SE526969C2 - Avvattningsarrangemang anpassat för användning i en dubbelviraavvattningssektion hos en mäldbehandlingsmaskin - Google Patents

Description

25 30 35 01 ha (;\ \D (A xO 2 En ny design av dubbelviraawattning är tidigare känd vilken är en kombination av initial valsavvattning (làg känslighet för strålinstabiliteter och stràlvinkel), och slutlig bladawattning (för storskaleformationsförbättringar) Den grundläggande idén är att kombinera fördelarna hos de två avvattningsprinciperna, samtidigt som man undviker deras nackdelar.

Kombinerad vals/bladformning är nu sedan många år den standardiserade utformningen för höghastighetsmaskiner för tryckpapper. Vid hastighet högre än ca 1250 endast mycket begränsade mängder av lämnar formningsvalsen, om m/min, är erfarenheten industriellt att fibersuspension kan förbli mellan virorna när de formationsskador skall undvikas. Även en suspensionstjocklek så liten som 1 mm mellan virorna lämnande formningsvalsen, kan orsaka formationsskador vid höga hastigheter. Detta har tvingat fram applicering av mindre och mindre munstyckesöppningar hos inloppslådan, i storleksordningen 5-6 mm, av vilket det mesta redan har awattnats i valsdelen. Sådana små munstyckesöppningar hos inloppslàdan betyder i sin tur jämförelsevis höga formningskoncentrationer, med minskad potential hos pappersstyrka och formation. En viss strålvinkel mot den yttre viran vid ingången till valsenheten minskar formationsskadorna vid vals-bladforrnning, och används därför i industriella vals/blad-formare.

Pappersmaskinstillverkarna har inte gett nägra relevanta förklaringar för den fysikaliska bakgrunden hos formationsskadorna i vals/blad-formare vid hög hastighet.

Ett liknande problem med formationsskador uppträder också i kartongmaskiner. Här placeras de separata lagren ett i taget på en första vira vart och ett genom en separat inloppslåda och avvattnas vart och ett genom en sekundär vira uppstödd och avvattnad genom blad på den övre sidan av den sekundära viran och genom rörliga blad på den nedre sidan av den första viran. Tryckpulserna från bladawattningen kan orsaka allvarliga formationsskador, såsom i vals/bladformningsfallet nämnt ovan. l en modern inloppslåda, en rörbank, levererande en individuell stràle från varje rör i banken, matar dysan. De individuella rören är åtskilda genom solida gränsytor, nedströms om vilka flödesdödvatten uppstår. Dessa dödvatten försvinner gradvis längs dyskontraktionen. När flödet accelereras längs dysan, sjunker trycket och hastighetsprofilen tvärsöver dysan kommer gradvis attjämnas ut.

Ju större dyskontraktionsförhållande (uppströms inloppsdysehöjd dividerat med munstycksöppning), desto jämnare flödesprofil vid dysutgången och desto stabilare utloppsstràle. Det är sedan uppenbart att ju högre inloppshöjd hos dysan, desto högre blir kontraktionsförhållandet vid en given munstycksöppning och sålunda desto stabilare inloppslàdestràle. Vidare, ju mindre munstycksöppning med en given inloppsdysehöjd, desto bättre kommer stràlstabiliteten bli. 10 15 20 25 30 35 'fl . o c» \o CN o 00 I dagens höghastighetsmaskiner för tryckpapper (tidningspapper, SC (super calender)-papper, LWC (light weight coated)-papper och finpapper) av vals/bladtypen, har inloppslàdedysorna en relativt liten inloppshöjd, inte över 130 mm. (detta har framtvingat jämförelsevis små munstycksöppningar, för att undvika formationsskador, i storleksordningen 5 mm i tidningspappersproduktion och 10 mm i konceptpappersproduktion.) Denna låga dysinloppshöjd begränsar allvarligt möjligheten att skapa en acceptabel stràlstabilitet för att undvika formationsskador i maskiner som använder vals/blad-formning.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är sålunda att tillhandahålla en anordning som är kapabel att minska risken för formationsskador.

Detta syfte uppnås genom att inloppshöjden hos inloppslådedysan, definierad som den totala rörbankshöjden minus den totala tjockleken uppströms av eventuella dysvingar, är åtminstone 150 mm.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av föreliggande uppfinning uppvisar en inloppshöjd hos inloppslàdedysan på åtminstone 200 mm.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av föreliggande uppfinning uppvisar en inloppshöjd hos inloppslàdedysan pà åtminstone 275 mm.

En särskilt fördelaktig utföringsform av föreliggande uppfinning uppvisar en vals/blad-anordning där avståndet från viraseparationslinjen på valsen till det första bladet på valssidan av virorna är mindre än 100 mm.

En särskilt fördelaktig utföringsform av föreliggande uppfinning tillsammans med andra utföringsformer och fördelar beskrivs mera detaljerat i den följande beskrivningen med hänvisning till de medföljande ritningarna.

Fig. 1 visar en inloppslàda i enlighet med ett awattningsarrangemang enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 2 visar en principvy av en anordning enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig. 3 visar en detaljsidovy av en bladspets i enlighet med ett avvattningsarrangemang enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 4 visar en sidovy av en bladspets i enlighetmed ett awattningsarrangemang enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 5 visar en principvy av en anordning enligt en andra utföringsform av förliggande uppfinning rörande en kartongformare.

Fig. 2 visar en del av en dubbelviraformningsanordning med en formningsvals 1, en första vira 2 delvis svept direkt runt formningsvalsen 1, en andra vira 3 svept runt formningsvalsen liggande på den första viran 2. Före forrnningsvalsen 1 mellan de två virorna 2, 3 är en inloppslàda 4 anordnad med sin öppning riktad huvudsakligen i matningsriktningen av virorna 2, 3. lnloppslâdan matar mäld till nypet mellan virorna 2, 3 10 15 20 25 30 35 svepta runt formningsvalsen 1. Genom att ändra vinkeln hos öppningen på inloppslàdan 4 mot detta nyp är det möjligt att ändra riktningen av mälden som matas till formningsanordningen. l fig. 1 har inloppslàdan 4 en rörbank, från vilken en individuell stràle av fibersuspension levereras frän varje rör 7 i rörbanken, som matar en dysa 8 i inloppslàdan.

De individuella rören är separarerade av solida gränsytor 9, på var och en av vilka är anordnad en vinge 14, nedströms om vilken flödesdödvatten bildas. Dessa dödvatten försvinner gradvis längs dyskontraktionen. När flödet accelereras längs dysan 8, sjunker trycket och hastighetsprofilen tvärs över dysan 8 blir gradvis jämnare.

Ju större dyskontraktionsgraden är (uppströms höjden hos inloppslådans dysinlopp 11 dividerat med munstyckesöppningen), desto jämnare blir flödesprofilen vid dysutloppet 10 och desto stabilare blir utloppsstrâlen. Det är dä tydligt att ju större höjden på dysans 8 inlopp, desto högre kommer kontraktionsgraden att vara vid en given munstycksöppning och följaktligen desto stabilare kommer inloppslädestràlen att vara. Vidare, ju mindre munstycksöppningen är med en given dyshöjd hos inloppet, desto bättre kommer stràlstabillteten att bli.

Så, genom att öka inloppshöjden på dysan, är det möjligt att också använda högre munstycksöppning, utan formationsstörningar. Denna högre munstycksöppning ger också bättre potetial för pappersstyrka och formation. Det mäste sägas här att inloppshöjden är definierad som den totala höjden av de öppna rören 7. inloppslàdan 4 enligt fig. 1 har en höjd av 320 mm och 9 fasta vingar 14 av 5 mm uppströms tjocklek vardera. Den riktiga inloppshöjden är följaktligen 275 mm, med vilken det var möjligt att undvika formationsskador. Emellertid, redan vid en inloppshöjd av 150 mm kunde en del skador undvikas och med en inloppshöjd av 200 mm kunde de mesta av formationsskadorna undvikas och vid 275 mm kunde inga formationsskador upptäckas.

Rören hos inloppslàdan enligt föreliggande uppfinning är följaktligen tätt packade och uppvisar en icke-cirkulär, företrädesvis en huvudsakligen rektangulär eller hexagonai form.

Hänvisande nu igen till fig. 2, är ett första blad 5 anordnat pä insidan av den första viran 2, vid ett avstånd nedströms om separationslinjen där virorna lämnar kontakten med formningsvalsens yta. Detta blad är utformat att stödja den första viran 2 och att undvika undertrycksgenerering mellan den första viran 2 och ytan hos formningsvalsen 1 genom att bryta fluidkapillärkraften mellan den första viran 2 och formningsvalsytan. Om detta sker tidigt kommer inte någon betydande kraft att bildas av ett lokalt undertryck mellan vals och vira. Detta betyder att all betydande deformation av vira 2 som leder till arkskada kommer att undvikas. Detta betyder i sin tur att spetsen pà bladet 5 inte kommer att utsättas för någon betydande radiell kraft fràn innerviran, och sålunda inte orsaka någon betydande bladförslitning av friktion. 10 15 20 25 30 35 Bladet 5 är följaktligen utformat så att det stödjer innerviran vid ett avstånd av högst ungefär 100 mm, och mera föredraget ungefär 20-30 mm nedströms om separationslinjen på formningsvalsytan. Bladet 5 har av geometriska skäl (närheten till valsnypet) en mycket liten tjocklek vid sin framkant, av storleken en millimeter, såsom kan förstås ur fig. 3. Ett sådant blad får därför en låg böjstyvhet, och kommer inte att kunna bära några belastningar från innerviran. Därför är bladet 5 utformat så att innersidan har en krökning anpassad att stödja mot formningsvalsen medan yttersidan är huvudsakligen plan för att stödja innerviran.

Hänvisande nu till fig. 4, genom att välja olika avsmalning hos vals- resp. virasidan på bladet kan den radiella kraften som genereras av Ett högre värde på avsmalningen på valssidan ger en (se 1 resp. b) av spetsen flödesdeflektionerna regleras. resulterande kraft på virasidan.

Minimal förslitning mellan virasidan av bladet 5 och den första viran 2 uppnås genom att ett passande vattenlager släpps igenom mellan viran och bladet 5. Detta àstadkoms genom en passande avsmalning (b, ß) av virasidan av bladspetsen, se figur 3.

Såsom kan ses i figuren, är denna avsmalningsvinkel ß.

Nedströms om det första bladet 5 kan andra blad anordnas för att ytterligare stödja och böja ut virorna, och sålunda skapa tryckpulser för awattning av den kvarvarande fibersuspensionen.

Testkörningar i den experimentella Pappersmaskinen FEX vid STFI-Packforsk har visat att med konventionell utformning kan innerviran 2, redan vid formningshastigheter på ungefär 1200 m/min, och ett virasuglådetryck av 10 kPa i formningsvalsen, separat härrörande från lokala undertryck, varigenom den fria suspensionen mellan virorna omdistribueras. Vid en valsomslutande vinkel av 30" uppstod därigenom allvarliga formationsskador. Genom att använda bladet enligt uppfinningen undveks dessa skador fullständigt.

Med minskad suspensionsmängd mellan virorna, vilket uppnàddes genom en ökning av den viraomslutande vinkeln till 35°, uppträdde banstrukturskador som distinkta band. Också dessa skador undveks fullständigt genom användning av ett blad enligt uppfinningen.

Utformningen av bladet och inloppslàdan enligt uppfinningen kan, naturligtvis ges olika former inom ramen för kraven, och är inte begränsad till exemplet ovan. Bladet kan tillverkas av keramiska, polymeriska eller metalliska material, eller kombinationer därav.

Också andra materialkombinationer är möjliga. l fig. 5 visas en apparat för kartongformning. De separata lagren av mäld placeras ett i taget på en första vira 2 vart och ett genom en separat lnloppslåda 4 och awattnas van och ett av en separat sekundär vira 3 i form av en sluten slinga och genom rörliga blad 13 på den nedre sidan av den första viran 2. Genom att använda inloppslådor av typen beskriven i samband med fig. 1 undviks allvarliga formatlonsskador orsakade av tryckpulser, sàsom i fallet med valslbladformning i pappersmaskiner.

Claims (14)

10. 15 20 25 30 35 526 969 Krav

1. Awattningsarrangemang anpassat för användning i en dubbelviraavvattnings- sektion hos en mäldbehandlingsmaskin, innefattande en enkellagerinloppslåda (4) för tillförsel av mäld genom en dysa (8) med ett inlopp (11) matat genom en rörbank (6) med rör (7) av icke-cirkulärt tvärsnitt, en första vira (2) i en sluten slinga anpassad att emottaga mälden från inloppslådan (4) på sin övre yta och med tryckpulsgenererande blad (12) monterade inuti slingan, en andra vira (3) i en sluten slinga anpassad att matas ovanpå den första viran (2), och med tryckpulsgenererande blad (13) monterade inuti slingan, därigenom pressande mälden mellan sig själv och den första viran (2), kännetecknat av att inloppshöjden hos inloppslädedysan (8), definierad som den totala rörbankshöjden minus den totala tjockleken uppströms av eventuella dysvingar (14), är åtminstone 150 mm.

2. Awattningsarrangemang enligt krav 1, varvid inloppshöjden hos inloppslädedysan (8) är åtminstone 200 mm.

3. Awattningsarrangemang enligt krav 1, varvid inloppshöjden hos inloppslädedysan (8) är åtminstone 275 mm.

4. Awattningsarrangemang enligt något av kraven 1-3, ytterligare innefattande en roterande formningsvals (1), vari inloppslådan (4) är anordnad före formningsvalsen (1), och den första viran (2) i form av en sluten slinga är anpassad att delvis virad runt formningsvalsen (1) till en separationslinje där dess kontakt med formningsvalsen (1) upphör, och att emotta mälden fràn inloppslådan (4) på dess yta ej vänd mot formningsvalsen (1), ytterligare innefattande ett första blad (5), huvudsakligen parallellt med formningsvalsen (1), som är anordnat att stödja den nedre sidan av den första viran efter formningsvalsens (1) separationslinje, och anordnad så att spetsen på bladet (5) är riktad mot virans transportriktning.

5. Avvattningsarrangemang enligt krav 4, där avståndet från separationslinjen till bladet (5) är mindre än 100 mm.

6. Avvattningsarrangemang enligt krav 5, där avståndet från separationslinjen till bladet (5) är mindre än 30 mm.

7. Awattningsarrangemang enligt något av krav 4-6, där sidan av bladet som är vänd mot formningsvalsen (1) har en form motsvarande valsytans.

8. Avvattningsarrangemang enligt något av krav 4-7, där sidan av bladet som är vänd mot den första viran (2) är väsentligen flat.

9. Awattningsarrangemang enligt något av krav 4-8, där spetsen av bladet (5) pà dess sida vänd mot formningsvalsen (1) är avsmalnande med en vinkel u mot bladets (5) längsgående axel. 10 (Ti I" J QÄ \ _ 3 . i)\ ' 3 8

10. Awattningsarrangemang enligt något av krav 4-9, där spetsen av bladet (5) på dess sida vänd mot den första viran (2) är avsmalnande med en vinkel ß mot bladets (5) längsgående axel.

11. Awattningsarrangemang enligt något av krav 4-10, där bladet (5) är tillverkat av keramiskt material.

12. Awattningsarrangemang enligt något av krav 4-10, där bladet (5) är tillverkat av polymeriskt material.

13. Awattningsarrangemang enligt något av krav 4-10, där bladet (5) är tillverkat av metalliskt material.

14. Avvattningsarrangemang enligt något av krav 4-10, där bladet (5) är tillverkat av en kombination av 2 eller flera material av en grupp bestående bestående av keramiskt material, polymeriskt material och metalliskt material.