FI93872B - Menetelmä ja laite paperikoneen rainanmuodostusosassa - Google Patents

Description

- - 93872

Menetelmä ja laite paperikoneen rainanmuodostusosassa Förfarande och anordning i banformningsdelen av en pappersmaskin 5 Keksinnön kohteena on menetelmä paperikoneessa, jonka formerilla paperirainaksi muodostettavasta kuitukerroksesta poistetaan vettä kahden vastakkaisen viiran välisessä puristuksessa, jossa menetelmässä kaksiviiraista rainanmuodostusvyöhykettä pakko-ohjataan suunnaltaan vaihtelevalla radalla, jonka suunnanvaihdokset aikaansaavat muodostuvaan kuitukerrokseen värähtelevän voimakenttävyöhykkeen.

10

Lisäksi keksinnön kohteena on laite paperikoneen muodostusosan kaksiviiraisella muodostusvyöhykkeellä valmistettavan rainan formaation parantamiseksi sen retentiota huonontamatta, joka laite käsittää molempien viirasilmukoiden sisälle vastakkain sovitetut pakko-ohjauselimet, joilla kaksi-viirainen rainanmuodostusvyöhyke on pakko-15 ohjattu suunnaltaan vaihtelevaa rataa.

Ennestään tunnetusti paperikoneiden kaksiviiraformereiden tai hybridiformereiden kaksiviiravyöhykkeellä viirojen välissä olevaan kuitususpensiokerrokseen kohdistetaan erilaisilla elimillä esim. muodostuslistoilla paineimpulsseja ja leikkausvoimia, joilla 20 pyritään samalla kertaa sekä parantamaan rainan formaatiota että aikaansaamaan vedenpoistoa rainasta. Epäkohtana mainituissa laitteissa on kuitenkin se, että vaikka niillä saadaan aikaan hyvä formaatio, retentio huononee koska rainan lisäaineita, * : täyteaineita ja hienoaineita karkaa rainasta siitä poistuvan veden mukana.

• · » > · I · » · « * I * · 25 Toinen epäkohta tunnetuissa formereissa on se, että niissä joudutaan käyttämään ’·' ’ suhteellisen pientä massasuspension syöttösakeutta (~ 0,7 %), mikä johtaa varsin suuriin perälaatikkovirtaamiin. Tämä puolestaan aiheuttaa suhteellisen korkeat ener- » · · • · giakustannukset sekä ongelmia paperikoneen puhtaana pitämisessä.

• t · » · · · · ’· 30 On ennestään tunnettua sekä tasoviiraformereissa että kaksiviiraformereissa rajoittaa vedenpoistoa muodostusvyöhykkeen alkuosalla käyttämällä viiran tai viirojen sisäpintaa : '·· vasten toimivia erilaisia, rajoitetusti vettä läpäiseviä nauhaelimiä, joilla on viiran/viiro- * ”“· jen kanssa yhdensuuntainen juoksu. Näillä nauhaelimillä vedenpoistoa ei ole kokonaan 2 93872 estetty, eikä niiden alueella olennaista formaation parantamista saada aikaan. Edellä mainitu- tekniikan tason osalta viitataan esimerkkeinä hakijan julkiseen FI-patenttihake-mukseen 850321, J.M. Voith GmbH:n FI-patenttihakemukseen 1220/73 (vast. DE-hak.

2 219 302) ja US-patenttiin 3 578 559.

5

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusi rainanmuodostusmenetelmä ja laite, jolla voidaan edellä kosketellut epäkohdat välttää ja toteuttaa hyvä formaatio ja etenkin rainan Z-suuntainen tasainen rakenne samalla kun hyvä retentiotaso säilytetään.

10

Keksinnön lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen rainanmuodostusmenetelmä ja -laite, jossa vedenpoisto ja formaation parantaminen on erotettu omiksi erillisiksi vaiheiksiin niin, että loppuvedenpoisto on suoritettavissa entistä pienempää pulsaatiota ja turbulenssia käyttäen, millä osaltaan on tarkoitus parantaa rainan retentiota.

15

Keksinnön ei-välttämättömänä lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen rainanmuodostusmenetelmä ja -laite, jossa voidaan käyttää entistä pienempiä perälaatikkovirtaa-mia, siis suurempaa perälaatikkosakeutta ja täten säästää huomattavasti energiakustannuksia, etenkin paperimassan pumppausenergiakustannuksia.

20 m ” Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön •: · menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että muodostettavan rainan formaa- • · " \ lion parantamiseksi sen retentiota huonontamatta edellä mainitulla vyöhykkeellä • · vedenpoisto rainasta pääasiallisesti estetään kummankin viiran läpi ja että mainittu • · • · ’ 25 pakko-ohjaus toteutetaan paperirainan etenemissuunnassa keskenään samanmuotoisesti vastakkain olevilla, pääasiallisesti suljetuilla ohjauspinnoilla.

* » · · • · » · ·

Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että • · I »· * I mainitut pakko-ohjauselimet ovat rainan kulkusuunnassa keskenään olennaisesti saman- » · . 30 muotoisesti vastakkain ja vain viirojen ja paperirainan toisistaan erottamina.

·· • · • · · * * · 93872 3

Keksinnössä on ratkaistu aikaisempien rainanmuodostusmenetelmien ja -laitteiden ristiriitaa, joka on vallinnut rainaan kohdistettavien voimakkaiden painepulssien aikaansaaman hyvän formaation ja niistä osaltaan johtuvan huonon retention välillä. Keksinnössä on formaation parantamisvaihe erotettu varsinaisesta vedenpoistovaiheesta tai 5 -vaiheista, millä voidaan toteuttaa sekä hyvä retentio että hyvä formaatio. Keksinnön mukaisen formaation parantamisvaiheen jälkeen suoritetaan vedenpoisto rainasta pienellä painepulsaatiolla tai jopa tasaisella vedenpoistopaineella niin, ettei jo saavutettua formaatiotasoa huononneta.

10 Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa käytetään kaksiviiravyöhykkeellä formaatiovaihetta, jonka aikana vedenpoisto molempien viirojen läpi on pääasiallisesti estetty. Tässä vaiheessa kohdistetaan muodostuvaan paperirainaan dynaamisia leikkaus-voimia, jotka saadaan aikaan ohjaamalla muodostusviirat ja niiden välissä oleva rata mutkittelevaa rataa, jonka suunnanmuutokset aiheuttavat viirojen välissä olevaan rataan 15 dynaamisen värähtelevän kiihtyvyysvoimakentän ja sitä kautta formaatiota parantavaa pienimittakaavaista turbulenssia.

Korostettakoon tässä yhteydessä, että keksinnöllä ei pyritä lisäämään tai hallitsemaan varsinaisesti vedenpoistoa rainasta, vaan keksinnöllä tasoitetaan muodostuvan paperirai-20 nan Z-suuntaista rakennetta ja hajotetaan rainassa mahdollisesti olevia kuituflokkeja • · ·.· · pehmeäksi samalla kun vedenpoisto on olennaisesti estetty.

· • · · • · · • · · · • ·

Keksinnössä saadaan aikaan kaksiviiravyöhykkeellä värähtelevällä voimakentällä * · * Ύ * kuitususpensiokerrokseen huomattavan suuri pääasiallisesti rainan Z-suuntainen 25 pienimittakaavainen turbulenssi, joka tasoittaa pääasiassa rainan Z-suuntaista rakennetta • · t · « ja parantaa formaatiota.

• · • · » • · V·; Keksinnön mukainen formaation parannusalue sovitetaan kaksiviiravyöhykkeen sille alueelle, jossa massaradan kuiva-ainepitoisuus ka on alueella ka « 2... 10 %. Optimaali- :Y: 30 set olosuhteet keksinnön kannalta saavutetaan radan kuiva-ainealueella ka « 3...6 %.

• « « · • · • · • · · 93872 4

Keksinnössä sovellettavan vedenpoiston estoalueen ja formaation parannusalueen pituus L radan etenemissuunnassa on yleensä alueella L » 50...1500 mm ja optimaaliset tulokset saavutetaan pituudella L ~ 70...300 mm.

5 Eräs tapa tarkastella keksinnön formaatioalueen vaikutusta on määritellä se taajuus, jolla viirojen välissä olevaan massarataan kohdistetaan suunnaltaan vaihtelevia kiihty-vyysvoimia ja jolla formaatiota parantava voimakenttä värähtelee. Tämä taajuus f = 1/T, missä T on viirojen ja rainan viipymäaika yhden aallonpituuden λ matkalla. Mainittu taajuus f valitaan keksinnössä yleensä alueelta f = 50.. .4000 Hz. Edellä 10 mainittu taajuusalue on audiotaajuuksien keskialueella. Kyseiset voimakentän värähtely-taajuudet ovat niin suuret, että niillä saadaan aikaan riittävän pienimittakaavaista, lähinnä Z-suuntaista turbulenssia, joka on erityisen tehokas formaation parantamisessa ja rainan Z-suuntaisen rakenteen tasaisuuden aikaansaamisessa. Em. taajuusalue f = 50...4000 Hz vastaa rainan nopeusalueella v = 10-25 m/s värähtelevän voimaken-15 tän aallonpituusaluetta λ = 2,5 mm ... 500 mm pienillä amplitudiarvoilla.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovellusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin :Y: keksintöä ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.

20 m 1 : Kuvio 1 esittää kaksiviiravyöhykkeeltään pystysuuntaista kitaformeria, jossa on * · :,· i muodostustelan jälkeen keksinnön mukainen formaatioelin ja sen jälkeen toinen • · muodostustela.

··» • · · • · · 9 25 Kuvio 2 esittää kuviota 1 vastaavaa kaksiviiraformeria, jossa keksinnön mukainen * · J m · · ’· formaatioelin on sovitettu muodostuskidan alueelle.

• · · • · · • · · 9 » • ·

Kuvio 3 esittää sellaista hybridiformeria, jossa sovelletaan keksinnön mukaista formaa-tioelintä kaksiviiravyöhykkeen alkuosalla.

30 • · · · • · • · • · » 93872 5

Kuvio 4 esittää kaaviollisesti konesuuntaisena pystypoikkileikkauksena erästä keksinnön mukaista formaatioelintä ja sen mitoituksen olennaisia parametreja.

Kuvio 5 esittää kaaviollisesti konesuuntaisena pystyleikkauksena sellaista keksinnön 5 mukaista formaatioelintä, jossa käytetään kahta vedenpoiston estohihnaa ja niitä ohjaavia vuorottaisia staattisia listoja.

Kuvio 6 esittää kuviota 5 vastaavasti laitetta, jossa kuvion 5 staattiset listat on korvattu pyörivillä ohjausteloilla.

10

Kuvio 7 esittää laitetta, jossa on stationääriset viirojen pakko-ohjauselimet, joissa on kaksi vastakkaista suljettua ohjauspintaa.

Kuvio 8 esittää muodostuskidan alueelle sovitettua keksinnön mukaista staattista 15 formaatioelintä.

Kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvana keksinnön mukaista rainanmuodostusosaa, joka käsittää ensimmäisen viirasilmukan 10 ja toisen viirasilmukan 20 sekä ensimmäisen muodostustelan 21 ja toisen muodostustelan 25 sekä rintatelan 11. Muodostustelat 21 ja 20 25 ovat kumpikin viirasilmukan 20 sisäpuolella ja rintatela 11 on viirasilmukan 10 • *

i.i · sisäpuolella. Viira 10 on ns. peittävä viira ja viira 20 ns. kantava viira, jota raina W

• · ·.· : seuraa kaksiviiraisen muodostusvyöhykkeen jälkeen. Perälaatikon 17 huuliosasta 18 • · V*i suunnataan massasuihkun J viirojen 10 ja 20 rajoittamaan muodostuskitaan K, joka ·#* : muodostuu telojen 11 ja 21 aseman määräämänä. Kitaa K rajoittaa toiselta puolen viira 25 20, joka ohjaustelan 26 ohjaamana sivuaa ensimmäistä muodostustelaa 21 ja toiselta • · * · · *· puolen viira 10, joka johdetaan rintatelan 11 yli muodostustelalle 21 kohtaamaan viira • · · * 20, tosin kuitususpensiokerroksen erottamana. Kuviossa 1 muodostustelana 21 on » · V*: onsipinnalla 21’ varustettu tela. Viirojen 20 ja 10 yhteinen peittosektori a telan 21 alueella on a « 40°-60°. Vedenpoisto muodostustelan 21 alueella tapahtuu kahteen suun-:V: 30 taan, osittain viiran 10 läpi muodostustelasta 21 poispäin ja osittain viiran 20 läpi joko ϊ„.ϊ telan 21 pinnan 2Γ onteloihin ja/tai telan 21 vaipan sisällä olevaan imukammioon 21a.

93872 6

Ensimmäisen ja toisen muodostustelan 21 ja 25 väliselle kaksiviiravyöhykkeelle on sijoitettu tämän keksinnön mukainen formaatioelin 40, jonka rakenne ja toiminta selostetaan myöhemmin tarkemmin. Viirasilmukan 20 sisälle on formaatioelimen 40 jälkeen sijoitettu imulaatikko 24b tai vastaava täydentämään vedenpoistoa. Lopullinen 5 kaksiviiraisella osuudella tapahtuva vedenpoisto saadaan aikaan muodostustelalla 25 lähinnä sen imusektorilla 25a ja 25b, jonka jälkeen viirat 20 ja 10 eroavat toisistaan. Muodostuneen rainan W seuratessa kantavaa viiraa 20, raina W etenee viiran 20 kannatuksessa kohtaan P, jossa se irrotetaan viirasta 20 pick-up-telan 30 imuvyöhykkeen 30a avulla ja siirretään pick-up-kudokselle 31, joka vie rainan W edelleen paperikoneen 10 puristinosalle (ei esitetty).

Kuviossa 1 ja 4 esitetty formaatioelin 40 käsittää peittävän viiran 10 silmukan sisäpuolella olevan ohjausosan 41, jossa on aaltomainen ohjauspinta 43 ja ohjausosaa 41 vastassa olevan toisen ohjausosan 42, joka on kantavan viiran 20 silmukan sisällä. 15 Tämä ohjausosa 42 käsittää aaltomaisen ohjauspinnan 44. Ohjauspinnat 43 ja 44 ovat keskenään samanmuotoiset ja vastakkain viirojen 10,20 ja radan W toisistaan erottamina. Ohjausosia 41 ja 42 painetaan viiroja 10,20 vasten siten, että formaatioelimen 40 ohjauspinnat 43,44 pakko-ohjaavat kaksiviiravyöhykettä ja sen välissä kulkevaa rainaa ;Y: W pienellä amplitudilla A aaltoilevaa rataa. Samalla suljetut ohjauspinnat 43 ja 44 20 estävät vedenpoiston formaatioelimen 40 alueella. Tässä yhteydessä korostettakoon, että kun seuraavassa puhutaan /maatioelimestä 40;50, tarkoitetaan sillä sellaista • « ·,· j elintä, jolla värähtelevän voimakentän avulla saadaan aikaan rainaan W sekä turbu- 9 » lenssia sen formaatiota parantamaan että samalla elimellä vedenpoiston esto.

* #· » · · f « · 9 25 Kuviossa 2 on esitetty muutoin kuviossa 1 esitetyn kaltainen kaksiviiraformeri, paitsi • · 0 Φ 9 *· *ϊ että rintatela 11 ja muodostustela 21 on korvattu tämän keksinnön mukaisella formaa- *#· **' * tioelimellä 50, joka lisäksi toimii johtolaitteena, jolla viirat 10,20 ohjataan muodos- • · tuskitaan K ja sen alueella aaltoilevaa rataa samalla tavoin kuin kuviossa 1 formaatioeli- m men 40 alueella. Lisäksi kuviossa 2 on formaatioelimen 50 jälkeen viirasilmukan 20 :Y: 30 sisällä suurella kaarevuussäteellä R kaksiviiravyöhykettä kaareuttava muodostuskenkä 24a, jossa on listakansi 24c ja sen jälkeen tasoimulaatikko 24b. Kuviossa 2 formaatio- 93872 7 elin 50 käsittää kaksi ohjausosaa 51 ja 52, joista ensin mainittu 51 on peittävän viiran 10 silmukan sisällä ja toinen 52 kantavan viiran 20 silmukan sisällä. Ohjainosissa 51 ja 52 on aaltomaiset suljetut ohjauspinnat 53 ja 54, jotka pakko-ohjaavat viiroja 10,20 kidassa K ja sen jälkeen. Lisäksi ohjainosissa 51 ja 52 on kaarevat johtopinnat 53a ja 5 54a, jotka vastaavat rinta- tai muodostusteloja johtaen viirat 10,20 muodostuskitaan K.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön sovellusympäristöksi hybridi for meri, joka käsittää alaviiran 20, jolla on yksiviirainen alkuosuus 20a, jolle perälaatikon 17 huuliraosta 18 syötetään massasuspensiosuihku J rintatelan 26a kohdalla. Vaakasuoralla tasoviiraosalla 10 20a on imulaatikoita 27a ja 28a sekä foileja 27b. Yksiviiraisen tasoviiraosuuden 20a jälkeen seuraa kaksiviiravyöhyke, jota ylhäältäpäin rajoittaa yläviirayksikön 16 yläviira 10, joka on johtotelojen 15 ohjaama. Kaksiviiravyöhyke alkaa avoimen muodostustelan 11a kohdalla, jonka jälkeen seuraa keksinnön mukainen formaatioelin 40, joka on edellä kuvion 1 yhteydessä selostetun kaltainen käsittäen kaksi vastakkaista 15 ohjausosaa 41 ja 42. Tämän jälkeen seuraa alaviiran 20 silmukan sisällä oleva kääntötela 29 ja tasoimulaatikot 28b. Yläviiran 10 johtotelan 14 kohdalla yläviira 10 eroaa rainasta W, joka seuraa alaviiraa 20. Raina W siirretään pick-up-kohdassa P pick- up-telan 30 imuvyöhykkeellä 30a pick-up-kudokselle 31, joka vie sen puristinosaan (ei ;V: esitetty).

···:. 20 • » { Edellä kuvioissa 1,2 ja 3 esitetyt formerit ovat formaatioelimiä 40;50 lukuunottamatta • · j olennaisilta osiltaan ennestään tunnettu ja se on tässä yhteydessä selostettu vain • « \’·ί keksinnön eräiksi sovellusympäristöiksi.

• ·· • · · i i · 25 Kuviossa 4 on havainnollistettu formaatioelimcn 40 eräs tarkempi toteutusesimerkki • · < · « '· konesuuntaisena pystyleikkauksena. Formaatioelimen 40 ohjausosissa 41 ja 42 on esim.

i'·*· *·) * olennaisesti sinimuotoisesti kaartuvat keskenään yhdenmuotoiset suljetut, pienikitkaiset m 9 V*: ohjauspinnat 43,44, jotka pakko-ohjaavat viiroja 10 ja 20 ja niiden välissä olevaa 9 massarataa olennaisesti sinimuotoista rataa aiheuttaen viirojen 10,20 välissä olevaan » : V: 30 massaan dynaamisia kiihtyvyysvoimia, joiden suunta ja suuruus vaihtelee ja värähtelee, sopivimmin olennaisesti sinimuotoisesti, formaatiota parantaen ja massaradan W kuitu- 93872 8 flokkeja rikkoen. Edellä esitetyllä tavalla saadaan aikaan rainan W pääasiallisesti Z-suunnassa värähtelevä voimakenttä, jonka värähtelytaajuus on varsin suuri, yleensä audiotaajuuksien keskialueella. Tällä tavoin saadaan rainaan W riittävän voimakasta pienimittakaavaista turbulenssia, joka on pääasiallisesti rainan Z-suuntainen, siis 5 värähtelyjen suuntainen. Olennaista on myös se, että värähtelevän formaatiovyöhyk-keen F alueella vedenpoisto on molempien viirojen 10,20 läpi pääasiallisesti estetty.

Kuvion 4 mukaisesti yläpuolinen ohjausosa 41 on kiinteästi liitetty paperikoneen runko-osiin (ei esitetty) ja alapuolista ohjausosaa 42 painetaan vastassa olevaa ohjausosaa 41 10 vasten toimielimillä 48a ja 48b esimerkiksi hydraulissylintereillä tai pneumaattisilla palkeilla. Kun toimielimiä 48a ja 48b, jotka ovat kiinteän runko-osan 49 ja alapuolisen ohjainosan 42 välillä, kohdistetaan säädettävissä olevat paineet, voidaan värähtelevän formaatiovyöhykkeen F, jolla vedenpoisto on estetty, viirojen 10,20 välistä puristus-painetta säätää. Myös paineen jakautumaa viirojen 10,20 etenemissuunnassa voidaan 15 säätää johtamalla toimilaitteisiin 48a ja 48b keskenään erisuuruinen paine.

Kuviossa 4 on formaatiovyöhykkeen F pakko-ohjattujen värähtelyjen aallonpituutta merkitty Atlla ja aallon amplitudia A.ila (aallon korkeus pohjasta huippuun = 2A).

• · · • · · • · · · : 20 Esillä olevassa keksinnössä kuviossa 4 esitetyn formaatiovyöhykkeen F pituus viirojen *«» : 10,20 etenemissuunnassa L on alueella L«50...1500 mm, sopivimmin ·»· · L « 70...300 mm. Aallonpituus λ on yleensä alueella λ» 2,5 mm ... 500 mm.

• · sopivimmin λ « 10 mm ... 200 mm ja mainittu amplitudi A « 0,01 mm ... 10 mm, sopivimmin A * 0,1 mm ... 2 mm. Paperilaadusta ja nopeudesta riippuen formaatioalu-25 een F värähtelytaajuus f = 1/T « 50...4000 Hz, sopivimmin f» 1000 ... 2500 Hz, • · · ·'.·* ·* missä T = viirojen 10,20 ja rainan W kulkuaika yhden aallonpituuden λ matkalla, siis ;\· esim. aallon huipusta huippuun. Kuviossa 4 L « 2 x λ ja keksinnössä yleensä • · ·;··· L » N x λ, missä N = aaltoluku formaatioalueen F pituudella L; yleensä N a 1...100, ,·[·. sopivimmin N « 3-8.

• · • · · 30 93872 9

Keksinnön mukainen formaatioelin 40;50 sijoitetaan yleensä sellaiselle alueelle kaksivii-ra vyöhykkeellä, jossa rainan W kuiva-ainepitoisuus ka on alueella ka» 2...10%. Keksinnön optimisovellukset saadaan yleensä kuiva-ainealueella ka » 3...6 %. Kuvion 2 sovelluksessa ka « 2...4 % ja kuvion 1 sovelluksessa ka * 2...5 %, ja kuvion 4 5 sovelluksessa ka » 2-5 %. Kuvion 2 mukainen ratkaisu on siinäkin suhteessa edullinen, että sitä sovellettaessa perälaatikkoa voidaan ajaa varsin suurella sakeudella esim. ka « 2 % aikaisemman ka » 0,7 asemesta, joten säästyy huomattava määrä pump-pausenergiaa.

10 Kuvioissa 5-8 on esitetty kaaviollisena konesuuntaisena pysty leikkauksena eräitä keksinnön edullisia sovellusesimerkkejä. Kuvion 5 mukaisesti yläviiran 10 silmukan sisälle on jäljestetty hihnasilmukka 61, joka on olennaisesti, tai sopivimmin täysin, vettäläpäisemätön pienikitkainen hihna. Hihnaa 61 ohjaavat johtotelat 63a ja 63b ylälistojen 45a yli. Listat 45a on tuettu kiinteään runko-osaan 47a. Alaviiran 20 15 silmukan sisälle on sovitettu nauhaa 61 vastaava vettä olennaisesti tai sopivimmin täysin läpäisemätön pienikitkainen hihna 62, jota johtotelat 64a ja 64b ohjaavat viiran 20 sisäpintaa vasten ja alalistojen 46a yli. Alalistat 46a on tuettu jousilla 48 tai vastaavilla painekuormitteisilla toimilaitteilla kiinteään runko-osaan 49. Kuviossa 5 hihnojen 61 ja • # * • · 62 välille muodostuu formaatiovyöhyke ja vedenpoiston estoalue F, joka on pienellä · · : .·. 20 amplitudilla aaltoileva vuorottaisten listojen 45a ja 46a pakko-ohjauksen vaikutuksesta.

··» · I Listat 45a ja 46a ulottuvat rainan W ja viirojen 10,20 koko poikittaiselle leveydelle.

· · ·

Joissakin tapauksissa nauhat 61 ja 62 voivat olla vähäisessä määrin vettä läpäiseviä, • · mutta edullisimmin ne ovat täysin läpäisemättömiä pienikitkaisia hihnoja, jotka voidaan tarvittaessa varustaa käyttölaitteella.

25 * · »*· : Kuviossa 6 esitetty formaatioelin 40b poikkeaa kuviossa 5 esitetystä siinä, että veden- poiston estohihnasilmukoita 61 ja 62 ohjataan aaltoilevaa rataa ohjausteloilla 45b ja 46b, · :*·: joista ylätelat 45b on laakeroitu kiinteään runko-osaan 47b ja alatelat 46b, jotka ovat vastakkain vuorottain tasajaolla ylätelojen 45b kanssa, on laakeroitu jousilla 48 tai • · .·*·. 30 vastaavilla voimalaitteilla kuormitettavaksi alaviiran 20 sisäpintaa vasten kaksiviira- • ♦ · vyöhykkeen ja sen välissä olevan rainan W ohjaamiseksi loivasti aaltoilevaa rataa 93872 10 formaatiovyöhykkeen ja vedenpoiston estoalueen F muodostamista varten. Keksinnön mukaista fcrmaatioelintä käytettäessä voidaan vedenpoiston estonauhojen 61 ja 62 kireyttä T käyttää eräänä säätöparametrina. Mitä pienempi on nauhojen 61,62 kireys T, sitä pienemmällä poikittaisella voimalla, esim. jousien 48 voimalla saadaan aikaan 5 formaatioalueen F tietty aaltoiluamplitudi A.

Kuviossa 6 on ennen formaatioelintä 40 esitetty alaviirasiimukan 20 sisälle sovitetuksi muodostustela 21b ja sen jälkeen muodostuskenkä 24a, jonka avoin listakansi 24c ohjaa kaksiviiravyöhykettä suoralla kaarevuussäteellä R.

10

Rainan kuiva-ainepitoisuus kaQ ennen formaatiovyöhykettä F on sopivimmin kao « 2...5 %.

Kuviossa 7 on esitetty pääasiallisesti kuviossa 4 esitetyn kaltainen stationäärinen 15 formaatioelin 40c, jossa formaatiovyöhykkeen pituus L « 3 x λ. Alapuolinen ohjausosa 42 on jousilla 48 tai vastaavilla kuormitettu sopivalla voimalla viirasilmukan 20 sisäpintaa ja sitä kautta yläpuolista ohjausosaa 41 vasten. Kuvioissa 5 ja 6 käytetyt nauhat 61 . ja 62, joilla vedenpoisto on estetty formaatiovyöhykkeellä F, ovat edulliset siinä • · » suhteessa, että ne estävät viirojen 10,20 kulumisen formaatiovyöhykkeellä F. Nauhat : .·. 20 61 ja 62 voidaan lisäksi tehdä silmukaltaan verraten lyhyiksi ja nopeasti vaihdettaviksi.

9 0 m • · · · • · • · · • · « ··· ♦ : Kuviossa 8 on havainnollistettu keksinnön mukainen stationäärinen formaatioelin 50, • M • « joka on sovitettu muodostuskidan K alueelle. Formaatioelin 50 käsittää yläviiran 10 silmukan sisälle sovitetun ohjausosan 51, jossa on suljettu ohjauspinta 53 ja siihen 25 portaattomasti liittyvä johtopinta 53a, joka toimii rintatelan tehtävässä. Kuviossa 8 on ::: katkoviivoin esitetty mainittu pinta 53a tarvittaessa korvattavaksi pyörivällä rintatelalla : 57. Formaatioelimeen 50 kuuluu alaviirasiimukan 20 sisäpuolella oleva kuormitettava ohjausosa 52, jossa on aaltomainen ohjauspinta 54 ja siihen liittyvä johtopinta 54a, joka ohjaa alaviiraa 20 muodostuskitaan. Ohjausosa 52 on jousilla 55 tai vastaavilla kuormi- .·♦·, 30 tettu kiinteää yläpuolista ohjausosaa 51 vasten kiinteää runko-osaa 56 tukiosana • » • · ♦ käyttäen.

93872 11

Kuviossa 8 esitetty muodostuskitajäijestely on edullinen siinäkin suhteessa, että johtopinnat 53a ja 54a voidaan tehdä verraten pienen kaarevuussäteen omaaviksi, minkä ansiosta perälaatikon huulikartion 17 huuliaukko 18 voidaan tuoda hyvin syvälle muodostuskitaan K. Tästä on etuna se, että huulisuihkun J vapaa lentomatka M eli se 5 matka, jonka huulisuihku ilman ohjausta ja kannatusta lentää ilmassa ennen tuloaan viirojen 10,20 kanssa kosketuksiin, saadaan entistä lyhyemmäksi. Keksinnön mukaista formaatioelintä 50, joka samalla korvaa rintatelat, käytettäessä saadaan mainituksi vapaaksi lentomatkaksi M « 100 mm, kun se normaaleissa muodostus-ja/tai rintateloilla varustetuissa kitaformereissa on luokkaa M » 250-300 mm, joka on huulisuihkun J 10 stabiilisuuden kannalta pitkä matka.

Keksinnön mukaisen formaatioelimen 40;50 toiminnalle on myös olennaista se, että formaatioelimellä aiheutettu formaation parannus saadaan säilymään myöhemmissä vedenpoistovaiheissa, mikä edellyttää radalta W tiettyä kuiva-ainepitoisuutta formaa-15 tiovyöhykkeen F jälkeen ja/tai vedenpoiston varovaisuutta myöhemmissä vedenpoistovaiheissa, joissa parannettu formaatio- ja retentiotaso pääasiallisesti säilytetään. Edellä esitetty tarkoittaa sitä, että keksinnön mukaisen formaatiovyöhykkeen F, jonka alueella vedenpoisto on estetty, jälkeen vedenpoisto suoritetaan riittävän pienemmällä pulsaa- • · · • · ;·, tiolla tai jopa tasaisella paineella, koska riittävä formaatiotaso on saavutettu jo aikaisem- * ·» : 20 missä formaatiovaiheissa.

• · « • · · · • · • · ♦ • · 9 :1·.· Lopuksi korostettakoon, että vaikka edellä on puhuttu paperista ja paperirainasta, niin 9 · keksintö soveltuu käytettäväksi myös kartongin valmistuksessa.

25 Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen »·» ; ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetyistä.

• · • ♦ • · • · · • · φ • · · · • · • · • ♦ ·

Claims (20)

93872 12 Patenttivaati mukset

1. Menetelmä paperikoneessa, jonka formerilla paperirainaksi (W) muodostettavasta kuitukerroksesta poistetaan vettä kahden vastakkaisen viiran (10,20) välisessä puristuk- 5 sessa, jossa menetelmässä kaksiviiraista rainanmuodostusvyöhykettä (10;W;20) pakko-ohjataan suunnaltaan vaihtelevalla radalla, jonka suunnanvaihdokset aikaansaavat muodostuvaan kuitukerrokseen värähtelevän voimakenttävyöhykkeen (F), tunnet-t u siitä, että muodostettavan rainan (W) formaation parantamiseksi sen retentiota huonontamatta vyöhykkeellä (F) vedenpoisto rainasta (W) pääasiallisesti estetään 10 kummankin viiran (10,20) läpi ja että pakko-ohjaus toteutetaan paperirainan etenemis-suunnassa keskenään samanmuotoisesti vastakkain olevilla, pääasiallisesti suljetuilla ohjauspinnoilla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaksiviira-15 vyöhykettä pakko-ohjataan loivasti aaltoilevaa, sopivimmin olennaisesti sinimuotoisesti aaltoilevaa rataa, ainakin yhden aallonpituuden (λ) matkan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että voima-kenttävyöhykkeellä (F) muodostettavan rainan (W) kuiva-ainepitoisuus ka on alueella • · 20 ka « 2 %... 10 %, sopivimmin alueella ka « 2 %...6 %.

• · • * • # · • · ’ ·/ 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että » · · • « · ‘I* I voimakenttävyöhykkeen (F) pituus L viirojen (10,20) ja rainan (W) etenemissuunnassa # · · * · · I..* on alueella L » 50...1500 mm, sopivimmin L » 70...300 mm. • · • · · 25

: 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että a · m menetelmässä voimakenttävyöhykkeen (F) dynaamisten voimien värähtelytaajuus f * . valitaan paperilaadusta ja paperikoneen nopeudesta (v) riippuen alueelta f = 50...4000 Hz, sopivimmin alueelta f = 1000...2500 Hz, missä f = 1/TjaT = vii- • · '·’ 30 rojen (10,20) viipymäaika yhden aallonpituuden (λ) matkalla. ···· · • · · • t I • 93872 13

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä värähtelevän voimakenttävyöhykkeen aallonpituus λ valitaan alueelta λ « 2,5...500 mm, sopivimmin alueelta λ « 10...200 mm ja aallon amplitudi A valitaan alueelta A » 0,01...10 mm, sopivimmin alueelta A « 0,1...2 mm ja että aallonpituuden 5. ja/tai että amplitudin suhde λ/A valitaan alueelta λ/Α = 20...2000, sopivimmin alueelta λ/Α = 50...1000.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä poistetaan paperirainasta (W) olennainen määrä vettä yksiviiravyöhyk- 10 keelle (20a), muodostustelalla (21), kaarevalla muodostuskengällä (24a) ja/tai muulla vastaavalla vedenpoistoelementillä, minkä jälkeen kaksiviiravyöhyke johdetaan värähtelevän voimakenttävyöhykkeen (F) läpi, minkä jälkeen rainasta (W) poistetaan edelleen vettä niin, että sen vyöhykkeellä (F) parannettu formaatiotaso pääasiallisesti säilytetään. 15

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmää sovelletaan kaksiviiraisen kitaformerin kita-alueella (K) siten, että perälaa-tikon (17) huuliraosta (18) syötetään massasuspensiosuihku (J) muodostuskitaan (K), jonka alueella kaksiviiravyöhyke (10;W;20) pakko-ohjataan aaltomaisesti värähtelevää *·*·* 20 rataa (kuviot 2 ja 8).

• · • *· * • 9 ] V 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmäs- • * ♦ • * · j sä muodostuskitaan (K) syötettävän massasuspension sakeus ka on keskimääräistä « · · suurempi ja valittu alueelta ka « 1...4 %, sopivimmin alueelta ka » 2...3 %. • · · 25 : .·.

10. Laite paperikoneen muodostusosan kaksiviiraisella muodostusvyöhykkeellä valmis- • · · 9 9· 9 tettavan rainan formaation parantamiseksi sen retentiota huonontamatta, joka laite käsittää molempien viirasilmukoiden (10,20) sisälle vastakkain sovitetut pakko- • · e...% ohjauselimet (41,42,43,44;45a,46a;45b,46b,61,62;51,52,53,54), joilla kaksi-viirainen • · 3o rainanmuodostusvyöhyke (10;W;20) on pakko-ohjattu suunnaltaan vaihtelevaa rataa, ··· "·*. tunnettu siitä, että pakko-ohjauselimet (41,42,43,44;45a,46a;45b,46b,61,62; • · · • · · · 93872 14 51,52,53,54) ovat rainan kulkusuunnassa keskenään olennaisesti samanmuotoisesti vastakkain ja vain viirojen (10 ja 20) ja paperirainan (W) toisistaan erottamina.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjauselimistä 5 ainakin toisen viirasilmukan sisällä olevat on varustettu jousi- tai kuormituslaitteilla (48a,48b,48), jotka painavat kaksiviiravyöhykkeen pääkulkusuuntaan nähden olennaisesti kohtisuorassa suunnassa mainittua ohjauselintä tai ohjauselimiä (44;54;46a,46b,62) vastassa olevan viiran (10) silmukan sisällä olevia ohjauselimiä (43;53;45a,45b,61) vasten määrätyllä tai säädettävällä kuormitusvoimalla tai -voimilla. 10

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on sovitettu yksi- tai kaksiviiraisen vedenpoistovyöhykkeen jälkeen sovitetulle kaksiviira-vyöhykkeelle.

13. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite on sovitettu kaksiviiraisen kitaformerin muodostuskidan (K) alueelle (kuviot 2 ja 8).

14. Jonkin patenttivaatimuksen 10-13 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite käsittää kaksi vastakkaista viirojen ohjauselintä (41,42,51,52), joissa on umpinainen, • · • # · *·’·* 20 sopivimmin aaltomainen, molemmissa ohjauselimissä (41,42) keskenään yhdenmuotoi- • · • · : ‘ nen viiran pakko-ohjauspinta (43,44;53,54), joka alueellaan pääasiallisesti estää * · e V vedenpoiston molempien viirojen läpi (kuviot 1,2,7 ja 8). • · · • · · • ·· » • · • · « • · ·

15. Jonkin patenttivaatimuksen 10-13 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite • i f 25 käsittää toisen viirasilmukan (10) sisälle sovitetut kuormituslistat (45a), joita on : sopivimmin tasavälein kaksiviiravyöhykkeen etenemissuunnassa, että laite edelleen « » · • * · · käsittää vastakkaisen viirasilmukan (20) sisällä olevat kuormituslistat (46a), jotka on • * · 9 ' . sovitettu kuormituslistojen (45a) välien kohdalle, sopivimmin keskikohdalle, että • · ...# molempien viirasilmukoiden (10,20) sisälle on jäljestetty johtotelojen (63a,63b ja ! * *·' 30 64a,64b) ohjaamat vettä olennaisesti läpäisemättömät nauhat (61,62), joita kuormitus- ·*« 9 • Φ0* 9 · • 9 · • M • · 93872 15 listat (45a,46a) ohjaavat ja painavat viirojen (10,20) sisäpintoja vasten ja täten ohjaten viiroja (10,20) loivasti aaltoilevaa rataa.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut kuormi-5 tuslistat (45a,46a) on korvattu vastaavasti sijoitetuilla pyöriviksi laakeroidulla johtoteloil- la (45b,46b) (kuvio 6).

17. Jonkin patenttivaatimuksen 10-16 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjauselimistä (41,42), kuormituslistoista (46a) ja/tai teloista (46b) ainakin toisen 10 viirasilmukan (20) sisällä olevat on jäljestetty jousitetusti (48) tai voimalaitteilla (48a,48b) vastassa olevaa viiraa (10,20) tai nauhaa (61,62) vasten kuormitettavaksi.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 10-17 mukainen laite, tunnettu siitä, että formaatioelin (40;50) on jäljestetty kaksiviiravyöhykkeelle alueelle, jossa radan (W) 15 kuiva-ainepitoisuus ka on alueella ka « 2...20 %, sopivimmin ka « 3 %...6 %.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 10-18 mukainen laite, tunnettu siitä, että formaatioelimen (40;50) pituus L kaksiviiravyöhykkeen etenemisen pääsuunnassa on L « 50...1500 mm, sopivimmin L « 70...300 mm. m · • · * W 20

• ” 20. Jonkin patenttivaatimuksen 10-19 mukainen laite, tunnettu siitä, että • · p laitteessa formaatiovyöhyke ja vedenpoiston estovyöhyke on ohjattu loivasta aaltoilevaa, • · · ; sopivimmin pääasiallisesti sinimuotoisesti aaltoilevaa, rataa jonka radan aallonpituus λ • · * • ·» λ.' on alueella λ « 2,5...500 mm, sopivimmin alueella λ « 10...200 mm ja aaltoradan • · I • · · 25 amplitudi A on alueella A « 0,01...10 mm, sopivimmin alueella A * 0,1...2 mm ja/tai . että paperilaadusta ja paperikonenopeudesta riippuen aallonpituus λ on siten mitoitettu, • · « .···* että kaksiviiraisen vyöhykkeen viipymäaika T mainitulla yhden aallonpituuden λ • · · matkalla vastaa taajuutta f » 1/T « 50...4000 Hz, sopivimmin f « 100...2500 Hz. • · • · · t · • · • M «Il • · · · • · • · · « Il • · 93872 16