NO754020L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt en fremgangsmåte ved papirfremstilling og særlig en ny kombinasjon av sugeva-lse/pressvalse og et sugevalsesystem for fjernelse av vann for anvendelse ved papirfremstilling, f.eks.

ved fremgangsmåtens guskvalse. Mens foreliggende oppfinnelse er spesielt,men ikke utelukkende anvendelig for guskvalser,

Skal foreliggende oppfinnelse i første omgang beskrives under henvisning til en guskvalse. Foreliggende oppfinnelse har særlig anvendelse i papirmaskiner av typen "Verti-Forma" og "Papriformer".

Ved den tidligere utvikling innenfor papirindustrien Var forgjengeren til den moderne papirmaskin kjent som planviremaskin (Fourdrinier-maskin), som var en maskin med hovedsakelig horisontal papirfremstilling og med en.innløpskasse som ga fra seg den væskeformede papifmasse-råvare på en løpende vire gjennom en sprøyte i innløpskassen. Den løpende vire ble vanligvis båret først av en.brystvalse og deretter av forskjellige primære .og sekundære virebord som var de hovedsakelige fjernere av vann fra papirråvaren. Etter passering over suge-kasser passerte viren og papirråvaren deretter over en guskvalse som tjente til å drive viren i planviremaskinen og også til å fjerne mer fuktighet fra papirråvaren før denne ble ledet til presse- og tørkepartiene. For sammendrag av planviremaskinen vises til bind III av et trebinds verk med tittelen "Pulp and Paper Manufacture" utgitt under ledelse av "The Joint Text-

book Committee of the Paper Industry" utgitt av Ronald G. Mac-Donald og publisert av McGraw-Hill Book Company 1970. Planviremaskinen beskrives i kapittel 6 i dette'bind, og det fremgår av fig. 6 til 4 3 i samme publikasjon at guskvålsen i. en

planviremaskin vanligvis omfatter en ytre kapsling som har et antall radielle hull boret i seg, idet hullene er i kontakt med den indre del av guskvalsen som kan være i seksjoner i forbindelse med forskjellige vakuum- eller trykkilder.

Etter hvert som teknologien innenfor papir-prdduksjonen utviklet seg, ble det utviklet forskjellige

. typer papirmaskiner, hvilke ble generelt inndelt i. klasser som maskiner av sylindertypen, og disse er detaljert beskrevet i nevnte publikasjon. Papirmaskiner av sylindertypen er av mange slag. Alle er imidlertid forsynt med en guskvalse ved slutten av prosessen, hvilken valse foruten andre funksjoner også tjener til å fjerne mer vann fra papirråvaren før den overføres til neste trinn i produksjonen. I den ovennevnte publikasjon, side 337 på fig. 7 til 32 er vist en papirmaskin av sylindertypen kjent under, betegnelsen "papriformer" og som prinsippielt omfatter et antall val-

ser beskrevet som en brystvalse, en formeringsvalse og en guskvalse, rundt hvilken en overvire.og en.undervire transpor-teres, idet et antall vannoppsamlingskar er anordnet i nærheten av disse valser for det formål å samle opp vannet som trekkes .ut fra papirbanen som dannes mellom de bevegelige virer.

For mer detaljert beskrivelse av "papriformer" • vises til en artikkel med samme tittel i den kanadiske tids-skrift "Pulp&Paper" magasin, utgave oktober 1967. Formeringsvalsen i den beskrevne maskin omfatter en vesentlig tosone-vakuumseksjon, mens guskvalsen omfatter en vesentlig firesone-seksjon, hvorved et positivt trykk anvendes i den første sone og hvorved en mellomliggende sone av atmosfæretrykk etter-følges av to vakuumsoner som beskrives nærmere i den oppgitte artikkel. Det er kjent å forsyne formeringsvalsene i en slik papirmaskin og også formeringsvalsene i andre metoder for papirfremstilling med virehylstere som anvendes sammen med flersone-vakuumsoner for det formål å trekke ut vann fra den løpende papirbane, idet vakuum i flersonene vanligvis er lavt i intervallet 250 mm vannsøyle for å trekke inn store mengder vann i formeringsvalsen for etterfølgende fjernelse.

På vedlagte fig. 1 er vist en annen variant av

en konvensjonell type papirmaskin som er.kjent under betegnelsen "Verti-Forma", og som omfatter et par brystvalser 36 og

i

38 i kombinasjon med en guskvalse 40 og en drivevalse 42,

idet et par løpende virer 44 og 46'-anvendes for å inneslutte masseråvaren 48 som tilføres fra innløpskassen 50. En driv-valse 4 2 bærer det halvveis dannede papir, dvs. den våte papirbane 54 til neste trinn i papirproduksjonen på velkjent måte. For nærmere beskrivelse av den her nevnte maskin "Verti-Forma" vises til en artikkel i det kanadiske magasin "Pulp&Paper" utgave oktober 1966 med tittel "Through a Glass, darkly (A discussion of New Sheet Formers)".

Når en guskvalse anvendes i den sistnevnte maskin, fungerer guskvalsen 4 0 som et middel til å fjerne mer vann fra papiret 54 når det passerer rundt en del av "guskvalsens omkrets og forsøker å levere vannet .i et oppsamlingskar som er anordnet i nærheten av guskvalsen. Slik den leveres fra produsenten, har guskvalsen i seg en lav-vakuumsone og en høy-vakuumsone, idet den gjenstående del av guskvalsens. indre er en fri sone eller en sone, hvori der dannes hverken trykk eller vakuum. Den av produsenten leverte guskvalse inneholder også en anordning som tillater at lav-vakkumsonen og høy-Vakuumsonen roteres i den retning som er antydet med pilen,

i frisonen for å oppnå en viss regulering av leveringen av vannet fra guskvalsens omkrets. Problemet med denne gusk-valsekonstruksjon var at mens oppsamlingskaret samlet opp

en del av vannet som ble kastet fra guskvalsen etter at viren har forlatt guskvalsens overflate, vil en større del av vannet samle seg rundt kanten av guskvalsens omkrets som vist med pilene, og vil ikke bli samlet opp av oppsamlingskaret, men på nytt bli avsatt i et ujevnt mønster på baksiden av den våte øvre bane som til å begynne med kommer i kontakt med guskvalsen. På grunn av dette kunne guskvalsen ikke fjerne en tilstrekkelig mengde vann fra papirbanen, hvilket gjør at papirhanen inneholder overskuddsvann som senere bevirker for meget stillstand ved fremstilling av papiret i et senere opera-sjonstrinn under papirfremstillingen. Stillstanden frembringes

ved brudd i papirbanen ved de første pressevalser etter guskvalsen, hvilket skrev seg fra overskuddsvannet som fantes i papirbanen. Innen dette problem ble løst ved søkernes oppfinnelse i tidligere patenter som beskrevet i det følgende, var antallet brudd ved pressevalsene omkring

20 pr. døgn, hvilket krever ca. LQ til 45 minutters still-

stand hyer gang før problemet kunne korrigeres og papirfremstillingen på ny settes igang.

For å fjerne vannproblemene som foreligger i

kjente konstruksjoner av papirmaskiner både av planvire-

typen og sylindertypen, ble det i den mest hensiktsmessige utførelse ifølge■søkernes nevnte patent anordnet en ny guskvalse og et nytt system for å ta bort guskvalsevann til nøyaktig regulering av mengden vann som fjernes fra den løpende papirhane ved guskvalsen, slik at mengden vann i. papirbanen også kan reguleres nøyaktig. Dette bevirkes ved dannelsen av et overflatespenningshylster såsom en fin vireduk, rundt i det minste en del av guskvalsens omkrets og ved nøyaktig regulering av vakuumet i vannreguleringssonen som dannes av guskvalsen, slik at overflatespenningshylsteret og vakuumreguleringen samvirket for å bringe vannet til å hblde seg på guskvalsens overflate umiddelbart før det ble avlevert til oppsamlingskaret. Den i guskvalsen dannede vannreguleringssone hadde form av et flersonesystem,. såsom et tresonesystem (vannoppsamling, overførings- og frigjørings-soner) eller firesonesystem (hvorved den siste omfattet en avsluttende vakuumsone), som vist i en hensiktsmessig utf ørelsesf orm av samme.. Med anvendelsen av overf latespennings-hylsteret på guskvalsen i kombinasjon med det nøyaktig regulerte vakuum i vannreguleringssonen i guskvalsen kastes et ensartet regulert mønster av vann fra guskvalsen inn i oppsamlingskaret, hvilket fører til at sjiktet av vann på guskvalsen,

som føres tilbake til papirbanen, bringes til et minimum hvis det ikke fjernes fullstendig, avhengig av variasjonen i det regulerte vakuum i vannoverføringssonen og den endelige sone dg også avhengig av mengden vann og den måte på hvilket det holdes i overflatespenningshylsteret.

Selvom dette var foregangsidéer og revolusjonerende, har det ved utøvelsen av det nevnte patent vist seg at for visse typer vann og papirråvare og med tiden opptrådte dannelse av fint materiale (tilstopping) i overflatespenningshylsteret av vireduk på guskvalsen. Denne tilstopping av vireduks-hylsteret med fint materiale fra massen hindret under disse betingelser kontinuerlig drift av guskvalsen gjennom lang tid.

Problemet med oppstuvingen av fint materiale

antas å bero på varierende nivå av vannfjernelsen gjennom guskvalsen fra hovedsakelig null til en betydelig mengde (i stør-relsesordenen 400 liter/min) som følge av den normale variasjon i avvanningsegenskaper hos råvaren (massen) som anvendes på papirmaskiner. I perioder med lavt vannuttak trekkes fint materiale fra massen (fibre og lignende) inn i yiredukshyIsteret på guskvalsen og det bygger seg etter hvert opp og tetter til vireåpningene gjennom en tid på flere døgn. Denne tilstopping synes å opptre innenfor to til tre døgn etter at en ny vire er anbragt på guskvalsen.

Under disse perioder med lavt vannuttak ble således fint fibermateriale trukket inn i guskvalseviren gjennom det vakuum som ble anbragt i de indre soner og ble flettet inn i guskvalsehylsteret og stoppet til virens åpne områder. Endelig ble viren fullstendig tilstoppet slik at ikke noe vann kunne fjernes gjennom guskvalsen. Til og med ufullstendig tilstopping av viren bevirket dessuten også våte bånd i papirbanen, hvilket bevirket andre driftsproblemer.

Foreliggende oppfinnelse tar.sikte på å

fjerne og løse disse, problemer, blant annet ved at en press-valse anvendes i kombinasjon med en guskvalse med flersonesystem og overflatespenningshylster, hvorved de store vannreguleringsresultater fra kombinasjonen av flersonesystem og overflatespenningshylster tillates med fremskritt å bli anvendt under papirfremstilling under alle vann- og papirråvare-betingelser.

Guskpressevalser har vanligvis fått bare flyktig om-' tale i de fleste håndbøker for papirfremstilling, og for-klaringene er i alminnelighet begrenset til mindre enn en side.

Eksempel på,referanser er publikasjonen "pulp & Paper Manufacture, Vol. 3, "Manufacture & Testing of Paper

and Board", J.N. Stevenson.1953 og Foudrinier Papermaking, Gunnar Gavelin 1963.

Stevensen angir at guskpressevalsen anvendes ...... til tetting av arket ved gusken,for minsking-av (luft)-lekkasje og for økning av vakuumet og som følge herav til økning av vannfjernelsen. Den øker også arkkonsolideringen, minsker antallet klumper og minsker antallet brudd i våtpartiet.

Gavelin angir at ved plasseringen av en guskpresse-valse bør den anbringes så nær sugesonen som mulig ut en

arkknusing. Eri viss luftlekkasje gjennom arket før klemmesonen er nødvendig for å unngå flyting av samme. Pressevalsehylsteret og valsestørrelsen diskuteres også i disse artikler.

I kombinasjon med flersonesystem/overflatespenningshylster omfattes ifølge foreliggende oppfinnelse"en presse-, valse som er anbragt nær begynnelsen av vannoppsamlings- eller borttagningssonen i guskvalsen i overflate-mot-overflate-trykkontakt dermed gjennom mellomliggende papirråvare (se fig. 5).

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er

å minske virehylsterets tendens til tilstopping på guskvalsen.

Under.virkelige prøver av foreliggende oppfinnelse med virkelig papirfremstilling varte en første vireduk som guskvalse-overflatespenningshylster med en 40 x 50 mesh bronsevire ca. 3 uker før den hadde forandret seg på grunn av tilstopping av åpningene med fint materiale. En annen viire av 36 x 40 mesh rustfritt stål ble anvendt i ca. 6 uker og viste ikke noen betydelig mengde av tilstopping. Dette står i kontrast til tidligere anvendelse av 40 x 50 mesh bronsevire og 36 x 40 bronsevire som ble tilstoppet med fint fibermateriale på ca. 3 døgn uten pressevalse.

Ifølge foreliggende.oppfinnelse oppnås dette hoved-formål med hindring av tilstopping blant annet ved økning av guskvalsens evne til å trekke ut vann. Ved virkelig anvendelse av foreliggende.oppfinnelse har det vist seg at evnen til å fjerne vann hos gusken har økt betydelig. Dette viste seg ved å ta bort pressevalsen fra gusken og iakttagelse av en visuell minsking i mengden vann som gikk ut til gusk-oppsamlingskaret. Når pressevalsen igjen ble bragt mot gusken, økte vannmengden synlig, hvilken ble matet ut ved karet. Denne økte evne til å fjerne vann gjør det også,mulig å gi avkall på.standard-ledeplater (se elementene 90 på fig. 1) i papirmaskinen, hvilket fjerner mange våte strekk.

Det antas at fint fibermateriale ved generelt større, evne til å fjerne vann kontinuerlig spyles bort fra "Juskvirehylsen med det fjernede vann, hvilket fører til lengre - tid før viretilstoppingen vil inntre og hindre maskindriften.

Pressevalsen tjener dessuten til å presse sammen den våte papirråvare eller bane i klemmesonen mellom pressevalse og gusk. På basis av et studium er det antatt at den våte bane presses sammen i klemmesonen til mellom en halv og en tredjedel av sin opprinnelige tykkelse foran gusken (se den våte bane 54 på fig. 5).

Ved anvendelsen av pressevalse ifølge foreliggende oppfinnelse oppnås endelig en stor økning av vakuumnivået

i vannoppsamlings- eller fjernelsessonen uten noen forandring av de øvrige guskvalseparametere. Ved anbringelsen:av pressevalse ved en demonstrasjon var det en økning i den opprinnelige vannoppsamlingssonen i gusken fra tidligere 200-250 Hg til ca. 400 mm Hg, hvilket utgjør en økning på 60 til 100 %.

Foreliggende pressevalse i kombinasjon med flersonesystem-overflatespenningssugevalse har foruten det prin-sipielle formål å hindre tilstopping av overflatespenningshylsteret følgende tre sekundære virkninger: a) den virker som klemmesone for å bidra generelt ved avvanning av banen ved gusken, hvilket gjør det mulig for gusken å ta bort mer vann; b) den presser sammen banen i tykkelsesretriingen og gjør banen tettere og sterkere når banen forlater gusken; c) den hjelper til å tette banen mot gusken, hvorved vakuumnivået i vannoppsamlingssonen (avvanningssonen) økes.

For bedre forståelse av foreliggende oppfinnelse vises til følgende detaljerte beskrivelse og tegningene, hvor de samme deler har fått de samme henvisningstall, og hvor fig. 1 skjematisk viser et sideriss av en papirfremstillings-anordning kjent som "Verti-Forma" med en pressevalse anbragt i det nedre guskvalseområde ifølge foreliggende oppfinnelse, mens fig. 2 i større målestokk viser et sideriss av guskvalse-pressvalseområdet i den på fig. 1 viste maskin, hvorved de indre soner i guskvalsen er vist med brutte linjer, filteret viser et riss forfra av pressevalseelementet i pressevalsen på fig. 1 og 2, og fig. 4 viser i tverrsnitt et sideriss av samme langs linjen 4-4 på fig. 3. Fig. 5 viser i større målestokk ytterligere et delvis sideriss av guskvalse-pressvalseområdet på fig. 1 og 2, dels i tverrsnitt for å anskueliggjøre guskvalsens indre konstruksjon, og fig. 6 viser et delriss fra hovedenden av en av préssevalsenes endedeler sett i perspektiv etter linjen 6-6 på fig. 5.

På tegningene og særlig på fig. 1, 2 og 5 er vist som hensiktsmessig utførelse av foreliggende oppfinnelse modifikasjoner som er utført på en guskvalse under inklude-ring av en pressevalse som den mest hensiktsmessige og mest effektive tilpasning av foreliggende oppfinnelse, hvorved en økning er oppnådd av de her beskrevne uvanlige resultater. Guskvalsemodifikasjonene, nemlig overflatespenningshylsteret og forskjellige indre trykksoner skal først beskrives nærmere i forbindelse med fig. 2 og 5, og deretter vil pressevalsen bli beskrevet nærmere under henvisning til fig. 3 til 6.

i første rekke.

Det har vist seg at et nødvendig element som kreves for regulering av utmatningsmønsterét av vannet fra guskvalsen, er å forsyne guskvalsen eller i det minste en del av guskvalsen med et overflatehylster med den evne å virke som overflatespenningsorgan. Det anordnede overflatespenningshylster bør inneholde hull, gitter eller andre åpninger, slik at vann tillates å bevege seg inn i og ut av foreliggende hull 68 borret i guskvalsehylsteret som vist på tegningen. Hullene, gitrene eller de andre åpninger

bør imidlertid være av en slik dimensjon at de tillater

at en filmdannende virkning finner sted mellom overflatespenningsorganet og vannet på en måte som skal beskrives nærmere, i det følgende, hvorved overflatespennings-

organet for eksempel kan være dannet av tilgjengelige metalliske-eller ikke-metalliske vireduker med varierende maskevidde, hvilke duker er lett tilgjengelige innenfor papirindustrien. Selvom mekanismen for overflatespenningshylsteret ikke er

helt ut klarlagt antas den å virke som en tilbakeholdende vegg og en overflate, på hvilken vannet "river" etter hvert som det passerer gjennom overføringssonen 86 og den endelige sone, frisonen 96, som skal beskrives nærmere i det følgende. Denne hinnedannende virkning ligner den man kan iaktta når

et statisk vindusgitter eller skjerm sprøytes med vann,

en mengde vann fanges opp i åpningene av gitteret på grunn av overflatespenningsfenomener.

Disse guskvalsehylstere kan bestå av et eneste nettsjikt 72 som vanligvis er dannet av et antall tråder 74 vevet sammen med et flertall andre tråder 76 for dannelsen av en vireduk av den type som i strukturelt utseende ligner

den som anvendes i en gitterdør som vist i hensikts-

messig utførelse på fig. 5. På den annen side kan duken 72 som en variasjon av overflatespenningshylsteret være dannet ved en overduk på en underduk (ikke vist), hvorved dukene

er fast anbragt enten på hverandre eller på guskvalsehyIsterets overflate.

Andre variasjoner av overflatespenningshylsteret kan anvendes innenfor oppfinnelsens ramme. Overflatespenningshylsteret kan f.eks. være utformet ved anvendelsen av flater og riller utformet i en foreliggende guskvalse eller kan dannes ved etsing av guskvalsen og kan også dannes ved fast. anbringelse av en tråd eller tråder over i det minste den foreliggende åpning 68 i guskvalsen, hvorved gjenstående del av guskvalsen.etterlates udekket. Ytterligere andre variasjoner i overflatespenningsorg.aner kan omfatte frembringelsen av spiraler eller riller i guskvalsehylsteret, hvorved overflate-spenningsdrganet utformes i det minste over spiralene eller rillene.

Som angitt omfatter foreliggende nye sugevalse

og avvanningssystem foruten anvendelsen av et overflatespenningshylster rundt i det minste en del av guskvalsens periferi en enestående vannreguleringssone som nå skal beskri-

ves nærmere. I den viste hensiktsméssige utførelse har det vist seg at det passende indre arrangement i guskvalsen-

bør frembringe minst tre eller fire undersoner eller seksjo-

ner som er separat regulerbare for det formål å kunne retningsregulere'utmatningen av vann fra guskvalsen. Ved beskri-velsen av vannreguleringssonen og dens elementære deler er det klart at "sone", "undersone" og "seksjon" vanligvis anvendes i samme betydning.

Den første av vannreguleringssonene kan generelt betegnes som \en vannoppsamlingssone 84 som bør være en. sone med forholdsvis høyt vakuum fra ca. 125 mm Hg til ca. 300 mm Hg eller mer. I virkeligheten kan f.eks. anvendes et vakuumnivå

på 380 eller 500 mm Hg. Vannoppsamlingssonen kan fortrinnsvis omfatte så meget av guskens overflate i direkte kontakt med dreneringsvirene 46 og den våte papirhane 54 som mulig,

men en mindre del av.samme overflate kan kanskje være tilfredsstillende når man tar i betraktning at dette skal føre til mindre tid for avvanning av-den våte papirhane 54 ved

hjelp av guskvalsen.

Det er tydelig at mange vakuumintervaller kan anvendes i vannoppsamlingssonen 84 og for formålet med foreliggende oppfinnelse kan det høye vakuum som fremkalles i vannoppsamlingssonen i virkeligheten defineres som hvilket som helst vakuum som er større enn ca. 50 mm Hg, hvilket er ekvivalent med ca. 380 mm vannsøyle. Mens et forsøksanlegg anvender høyt vakuum på 50 til 175 mm Hg, er det klart at en produksjonsenhet bør arbeide hovedsakelig mellom vakuumintervaller på ca. 125 og ca. 300 mm Hg eller mer i vannoppsamlings sonen 84. Det bør iakttas at jo høyere vakuumet er i vannoppsamlingssonen 84, desto større blir kapasiteten i de radiale huller 68 i kombinasjon med overflatespenningsorganet for fjernelse av vann for senere utmatning, som det skal beskrives nærmere i det følgende.Det vil følgelig være klart at høyt vakuum opp til ca. 700 mm Hg skulle være ønskelig i visse tilfeller ved papirfremstilling. Ved drift av de fleste gusker i papirmaskiner er det ønskelig å trekke en viss mengde luft gjennom papirbanen for å.sikre maksimal banetørrhet, og dette bør hvis mulig foregå i høyvakuum-vannoppsamlingssonen. Det bør også bemerkes at denne sam-tidige føring av luft med vannets fjernelse i vannoppsamlingssonen ytterligere skiller driften av den mest foretrukne guskvalseutførelse fra den for en formevalse som ikke trekker luft på vakuum-formevalsen, men bare trekker vann gjennom guskvalsen.

Umiddelbart etter vannoppsamlingssonen foreligger

i den mest hensiktsmessige utførelse en overførings- eller overgangssone 86, hvori er frembragt et forholdsvis lite vakuum sammenlignet med størrelsen av det vakuum som dannes i vannoppsamlingssonen. Ved forsøk har det vist seg at når vakuumet i vannoppsamlingssonen 84 er ca. 125 -.ca. 300 mm Hg, skal hensiktsmessig vakuum i overføringssonen 86 være ca. 0

mm vannsøyle til ca. 250 mm vannsøyle.

Overføringssonen 86 virker som en overgangs-

sone for å hindre for tidlig utmatning av vannet fra guskvalsen når viren 4 6 skilles fra denne valse ,som vist på

fig. 5. Det er derfor hensiktsmessig at overføringssonen 86 begynner omtrent i det område hvor papirråvaren forlater guskvalsen og ender et sted i nærheten av oppsamlingsorganets begynnelse. Det er mulig å legge begynnelsen av overførings-sonen 86 i et punkt' foran virens 46 avgang fra guskvalsen, men det er sannsynligvis ikke ønskelig å legge den etter det punkt hvor viren og papiret skilles, fordi dette ville tillate at fremmed luft trekkes fra guskvalsens ender inn i vannoppsamlingssonen 84 med høyt vakuum. Overføringssonens slutt bør anbringes slik at etterfølgende vannfrigjørings-mønster klart kommer inn i vannoppsamlingskarej; 56 uten å

slå mot oppsamlingskarets kant. Det er blant annet i overføringssonen 86 at det på guskvalsen anbragte overflatespenningshylster har sin betydning, fordi det virker som et overflatespenningselement, på hvilket vannet i guskvalse-hullene 68, som på forhånd er fjernet gjennom høyvak<u>umsonen,

på nytt avsettes i .overflatespenningsorganet på en filmlignende måte. Åpningene i guskvalsehylsteret fylles med vann alt etter størrelsen av åpningene i guskvalsehylsteret og vannets overflatespenning. Mens vannet i overflatespenningsorganet normalt vil ha en tendens til å mates ut fra gusken mens det passerer gjennom overføringssonen &6

på grunn av sin sentrifugalkraft som bevirkes ved guskens rotasjon med det lave vakuum som anbringes i overførings-sonen 86, utjevnes denne sentrifugalkraft og vannet forblir i overflatespenningsorganet og eventuelt i åpningene 68

i guskhylsteret, til det slippes når guskvalsehylsteret passerer gjennom flersonesystemets tredje sone eller frigjørings-sonen.

Ved forsøk som er utført med et prøveanlegg,

har vakuum i overføringssonen på ca..0 til ca. 2 50 mm vannsøyle gitt tilfredsstillende resultat, idet de beste resultater opptrådte mellom ca. 50 og ca. 125 mm vannsøyle under forsøks-betingelsene. Man kan forutse at høyere, vakuum kan ventes ved høyere driftshastigheter i papirmaskinen, i intervallet 450 til 900 m/min. og med større volumvann enn det som er mulig i forsøksanlegget.

Umiddelbart etter overføringssonen 86 foreligger den tredje sone i den hensiktsmessige utførelse av fler-sonesystemet, hvori der dannes en frigjøringssone 94 som er den sone, hvori vannet frigjøres fra overflatespenningshylsteret og fra guskhullåpningene 68. Denne sone 94 følger overføringssonen 86 med lavt vakuum og synes å arbeide tilfredsstillende når den avluftes til atmosfæren med en avluftnings-ledning med slik dimensjon at luften kommer inn i frigjørings-sonen 94 på en naturlig måte som bestemmes av mengden vann som mates ut fra gusken. Forsøk viser også at frigjørings-sonen 94 sogar kan arbeide under visse betingelser for vakuum og trykk, men disse betingelser synes ikke å være kritiske i forhold til avluftningsbetingelsen. I frigjøringssonen 94 blir overflatespenningshylsteret igjen av betydning for drift av sonen ved at det regulerer, vannutmatningsmønsteret. Når vakuumet på den filmlignende ansamling av vann som ble utviklet i overføringssonen 86, brytes etter hvert som guskhylsteret passerer inn i denne sone, mates vannet ut fra og gjennom overflatespenningshylsteret hurtig på grunn av vannets store nærhet til guskvalsens overflate.

Det antas at en gjenværende mengde vann bæres

i guskvalseåpningene 68 mens guskvalsen passerer gjennom frisonen 96 i en likevektstilstand og at overflatespenningshylsteret virker til forsinkelse av ytterligere utmatning av dette likevektsvann ved å virke som en sperre og ved å

holde tilbake eventuelt på en slik måte oppsamlet vann ved nye overflatespenningskrefter som er relativt store for de

små vanndråper. Det antas at denne effekt også søker å hindre dannelsen av kantvann som beskrevet ovenfor, på den ytre overflate av guskvalsen og i den innkommende papirhane.

Det bør også fremheves at tallrike, variasjoner

av de fysikalske vakuumsone-anordninger kan tenkes for opp-nåelse av et ønsket og regulerbart vannfrigjøringsmønster med eventuelle forbedringer av dette. Visse forsøk har f.eks.

vist at frisonen 96 kan fungere ved å avluftes til atmosfæren, avluftes til frigjøringssonen 94 gjennom en med ventil forsynt åpning eller ved fjernelse av tetningen i veggen mellom de to soner.

Frisonen 96 kan dessuten, gjøres til en fjerde

eller avsluttende sone, hvori hvilket som helst vakuum kan anvendes som er tilstrekkelig til å hindre utmatning av angitt gjenværende vann. Et vakuumområde på ca. 50 til 100

mm vannsøyle bør vanligvis være tilstrekkelig. Denne variasjon hvor. frisonen 96 er anordnet som fjerde eller avsluttende vakuumsone, synes å by en ennå mer betydningsfull forbedring ved drift av gusken, ved at et mer nøyaktig vannutmatningsmønster kan fåes med mindre krav til regulering av overføringsvakuum-sonen.

Det bør merkes at som vist på fig. 2 og 5 strekker frisonen eller sluttsonen 96 seg fra slutten av frigjørings-sonen 94 til begynnelsen av vannoppsamlingssonen 84, hvor-

ved de fire soner omspenner valsens hele 36 0° omkrets.

Som angitt kan vannreguleringssonen i den hensiktsmessige ut- førelse være utformet som et tresonesystem som omfatter.en' vannoppsamlingssone 84, en overføringssone 86 og en frigjørings-sone 94, og kan også fortrinnsvis være utformet' et firesonesystem som angitt ovenfor. Det har ved forsøk vist seg at ved variasjon av det relativt lave vakuum i overføringssonen 86 er det mulig nøyaktig å regulere mønsteret for vannavkastnin-gen fra guskvalsen inn i oppsamlingskaret 56. Når som helst det lave vakuum i overføringssonen 86 er i" det lave intervallet, kan mønsteret nøyaktig reguleres,.og når det lave ' vakuum i overføringssonen er i det høye intervallet,

kan vannmønsteret varieres, fordi det tar lengre tid å fri-gjøre dette høyere vakuum når hylsteret i gusken passerer inn i frigjøringssonen 94.

Ved dannelsen av foreliggende.flersonesystem for vannregulering er vannoppsamlingssonen 84 utformet ved hjelp av et par vegger 106 og 108, idet veggen 108 også danner en vegg i overføringssonen 86 og idet den annen vegg i overførings-sonen 86 er dannet av veggen 110, alt på i og for seg kjent måte. Veggene 100, 106, 108 og 110 er alle ved sin

ytre del utformet med en tetning 112 som er velkjent for

/ guskvalsekonstruksjoner.

Som vist skjematisk på fig. 2 og 5, bevirkes det relativt høye vakuum som dannes i vannoppsamlingssonen 84, gjennom vakuumåpningen 114, mens det forholdsvis lave vakuum som dannes i overføringssonen 84, frembringes gjennom vakuumåpningen 116 som det er i og for seg vel kjent. Som beskrevet frembringes avluftningen i frigjøringssonen 94 ved hjelp av åpningen 118, mens frisonen 96 kan avluftes som beskrevet eller bli en endelig vakuumsone som fremkommer gjennom vakuumåpningen 119.

Når vannreguleringssonen dannes i annet enn et tre- eller firesonesystem som beskrevet for de mest hensiktsmessige utførelser, ligger det innenfor oppfinnelsens ramme at trykket i vannreguleringssonen kan varieres på en annen måte, slik at man er istand til å retningsrégulere strømmen av vann fra guskvalsen i et eller annet på forhånd bestemt mønster for avsetning i vannoppsamlingskaret. Vannreguleringssonen kan f.eks. omfatte minst to soner, idet trykket i en sone er et variabelt vakuum som er tilstrekkelig til å motvirke sentrifugaleffekten fra guskvalsens rotasjon, mens trykket i den annen sone er variabelt for frigjøring av vannet, hvorved sentrifugalvirkningen i guskvalsen på vannet tillater vannet å trekkes fra overflatespenningsorganet og inn i opp-samlingsorganet, .hvorved guskvalsen er dekket med det beskrevne overf latespenningshylster.

Ved utførelsen av fremgangsmåten i en egnet ut-førelse er først guskvalsens ytre overflate forsynt med et overflatespenningshylster av den eller de typer som er beskrevet,

og deretter bringes banen til å passere over vannregulerings-

sonen i guskvalsen, mens et på forhånd bestemt vakuum frem-

bringes i vannreguleringssonen. Sistnevnte sone kan være et en-,, to-, tre- eller firesonesystem eller noe annet system med flere soner innenfor oppfinnelsens ramme, og når banen har pas-

sert over vannoppsamlingssonen, blir vakuumet i vannreguleringssonen redusert til et meget mindre vakuum som er tilstrekkelig til å holde vannet i overflatespenningshylsteret overfor sentrifugal-virkningene som frembringes ved guskvalsens rotasjon. Trykket i vannreguleringssonen reduseres deretter til et trykk som er tilstrekkelig til å tillate at vannet som holdes i overflatespenningshylsteret, frigjøres i et regulerbart mønster som følge av sentrifugalkraften som bevirkes ved guskvalsens rotasjons-virkning for å tillate ,at vannet samles opp i oppsamlingskaret. Eventuelt gjenværende vann kan holdes tilbake i guskvalseåpningene

av overflatespenningsorganet, alt ettersom guskhylsteret passerer over frisonen eller den avsluttende sone.

Det bør bemerkes at forskjellige andre prøve-

verdier og ytterligere eksempler på hensiktsmessige overflatespennings-hylstere finnes.

Som vist på fig. 1 i kombinasjon med hele papirmaskinen "Verti-Forma" omfattes en pressevalse 100 i trykksamvirke flate mot flate parallelt med guskvalsen 40 nær drivvalsen 42

i det vesentlige formål å.hindre eller i det minste forsinke til-stoppingen av mellomrommene i maskene 72 med fint massemateriale

og lignende.

Som vist på fig. 2 og 5, opptrer klemmesonen mellom guskvalsen 40 og pressevalsen 100 ved vannoppsamlingssonen på et område som er fjernt fra plassen for begynnelsesveggen 106 en avstand som på fig. 5 betegnes "DIM.A". Den her nevnte avstand

■ har hensiktsmessig vist seg å ligge i intervallet 25 til 40 mm

og tillater at et eller annet vakuum anbringes på råvaren 54

før trykket fra pressevalsen, hvorved råvarens knusing hindres.

Klemmeområdet på sin side er typisk i størrelsesordenen, 5cm-

på tvers av valsene.

Som det best fremgår av fig..4, omfatter valseelementet i pressevalsen 100 et indre grunnlegeme eller kjerne 101 f.eks. av jern med et ytre, fast, glatt overflatelag 102 av meget myk gummi og av selvavtrekkende gummi av frigjørings-typen. Som best vist på fig. 3, er valseelementet fortrinnsvis forhøyet på midten, idet bomberingen er i størrelsen alt etter de trykk og den vekt som kommer på tale, eller valsens bøyemoment. Fra den midtre krone danner pressevalseelementet en glatt overflate med progressivt avtagende diameter mot endene..

Typiske dimensjoner for valseelementet er som følger:

Pressevalsen er montert ved hver av sine ender

på en konstruksjon som tillater den å dreie seg om et svingepunkt 104 (se dobbeltpilen på fig. 2) inn i og ut av inngrep med guskvalsen 40 og forskyves i sideretning i forhold til guskvalseoverflaten

(se rett dobbeltpil på fig. 2, 5 og 6) for variasjon av klemme-kontaktens flate og følgelig av "DIM.A". Med hensyn til den sistnevnte bevegelse bør bemerkes at pressevalsens 100 ender 107

bæres i konsoller 103 som sitter i spor 105 i monteringsarmer 126. Når skruen 128, som er ført i gjenger i anslaget 109 dreies, forskyves konsollene 103 i sporene 105, hvorved klemmesonens relative sidestilling mellom valsene innstilles.

Pressevalsen 10 0 er anbragt i trykkinngrep flate mot flate med guskvalsen 40 ved hjelp av hylsteret 102 av myk gummi som hviler mot råvaren 54, som igjen bæres av viren 46 som går over guskvalsens silflate 82. Et typisk anleggstrykk for den detaljert beskrevne utførelse er 310-330 kPa overtrykk med et vanlig maksimum på 34 5 kPa overtrykk.

Som allerede tidligere beskrevet i detalj øker pressevalsen 100 sammen med flersonekonstruksjonen og overflatespenningshylsteret i guskflaten 40 avvanningen og vannreguierings-virkningen av guskvalsen, blant annet ved å øke vakuumegenskapene og øke avvanningen i vannoppsamlingssonen 84 i gusken, hvilket fører til større spyleeffekt for fint materiale i papirråvaren fra mellomrommene i viren 72. Denne spyleeffekt motvirker den naturlige tendens hos fint materiale i massen til å tette igjen maskene og gjøre vannfjernelsen og vannreguleringsvirkningen i gusken dårligere.

Det fremgår klart av ovenstående at en ny og enestående sugevalse og sugevalse-vannfjernende system for papirfremstilling er frembragt med spesiell anvendelse på~guskvalser, hvorved vann fjernes fra den våte bane og deretter mates ut på

en regulerbar måte som ikke er distributiv for resten av papirfremstillingen. Vannet fjernes fra den våte papirbane i en sone med høyt vakuum på ca. 50 til ca. 700 mm Hg, passerer gjennom et overflatespenningshylster dannet på i det minste en del av guskvalsen og fanges inn delvis i hullene i guskvalsen og i overflate-spenningshylsterets overflate. I overføringssonen fås en forbi-gående tilstand av likevekt, hvori vakuum og overflatespenningskrefter motvirker sentrifugalkreftene som utvikles ved guskvalsens dreiebevegelse, for bibehold av vannet i overflatespenningshylsteret og nær guskvalsens overflate i guskvalsens åpninger. Dette etterfølges av en hurtig utmatning av vannet til oppsamlingskaret på en måte og i et mønster som bestemmes av frigjørings- eller utmatningssonens og overflatespenningsorganets beliggenhet i forhold til oppsamlingskaret. Eventuelt gjenværende vann blir gjenstående i guskvalseåpningene ved at det holdes tilbake der av overflatespenningshylsteret når guskvalsehylsteret passerer over den frie overflate eller alternativt over den fjerde avsluttende vakuumsone. En pressevalse er endelig anordnet for å motvirke den naturlige virkning hos fint materiale fra massen som fører til tilstopping av overflatespenningshylsteret, hvilket tillater flersonekonstruksjonen og overflate-spenningskonstruksjonen på valsen å fortsette sin virkning gjennom

lang tid.

Det fremgår således at en ny og enestående forbedring er skaffet tilveie innenfor papirindustrien, hvorved det blir mulig å trekke av store mengder vann fra den løpende bane når den passerer over guskvalsen eller en anne type sugevalse og som oppnår alle formål og fordeler som her er beskrevet. Av det ovenfor beskrevne og av tegningene fremgår at mange forandringer i detaljene med hensyn til konstruksjon bg anordning av trinnene i fremgangsmåten kan foretas uten å avvike fra oppfinnelsens ramme.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte ved papirfremstilling av den type, hvor vann fjernes fra papiret som løper over en sugevalse, f.eks. en guskvalse, karakterisert ved følgende trinn: a) at sugevalsen forsynes med en vannreguleringssone som omfatter en vannoppsamlingsseksjon, en overføringsseksjon og en frigjøringsseksjon, b) at det på i det minste en del av sugevalsen anordnes et overflatespenningsdekke rundt dens omkrets, c) at det anbringes et vakuum i vannoppsamlingsseksjonen, d) at et forholdsvis lite vakuum anbringes i overføringsseksjonen sammenlignet med størrelsen av det vakuum som anvendes i vannoppsamlingsseksjonen, idet overflatespenningsdekket og vakuumdifferansen samvirker for å bevirke at vannet holdes tilbake ved overflaten av valsen umiddelbart foran frigjøringsseksjonen, slik at det kan frigjøres i et regulert mønster, og e) at en pressevalse anbringes i flate mot flate trykk-kontakt mot papiret og sugevalsen i et område innenfor vannoppsamlingsseksjonen, hvormed den naturlige tendens hos fint materiale fra.papiret til å tette igjen overflatespenningsdekket motvirkes.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i trinnet (b) er overflatespenningshylsteret anordnet ved at minst en vireduk er fast anbragt på sugevalsens ytre overflate, og-at i trinnet (e) er pressevalsen slik anordnet at klemmesonen mellom valsene er anbragt tilnærmet 25 til 38 mm fra begynnelsen av vannoppsamlingsseksjonen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i trinnet (b) er overflatespenningshylsteret anbragt ved at minst en metallisk vireduk er fast anbragt på sugevalsens ytre.overflate, at i trinnet (d) er vakuumet i overføringsseksjonen anbragt inne i intervallet ca. 0 til 250 mm vannsøyle, mens vakuumet i vannoppsamlingssonen er anbragt i et intervall på ca. 125 til ca. 305 mm Hg, og at i trinnet (e) ér pressevalsen slik anordnet at klemmesonen mellom valsene befinner seg ca. 25 til ca. 38 mm fra begynnelsen av vannoppsamlingssonen.

4. Fremgangsmåte-ifølge krav 1, karakterisert , ved at i trinn (a) omfattes ytterligere det trinn at vannreguleringssonen er anordnet med en fjerde, avsluttende seksjon mellom frigjøringsseksjonen og vannoppsamlingsseksjonen, hvorved de fire seksjoner omspenner valsens omkrets med hele 360°, og at i trinnet (d) er dessuten inkludert det trinn at den avsluttende seksjon settes under vakuum.

5. Vannregulerings- og vannborttagningssystem fra en flersoners guskvalse for papirproduksjon, hvorved guskvalsen er av den type som har et antall radiale åpninger utformet i valsens ytre hylster og som har et oppsamlingskar for oppsamling av vann som slynges ut fra valsen, karakterisert ved et overflatespenningshylster på guskvalsens overflate, hvilket i det minste dekker de radiale åpninger i valsehylsterets ytre, idet overflatespenningshylsteret tillater at der oppstår en filmdannende virkning mellom det og vannet fra den våte papirhane, overføringssoneorgan for dannelse av en overføringssone inne i guskvalsen på et på forhånd bestemt sted som begynner i et punkt tilnærmet der hvor papirbanen forlater valsen og slutter tilnærmet ved oppsamlingskaret, overføringssone vakuumorgan for å bevirke et minimalt, regulert vakuum inne i overføringssonen for å holde vannet på overflatespenningshylsteret i en filmlignende samling av vann og i guskvalseåpningene ved eller nær ved guskvalsehylsterets overflate mot sentrifugalkraften som søker å trekke vannet bort fra valsen, slik at når som helst minimalt vakuum deretter fri-gjøres, vil det,tilbakeholdte vann bli slynget fra guskvalsen i et regulert, rettet mønster inn i oppsamlingskaret, sluttsone-organ for dannelse av en avsluttende vakuumsone i guskvalsen i en på forhånd bestemt stilling som begynner i et punkt tilnærmet ved slutten av oppsamlingskaret og ender tilnærmet der hvor papirbanen bringes til kontakt med valsen, sluttsonevakuum-organ for å bevirke et regulert vakuum i sluttsonen for. å holde eventuelt gjenværende vann på overflatespenningshylsteret i en filmlignende samling av vann og i guskvalseåpningene mot sentrigugalkraften, som søker å trekk.e gjenværende vann bort fra valsen eller bevirke at gjenværende vann henger fast langs valsen, slik at det gjenværende vann ikke vil bli kastet på den innkommende papirhane, vannoppsamlingssoneorgan for dannelsen av en vannoppsamlingssone inne i guskvalsen på et på forhånd bestemt sted som begynner ved slutten av sluttsoneorganet og ender ved begynnelsen av overføringssoneprgan et, vannoppsamlingssone- vakuumorgan for å bevirke et regulert vakuum inne i vannoppsamlingssonen ved et trykknivå som er lavere enn det i enten overførings-sonen eller i sluttsonen for trekking av vann fra den våte papirhane, frigjøringssoneorgan for dannelsen av en vannfrigjørings-eller vannutmatningssone i guskvalsen på et på forhånd bestemt sted som begynner ved slutten av overføringssoneorganet og ender ved begynnelsen av sluttsoneorganet, hvorved der finnes fire i det minste vesentlig tilgrensende soner som omspenner guskvalsens omkrets på hele 360°, frigjøringssonetrykkorgan for å bevirke et trykk i frigjøringssonen med høyere nivå enn det i vannoppsamlingssonen, overføringssonen eller sluttsonen for utmatning av vann, som hittil har vært holdt på eller nær guskvalsehylsterets overflate, i et regulert, rettet mønster inn i oppsamlingskaret og pressevalseorgan i presseinngrep flate mot flate med guskvalsens ytre i et punkt innenfor vannoppsamlingssone- organet fo"r motyirkning av.den naturlige tendens hos fint materiale osv. fra den våte papirhane til å tette igjen overflatespenningshylsteret.

6. System ifølge krav 5, karakterisert ved at klemmesonen befinner seg tilnærmet 12 til 38 mm fra den første sones begynnelse.

7. System ifølge kra,v 5, karakterisert ved at pressevalsens overflate er massiv.

8.. System ifølge krav 7, karakterisert ved at pressevalsen består av en fa,st, stiv kjerne som bærer et ytre hylster av ettergivende materiale.

9. System ifølge krav 8, karakterisert ved at det ettergivende materiale er en selvavtrekkende gummi av frigjøringstypen.

10. System ifølge krav 5, "" karakterisert ved at pressevalsens ytre arbeidsflate er bombert på midten og danner en jevn avtagende diameterflate mot sine ender.

11. Fremgangsmåte til forbedret avvanning ved papirfremstilling, hvorved en løpende papirhane utsettes for forskjellige trykk som bevirkes i en roterende sugevalse, f.eks. en guskvalse, for fjernelse av vannet til et oppsamlingskar som befinner seg i nærheten av sugevalsen, karakterisert ved følgende trinn: a) at sugevalsens ytre overflate forsynes med et overflatespenningshylster og at sugevalsen forsynes med en vannreguleringssone, b) at banen bringes til å passere over vannreguleringssonen i sugevalsen, mens et på forhånd bestemt vakuum med et forholdsvis lavt trykknivå som er mindre enn atmosfæretrykk, frembringes i vannreguleringssonen, c) at trykknivået i vannreguleringssonen økes til et høyere trykknivå, hvilket punkt fortsatt ér mindre enn atmosfæretrykk, og er tilstrekkelig til å holde vannet i overflatespenningsorganet overfor sentrifugalvirkningen som frembringes ved sugevalsens . rotasjon, d) at trykknivået i vannreguleringssonen økes ytterligere til høyere nivå som er tilstrekkelig til å tillate at vannet som holdes i overflatespenningsorganet, frigjøres i et regulerbart mønster ved sentrifugalvirkningen som bevirkes ved sugevalsens rotas jonsef f ekt., hvorved vannet tillates å bli oppsamlet i oppsamlingskaret, idet trinnene (b) (c) og (d) utføres i rekke-følge med hensyn til sugevalsens omk-rets og e) at en pressevalse bringes til presseinngrep med sugevalsens ytre overflate for å motvirke den naturlige tendens hos fint materiale og lignende fra papirhanen til å tette igjen overflatespenningshylsteret,

12. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at overflatespenningshylsteret i trinnet (a) frembringes ved dannelsen av en vireduk rundt sugevalsens ytre overflate. - ' •'"

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11,.. karakterisert ved at ved frembringelsen av vakuumet i trinnet (b) frembringes dette vakuum i et område på ca. 125 til ca. 350 mm Hg.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at ved økningen av trykknivået i trinnet (c) økes trykket til et område på ca. 0 til ca. 300 mm vannsøyle.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at ved den ytterligere økning av trykknivået i trinnet (d) økes trykket til ca. atmosfæretrykk.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at det ytterligere trinn (e) at trykknivået.i vannreguleringssonen reguleres til et trykk som er tilstrekkelig til å holde tilbake eventuelt gjenstående vann som ikke blir fri-gjort i trinnet (d) i sugevalsen.

17. Sugevalsen, f.eks. guskvalsen, av den type som anvendes til fremstilling av papir og med et antall radiale åpninger utformet i sugevalsens ytre og også anordnet med vakuumorgan i guskvalsen og regulering av vannet som fjernes frå papiret ved papirfremstilling til sugevalseåpningene, karakterisert ved (a) et overflatespenningsorgan som dekker i det minste en del av sugevalsen, idet overflatespenningshylsteret tillater at en filmdannende virkning finner sted mellom det og vannet fra papirråvaren, idet overflatespenningsorganet tjener som et organ som hjelper til ved fjernelsen fra papirråvaren ved dannelsen av en filmlignende samling av vann og ved etterfølgende utmatning av det fjernede vann til et ytre oppsamlingsorgan, hvorved overflatespenningsorganet også tjener til å holde tilbake eventuelt ikke utmatet, gjenværende vann i guskvalseåpningene ved dannelsen av en filmlignende samling av vann til det deretter kan mates ut ved håndtering av vakuumorganet, og (b) en pressevalse i presseinngrep med sugevalsens ytre overflate, flate mot flate, hvorved pressevalsen tjener som et organ for å motvirke tendensen hos fint materiale og lignende fra papirhanen til å tette igjen overflatespenningshylsteret.

18. Sugevalse ifølge krav 17, karakterisert ved at overflatespenningshylsteret omfatter en vireduk.