FI88731C - Foerfarande foer stabilisering av en pappersbanas loepbana och pappersmaskin foer genomfoerande av foerfarandet - Google Patents

Description

1 88731

Menetelmä paperirainan kulun stabilisoimiseksi sekä paperikone menetelmän suorittamiseksi.

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen l johdannon mukaiseen menetelmään. Se kohdistuu lisäksi patenttivaatimuksen 3 johdannon mukaiseen paperikoneeseen menetelmän suorittamiseksi.

Neliöpainoltaan kevyttä paperia valmistettaessa nopeissa paperikoneissa esiintyy ongelmia märän paperirainan johtamisessa etenkin koneen kuivatusosassa. Kulkiessaan meanderimaisesti kuivatusosan tavallisesti kahteen päällekkäiseen riviin sijoitettujen kuivatuskotelojen ympäri paperirainaan nimittäin vaikuttaa siihen kohdistuvia voimia, jotka kuormittavat voimakkaammin vedonalaisena olevan rainan reunoja kuin rainan muuta aluetta. Tämän lisäksi etenkin omasta painosta johtuvat voimat, keskipakovoimat ja ilmanpatoutumisvoimat aiheuttavat rainan reunoihin plastisen muodonmuutoksen niin, että ne lepattavat rainan edetessä ("Wochenblatt ftlr Papierfabrikation", Nr. 3, 1985, sivut 90 - 102, sekä "Das Papier", Nr. 1/83, sivut 11 - 17). Tämä voi joissain olosuhteissa johtaa rainan repey-tymiseen ja saattaa tehdä välttämättömäksi paperikoneen tuo-tantonopeuden alentamisen. Aikaisemmin on tosin käytetty monia toimenpiteitä rainan ohjauksen parantamiseksi, esim. rainaa tukevilla huovilla tai ilmaohjauslaitteilla rainan stabilisoimiseksi (DE-hakemusjulkaisu 33 39 044). Nämä toimenpiteet ovat kuitenkin erittäin kalliita ja törmäävät pian taloudellisiin rajoihinsa.

Keksintö perustuu tehtävään esittää toimenpiteet, joilla rainan reunojen lepattamista voidaan vähentää, sekä saada aikaan pape-. . rikone menetelmän toteuttamiseksi, jossa tullaan toimeen ilman kuivatusosan kalliita lisälaitteita.

2 88731 Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkki-osassa esitetyillä menetelmätunnusmerkeillä. Aseteltavan suuruisella massasuspensiosuihkun reuna-alueen ja viiran nopeus-erolla voidaan valita pituuslujuuden kasvun määrä. Tällä tavoin rainan reuna-alueella saadaan ilman ylimääräisiä massakustan-nuksia parempi lujuustulos sopivalla, edullisella kuitujen asettumisella massasuspensiokerrosta viiralle muodostettaessa. Vahvistetuilla rainan kaistaleilla on jo märässä tilassa rainan muuhun alueeseen verrattuna suurempi plastinen venymisen vastustuskyky niin, että ne voivat kestää paremmin voimia paperikoneen, etenkin kuivatusosan läpi kulkiessaan. Rainan reunojen lepatus vähenee siten ja rainan katkeamisten vähentyminen ja mahdollisesti suurempi tuotantonopeus nostavat koneen tuottavuutta.

DE-hakemusjulkaisussa 35 38 466 tunnetaan tosin menetelmä, jossa perälaatikon jakotukista erotetaan massasuspensiota ja se johdetaan takaisin virtauksenturbulenssilaitteiden kohdalle perälaatikon virtauskanavan molemmille sivulla oleville reuna-alueille. Tällöin vaikutetaan säätölaitteiden avulla erotetun massasuspensiovirran virtausnopeuteen. Perä-laatikon paperikoneen etenevälle viiralle antaman massasuspensiosuihkun reuna-alueiden ja suihkun muun alueen välisellä sopivansuuruisella nopeuserolla on tarkoitus korjata viiralle asetetun massasuspensiokerroksen kuituorientaatiota. Tämän avulla on tarkoitus välttää diagonaalijännityksiä paperin reuna-alueella ("Das Papier", Nr. 7/86, sivut 313 - 318), ts. paperiradan on tarkoitus olla neliöpainoltaan, arkkiformaa-tioltaan ja lujuusominaisuuksiltaan homogeeninen rainan koko leveydellä, jotta sen reunoja tarvitsisi leikata mahdollisimman vähän. Tämä tunnettu menetelmä perustuu siten toiseen tarkoitukseen.

Patenttivaatimuksessa 2 esitetyllä menetelmän kehitysmuodolla vältetään, tosin valmiin paperirainan pienemmän hyötyleveyden 3 88731 kustannuksella, paperin ominaisuuksien erot paperirainan leveydellä. Kun erotetut reunanauhat palautetaan koneen massa-syöttöön, mitään massahäviötä ei kuitenkaan esiinny.

Edellä mainittu tehtävä ratkaistaan lisäksi patenttivaatimuksessa 3 esitetyillä paperikoneen tunnusmerkeillä. Koska voimakkaammin suppenevalla suuttimella on pienempi painehäviö ja se aikaansaa siten suuremman ulostulonopeuden kuin heikommin suppeneva suutin, perälaatikon erilaisilla suutinosilla saadaan erilaiset suihkunopeudet. Jotta paperinvalmistuksessa negatiivisen nopeuseron tapauksessa (viiran nopeus suurempi kuin suihkun nopeus) saataisiin vastaavan suuruinen nopeusero viiran nopeuteen massasuspensiosuihkun reuna-alueilla ja siten suurempi rainan reunakaistaleiden pitkittäislujuus, siellä käytetään heikosti suppenevia suuttimia, mutta perälaatikon muulla alueella valitaan sitävastoin voimakkaammin suppeneva suutinmuoto. Positiivisen nopeuseron tapauksessa (suihkun nopeus suurempi kuin viiran nopeus) päiden suutinosat muodostetaan sitävastoin voimakkaammin suppeneviksi. Rainan reunakaistojen suuremman pitkittäislujuuden saavuttamiseksi tarvittava nopeusero saavutetaan siten perälaatikon suuttimien rakenteellisesti yksinkertaisella toteutuksella.

Patenttivaatimuksen 4 mukaisen keksinnön paperikoneen edullisen kehitysmuodon mukaan suuttimien erotusseinämät ulottuvat huuli-rakoon asti niin, että rainaan saadaan suhteellisen terävästi rajoitetut reunakaistat, joilla on suurempi pitkittäislujuus. Koska reunakaistojen ja rainan muun alueen välinen siirtymä-alue suureksi osaksi puuttuu, valmis raina voidaan leikata erittäin läheltä reunakaistojen vierestä.

Keksintöä selitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin erään suoritusesimerkin avulla piirustukseen liittyen. Piirustuksessa

4 ·’ u/OI

kuvio 1 esittää sivukuvantona paperikoneen periaatteellista, voimakkaasti yksinkertaistettua kokoonpanoa, jossa on perälaatikko, viiraosa, puristinosa, kuivatusosa, kiillotuslaite ja rullauslaite; kuvio 2 esittää päällyskuvantoa perälaatikon paperikoneessa muodostamasta paperirainasta, jossa on varjostettuna piirretyt reunakaistat; kuvio 3 esittää poikkileikkausta perälaatikosta ja viiraosan alkuosaa suuremmassa mittakaavassa kuin kuviot 1 ja 2;

kuvio 4 esittää leikkausta pitkin kuvion 3 viivaa IV - IV

perälaatikon päätyosasta, jossa on väliseinämillä erotetut suutinosat; kuvio 5 esittää poikkileikkausta perälaatikosta, jossa on voimakkaasti suppeneva suutin, pitkin kuvion 4 viivaa V - V ja kuvio 6 esittää poikkileikkausta perälaatikosta, jossa on vähän suppeneva suutin, pitkin kuvion 4 viivaa VI - VI.

Viitenumerolla 10 merkityssä paperikoneessa on koneen levyinen perälaatikko 11 massasuspension koneen levyisen kerroksen 12 asettamiseksi viiraosan 14 etenevälle viiralle 13 (kuviot 1 ja 2). Suspensiokerros 12, josta on poistettu vettä viiraosassa 14, luovutetaan märkänä rainana 15 puristinosalle 16 ja siitä poistetaan siellä lisää vettä. Kostea paperiraina 15 siirretään tämän jälkeen kuivatusosaan 18, jossa on kahteen vastakkain olevaan riviin järjestetyt kuivatustelat 19, ja paperiraina kuivataan sen kulkiessa meanderimaisesti kuumien telojen ympäri. Paperirainaa 15 voi tällöin tukea mukana kulkeva, ei esitetty, kosketusviira. Rainaa 15 voivat myös tukea asianomaisiin telariveihin liittyvät, samoin ei esitetyt, huovat telojen 5 '·' Ö 7 ο Ί ulospäin suuntautuvia kehäalueita vastaan. Kuivatusosan 18 jälkeen paperiraina 15 johdetaan kiilloituslaitteen 20 kautta rullauslaitteelle 21 ja se rullataan siellä.

Rainan reunojen lepattamisen vähentämiseksi etenkin kuivatus-osassa 18, jota lepattamista esiintyy siitä huolimatta, että kosteaa paperirainaa 15 tuetaan sen kulkiessa kuivatustelojen 19 ympäri, erikoisesti kevyillä paperilaaduilla ja suurilla tuotantonopeuksilla, rainaan muodostetaan reunakaistat 22, joilla on suurempi pitkittäislujuus kuin rainan muulla alueella. Tähän käytettyä työmenetelmää ja sen edellyttämää paperikoneen 10 konevarustusta selitetään yksityiskohtaisemmin myöhemmin. Molemmat reunakaistat 22, joilla on suurempi pitkittäislujuus, on kuviossa 2 rajattu rainan muuhun leveyteen nähden pistekatkoviivoilla ja varjostettu. Reunakaistat 22 muodostetaan leveämmiksi kuin mikä on välttämätöntä rainan reunojen vahvistamiseksi kuivatusosassa 18. Kun kuitenkin viiraosan 14 lopussa molemmista reunakaistoista 22 erotetaan niiden puutteellisten reunojen vuoksi vesisuihkun avulla osa ja nämä molemmat nauhat 23 palautetaan paperikoneen 10 massasyöt-töön, jäljelle jää puristinosan 16 ja kuivatusosan 18 läpikulkua varten riittävän leveät reunakaistat 22. Paperirainan 15 kuljettua kuivatusosan 18 läpi, molemmat jäljellä olevat reuna-kaistat 22 leikataan pois ja palautetaan samoin paperikoneen 10 massasyöttöön. Tällöin on itsestään selvää, että paperirainan 15 reunakaistat 22 on tehtävä niin kapeiksi kuin mahdollista valmiin paperirainan saamiseksi mahdollisimman leveäksi. Esitetystä poiketen reunakaistojen 22 erotus kuivatusosan 18 jälkeen voidaan jättää pois ja paperiraina 15 voidaan leikata myöhemmässä työvaiheessa, esim. valmiin paperirainan 15 rullauksessa.

Pitkittäislujuudeltaan suuremmat reunakaistat 22 muodostetaan seuraavasti: 6 88731

Paperikoneen 10 perälaatikossa 11 on jakotukki 24, jonka kautta massasuspensiota syötetään paineen alaisena (kuvio 3). Perä-laatikossa 11 on jakotukista 24 lähtevä virtauskanava 25, johon on sijoitettu massasuspension virtaussuunnassa peräkkäin välimatkan päähän toisistaan putkimaiset virtauksen jakoputkistoele-mentit 26 sekä virtauksen turbulenssielmentit 27. Turbulenssi-elementtien 27 jälkeen virtauskanava 32 muuttuu suuttimeksi 28, jonka muodostavat koneen levyinen ylempi virtauksenrajoitussei-nämä 29 ja samoin koneen levyinen alempi virtauksenrajoitussei-nämä 30. Suutin 28 päättyy koneen levyiseen huulirakoon 31 massa-suspensiosuihkun 32 antamiseksi. Tämä osuu rintatelan 33 kohdalla viiraosan 14 etenevään viiraan 13 ja muodostaa massasuspensio-kerroksen 12, johon, kuten aikaisemmin on selitetty, kohdistetaan vedenpoisto jne. sen kulkiessa paperikoneen 10 läpi.

Paperirainan 15 tasaisen muodostuksen aikaansaamiseksi viiraa 13 käytetään tavallisesti nopeudella, joka on suurempi kuin nopeus, jolla massasuspensiosuihku 32 osuu viiraan (niin sanottu negatiivinen nopeusero). Tästä nopeuserosta on seurauksena määrätty paperiradan 15 pitkittäinen lujuus. Jotta rainan reunat voisivat kestää paremmin paperikoneen 10 puristinosassa 16 sekä etenkin kuivatusosassa 18 esiintyviä voimia, paperirainan 15 reunakaistojen 22 pitkittäislujuus tehdään rainan muuta aluetta suuremmaksi siten, että massasuspensiosuihku 32 asetetaan reunakaistan alueella etenevään viiraan 13 nähden nopeuserolla, joka on suurempi kuin suihkun 32 muun alueen nopeusero. Tämä suihkun 32 suuremman pitkittäislujuuden kannalta kuitujen asettumiseen edullisesti vaikuttava nopeusero voidaan saada aikaan perälaati-kon 11 suutinpoikkileikkauksen sopivalla toteutuksella: perälaatikon 11 molemmissa päissä on erotettu suuttimen 28 osat 34 massavirtauksen suunnan (nuoli 35) suuntaisilla senämillä 36 (kuvio 4). Päissä olevien suutinosien 34 ja keskellä olevan suutinosan 37 väliin sijoitetut seinämät 36 ulottuvat suuttimen 28 huulirakoon 31 asti. Paperirainan 15 reunakaistojen 22 muo- 7 88731 dostamiseen käytetyillä suutinosilla 34 on kuviosta 6 ilmenevä poikkileikkaus, jossa on massan virtaussuunnassa määrätyssä kulmassa suppenevat virtauksenrajoitusseinämät 29, 30. Rainan keskiosaan kuuluvalla suutinosalla 37 on sitävastoin kuvion 5 mukainen poikkileikkaus, jossa virtauksenrajoitusseinämät 29, 30 suppenevat voimakkaammin huulirakoon 31 päin mentäessä.

Tästä on seurauksena massasyötön olosuhteiden ollessa muuten samanlaisia perälaatikon 11 massasuihkun 32 suurempi ulostulo-nopeus suuttimen keskiosassa 37 kuin suuttimen molemmissa pää-tyosissa 34. Massasuspensiosuihkun 32 keskialueeseen nähden suurempi nopeusero molemmissa suuttimen päätyosissa nopeammin kulkevaan viiraan 13 verrattuna saa aikaan paperirainan 15 reunakaistojen 22 suuremman pitkittäislujuuden.

Selitetystä suoritusesimerkistä poiketen perälaatikon suuttimen päätyosien tarvittava nopeusero voidaan myös saada aikaan perälaatikon muuhun osaan nähden erillisellä massasuspension syötöllä. Massasuihkun erilainen ulostulonopeus eri suutinosista voidaan saada aikaan perälaatikon eri osiin liittyvien pumppujen — sopivalla säädöllä. Erilaiset suihkunopeudet voidaan kuitenkin - : myös saada siten, että massasuspensiovirtaukseen kohdistetaan ennen perälaatikkoa tai sen sisällä erilaiset virtausvastukset.

Claims (4)

1. Menetelmä paperirainan kulun stabilisoimiseksi paperikoneessa, jossa perälaatikosta (11) asetetaan massasuspensio-kerros (12) etenevälle viiralle (13) koneen levyisen suihkun muodossa ja kerros siirretään koneen kuivatusosaan (18), tarkoituksena aikaansaada rainan (15) reuna-alueille (22) suurempi pitkittäislujuus kuin rainan (15) muulle (keskiosan) alueelle, tunnettu siitä, että massasuspensiosuihkun sivureuna-alueet (22) asetetaan etenevälle viiralle (13) viiran nopeuteen verrattuna suuremmalla nopeuserolla kuin massasuspensiosuihkun muu alue.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reuna-alueet (22) käsittävät paperirainan kaistat erotetaan kuivatusosan (18) lopussa ja palautetaan paperikoneen massasyöttöön kuten sinänsä tunnettua.

3. Paperikone patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, jossa on koneen levyinen, virtauksenrajoitussei-nämillä (29, 30) varustettu perälaatikko (11) massasuspensio-kerroksen (12) asettamiseksi koneen levyisen, virtauksenrajoi-tusseinämien muodostaman suuttimen (28) huuliraosta (31) antaman massasuihkun (32) avulla etenevälle viiralle (13), mitä seuraa välillisesti kuivatusosa (18), jossa on kuivatustelat (19), joiden ympäri muodostettu paperirata (15) on johdettu, tunnettu siitä, että perälaatikon (11) molemmissa sivulla olevissa päissä on erotettu suuttimen (28) osat (34) massan virtausuunnassa (nuoli 35) kulkevilla seinämillä (36) ja seinämien eri puolilla olevien suutinosien (34, 37) poikkileikkaukset suppenevat eri tavalla.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen paperikone, tunnettu siitä, että suuttimen (28) osien (34, 37) väliset seinämät (36) ulottuvat huulirakoon (31) asti. 9 88731