FI91297B - Kuumennettava tela - Google Patents

Description

91297

Kuumennettava tela Upphettbar vals 5

Keksinnön kohteena on kuumennettava tela paperikonetta, paperin jälkikäsittelylaitetta tai vastaavaa varten, joka tela on järjestetty kuumennettavaksi ainakin telan toisen päädyn kautta telan sisään tuodun ja telavaipan tai telan materiaaliin vaikuttavan kuumennusväliaineen avulla, joka on jäljestetty virtaamaan telan aksiaalisen pituuden 10 yli ja joka kuumennusväliaine on jäljestetty poistumaan telasta jomman kumman päädyn kautta.

Paperikoneissa ja paperin jälkikäsittelylaitteissa, etenkin kalantereissa ja superkalante-reissa käytetään yleisesti kuumennettavia teloja. Telojen kuumennus hoidetaan yleisesti 15 lämmönsiirtoväliaineen, kuten kuuman veden tai öljyn avulla. Kuumennettavia teloja on pääasiassa kahta eri tyyppiä. Toisaalta tunnetaan ennestään sellaiset kuumennettavat telat, joissa telavaippa tai massiivinen tela on varustettu lähelle telan ulkopintaa muodostetuilla, pääasiassa aksiaalisilla porauksilla, joiden läpi kuumennusväliaine on pantu kulkemaan telan päästä päähän. Näitä porauksia on yleensä useita, jotka ovat 20 tasaisesti jakaantuneet telan kehän suunnassa. Kuumennusväliaine on voitu panna kiertämään mainituissa porauksissa joko kertaalleen telan päästä päähän tai kahteen tai useampaan kertaan siten, että vierekkäisissä porauksissa kuumennusväliaine kulkee päinvastaisiin suuntiin. Eräs tällainen ns. "porattu tela" on aikaisemmin esitetty mm. EP-hakemusjulkaisussa n:o 158 220.

25

Toisaalta kuumennettavina teloina käytetään yleisesti ns. kaksoisvaippateloja tai sisennyskappaleella varustettuja teloja, joissa telavaipan sisäpuolelle on sovitettu sisennyskappale siten, että mainitun sisennyskappaleen ja telavaipan sisäpinnan väliin jää rengasmainen välitila, johon kuumennusväliaine on sovitettu kiertämään telan 30 päästä päähän. Eräs tällainen sisennyskappaleella varustettu tela on aikaisemmin esitetty mm. FI-patentissa n:o 74 069.

2

Tunnettuihin kuumennettaviin teloihin liittyy se ongelma, että telojen rakenteen vuoksi ovat telojen pintalämpötilaprofiilit aina epätasaisia. Syntyviin lämpötilaeroihin vaikuttavat telan rakenne ja koko. Sisennyskappaleella varustetuissa teloissa tyypilliset pintaläm-pötilaerot radan alueella telan aksiaalisuunnassa ovat suuruusluokaltaan 3-6°C. Poratuis-5 sa teloissa puolestaan tyypillinen pintalämpötilan pudotus reiän päiden välillä on suuruusluokkaa 3°C, suurin lämpötilaero telan aksiaalisuunnassa suuruusluokkaa 9°C ja telan poikkileikkaustason lämpötilaero suuruusluokkaa 6°C.

Lämpötilaerot aiheuttavat telassa vaarallisia lämpöjännityksiä sekä muodonmuutoksia, 10 jotka ovat havaittavissa paperin sileydessä ja jotka haittaavat koneen ajettavuutta. Yleinen telan työpinnan eli ulkopinnan lämpötilavaihtelulle asetettu vaatimus on suuruusluokkaa ±1,5°C. Ennestään tunnetuissa teloissa ei näin ollen tätä vaatimusta ole pystytty täyttämään.

15 Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan parannus ennestään tunnettuihin kuumennettaviin teloihin nähden ja saada aikaan kuumennettava tela, jonka pinnan lämpötilaerot ovat ennestään tunnettuja ratkaisuja olennaisesti pienemmät ja jotka täyttävät teloille asetetut vaatimukset. Tämän toteuttamiseksi on keksinnölle pääasiassa tunnusomaista, että tela on varustettu välinein, joilla lämmönsiirtokerroin 20 telavaipan tai telan materiaaliin vaikuttavasta virtaavasta kuumennusväliaineesta telan materiaaliin kasvaa kuumennusväliaineen virtauksen suunnassa.

Keksinnöllä saavutetaan tunnettuun tekniikkaan nähden useita merkittäviä etuja, joista tässä yhteydessä voidaan tuoda esiin mm. seuraavat. Koska telavaipan pintalämpötila 25 saadaan keksinnön mukaisessa ratkaisussa olennaisen tasaiseksi, voidaan kuumennukseen käytettävän kuumennusväliaineen määrää olennaisesti pienentää, minkä ansiosta pumppaustehoa ei tarvita niin paljon kuin aikaisemmissa ratkaisuissa. Telavaipan tasaisella lämpötilalla on lisäksi erittäin edullinen ja merkittävä vaikutus paperin laatuun. Huomattava etu on lisäksi siinä, että keksintöä voidaan yksinkertaisin 30 toimenpitein soveltaa jo olemassa oleviin tekniikan tason mukaisiin teloihin. Keksinnön 3 91297 muut edut ja ominaispiirteet käyvät ilmi jäljempänä seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta.

Seuraavaksi keksintöä selitetään esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin 5 viittaamalla.

Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti osittaista pitkittäisleikkausta keksinnön mukaisella ratkaisulla varustetusta poratusta telasta.

10 Kuvio 2 on kaaviomainen poikittaisleikkaus pitkin linjaa Π-Π kuviosta 1.

Kuvio 3 on osittainen perspektiivikuva esittäen kuvion 1 mukaisen poratun telan telavaippaa ja sen yhteen poraukseen sovitettua keksinnön mukaista eristekappaletta.

IS Kuvio 4 on kaaviomainen pitkittäisleikkaus syijäytyskappaleella varustetusta telasta, jossa on sovellettu keksinnön mukaista ratkaisua.

Kuvioissa 1,2 ja 3 on telaa merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Tässä suoritusmuodossa tela 10 käsittää telavaipan 11, jonka kumpaankin päähän on kiinnitetty akselitapein 20 15,16 varustetut telapäädyt 13,14. Telavaippaan 11 on telan ulkopinnan 12 läheisyyteen muodostettu telan päästä päähän ulottuvat poraukset 17, jotka kuvioiden 1,2 ja 3 suoritusmuodossa kulkevat pääasiassa telan 10 aksiaalisuunnassa. Mainittuja porauksia 17 on useita telan 10 kehän suunnassa ja ne ovat olennaisesti tasaisesti jakautuneet kehälle. Telan ensimmäiseen päätyyn 13 ja siinä olevaan akselitappiin 15 on muodos-25 tettu aksiaalinen keskeisporaus 18 ja mainittuun keskeisporaukseen 18 on sovitettu putki 19 tai vastaava, joka ulottuu toiseen päätyyn 14. Putken 19 halkaisija on keskeisporaus-ta 18 pienempi siten, että mainitun putken ja keskeisporauksen 18 väliin jää rengasmainen rako. Kuumennusväliaine tuodaan telaan 10 mainitun putken 19 kautta. Toiseen päätyyn 14 on muodostettu radiaaliporaukset 14a, jotka ulottuvat putkesta 19 telavaipas-30 sa 11 oleviin porauksiin 17. Vastaavasti on ensimmäiseen telapäätyyn 13 muodostettu radiaaliporaukset 13a, jotka ulottuvat telavaipan porauksista 17 ensimmäisessä päädys- 4 sä olevaan keskeisporaukseen 18. Kuumennusväliaine johdetaan näin ollen putkesta 19 toisessa telapäädyssä 14 olevien radiaaliporausten 14a kautta telavaipan 11 päästä päähän ulottuviin porauksiin 17 ja sieltä ensimmäiseen telapäätyyn 13 muodostettujen radiaaliporausten 13a kautta keskeisporaukseen 18 ja siitä edelleen telasta 10 pois.

5

Kuvioiden 1,2 ja 3 suoritusmuodossa on keksinnön mukainen ratkaisu, eli se, että lämmönsiirtokerroin viilaavasta kuumennusväliaineesta telavaipan 11 materiaaliin kasvaa kuumennusväliaineen virtauksen suunnassa, toteutettu siten, että telavaipan 11 porauksiin 17 on sovitettu eristekappaleet 1. Kuvion 3 mukaisesti eristekappaleet voivat 10 muodostua esim. muovia tai jotain muuta eristemateriaalia olevasta putkesta, johon on muodostettu mainitun putken pituuden suuntainen aukko 2, joka ulottuu putken päästä päähän ja jonka aukon leveys kasvaa virtauksen suunnassa. Putkessa oleva aukko 2 on suunnattu kohti telavaipan 11 ulkopintaa 12. Näin ollen tässä suoritusmuodossa se telavaipan 11 materiaalin osuus, johon kuumennusväliaine on suoraan kosketuksessa, 15 kasvaa virtauksen suunnassa. Koska kuumennusväliaineen lämpötila pienenee virtauksen suunnassa ja koska toisaalta kuumennusväliaine pääsee virtauksen suunnassa vaikuttamaan suurempaan osaan telavaipan 11 materiaalista, ei telavaipan 11 lämpötila telan aksiaalisuunnassa olennaisesti muutu.

20 Eristekappale 1 voidaan muotoilla muullakin tavoin kuin kuvioissa 1,2 ja 3 on esitetty. Pääasia on kuitenkin se, että mainittu eristekappale 1 on muotoiltu siten, että lämmön siirtyminen on hallitusti rajoitettu telan aksiaalisuunnassa eli virtauksen suunnassa, jolloin telan 10 pintalämpötilat saadaan tasaiseksi. Samalla voidaan lämmön johtuminen tehokkaasti ohjata kohti telan pintaa 12. Mikäli eristekappaleena 1 halutaan käyttää 25 putkimaista kappaletta, on myös mahdollista toteuttaa se siten, että mainittu putkimainen eristekappale 1 on sisäpinnaltaan kartiomaisesti virtauksen suunnassa laajeneva, jolloin putken seinämävahvuus pimenee virtauksen suunnassa. Tämä on käytännössä kuitenkin hankalammin jäljestettävissä kuin edellä selostettu aukon 2 muodostaminen putkimaiseen eristeeseen 1. Poratussa telassa 10 voidaan keksintö toteuttaa myös esim. 30 siten, että telavaippaan 11 muodostettujen porausten 17 sisäpinta on karhennettu siten, että karhennus on suurempi virtauksen loppupäässä kuin alkupäässä. Myös tällä 5 91297 tavoin saadaan lämmön siirtyminen tehostumaan virtauksen suunnassa. Tämäkin on kuitenkin hankalammin toteutettavissa kuin edellä selostettu suoritusmuoto.

Kuviossa 4 on esitetty syijäytyskappaleella varustettu kuumennettava tela, jota on 5 yleisesti merkitty viitenumerolla 20. Tela 20 käsittää telavaipan 21, jonka kumpaankin päähän on kiinnitetty akselitapein 25 ja 26 varustetut telapäadyt 23 ja 24. Telapäädyt 23,24 on lisäksi varustettu keskeisesti läpimenevin aksiaaliporauksin 27,28. Telavaipan 21 sisäpuolelle on sovitettu syijäytyskappale 29, joka päätykappaleiden 30,31 avulla on kiinnitetty telapäätyihin 23,24. Syijäytyskappale 29 on halkaisijaltaan telavaippaa 21 10 pienempi siten, että syijäytyskappaleen 29 ja telavaipan sisäpinnan 35 väliin jää rengasmainen välitila 34. Syijäytyskappaleen 29 kummankin päätykappaleen 30 ja 31 kehälle on muodostettu useita läpimeneviä reikiä 32,33, jotka avautuvat rengasmaiseen välitilaan 34. Kuumennusväliaine tuodaan telaan 20 ensimmäisen telapäädyn 23 aksiaaliporauksesta 27, josta se ensimmäisen päätykappaleen 30 rei’istä 32 johdetaan 15 syijäytyskappaleen 29 ja telavaipan 21 väliseen välitilaan 34. Mainitussa välitilassa 34 kuumennusväliaine kulkee telan toiseen päähän, josta se toisessa päätykappaleessa 31 olevien reikien 33 kautta ohjautuu toisessa telapäädyssä 24 olevaan aksiaaliporaukseen 28 ja siitä edelleen telasta 20 ulos.

20 Kuvion 4 mukaisessa suoritusmuodossa on keksinnöllinen ajatus, eli se, että lämmön-siirtokerroin viilaavasta kuumennusväliaineesta telavaipan 21 materiaaliin kasvaa virtauksen suunnassa, on toteutettu siten, että telavaipan sisäpintaan 35 on esim. ruiskuttamalla aikaansaatu pinnoite 3, joka virtauksen alkupäässä on paksuimmillaan ja jonka paksuus pienenee virtauksen suunnassa telan toista päätyä kohti. Mainittu pinnoite 25 3 on sopivaa eristemateriaalia esim. muovia tai vastaavaa. Näin ollen virtauksen alkupäässä, jossa kuumennusväliaineen lämpötila on korkeimmillaan, on eristekerrok-sena toimivan pinnoitteen 3 paksuus suurin, jolloin lämmön siirtyminen kuumennusväliaineesta telavaipan 21 materiaaliin on pienimmillään. Vastaavasti pinnoitteen paksuus ohenee virtauksen suunnassa telan toista päätyä kohti, jolloin lämmön siirtyminen 30 kuumennusväliaineesta telavaipan 21 materiaaliin helpottuu. Tällä jäijestelyllä saadaan 6 aikaan se, että telavaipan ulkopinnan 22 lämpötila on olennaisesti tasainen ja vakio yli telan aksiaalisen pituuden.

Kuvion 4 suoritusmuodossa voidaan keksinnön mukainen lämmönsiirtokertoimen 5 muuttuminen virtaavasta kuumennusväliaineesta telavaipan materiaaliin toteuttaa myös esimerkiksi siten, että telavaipan sisäpinta 35 on karhennettu siten, että sisäpinta on sileimmillään virtauksen alkupäässä ja karheimmillaan virtauksen loppupäässä. Myös sellainen toteuttamisvaihtoehto on mahdollinen, että eristemateriaali 3 muodostuu verkkomaisesta ratkaisusta, jonka avoin pinta-ala kasvaa toista päätä kohti. Vastaavasti 10 voi kuvioiden 1,2 ja 3 suoritusmuodossa telavaipan porauksiin 17 sovitetut putket olla revitettyjä tai verkkomaisia vastaavalla tavalla eli siten, että putkien avonainen pinta-ala kasvaa telan toista päätä kohti.

Edellä on keksintöä selitetty esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin viittaa-15 maila. Keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu koskemaan pelkästään kuvioissa esitettyjä suoritusmuotoja, vaan keksinnön eri vaihtoehdot voivat vaihdella oheisissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (6)

91297

1. Kuumennettava tela paperikonetta, paperin jälkikäsittelylaitetta tai vastaavaa varten, joka tela ¢10,20) on jäljestetty kuumennettavaksi ainakin telan ¢10,20) toisen päädyn S ¢13,14,23,24) kautta telan sisään tuodun ja telavaipan ¢11,21) tai telan materiaaliin vaikuttavan kuumennusväliaineen avulla, joka on jäljestetty virtaamaan telan ¢10,20) aksiaalisen pituuden yli ja joka kuumennusväliaine on jäljestetty poistumaan telasta (10.20) jomman kumman päädyn (13,14,23,24) kautta, tunnettu siitä, että tela (10.20) on varustettu välinein (1,2,3), joilla lämmönsiirtokerroin telavaipan (11,21) tai 10 telan materiaaliin vaikuttavasta viilaavasta kuumennusväliaineesta telan materiaaliin kasvaa kuumennusväliaineen virtauksen suunnassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tela, tunnettu siitä, että mainitut välineet (1,2,3) lämmönsiirtokertoimen muuttamiseksi käsittävät telavaipan ¢11,21) siihen 15 pintaan, johon kuumennusväliaine on jäljestetty vaikuttamaan, jäljestetyn eristekappa-leen (1) tai vastaavan pinnoitteen (3), jonka paksuus pienenee tai vastaavasti avoin pinta-ala kasvaa kuumennusväliaineen virtauksen suunnassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tela, joka käsittää telavaipan (11) tai telan 20 materiaaliin olennaisesti telan ulkopinnan (12) läheisyyteen toisistaan välin päähän ja telan päästä päähän ulottuvat poraukset (17) kuumennusväliaineen kiertoa varten, tunnettu siitä, että mainittujen porausten (17) pinta on varustettu välinein (1,2), jotka saavat aikaan lämmönsiirtokertoimen viilaavasta kuumennusväliaineesta telan materiaaliin kasvamisen kuumennusväliaineen virtauksen suunnassa. 25

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tela, tunnettu siitä, että mainitut välineet käsittävät porauksiin (17) sovitetut putkimaiset eristeet (1), joihin on muodostettu aukko (2) tai aukkoja, joiden avoin pinta-ala kasvaa virtauksen suunnassa.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tela, tunnettu siitä, että mainitut välineet muodostuvat porauksiin (17) tehdystä, virtauksen suunnassa kasvavasta kavennuksesta.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tela, joka käsittää onton telavaipan (21), jonka sisään on sovitettu syijäytyskappale (29) siten, että telavaipan (21) ja syijäytyskappa-leen (29) väliin jää rengasmainen välitila (34), johon kuumennusväliaine on sovitettu kiertämään telan (20) päästä päähän, tunnettu siitä, että telavaipan sisäpinta 5 (33) on varustettu eristemateriaalia tai vastaavalla olevalla pinnoitteella (3), jonka paksuus pienenee virtauksen suunnassa, tai jonka telavaipan sisäpinta (33) on karhennet-tu siten, että mainittu karhennus kasvaa kuumennusväliaineen virtauksen suunnassa. 91297