FI98229C - Paperikoneen kuivatusosa - Google Patents

Description

- 98229

Paperikoneen kuivatusosa Torkningsparti för en pappersmaskin 5 Keksinnön kohteena on paperikoneen kuivatusosa, joka käsittää yksiviiraviennillä varustettuja ns. normaaleja kuivatusryhmiä, joissa kuumennetut kontaktikuivatussy-linterit ovat ylärivissä ja kääntösylinterit tai -telat alarivissä ja jossa kuivatusosassa mainittujen normaaliryhmien välillä ja/tai sisällä on kuivatusmoduli [tai -moduleja], jolla rainan vastakkainen puoli kuin mainituilla kontaktikuivatussylintereillä tulee 10 kuumennettua sylinteripintaa vasten ja joka kuivatusmoduli käsittää yksittäisen kuivatussylinterin tai -sylinterejä, jonka/joiden mainittua kuumennettua sylinteripintaa vasten raina tulee välittömään kontaktiin.

Paperikoneiden suurimmat ratanopeudet ovat nykyisin jo luokkaa 25 m/s, mutta ennen 15 pitkää tullaan todennäköisesti ottamaan käyttöön myös nopeusalue 25-40 m/s. Jo nykyisin käytettävillä suurimmilla nopeuksilla sekä tulevaisuuden entistä suurimmilla nopeuksilla on paperikoneen ajettavuuden pullonkaulaksi muodostunut ja muodostuva erityisesti kuivatusosa.

20 Valmistettavan paperin, etenkin hieno- ja kopiopaperin laatuvaatimukset ovat jo nykyisin varsin tiukat ja entisestään tiukkenemassa. Erityisen suuria vaatimuksia asetetaan paperin z-suuntaiselle symmetrialle ja molempien puolien pinnan ominaisuuksille sekä paperin rakenteen stabiilisuudelle sitä nopeasti kopio- tai painatusprosessissa kuumennettaessa. Nämä paperituotteen laatuvaatimukset asettavat paperikoneen kuivatusosalle 25 erityisen suuria vaatimuksia, joita nopeuksien kasvaessa on entistä vaikeampi täyttää.

Ennestään tunnetusti paperikoneen monisylinterikuivattimissa käytetään kaksiviiravien-tiä ja/tai yksiviiravientiä. Edellisessä tapauksessa kuivatussylinteriryhmissä on kaksi viiraa, jotka painavat rainaa toinen yläpuolisesti ja toinen alapuolisesti kuumennettuja 30 sylinteripintoja vasten. Sylinteririvien, yleensä vaakarivien, välillä rainalla on vapaat ja tukemattomat vedot, jotka ovat alttiina lepatukselle, mikä saattaa aiheuttaa ratakatko-ja. Tämän vuoksi viimevuosina on ruvettu yhä enenevässä määrin käyttämään 2 98229 mainittua yksiviiravientiä, jossa kussakin kuivatussylinteriryhmässä on vain yksi kuiva-tusviira, jonka kannatuksessa raina kulkee koko ryhmän läpi siten, että kuivatusviira painaa rainaa kuivatussylintereillä kuumennettuja sylinteripintoja vasten ja kuivatussy-linterien välisillä kääntösylintereillä raina jää ulkokaarteen puolelle. Täten yksiviira-5 viennissä kuivatussylinterit ovat viirasilmukan ulkopuolella ja kääntösylinterit sen sisäpuolella.

Ennestään tunnetuissa normaaleissa yksiviiravientiryhmissä kuumennetut kuivatussylinterit ovat ylärivissä ja kääntösylinterit ovat alariveissä, jotka rivit ovat yleensä vaa-10 kasuoria ja keskenään yhdensuuntaisia. Hakijan Fl-patentissa 54627 (vast. US-pat. 4202113) on esitetty sijoitettavaksi peräkkäin edellä mainittuja normaaleja yksiviira-ryhmiä ja ns. käännettyjä yksiviiraryhmiä, joissa kuumennetut kuivatussylinterit ovat alarivissä ja kääntöimusylinterit tai -telat ylärivissä pääasiallisena tarkoituksena kuivattaa rainaa symmetrisesti molemmilta puoliltaan. Myös Beloit Corp. on esittänyt 15 eräitä ehdotuksia normaaleja ja käännettyjä sylinteriryhmiä käsittäväksi kuivatusosak-si, minkä osalta viitataan kv. hakemusjulkaisuihin WO 88/06204 ja WO 88/06205.

Tekniikan tason osalta viitataan lisäksi US-patenrriin 2 537 129, jonka kuviossa 4 on esitetty käännetty sylinteriryhmä ja sen jälkeen yksittäisestä jenkkisylinteristä muodos-20 tuva kuivatusmoduli.

Kun seuraavassa käytetään termejä "normaali (kuivatus)ryhmä" ja "käännetty (kuiva-tusjryhmä", tarkoitetaan nimenomaan edellä mainitun kaltaisia sylinterien yksiviiravien-tiryhmiä.

25 Käytettäessä yksiviiravientiä koko kuivatusosan alueella on ilmennyt erilaisia ongelmia, joihin esillä olevan keksinnön on tarkoitus esittää uusia tehokkaita ratkaisuja. Näitä ongelmia ovat mm. kuivatusosan suuri pituus, mikä lisää kuivatusosan ja konesalin kustannuksia. Ongelmia on myös aiheuttanut paperirainan ja viirojen välinen nopeusero, 30 joka on johtanut viirojen kulumiseen ja pahimmillaan jopa paperin katkeamiseen kuivausosalla. Käännetyn ryhmän käyttö on myös aiheuttanut hylynpoisto-ongelmia, 3 98229 mistä on seurannut katkoajan lisääntyminen ja hyötysuhteen lasku. Mainitut ongelmat pyrkivät yleensä pahenemaan paperikoneen nopeuksien kasvaessa.

Esillä olevan keksinnön yleistarkoituksena on saada aikaan uusia ratkaisuja edellä 5 kosketeltuihin ongelmiin.

Lisäksi esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tehdä mahdolliseksi kuivatusprosessin entistä laajemmat säätömahdollisuudet ja tarkempi hallinta.

10 Keksinnön lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen kuivatusosa, jolla on valmistettavissa z-suunnassa riittävän symmetrinen raina, jolla on myös paperin käyttötarkoituksen edellyttämät pintaominaisuudet molemmin puolin.

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnölle on 15 pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainittu kuivatusmoduli käsittää oman kuivatus-viirasilmukkansa, joka ohjaa rainaa ja painaa sen vastakkaisen puolen kuin normaaliryhmien kuivatussylintereillä mainitun yksittäisen sylinterin tai -sylinterien kuumennettua pintaa vasten sektorissa a, jonka suuruus on mitoitettu a > 180°.

20 Keksinnön mukaisia kuivatusmoduleja voidaan sijoittaa normaaliryhmien väliin tai väleihin ja/tai normaaliryhmän tai -ryhmien sisälle erityistapauksissa. Yleensä kuivatus-modulit edullisimmin muodostuvat yhdestä yksittäisestä suuriläpimittaisesta kuivatussy-linteristä, mutta poikkeustapauksissa etenkin silloin, kun kuivatusmoduli on sijoitettu normaaliryhmän sisälle, voidaan käyttää useampaa kuin yhtä, sopivimmin kahta 25 peräkkäistä kuivatussylinteriä, jolla on edullisimmin yhteinen kuivatusviirasilmukka.

Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa ennestään tunnetut käännetyt kuivatussylinteri-ryhmät on korvattu kuivatusmodulilla, jossa on yksittäinen normaaleja kuivatussylintere-jä suurempiläpimittainen kuivatussylinteri. Täten saadaan aikaan entistä tehokkaampi 30 kuivatusosa, jonka katkoalttius käännettyjen monisylinteriryhmien käyttöön verrattuna pienenee. Lisäksi katkon sattuessa seisokkiajat lyhenevät, koska aikaa vievä käännetyn 4 98229 monisylinteriryhmän puhdistus jää suurimmaksi osaksi pois tai se olennaisesti nopeutuu. Tässä sovellusmuodossa yksittäisiä isosylinterejä voidaan sijoittaa tarpeen mukaan yhteen tai edullisemmin useampaan ryhmäväliin niin, että paperirainan molemminpuolinen riittävän symmetrinen kuivatus on toteuttavissa.

5

Keksinnön mukaisesti on toteutettavissa entistä lyhyempi kuivatusosa, millä säästetään olennainen määrä kuivatusosan investointikustannuksia sekä konesalikustannuksia.

Keksinnössä voidaan viennit normaalilta ryhmältä yksittäiselle isosylinterille ja siltä 10 normaaliryhmälle toteuttaa suljettuna ja/tai avoimena vientinä sen mukaan, mitä kuivatusprosessin optimaalinen suoritus ja katkojen välttäminen eri osien sijoittelulta ja laitegeometrialta edellyttävät.

Keksinnössä voidaan eräänä säätöparametrina käyttää yksittäisten isosylinterien 15 höyrynpainetta ja niiden sylinteripinnan lämpötilaa, etenkin niin, että mainittu lämpötila valitaan suuremmaksi kuin normaaliryhmien sylinterilämpötila, millä isosylinterin osuus rainan kuivatukseen on pidettävissä riittävällä tasolla. Isosylinterin osuuteen rainan kuivatuksessa voidaan vaikuttaa myös kuivatusviirojen kireydellä edullisimmin niin, että isosylinterin käsittävässä kuivatusmodulissa käytetään suurempaa viiranki-20 reyttä kuin ns. normaaliryhmissä.

Keksinnössä voidaan yksittäisen kuivatussylinterin käsittäviä tai normaaliryhmän sisällä poikkeustapauksissa useampia kuivatussylinterejä käsittäviä kuivatusmoduleja sijoittaa juuri niihin kohtiin, joissa se on kuivatusprosessin kokonaisuuden kannalta 25 edullisinta. Lisäksi keksintöä sovellettaessa voidaan ennestään tunnettuja normaaliryhmiä modifioida niin, että niissä käytetään entistä pienempää määrää kuivatus- ja kääntösylinterejä ja/tai entistä pienempää sylinterihalkaisijaa niin, että kyseisillä kuivatusmoduleilla suoritettavan rainan kuivatuksen osuus saadaan riittävän korkealle tasolle.

30 98229 5

Yleensä normaaliryhmissä ovat kontaktisylinterit ja kääntösylinterit keskenään samoissa vaakatasoissa. Kuitenkin on korostettava, että keksintöä voidaan soveltaa myös sellaisissa kuivatusosissa, joissa normaaliryhmät ovat pääsuunnaltaan ylä- tai alaviistoja tai jopa pystysuoria. Näistä sovelluksista on esimerkkejä hakemuksen 5 piirustuksen kuvioissa 8, 9 ja 10.

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

10

Kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvana kuivatusosaa, jossa on useita peräkkäisiä normaaliryhmiä ja niiden välissä keksinnön mukaisesti sovitettuja yksittäisiä isosylinte-rejä.

15 Kuvio 2 esittää suuremmassa mittakaavassa kuvion 1 mukaisen ensimmäisen isosylinte-rin tuntumassa olevia komponentteja ja ryhmävälivientejä.

Kuvio 3 esittää keksinnön toista sovellusmuotoa kuviota 1 vastaavalla tavalla.

20 Kuvio 4 esittää kuvioita 1 ja 3 vastaavalla tavalla keksinnön kolmatta sovellusmuotoa.

Kuvio 5 esittää aksiaalisia poikkileikkauksia kääntösylinterin vaipasta kuvioon 2 merkittyjen tasojen V-V kohdalta.

25 Kuvio 6 esittää sellaista keksinnön sovellusmuotoa, jossa yksittäisen isosylinterin käsittävä kuivatusmoduli on sijoitettu normaaliryhmän sisälle.

Kuvio 7 esittää sellaista kuvion 6 mukaisen sovelluksen modifikaatiota, jossa normaali-ryhmän sisälle sovitettu kuivatusmoduli käsittää kaksi saman viiralenkin sisälle 30 sijoitettua isosylinteriä.

6 Π O O r' o 9o zzy

Kuvio 8 esittää sellaista keksinnön sovellusta, jossa yksittäisen isosylinterin käsittävä kuivatusmoduli on sijoitettu kahden peräkkäisen normaaliryhmän välille, joista ryhmistä edellinen on jälkipuolensa pääsuunnalta alaviisto ja jälkimmäinen vastaavasti etuosaltaan yläviisto.

5

Kuvio 9 esittää kuvion 8 mukaisen sovelluksen modifikaatiota, jossa edellinen normaali-ryhmän jälkipuoli on pääsuunnaltaan yläviisto ja jälkimmäisen normaaliryhmän etuosa on pääsuunnaltaan alaviisto.

10 Kuvio 10 esittää sellaista sovellusmuotoa, jossa keksinnön mukainen kuivatusmoduli on sijoitettu normaaliryhmän sisälle, jossa on alaviisto etuosa ja yläviisto jälkiosa.

Kuvioissa on höyryllä kuumennettuja kuivatussylinterejä merkitty viitenumerolla 10 ja kääntösylinterejä viitenumerolla 11. Normaaliryhmissä RN on yläpuolinen kuivatusvii-15 ra 12, joka on johtotelojen 13,13a ohjaama. Kuvioissa kuivatusosan runkorakenne 18 on esitetty kaavamaisesti. Normaaliryhmissä RN on sylinterien 10 vapailla alapinnoilla kaavarit 16 ja kääntösylinterien 11 yläpuolisissa taskuissa puhalluslaatikot 14 sekä kuivatussylinterien 10 alapuolisissa välitiloissa puhalluslaatikot 15, joilla edistetään ajettavuutta sekä parannetaan haihdutusta, etenkin sylinterien 10 ja 11 välitilojen 20 tuuletusta tehostamalla ja eri nippeihin indusoituvia paine-eroja vähentämällä.

Keksinnön mukaisilla isosylintereillä 20 sen sileää, lämpötilaan tt kuumennettua pintaa vasten tulee rainan W vastakkainen puoli kuin normaaliryhmien RN sylintereillä 10. Näin ollen saadaan toteutettua rainan W molemmin puolinen ja riittävän symmetrinen 25 kuivatus.

Kuvioiden 1-4 mukaisesti kuivatusosassa on puristinosan (ei esitetty) jälkeen kaksi normaaliryhmää RN1 ja RN2, joiden välillä kuivattavalla paperirainalla W on suljettu vienti. Kyseisiä ryhmiä voi luonnollisesti olla enemmänkin. Toisen ja kolmannen 30 normaaliryhmän RN2, Rn3 välillä on keksinnön mukaisesti sovitettu yksittäinen isosylinteri 20, jolla on kuivatusviira 22. Tämä viira 22 painaa kuivattavaa rainaa W

98229 7 isosylinterin 20 kuumennettua sileää sylinteripintaa 21 vasten sektorissa a. Isosylinterien 20 halkaisija D2 on kuvioissa 1-4 olennaisesti suurempi kuin normaaliryhmien RN höyryllä kuumennettujen kuivatussylinterien 10 halkaisija D0. Erityistapauksissa voidaan isosylinterien 20 halkaisija D2 mitoittaa myös olennaisesti yhtäsuureksi ja aivan 5 erityisissä poikkeustapauksissa myös jonkin verran pienemmäksi kuin kuivatussylinterien 10 halkaisija D0. Eri kuivatusmoduleissa voidaan käyttää myös keskenään erisuuruista isosylinterien 20 halkaisijaa D2. Isosylinterin 20 muodostaman kuivatusmodulin geometrian tärkeimmät parametrit ja muut edulliset rakennepiirteet selostetaan myöhemmin tarkemmin etenkin kuvioon 2 viitaten.

10

Isosylinteri 20 on rakenteeltaan sopivimmin tavanomainen kuivatussylinterin kaltainen sylinteri, jonka valmistuksessa voidaan käyttää olennaisesti samanlaista teknologiaa kuin ennestään tunnettujen kuivatussylintereiden tai vastaavien jenkkisylinterien valmistuksessa. Isosylinteri 20 voi olla rakenteeltaan myös levy kappaleista hitsaamalla valmistettu 15 terässylinteri. Isosylinterien 20 kuivatusviiran lenkkien 22 kiristysjännitys T voidaan valita isosylinterillä 20 suoritettavan kuivatuksen erityistarpeiden mukaisesti sopivimmin niin, että mainittu jännitys T on suurempi kuin normaaliryhmien RN kuivatusviirojen 12 vastaava jännitys.

20 Kuvion 1 mukaisesti toisen normaaliryhmän RN2 jälkeen raina W viedään kuivatusvii-ralla 12 johtotelan 13a kohdalle, minkä jälkeen rainalla on lyhyt vapaa veto W0, minkä jälkeen raina W siirtyy johtotelan 23a kohdalla isosylinterin 20 kuivatusviiralle 22 ja sen painamana sektorissa a välittömässä kontaktissa isosylinterin 20 kuumennettuun sylinteripintaan 21. Tämän jälkeen raina W erotetaan sylinteripinnasta 21 ja siirretään 25 johtotelan 23a jälkeen lyhyenä vapaan vetona W0 johtotelan 13a kohdalla seuraavan normaaliryhmän RN3 kuivatusviiralle 12. Vastaava yksittäinen isosylinteri 20 ja rainanvientijäijestely on normaaliryhmien RN3 ja RN4 välillä.

Kuviossa 1 ja seuraavissa kuvioissa esitettyä kuivatusosaa voidaan modifioida keksinnön 30 puitteissa monella eri tavalla. Eräs varsin käyttökelpoinen kuvion 1 modifikaatio on sellainen, että johtotelat 13a ja 23a on sijoitettu siten, että avoimet vedot W0 on 8 98229 korvattu suljetulla rainan viennillä ja/tai että mainitut johtotelat 13a ja 23a ovat ilman imuvyöhykettä olevia teloja, jopa umpivaipalla varustettuja sileäpintaisia teloja.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisesti peräkkäisten ryhmien %J2_^N3’ ^N3'^N4··· vierekkäisten 5 kuivatussylinterien 10 vaakaväli S2 mitoitetaan olennaisesti yhtä suureksi kuin vierekkäisten kuivatussylinterien 10 vaakaväli normaaliryhmien RN sisällä. Mainittu väli S2 on tyypillisesti alueella S2 * 150 mm ... 500 mm. Tällä tavoin saadaan toteutettua hyvin kompakti ja käännettyjen monisylinteriryhmien käyttöön nähden olennaisesti lyhyempi kuivatusosa.

10

Kuviossa 3 on esitetty sellainen keksinnön toteutusmuoto, jossa mainittu vaakaväli S23 on olennaisesti suurempi kuin S2, tyypillisesti S23 « (2-3) x S2. Tällöin kuivatusosa jossain määrin pitenee, mutta samalla saadaan aikaan enemmän tilaa johtoteloille 13a,23a sekä tarvittaessa myös puhalluslaatikoilie tai vastaaville, joita kuviossa 3 15 edustaa puhalluslaatikko 14A.

Kuviossa 4 on esitetty sellainen keksinnön toteutusmuoto, jossa isosylinterin 20 kohdalla oleva peräkkäisten ryhmien RN vierekkäisten sylinterien 10 vaakaväli S24 on olennaisesti suurempi kuin kuvioissa 1-3, sopivimmin S24 « (3-8) x S2. Tällöin voidaan 20 käyttää ryhmäväliviennin yhteydessä viirojen 12 ja 22 johtoteloina 13A ja 23A normaaleja johtoteloja 13,23 suurempiläpimittaisia (D4) johtoteloja ja/tai imuteloja, jotka on varustettu esim. sisäpuolisella imulaatikolla ja sopivasti sijoitetuilla imuvyöhykkeillä, jotka varmistavat rainan W häiriöttömän viennin ryhmäväleissä suurillakin rainanno-peuksilla. Johtoteloina 13A ja 23A voidaan käyttää myös hakijan tavaramerkillä "Vac-25 tela" markkinoimia kääntösylintereitä. Kuvion 4 mukaisesti ryhmäväliviennit Wj ja W2 ovat täysin suljettuja niin, että raina W siirtyy edelliseltä viiralta 12 yksittäisen isosylinterin 20 viiralle 22 täysin suljettuna vientinä Wj. Vastaava suljettu vienti W2 on viiran 22 lähtöpuolella ryhmän RN3 viiralle 12. Johtotelojen 13A 23A halkaisija D4 on tyypillisesti alueella D4 « 600 mm ... 1500 mm. Kuvion 4 mukainen rakenne on 30 sikälikin edullinen, että suhteellisen leveän vapaan välin S24 johdosta yksittäisen isosylinterin 20 kohta on ylöspäin avoin niin, että hylyn poisto mainitun vapaan välin sa.i ini· i.i t iti 98229 9 S24 kautta on nopeaa ja että rainan vienti ryhmävälien kohdalla on erittäin varmaa ja häiriötöntä.

Edellä ja seuraavassa esityksessä on käytetty lyhyyden vuoksi nimitystä kääntösylinteri S 11, millä eräitä poikkeuksia lukuunottamatta tarkoitetaan imusylinterejä tai -teloja, joita vasten kuivatusviira 12 suoraan tulee rainan W ollessa tällöin ulkokaarteen puolella. Kääntösylinterit 11 ovat täten kuivatusviirasilmukoiden 12 sisällä ja kuivatussylinterit 10 ulkopuolella. Vaikka seuraavassa käytetäänkin nimitystä kääntösylinteri 11, niin nämä voidaan eräissä tapauksissa korvata myös pienempiläpimittaisilla teloilla kuten 10 kääntöimuteloilla, joissa on sisäpuolinen imulaatikko. Sopivimmin kääntösylinterit 11 ovat, eräitä poikkeuksia lukuunottamatta, tässä keksinnössä hakijan tavaramerkillä VAC-tela markkinoimia kääntösylinterejä (halkaisija D2 ~ 1500 mm), joiden ulkopuolisella urapinnalla 11 ’ varustettu vaippa 11V on revitetty sekä sisäpuoli yhdistetty alipaineeseen p0, jolla aikaansaadulla paine-erolla rainaa W pidetään kiinni kääntösylinte-15 rien 11 kääntösektoreilla.

Kuviossa 5 on esitetty kääntöimusylinterin 11 vaipan 1IV aksiaalisuuntaiset leikkaukset V-V kuviossa 2. Mainitun vaipan 11V urapinta 1Γ muodostuu kiertävästä rengasurituk-sesta 11R, jonka urien syvyyttä on merkitty r0:lla ja urien leveyttä l0:lla sekä urien 20 välisten täyden seinämävahvuuden omaavien vaipan osien leveyttä lj:llä. Urien 11R pohjiin avautuvat vaipan 11V lävistävät rei’itykset IIP. Reikien halkaisijaa on merkitty 0:llä ja vaipan 11V täyttä paksuutta rj :llä. Seuraavassa esitetään kuvion 5 mukaisen uravaipan eräs edullinen mitoitusesimerkki: r0 « 4 mm, 10 « 5 mm, rj « 30 mm, lj « 16 mm, φ~ 4 mm. Rei’ityksen 1 IP tiheys ja <p:t valitaan sopivimmin 25 niin, että reikäprosentti urien 11R pohjan koko pinta-alasta on n. 0,5...2 %. Alipaine Po on sopivimmin alueella p0 « 1 kPa ... 5 kPa.

Em. VAC-telojen muiden rakenneyksityiskohtien osalta viitataan hakijan Fl-patenttiin n:o 83 680 (vastaava US-patentti 5 172 491).

30 10 98229

Seuraavassa selostetaan kuvioon 2 viitaten kuvioiden 1-4 mukaisen isosylinterin muodostaman kuivatusmodulin tärkeimmät rakenne- ja mitoitusparametrit sekä niiden edullisia toteutusesimerkkejä.

5 Kuten edellä todettiin on yksittäisen isosylinterin 20 halkaisija D2 edullista mitoittaa olennaisesti suuremmaksi kuin kuivatussylinterien 10 halkaisija D0, sopivimmin niin, että D2 * (1,1-1,7) x D0. Tyypillisesti D0 « 1800 mm ja D, * 1500 mm, jolloin D2 on mitoitettu edullisimmin alueelle D2 « 2000 mm ... 3000 mm. Viirojen 12,22 johtotelo-jen 13 halkaisija D3 on tyypillisesti D3 « 500 mm ... 800 mm.

10

Kuvioissa 1-6 normaaliryhmien RN sylinterit 10 on sijoitettu kaikissa ryhmissä samaan vaakatasoon T0-T0 samoin kuin kääntösylinterit 11 on sijoitettu keskenään samaan vaakatasoon Tj-Tj. Mainittujen vaakatasojen T0-Tj välinen korkeusero H0 on tyypillisesti H0 a 900 mm ... 1800 mm. Keksinnön mukaisten yksittäisten isosy Iin terien 20 15 keskiöt K kuvion 2 mukaisesti on sijoitettu huomattavasti tason Tj-Tj alapuolelle tasoon T2-T2. Tasojen Tj-T2 välinen korkeusero H, on edellä esitetyillä sylinterien 10,11 ja 20 mitoituksella tyypillisesti Hj a 0... 1500 mm riippuen lähinnä isosylinterin 20 halkaisijasta ja käytettävästä rainanvientigeometriasta. Kuten edellä todettiin, viereisten sylinterien 10 lyhin vaakaetäisyys S2 on edullisesti olennaisesti sama kuin sylinterien 10 20 keskinäinen etäisyys normaaliryhmissä RN. Viirojen 12 ja 22 johtotelat 13A ja 23A sijoitetaan sopivimmin olennaisesti samaan vaakatasoon tai pienelle keskinäiselle korkeuserolle sen mukaan, mitä optimaalinen rainan ryhmävälivienti edellyttää.

Yksittäisten isosylinterien 20 haihdutuskapasiteettiin vaikuttaa sylinterihalkaisijan D2 25 lisäksi myös rainan W peittosektorin a suuruus. Mainittu sektori a valitaan yleensä alueelta a « 180° ... 300°, sopivimmin alueelta a « 220° ... 270°. Lisäksi isosylinterien 20 kuivatustehoon voidaan vaikuttaa sen pinnan 21 lämpötilalla tj. Mainittu lämpötila tj jäljestetään sopivimmin jonkin verran suuremmaksi kuin sylinterien 10 vastaava pintalämpötila, mikä saadaan aikaan esimerkiksi käyttämällä isosylintereissä 20 30 suurempaa höyrynpainetta kuin normaaliryhmien RN sylintereissä 10.

l·· . . mu anti m i m 98229 11

Kuivatustapahtumaan ja rainan poikittaiseen kutistumaan voidaan isosylinterillä 20 jossain määrin vaikuttaa myös viiran 22 rakenteella, etenkin läpäisevyydellä ja sen jännityksellä T. Mainittu jännitys T valitaan sopivimmin jonkin verran suuremmaksi kuin viirojen 12 jännitys ja tyypillisesti alueelta 5 T « 2 kN/m ... 5 kN/m.

Kuviossa 2 esitetty rakenne on edullisesti sellainen, että se on symmetrinen yksittäisen isosylinterin 20 keskiön K kautta asetettuun koneen poikkisuuntaiseen pystytasoon nähden.

10

Kuvioiden 1-4 mukaisissa keksinnön sovellusmuodoissa yksittäisistä isoläpimittaisista kuivatussylintereistä 20 koostuvia kuivatusmoduleja voidaan sijoittaa kuivatusosan pituudella juuri niihin kohtiin, joissa se on kuivatusprosessin kokonaisuuden kannalta edullisinta. Tyypillisesti hieno- tai sanomalehtipaperikoneessa on 6-9 kappaletta normaa-15 liryhmiä RN ja 2-3 kappaletta keksinnön mukaisia kuivatusmoduleja, jotka on sijoitettu pääasiallisesti kuivatusosan jälkipään normaaliryhmien väleihin.

Jos rainan W eri pinnoilta tapahtuvan haihdutuksen osuutta keksinnön mukaisilla kuivatusmoduleilla ei saada riittävästi hallittua edellä esitetyillä keinoilla, siis yksittäis-20 ten sylinterien 20 halkaisijan D2 ja peittosektorin a mitoituksella, viiran 22 kireydellä ja/tai sylinterien 20 pinnan lämpötilan tj valinnalla, voidaan mainittua kuivatusosuutta vielä lisätä käyttämällä normaalia lyhyempiä normaaliryhmiä RN, siis järjestämällä normaaliryhmiin vain esim. 3-4 kuivatussylinteriä kuin niitä yleensä on 5-6 kappaletta. Em. keinon asemesta tai sen lisäksi voidaan käyttää normaaliryhmissä RN pienempää 25 kuivatussylinterihalkaisijaa D0 kuin aiemmin esimerkiksi valitsemalla D0 alueelta D0 « 1500-1750 mm.

Kuviossa 6 on esitetty sellainen keksinnön sovellusmuoto, jossa peräkkäisten normaali-ryhmien RN1, RN2 ja Rn3i välillä ei ole kuivatusmodulia, vaan suljettu vienti. Sen 30 sijaan jälkimmäisen normaaliryhmän RN31 sisälle on järjestetty keksinnön mukainen kuivatusmoduli, joka käsittää isosylinterin 20A, jonka kuumennettua pintaa 21 vasten 12 98229 tulee rainan W vastakkainen puoli kuin normaaliryhmien RN kuivatussylintereillä 10. Raina W tulee normaaliryhmän RN31 kuivatussylinteriltä 10a lyhyenä vapaana vetona W0 isosylinterille 20A ja siirtyy vastaavasti isosylinteriltä 20A lyhyenä vapaana vetona W0 ryhmän RN3, kuivatusviiralle 12 johtotelan 13a kohdalla ja siitä edelleen kuivatus-5 sylinterille 10b jatkaen ryhmän RN31 läpi saman kuivatusviiran 12 kannattamana. Normaaliryhmän RN31 sisään sovitetun kuivatusmodulin 20A-23 lisäksi voidaan normaaliryhmien RN1, RN2 ja RN31 ryhmäväleillä käyttää kuvioissa 1-4 esitetyn kaltaista kuivatusmodulia. Normaaliryhmän RN31 sisään sovitetun kuivatusmodulin yhteydessä voidaan luonnollisesti käyttää myös suljettua rainan W vientiä ilman 10 avointa väliä.

Kuviossa 7 on esitetty muutoin kuviossa 6 esitetyn kaltainen kuivatusosa paitsi, että jälkimmäisen ryhmän RN32 sisälle on sovitettu sellainen kuivatusmoduli, joka käsittää kaksi isosylinteriä 20A ja 20B, joilla on yhteinen kuivatusviira 22. Normaaliryhmän 15 R]sj32 sisällä raina W siirtyy kuivatussylinteriltä 10a lyhyenä vapaana vetona W0 ensimmäiselle isosylinterille 20A ja siltä seuraavalle kuivatussylinterille 10b, josta raina W siirtyy kääntösylinterin 11a ohjaamana seuraavalle kuivatussylinterille 10c. Tältä kuivatussylinteriltä 10c raina W siirtyy lyhyenä vapaana vetona W0 jälkimmäiselle isosylinterille 20B, jolla on yhteinen viira 22 edellisen isosylinterin 20A kanssa. Tämän 20 jälkeen raina W siirtyy lyhyenä vapaana vetona W0 kuivatussylinterille lOd ja edelleen ryhmän RN32 kuivatusviiran 12 kannattamana.

Kuviossa 7 esitetyssä normaaliryhmässä RN32 on erona ennestään tunnettuun kaksivii-raviennillä varustettuun kuivatusosaan nähden se, että ensimmäisen isosylinterin 20A 25 jälkeen raina W kulkee kahden kontaktikuivatussylinterin 10b ja 10c sekä niiden välisen kääntösylinterin 11a yli ennen kuin se tulee jälkimmäiselle isosylinterille 20B. Lisäerona on se, että isosylinterien 20A ja 20B halkaisija D2 on suurempi kuin kontaktikuivatussylinterien 10 halkaisija ja että isosylinterit 20A ja 20B sijaitsevat alemalla tasolla kuin kääntösylinterit 11. Kuvion 7 mukaisen sovellusmuodon yhteydes-30 sä voidaan ryhmien RN1, RN2 ja RN32 yhdessä tai useammassa ryhmävälissä käyttää kuvioissa 1-4 esitetyn kaltaista kuivatusmodulia.

98229 13 Tämän keksinnön piiriin kuuluvat myös sellaiset kuvioissa 1-4 ja kuvioissa 6-7 esitettyjen toteutusmuotojen kombinaatiot, joissa sekä ryhmäväliin että ryhmän sisälle on sijoitettu isosylinterit 20,20A, jotka kumpikin on varustettu omalla kuivatusviirallaan 22 tai vaihtoehtoisesti mainitut isosylinterit 20,20A on varustettu yhteisellä kuivatusvii-5 ralla 22 vastaavasti kuin kuviossa 7 isosylinterit 20A ja 20B.

Kuviossa 8 on esitetty sellainen keksinnön mukainen erikoinen kuivatusosa, jossa normaaliryhmät RNK1 ja RNK2 ovat pääsuunniltaan Tj-Tj, T2-T2 ja T3-T3 kaltevat. Normaaliryhmien RNKj ja RNK2 ryhmävälissä on keksinnön mukainen kuivatusmoduli, 10 joka käsittää isosylinterin 20, johtotelojen 23 ja 23A ohjaaman viiran 22, joka on jäljestetty niin, että rainalla W on suljettu vienti Wj kuivatusmodulille ja vastaava suljettu vienti W2 viiralta 22 ryhmän RNK2 viiralle 12. Kuviossa 8 esitetty sovellusmuo-to on muutoin kuviossa 4 esitetyn kaltainen paitsi, että edellisen normaaliryhmän RNK1 jälkipään sylinterien 10 keskiöiden kautta asetettu taso Tj-Tj on alaviisto ja vastaavasti 15 jälkimmäisen kuivatusryhmän RNK2 alkuosa on pääsuunnaltaan T2-T2 yläviisto.

Jälkimmäisen ryhmän RNK2 jälkiosan pääsuunta muuttuu kääntösylinterin 11b kohdalla alaviistoksi suunnaksi T3-T3, joka on sopivimmin yhdensuuntainen tason Tj-T, kanssa. Kuvion 8 mukaisessa sovellusmuodossa samoin kuin seuraavassa selostettavien kuvioiden 9 ja 10 mukaisessa sovellusmuodossa on se etu, että kuivatusosan konesuun-20 täinen pituus saadaan entistä lyhyemmäksi, koska konesuuntaiselle pituusmetrille saadaan sovitettua entistä enemmän kuivatustehoa.

Kuviossa 9 esitetty sovellusmuoto on muutoin kuviossa 8 esitetyn kaltainen paitsi, että edellisen normaaliryhmän RNK1 jälkiosan pääsuunta Tj-Tj on yläviisto ja jälkimmäi-25 sen ryhmän RNK2 alkupuoli on vastaavasti suunnaltaan T2-T2 alaviisto kääntyen loppuosaltaan sylinterin 10A alueella yläviistoksi suunnaksi T3-T3. Kuviossa 9 on lisäerona kuvioon 8 nähden myös se, että rainalla W on sen tullessa isosylinterille 20 ja jättäessä sen suljetun viennin asemasta lyhyet vapaat vedot W0.

30 Kuviossa 10 on esitetty muutoin kuviossa 8 esitetyn kaltainen kuivatusosa paitsi, että isosylinteri 20A on sijoitettu normaaliryhmän RNK sisälle niin, että normaaliryhmä 14 98229

Rnk käsittää ennen isosylinteriä 20A olevan pääsuunnaltaan Tj-Tj alaviistoon kaltevan alkuosuuden ja isosylinterin 20A jälkeen vastaavan pääsuunnaltaan T2-T2 yläviiston jälkiosuuden niin, että raina W kulkee ensin vapaana vetona W0 isosylinterille 20A ja palaa siltä samoin vapaana vetona W0 normaaliryhmän RNK samalle viiralle 12 kuin 5 miltä se lähti isosylinterille 20A. Muutoin on kuviossa 10 esitetty rakenne edellä selostetun kaltainen.

Keksinnön piiriin kuuluvat myös sellaiset kuvioiden 8-10 mukaiset modifikaatiot, joissa tasojen Tj-Tj, T2-T2 ja T3-T3 suunnat voivat olla jopa pystysuorat tai lähes pystysuorat.

10

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

Claims (23)

15 96229

1. Paperikoneen kuivatusosa, joka käsittää yksiviiraviennillä (12) varustettuja ns. normaaleja kuivatusryhmiä (RN), joissa kuumennetut kontaktikuivatussylinterit (10) ovat 5 ylärivissä ja kääntösylinterit tai -telat (11) alarivissä, ja jossa kuivatusosassa mainittujen normaaliryhmien (RN) välillä ja/tai sisällä on kuivatusmoduli (20-23) [tai -moduleja (20A.20B-23)], jolla rainan (W) vastakkainen puoli kuin mainituilla kontaktikuivatus-sylintereillä (10) tulee kuumennettua sylinteripintaa (21) vasten ja joka kuivatusmoduli käsittää yksittäisen kuivatussylinterin (20) tai -sylinterejä (20A.20B), jonka/joiden 10 mainittua kuumennettua sylinteripintaa (21) vasten raina (W) tulee välittömään kontaktiin, tunnettu siitä, että mainittu kuivatusmoduli (20;20A,20A,20B,23) käsittää oman kuivatusviirasilmukkansa (22), joka ohjaa rainaa (W) ja painaa sen vastakkaisen puolen kuin normaaliryhmien (RN) kuivatussylintereillä (10) mainitun yksittäisen sylinterin (20;20A) tai -sylinterien (20A,20B) kuumennettua pintaa (21) 15 vasten sektorissa a, jonka suuruus on mitoitettu a > 180°.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että mainitun yksittäisen kuivatussylinterin (20;20A) tai -sylinterien (20A,20B) halkaisija (D2) tai halkaisijat on mitoitettu olennaisesti suuremmaksi kuin normaaliryhmien (RN) kontakti- 20 kuivatussylinterien (10) halkaisija (D0).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että kuivatusosa käsittää peräkkäisiä normaaliryhmiä (RN,RNK), joiden yhdessä tai useammassa välissä on kuivatusmoduli (20-23), joka sopivimmin käsittää yksittäisen 25 isosylinterin (20).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että mainitun yksittäisen kuivatussylinterin (20;20A) tai -sylinterien (20A,20B) halkaisija D2 tai halkaisijat on valittu siten, että D2 « (1,1...2) x D0, sopivimmin D2 « (1,2...1,7) x

30 D0. 16 98229

5 Dq ~ 1700-2000 mm.

22. Jonkin patenttivaatimuksen 1-21 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että yksittäisillä kuivatussylintereillä (20) tapahtuvan kuivatuksen osuuden saamiseksi riittävälle tasolle käytetään normaaliryhmissä (R) entistä pienempää määrää 10 kuivatussylinterejä, sopivimmin 3-4 kappaletta kuivatussylinterejä (10) ja/tai että samassa tarkoituksessa normaaliryhmien (RN) kuivatussylinterien (10) halkaisija D0 mitoitetaan normaalia pienemmäksi, sopivimmin alueelle D0 « 1500 - 1750 mm.

23. Jonkin patenttivaatimuksen 1-22 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että 15 ryhmävälissä on rainalla (W) isosylinterille (20) ja siltä seuraavalle ryhmälle suljetut viennit ja että mainittujen suljettujen vientien yhteydessä olevat viiran johtotelat (13a,23a) ovat ilman imua olevia umpivaippaisia, sopivimmin sileäpintaisia viiran johtoteloja. r 20

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että kuivatusosa käsittää kaksi tai useampia peräkkäisiä normaaliryhmiä (RN1,RN2), joiden välillä on sopivimmin rainan (W) suljettu vienti ja että mainittujen ryhmien jälkeen seuraa sellainen normaaliryhmä tai normaaliryhmiä (RN2,RN3,RN4...), joiden väleissä 5 on mainittu yksittäisen kuivatussylinterin (20) käsittävä kuivatusmoduli.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että mainitussa yksittäisessä kuivatussylinterissä (20;20A) tai -sylintereissä (20A,20B) on sen sylinteripinnan (21), joka tulee välittömään kontaktiin kuivattavan rainan (W) 10 kanssa, lämpötila (tj) valittu olennaisesti suuremmaksi kuin normaaliryhmien (RN) sylinterien (10) vastaava pintalämpötila, sopivimmin käyttämällä yksittäisissä sylintereissä suurempaa höyrynpainetta kuin normaaliryhmien (RN) kuivatussylintereissä (10).

7. Patenttivaatimuksen 1-6 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että mainitun yksittäisen kuivatussylinterin (20) pyörimiskeskiö (K) on sijoitettu olennaisesti alemmalle tasolle (T2-T2) kuin normaaliryhmien (RN) kääntösylinterien (11) tai -telojen keskiöt (Tj-Tj) ja että mainittu korkeusero H1 on mitoitettu alueelle Hj « 300 mm ... 1500 mm. 20

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että normaaliryhmien (RN) väleissä olevien kuivatusmodulien lisäksi tai asemesta, käytetään normaaliryhmien (RN3i,RN32) sisällä olevaa kuivatusmodulia, jossa on yksittäinen isosylinteri (20A) tai useampia, sopivimmin kaksi kuivatussylinteriä (20A,20B), joilla 25 on yhteinen kuivatusviira (22) (kuviot 6 ja 7).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että normaaliryhmän (RN32) toi -ryhmien sisälle on sovitettu kaksi isosylinteriä (20A,20B), jotka on varustettu yhteisellä kuivatusviiralla (22) ja että mainitut isosylinterit (20A,20B) on 30 sijoitettu niin, että edellisen isosylinterin (20A) jälkeen raina (W) siirretään kahden kontaktikuivatussylinterin (10b, 10c) ja niiden välisen kääntösylinterin (11a) yli 17 Π η ο η Γ'ν yolly jälkimmäiselle isosylinterille (20Β), jolta raina (W) siirretään normaaliryhmän (RN32) seuraavalle kontaktikuivatussylinterille (lOd) ja siltä edelleen (kuvio 7).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että 5 kuivatusosassa yhteen tai useampaan ryhmäväliin sekä normaaliryhmän tai -ryhmien sisälle on sovitettu isosylinteri (20,20A) ja että mainitut isosylinterit (20,20A) on varustettu ryhmävälissä ja ryhmän sisällä omalla kuivatusviirallaan (22) tai mainituille isosylintereille (20,20A) sekä ryhmävälissä että ryhmän sisällä on yhteinen kuivatus-viira (22). 10

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että peräkkäisten normaaliryhmien (RN) yläkuivatussylinterit (10) ovat samassa vaakatasossa (kuviot 1-6) ja/tai kaltevissa eri tasoissa (TrT3) (kuviot 9 ja 10) ja/tai pystytasoissa.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että mainittujen normaaliryhmien (RN) ja kuivatussylinterin (20;20A) tai -sylinterien (20A,20B) ryhmäväliviennit ovat rainan (W) tulo- ja/tai lähtöpuolelta suljettuja (Wi,W2) tai lyhyitä avoimia (W0) vetoja.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että normaaliryhmissä (RN) käytetään alapuolisina kääntösylintereinä (11) revitetyllä vaipalla ja ulkopuolisella urapinnalla (11’) varustettua kääntösylinteriä (11), jonka sisäpuoli on yhdistetty ilman sisäpuolista imulaatikkoa alipainelähteeseen niin, että mainitussa urapinnassa (11 ’) vallitsee sellainen alipaine, joka luotettavasti pitää rainan 25 (W) kuivatusviiralla (12) rainan (W) ollessa ulkokaarteen puolessa mainituilla kään- tösylintereillä (11).

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että normaaliryhmien kääntösylinterit (11) ovat revitetyllä ulkovaipalla ja sisäpuolisella 30 imulaatikolla varustettuja ns. normaaleja imuteloja. 18 o o o o n Lly

15. Jonkin patenttivaatimuksen 1-14 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että yksittäisillä kuivatussylinterillä (20,20A) tai -sylintereillä (20A,20B) paperiradan (W) sivuamissektori a « 220° ... 270°.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 1-15 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että mainitun isosylinterin (20;20A) tai -sylinterien (20A,20B) kuivatusviira (22) on jännitetty kireyteen (T), joka on valittu suuremmaksi kuin normaaliryhmien (RN) kuivatusviiro-jen (12) kireydet.

17. Patenttivaatimuksen 1-16 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että peräk käisten normaaliryhmien (RN) vierekkäisten kuivatussylinterien (10) keskinäinen vaakaväli (S2) on olennaisesti yhtä suuri kuin normaaliryhmien (RN) sisällä oleva vastaava vaakaväli.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 1-16 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että peräkkäisten normaaliryhmien (RN) vierekkäisten kuivatussylinterien (10) keskinäinen vaakaväli (S24) on olennaisesti suurempi, sopivimmin 2...7 kertaa suurempi kuin vierekkäisten kuivatussylinterien (10) vastaava vaakaväli normaaliryhmien (RN) sisällä.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että että ryhmävälivientien yhteydessä olevat kuivatusviirojen (12,22) johtotelat (13A,23A) ovat halkaisijaltaan (D4) olennaisesti suuremmat kuin mainittujen kuivatusviirojen (12) muut johtotelat (13,23) ja että mainitut ryhmävälivientien yhteydessä olevat johtotelat (13A,23A) ovat uritetulla ja/tai reititetyllä vaipalla varustettuja teloja, sopivimmin 25 imuteloja (kuvio 4).

20. Jonkin patenttivaatimuksen 1-19 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että ryhmävälivientien ja/tai normaaliryhmien (RN) sisällä käytetään puhalluslaatikoita (14), joilla edistetään rainan (W) ja kuivatusviirojen (12,22) välistä tukikontaktia. 30 19 98229

21. Patenttivaatimuksen 1-20 mukainen kuivatusosa, tunnettu siitä, että mainittujen yksittäisten kuivatussylinterin (20;20A) tai -sylinterien (20A.20B) halkaisija D2 tai halkaisijat on valittu alueelta D2 « 2000 mm ... 3500 mm, kun mainittujen normaaliryhmien (Rn) kuivatussylinterien (10) halkaisija D0 tai halkaisijat on valittu alueelta

9 C 229