NO904382L

NO904382L - DRAWING SYSTEM FOR A PAPER MACHINE.

Info

Publication number: NO904382L
Application number: NO90904382A
Authority: NO
Inventors: Thomas Stephen Fielding; Charles Richard Mccall
Original assignee: Albany Int Corp
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1990-10-10
Publication date: 1991-01-10
Also published as: NO904382D0

Description

Bakgrunn for oppfinnelsenBackground for the invention

Oppfinnelsens områdeField of the invention

Oppfinnelsen angår et forbedret bane-avvanningssystem for papirfremstillingsindustrien, og særlig et avvanningssystem for en bane eller liknende ved anvendelse av vakuum på denne via en virvelventil. The invention relates to an improved web dewatering system for the papermaking industry, and in particular a dewatering system for a web or the like by applying vacuum to this via a swirl valve.

Beskrivelse av den kjente teknikkDescription of the known technique

I konvensjonelle sugerørsystemer innen papirfremstillingsindustrien anbringes en vakuumanvendelsesanordning, såsom et sugerør eller en sugekasse med én eller flere slisser, på linje med en bane. Sugerøret anbringes slik at banen passerer over slissen, og når den passende trykkforskjell er frembrakt, vil banen bli awannet, idet vannet trekkes inn i sugerøret og ledes til et passende oppsamlingssted. En separator benyttes til å separere vann og faste stoffer fra luft i systemet, og luften utblåses gjennom en mekanisk ventil som kan være enten fjern-manøvrert eller manuelt manøvrert. Ett slikt system er vist i det til søkeren overdratte US-patent nr. 4 308 077. In conventional suction tube systems in the papermaking industry, a vacuum application device, such as a suction tube or a suction box with one or more slots, is placed in line with a web. The suction pipe is placed so that the path passes over the slot, and when the appropriate pressure difference is produced, the path will be dewatered, as the water is drawn into the suction pipe and led to a suitable collection point. A separator is used to separate water and solids from air in the system, and the air is blown out through a mechanical valve that can be either remotely operated or manually operated. One such system is shown in US patent no. 4,308,077 assigned to the applicant.

Ett fellesproblem ved de tidligere kjente systemer har vært at den mekaniske ventil hadde bevegelige deler som ble utsatt for overdreven slitasje, og dette ville forårsake sammenbrudd. Et ytterligere problem ved mekaniske ventiler har vært at sugerøret fjerner fast stoff, halvfast stoff og flytende stoff fra banen, og dersom separatoren ikke lykkes i å fjerne alle disse forurensninger fra luften i systemet, hadde disse forurensninger en tendens til å tette igjen ventilen og gjøre den funksjonsudyktig. Enda en annen ulempe ved det tidligere kjente system var at den mekaniske ventil ikke kunne kontrolleres på nøyaktig måte og ikke kunne tilpasses til avanserte, nøyaktige styresystemer. One common problem with the previously known systems has been that the mechanical valve had moving parts that were subjected to excessive wear and this would cause breakdown. A further problem with mechanical valves has been that the suction tube removes solids, semi-solids and liquids from the path, and if the separator is not successful in removing all these contaminants from the air in the system, these contaminants tend to clog the valve and cause the disabled. Yet another disadvantage of the previously known system was that the mechanical valve could not be controlled accurately and could not be adapted to advanced, accurate control systems.

Formål med og sammendrag av oppfinnelsenPurpose and summary of the invention

På bakgrunn av de ovenfor omtalte ulemper ved den kjente teknikk er det et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et avvanningssystem som benytter en virvelventil, slik at behovet for den mekaniske ventil med dens bevegelige deler elimineres. On the basis of the above-mentioned disadvantages of the known technique, it is an object of the invention to provide a dewatering system that uses a swirl valve, so that the need for the mechanical valve with its moving parts is eliminated.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et avvanningssystem med en virvelventil som er følsom og lett å styre for å tillate anvendelse av avanserte styresystemer. A further object of the invention is to provide a dewatering system with a swirl valve which is sensitive and easy to control to allow the use of advanced control systems.

Andre formål og fordeler med oppfinnelsen vil bli åpenbare ut fra den etterfølgende beskrivelse av oppfinnelsen. Kort angitt omfatter et avvanningssystem som er konstruert i overensstemmelse med oppfinnelsen, et sugerør, en vakuumkasse, eller en annen vakuumanvendelsesanordning for fjerning av vann fra en bane ved anvendelse av vakuum på denne. Uttrykket bane benyttes generisk for å dekke enten den masse av hvilken et papirark dannes, eller en filt som benyttes for tørking av et papirark. Det vakuum som er nødvendig for denne operasjon, tilføres til vakuumanvendelsesanordningen via en styreventil- og separatoranordning for separering av faste stoffer og væsker fra den gass som suges gjennom banen. Styreventilen omfatter hensiktsmessig en virvelventil. Other purposes and advantages of the invention will become apparent from the following description of the invention. Briefly stated, a dewatering system constructed in accordance with the invention comprises a suction pipe, a vacuum box, or another vacuum application device for removing water from a web by applying vacuum to it. The term web is used generically to cover either the pulp from which a sheet of paper is formed, or a felt used for drying a sheet of paper. The vacuum required for this operation is supplied to the vacuum application device via a control valve and separator device for separating solids and liquids from the gas that is sucked through the path. The control valve suitably comprises a swirl valve.

En virvelventil, som også er kjent som en virvelforsterker (vortex amplifier), er en fluidikkanordning som ikke har bevegelige deler og tetninger som har tilbøyelighet for slitasje og korrosjon under bruk, og den omfatter et virvelkammer gjennom hvilket en hovedstrøm passerer radialt for å komme ut ved et aksialt utløp. Hovedstrømmen kan reguleres og styres ved hjelp av en styrestrøm som innføres tangentialt i virvelkammeret, slik som vist i f.eks. europeisk patentskrift nr. 0 089 186 (svarende til US-patent nr. 4 422 476). Det er vesentlig at virvelventilen tilveiebringer et ensartet trykk ved separatorgassutløpet som er 1 hovedsaken uavhengig av den gasstrøm som kommer ut fra separatoren. A vortex valve, also known as a vortex amplifier, is a fluidic device that has no moving parts and seals that are prone to wear and corrosion during use, and it comprises a vortex chamber through which a main flow passes radially to exit at an axial outlet. The main flow can be regulated and controlled by means of a control flow which is introduced tangentially into the vortex chamber, as shown in e.g. European Patent No. 0 089 186 (equivalent to US Patent No. 4 422 476). It is essential that the swirl valve provides a uniform pressure at the separator gas outlet, which is the main issue regardless of the gas flow coming out of the separator.

Kort beskrivelse av tegningeneBrief description of the drawings

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere ved hjelp av et eksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk arrangement av et avvanningssystem for papirfremstilling som er konstruert i overensstemmelse med oppfinnelsen, fig. 2 viser en første alternativ utførelse av oppfinnelsen, fig. 3 viser en andre alternativ utførelse av oppfinnelsen, og fig. 4 viser en tredje alternativ utførelse av oppfinnelsen. The invention shall be described in more detail by means of an example with reference to the drawings, where fig. 1 shows a schematic arrangement of a dewatering system for papermaking constructed in accordance with the invention, fig. 2 shows a first alternative embodiment of the invention, fig. 3 shows a second alternative embodiment of the invention, and fig. 4 shows a third alternative embodiment of the invention.

Nærmere beskrivelse av oppfinnelsenDetailed description of the invention

Idet det nå henvises til tegningenes fig. 1, benyttes en vakuumkasse eller et sugerør 1 i en papirmaskin til å avvanne en bane P som vandrer over kassen. Kassen kommuniserer via en rørledning 2 med en separator 3. Den ene ende av separatoren 3 har avløp inn i en beholder 4, og separatorens motsatte ende er forbundet med et vakuumgrenrør 5 via en virvelventil eller virvelforsterker 6. Virvelventilen eller virvelforsterkeren er i prinsipp et kammer som har tilførsels-, utløps- og styreporter. Én sådan virvelventil eller virvelforsterker er vist i europeisk patentskrift nr. 0 089 186. I det foreliggende arrangement er utløpet fra virvelventilen 6 forbundet med vakuumgrenrøret 5. Separatoren 3 er forbundet med virvelventilens 6 innløp. Styreporten er forbundet med en rørledning 8 som i utførelsen på fig. 1 er åpen mot atmosfæren. En vakuummåler 9 kan være innlemmet i strømningsbanen fra separatoren 3 til virvelventilens 6 innløp. As reference is now made to the drawings' fig. 1, a vacuum box or a suction tube 1 is used in a paper machine to dewater a web P that travels over the box. The box communicates via a pipeline 2 with a separator 3. One end of the separator 3 has a drain into a container 4, and the opposite end of the separator is connected to a vacuum manifold 5 via a swirl valve or swirl amplifier 6. The swirl valve or swirl amplifier is in principle a chamber which has supply, discharge and control ports. One such swirl valve or swirl amplifier is shown in European Patent Document No. 0 089 186. In the present arrangement, the outlet from the swirl valve 6 is connected to the vacuum manifold 5. The separator 3 is connected to the swirl valve 6's inlet. The control port is connected to a pipeline 8 which in the embodiment in fig. 1 is open to the atmosphere. A vacuum gauge 9 can be incorporated in the flow path from the separator 3 to the swirl valve 6 inlet.

Ved bruk passerer en bane P over vakuumkassen 1 under papirfremstilling. Vann renner av og ned i,kassen 1, og vannet vil inneholde en del annen drenering, såsom tremasse som kan tette igjen og blokkere konvensjonelle ventiler som hittil er blitt benyttet til å styre nivået av vakuum i kassen 1. Ved den foreliggende oppfinnelse trekkes vannet som inneholder drenering, langs rørledningen 2 inn i separatoren 3 for å tappes ut i beholderen 4. En brøkdel av de faste tremassepartikler kan på grunn av suget i grenrøret 5 trekkes inn i virvelventilen 6. Til forskjell fra en konvensjonell ventil har imidlertid virvelventilen forholdsvis store åpninger uten noen bevegelige deler, og følgelig blir muligheten for blokkering på grunn av de faste partikler og derav følgende ytelsesforringelse vesentlig redusert. Ventilen 6 er konstruert for å opprettholde et ikke-justerbart, forholdsvis konstant trykk ved utløpet av separatoren 3. In use, a path P passes over the vacuum box 1 during papermaking. Water flows off and down into the box 1, and the water will contain some other drainage, such as wood pulp that can clog and block conventional valves that have been used to control the level of vacuum in the box 1. With the present invention, the water is drawn which contains drainage, along the pipeline 2 into the separator 3 to be drained into the container 4. Due to the suction in the branch pipe 5, a fraction of the solid wood particles can be drawn into the swirl valve 6. Unlike a conventional valve, however, the swirl valve has relatively large openings without any moving parts, and consequently the possibility of blockage due to the solid particles and consequent performance degradation is significantly reduced. The valve 6 is designed to maintain a non-adjustable, relatively constant pressure at the outlet of the separator 3.

Dersom det ønskes, kan det trykk som innstilles av ventilen 6, justeres ved å innlemme en justerbar ventil 10 i rørledningen 8 som vist på fig. 2. Denne ventil 10 kan justeres manuelt av en operatør for å innstille ventilens 6 arbeidspunkt. If desired, the pressure set by the valve 6 can be adjusted by incorporating an adjustable valve 10 in the pipeline 8 as shown in fig. 2. This valve 10 can be manually adjusted by an operator to set the valve's 6 operating point.

Alternativt, som vist på fig. 3, kan ventilen 10 være en motorisert ventil som innstiller luftstrøm til virvelventilens 6 styreport som reaksjon på signaler fra et fjerntliggende sted. For eksempel kan det være tilveiebrakt en trykkomvandler 11 for å måle trykket oppstrøms av ventilen 6. Dette trykk tilføres deretter til en styreenhet 12 for å styre den motoriserte ventil 10. Alternatively, as shown in fig. 3, the valve 10 can be a motorized valve which sets air flow to the control port of the swirl valve 6 in response to signals from a remote location. For example, a pressure transducer 11 may be provided to measure the pressure upstream of the valve 6. This pressure is then supplied to a control unit 12 to control the motorized valve 10.

Endelig kan det være ønskelig å anvende positivt trykk på ventilen 6, for eksempel ved å kople en luftkilde som en vifte 7 til rørledningen 8, som vist på fig. 4. Finally, it may be desirable to apply positive pressure to the valve 6, for example by connecting an air source such as a fan 7 to the pipeline 8, as shown in fig. 4.

Man vil forstå at selv om dreneringssystemet er blitt beskrevet som om det arbeider i papirmaskinens formingsavsnitt, vil det være like effektivt i f.eks. presseavsnittet, for avvanning av en filt. It will be understood that although the drainage system has been described as working in the forming section of the paper machine, it will be equally effective in e.g. the press section, for dewatering a felt.

Det er åpenbart at andre modifikasjoner kan gjøres i oppfinnelsen uten å avvike fra rammen av oppfinnelsen slik den er definert i de etterfølgende krav. It is obvious that other modifications can be made in the invention without deviating from the scope of the invention as defined in the subsequent claims.

Claims

1. Dewatering system for, a paper machine, comprising a vacuum application device for removing water from a web, and a separator device for removing waste water from the vacuum application device and for substantially separating liquids and solids from the waste water, CHARACTERIZED BY comprising a vacuum source for applying vacuum to the separator device, and a swirl valve device connecting the vacuum source to the separator device, the swirl valve device being constructed and arranged so that it provides a uniform pressure to the separator device regardless of the gas flowing through it.

2. System according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the swirl valve device comprises a control port.

3. System according to claim 2, CHARACTERIZED IN THAT the control port is open to the atmosphere.

4. System according to claim 2, CHARACTERIZED IN THAT the control port is connected to a control valve, the control valve being designed and arranged to set the pressure at the separator device.

5. System according to claim 4, CHARACTERIZED IN THAT the control valve is open to the atmosphere.

6. System according to claim 4, CHARACTERIZED IN THAT it comprises a control device for adjusting the control valve.

7. System according to claim 6, CHARACTERIZED IN THAT the control device comprises a pressure sensing device for sensing pressure upstream of the swirl valve, and a control device for controlling the control valve in accordance with the sensed pressure.

8. System according to claim 2, CHARACTERIZED IN that it comprises a source of air for applying positive pressure to the control port.

9. System according to claim 8, CHARACTERIZED IN THAT it comprises a control valve which is connected between the aforementioned air source and the control port to set the positive pressure.

10. System according to claim 8, CHARACTERIZED IN THAT the air source comprises a fan.