FI95492B - Hihna - Google Patents

Description

x 95492

HIHNA

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty hihna. Erityisesti keksintö 5 on tiivis hihna käytettäväksi paperikoneen pitkänippi-puristimen yhteydessä.

Paperinteossa kuituinen raina muodostetaan muodostavalle viiralle asettamalla kuituinen massa sen päälle. Massasta poistuu suuri määrä vettä tässä pro-10 sessissa, minkä jälkeen uudelleen muotoutunut raina jatkaa puristusosaan. Puristusosaan kuuluu sarja puris-tusnippejä, joissa kuituiseen rainaan kohdistuu puristavia voimia veden poistamiseksi siitä. Lopulta raina jatkaa kuivausosaan, johon kuuluu lämmitettäviä kui-15 vausrumpuja, joiden ympäri raina kulkee. Lämmitettävät kuivausrummut vähentävät rainan vesipitoisuuden halutulle tasolle höyrystämällä.

Kohonneet energiakustannukset ovat tehneet yhä haluttavammaksi poistaa rainasta niin paljon vettä kuin 20 mahdollista ennen sen saapumista kuivausosaan. Kuivaus-rumpuja usein lämmitetään sisäpuolelta höyryllä ja tästä kustannukset voivat olla melkoiset, erityisesti kun rainasta on poistettava suuri määrä vettä.

Perinteisesti puristusosiin kuuluu sarja nip-25 pejä, jotka koostuvat vierekkäisistä sylinterimäisistä puristustelapareista. Viime aikoina laajennettujen puristusnippien käyttö on huomattu edulliseksi verrattuna nippeihin, jotka koostuvat vierekkäisistä telapa-reista. Mitä pitemmän aikaa puristus vaikuttaa rainaan 30 nipissä, sitä enemmän vettä siitä voidaan poistaa, jolloin vähemmän vettä jää poistettavaksi höyrystämällä kuivausosassa.

Tämä keksintö kohdistuu kenkätyyppiseen pit-känippipuristimeen. Tämän tyyppisessä pitkänippipuris-35 timessa nippi muodostuu sylinterimäisen puristustelan ja kaarevan puristuskengän väliin. Viimeksi mainittuun kuuluu sylinterimäisesti kovera pinta, jonka kaarevuus- 95492 2 säde on lähellä sylinterimäisen puristustelan kaare-vuussädettä. Kun tela ja kenkä asetetaan toistensa välittömään läheisyyteen/ muodostuu nippi, joka voi olla viidestä kymmeneen kertaa pidempi koneen suunnassa 5 kuin mitä muodostuu kahden puristintelan väliin. Tämä lisää kuituisen rainan niin kutsuttua viipymisaikaa pitkässä nipissä samalla kun säilytetään sama puristus-taso pinta-alaa kohti kuin on puristava voima kahden telan puristimessa. Tämän uuden nippiteknologian tulok-10 sena on ollut dramaattinen lisäys kuituisen rainan vedenpoistossa pitkässä nipissä verrattuna konventionaalisiin nippeihin paperikoneissa.

Kenkätyyppinen pitkänippipuristin vaatii erityisen hihnan, sellaisen kuin on esitetty kanadalai-15 sessa patentissa 1,188,556. Tämä hihna on suunniteltu suojelemaan kuituista rainaa tukevaa, kuljettavaa ja siitä vettä poistavaa puristuskangasta kiihtyvältä kulumiselta, joka olisi seurauksena suorasta liukuvasta kontaktista kiinteän puristuskengän kanssa. Tällaiseen 20 hihnaan on tehtävä tasainen läpäisemätön pinta, joka kulkee tai liukuu kiinteän kengän yli voitelevan kalvon tai öljyn päällä. Hihna liikkuu nipin läpi suunnilleen samalla nopeudella kuin puristuskangas täten aiheuttaen puristuskankaaseen minimaalisesti hankausta kiinteitä 25 komponentteja vasten.

Normaalirakenne pitkänippipuristimessa käsittää kahden puristuskankaan käytön. Nipin komponentit voidaan luetella seuraavassa järjestyksessä: uritettu sylinterimäinen puristustela, ensimmäinen puristuskan-30 gas, kuituinen raina tai syntyvä paperiarkki, toinen puristuskangas, erityinen hihna, voiteleva kalvo, ja : kaareva puristuskenkä.

Kaikki nykyään kaupallisessa käytössä olevat pitkänippipuristimet ovat edellä mainittua rakennetta.

35 Kuitenkin tämä niin kutsuttu kaksihuopainen pitkänippipuristin rajoittuu vain tietyn tyyppisiin paperilaatuihin. Pitkänippipuristimen sovellusten laajentaminen * »· 3 95492 hienompiin paperilaatuihin ja sanomalehtipaperiin vaatii yksihuopaisen pitkänippipuristimen kehittämistä.

Yksihuopaisessa pitkänippipuristimessa nipin komponentit voidaan luetella seuraavassa järjestykses-5 sä: sileäpintainen sylinterimäinen puristustela, kuituinen raina tai syntyvä paperiarkki, puristuskangas, erityinen huopa, voiteleva kalvo ja kaareva puristus-kenkä .

Kaksihuopaisessa pitkänippipuristimessa kui-10 tuisesta rainasta puristettu vesi voi mennä jompaan kumpaan kahdesta puristuskankaasta yhtä hyvin kuin sylinterimäisen puristustelan uriin. Yksihuopaisessa pitkänippipuristimessa kaksi näistä veden varastointi-paikoista on poistettu. Siinä on vain yksi huopa ja 15 koska kuituinen raina koskettaa suoraan sylinterimäi-seen puristustelaan, telassa on oltava sileä pinta. Selvästikin tämä väliaikaisen veden varastointitilan häviäminen on korvattava, jos yksihuopainen pitkänippi-puristin koskaan saavuttaa laajaa käyttöä. On ehdotto-20 man välttämätöntä, että puristusnippi varustetaan tyhjillä tiloilla niin, että paperirainasta puristetulla vedellä yksihuopaisessa pitkänippipuristimessa on ke-räytymispaikka.

Kahta lähestymistapaa on käytetty saavuttamaan 25 tyydyttävä ratkaisu tähän ongelmaan. Kanadalainen pa- .·. tentti 1,190,779 esittää pitkänippipuristinhihnan, jossa on tyhjiä tiloja huovan puolella. Nämä tyhjät tilat syntyvät aluskankaan sidosmallista ja huovan hihnan puolen kyllästyksen poissaolosta muodostaen 30 paikan, johon neste voi siirtyä kuituisen rainan, pu-ristuskankaan ja erityisen hihnan kulkiessa nipin läpi.

I Toinen lähestymistapa on esitetty patenteissa US 4,559,258 ja US 4,643,916. Niissä esitetään pitkänippipuristimen hihna, jossa on uria huovan puolella 35 varastoimaan kuituisesta rainasta puristettua vettä.

Kun nämä kaksi lähestymistapaa suuntautuvat pääasiassa ratkaisemaan vedenpoisto-ongelmaa yksi- • · · 95492 4 huopaisessa pitkänippipuristimessa, on huomattu, että molempien hihnojen käyttö kaksihuopaisessa pitkänippipuristimessa johtaa parannettuun vedenpoistoon.

Kuitenkin käytännössä on myös huomattu, että 5 tyydyttäviä uritettuja pitkänippipuristimen hihnoja ei voida valmistaa kaupalliseen käyttöön. Kaikki yritykset tehdä tällainen rakenne tähän päivään saakka ovat päätyneet tuotteeseen, joka on epäonnistunut johtuen urien irtoamisesta ja/tai urien hajoamisesta. Käsillä oleva 10 keksintö on pitkänippipuristimen erityinen hihna, joka ei ole herkkä laminoinnin purkautumiselle.

Edellä mainituille ongelmille erityiset pitkänippipuristimen hihnat, joissa on polyuretaanipin-noitettuun päällysteeseen tehdyt urat, mahdollistavat 15 hyvät vedenpoisto-ominaisuudet, kun niitä käytetään pitkänippipuristimissa. Keksintönä on pitkänippipuristimen hihna, joka ei ole altis urien irtoamiselle. Täten se voidaan nähdä myös parannuksena hihnaan, joka on esitettynä kanadalaisessa patentissa 1,190,779, 20 jolla on ollut käytössä ongelmia, koska kokeissa on ollut vaikeuksia poistaa vesi huovan puolen tyhjistä tiloista. Käsillä olevan keksinnön mukaisesta hihnasta, jossa on uritettu pinta, voidaan vesi poistaa huomattavasti helpommin.

25 Keksinnön mukaiselle hihnalle on tunnusomaista ·. se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1.

Täten keksintönä on hihna käytettäväksi paperikoneen pitkänippipuristimessa poistamaan vettä kuituisesta rainasta, josta tehdään jonkinlaista paperi-30 tuotetta. Hihnaan kuuluu päättömän lenkin muotoinen aluskangas, joka on kudottu tähän muotoon tai suljettu • ; tähän muotoon saumalla. Aluskankaassa, jossa on koneen- suuntaisia lankoja ja poikittaissuuntaisia lankoja, on kehrättyjä lankoja ainakin yhdessä mainituista suunnis-35 ta. Jos aluskankaalla on monikerrosrakenne, kehrättyjä lankoja on ainakin aluskankaan päättömän lenkin ulkopinnalla. Joka tapauksessa kehrätyt langat on kehrätty • · 5 95492 useista tapulikuiduista.

Lisäksi hihnaan kuuluu polymeerihartsipinnoi-* te, kuten polyuretaania. Pinnoite asetetaan siten, että se täydellisesti kyllästää aluskangasrakenteen tehden 5 sen nestettä läpäisemättömäksi. Sen on oltava myös sileä ja tasainen paksuudeltaan.

Päällystetyn hihnan ulkopinnalle on leikattu useita uria, jotka voivat sijaita esim. koneensuuntai-sina tai poikittaissuuntaisina. Urat muodostavat kana-10 vat pitkässä puristusnipissä kuituisesta rainasta puristetulle vedelle ja niitä erottaa alueet, joita voidaan kutsua välialueiksi. Nämä alueet ovat pinnoitteen osia, joihin ei ole leikattu uria.

Tunnetun tekniikan pitkänippipuristimen hih-15 noissa välialueet irtoavat tai kuoriutuvat aluerakenteesta, koska polymeerihartsi, kuten polyuretaani, ei omaa riittävää lujuutta ja tarttumiakykyä kestämään puristusnipin puristavia toimintaolosuhteita. Käsillä olevassa keksinnössä tämä on voitettu käyttämällä keh-20 rättyä lankaa aluskankaassa sen ulkopinnassa eli sen uritettavassa pinnassa. Kehrättyä lankaa voidaan käyttää joko koneensuuntaisena, poikittaissuuntaisena tai molemman suuntaisina.

Kun polymeerihartsipinnoite asetetaan alus-25 kankaan kehrätyn langan puolelle, useat kehrätyn langan ·. tapulikuidut sekoittuvat ja tunkeutuvat päällysteeseen täten muodostaen vahvistavan efektin ja sitoen päällysteen lujemmin aluskankaaseen. Kun urat on leikattu päällystetyn aluskankaan ulkopintaan, useat kerätyn 30 langan tapulikuidut, jotka ovat kehrätyn langan pin noilla ja ulottuvat kehrätystä langasta ulospäin, ja *: jotka on upotettu polymeerihartsipinnoitteen sisään, pitävät niin kutsutut välialueet paikoillaan hihnan toimiessa paperikoneessa. Kehrätyt langat, jotka on 35 kudottu aluskankaaseen, toimivat ankkureina kuitu- ja hartsimatriisille, mikä muodostaa välialueet.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskoh- « • · « 95492 6 taisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 on leikkaussivukuva pitkästä puristusnipistä, johon keksinnön mukainen hihna on suunniteltu, kuva 2 on osittain leikattu etukuva kuvan 1 puristus-5 nipistä, kuva 3 on keksinnön mukaisen hihnan tasokuva ja kuva 4 on keksinnön mukaisen hihnan leikkauskuva kuvasta 3 pitkin linjaa 4-4.

Kuvissa 1 ja 2 on esitettynä yksihuopainen 10 pitkänippipuristin poistamaan vettä kuituisesta rai-nasta, kun siitä tehdään paperituotetta paperikoneessa. Puristusnipin 10 muodostaa tasainen sylinterimäinen puristustela 12, kaareva puristuskenkä 14 ja keksinnön mukainen hihna 16 järjestettynä siten, että se tukeutuu 15 sylinterimäisen puristustelan 12 pintaa vasten. Kaarevalla puristuskengällä 14 on suunnilleen sama kaare-vuussäde kuin sylinterimäisellä puristustelalla 12. Sylinterimäisen puristustelan 12 ja kaarevamuotoisen puristuskengän 14 välistä etäisyyttä voidaan säätää 20 tavallisella hydraulisella tai mekaanisella laitteella, jota ei ole esitetty ja joka on yhdistetty tankoon 18, joka on nivelletysti kiinnitetty kaarevaan puristusken-kään 14. Tankoa 18 voidaan myös käyttää kohdistettaessa haluttu puristus kaarevaan puristuskenkään 14. On huo-25 mättävä, että yllä esitetyt ja kuvissa 1 ja 2 kuvatut sylinterimäinen puristustela 12 ja kaareva puristuskenkä 14 ovat tunnettua konventionaalista tekniikkaa.

Kuvissa 1 ja 2 on myös esitetty paperikoneen märkä puristuskangas 15 ja kuituinen raina 17, joka 30 valmistetaan paperiarkiksi. Hihnan 16, puristuskankaan 15, kuituisen rainan 17 ja sylinterimäisen puristus-j telan 12 liikkeet on esitetty kuvassa 1 nuolilla.

Kuvassa 3 on esitettynä keksinnön mukaisen huovan 16 tasokuva. Siinä on ulkopinta 19 ja sisäpinta 35 20. Hihnaan kuuluu päättömän lenkin muotoinen aluskan- gas. Aluskangas voidaan valmistaa tai kutoa päättömään muotoon tai se voidaan valmistaa suoraan muotoon, suo- • · il , Hi mu ii i m 7 95492 rakudontana, ja yhdistää päättömäksi saumalla. Saumaus päättömään muotoon tehdään edullisesti ennen kuin hihnan 16 sisäpinta päällystetään polymeerihartsilla.

Hihnan 16 eräs sovellus on esitettynä suuren-5 nettuna kuvassa 4, missä on leikkauskuva kuvasta 3 linjaa 4-4 pitkin. Täten se on leikkaus otettuna koneen poikittaissuunnassa, ts. poikki hihnan 16 lenkin. Ulkopinta 19 ja sisäpinta 20 ovat kuten yleisesti on esitetty. Kuten esitettynä kuvassa 4, hihnaan 16 kuuluu 10 koneensuuntaisista langoista 24 ja poikittaissuuntaisista langoista 26 kudottu monikerroksinen aluskangas 22, joka on täysin kyllästetty polymeerihartsipinnoit-teella 28, kuten esim. polyuretaanilla, tekemään se läpäisemättömäksi nesteille, erityisesti voiteluöljylle.

15 Aluskangas 22 on riittävän avointa mahdollis tamaan polymeerihartsin täydellinen tunkeutuminen rakenteeseen eliminoiden ei-toivottujen rakojen synnyn mahdollisuuden hihnaan 16. Raot ovat erityisen epätoivottuja, koska ne mahdollistaisivat hihnan 16 ja kaare-20 van puristuskengän 14 välissä käytettävän voiteluöljyn pääsyn hihnan läpi likaamaan puristuskangasta 15 ja kuituista rainaa 17.

Kun päällyste 28 on levitetty ja kovetettu, hihnan 16 ulkopinta 19 ja sisäpinta 20 voidaan hioa 25 tasaiseksi antaen hihnalle tasaisen paksuuden. On eri-·. tyisen tärkeää sisäpinnalle, että se on niin viimeis teltyä, että se sopii voideltuun liukuvaan kontaktiin kaarevan puristuskengän 14 yli puristusnipissä 10.

Tämän jälkeen hihnan 16 ulkopintaan 19 tehdään 30 sarja uria 30, jotka muodostavat kanavia, jotka käsittelevät puristusnipissä 10 kuituisesta rainasta 17 puristettua vettä. Kuten esitettynä kuvassa 4 urat on leikattu koneensuunnassa, vaikka ne vaihtoehtoisesti voisi olla tehty poikittaissuuntaisina tai jonkin muun 35 suuntaisina. Uria 30 erottaa toisistaan niin kutsutut välialueet 32, jotka muodostuvat hihnan 16 ulkopinnan 19 niistä alueista, joita ei käsitelty urituksen aika- * · a 8 95492 na.

Keksinnön mukaisissa hihnoissa 16 on edullisesti kuudesta kahdeksaan uraa 30 tuumalla (n. 2,4 - 3,1 uraa/cm). Urien syvyys on suunnilleen välillä 1,5 -5 2,5 mm ja urien leveys on suunnilleen välillä 0,5 - 0,75 mm.

Tämän tyyppiset tunnetun tekniikan hihnat ovat epäonnistuneet, koska välialueilla 32 on pyrkimyksenä halkeilla puristusnipin 10 äärimmäisen puristavissa 10 olosuhteissa. Yleisemmin sanottuna välialueista 32 kuoriutuu pitkiä suikaleita, jotka tuhoavat uritetun ulkopinnan 19. Keksinnön mukaisessa hihnassa 16 tämä halkeileminen on estetty käyttämällä kehrättyä lankaa aluskankaan 22 ulkopinnassa joko koneensuunnassa, poi-15 kittaissuunnassa tai molemmissa näistä suunnista.

Kehrätyssä langassa on useita kuituja, jotka ovat suhteellisen lyhyitä ja äärimmäisen ohuita. Kehrätyn langansäikeen pinta on tyypillisesti luonteeltaan tietyllä tapaa pörröinen, jonka aiheuttaa siitä ulot-20 tuvien yksittäisten lyhyiden kuitujen päät. Kuvassa 4 tapulikuidut 34 ulottuvat polymeerihartsipinnoitteen 28 läpi.

Kuten esitettynä kuvassa 4, koneensuuntaiset langat 24 ovat kehrättyjä lankoja saaden aikaan tapuli-25 kuidut 34, kun taas poikittaissuuntaiset langat 26 ovat yksikuituisia. Kun langat ainakin aluskankaan 22 ulkopinnan 19 yhdessä suunnassa on oltava kehrättyjä lankoja, jotta muodostuu tämän keksinnön mukainen hihna 16, kehrättyjä lankoja voi olla myös monikerroksisen alus-30 kankaan 22 muissakin kerroksissa, kuten esitettynä kuvassa 4, poikkeamatta keksinnön piiristä.

• Tapulikuidut 34 ulottuvat polymeerihartsipin-noitteeseen ja peittyvät siihen. Urituksen jälkeen kuidut 34 pitävät välialueet 32 paikallaan hihnaa pape- 35 rikoneessa käytettäessä. Kehrättyjen lankojen ollessa kudottuina aluskankaan 22 rakenteeseen ne lisäksi toimivat ankkurina kuitu- ja hartsimatriisille, joka muo- • · v il ltt:> III i! 1:1 i tt» 95492 9 dostaa urien 30 väliset välialueet 32.

Kuten edellä mainittiin, polyuretaani on sopiva päällysteessä 28 käytettävä polymeerihartsi. Yleisesti tietyn polymeerihartsin kanssa voidaan käyttää 5 mitä tahansa yhteensopivaa kuitua muodostamaan keksintöä käytettäessä tarvittava kehrätty lanka.

Yleisesti keksinnön mukaisesta hihnasta 16 voidaan poistaa vettä puristusnipin 10 ulkopuolella huomattavasti helpommin kuin kanadalaisessa patentissa 10 1,190,779 esitetystä hihnasta. Tässä huovan puolella oleva verkko pyrkii pidättämään vettä, mitä ei tapahdu keksinnön mukaisen hihnan 16 kanavissa 30.

On helposti ymmärrettävissä, että modifikaatiot edellä mainittuun ovat selviä alan ammattimiehelle 15 pysyttäessä vaatimusten rajaamassa piirissä.

• · < < 1 « > * > · · · · v. i.

Claims (10)

10 95492

1. Hihna (16) käytettäväksi kenkätyyppisessä pitkänippipuristimessa poistamaan vettä kuituisesta 5 rainasta (17), johon hihnaan kuuluu: päättömän lenkin muotoinen aluskangas (22), jossa on sisäpinta (20) ja ulkopinta (19) ja jossa on koneensuuntaisia (24) ja poikittaissuuntaisia lankoja (26) koneensuuntaisten lankojen ollessa lenkin ympäril-10 lä ja poikittaissuuntaisten lankojen ollessa poikittain lenkissä; ja aluskankaan sisä- ja ulkopinnoilla polymeeri-hartsipinnoite (28), joka kyllästää aluskankaan (22) ja tekee sen läpäisemättömäksi nesteille, päällysteen 15 ollessa tasainen ja antaessa hihnalle tasaisen paksuuden, jolloin päällysteeseen on leikattu useita uria (30) aluskankaan ulkopintaan, näiden useiden urien muodostaessa kanavia kuituisesta rainasta puristettua vettä varten ja vuorotellessa välialueiden (32) kanssa, 20 tunnettu siitä, että langat koneen- suunnassa (24) ja/tai poikittaissuunnassa (26) ovat kehrättyjä lankoja, jotka on on kehrätty joukosta tapu-likuituja; ja että välialueet on ankkuroitu aluskankaa-seen kehrättyjen lankojen tapulikuitujen (34) joukolla 25 niin, että välialueet ovat olennaisen vähän alttiita hihnasta irtoamiseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihna käytettäväksi pitkänippipuristimessa, tunnettu siitä, että polymeerihartsi on polyuretaania.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihna käy tettäväksi pitkänippipuristimessa, tunnettu j siitä, että aluskangas (22) on kudottua kangasta kudot tuna koneensuuntaisista langoista (24) ja poikittaissuuntaisista langoista (26).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihna käy tettäväksi pitkänippipuristimessa, tunnettu siitä, että aluskangas (22) on monikerroskangasta ja • ♦« Il . SU.i a:m | I j u , 11 95492 kehrätyt langat ovat siinä ulkopinnassa.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihna käytettäväksi pitkänippipuristimessa, tunnettu siitä, että aluskangas (22) on kudottu monikerroskangas 5 kudottuna koneensuuntaisista (24) ja poikittaissuuntaisista langoista (26) ja että kehrätyt langat ovat alus-kankaan ulkopinnassa.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihna käytettäväksi pitkänippipuristimessa, tunnettu 10 siitä, että hihnan ulkopinnan ympäri on leikattu useita koneensuuntaisia uria (30).

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihna käytettäväksi pitkänippipuristimessa, tunnettu siitä, että hihnan (16) ulkopintaan poikittain on lei- 15 kattu useita poikittaissuuntaisia uria.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihna käytettäväksi pitkänippipuristimessa, tunnettu siitä, että hihnan huovan puolella on kuudesta kahdeksaan uraa (30) tuumalla (2,4 - 3,1 uraa/cm).

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihna käy tettäväksi pitkänippipuristimessa, tunnettu siitä, että urien (30) syvyys on suunnilleen välillä 1,5 — 2,5 mm.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihna käy- 25 tettäväksi pitkänippipuristimessa, tunnettu siitä, että urien (30) leveys on suunnilleen välillä 0,5 - 0,75 mm. » · · 95492 12