FI88059B - Foerfarande i ett torkningsparti med enkelt viradrag och viragrupp foer ifraogavarande torkningsparti - Google Patents

Description

88059

Menetelmä yksiviiraviennillä varustetussa kulvatusosassa ja kyseisen kuivatusosan viiraryhmä Förfarande i ett torknlngsparti med enkelt viradrag 5 och vlragrupp för ifrägavarande torkningsparti 10 Keksinnön kohteena on menetelmä yksiviiraviennillä varustetussa paperikoneen tai paperin jälkikäsittelykoneen kulvatusosassa, jossa kuivattava paperiraina johdetaan kuivatusviiran kannattamana vuoroin kuivatus -sylinterien kuumennettujen sylinteripintojen ja vuoroin kääntötelojen tai vastaa-vien yli niin, että mainituilla kuivatussylintereillä pape-15 riraina tulee välittömästi kuumennettua sylinteripintaa vasten ja kään-töteloilla paperiraina tulee kuivatusviirasilmukan ulkopinnalla ulko-kaarteen puolelle.

Lisäksi keksinnön kohteena on paperikoneen monisylinterikuivattimen 20 viiraryhmä, joka käsittää yhden tai useampia sileäpintaisia ja solidi -vaippaisia kuumennettuja kuivatussylinterejä ja niiden läheisyyteen sijoitettuja kääntöteloja tai vastaavia kuivatussylinterejä, joka viiraryhmä käsittää johtotelojen ohjaaman kuivatusviirasilmukan, joka on järjestetty kaartumaan mainittujen kuivatussylinterien ja kääntötelojen . 25 yli siten, että kuivatussylinterit ovat kuivatusviirasilmukan ulkopuo lella ja kääntötelat kuivatusviirasilmukan sisäpuolella ja että kuiva-tusviira on sovitettu painamaan kuivattavaa paperirainaa kuivatussylinterien kuumennettua sylinteripintaa vasten ja paperiraina on sovitettu kaartamaan mainitun kuivatusviiran ulkopinnalla kääntötelojen yli pape-30 rirainan kulkiessa edelliseltä kuivatussylinteriltä seuraavalle kuiva-tussylinterille.

Paperikoneen monisylinterikuivattimissa käytetään paperirainan johtamisessa joko ns. kaksiviiravientiä ja/tai yksiviiravientiä. Kaksiviira-35 viennissä kuumennetut kuivatussylinterit on järjestetty kahteen päällekkäiseen vaakariviin, joissa peräkkäiset sylinterit ovat ylä- ja alarivissä lomittain. Tällöin kussakin sylinteriryhmässä kaksi kuiva-tusviiraa ns. yläviira ja alaviira, joilla paperirainaa painetaan kuu- 2 88059 mennettuja kulvatussylinterlpintoja vasten sylinterien lomiin sijoitettujen johtotelojen ohjaamina. Kaksiviiraviennissä rainalla on yleensä vapaat tukemattomat vedot sylinteririvien välisinä juoksuinaan.

5 Viimeaikoina on kuivatusosissa yleistynyt yksiviiravienti, jossa sylin-teriryhmässä käytetään vain yhtä kuivatusviiraa, jonka tukemana paperi-raina kulkee koko ryhmän läpi. Yksiviiraviennissä käytettiin aikaisemmin yleisesti kahta päällekkäistä riviä kuivatussylinterejä, mutta nykyisin vain yhtä riviä kuivatussylinterejä, jolloin toisessa rivissä 10 on ilman lämmitystä olevat kääntötelat. Mainitut sylinterit, kääntö-telat ja kuivatusviira on siten järjestetty, että kuivatusviira painaa kuivattavaa rainaa sylinteripintaa vasten ja kääntöteloilla raina on ulkokanrteen puolella. Kääntötelat ovat kulvatusvlirasllmukan sisällä. Yksiviiraviennillä varustetuissa kuivatusosissa käytetään kääntöteloina 15 yleisesti imuteloja esim. hakijan tavaramerkillä "VACROLL" markkinoimia uritetulla ulkovaipalla varustettuja imuteloja, joiden imuvaikutuksella edistetään paperiradan pysymistä kuivatusviiran ulkopinnalla imukääntö-telojen kääntösektoreilla.

20 Yksiviiraviennissä on kaksiviiravientiin nähden eräänä olennaisena etuna se, että paperirainan vapaat tukemattomat vedot saadaan vältetyksi. Tämän vuoksi yksiviiravientiä käytetäänkin yleisesti etenkin kuiva-tusosan etupuolella, jossa raina on kosteampaa ja täten heikompaa sekä katkoille ja venymille alttiimpaa.

Λι

Viimeaikoina on myös yleistyneet sellaiset kuivatusosat, joissa käytetään pelkästään yksiviiravientiryhmiä. Tällöin voidaan käyttää joko ns. normaaliryhmiä, joissa kuivatussylinterit ovat ylärivissä ja kääntötelat alarivissä tai lisäksi joitakin ns. käännettyjä ryhmiä, joissa 30 sylinterit ja mainitut telat ovat päällekkäisesti päinvastoin sijoitettuja. Tyypillisessä täysin yksiviiraviennillä varustetussa kuivatus-osassa on esim. seitsemän peräkkäistä viiraryhmää.

Yksiviiraviennillä varustetuissa kuivatusosissa, etenkin niiden jälki-35 puolen viiraryhmissä, on ilmennyt kuivatusviiran paperin puoleisen pinnan keskimääräistä voimakkaampaa kiillottumista ja kulumista. Tähän on |j 3 88059 syyksi havaittu yksiviiraviennissä syntyvä viiran ja paperiradan nopeusero, joka syntyy aina tilanteissa, joissa paperirata saman kuiva-tusviiran tai huovan pinnalla kulkiessaan on telojen kohdilla vuoroin ulommaisena ja vuoroin viiran ja telan välissä. Tätä nopeuseron synty-5 mistapaa selostetaan myöhemmin tarkemmin oheisten piirustusten kuvioihin viitaten. Paperin ja viiran keskeinen nopeusero synnyttää niiden välille eräänlaista "hiertämistä", joka kuluttaa viiran paperin puoleista pintaosaa ja saattaa myös aiheuttaa haitallisia muutoksia paperin pinnan laatuominaisuuksiin.

10

Kuivatusosan alkupäässä, jossa paperirata on märempää ja näin ollen elastisempaa, paperiradan muodonmuutokset yleensä suurimmaksi osaksi pystyvät kompensoimaan kyseistä viiran ja paperin välistä nopeuseroa. Paperin edetessä kuivatusosalla ja kuivuessa sen elastisuus pienenee 15 samalla kun paperiraina jossain määrin kutistuu. Esimerkiksi edellä mainitussa seitsemällä yksiviiravientiryhmällä varustetussa kuiva-tusosassa paperin kuiva-ainepitoisuus 6. ryhmän alussa on luokkaa 65-70 % ja kuivatusosan lopussa 90-98 %. Paperin mainitulla kuiva-aine-alueella sen joustavuus ei enää riitä kompensoimaan kuivatusviiran ja 20 paperiradan keskinäisistä nopeuseroista aiheutuvia edellä mainittuja haittoja.

Mainitut viiran keskimääräistä huomattavasti suurempaan kulumiseen j liittyvät ongelmat yleensä alkavat jyrkästi lisääntyä ja tulla merkit- 25 täväksi epäkohdaksi kun paperiradan kuiva-ainepitoisuus ylittää noin 60-65 %.

Viiran ja paperiradan nopeuserot saattavat aiheuttaa myös muunlaisia ongelmia kuten paperin pölyämistä ja joillakin lajeilla myös muita 30 lähinnä paperin laatuun liittyviä haittatekijöitä. Lisäksi erityisesti suhteellisen kuivan radan kiristyminen viiraryhmän sisällä aiheuttaa ajettavuusongelmia mm. katkojen muodossa.

Kuten myöhemmin esitettävistä laskentakaavoista ja esimerkkikuvioista 35 selviää, kuivattavan paperin ja sitä kannattavan kuivatusviiran nopeus-eron pienentäminen on mahdollista kuivatusviiraa ohentamalla, mitä 4 88059 ongelmien vähentämiseksi eräissä paikoissa on kokeiltukin. Riittävän ohuen kuivatusviiran valmistuksessa törmätään kuitenkin huomattaviin vaikeuksiin, sillä esim. 1.1 mm paksuisen kuivatusviiran valmistus ja käyttö on jo "taidetta", kun taas 1,5 mm paksuinen kuivatusviira on 5 valmistukseltaan ja käytöltään aivan tavanomaista.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusia ratkaisuja edellä kosketeltuihin ongelmiin.

10 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kyseisiä ratkaisuja sekä mene-telmäteknisin toimenpitein että kuivatusosan rakenneratkaisun sekä yksiviiravientiin tarkoitettujen kuivatusviirojen rakenneratkaisujen avulla.

15 Edellä ja seuraavassa puhutaan yksikertaisuuden vuoksi vain kuivatus-viiroista, mutta tällä termillä tarkoitetaan yleisesti kaikkia kuiva-tuskudoksia, myös sellaisia kuivatuskudoksia, joiden rakenne on huopa-mainen.

20 Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että sitä paperirainan nopeuseroa, joka kuivatusosan käydessä paperirainalla olisi mainittujen kuivatussylinterien ja mainittujen kääntötelojen kääntösektoreilla ja joka nopeusero aiheutuu kuivatusviiran paperipin- 25 nan nopeusvaihteluista mainittujen kuivatussylintereiden ja kääntö-telojen välillä, pienennetään kuivatusviiran paksuussuuntaisen rakenteen mitoituksella ja materiaalivalinnoilla.

Keksinnön mukaiselle kuivatusosalle on puolestaan pääasiallisesti tun- 30 nusomaista se, että mainitulla kuivatusviiralla on sen paksuussuunnassa epäsymmetrinen rakenne, jonka vakionopeustaso eli taivutuksen neutraa-litaso on järjestetty kuivatusviiran paksuussuunnassa viiran paperin-puoleisen pinnan ja viiran keskitason välille.

35 Ne ongelmat, jotka keksinnöllä poistetaan ja keksinnön tarjoamat edut esiintyvät erityisen korostuneesti moderneilla nopeakäyntislllä paperi- 5 88059 koneilla, joiden nopeudet ovat tai tulevat tulevaisuudessa olemaan luokkaa 900-1800 m/mln tai ylikin.

Keksintöä voidaan soveltaa joko paperikoneiden tai paperin jälkikäsit-5 telylaltteiden uustuotannossa tai jo olemassa olevien kulvatusoslen toiminnan parantamisessa.

Vaikka seuraavassa keksintöä onkin selostettu pääasiallisesti viittaamalla paperikoneen vaakasuuntaisiin monisylinterikuivattimiin, voidaan 10 keksintöä soveltaa myös erilaisissa paperin jälkikäsittelylaitteissa kuten päällystyslaitteissa tai liimapuristimissa, esimerkiksi niiden välikuivattimissa. Keksintöä voidaan soveltaa myös sellaisissa moni-sylinterikuivattimissa, joissa sylinteriryhmien kuivatussylinterit ja kääntötelat ovat pystyriveissä tai kaltevissa riveissä.

15

Korostettakoon, että vaikka keksintöä seuraavassa selostetaankin viittaamalla nimenomaan sellaiseen rakenteeseen, jossa käytetään kuumennettujen kuivatussylinterien lisäksi kuumentamattomia kääntöteloja, sopi-vimmin imukääntöteloja, kuuluvat keksinnön piiriin myös sellaiset van-20 hemmat kuivatusosat, jossa on kääntötelojen sijasta vastaavat kuivatus-sylinterit. Keksinnön piiriin kuuluvat myös sellaiset kuivatusosat, '···' joissa käytetään kylmiä sylinterejä myös päällekkäisissä riveissä.

Kyseisiä kylmiä sylinterejä käytetään etenkin paperinpäällystyskoneis-: sa.

25

Ennestään tunnetaan eräitä sellaisia kuivatusviiroja, Joiden paksuus-suuntainen poikkileikkaus on epäsymmetrinen, mutta tämän epäsymmetri-syyden ja kuivatusviIran siihen liittyvät rakenneratkaisut ovat sanelleet muut seikat kuin keksinnön mukainen yksiviiraviennin mainittujen 30 nopeuserojen vähentäminen ja minimointi. Epäsymmetristen viira- ja . . huoparakenteiden osalta viitataan esimerkinomaisesti seuraaviin patent ti julkaisuihin: US-4186780, SE-227396 ja SE-429769.

Nimenomaan viiran paperipinnan nopeuden pysyminen mahdollisimman va-35 kiona on myös keksinnön kannalta tavoiteltu asiantila. Teoriassa pape- 6 88059 rlpinnan vakionopeus on ihannetila, mutta käytännössä aivan tähän ei ole mahdollista päästä.

Teoriassa radan ja viiran neutraalitason (- vakionopeustason) nopeudet 5 ovat samat - mitä menee sisään, tulee myös ulos. Käytännössä radan kutistuminen ryhmän sisällä myös konesuunnassa aiheuttaa minimaalisen pienen nopeuseron radan ja kuivatusviIran välille. Radan nopeus voi myös asettua samaksi viiran paperipinnan nopeuden kanssa, jolloin radan nopeus on pitovoimista riippuen joko viiran paperipinnan nopeus kään-10 töimutelan kohdalla tai kuivatussylinterillä - mahdollisesti jopa jotain tältä väliltä.

Seuraavassa keksintöä ja sen teoreettista taustaa selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioihin ja niissä esi-15 tettyihin keksinnön edullisiin sovellusesimerkkeihin.

Kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvana koko pituudeltaan yksiviira- viennillä varustettua kuivatusosaa.

20 Kuvio 2 esittää sivukuvana yksiviiraviennin viiraryhmän osaa.

Kuvio 3 esittää kaaviollisesti rainan ja viiran paksuuden osalta ja suuresti liioitellussa mittakaavassa keksinnön kannalta olennaisia parametrejä.

: 25

Kuvio 4 esittää periaatteellista poikkileikkausta keksinnössä sovellettavasta epäsymmetrisestä kuivatusviirasta.

Kuvio 5 esittää konesuuntaista poikkileikkausta keksinnössä sovelletta-30 vasta eräästä epäsymmetrisestä kuivatusviirarakenteesta.

Kuvio 6 esittää pylväsdiagrammina paperin nopeuksia yksiviiraviennin kääntöimutelalla ja kuivatussylinterillä Ja niiden erotuksia eri paksuisilla ja erilaisen epäsymmetrian omaavilla viiroilla.

n 35 7 88059

Kuvio 7 esittää kuvion 1 tapaisen seitsemällä yksiviiraryhmällä varustetun kuivatusosan kuivatussylinterien ja niiden viereisten kädntöimu-telojen nopeuksia eri viiraryhmissä sekä simuloitua rainan kuiva-aine-prosentin (k-a %) kehittymistä.

5

Kuvion 1 mukaisesti kuivattava paperiraina tuodaan paperikoneen puris-tinosalta monisylinterikuivattimelle nuolen Win kohdalla. Kuivatusosa käsittää seitsemän peräkkäistä viiraryhmää Ri...R7. Viimeiseltä viira-ryhmältä R7 kuivattu paperirata W poistuu nuolen Wout suunnassa rullauk-10 seen tai jälkikäsittelyyn. Tällöin rainan W kuiva-ainepitoisuus on 90-98 %, kun se rainan monisylinterikuivattimelle tullessa on luokkaa 35-40 %.

Kuviossa 1 ja 2 esitetty kuivatusosa muodostuu kuumennetuista kuivatus-15 sylintereistä 10, joilla on solidi Ja sileä ulkovaippa 10', jota vasten kuivattava raina W painetaan kuivatusviiralla 11. Kuvioiden 1 ja 2 mukaisesti kuivatussylinterit 10 sijaitsevat johtotelojen 24 ohjaaman kuivatusviIran 11 silmukan ulkopuolella. Vierekkäisten sylinterien 10 lomissa on kuivatusviirasilmukan 11 sisäpuolelle sijoitetut kdäntöimu-20 telat 20 sopivimmin hakijan "VACROLL"-telat, joiden rakenne selviää esim. hakijan FI-patenteista nrot 82849 ja 83680.

Kuvion 1 mukaisesti on eri viiraryhmien Rx...R7 viiroja merkitty viitteellä ll1...ll7. Viiraryhmien ll1...ll7 välillä on rainalla suljettu 25 vienti. Viiraryhmät R^-.Rs ja R7 ovat ns. normaaleja ryhmiä, joissa kuivatussylinterit 10 ovat ylärivissä ja kääntötelat 20 alarivissä.

Ryhmä Re on käännetty ryhmä, jossa kuivatussylinterit 10 ovat alarivissä Ja kääntötelat ylärivissä 10. Kuviossa 1 on viitenumeroin 21 esitetty kääntöimutelojen 20 imuyhteitä, jotka on yhdistetty sinänsä tunnettuun 3 0 imupumppuun.

Kääntötelat 20 on varustettu revitetyllä ja uritetulla vaipalla 20', jonka kautta telan 20 sisältä vaikuttaa alipaine. Tällä edistetään rainan W pysymistä kääntötelojen 20 kääntösektorilla sen ollessa ulkoa-35 päin tukemattomana ulkokaarteen puolella. Kuivatussylinterien 10 alapintaa vasten on sovitettu toimimaan kaavarit 22, joiden terät 23 pitä- 8 88059 vat sylinteripintoja 10' puhtaana. Kuivatusviiran 11 ja rainan W yhteisille suorille juoksuille kuivatussylinteriltä 10 kaäntötelalle on järjestetty vaikuttamaan puhalluslaatikot 21, joilla pyritään estämään rainaa W viirasta 11 haitallisesti irrottamaan pyrkivien paine-erojen 5 syntyminen avautuviin nippitiloihin N- sekä sulkeutuviin nippitiloihin N+.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetty edellä selostettu kuivatusosa on sinänsä tunnettu ja se on tässä yhteydessä selostettu vain keksinnön taustaksi ja 10 erääksi tyypilliseksi ja edulliseksi sovellusympäristöksi.

Seuraavassa selostetaan lähinnä kuvioon 3 ja sen merkintöihin viitaten keksinnön teoreettista taustaa. Kuvion 3 merkinnät ovat seuraavat: 15 D - kuivatussylinterien 10 halkaisija d - kääntöimutelojen 20 halkaisija A - kuivatusviiran paksuus e - paperirainan W paksuus N - kuivatusviiran epäsymmetrisyysprosentti 20 tx - kuivatusviiran 11 vakionopeustason eli taivutuk sessa T-T neutraalitason etäisyys kuivatusviiran 11 paperin W puoleisesta pinnasta 12 t2 - mainitun viiratason T-T etäisyys kuivatusviiran 11 kääntöimutelan vaipan 20' puoleisesta pinnas-25 ta 13

Vx - paperiradan W nopeus kuivatussylinteriltä 10 V2 - paperiradan W nopeus kääntötelalla 20 Vn - kuivatusviiran neutraalitason T-T nopeus Vs - kuivatussylinterin 10 sylinteripinnan 10' nopeus 30 Vv - kääntötelan 20 sylinteripinnan 20' nopeus Z - neutraalitason T-T etäisyys viirasilmukan sisäpinnasta

Edellä esitettyjen suureiden välille voidaan johtaa seuraavat yhtälöt: Z - (N %) * A (1) 35 li 9 88059 tl - (1 - N) * A (2) t2 - N * A - Z (3)

Vn - Vv(d+2NA)/d (4) 5 Vn - Vs(D+2e+2A(l-N))/D (5) VI - Vn(D+e)/(D+2A(l-N)+2e) (6) V2 - Vn(d+2A+e)/(d+2NA) (7) V2-V1 = Vn (-^A+e - -- ) (8) d+2NA D+2AU-N) +2 e 10 V2-VS = Vn ( - -j———-r-) (9) d+2NA D+2A(l-N)+2e

Vs-Vv = Vn ( --- - d ) (10)

D+2e+2A(l-N) d+2NA

15 Seuraavassa esityksessä käytetään viiran neutraalitason paikkaa ja sen : keksinnön mukaista epäsymmetrisyyttä määriteltäessä epäsymmetrisyys- prosenttia N, joka määritellään N - neutraalitason etäisyys viiran pohjapuolen (ei paperipuoli) pinnasta prosentteina viiran paksuudesta : t. Täten täysin symmetrisellä viiralla N - 50 % ja keksinnön tavoiteti- -·- 20 lassa N - 100 %.

Keksinnön kannalta ihannetilanne olisi, että viiran taivutuksen neut-raalitaso eli vakionopeustaso olisi viiran paperia vasten tulevan pinnan tasossa ja mitä kauemmas siitä joudutaan sitä huonommaksi tilanne 25 muuttuu. Käytännössä päästään edellä mainittuun epäsymmetrisyysprosent-tiarvoon N - 90 % ja siitä ylikin. Keksinnön tavoitteisiin päin päästään aina kun epäsymmetrisyysprosentti N > 50 % ja hyöty riippuu käyte- 10 88059 tyn viiran paksuudesta. Käytännössä kuitenkin keksinnön tarjoamat edut tulevat jo merkittävästi esille kun N > 60 %.

Edellä esitetyissä kaavoissa on epäsymmetrisyysprosentti N esitetty 5 yksinkertaisuuden vuoksi desimaalilukuna niin, että N- 50% -> N - 0,5 ja esim. N — 80 % -> N - 0,8.

Seuraavassa esitetään laskuesimerkki edellä esitetyillä yhtälöillä (1) - (10) olettaen seuraavat tyypilliset lähtöarvot: 10 D - 1,83 m d - 1,5 m A - 1,5 mm e - 0,1 mm 15 tl - t2

Edellä on siis oletettu, että kuivatusviira 11 on rakenteeltaan symmetrinen (tx - t2) ja paperirata W on täysin elastinen konesuunnassa.

Edellä esitetyillä arvilla voidaan laskea teoreettisesti seuraavat 20 nopeuserot: V2 - VI - 1,9 m/min.

V2 - Vs - 2,0 m/min Vs - Vv - 0,07 m/min ' 25

Nopeudet Vs ja Vv voidaan mitata hyvin tarkasti. Edellä esitetty teoria pitää käytännön mittausten kanssa hyvin yhtä edellä kuvion 1 yhteydessä . selostetun kuivatusosan ryhmillä 1-6 ja myös ryhmällä 7, kun paperirai- na W ei ole päällä.

30

Kuviossa 4 on esitetty kaaviollisesti poikkileikkaus keksinnössä sovellettavasta epäsymmetrisestä kuivatusviirasta 11, joka on rakenteeltaan epäsymmetrinen nimenomaan niin, että sen vakionopeustaso eli taivutuksen neutraalitaso T-T on viiran paksuussuunnassa viiran 11 paperin W . 35 puoleisen pinnan 12 ja viiran keskitason K-K välillä. Kuviossa 4 on esitetty viira 11 kaaviollisesti muodostetuksi kahdesta kerroksesta 14 11 88059 ja 15, joista kerroksen 14 ulkopinta muodostaa kuivatusviiran 11 paperia W vasten tulevan pinnan 12 Ja toisen kerroksen 15 ulkopinta muodostaa pinnan 13, joka tulee kääntösylintereillä 20 niiden sylinteripintaa 20' vasten. Kerros 14 on olennaiset! ohuempi kuin kerros 15 ja kerrok-5 sen 14 kimmomoduli olennaisesti suurempi kuin kerroksen 15 vastaava kimmomoduli. Täten taivutuksen neutraalitasoksi T-T voidaan määritellä se taso, jossa esijännittämättömässä tilassa taivutettaessa puristus-jännitys vaihtuu vetojännitykseksi viiran 11 paksuussuunnassa.

10 Edellä yhtälössä (1) määritelty epäsymmetrisyysprosentti N on keksinnössä N > 50 %, yleensä N - 60-99 %, sopivimmin N - 70-95 %. Keksinnön mukaisella epäsymmetrisellä kuivatusviiralla 11 on luonnollisesti muut kuivatusviiralle 11 sopivat ominaisuudet kuten rataa U vasten tulevan pinnan 12 tasaisuus- ja adheesio-ominaisuudet ja permeabiliteetti, joka 15 on tyypillisesti alueella 1000-2000 m3/hm2. Keksinnön mukaisen epäsymmetrisen viiran takapinta 13 pyrkii tulemaan normaalisti karheammaksi niin, että se kuljettaa mukanaan entistä enemmän ilmaa kuivatusviiran 11 ja kääntöimutelan 20 välisiin sulkeutuviin nippitiloihin N+. Tätä tarkoitusta varten tarvitaan edellä mainitut kuviossa 2 esitetyt puhal-20 luslaatikot 21, joita hakija markkinoi tavaramerkillä "UNO RUN BLOW BOX". Muita erityisvaatimuksia keksinnön mukaiselle epäsymmetriselle viiralle 11 ei yleensä tarvitse nykytietämyksellä asettaa.

: : : Kuviossa 5 on esitetty eräs poikkileikkaus keksinnössä sovellettavasta • 25 epäsymmetrisestä viirasta, jonka neutraalitaso T-T on siis viiran 11 :\j paperipinnan 12 puolella. Viira 11 muodostuu kolmesta yhteen ,: integroidusta kuteiden 14a,18a ja 18b kerroksista. Paperin W puoleisen pinnan 12 kuteet 14a on liitetty toisiinsa loimilangoln 17 niin, että kerroksen 14a kimmomoduli on olennaisesti suurempi kuin kerrosten 18a 30 Ja 18b kimmomoduli. Kerroksessa 18a ja 18b on suhteellisen "löyhät" loimilangat 19. Loimina ja kuteina voidaan käyttää sopivia muovi-Ja/tai metallimateriaaleja niin, että saadaan aikaan keksinnön mukainen ·: epäsymmetrinen viirakokonaisuus, jolla on muutoinkin yksiviiraviennin kuivatusviiralle sopivat ominaisuudet.

Kuviossa 6 on esitetty pylväsdiagrammina paperin teoreettisia las- . x 35 i2 88059 kettuja nopeuksia yksiviiraviennissä, kun imutelan 20 kehänopeus Vv - 1000 m/min, kuivatussylinterin halkaisija D - 1830 mm ja kääntöimu-telan 20 halkaisija d - 1500 mm. Kuvion 6 pystyakselina on paperin W nopeus m/min. Ensimmäisenä pylväikkönä on paperin nopeus V2 kääntöimu-5 telalla 20 kuivatusviiran eri paksuuksilla A - 1,1 mm, A - 1,35 mm, A — 1,5 mm ja kolmella eri epäsymmetrisyysprosenttilla N — 50 %, N - 75 % ja N - 85 %. Vastaava viiden pylvään sarja on esitetty sylinterin 10 nopeuksista Vx ja pylväsdiagrammin oikealla puolella on esitetty em. nopeuksia V2 ja Vx vastaavat nopeuserot V2 - V7. Viimemainitusta 10 havaitaan, että kun 1,5 mm:n paksuisen viiran 11 epäsymmetrisyys lisätään arvosta N - 50 % arvoon N - 85 %, pienenee nopeusero V2 - V7 1,9 promillesta 0,65 promilleen. Vastaavasti kun 1,1 mm paksuisen viiran 11 epäsymmetrisyyttä lisätään 50 %:sta 75 %:iin, pienenee nopeusero V2 - Vx 1,45 promillesta 0,8 promilleen.

15

Kuviossa 7 on esitetty mitatut kuivatussylinterien 10 kehänopeudet Vs ja kääntöimusylinterien 20 vastaavat kehänopeudet Vv (musta pylväs - Vs ja vinoviivoitettu pylväs - Vv). Ryhmissä R^Rg ei ole havaittavissa olennaista nopeuseroa Vs - Vv, koska paperirata W tällöin joustaa riittäväs-20 ti. Kuviossa 7 ryhmän R7 nopeudet käyttäytyvät esitetyn teorian vastaisesti, koska ryhmässä R7 ilmenee vapaasti pyörivillä kuivatussylinte-reillä 10 teoriaa suuremmat nopeudet, mikä on osoituksena juuri niistä :, · nopeuseroista aiheutuvista ongelmista, jotka keksinnöllä poistetaan.

: : : Kuvioon 7 on merkitty katkoviivalla simuloitu kuiva-aine-pitoisuus K

: 25 prosentteina (oikeanpuoleinen pystyakseli). Ne ongelmat, jotka keksin- : nöllä on tarkoitus poistaa alkavat kuiva-ainepitoisuuden saavutettua : arvon K = 60-65 % ja tätä suuremmilla kuiva-ainepitoisuuksilla keksin- ·· nön mukaisen epäsymmetrisen viiran 11 käytön edut tulevat erityisen korostuneesti esille.

30 KOE-ESIMERKKI:

Nopeusmittauksilla hakijan Rautpohjan koepaperikoneen 1. kuivatusryh-mässä pyrittiin selvittämään, voidaanko epäsymmetristä kuivatusviira-, .·. 35 rakennetta käyttämällä pienentää em. haitallista nopeuseroa viiran ja ·· paperiradan välillä. Mittauksissa käytettiin sellaista kaksiviiravien- ti i3 88059 nln viiraa, joka oli rakenteeltaan epäsymmetrinen ja jonka voitiin olettaa toimivan epäsymmetrisellä tavalla. Tässä epäsymmetrisyydellä tavoiteltiin tilannetta, jossa viiran paperipinnan nopeus kuivatusryh-mässä pysyy mahdollisimman vakiona. Epäsymmetristä koeviiraa ajettiin 5 viiran normaali paperipuoli viirasilmukassa sekä ulospäin että sisäänpäin tulosten varmistamiseksi. Koekoneella normaalisti käytettävällä kuivatusviiralla suoritettiin lisäksi vertailumittauksia.

Mittauksissa koeviiran epäsymmetrisyydeksi saatiin toisin päin ajetta-10 essa N - 31-38 % ja toisin päin N - 71-76 %. Vertailuviiralla arvot normaaliajossa olivat N - 43-50 % eli vertailuviira oli lähes symmetrinen. Mainittu epäsymmetrisyysarvo kuvaa viiran vakionopeuslinjan eli taivutuksen neutraalitason etäisyyttä viiran imukääntötelan puoleiselta pinnalta niin, että viiran koko paksuutta edustaa %-luku 100 %.

15

Edellä selostetut tulokset osoittavat, että kuivatusviiran rakenteen epäsymmetrisyydellä voidaan vaikuttaa viiran pinnan ja paperiradan välisiin nopeuseroihin. Normaaliviiralla (paksuus t - 1,5 mm) viiran pinnan ja paperiradan välinen teoreettinen nopeusero normaalissa 20 "Sym-Run"-viennissä on noin 2 promillea. Viiralla, jonka epäsymmetri-syys on N - 72 %, mainittu nopeusero olisi 1,1 promillea, mikä merkitsee kuivatusviiran kulumisen havaittavaa vähentymistä.

* · · : : Keksinnön mukaisessa yksiviiraviennille parhaiten soveltuvassa epäsym- • ; : 25 metrisessä viirassa on sopivimmin edellä selostettua ja kokeiltua vii- raa suurempi kyseinen epäsymmetrisyys, jonka arvolla N - 85 % päästään .·. : paperin ja viiran välisessä nopeuserossa jo 0,6 promilleen (t - 1,5 mm).

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksin-30 nöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetyistä.

Claims (9)

88059

1. Menetelmä yksiviiraviennillä varustetussa paperikoneen tai paperin jäl-kikäsittelykoneen kuivatusosassa, jossa kuivattava paperiraina (W) johde - 5 taan kuivatusviiran (11) kannattamana vuoroin kuivatussylinterien (10) kuumennettujen sylinteripintojen (10') ja vuoroin kääntötelojen (20) tai vastaavien yli niin, että mainituilla kuivatussylintereillä (10) paperiraina (W) tulee välittömästi kuumennettua sylinteripintaa (10') vasten ja kääntöteloilla (20) paperiraina (W) tulee kuivatusviirasilmukan (11) 10 ulkopinnalla ulkokaarteen puolelle, tunnettu siitä, että sitä paperirainan (W) nopeuseroa (Vj - V2) , joka kuivatusosan käydessä paperi-rainalla (W) olisi mainittujen kuivatussylinterien (10) ja mainittujen kääntötelojen (20) kääntösektoreilla ja joka nopeusero (V1-V2) aiheutuu kuivatusviiran (11) paperlpinnan (12) nopeusvaihteluista mainittujen 15 kuivatussylintereiden (10) ja kääntötelojen (20) välillä, pienennetään kuivatusviiran (11) paksuussuuntaisen (t) rakenteen mitoituksella ja materiaalivalinnoilla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 menetelmässä kuivatusviiran (11) paksuussuuntainen (t) rakenne valitaan siten epäsymmetriseksi, että kuivatusviiran (11) vakionopeustaso eli taivutuksen neutraalitaso (T-T) sijaitsee kuivatusviiran (11) paperirainan . : puoleisen pinnan (12) eli viirasilmukan ulkopinnan ja kuivatusviiran (11) keskitason (K-K) välisellä alueella. : 25

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivatusviiran (11) paksuussuuntainen (t) epäsymmetrisyysprosentti (N), joka määritellään (N %) - Z/A, missä Z on kuivatusviiran (11) taivutuksen neutraalitason (T-T) etäisyys viirasilmukan (11) sisäpinnasta (13) ja

30 A - kuivatusviiran paksuus, valitaan alueelta N — 60 % ... 99 %, sopivim-min N - 70 % ... 95 %.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu • siitä, että menetelmässä mainittua nopeuseroa (Vx - V2) pienennetään 35 alueelle noin 0,1-1,5 promillea, sopivimmin alueelle 0,5-1,0 promillea, ··. (Fig. 6) kääntötelan (20) kehänopeudesta (Vv). I! 15 38059

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmää sovelletaan paperikoneen monisylinterikuivattimessa ainakin niillä viiraryhmillä (Rg.Ry), joiden alueella paperiradan (W) kuiva-ainepitoisuus on saavuttanut arvon K > 60-65 %. 5

6. Paperikoneen monisylinterikuivattimen viiraryhmä (Rj,) , joka käsittää yhden tai useampia sileäpintaisia ja solidivaippaisia kuumennettuja kuiva-tussylinterejä (10) ja niiden läheisyyteen sijoitettuja kääntöteloja (20) tai vastaavia kuivatussylinterejä, joka viiraryhmä (R,,) käsittää johtote- 10 lojen (24) ohjaaman kuivatusviirasilmukan (11), joka on järjestetty kaartumaan mainittujen kuivatussylinterien (10) ja kääntötelojen (20) yli siten, että kuivatussylinterit (10) ovat kuivatusviirasilmukan (11) ulkopuolella ja kääntötelat (20) kuivatusviirasilmukan (11) sisäpuolella ja että kuivatusviira (11) on sovitettu painamaan kuivattavaa paperirainaa 15 (W) kuivatussylinterien (10) kuumennettua sylinteripintaa (10') vasten ja paperiraina (W) on sovitettu kaartamaan mainitun kuivatusviiran (11) ulkopinnalla kääntötelojen (20) yli paperirainan (W) kulkiessa edelliseltä kuivatussylinteriltä (10) seuraavalle kuivatussylinterille (10), tunnettu siitä, että mainitulla kuivatusviIralla (11) on sen paksuus-20 suunnassa epäsymmetrinen rakenne, jonka vakionopeustaso eli taivutuksen neutraalitaso (T-T) on järjestetty kuivatusviiran paksuussuunnassa (t) viiran (11) paperinpuoleisen pinnan (12) ja viiran (11) keskitason (K-K) välille. : 25

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen viiraryhmä, tunnettu siitä, että kuivatusviiran (11) paksuussuuntainen (T) epäsymmetrisyysprosentti (N), joka määritellään (N %) - Z/A, missä Z - kuivatusviiran (11) taivutuksen neutraalitason (T-T) etäisyys viirasilmukan sisäpinnasta (13) ja A - kuivatusviiran paksuus, on alueella N - 60 % ... 99 %, sopivimmin 30 alueella N - 70 % ... 95 %.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen viiraryhmä, tunnettu siitä, että kuivatusviiran (11) paksuus (A) on mitoitettu alueelle A - 0,3,..5 mm, sopivimmin A - 0,5...2,5 mm. 35 16 38059

9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen viiraryhmä, tunnettu siitä, että kyseisiä viiraryhmiä (R^) on sovitettu joko yksi tai useampia peräkkäin paperikoneen monisylinterikuivattimeen loppupuolelle ainakin sille alueelle, jossa kuivattavan paperirainan (W) kuiva-ainepitoisuus 5 K > 60 % ... 65 %. li 17 38059