NO832643L - Endeloest vaeskegjennomtrengbart belte - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører papirmaskiner og spesielt hull-

ete elementer for anvendelse i slike maskiner, som bærer papirarket mens det avvannes og tørkes.

I en papirmaskin blir en vandig dispersjon av papirdannende fibrer innledningsvis avvannet på en planvire som består av et endeløst belte som er vevd av korrosjons-bestandige tråd-er, for eksempel av fosforbronse eller nylon. Når disper-sjonene avvannes for å danne et papirark, tilpasses den nedre overflate av arket til profilen på viren, og dette gir opphav til et "vire-merke" i arket når det endelig tørkes. Videre for-årsaker den relative ruhet på viren, som kommer av dens vevde karakter, at det blir slitasje på avvanningslister og sugekasser som den passerer, og også på viren selv, og dette nød-vendiggjør relativt hyppige utskiftninger av disse komponen-tene .

Etter at papirarket har ervervet tilstrekkelig indre koherens til å være selvbærende, blir det løftet fra planviren når det føres over guskpressvalsen, og det føres gjennom et fuktig presseparti av absorberende fUtpresser. Det fuktige presseparti består av ett eller flere par av motstående valser som utsetter arket og den bærende filt for nipptrykk hvor-ved fuktighet blir avdrevet fra arket og absorbert av filten.

Det delvis tørkede ark blir så ført på ytterligere filt gjennom et tørkeparti som består av et vesentlig antall av store roterende dampoppvarmede tørkesylindere hvorimot arket blir holdt inntil fuktighetsinnholdet er redusert til det som kreves i det endelige ark.

Selv om tørkepartiet står for en hoveddel av energiforbruket

og fysisk utgjør 50% eller mer av lengden av papirmaskinen,

så fjerner det relativt små mengder av vannet fra arket, sam-menlignet med planviren og pressepartiet. Drifts-, kapital-

og vedlikeholds-omkostningene er derfor høye i forhold til effektiviteten til tørkepartiet.

Det har derfor kommet forslag som går ut på å finne mer om-kostningsbesparende måter for tørking av papir som vil redusere størrelsen på eller fjerne tørkepartiet. Slike forslag består i å utsette papirarket samtidig for høye nipptrykk og temperaturer over 100°C og utstøte fuktighet som damp. Denne teknikk er kjent som presstørking og en anordning er basert på den teknikk som er beskrevet i den publiserte britiske patentsøknad.nr. 2052586A.

Det er imidlertid ikke mulig å anvende konvensjonelle fuktige filtpresser i et presstørke-system siden disse ikke er tilstrekkelig gjennomtrengelige for vanndamp og gir en dårlig overflate-finish på arket som senere ikke kan rettes opp, en-dog ved sterk kalandrering. Det har vært gjort forsøk på

å anvende planvirer og mer åpne moderne former for fuktige filtpresser, men resultatene var at det ble dannet viremerker som var mer fremtredende enn slike som er resultat av konvensjonell papirfrems tilling.

Det er blant formålene ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en ny form for hullet element for anvendelse i en papirmaskin, hvilket i forskjellige former kan anvendes som erstatning for planviren som en presstørke-sammenstilling, eller i en konvensjonell tørker, og utgjør en del av en papirmaskin.

Ved et aspekt tilveiebringer derfor oppfinnelsen et endeløst hullet belte for å frigjøre fuktighet fra fibrøse papirdannende dispersjoner eller ark dannet derav, som omfatter et fleksibelt, korrosjons- og utvidelsesbestandig mikroperforert ark som har høy strekkfasthet.

Ved et annet aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en planvire-papirmaskin som inkorporerer.. e t belte som angitt ovenfor.

Ved et ytterligere aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en plan vire-papirmaskin som har et presstørkeparti som inkorporerer et belte som angitt ovenfor.

Ved et enda ytterligere aspekt tilvéiebringer oppfinnelsen en papirmaskin som har en maskin-glittings-sylinder og inkorporerer et belte som angitt ovenfor, hvor beltet er anordnet slik at det ligger mot den ytre overflate av et papirark som blir tørket på sylinderen under bevegelse av papirarket rundt en vesentlig del av omkretsen til sylinderen.

Ved enda et aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en papirmaskin som har et tørkeparti som inkorporerer belter som angitt ovenfor.

Det hullete belte i henhold til oppfinnelsen er fortrinnsvis laget av et metall siden det, når det anvendes i forbindelse med press tørking, vil kreves at det motstår temperaturer på 100 til 150°C med en utvidelse på mindre enn 1%. Plastark kan imidlertid anvendes når beltet skal. anvendes som erstatning for en planvire ved relativt lave temperaturer.

Den nødvendige perforering kan oppnås ved mekanisk stansing eller laserstansing, eller ved gnist-perforeringsteknikker.

Et perforert metallisk ark, for eksempel av nikkel, kan alternativt dannes ved galvanisk utfelling på en matrise som bærer fremspring som er dimensjonert og har romavstander i samsvar med kravene for perforeringene. Matrisen er forsynt med en ledende utløsningsbelegning som både befordrer den galvaniske utfelling og gjør det lettere å fjerne det resulterende ark fra matrisen etter dannelsen. Fremspringene er fortrinnsvis utformet som avkortede kjegler for å gjøre det lettere å frigjøre arket.

Det kreves at arket er tilstrekkelig fleksibelt til å føye seg etter valsene i området på 15 cm i diameter mens det har en strekkfasthet på ca. 40 til 60 Newton pr. 15 mm. Et nikkelark med en tykkelse på fra 0,1 til 0,15 mm er funnet å til-fredsstille disse krav. Materialet har også en glatthet på fra 200 til 300 Bendsten (med papir-uttrykk). Dette er vesentlig glattere enn det vevde materiale hvorfra planvirer vanligvis blir dannet. På grunn av fravær av de vireknuter som ér:karakteris tiske for planvirer, så unngås dannelse av viremerker i papir dannet ved anvendelse av ark i henhold til oppfinnelsen.

For anvendelse i forbindelse med presstørking bør arket ha tilstrekkelig gjennomtrengelighet til å føre damp gjennom med en hastighet på 170 m 3 pr. J m 2pr. time ved atmosfæretrykk. Det/er foretrukket å anvende et endeløst belte laget av galvanisert perforert nikkelark som har de følgende karakteristikker: Tykkelse 0,1 mm

Perforeringsdiameter 0,1 mm til 0,15 mm Perforerings-"pitch" 0,25 mm

Prosent åpent areal i ark 32 1/2% (gir en dampgjen-nomtrengelighet ved atmosfæretrykk på 1200 m 3 pr. m 2 pr.

.time).

For anvendelse som erstatning for en planvire, er det ønske-lig å tilveiebringe et belte som har et større åpent areal enn i forbindelse med presstørking for å gjøre avvanningen lettere. Det er følgelig nødvendig at arket er tykkere (trolig ca. 0,15 mm i tykkelse for et metallark) for å opp-rettholde den ønskede strekkfasthet. Den spesielle utforming som velges, vil imidlertid avhenge av den papirdannede massesammensetning som behandles og de forskjellige drifts-forhold hvorunder beltet vil bli anvendt, innbefattet drifts-hastighet og det vakuum som det vil bli utsatt for.

Det vil forstås at med foreliggende oppfinnelse er det også nødvendig, siden beltet er endeløst, å oppnå et sømløst belte for å unngå at det dannes merker i papiret.

I denne hensikt kan det dannes en sømløs skjøt mellom endene av beltet ved butt-sveising av endene og mikroperforering av sveisingene for å oppnå jevn gjennomtrengelighet tvers over arket. I dette tilfellet kan det være nødvendig å redusere tykkelsen før perforeringen.

Alternativt kan den sømløse skjøt dannes ved galvanisk utfelling mellom endene av beltet og deretter mikroperforering av den del som har fått galvanisk utfelling for å gi jevn gjennomtrengelighet tvers over arket.

Ved en alternativ fremgangsmåte for dannelse av beltet kan den galvaniske utfelling \ifføres på en endeløs matrise.

Oppfinnelsen vil nå bli ytterligere beskrevet med henvis-ning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 er et plansnitt av en detalj av et hullet belte i henhold tilooppfinnelsen.

Fig. 2 er en snittdetalj av linjen II-II på fig. 1.

Fig. 3 er en snittdetalj av en variantutforming lik den i fig. 2. Fig. 4 er et plansnitt av en forskjellig form på et hullet belte i henhold til oppfinnelsen. Fig. 5 er et skjematisk sideriss av den fuktige ende av en v papirmaskin som omfatter oppfinnelsen. Fig. 6 er et skjematisk sideriss av en første sammenstilling som omfatter oppfinnelsen for å bevirke presstørking av papiret. Fig. 7 er et skjematisk sideriss av en annen sammenstilling som omfatter oppfinnelsen for å bevirke presstørking av papir. Fig. 8 er et skjematisk sideriss av en konvensjonell utforming av papirmaskintørker men som omfatter oppfinnelsen.

Det refereres først til fig. 1 og 2, hvor den viste utforming består av et galvanisert nikkelark 1 som har runde perforeringer 2 av de samme dimensjoner og med regelmessige avstander fra hverandre. Så som det best kan ses i fig. 2, er hullene 2 avsmalnet i retningen loddrett på arkplanet 1, og disse har blitt dannet av fremspringene på en galvanisert matrise. Frem-gangsmåten ved galvanisering av slike ark er i og for seg vel-kjent og utgjør ikke noen del av denne oppfinnelse. Fig. 3 er en snittdetalj lik den i fig. 2, men den viser et ark 3 som har perforeringer 4 med parallelle sider. Perforeringer av denne type kan dannes i metall- eller plast-ark ved kjente metoder ved mekanisk stansing eller laserstansing. Fig. 4 viser et ark 5 dannet av plastmaterialer og med perforeringer 6 av uregelmessige størrelser og avstander fra hverandre, dannet ved velkjente metoder for gnistperforeringer.

For å tilveiebringe en sømløs skjøt mellom endene av beltet kan denne dannes ved buttsveising og mikroperfor-efing av sveisingene for å frembringe jevn gjennomtrengelighet tvers over arket. I dette tilfelle kan det være nødvendig å rédusere tykkelsen før perforering.

Alternativt kan den sømløse skjøt dannes ved galvanisk utfelling mellom endene av beltet og deretter mikroperforering av delen med galvanisk utfelling for å danne jevn gjennomtrengelighet tvers over arket.

Ved en alternativ fremgangsmåte for fremstilling av beltet kan den galvaniske utfelling utføres på endeløs matrise.

Fig. 5 viser skjematisk den våte ende av en papirmaskin som har en plan-"vire" 8 i konvensjonell anordning som inkluderer en innløpskasse 9, avvanningslister 10, sugekasser 11, en brystvalse 12 og guskpressvalse 13. "Viren" 8 består av et perforert ark av metall eller plastmateriale i henhold til oppfinnelsen.

Presstørke-sammenstillingen i fig. 6 omfatter to oppvarmede tørkesylindere 10 og 11 som er roterbare rundt parallelle akser, henholdsvis 12 og 13. Sylinderne 10 og 11 kan f.eks. oppvarmes med damp og er bevegelige mot hverandre, som angitt med pilene 14, for å danne et nipp ved 15.

Den viste sammenstilling omfatter to endeløse metalliske hullete belter 16 og 17 i henhold til oppfinnelsen. Fra en strammevalse 18 blir elementet 16 ført rundt en innledningsvalse 25, under en trykkpåføringsvalse 19, rundt sylinderne 10 og 11 og en annen trykkpåføringsvalse 20, og tilbake til strammevalsen 18. Beltet 17 føres fra en;strammevalse 21 rundt en ledevalse 22. Det blir så ført rundt sylinderen 10, innenfor beltet 16, og rundt sylinderen 11 utenfor beltet 16. Det blir så ledet rundt trykkpåføringsvalsen 20 innenfor beltet 16 og så, via den^andre ledevalse 23, tilbake til strammevalsen 21.

Papirarket 24 som skal presstørkes blir matet inn i sammen-stillingen rundt innledningsvalsen 25 slik at det blir båret rundt sylinder 10 mellom beltene 16 og 17. Sylinderne 10

og 11 blir holdt ved en temperatur på fra 100 til 150°C

slik at arket 24 blir oppvarmet vesentlig før det kommer inn

i nippet mellom sylinder 10 og valse 19. Deretter blir arket fanget mellom beltene 16 og 17 når det føres rundt sylinderne 10 og 11, eventuelt med påføring av nipptrykk mellom disse sylindere. Når papiret tørker blir vann fri-gjort som damp gjennom perforeringene i beltene 16 og 17. Finheten på perforeringene i disse belter er slik at det ikke forekommer noen tydelige "vire"-merker, og begge sider av papirarket fremviser ialt vesentlig de samme overflate-karakteristikker. Spenningen og trykket påført under pas-sasjen rundt sylinderne 10 og 11 sikrer også at papiret ikke krymper når det tørkes.

Ved presstørkeanordningen i fig. 7 benyttes bare ett metallisk hullet belte i henhold til oppfinnelsen. Den viste sammenstilling omfatter en tørkesylinder 30, dampoppvarmet til mellom 100 og 150°C, rundt hvilken det føres et hullet belte 31 i henhold til oppfinnelsen. Beltet 31 blir holdt i inngrep med sylinderen 30 med en innledningsvalse 32 og en utledhingsvalse 33. Returbanen til beltet 31 blir tvangs-styrt med ledevalse 34 og en strammevalse 35. Pressvalsene 36 A, B, C, D og E er anbragt rundt sylinderen 30 for å påføre nipptrykk mot sylinderen som vist. Et papirark 37 som skal tørkes blir ledet rundt valsen 32 slik at detl ligger mellom det hullete belte 31 og sylinderen 30. Når arket beveges rundt sylinderen 30, påføres trykk med trykkpå-føringsvalsene 36 A til E og fuktighet blir frigitt som damp gjennom perforeringene i heltet 31.

Sylinderen 30 kan også være av vesentlig størrelse, og sterkt polert slik at den danner en M.G.--.eller yankeesylinder og trykkpåføringsvalsene 36 kan unnværes. Dette vil resultere i fremstilling av maskin-glittet papir som har en glattere baksideoverflaté enn det som er vanlig med slikt papir. Pressvalsene 36A og 36B kan også eventuelt beholdes, som en M.G.-presse.

Fig. 8 viser et konvensjonelt tørkeparti i en papirmaskin som har en øvre rekke av dampoppvarmede sylindere 40 og en nedre rekke av lignende sylindere 41. Imidlertid er det til erstatning for den konvensjonelle tørkefilt, fremført et hullet belte 42 i samsvar med oppfinnelsen ved hjelp av valser 43 slik at det vindes rundt de oppovervendende overflater av sylinderne 41, mens en strammeinnretning, vist skjematisk ved 44, opprettholder spenning i beltet.

På lignende måte blir et andre hullet belte 45 i samsvar med oppfinnelsen ledet av valsene 46 og strammet med strammeinnretning 47 slik at det vindes rundt de nedre overflater av sylinderne 41.

Et papirark 48 som skal tørkes, blir matet fra den fuktige press i papirmaskinen (ikke vist og utgjør ingen del av denne oppfinnelse) mellom den første sylinder 41 og det hullete belte 45, og så vekselvis rundt sylinderne 40 og 41. Når papirarket føres rundt sylinderne 40 og 41 blir det holdt fast i kontakt med disse med de hullete belter 44 og 45. Dette både hindrer tilbøyeligheten for arket til å krympe når det tørkes, samtidig som det lett frigjør vanndamp gjennom perforeringen i beltene.

Når arket forlater den siste sylinder 41, kan det spoles opp eller ledes gjennom en limpresse og et ytterligere lignende tørkeparti før det blir spolet 'opp".. Verken limpressen eller oppspolings-innretningen utgjør noen del av denne oppfinnelse.

Claims (13)

1. Endeløst hullet belte for frigjøring av fuktighet fra fibrøse papirdannehde dispersjoner eller ark dannet av disse,karakterisert vedat det omfatter et fleksibelt, korrosjons- og utvidelsesbestandig mikroperforert ark som har en høy strekkfasthet.

2. Belte i henhold til krav 1, karakterisert vedat det er dannet av metallark.

3. Belte i henhold til krav 2, karakterisert vedat metallarket er dannet ved galvanisk utfelling på en matrise som bærer fremspring med avstander fra hverandre i samsvar med kravene for perforeringer.

4. Belte i^henhold til krav 3, karakterisert vedat matrisen er forsynt med en ledende utløsningsbelegging, hvilken både befordrer den galvaniske utfelling og letter fjerningen av det resulterende ark fra matrisen etter dannelsen.

5. Belte i henhold til krav 3 eller 4,karakterisert vedat fremspringene har utforming som avkortede kjegler for å gjøre frigjøringen av arket lettere.

6. Belte i henhold til krav 5, karakterisert vedat arket er dannet av nikkel med tykkelse på fra 0,1 til 0,15 mm.

7. Belte i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat det' er dannet fra galvanisert nikkelark som har følgende karakteristikker: Tykkelse 0,1 mm Perforeringsdiameter, 0,1 - 0,15 mm Perforerings-"pitch" 0,25 mm Prosent åpent areal i ark 32,5%.

8. Belte i henhold til hvilketcsom helst av kravene 1-7,karakterisert vedat det er dannet en søm-løs skjøt mellom endene av beltet ved buttsveising og gnistperforering av sveisingene.

9. Belte i henhold til hvilket som helst av kravene 1-7,karakterisert vedat det er dannet en søm-løs skjøt ved galvanisk utfelling mellom endene av beltet og deretter gnistperforering av delen med galvanisk utfelling for å frembringe jevn gjennomtrengelighet tvers over arket.

10. Belte i henhold til krav 1,karakterisert vedat det er dannet av plastmateriale .

11. Planvire-papirmaskin som har et presstørkeparti,karakterisert vedat den inkorporerer et belte i henhold til hvilket som helst av kravene 1 til 9.

12. Papirmaskin som har en maskinglittesylinder, karakterisert vedat den inkorporerer et belte i henhold til hvilket som helst av kravene 1 til 9, idet beltet er anordnet slik at det ligger mot den ytre overflate av et papirark rundt en vesentlig del av omkretsen av sylinderen.

13. Papirmaskin som har et tørkeparti,karakterisert vedat den inkorporerer et belte i henhold til hvilket som helst av kravene 1 til 9.