FI90266B - Laite päällystysaineen annostelemiseksi liikkuvalle alustalle - Google Patents

Description

90266

Laite päällystysaineen annostelemiseksi liikkuvalle alustalle Anordning för dosering av bestrykningsmedel pä ett rörligt underlag 5

Keksinnön kohteena on laite päällystysaineen annostelemiseksi liikkuvalle alustalle, kuten paperi- tai kartonkirainalle, joka laite käsittää pehmeäpintaisten päällystystelojen muodostaman päällystysnipin, jonka kautta päällystettävä rata on pantu kulkemaan, jotka päällystystelat ovat nippikosketuksessa kumpikin omaan kovapintaiseen siirtote-10 laansa ja mainitut siirtotelat edelleen nippikosketuksessa pehmeäpintaisiin annosteluteloi-hin, jolloin kunkin annostelutelan ja siirtotelan välisiin annostelunippeihin on muodostettu päällystysaineesta lammikot, joista päällystysaine on telojen pyöriessä sovitettu siirtymään annostelunippien läpi siirtotelojen pinnalle ja siitä edelleen siirtotelojen ja päällystystelojen muodostamien siirtonippien läpi kummankin päällystystelan pinnalle, 15 josta päällystysaine on sovitettu päällystysnipissä siirtymään päällystettävään rataan.

Liikkuvan alustan, kuten paperi- tai kartonkirainan, päällystämiseksi päällystysaineella käytetään yleisesti erilaisia päällystimiä. Näissä päällysti missä paperi- tai kartonki-raina pannaan kulkemaan puristintelojen muodostaman nipin läpi, jossa päällystysaine 20 siirtyy paperi- tai kartonkirainan pintaan. Ennestään tunnetaan useita erityyppisiä päällystimiä, joista eräs ja pitkään käytetty sovellutus on sellainen, jossa päällysti-men, esim. liimapuristimen telat on jäljestetty pääasiassa samalle vaakasuoralle tasolle siten, että paperi- tai kartonkiraina kulkee liimapuristinnipin läpi pääasiassa pystysuorassa suunnassa ylhäältä alaspäin. Tällaisessa sovellutuksessa on yleensä liimapu-25 ristintelojen välisessä nipissä liimalammikko, jonka läpi paperi- tai kartonkiraina kulkee. Rainan kulkiessa lammikon läpi liima tarttuu rainan kummallekin puolelle, jonka jälkeen nipissä liimapuristintelat levittävät ja tasoittavat sopivan paksuiset kerrokset rainan pinnoille.

30 Toinen, erityisesti liimapuristimissa käytetty sovellutus on sellainen, jossa jollain sopivilla päällystyslaitteilla, esim. sauva- tai teräpäällystimillä tai vastaavilla ensin 2 90266 levitetään sopivan paksuiset filmit puristintelojen pinnalle. Puristintelojen välisessä telanipissä mainitut filmit tämän jälkeen siirtyvät itse rainaan sen kulkiessa nipin läpi.

Kolmas ennestään tunnettu päällystinsovellutus, jota käytetään erityisesti liimapuristi-5 missä, on ns. gate-roll-päällystin tai -liimapuristin, joka paperin molemmin puolisessa käsittelyssä muodostuu yleensä kuudesta telasta, jotka ovat nippikosketuksessa toisiinsa. Gate-roll-päällystimeen kuuluu ensinnäkin varsinaiset päällystystelat, joiden välisestä nipistä raina on pantu kulkemaan. Näiden päällystystelojen pintaan päällystysainefilmit levitetään gate-roll-telojen avulla, jotka käsittävät annostelutelan ja siirtotelan. 10 Siirtotela on nippikosketuksessa sekä annostelutelaan että varsinaiseen päällystystelaan. Päällystysaine syötetään gate-roll-telojen eli annostelutelojen ja siirtotelojen välisiin nippeihin, joihin se muodostaa lammikon. Lammikoiden molemmista päistä on yleensä jäljestetty ylijuoksu paluukiertoon. Hydrodynaamisten voimien vaikutuksesta annostelu-telojen ja siirtotelojen välisestä nipistä menee päällystysainetta nipin läpi muodostaen 15 sekä annosteluteloille että siirtoteloille päällystysainefilmit. Siirtotelalla oleva päällys-tysainefilmi siirtyy siirtotelan ja päällystystelan väliseen nippiin, joka tasoittaa ja ohentaa filmin päällystystelalle. Päällystystelojen välisessä nipissä filmit siirtyvät edelleen rainaan.

20 Nyt esillä oleva keksintö liittyy nimenomaan viimeksimainitun tyyppisiin gate-roll-päällystimiin. Tekniikan tason mukaisissa gate-roll-päällystimissä on päällystimen telat yleensä järjestetty siten, kuin on esitetty kuviossa AI. Yleensä järjestely on sellainen, että ensimmäinen päällystystela 51 on laakeroitu kiinteästi päällystimen runkoon (ei esitetty) toisen päällystystelan 52 ollessa jäljestetty liikuteltavaksi siten, että se on 25 erillisen varren avulla nivelöity päällystimen runkoon kääntyvästä Kummankin päällystystelan 51,52 puoleiset siirto- ja annostelutelat 53-56 on tavallisesti jäljestetty kuvion AI esittämällä tavalla keskenään samaan tasoon. Annostelu- ja siirtotelat on lisäksi jäljestetty liikuteltaviksi kääntövarsien avulla esim. siten, että kiinteän päällystystelan 51 puoleinen siirtotela 53 on kääntyvästä nivelöity päällystimen runkoon ja 30 edelleen samanpuoleinen annostelutela 55 on kääntyvästä nivelöity siirtotelan 53 kääntövarteen. Liikkuvan päällystystelan 52 puoleinen siirtotela 54 on puolestaan li 3 90266 yleensä kääntyvästi nivelöity päällystystelan 52 kääntövarteen ja annostelutela 56 edelleen kääntyvästi nivelöity siirtotelan 54 kääntövarteen.

Kuten kuvio AI jo osoittaa, sijaitsevat annostelutelat tekniikan tason mukaisessa 5 ratkaisussa varsin suuren etäisyyden päässä päällystysteloista ja nivelöinti- ja kiinnitys-tavastaan johtuen ne aiheuttavat varsin suuren kääntävän momentin ja ovat erittäin herkkiä värähtelyille. Nivelöintitapa aiheuttaa erittäin huomattavat värähtelyongelmat etenkin leveissä ja nopeakäyntisissä koneissa. Esimerkiksi liikuteltavan päällystystelan 52 puoleinen annostelutela 56, eli jäijestelmän uloin tela, on kiinnitetty päällystimen 10 runkoon kolmen eri nivelen muodostaman ketjun kautta, minkä johdosta kyseisellä rakenteella on erittäin vaikea saada aikaan riittävän jäykkää telojen kiinnitystä värähtelyinielessä. Värähtelyt aiheuttavat paitsi rungon rakenteiden kulumista myös laatuvikoja päällystystulokseen ja telapinnoitteiden kulumisen nopeutumiseen. Telapin-noitteiden kuluminen on yksi merkittävä gate-roll-päällystinten ongelma.

15

Nykyisten ratkaisujen toisena erittäin huomattavana ongelma on se, että etenkin suurilla päällystemäärillä tai ajonopeuksilla siirtotelan ja päällystystelan väliset nipit alkavat sumuttaa. Nykyisin on pyrkimyksenä ollut saada kehitettyä yhä nopeampia koneita, minkä johdosta ongelma on tullut entistäkin huomattavammaksi. Päällystemäärien 20 suhteen on nykyisillä gate-roll-päällystinrakenteilla koeajoissa päästy nopeuksiin 25 m/s ja hyvään päällystystulokseen päällystemäärillä 13 g/m2. Sumutus alkaa kuitenkin yleensä päällystemäärillä 6-8 g/m2, mikä estää pidempiaikaisen ajon. Sumun kuiva-ainepitoisuus on suuruusluokkaa 55 % kuten pastankin ja kohdatessaan jonkin kiinteän pinnan se joko virtaa alas pudoten mm. päällystystelojen 51 ja 52 25 päälle tai ei virtaa alas, vaan kovettuu sementtimäiseksi paakuksi. Tiputus päällystyste-loille pilaa päällystetyn paperin laadun ja vastaavasti on muodostunutta paakkua erittäin vaikea pestä, sillä pasta sisältää paljon tiukkaan tarttuvia sideaineita, eikä kuivunut pasta liukene helposti veteen. Kuitenkin kun pastakerros esim. rungon pinnalla on tarpeeksi paksu, se käpristyy ja putoaa kovina kappaleina alas päällystystelojen 51 ja 30 52 päälle tuhoten telapinnoitteet. Sumua ei voida imeä pois, koska se kovettuu vastaa- 4 90266 valla tavalla imuputkiin. Edellä mainituista syistä johtuen ei gate-roll-päällystimiä ole käytetty suurilla ja leveillä koneilla eikä suurilla päällystemäärillä.

Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan ratkaisu, jolla vältetään 5 etenkin päällystysaineen sumun muodostumisen aiheuttamat ongelmat. Tämän toteuttamiseksi on keksinnölle pääasiassa tunnusomaista, että päällystyslaitteen annostelu- ja siirtotelat on jäljestetty niitä vastaavien päällystystelojen tasoa olennaisesti alemmas ja että päällystyslaite on varustettu välinein estämään erityisesti annostelu- ja siirtonippi-en alueella muodostuvan päällystysainesumun leviämisen muihin rakenteisiin ja 10 päällystysaineylimäärän joutumisen päällystysnippiin.

Tekniikan tason ratkaisuihin nähden keksinnöllä saadaan aikaan useita etuja, joista tässä yhteydessä voidaan mainita mm. seuraavat. Merkittävin etu on juuri siinä, että sumun leviäminen rakenteisiin on keksinnön mukaisella ratkaisulla estetty, minkä 15 ansiosta konetta voidaan ajaa suuremmilla nopeuksilla ja suuremmilla päällystemäärillä. Merkittävä etu on lisäksi siinä, että keksinnön mukaisessa päällystyslaitteessa värähtelyongelmat ovat olennaisesti vähäisemmät kuin tekniikan tason mukaisissa ratkaisuissa. Edelleen on keksinnön mukaisen laitteen tilantarve etenkin konesuunnassa pienempi kuin aikaisemmissa gate-roll-päällystimissä. Keksinnön muut edut ja ominais-20 piirteet käyvät ilmi jäljempänä seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta.

Seuraavaksi keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti oheisen piirustuksen kuvioon 1 viittaamalla, joka esittää kaaviomaisesti sivultapäin katsottuna kuvantona keksinnön mukaista gate-roll-päällystyslaitetta.

25

Kuviossa 1 on keksinnön mukaista laitetta merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Kuviosta 1 on laitteen 10 runko ja telojen ripustuselimet jätetty pois ja näin ollen kuvio 1 esittääkin pelkästään sitä, miten telat on keksinnön mukaisessa laitteessa jäljestetty. Näin ollen laitteeseen 10 kuuluu ensinnäkin päällystystelat 11,12, joista esim. ensim-30 mäinen päällystystela 11 on laakeroitu runkoon kiinteästi toisen päällystystelan 12 laakeroinnin ollessa runkoon nähden liikkuva. Päällystystelat 11,12 rajoittavat väliinsä

II

s 90266 päällystysnipin Nlf jonka kautta raina W on pantu kulkemaan. Raina W tuodaan päällystysnippiin Nj taittotelan 21 ohjaamana ja päällystysnipin Nt jälkeen raina W johdetaan edelleen käsiteltäväksi. Ensimmäisen päällystystelan 11 puolelle on laitteeseen 10 jäljestetty ensimmäiset gate-roll-telat, jotka käsittävät ensimmäisen annostelu-5 telan 15 sekä ensimmäisen siirtotelan 13. Mainitut ensimmäinen annostelutela 15 ja ensimmäinen siirtotela 13 ovat nippikosketuksessa toisiinsa muodostaen väliinsä ensimmäisen annostelunipin N2 ja vastaavasti on ensimmäinen siirtotela 13 nippikosketuksessa ensimmäiseen päällystystelaan 11 näiden muodostaessa väliinsä ensimmäisen siirtonipin N3. Päällystysaine syötetään ensimmäiseen annostelunippiin N2 siten, että 10 mainittuun nippiin muodostuu päällystysaineesta ensimmäinen lammikko Pj. Hydrodynaamisten voimien vaikutuksesta päällystysainetta menee ensimmäisen annostelunipin N2 läpi siten, että ensimmäisen annosteluthan 15 ja ensimmäisen siirtotelan 13 pintaan muodostuu päällystysaineesta filmit. Telojen pyöriessä ensimmäisen siirtotelan 13 pinnalla oleva filmi siirtyy ensimmäiseen siirtonippiin N3, joka tasoittaa ja ohentaa 15 filmin ensimmäisen päällystystelan 11 pinnalle. Päällystysnipissä N, filmi siirtyy sitten ensimmäisen päällystystelan 11 pinnalta rainaan W.

Gate-roll-telojen järjestely on myös toisen päällystystelan 12 puolella vastaavanlainen kuin ensimmäisen päällystystelan 11 puolella. Näin ollen mainitut toiset gate-roll-telat 20 käsittävät toisen annosteluthan 16 sekä toisen siirtotelan 14, jotka ovat nippikosketuksessa toisiinsa muodostaen väliinsä toisen annostelunipin N4. Vastaavasti ovat toinen siirtotela 14 ja toinen päällystystela 12 nippikosketuksessa toisiinsa muodostaen väliinsä toisen siirtonipin N5. Päällystysaine syötetään jo edellä selostettua vastaavalla tavalla toiseen annostelunippiin N4 siten, että mainittuun nippiin muodostuu päällystysaineesta 25 toinen lammikko P2. Päällystysainetta menee toisen annostelunipin N4 läpi siten, että toisen an noste] utelan 16 ja toisen siirtotelan 14 pintaan muodostuu päällystysaineesta filmit. Telojen pyöriessä toisen siirtotelan 14 pinnalla oleva filmi siirtyy toiseen siirtonippiin N5, joka tasoittaa ja ohentaa filmin toisen päällystystelan 12 pinnalle. Päällystysnipissä Nj filmi siirtyy sitten toisen päällystystelan 12 pinnalta rainaan W.

30 6 90266

Edellä selostettuun viitaten on itse päällystystapahtuma näin ollen keksinnön mukaisessa laitteessa vastaavanlainen kuin tunnetaan ennestään tekniikan tason ratkaisujen yhteydessä. Keksinnön mukaisessa laitteessa muodostuukin uutuus osittain siitä, että päällystyslaitteessa 10 on telat jäljestetty ja ryhmitelty uudella tavalla. Olennainen piirre 5 telojen ryhmittelyssä on se, että annostelutelat 15,16 ja siirtotelat 13,14 on jäljestetty päällystysteloihin 11,12 nähden siten, että ne mahdollistavat suojalevyjen 17,18 tai vastaavien välineiden sovittamisen päällystystelojen 11,12 ja toisaalta siirtotelojen 13,14 välille estämään erityisesti siirtonipeissä N3,N5 muodostuva päällystysainesumun leviämistä sekä tämän sumun muodostumisen aiheuttamaa päällystysaineen tippumista 10 päällystystelojen 11,12 päälle. Edullisesti on päällystystelat 11,12 ja siirtotelat 13,14 jäljestetty toistensa suhteen siten, että mainittujen siirtotelojen 13,14 ja päällystystelojen 11,12 välinen nippilinja muodostaa vaakatason suhteen kulman α2,α3, joka on edullisesti suuruudeltaan 45-60°. Itse päällystystelojen 11,12 välisen nippilinjan kulma a, vaakatasoon nähden voi luonnollisesti vaihdella radan W kulun vaatimalla tavalla, 15 mutta edullisesti kuitenkin siten, että mainittu kulma ctj on suuruusluokkaa 30°.

Suojalevyt 17,18 on edullisesti järjestetty kuvion 1 mukaisesti siten, että ne ulottuvat vastaavien lammikkojen yli ja edelleen siirtonippien N3,N5 yli annosteluteloilta 15,16 päällystysteloille 11,12. Edullisimmin on suojalevyt 17,18 jäähdytetty sopivalla 20 tavalla, jolloin ne kondensoivat vettä ja voivat valuttaa mainitun veden sekä sumuna suojalevyille 17,18 tulleen pastan esim. annostelutelojen 15,16 ja siirtotelojen 13,14 päälle tai niiden välisiin nippeihin N2,N3,N4,N5, jolloin sumuna ollut pasta saadaan palautettua takaisin kiertoon. Jotta päällystysnipissä Nj ei esiintyisi roiskumista, mikä on yleistä silloin kun päällystystelojen 11,12 pintaan on levitetty päällystysainetta 25 suuremmalle leveydelle kuin itse päällystysnipin Nj läpi kulkeva raina W, on suojalevyjen 17,18 alapuolelle järjestetty päällystysteloja 11,12 vasten kuormitetut reunakaapi-met 19,20, jotka puhdistavat mainittujen päällystystelojen 11,12 reuna-alueet. Edullisimmin on mainitut reunakaapimet 19,20 sijoitettu kuvion 1 esittämällä tavalla suojalevyjen 17,18 alle, jolloin ne valuttavat kaapimansa pastan takaisin lammikkoihin PlfP2 30 eivätkä tällöin vaadi erillisiä ja herkästi tukkeutuvia pastaputkia. Suojalevyt 17,18 on edullisimmin sijoitettu mahdollisimman tiiviisti teloja 11,12 ja 15,16 vasten kuitenkin li 7 90266 filmiä koskettamatta, jotta muodostunut sumu ei pääsisi poistumaan suojalevyn 17,18 alta.

Päällystyslaitteen 10 telat 11-16 ovat pääasiassa vastaavanlaiset, joita on käytetty myös 5 tekniikan tason mukaisissa gate-roll-tyyppisissä päällystyslaitteissa. Näin ollen päällys-tystelat 11 ja 12 sekä annostelutelat 15 ja 16 ovat pehmeäpintaisia ja pinnoitettuja teloja, joissa pinnoite on esim. polyuretaania tai vastaavaa. Annostelutelojen 15,16 pinnoitteen kovuus on esim. suuruusluokkaa 100 P&J, ja vastaavasti on päällystystelojen 11,12 kovuus esim. suuruusluokkaa 40 P&J. Vastakkaisissa asemissa olevat telat voivat olla 10 myös kovuudeltaan eri suuruisia, mikäli esim. nipistä irtoaminen niin vaatii. Siirtotelat 13 ja 14 puolestaan ovat ns. kovia teloja, jotka on esim. kovakromattu. Halkaisijaltaan voivat mainitut siirtotelat 13,14 olla päällystyslaitteen muita teloja suurempia, jotta suuri päällystemäärä saavutettaisiin pienemmällä pyörimisnopeudella. Telojen pyörimisnopeudet eivät ole tyypillisesti samat, vaan ne poikkeavat toisistaan siten, että 15 nippikosketuksessa olevat telat liukuvat toisiaan vasten. Päällystystelojen 11,12 pyörimisnopeus on noin 100 % radan W nopeudesta, siirtotelojen 13,14 nopeus on noin 60 % radan nopeudesta ja annostelutelojen 15,16 nopeus on suuruusluokkaa 30 % radan nopeudesta. Nipeissä NrN5 esiintyvät linjapaineet ovat suuruusluokkaa 15-30 kN/m. Telojen pyörimisnopeuksilla ja linjapaineilla säädetään yleisesti tunnetusti radalle W 20 tulevaa päällystemäärää.

Edellä on keksintöä selitetty esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioon 1 viittaamalla. Keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu koskemaan pelkästään kuviossa esitettyä esimerkkiä, vaan keksinnön eri suoritusmuodot voivat vaihdella oheisissa 25 patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (6)

8 90266

1. Laite päällystysaineen annostelemiseksi liikkuvalle alustalle, kuten paperi- tai kartonkirainalle (W), joka laite (10) käsittää pehmeäpintaisten päällystystelojen (11,12) 5 muodostaman päällystysnipin (Nj), jonka kautta päällystettävä rata (W) on pantu kulkemaan, jotka päällystystelat (11,12) ovat nippikosketuksessa kumpikin omaan kovapintaiseen siirtotelaansa (13,14) ja mainitut siirtotelat (13,14) edelleen nippikosketuksessa pehmeäpintaisiin annosteluteloihin (15,16), jolloin kunkin annostelutelan (15.16) ja siirtotelan (13,14) välisiin annostelunippeihin (N2,N4) on muodostettu 10 päällystysaineesta lammikot (P(,P2), joista päällystysaine on telojen pyöriessä sovitettu siirtymään annostelunippien (N2,N4) läpi siirtotelojen (13,14) pinnalle ja siitä edelleen siirtotelojen (13,14) ja päällystystelojen (11,12) muodostamien siirtonippien (N3,N4) läpi kummankin päällystystelan (11,12) pinnalle, josta päällystysaine on sovitettu päällystysnipissä (N,) siirtymään päällystettävään rataan (W), tunnettu siitä, 15 että päällystyslaitteen (10) annostelu- ja siirtotelat (13-16) on jäljestetty niitä vastaavien päällystystelojen (11,12) tasoa olennaisesti alemmas ja että päällystyslaite (10) on varustettu välinein (17-20) estämään erityisesti annostelu- ja siirtonippien (N2-N5) alueella muodostuvan päällystysainesumun leviämisen muihin rakenteisiin ja päällys-tysaineylimäärän joutumisen päällystysnippiin (Nj). 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut välineet käsittävät suojalevystöt (17,18), jotka peittävät ja sulkevat sisäänsä annostelu- ja siirtonipit (N2-N5).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että suojalevystöt (17,18) on varustettu jäähdytyksellä veden kondensoimiseksi ja veden sekä suojalevystön sisällä sumuna leviävän päällystysaineen valuttamiseksi annostelu- ja siirtotelojen (13.16) päälle ja/tai niiden välisiin nippeihin (N2,N4).

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että suojalevystöjen (17,18) sulkeman tilan sisään on järjestetty päällystysteloja (11,12) II 9 90266 vasten kuormitetut reunakaapimet (19,20) rataleveyden yli menevän päällystysaineen kaapimiseksi pois päällystystelojen (11,12) pinnasta.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että 5 suojalevystöt (17,18) on sovitettu tiivisti teloja, etenkin päällystys- ja annosteluteloja (11,12,15,16) vasten niillä olevaa päällystysainekerrosta koskettamatta estämään päällystysainesumun leviäminen suojalevystöjen (17,18) reunojen alta.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että 10 siirtotelat (13,14) on asennettu päällystystelojen (11,12) alapuolelle siten, että päällystys- ja siirtotelojen (11,12,13,14) väliset nippitasot muodostavat pääasiassa 45-60°:n kulman vaakatason suhteen. 10 90266 Paten tkrav