FI99035C - Paperikoneen imutelan tiivisterakenne - Google Patents

Description

99035

Paperikoneen imutelan tuvisterakenne Tätningskonstruktion for sugvalsen i en pappersmaskin 5 Keksinnön kohteena on paperikoneen imutelan tiivisterakenne, joka käsittää telavaipan sisäpintaa avoimen, pääasiassa U-muotoisen pitimen, pitimeen asennetun telan aksiaa-lisuuntaisen tiivisteen, joka koostuu pitimeen sovitetusta tiivisteen runko-osasta sekä siihen kiinnitetystä telavaipan sisäpintaa vasten tulevasta kulutusosasta, ja kuormitus-välineet, kuten kuormitusletkun tai vastaavan, joilla tiiviste on pitimessä siirrettävissä 10 vasten telavaipan sisäpintaa.

Paperikoneiden imuteloissa on tiivisteiden kuluminen muodostanut erään varsin merkittävän ongelman. Ongelma on korostunut erityisesti sen vuoksi, että yleisenä pyrkimyksenä on ollut päästä pidempiin huoltoväleihin. Imutelan tiivisteet jakavat 15 telavaipan sisäosan sopivasti alipainekammioihin, joihin johdetun alipaineen avulla saadaan aikaan imuvaikutus telavaippaan muodostettujen reikien kautta telavaipan ulkopinnalla olevaan paperirainaan, jotta raina pysyy halutulla tavalla ja halutun matkan telavaipan pinnalla. Tiivisteet kuormittuvat telavaipan sisäpintaan. Pyrittäessä tehokkaaseen ja tiiviiseen imutelaan aikaisemmissa ratkaisuissa, puristettiin imutelan tiivisteet 20 esim. paineilman avulla telan telavaipan sisäpintaa vasten. Puristusvoimaa pidettiin yllä jatkuvasti, minkä seurauksena oli tiivisteiden varsin nopea kuluminen. Suuri puristusvoima edellytti tiivisteiden vesivoitelua runsailla vesimäärillä. Edelleen suuresta puristusvoimasta johtuen tehon kulutus oli huomattava.

25 Tämän kulumisongelman poistamiseksi hakijan aikaisemmassa suomalaisessa patenttihakemuksessa nro 934909 ei tiivisteitä kuormitettu jatkuvasti vasten imutelan telavaipan sisäpintaa, vaan tiivisteet oli varustettu lukitusvälinein siten, että aluksi tiiviste painettiin vasten telavaipan sisäpintaa ja kun alipaine oli kehittynyt tiivisteiden rajoittamaan alipainekammioon, tiiviste lukittiin pitimeensä. Tällöin voitiin kuormitus poistaa, jolla 30 kuormituksella tiivisteitä puristettiin vasten telavaipan sisäpintaa. Tiivisteiden kuluminen saatiin olennaisesti pienemmäksi kuin aikaisemmin ja usein voitiin jopa poistaa tiivisteiden vesivoitelu. Tähän hakijan aikaisempaan ratkaisuun liittyi kuitenkin se varsin 2 99035 olennainen ongelma, että halutun tiivistysvaikutuksen aikaansaamiseksi tiivisterakenteen valmistustoleranssit olivat erittäin pienet. Näistä pienistä toleransseista johtuen saattoi seurauksena olla tiivisteen jumittuminen paikalleen, minkä seurauksena haluttua tiivistysvaikutusta ei saatu aikaan. Toinen varsin huomattava ongelma tai haittapuoli 5 kyseisessä ratkaisussa oli se, että tiivisterakenne siihen kuuluvine pitimineen oli varsin erikoisrakenteinen siten, että mikäli kyseistä ratkaisua haluttiin imutelassa soveltaa, jouduttiin koko tiivisterakenne kaikkine komponentteineen vaihtamaan.

Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan uudenlainen ja parannettu 10 paperikoneen imutelan tiivisterakenne, jolla poistetaan ja ratkaistaan aiempiin rakenteisiin liittyvät ongelmat. Keksinnön päämääriin pääsemiseksi on keksinnön mukaiselle tiivisterakenteelle pääasiassa tunnusomaista, että tiivisteen runko-osan sisään on jäljestetty sisäinen kuormituselin, jolla tiivisteen runko-osa on lukittavissa kiinni pitimeen tiivisteen kulutusosan asemoimiseksi haluttuun asemaan telavaipan sisäpintaan 15 nähden.

Keksinnöllä saavutetaan merkittävää etua aiempiin tunnettuihin ratkaisuihin nähden ja näistä eduista voidaan tuoda esiin rakenteen yksinkertaisuus ja sen seurauksena toimintavarmuus sekä se, että korvattaessa vanha tiivisterakenne, voidaan useissa tapauksissa 20 aikaisemman tiivisteen pidin säilyttää ennallaan ilman, että sitä tarvitsisi vaihtaa. Keksinnön myötä on edelleen saatu aikaan hankaamaton ja tämän johdosta olennaisesti kulumaton tiivisterakenne, jonka aiheutttama tehonkulutus on erittäin vähäinen aiempiin ratkaisuihin nähden. Keksinnön muut edut ja ominaispiirteet käyvät ilmi jäljempänä seuraavasta keksinnön yksityiskohtaisesta selostuksesta. Seuraavaksi keksintöä selite-25 tään esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin viittaamalla.

Kuvio 1 esittää täysin kaaviomaisena esityksenä paperikoneen imutelaa, jossa käytetään keksinnön mukaista tiivisterakennetta.

30 Kuvio 2 on yksityiskohtaisempi leikkauskuva keksinnön mukaisesta imutelan tiivisterakenteen ensimmäisestä sovellusmuodosta.

3 99035

Kuvio 3 esittää kuviota 2 vastaavana kuvantona keksinnön mukaisen tiivisterakenteen toista sovellusmuotoa.

Kuviossa 1 on esitetty tavanomainen paperikoneen imutelakäyttö, johon keksinnön 5 mukainen tiivisterakenne on sovellettavissa. Paperiraina W ohjataan imutelan 1 ja vastatelan 5 välisestä nipistä Nj imutelan 1 telavaipan 2 pinnalle ja telavaipan 2 pinnan myötäisesti imutelan 1 ja toisen vastatelan 6 väliseen nippiin N2 ja siitä edelleen jatkokäsittelyyn. Imutelan 1 sisällä on imulaatikko 4, johon on jäljestetty tiivisteraken-teet 10, joiden tiivisteet muodostavat väliinsä alipainekammiot Sj ja S2. Kuvion 1 10 mukaisesti tiivisteet nojaavat vasten telavaipan 2 sisäpintaa 3. Alipainekammioissa Sj,S2 vallitsevien alipaineiden avulla raina W pidetään halutulla tavalla vasten telavaipan 2 ulkopintaa ja/tai imetään rainasta W vettä alipainekammioihin Sj,S2. Kuvattuun järjestelyyn ei liity sinänsä mitään uutta, vaan järjestely on sellaisenaan ennestään tunnettu ja tekniikan tason mukainen. Uutuus liittyy sen sijaan kuviossa 1 esitettyihin 15 tiivisterakenteisiin 10, joita on lähemmin kuvattu piirustuksen kuvioissa 2 ja 3.

Kuviossa 2 on keksinnön mukaisen tiivisterakenteen ensimmäistä sovellusmuotoa merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Tiivisterakenne 10 käsittää itse tiivisteen, jonka kulutusosa 11 on asennettu U-muotoiseen ja telavaipan sisäpintaa 3 kohti avoimeen 20 pitimeen 12. Kuvion 2 sovellusmuodossa on kulutusosa 11 kiinnitetty elastista materiaalia olevaan tiivisteen runko-osaan 13. Tiivisteen kulutusosan 11 ja runko-osan 13 välistä liitosta on merkitty viitenumerolla 14 ja kuvion 2 mukaisesti kyseinen liitos 14 on lohenpyrstöliitos tai vastaava. Tiivisteen kulutusosa 11 on mitoiltaan pitimen 12 sisämittaa pienempi siten, että kulutusosa 11 pääsee pitimessä 12 helposti liikkumaan, 25 mutta sen sijaan on tiivisteen runko-osa 13 muotoiltu siten, että kyseinen runko-osa 13 on sovitettu pitimeen 12 lievällä ahdistuksella. Tiivisteen runko-osan 13 ja pitimen 12 tuentakohtaa, jossa ahdistus vallitsee, on merkitty viitenumeroilla 17.

Tiivisteen runko-osan 13 alle U-muotoisen pitimen 12 pohjalle on sovitettu kuormituslet-30 ku 15 tai vastaava kuormituselin, jonka avulla tiivisteen kulutusosa 11 saadaan painettua vasten telavaipan sisäpintaa 3. Tällainen kuormitustapa on imutelojen tiivisterakenteissa 4 99035 yleinen ja siitä aiheutuu ne haittapuolet, joita edellä on tekniikan tason kuvauksen yhteydessä selostettu. Näistä haittapuolista eräs merkittävimmistä on se, että kulu-tusosan 11 jatkuva kuormitus vasten telavaipan sisäpintaa 3 kuluttaa tiivistettä voimakkaasti ja nopeasti ja tästä johtuen lyhentää kulutusosan 11 käyttöikää. Jatkuvan 5 kuormituksen johdosta on tiivisterakenne normaaleissa tapauksissa varustettava lisäksi tehokkaalla vesivoitelulla. Keksinnössä on kuvion 2 sovellusmuodossa elastista materiaalia olevan tiivisteen runko-osan 13 sisään sovitettu paineistettava kuormitusletku 16 tai vastaava kuormituselin, jonka ansiosta on pääasiassa tiivisteen kulumisongelma ratkaistu. Kun tiivisteen runko-osan 13 sisäinen kuormitusletku 16 paineistetaan, 10 elastinen runko-osa 13 joustaa, jolloin tiivisteen runko-osan 13 sivupintoihin muodostetut kulutuskohoumat 18 painautuvat vasten pitimen 12 seinämiä ja lukitsevat runko-osan 13 ja tiivisteen kulutusosan 11 paikalleen. Tiivisteen kulutusosan 11 paikalleenlukituksessa tapahtuu itseasiassa sillä tavoin, että kun sisäinen kuormitusletku 16 paineistetaan, kulutuskohoumat 18 "kiertyvät" tuentakohtien 17 ympäri, jolloin tiivisteen elastinen 15 runko-osa 13 muotoutuu siten, että tiivisteen kulutusosa 11 siirtyy vähäisessä määrin irti telavaipan sisäpinnasta 3. Kun tällöin kulutuskohoumat 18 tarttuvat pitimen 12 seinämiin, tiivisteen kulutusosa 11 lukittuu paikalleen siten, että se ei hankaa vasten telavaipan sisäpintaa 3. Tiiviste ei tällöin luonnollisestikaan kulu. Kuvattu toiminto, eli tiivisteen kulutusosan 11 siirtäminen irti telavaipan sisäpinnasta 3 ja lukitseminen 20 paikalleen, on mahdollista saada yksinkertaisesti aikaan siten, että tiivisteen runko-osan 13 sisäinen kuormitusletku 16 on sopivalla tavalla kudoksin vahvistettu, jolloin letkun paine saa liikkeen ja voiman täsmälleen haluttuun suuntaan.

Kuviossa 3 on keksinnön mukaisesta tiivisterakenteesta esitetty toinen sovellusmuoto. 25 Tiivisterakennetta on kuviossa 3 merkitty viitenumerolla 10a ja yksinkertaistettuna tiivisterakenne 10a käsittää pitimeen 12a liikkuvasti sovitetun tiivisteen kulutusosan 11a, joka on siirrettävissä vasten telavaipan 2 sisäpintaa 3. Itse tiivisteen kulutusosa 11a ja pidin 12a voivat olla täsmälleen samanlaiset kuin kuvion 2 sovellusmuodossa. Kuten kuviossa 2 niin myös kuvion 3 sovellusmuodossa on pitimen 12a pohjalle sovitettu 30 kuormitusletku 15a, jolla tiivisteen kulutusosa 11a on tiivisteen runko-osan välityksellä kuormitettavissa vasten telavaipan sisäpintaa 3. Kun kuviossa 2 tiivisteen runko-osa li 5 99035 koostui elastista materiaalia olevasta yhtenäisestä kappaleesta, muodostuu kuvion 3 sovellusmuodossa runko-osa 13’ tiivisteen kulutusosaan 11a sopivalla liitoksella 14a kiinnitetystä ensimmäisestä tukilevystä 13a, kuormitusletkun 15a päälle sovitetusta toisesta tukilevystä 17a sekä näiden tukilevyjen 13a, 17a väliin jäljestetystä nivelme-5 kanismista. Esitetyssä sovellusmuodossa nivelmekanismi koostuu nivelnelikulmiosta, jossa tukilevyihin 13a, 17a on asennettu nivelet 18a, 19a, joihin on nivelöity nivelvarret 21a. Ensimmäisestä ja toisesta tukilevystä 13a, 17a tulevat nivelvarret 21a on puolestaan yhdistetty toisiinsa nivelin 20a. Kyseiset nivelvarsia 21a yhdistävät nivelet 20a tukeutuvat liikkuvasti vasten pitimen 12a seinämiä. Nivelnelikulmion sisään on edelleen 10 sovitettu sisäinen kuormitusletku 16a.

Jäijestelmä toimii siten, että kuormitusletkua 15a paineistamalla tiivisteen kulutusosa 11a ajetaan kiinni telavaipan sisäpintaan 3. Tämän jälkeen sisäinen kuormitusletku 16a paineistetaan, jolloin nivelvarsia 21a yhdistävät nivelet 20a puristuvat vasten pitimen 15 12a seinämiä ja lukitsevat tiivisteen kulutuosan 11a paikalleen. Samalla kun nivelet 20a lukittuvat pitimen 12a seinämiin, nivelmekanismin ansiosta tiivisteen kulutusosa 11a vetäytyy irti telavaipan sisäpinnasta 3 vastaavalla tavalla kuin kuvion 2 sovellusmuodon yhteydessä. Tiivisteen kulutusosa 11a pysyy näin ollen hankaamattomana säädetyssä asemassaan, jolloin tarpeen vaatiessa voidaan paine poistaa kuormitusletkusta 15a. Myös 20 kuvion 3 sovellusmuodossa nivelmekanismin haluttu toiminto saadaan aikaan sillä, että sisäinen kuormitusletku 16a on sopivalla tavalla kudoksin vahvistettu, jolloin letkun paineen aikaansaama liike ja voima saadaan muodostumaan täsmälleen haluttuun suuntaan.

25 Lyhyenä yhteenvetona voidaan edellä esitetystä vielä tuoda esiin, että keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan aikaan telavaippaa hankaamaton ja olennaisesti kulumaton tiiviste, jonka aikaansaama tehonkulutus on minimaalinen aikaisempiin ratkaisuihin verrattuna.

30 Edellä on keksintöä selitetty esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin viittaamalla. Keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu koskemaan pelkästään kuvioissa esitettyjä 6 99035 esimerkkejä, vaan keksinnön eri sovellusmuodot voivat vaihdella oheisissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (10)

1. Paperikoneen imutelan tiivisterakenne, joka käsittää telavaipan sisäpintaa (3) avoimen, pääasiassa U-muotoisen pitimen (12,12a), pitimeen asennetun telan aksiaa- 5 lisuuntaisen tiivisteen, joka koostuu pitimeen (12,12a) sovitetusta tiivisteen runko-osasta (13,13’) sekä siihen kiinnitetystä telavaipan sisäpintaa (3) vasten tulevasta kulutusosasta (11,11a), ja kuormitusvälineet, kuten kuormitusletkun (15,15a) tai vastaavan, joilla tiiviste on pitimessä (12,12a) siirrettävissä vasten telavaipan sisäpintaa (3), tunnettu siitä, että tiivisteen runko-osan (13,13’) sisään on jäljestetty sisäinen 10 kuormituselin (16,16a), jolla tiivisteen runko-osa on lukittavissa kiinni pitimeen (12,12a) tiivisteen kulutusosan (11,11a) asemoimiseksi haluttuun asemaan telavaipan sisäpintaan (3) nähden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivisterakenne, tunnettu siitä, että tiivisteen 15 runko-osa (13) on muodostettu elastisesta materiaalista ja että sisäinen kuormituselin (16) on sovitettu runko-osan materiaalin sisään siten, että sisäisellä kuormituselimellä (16) aikaansaatava kuormitus laajentaa tiivisteen runko-osan (13) kiinni pitimen (12) seinämiin tiivisteen kulutusosan (11) paikallaan lukitsemiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tiivisterakenne, tunnettu siitä, että tiivisteen runko-osa (13) on sovitettu pitimeen (12) lievällä ahdistuksella.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen tiivisterakenne, tunnettu siitä, että tiivisteen runko-osaan (13) on muotoiltu muuta runko-osaa laajemmalle ulottuvat 25 tuentakohdat (17), jolloin kyseiset tuentakohdat (17) tukeutuvat pitimen (12) seinämiin lievällä ahdistuksella.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen tiivisterakenne, tunnettu siitä, että sisäisen kuormituselimen (16) aikaansaama kuormitus saa runko-osan (13) laajetessa 30 runko-osaan aikaan kiertoliikkeen runko-osan tuentakohtien (17) ja pitimen (12) seinämi- 8 99035 en välisten kosketuskohtien ympäri, jolloin tiivisteen kulutusosa (11) siirtyy telavaipan sisäpinnasta (3) poispäin tiivistettä paikalleen lukittaessa.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivisterakenne, tunnettu siitä, että tiivisteen 5 runko-osa (13’) käsittää nivelmekanismin, jossa nivelvarret (21a) on nivelöity toisiinsa sekä tiivisteen kulutusosan (11a) alla ja pitimen (12a) pohjalle sovitetun kuormitusletkun (15a) päällä oleviin tukilevyihin (13a, 17a), jonka nivelmekanismin sisään on sovitettu sisäinen kuormituselin (16a).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tiivisterakenne, tunnettu siitä, että nivelme kanismin nivelvarret (21a), jotka on toisaalta nivelöity kulutusosan (11a) alapuoliseen, ensimmäiseen tukilevyyn (13a) ja toisaalta kuormitusletkun (15a) yläpuoliseen, toiseen tukilevyyn (17a), on nivelöity toisiinsa nivelin (20a), jotka tukeutuvat pitimen (12a) seinämiin. 15

7 99035

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen tiivisterakenne, tunnettu siitä, että nivelmekanismin sisäisellä kuormituselimellä (16a) aikaansaatava kuormitus saa nivelvarsia (21a) toisiinsa yhdistävät nivelet (20a) painautumaan vasten pitimen (12a) seinämiä lukiten tiivisteen paikalleen. 20

9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen tiivisterakenne, tunnettu siitä, että nivelmekanismin sisäisellä kuormituselimellä (16a) tiivistettä paikalleen lukittaessa tiivisteen kulutusosa (11a) on sovitettu siirtymään telavaipan sisäpinnasta (3) poispäin.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 6-9 mukainen tiivisterakenne, tunnettu siitä, että nivel mekanismi on nivelnelikulmio. 9 99035