NO773383L - System for dempning av trykkvariasjoner i en papirmaskin - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrørér et system for demping av trykkforandringer i massesuspensjonsstrømmen i en hydraulisk innløps-kasse i en papirmaskin, hvilken innløpskasse omfatter et inn-løpsfordelingsrør, ved hjelp av hvilket massesuspensjonsstrøm-men fordeles over et utjevningskammer og et turbulenskanalsystem eller lignende for å ledes til innløpskassens koniske leppeparti og dets utstrømningsåpning og hvilken innløpskasse samvirker med en luftbeholder.

Tidligere kjente innløpskasser i papirmaskiner kan oppdeles i tre hovedgrupper: a) innløpskasser utstyrt med luftpute anordnet i forbindelse med innløpskassen eller såkalte luftputeinnløpskasser, b) hydrauliske innløpskasser utstyrt med luftpute adskilt fra selve innløpskassen, hvorved luftbeholderen er beliggende

enten i materørsledningen for massesuspensjon foran fordelingsstammen eller etter fordelingsstammen og

c) hydrauliske innløpskasser helt uten luftpute.

En luftpute benyttes i forbindelse med en innløps-kasse slik at det foran innløpskassens utstrømningsåpning eller leppeåpning utjevnes de i massesuspensjonsstrømmen forekommende trykkforandringer, som kan skrive seg enten fra massesystemet foran innløpskassen eller fra selve innløpskassen. Hvis disse trykkforandringer når innløpskassens leppeåpning, tilveiebrin-ger de hastighetsvariasjoner i den utstrømmende massestråle,

som fører til motsvarende flatevektsvariasjoner i den på form-ingsviren dannede massebane. Slike flatevektsvariasjoner i papirmaskinens lengderetning utjevnes ikke, i hvert fall ikke fullstendig, ved den etterfølgende tørking av banen, men de kommer tilsyne også i det ferdige papir og reduserer bruksver-dien.

For tilveiebringelse av en jevn gjennomsnittlig strømningshastighetsprofil også i maskinens tverretning har inn-løpskassens innløpsfordelingsrør eller den såkalte fordelingsstamme vanligvis i det vesentlige form av en i strømningsret-ningen avsmalnende avstumpet konus eller lignende, ved hvis ende det ofte anordnes kontinuerlig forbistrømning. Fra denne konusformede og i forhold til maskinen tverrstilte fordelingsstamme utgår med jevne mellomrom et stort antall med maskinen parallelle diffusorrør, gjennom hvilke massen strømmer fra fordelingsstammen inn i innløpskassen.

I en luftputeinnløpskasse ifølge foran nevnte punkt a er dempingen av de angjeldende periodiske trykkforandringer vanligvis relativt effektiv, da i denne er flaten av den strømm-ende masse som kommer i berøring med luftputen relativt stor og høyden til masserommet målt vinkelrett mot strømningsretningen er relativt liten. En fordel med denne innløpskasse er også at luftputen vanligvis strekker seg bare frem til nærheten av inn-løpskassens utstrømningsleppe. På grunn av dette er det små tilbøyeligheter til at trykkvariasjoner fremkommer i området mellom luftputens virkningsområde og utstrømningsleppen.

Til tross for disse fordeler har luftputeinnløpskas-sene i den senere tid ofte gitt plass for hydrauliske eller hel-hydrauliske innløpskasser ifølge punktene b og c i moderne hur-tiggående papirmaskiner. En årsak til dette er at de sistnevnte innløpskasser lettere kan plaseres i forbindelse med nye dobbelt-vireformere og en annen årsak er de lavere fremstillingsomkost-ninger. Den fra leppen utsprøytede massestråle har større tur-bulens og fordelaktigere intensitetsfordeling og den derpå be-roende bedre massehomogenitet har også bidratt til at hydrauliske innløpskasser er tatt i bruk.

Som motvekt til de nevnte fordeler forekommer i forbindelse med hydrauliske innløpskasser vanskeligheter som er forårsaket av de ovenfor nevnte trykkforandringer. Det har ofte vært nødvendig senere å utstyre en helhydraulisk innløps-kasse med en eller flere separate luftbeholdere. Disse luftbeholdere er beregnet på å erstatte luftputen i en luftputeinn-løpskasse. Flere forskjellige løsninger for plaseringen av disse separate luftbeholdere er tidligere kjent. Ifølge visse løsninger kobles luftbeholderne til masserørsystemet foran inn- løpskassen, og ifølge andre løsninger plaseres luftbeholderne ovenfor selve innløpskassen og forenes med innløpskassens øvre del ved hjelp av forbindelsesrør eller -kanaler. En ulempe ved den første løsning er at selv om de trykkforandringer som oppstår foran beholderen kanskje kan dempes tilstrekkelig, kan det innenfor området mellom luftbeholderen og innløpskassens leppe fremkomme trykkvariasjoner som skriver seg fra forskjellige forstyrrelseskilder, f. eks. formfeil på fordelingsstammen, som nu udempet kan nå frem til innløpskassens leppe og forårsake de ovenfor angitte.flatevektsvariasjoner i papiret. En ulempe ved den sistnevnte løsning er på sin side at i en ovenfor innløpskassen plasert luftbeholder den frie væskefla-tes høyde over væskestrømmens sentrumsaksel blir stor eller at forbindelsesrørene eller -kanalene fra innløpskassen til luftbeholderen må dimensjoneres snevre i forhold til hovedstrøm-ningskanalen. I hvert av tilfellene reduseres dempningsegen-skapene betydelig i sammenligning med en normal luftputeinn-løpskasses evne til å dempe trykkvariasjoner.

Formålet med dempningssysternet ifølge oppfinnelsen er effektivt å dempe de i forbindelse med hydrauliske innløps-kasser forekommende trykkforandringer ved hjelp av enkle kon-struksjonsløsninger, slik at de ulemper som forekommer i forbindelse med separate luftbeholdere elimineres og at det oppnås slike dempningsegenskaper som ligger så nær en normal luftpute-innløpskasses dempningsegenskaper som mulig. For å oppnå de ovenfor angitte hensikter og eliminere de forekommende ulemper, er oppfinnelsen i det vesentlige kjennetegnet ved at innløps-kassens innløpsfordelingsrør og/eller utjevningskammer står i forbindelse med den nevnte luftbeholder ved hjelp av en fjærende vegg som er i det vesentlige parallell med massesuspensjons-strømmen på angjeldende sted og kan vibrere ved innvirkning av trykkvariasjonene.

Ved oppfinnelsen kan dempningen foretas tilstrekkelig nær innløpskassens leppeåpning, hvorved ingen betydelige nye trykkvariasjoner oppstår etter dempningsstedet. Hvis dempningsstedet plaseres i forbindelse med fordelingsstammen, kan luftbeholderens på væskestrømmen virkende, mot den frie væske-flate svarende flateinnhold gjøres relativt stort og samtidig kan denne flates høyde over hovedstrømmens sentrumsaksel holdes liten, hvilke trekk forbedrer systemets dempningsegenskaper.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til utførelseseksempler som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 et tverrsnitt,.i maskinretningen av en innløps-kasse, i hvilken dempningssystemet ifølge oppfinnelsen anvendes og i hvilket det dempende organ er plasert i forbindelse med fordelingsstammen,

fig. 2, 3, 4 og 5 forskjellige konstruksjonsløsnin-ger ved den på fig. 1 viste utførelsesform,

fig. 6 en utførelsesform av oppfinnelsen ifølge hvilken det dempende organ er plasert i forbindelse med et mellom det fra fordelingsstammen utgående rørsystem og turbulens-kanalsystemet beliggende utjevningskammer,

fig. 7, 8, 9 og 10 forskjellige konstruksjonsløsnin-ger ved den på fig. 6 viste utførelsesform.

Moderne hydrauliske innløpskasser i papirmaskiner omfatter som kjent og som det fremgår av fig. 1 og 6, en fordelingsstamme 24 og et fra denne vinkelrett utgående maskinrettet fordelingsrørsystem 21 som munner i et utjevningskammer 18 for strømmen. I strømningsretningen etter utjevningskammeret er det beliggende et turbulenskanalsystem 17, som leder strømmen til et konisk leppeparti 16. Dette parti er utstyrt med en regulerbar leppeåpning, fra hvilken massesuspensjonsstrømmen sprøyter ut på en over en brystvalse 10 løpende formingsvire. Det på fig. 1 og 6 viste leppekonusparti 16 omfatter en nedre leppebjelke 11 og en øvre leppebjelke 12, hvis fremre del er utstyrt med justeringsspindler 14 for regulering av leppeåpningen. Reguleringsanordninger for grovinnstilling av leppeåpningens størrelse er betegnet med henvisningstallet 13. Innløpskassen bæres i sin helhet av støttekonstruksjoner 20.

Fig. 1, 6 og 8 viser forskjellige utførelsesformer for fordelingsstammen. Ifølge fig. 6 har fordelingsstammen en i forhold til maskinens tverretning skrå vegg 28.

I det følgende beskrives forskjellige utførelsesfor-mer for dempningssystemet for trykkforskjeller i henhold til oppfinnelsen. Innledningsvis behandles de på fig. 1-5 viste utførelsesformer, ved hvilke de dempende organ er plasert i forbindelse med fordelingsstammen. Ifølge fig. 1-5 omgis fordelingsstammen 24 i stor grad av en lukket luftbeholder med egnet trykk. Beholderens mantel er betegnet med 22. Luftbeholderen V, er utstyrt med et mannhull 23 og står ifølge oppfinnelsen i en forbindelse som utjevner trykkvekslinger med den gjennom fordelingsstammen 24 strømmende massesuspensjon.

Ifølge fig. 1 er fordelingsstammens 24 øvre flate dekket med en gummimembran 3 0a som utjevner trykkpulser, og som ved kantene er permanent festet til stammens grunnkonstruksjon. Gummimembranens 30a øvre grensestilling er betegnet med henvisningstallet 30a' og den nedre grensestilling er betegnet med 30a''.

Den på fig. 2 viste utførelsesform for oppfinnelsen er forøvrig den samme som den som er vist på fig. 1, men gummimembranen 3 0b er for å holde membranen rett og gi beskyttelse mot overtrykk festet ved på membranens 3 0b ytre flate anordnede skinner, som på sin side er festet til flenser 31. På fig. 2 er gummimembranens 30b øvre grensestilling betegnet med henvisningstallet 30b' og den nedre grensestilling er betegnet med henvisningstallet 30b<11>. Som over- og undertrykksbeskyttelse for gummimembranen kan dessuten anvendes hullskiver eller lignende .

Ifølge fig. 3 utgjøres det organ som utjevner trykkforandringer og som står i dempningsforbindelse med luftbeholderen istedet for av en gummimembran, av et skiveformet, fordelingsstammen dekkende lokk 30c. Lokket 30c er festet til stammekonstruksjonene ved hjelp av et med massesuspensjonsstrøm-men F parallelt gangjern 40, hvorved lokket 30c kan svinge og vibrere om gangjernsakselen ved innvirkning av trykkforandringer. På lokkets 30c i forhold til gangjernet 40 motsatte side er det begrensningsorgan 32 som bestemmer lokkets bevegelsesmulighet, som er betegnet med A. I nærheten av lokkets 3 0c nedre kant er det anordnet en renne 25 som slutter mot et utløpsrør 26. Lokket 30c virker altså når det åpnes sammen med rennen 25 og ut-løpsrøret 26 som et overstrømningssted for utjevning av trykkforandringer i massesuspensjonesstrømmen F. Det er altså mulig, men ikke helt nødvendig å anordne et slikt overstrømningssted.

Ifølge fig. 4 'og 5 danner lokket som jevner ut trykkforandringer intet overstrømningssted. På fig. 4 er lokket 30d festet på stedet ved hjelp av et gangjern 40 og lokkets 30d andre kant er trykktett festet ved hjelp av en elastisk gummi skive, slik at lokket 30d kan svinge om gangjernsakselen 40 ved påvirkning av trykkforandringer.- Ved den elastiske festing 41 er det organ som begrenser lokkets 30d bevegelser. Organene består av anslag 35 og ved lokket 30d festede eller mot lokket svarende begrensningstapper 34.

Ifølge fig. 5 er lokket 30e festet elastisk ved fordelingsstammens stammekonstruksjoner ved alle fire kanter ved hjelp av en gummiskive 41. Herved kan lokket 30e vibrere ved

innvirkning av trykkforandringer med vesentlig bibehold av ret-ningen. Som styre- og begrensr\ingsorgan for lokket 30e virker tapper 34, som er festet i boringer i skinner 33 og utstyrt med på egnet avstand fra lokket beliggende anslag, f. eks. muttere.

Ifølge fig. 6 - 10 er luftbeholderen som demper trykkvariasjoner plasert i forbindelse med innløpskassens utjevningskammer 18. Luftbeholderen V 2 begrenses av en mantel 52 med f. eks. plane gavler. Ifølge fig. 6 utgjøres den øvre vegg i utjevningskammeret 18 av et lokk 50a, som er festet ved hjelp av gangjern i den mot strømningsretningen vendte ende. Lokkets 50a andre kant er festet ved hjelp av en gummiskive 62, slik at lokket kan svinge om gangjernsakselen 51 i takt med trykkfor-andringene i massesuspensjonen. I forbindelse med lokket er det dessuten anordnet begrensningsorgan 53.

Ifølge fig. 7 er det i forbindelse med lokket 50c dessuten anordnet et overstrømningssted som utgjøres av en i forhold til strømningsretningen på tvers liggende åpning 63. Lokkets 50c øvre side er dessuten utstyrt med en ved hjelp av organ 61 regulerbar damlignende stoppeplate 60, ved hjelp av hvilken . væskeflatens nivå 5-^kan reguleres på ønsket måte. På. den andre side av stoppeplaten 60 er det et overstrømningsrør 64, gjennom hvilket den over stoppeplaten 60 strømmende masse-suspens jon går ut fra luftrommet V,,.

Som' det fremgår av fig. 8 kan dempningsbeholderen ifølge oppfinnelsen også plaseres i forbindelse med et verti-kalt utjevningskammer 18a. Herved danner det med dempningsbeholderen V2samvirkende lokk 50d utjevningskammerets 18a ene vertikale vegg. Lokket 50d er ved den nedre kant festet ved stammekonstruksjonen ved hjelp av et gangjern 51 og ved den øvre kant og de to vertikale kanter ved hjelp av en elastisk gummiskive 62.

Ifølge fig. 9 er lokket 50b festet ved alle kanter ved hjelp av en elastisk gummiskive 62, slik at lokket danner utjevningskammerets 18 øvre vegg. Lokket 50b kan bevege seg og vibrere en strekning A styrt av styringer 53. Fig. 10 viser mer detaljert den på fig. 6 viste utførelsesform i et til-felle hvor utjevningskammeret 18 er rettet på skrå oppover.

De ovenfor beskrevne leddfestede lokk 50a, 50b, 50c er fordelaktig på grunn av at lokket når det er utstyrt med gangjern 51 ved den mot strømningsretningen vendte kant, kan bevege seg følsomt i takt med forandringene og samtidig forblir den mot strømningsretningen vendte kant hele tiden på samme sted. Lokkene 50 har et begrenset bevegelsesområde, og de kan også være utstyrt med et overstrømningssted, som vist på fig. 7. Ved hjelp av et slikt overstrømningssted 63 kan den luft som eventuelt forekommer i den øvre flate av strømmen ledes bort. Ifølge fig. 7 er lokkets 50c utløpskant utstyrt med et separat, av luftputen uavhengig reguleringsorgan, hvorved også strømmens tverrprofil kan reguleres. Ved behov kan overstrøm-ningsstedet utelates. I slike tilfeller vil massestrømmen F ikke være i direkte kontakt med luftputen. Ved denne løsning unngås eventuelle ved et overstrømningssted forekommende hvirv-ler.

Ovenfor er det beskrevet utførelsesformer hvor dempningssystemet ifølge oppfinnelsen anvendes enten i forbindelse med fordelingsstammen eller i forbindelse med innløpskassens utjevningskammer eller lignende. Det er dog klart at dempningssystemet ifølge oppfinnelsen ved behov også kan anvendes samtidig i forbindelse med såvel fordelingsstamme som utjevningskammer . Herved kan det på begge steder benyttes enten adskilte luftbeholdere eller til og med felles luftbeholdere. Hvis adskilte luftbeholdere benyttes, kan de være sammenkoblet på egnet måte.

Med hensyn til utførelsesformen ifølge fig. 6-10 skal det dessuten nevnes at luftbeholderen naturligvis også kan plaseres under utjevningskammeret 18, slik at det elastiske lokk danner den nedre vegg i utjevningskammeret 18 eller i inn-løpskassens motsvarende del. Det er også mulig å gjennomføre disse utførelsesformer for oppfinnelsen slik at innløpskassens øvre og nedre vegger og ved fordelingsstammen ved behov også sideveggene og /eller bunnveggen er fjærende ifølge oppfinnelsen og plasert i forbindelse med en egen eller en felles luftbeholder..

Oppfinnelsen er ikke på noen måte begrenset til de V. ovenfor som eksempel beskrevne detaljer, men kan varieres innenfor rammen av kravene.

Claims (11)

1. System for dempning av trykkforandringer i massesus-pens jonsstrømmen i en hydraulisk innløpskasse i en papirmaskin, hvilken innløpskasse omfatter ét innløpsfordelingsrør (24) ved hjelp av hvilket massesuspensjonsstrømmen (F) fordeles over et utjevningskammer (18) og et turbulenskanalsystem (17) eller lignende for å ledes til innløpskassens leppekonusparti (16) og dets utstrømningsåpning og hvilken innløpskasse samvirker med en luftbeholder (V^, V^),karakterisert vedat innløpskassens innløpsfordelingsrør (24) og/eller utjevningskammer (18) står i forbindelse med den nevnte luftbeholder (V^, V^) ved hjelp av en fjærende vegg (30 og/eller 50) som er i det vesentlige parallell med massesuspensjonsstrømmen (F) på angjeldende.sted og kan vibrere ved innvirkning av trykkforand-ringene.

2. Dempningssystem ifølge krav 1,karakterisert vedat den fjærende vegg utgjøres av en membran (30a, 30b) av gummi eller motsvarende elastisk materiale.

3. Dempningssystem ifølge krav 2,karakterisert vedat gummimembranen (30b) eller lignende er festet ved innløpskassens stammekonstruksjoner ved hjelp av på avstand til hverandre anordnede flenser (31).

4. Dempningssystem ifølge krav 1,karakterisert vedat den fjærende vegg utgjøres av et skiveformet lokk (30c, 30d, 30e, 50).

5. Dempningssystem ifølge krav 4,karakterisert vedat lokket (30c, 30d, 50a, 50c, 50d) er festet ved hjelp av et gangjern (40) ved innløpskassens stammekonstruksjoner, slik at lokket (30, 50) kan svinge om en i forhold til strømmens (F) retning tverrstilt aksel.

6. Dempningssystem ifølge krav 5,karakterisert vedat lokkets (30, 50) i forhold til gangjernet (40, 51) motsatte kant og lokkets sidekanter er elastisk festet ved stammekonstruksjonene ved hjelp av en gummiskive.

7. Dempningssystem ifølge krav 4,karakterisert vedat lokket (30e, 50b) er festet ved hjelp av en elastisk gummiskive eller lignende ved alle kanter, slik at lokket kan vibrere med bibeholdt retning.

8. Dempningssystem ifølge krav 1, 2, 3, 4 eller 5,karakterisert vedat det leddfestede lokk (30c, 50c) er utstyrt med et overstrømningssted (fig. 3 og 7).

9. Dempningssystem ifølge krav 1-8,karakterisert vedat luftbeholderen strekker seg over innløpsfor-delingsrørets øvre vegg og ene sidevegg.

10. Dempningssystem ifølge krav 1-8,karakterisert vedat utjevningskammerets (18) fjærende vegg eller vegger strekker seg i strømningsretning over utjevningskammerets (18) i det vesentlige hele lengde.

11. Dempningssystem ifølge krav 10,karakterisert vedat utjevningskammerets (18, 18a) nedre vegg eller vertikale sidevegg eller -vegger er fjærende.