pumppua, mutta niiden 30 välille voidaan haluttaessa sovittaa paineenkorotuspumppu etenkin jos keksinnön mukainen järjestelmä asennetaan vanhaan laitokseen ilman taso- ja putkistomuutoksia. Perinteistä usein käytettyä ilman erotusta puhdistimien 8 jälkeen ei myöskään tarvita, mutta mikäli ilman poistoa 35 kuitenkin halutaan tehostaa sellainen voidaan luonnollisesti lisätä keksinnön mukaiseen järjestelmään.

Ilmanpoistoa pumpuissa 17 ja 18 voidaan tehostaa aiheuttamalla pumpattavalle sulpulle isku kavitaation , 87247 tai jonkun muun sopivan iskun avulla. Tällä tavalla voidaan poistaa myös kuituihin sitoutunut ilma.

Yllä olevan selostuksen lisäksi voidaan tietysti ajatella kuvan 2 virtauskaaviolle vaihtoehtoisia kaavi-5 oita, joten keksintö ei rajoitu kuvan 2 kaavioon. Niinpä esimerkiksi pumppu 18 voidaan kytkeä pumppaamaan säiliöön 1 ja massa ohjataan venttiilistä 3 pumpun 17 imupuolelle, kuten kuviossa 2 on havainnollistettu katkoviivanuolin. Edelleen voidaan todeta, että on mahdollista poistaa massan 10 syöttöjärjestelmästä kokonaan jopa sekä kuviossa 1 että kuviossa 2 esitetty tasauslaatikko 2, jolloin massapumppu 16 syöttää olennaisesti ilmatonta ja kaasutonta massaa säiliöstä 1 suoraan joko pumpun 17 tai pumpun 18 imupuolelle. Tällöin on kuitenkin varmistettava sopivalla massavir-15 tauksen ohjauksella ja säädöllä riittävästi vakioitu syöttö massapumpulla 16 lyhytkiertoon.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja prosessin merkkittävänä etuna on, että paperikoneen massajärjestelmä yksinkertaistuu ja voidaan madaltaa. Iso viiravesiallas 13 20 jää tarpeettomaksi ja iso hankalasti sijoitettavissa oleva ilmanpoisto 9 jää ainakin joissakin tapauksissa tarpeettomaksi. Täten sekä laite- että rakennuskustannuksia voidaan huomattavasti pienetää.

Keksintöä on kuvattu edellä vain sen erään 25 edullisen sovellutusmuodon avulla. Tällä ei ole luonnollisestikaan haluttu rajata keksintöä ja kuten alan ammattimiehelle on selvää moninaiset muutokset, muunnelmat ja laitekokoonpanojen yhdistelmät ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen 30 puitteissa.

Claims (13)

1. Syöttösovitelma paperikonetta varten kuitumassavirtauk-sen prosessoimiseksi ja stabiloidun massavirtauksen johta- 5 miseksi paperikoneen rainanmuodostusosaan (12), johon sovitelmaan kuuluu putkijärjestelmä, jonka antolinja johtaa kohti mainittua rainanmuodostusosaa (12), ja jonka ensimmäinen ottolinja alkaa massasäiliöstä (1), tai tasauslaa-tikkoa (2) seuraavasta virtauksensäätöventtiilistä (3), 10 kuten neliöpainoventtiilistä, ja jonka toinen ottolinja on virtausyhteydessä mainittuun ensimmäiseen ottolinjaan ja toimii ns. lyhytkiertona viiran läpi menneen veden takai-sinkierrättämiseksi, tunnettu siitä, että sovitelmaan kuuluvan putkijärjestelmän ainakin yhdessä ottolinjassa on 15 ilmaa ja/tai kaasua poistava keskipakopumppu (16,17,18) kuitumassavirtauksen synnyttämiseksi, mainitun pumpun ollessa varustettu välineillä ilman ja/tai kaasun poistamiseksi kuitumassasta ja välineillä mainitun poistetun kaasun ja/tai ilman purkamiseksi mainitun putkijärjestelmän 20 ulkopuolelle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että a) mainitun putkijärjestelmän antolinja johtaa paperikoneen 25 perälaatikkoon (11), jonka kautta massasuspensio kerros tuu rainanmuodostusviiralle (12), b) ainakin yksi ilmaa ja/tai kaasua poistava pumppu (16) on sovitettu putkijärjestelmän ensimmäiseen ottolinjaan kuitumassan pumppaamiseksi olennaisesti kaasuttomana 30 ja/tai ilmattomana mainittun antolinjan kautta perälaa tikkoon (11), c) sovitelmaan sisältyy lisäksi välineet (15,19) perälaati-kosta (11) viiralle (12) kerrostetusta rainasta viiran (12) rainanmuodostusossa erottuneen veden ainakin 35 osittaiseksi keräämiseksi ja johtamiseksi mainitun putkijärjestelmän toiseen ottolinjaan. 7 8 7 2 4 7

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että välineisiin rainamuodostusosassa erottuneen veden keräämiseksi kuuluu imulaatikko (15), joka sijaitsee olennaisesti viiran (12) rainanmuodostusosan alla, ja 5 lisäksi viiran (12) alapuolelle sijoitettu vedenkeruukauka- lo (19) rainasta erottuneen ja imulaatikkoon (15) ohi valuvan veden keräämiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen sovitelma, tunnettu 10 siitä, että mainitussa toisessa ottolinjassa on ainakin yksi toinen kaasua ja/tai ilmaa erottava keskipakopumppu (17) olennaisesti ilmattoman ja/tai kaasuttoman veden syöttämiseksi vedenkeruuvälineistä (15) mainittuun ensimmäiseen ottolinjaan siinä virtaavan kuitumassan stabiloimi-15 seksi ja laimentamiseksi sakeuteen, edullisesti n. 0,5 - 1,0 %:iin, jollaisena kuitumassa soveltuu kerrostettavaksi perälaatikosta (11) rainamuotoon viiralle (12).

5. Jonkun patenttivaatimuksen 1-4 mukainen sovitelma, 20 tunnettu siitä, että mainitut ensimmäinen ja toinen otto- linja on kumpikin varustettu ainakin yhdellä kaasua ja/tai ilmaa poistavalla pumpulla (16,17,18) ennen mainittujen ottolinjojen liittymistä virtausyhteyteen keskenään.

6. Jonkun edeltävän patenttivaatimuksen 1-5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että yksi kaasua ja/tai ilmaa poistava pumppu (16) on sovitettu ensimmäiseen ottolinjaan välittömästi joko massasäiliön (1) tai virtauksensäätövent-tiilin (3) jälkeen. 30

6 87247

7. Jonkun patenttivaatimuksen 1-5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että toinen ottolinja on kaksihaarainen, ja että mainitut ottohaarat, ensimmäinen ottohaara imulaati-kosta (15) ja toinen ottohaara vedenkeruukaukalosta (19), 35 on kumpikin on varustettu omalla kaasua ja/tai ilmaa erottavalla pumpulla (17,18) olennaisesti kaasuttoman ja/tai ilmattoman veden syöttämiseksi mainittuun ensimmäiseen ottolinjaan ennen perälaatikkoa, ensimmäisen ottolin- 8 87247 jän massan stabiloimiseksi ja laimentamiseksi kahdessa toisiaan seuraavassa vaiheessa sakeudesta n. 3-5 % sakeu-teen n. 0,5-1,0 %, jollaisena kuitumassa soveltuu kerrostettavaksi perälaatikosta (11) rainamuotoon viiralle (12). 5

8. Jonkun patenttivaatimuksen 1-7 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että ottolinjaan sovitettu kaasua ja/tai ilmaa erottava pumppu (17) on sovitettu mainitin viiran imulaatikon pumpuksi jatkuvan alipaineen ylläpitämiseksi 10 mainitussa imulaatikossa.

9. Jonkun patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että yksi ilmaa ja/tai kaasua erottava pumppu (17) on sijoitettu viiran imulaatikon (15) pumpuksi 15 jatkuvan imun ylläpitämiseksi ja olennaisesti ilmattoman ja/tai kaasuttoman veden syöttämiseksi osaksi perälaatik-koon (11) virtaavaa massavirtaa, ja että toinen ilmaa ja/tai kaasua erottava pumppu (18) on sijoitettu viiran alapuolisen vedenkeruukaukalon (19) pumpuksi veden kierrät-20 tämiseksi siitä olenaisesti ilmattomana ja/tai kaasuttomana osaksi perälaatikkoon virtaavaa massavirtaa, ja että kolmas kaasua ja/tai ilmaa erottava pumppu (16) on sovitettu syöttämään olennaisesti ilmatonta ja/tai kaasutonta massaa mainitun toisen kaasua ja/tai ilmaa erottavan pumpun (18) 25 imupuolelle.

10. Jonkun patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että yksi ilmaa ja/tai kaasua erottava pumppu (17) on sijoitettu viiran imulaatikon (15) pumpuksi 30 jatkuvan imun ylläpitämiseksi ja olennaisesti ilmattoman ja/tai kaasuttoman veden syöttämiseksi osaksi perälaatikkoon (11) virtaavaa massavirtaa, ja että toinen ilmaa ja/tai kaasua erottava pumppu (18) on sijoitettu viiran alapuolisen vedenkeruukaukalon (19) pumpuksi veden kierrät-35 tämiseksi siitä olennaisesti ilmattomana ja/tai kaasuttomana takaisin massasäiliöön tai massasäilöstä tulevaan ensimmäiseen ottolinjaan, ja että kolmas kaasua ja/tai ilmaa erottava pumppu (16) on sovitettu syöttämään olennai- g 87247 sesti ilmatonta ja/tai kaasutonta massaa mainitun ensimmäisen kaasua ja/tai ilmaa erottavan pumpun (17) imupuolelle.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen sovitelma, 5 tunnettu siitä, että mainittu kolmas kaasua ja/tai ilmaa erottava pumppu (16) syöttää olennaisesti ilmatonta ja/tai kaasutonta massaa joko mainitun ensimmäisen tai toisen ilmaa ja/tai kaasua erottavan pumpun (17,18) tai niiden molempien imupuolelle. 10

12. Syöttömenetelmä paperikonetta varten kuitumassavirtauk-sen prosessoimiseksi, jossa menetelmässä viiran läpi mennyt vesi kerätään ja kierrätetään paperikoneen massasäiliöltä (1) tulevaan ja rainanrouodostusosaan (12) syötettävään 15 massavirtaan, tunnettu siitä, että viiran läpi menneestä vedestä erotetaan kaasua ja/tai ilmaa kaasua ja/tai ilmaa erottavalla pumpulla (17,18) ja olennaisesti kaasutonta ja/tai ilmatonta vettä syötetään samalla kaasua ja/tai ilmaa erottavalla pumpulla (17,18) rainamuodostusosaan (12) 20 syötettävään massavirtaan sen stabiloimiseksi ja laimentamiseksi viiralle kerrostamiseen sopivaan sakeuteen, edullisesti 0,5-1,0 %.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu 25 siitä, että rainanmuodostusosaan syötettävän massavirtauk- sen sakeus laimennetaan kahdessa vaiheessa, imulaatikosta (15) syötettävällä olennaisesti ilmattomalla ja/tai kaasut-tomalla vedellä ja vedenkeruukaukalosta (19) syötettävällä olennaisesti ilmattomalla ja/tai kaasuttomalla vedellä. 30 10 87247