NO311984B1 - Roterende sugevalse - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en roterende sugevalse som definert i innledningen av krav 1. En sugevalse av denne type er kjent fra SE 105061.

I det følgende er både oppfinnelsen og tidligere kjent teknikk beskrevet hovedsaklig i forbindelse med papirmaskiner, dog uten å begrense oppfinnelsen til papirmaskiner. Uttrykket "papirmaskin" henviser i denne søknad derfor til papir- eller kartongmaskiner generelt eller maskiner anvendt ved papirmassetilvirkning for å danne baner som innholder cellulosefibre.

I papirmaskiner anvendes sugevalser ved awanningen av banen som dannes, både etter innløpskassen og i presspartiet. En sugevalse er en valse med perforeringer i hele mantelområdet og med en sugekasse på innsiden av denne, idet sugekassen festes til eller trykkes mot den indre flate av sugévalsen med en tetning mellom kassen og valsen. Hensikten med sugekassen er å suge vann fra banen og å trekke luft gjennon denne for å fjerne fuktighet ved hjelp av luften.

Etter hvert som maskinene drives ved økende hastigheter, dvs med økende valserotasjonshastigheter, har driften av sugevalsene blitt ineffektiv. Et vakuum trekker vann inn i perforeringene i sugévalsen og noe inn i valsen, men sentrifugalkraften hindrer det meste av vannet fra å komme inn i selve sugekassen. Sentrifugalkraften presser til og med noe av vannet tilbake ut i perforeringene i sugévalsen og til utsiden av sugévalsen. Av denne årsak vil vannet som fjernes fra banen forbli på undersiden av banen og holde denne våt. Etter sugetrinnet vil vannet som spruter ut fra innsiden av valsen igjen fukte banen eller, i presspartiet, filten. Perforeringene i valsen innholder mer enn nok vann som roterer med valsen, og noe av dette vannet føres også videre til tilførselssiden av banen, noe som fukter banen eller filten. Vannet som forblir i perforeringene av valsen og partiklene som finnes i vannet har en tendens til å tette perforeringene, noe som øker sugepumpenes kraftbehov.

I et forsøk på å forbedre funksjonen av sugevalsene er vakuumet i sugekassen blitt økt, noe som naturligvis betyr et økt kraftbehov fra vakuumpumpene. Dette er omtrent den eneste virkningen denne foranstaltningen har ført til. Hastighetsøkningen av maskinene er blitt oppnådd ved å øke effektiviteten av tørkepartiet eller ved å øke maskin-lengden eller dampforbruket.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å eliminere de ovennevnte ulemper. Et spesielt formål med oppfinnelsen er å fremskaffe en ny type sugekassekonstruksjon som tillater mer virkningsfull awanning av en våt bane ved hjelp av en sugevalse og et mer effektivt vannavløp fra sugévalsen inn i sugekassen.

For de karakteristiske trekk av oppfinnlsen henvises det til patentkravene.

Sugekassen befinner seg på innsiden av en roterende sugevalse, utstyrt med en perforert mantel, som igjen befinner seg i en maskin for tilvirkning av en bane som inneholder cellulosefibre. Sugekassen omfatter et sugekammer som har et sugeinnløp plassert mot den indre flate av sugévalsen, og en sugeforbindelse som danner et negativt trykk i sugekammeret og trekker vann gjennom perforeringene i sugévalsen inn i sugekammeret. Ifølge oppfinnelsen er suge-innløpet av sugekassen utstyrt med ribber eller lister som danner sugespalter plassert langsgående med sugévalsen nær dens indre flate, oppfinnelsen bygger derfor på den iakt-takelse at ved å redusere tversnittstrømningsarealet av sugeinnløpet, kan strømningshastigheten økes slik at vannet som trykkes gjennom perforeringene i sugévalsen, vil fortsette å strømme i samme retning selv etter perforeringene, inn i spaltene av gitterverket og videre inn i sugekassen. Ribber og lister som er riktig innrettet vil også lede vanndråpene som kommer frem fra perforeringene mot sugekassen.

Ribbene danner fortrinnsvis et gitterverk som strekker seg over hele lengden og bredden av sugeinnløpet, der ribbene omfatter en skarp fremkant som peker mot den indre flate av sugévalsen, der fremkanten kutter eller oppfanger vanndråpene som kommer frem fra perforeringene i sugévalsen.

Den skarpe fremkanten av ribben står fortrinnsvis i en avstand fra den indre flate av sugévalsen. Denne avstand kan være f.eks. 1-4 mm, fortrinnsvis 2-3 mm. I en annen utfø-relse av oppfinnelsen er fremkanten av ribben i direkte kontakt med den indre flate av sugévalsen, dvs stryker mot den indre flate. Dette kan implementeres ved hjelp av et egnet materialvalg, slik at ribbene ikke skader den indre flate av sugévalsen når de styker mot den. Ribbene kan dermed utstyres med fremkanter tilvirket av et mykere materiale som kan byttes ut og fornyes når det er nødvendig, eller hele ribben kan tilvirkes av et egnet materiale som ikke skader den indre flate av sugévalsen.

Den fremre flate av ribben, som starter fra den skarpe fremkanten av ribben og møter vanndråpene, danner fortrinnsvis en vinkel på over 90° i forhold til den indre flate av sugévalsen. På dette vis vil vanndråpene ikke treffe ribbene rett på, men heller møte ribbene i en skrå vinkel, noe som betyr at selv om den kinetiske energi av vanndråpene delvis bevares, vil bevegelsesretningen rettes inn mot sugekassen.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er sugeinnløpet av sugekassen utstyrt med en kjøleanordning som kjøler ned vannet og dampen trukket inn av suget, noe som naturligvis resulterer i et trykkfall og en øket sugeeffekt i sugeinnløpet av sugekassen.

Fortrinnsvis utgjøres kjøleanordningen av vannsprutende dyser plassert nær ribbene, som leder en fin vannstråle i ønsket retning, fortrinnsvis i retningen bort fra mantelen av sugévalsen og hovedsaklig mot sugekammeret av sugekassen.

Sugekassen ifølge oppfinnelsen utviser betydlige fortrinn sammenliknet med tidligere kjent teknikk. Ved å anvende oppfinnelsen kan vann fjernes fra banen som skal tørkes med betraktelig virkningsgrad, og vannet trukket inn i sugévalsen kan fjernes uten at vannet føres tilbake inn i banen som tørkes. Ifølge innledende prøver som er utført, er det mulig å øke faststoffinnholdet av banen etter sugévalsen med omtrent 2% ved å anvende et gitterverk uten en kjøleanordning. Sugekassen ifølge oppfinnelsen har en betydlig positiv virkning på energiforbruket av papir-maskinen, på kvaliteten og egenskapene av papiret, og maskinens hastighet.

I det følgende beskrives oppfinnelsen i detalj med henvisning til den vedføyde tegning, som viser et tverrsnitt av sugekassen ifølge oppfinnelsen.

Tegningen viser et tverrsnitt av en sugevalse 2 som dannes av en rund mantel 1 som kan ha en lengde på flere meter, f.eks. 5-10 m. Hele mantelen 1 er utstyrt med perforeringer 8 plassert med jevne mellomrom langs omkretsen og lengden, selv om tegningen bare viser perforeringer på en del av mantelen. På innsiden av sugévalsen er det anordnet en sugekasse 3 som omfatter et sugekammer 4, et sugeinnløp 6 som åpner mot den indre flate av sugévalsen, og en sugeforbindelse 7 som danner et vakumm i sugekammeret 4.

Kantene av sugeinnløpet 6 er utstyrt med tetninger 16 og 17 som presses mot den indre flate 5, og endene av suge-innløpet er også utstyrt med tilsvarende tetninger, slik at hele sugeinnløpet presses relativt tett mot den indre flate 5 av sugévalsen. Vakuumet som er tilstede i sugekammeret 4 kan derfor bare forårsake et sug gjennom perforeringene 8 i sugevalsene. Tetningene 16 og 17 kan bestå av tetnings-strukturer som i og for seg er kjent, f.eks. tetnings-stukturer som spennes mot den indre flate ved hjelp av trykkluft.

Et antall langstrakte ribber 10 er anbrakt med avstand fra hverandre i sugeinnløpet 6 i retning på tvers av sugevalsens rotasjonsretning 9. Disse strekker seg over hele lengden av sugeinnløpet, slik at det er et stort antall langstrakte sugespalter 11 side om side i sugeinnløpet. Ribbene er festet til en felles støtte 18 og har skarpe fremkanter 12 som peker mot den indre flate 5 av sugévalsen. De skarpe kantene er plassert en kort avstand fra den indre flate 5. I tillegg er ribbene montert i en skrå posisjon slik at fremflaten 13 som starter fra den skarpe fremkanten 12, danner en vinkel på over 90° i forhold til den indre flate 5 av sugévalsen.

Sugekassen er dessuten utstyrt med to rør som strekker seg gjennom hele lengden av sugeinnløpet 6 og er plassert nær sugeinnløpet 6 under gitterverket dannet av ribbene, idet rørene danner en kjøleanordning 14. Rørene er utstyrt med dyser eller hull som er rettet bort fra sugévalsen 2 og gitterverket dannet av ribbene 10, dvs hovedsaklig mot sugekammeret 4.

Funksjonen av sugekassen vist i tegningen er som følger. En wire, og oppå denne den bane som skal avvannes av sugévalsen, beveger seg rundt den roterende sugévalsen. Det negative trykk i sugekassen 3 danner et sug i perforeringene 8 via sugeinnløpet 6, som forårsaker at vann absorberes fra banen og silduken og inn i perforeringene 8 motsatt sugeinnløpet 6. Vannet strømmer gjennom perforeringene til den indre flate 5 av sugévalsen der gitterverket dannet av ribbene 10 reduserer tverrsnitt-strømningsarealet av sugeinnløpet 6, slik at relativt intens sugestrømning fortsetter videre gjennom sugespaltene 11 mot sugekammeret 4. Ettersom vanndråpene på den indre flate 5 av sugévalsen samtidig treffer de skarpe fremkantene 12 av ribbene, sendes de videre inn i sugekassen av ribbene i sugestrømningen.

Da banen som behandles er relativt varm og det negative trykk er relativt høyt, er en betydelig del av vannet som skal fjernes av suget i dampform. Av denne grunn er en kjøleanordning 14 plassert under ribbene for å kjøle damp-strømningen, som dermed kondenserer dampen til vann og forårsaker et betydelig trykkfall i sugeinnløpet under ribbene. Dette forbedrer videre sugevirkningen på sugévalsen i sugeinnløpsområdet og derfor også awanningsvirk-ningen.

I det foregående er oppfinnelsen blitt beskrevet ved hjelp av et eksempel med henvisning til den vedføyde tegning, men forskjellige utførelser av oppfinnelsen er mulige innen rammen av den oppfinneriske ide definert av patentkravene.

Claims (6)

1. Roterende sugevalse (2) som er utstyrt med en perforert mantel (1) for en maskin som tilvirker en bane som inneholder cellulosefibre, der en sugekasse (3) er plassert inne i sugévalsen, idet sugekassen (3) omfatter et sugekammer (4) som har et sugeinnløp (6) avgrenset av et par tetninger (17, 16) som er plassert mot en indre flate (5) av sugévalsen, og en sugeforbindelse (7) som danner et negativt trykk i sugekammeret og suger vann gjennom perforeringene (8) og i sugévalsen og inn i sugekassen, sugeinnløpet (6) er utstyrt med ribber (10), anordnet i retningen tverrgående sugevalsens (2) rotasjonsretning (9), som danner sugespalter (11) i den langsgående retning av sugévalsen nær den indre flate (5) av sugévalsen, karakterisert ved at ribbene (10) er tettstilte og danner et gitterverk som strekker seg over hele bredden og lengden av sugeinnløpet (6), at ribbene (10) omfatter en skarp fremkant (12) rettet mot den indre flate (5) av sugévalsen, og at den fremre flate (13) som starter fra den skarpe fremkanten (12) danner en vinkel som er over 90° i forhold til den indre flate (5) av sugévalsen.

2. Sugevalse ifølge krav 1, karakterisertvedat fremkanten (12) av ribben er ved en avstand fra den indre kant (5) av sugévalsen.

3. Sugevalse ifølge krav 1, karakterisertvedat fremkanten (12) av ribben er i kontakt med den indre flate (5) av sugévalsen.

4. Sugevalse ifølge krav 1, karakterisert ved at sugeinnløpet er utstyrt med en kjøleanordning (14) for å kjøle ned dampen som suges gjennom perforeringene (8) i sugévalsen (2) og for øke det negative trykk.

5. Sugevalse ifølge krav 4, karakterisertvedat kjøleanordningen (14) omfatter vannsprutende dyser (15) plassert nær ribbene.

6. Sugevalse ifølge krav 5, karakterisertvedat dysene (15) rettes bort fra ribbene (10) mot sugekammeret (4).