FI121147B - Esipuristin, rainanmuodostusosa ja laitteisto monikerrosrainan valmistamiseksi - Google Patents

Description

Esipuristin, rainanmuodostusosa ja laitteisto monikerrosrainan valmistamiseksi

Keksinnön kohteena on esipuristin paperikoneen tai vastaavan muodostusosalle, 5 joka esipuristin käsittää ensimmäisen puristuselementin ja toisen puristuselemen-tin, jotka muodostavat nipin, jonka läpi raina on ohjattu kulkemaan kahden kudoksen välissä, joista ainakin toinen on muodostusviira. Keksinnön kohteena on myös tällaisen esipuristimen käyttö monikerrosrainaimessa kahden erikseen muodostetun rainan kerroksen liittämiseksi yhteen.

10

Keksinnön kohteena on myös paperikoneen tai vastaavan muodostusosa, joka käsittää perälaatikon ja kaksi muodostusviirasilmukkaa sekä joukon vedenpoisto-elementtejä sovitettuina muodostusviirasilmukoiden sisään veden poistamiseksi kuitususpensiosta, joka syötetään perälaatikosta muodostusviiralle tai muodostus-15 viirojen väliin.

Lisäksi keksinnön kohteena on laitteisto monikerroksisen paperi- tai kartonkirai-nan valmistamiseksi, joka laitteisto käsittää välineet rainan ensimmäisen kerroksen muodostamiseksi ja välineet rainan toisen kerroksen muodostamiseksi sekä 20 välineet rainan ensimmäisen ja toisen kerroksen liittämiseksi yhteen.

Paperikoneessa kuitujen vesiliete syötetään perälaatikosta muodostusviiralle tai kahden muodostusviiran väliin, missä siitä poistetaan vettä yhtenäisen kuiturainan aikaansaamiseksi. Märkä kuituraina johdetaan puristinosalle, missä siitä puriste-25 taan vettä ja sitä tiivistetään sen kulkiessa ainakin yhden puristinnipin läpi. Lopuksi raina johdetaan kuivatusosalle, missä siitä poistetaan vettä haihduttamalla. Yleisesti ottaen veden poistaminen kuiturainasta on sitä työläämpää ja kalliimpaa, mitä pitemmälle raina on paperikoneessa edennyt.

30 Muodostusosalla rainasta poistetaan vettä ja rainaa muokataan erilaisten veden-poistoelementtien, kuten telojen, listojen ja imulaatikoiden avulla. Muodostus- 2 osalta poistuvan rainan kuiva-ainepitoisuuden tulisi olla niin korkea, että raina pysyy koossa ja kestää siirron muodostusviiralta puristinosan kudokselle. Rainan märkälujuuden parantamiseksi ja kuiva-ainepitoisuuden nostamiseksi voidaan viiraosa toisinaan varustaa esipuristimella eli viirapuristimella, jonka läpi raina 5 ohjataan kulkemaan ainakin toiselta puoleltaan muodostusviiran kannattamana.

Julkaisusta US 5820731 A tunnetaan viiraosan loppuun sijoitettu telapari, joka muodostaa nipin, jonka läpi raina johdetaan kahden viiran välissä. Telapari käsittää sileän telan ja pinnaltaan avoimen telan, joka ottaa vastaan rainasta puristetun 10 veden. Ratkaisun ongelmana on rajallinen vedenpoistokapasiteetti, minkä vuoksi julkaisussa ehdotetaan kahden tällaisen telaparin sijoittamista peräkkäin. Telanip-pi on suhteellisen lyhyt eikä siinä voida käyttää kovin suurta viivapainetta, jotta rainan rakenne ei vaarantuisi. Tekniikan tasosta tunnetaan myös ratkaisuja, joissa telaparin toinen tela on imutela. Ongelmana näissäkin ratkaisuissa on se, että te-15 lanippi on kovin lyhyt.

Julkaisusta US 5620566 A tunnetaan paperikoneen viiraosalle tarkoitettu esipuris-tin, joka käsittää kuormituskengän, jota kuormitetaan imutelaa vasten kuormitus-paineen aikaansaavan nesteen paineella, joka neste toimii samalla voitelu-20 väliaineena.

Tunnetuissa esipuristimissa nippi on hyvin jäykkä ja joustamaton, jolloin nipin läpi kulkevassa rainassa oleva kuitukasaantuma eli ’’mälli” hyvin helposti rikkoo rainan ja aiheuttaa katkon paperinvalmistuksessa. Lisäksi tunnettujen esipuristi-25 mien vedenpoistokyky on ollut rajallinen. Jos vettä yritetään poistaa liian paljon puristamalla, nippi saattaa rikkoa muodostumassa olevan rainan, jolloin puhutaan ’’kuraamisesta”.

Usein käytetty tapa valmistaa monikerroksista paperi- tai kartonkirainaa on val-30 mistaa rainan kukin kerros erikseen ja liittää näin muodostetut rainat yhteen ennen puristinosaa. Yleisimmin rainojen yhteenliittämiseen on käytetty avointa siirtote- 3 laa, joka painaa rainat yhteen. Rainan kerroksien välinen palstautumislujuus on usein monikerrosrainan heikoin kohta. FI-patenttihakemuksesta 20010287 tunnetaan laitteisto rainojen yhteenliittämiseksi, joka käsittää imulaatikon ja liikutettavan siirtotelan, joka siirtää ensimmäisen rainan toisen rainan yhteyteen imulaati-5 kon imualueella. Siirtotelaa vasten tuleva imulaatikon pinta on joko vapaa listoista tai varustettu joustavasti tuetuilla listoilla. Ratkaisun avulla ei aina kyetä saamaan aikaan tarpeeksi hyvää vedenpoistoa ja riittävää palstautumislujuutta.

Keksinnön päämääränä on ratkaista tunnettuun tekniikkaan liittyvät ongelmat. 10 Erityisesti päämääränä on saada aikaan uusi ja entistä tehokkaampi esipuristin, jonka vedenpoistoa on helppo säätää.

Keksinnön eräänä päämääränä on uusi laitteisto monikerrosrainan valmistamiseksi.

15

Keksinnön mukaiselle esipuristimelle on tunnusomaista, se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Esipuristin käsittää kaksi puristusele-menttiä, joista ensimmäinen puristuselementti on imulaatikko, jossa on viiraa vasten tuleva rei’itetty kansi. Toinen puristuselementti on varustettu elastisesti de-20 formoituvalla pinnalla, joka kykenee mukautumaan imulaatikon revitetyn kannen muotoon, ja tämä toinen puristuselementti on kuormitettavissa imulaatikon kantta vasten pidennetyn nipin aikaansaamiseksi.

Imulaatikon revitetyn kannen avoin pinta-ala voi olla 20-60 %. Edullisesti imu-25 laatikko on varustettu alipaineella, jonka suuruus on 10-40 kPa. Imulaatikko voidaan varustaa suoralla, koveralla tai kuperalla kannella, joka kansi on varustettu rekillä, jotka ovat viistossa kulmassa kudosten kulkusuuntaan nähden, kulman suuruuden ollessa 1-60°.

30 Imulaatikon ja elastisesti deformohuvalla pinnalla varustetun puristuselementin välille muodostuu pidennetty nippi, jonka nippipainetta pystytään helposti sääte- 4 lemään muuttamalla toisen puristuselementin pinnan joustavuutta, joka edullisesti on säädettävissä. Toinen puristuselementti on edullisesti tela, joka sisältää onton tilan, joka on täytetty paineväliaineella, jolloin toisen puristuselementin kuormitusta imulaatikon kantta vasten voidaan helposti säädellä muuttamalla paineväli-5 aineen painetta ontossa tilassa.

Eräs esimerkki pinnaltaan joustavasta telarakenteesta käsittää telarungon (esim. putkitela), jonka ympärille on kiedottu paineilmaletkua spiraalin muotoon. Pai-neilmaletkusta muodostuvan kerroksen päällä voi vielä olla joustava sukka. Pai-10 neilmaletkun ja sukan muodostama kokonaisuus joustaa ja muodostaa telan ulkopinnalle pintapaineen, joka on verrannollinen letkun sisällä vallitsevaan paineeseen. Vedenpoistopaine nipissä määräytyy paineilmaletkussa olevan ilmanpaineen perusteella, joka voi olla esimerkiksi alueella 0,5-6 bar. Tällaisen esipuristimen avulla on mahdollista päästä erittäin suuriin vedenpoistopaineisiin. Vedenpoisto-15 paineen arvo on helposti aseteltavissa säätämällä paineenalennusventtiilin avulla ilmanpainetta paineilmaletkussa.

Eräs toinen esimerkki joustavalla pinnalla varustetusta puristuselementistä käsittää kenkätelan, jossa on elastisesti deformoituva tukikappale sovitettuna jäykässä 20 pitimessä olevaan onteloon siten, että tukikappale kykenee mukautumaan imulaatikon kannen muotoon siinä vaiheessa, kun toista puristuselementtiä kuormitetaan imulaatikon kantta vasten. Edullisesti tämä elastisesti deformoituva tukikappale käsittää paineväliaineella täytetyn kammion, jonka yhteyteen on järjestetty välineet paineen säätämiseksi paineväliaineella täytetyssä kammiossa.

25 WO-hakemusjulkaisuissa 2005/038129 ja 2005/038130 on kuvattu esimerkkejä pinnaltaan joustavista telarakenteista, joita voidaan käyttää puristuselementtinä keksinnön mukaisessa esipuristimessa. Myös muut pinnaltaan joustavat telaraken-teet, joilla on saatavissa aikaan pidennetty nippi yhteistoiminnassa imulaatikon 30 kannen kanssa, voivat tulla kyseeseen.

5

Imulaatikon kannen reiät ovat viistossa kulmassa kudosten kulkusuuntaan nähden, mikä helpottaa veden virtaamista reikien kautta imulaatikkoon. Rei’itetty imulaatikon kansi antaa viiroille ja rainalle paremman tuen kuin listakansi. Rei’ityksen ansiosta kannelle voidaan antaa isompi avoin pinta-ala kuin listakannella. Edulli-5 sesti imulaatikon kannen avoin pinta-ala on 20-60 %. Imulaatikko on edullisesti varustettu alipaineella, jonka suuruus on 10-40 kPa. Imulaatikon alipaineen avulla voidaan pienentää tai loiventaa rainan esipuristusnipissä kokemaa painegradient-tia. Vedenpoisto imulaatikkoon voi alkaa jo ennen nippiä ja se voi jatkua vielä nipin jälkeen. Imulaatikon ansiosta nipistä poistuva vesi ei aiheuta tulvimista eikä 10 riko rainan rakennetta. Tämä on mahdollista, kun imulaatikon viiraa vasten tulevalla kannella on riittävän suuri avoin pinta-ala. Samalla rei’itetty kansi antaa viiralle sen tarvitseman tuen nipin kohdalla.

Revitetyllä kannella varustetun imulaatikon ja pinnaltaan joustavan telan muodos-15 tama esipuristusnippi on sillä tavalla joustava, että nipin läpi menevä mälli ei kovin helposti riko viiroja. Tämä on seurausta siitä, että joustoa vaativassa tilanteessa ei ole tarvetta nopeasti siirtää suurta massaa pois mällin tieltä.

Nipin pituus riippuu joustavalla pinnalla varustetun telan halkaisijasta ja telan 20 pinnan painumasta sekä imulaatikon geometriasta. Nipin pituuteen voidaan käytön aikana vaikuttaa muuttamalla paineväliaineen painetta joustavan telan sisällä olevassa ontossa tilassa.

Edullisesti raina tulee muodostusosalla olevaan esipuristimeen vähintään 8-10 % 25 kuiva-ainepitoisuudessa. Kuormitustaso esipuristuksessa on yleensä vähintään 20 kPa ja tapauksesta riippuen enintään 100-300 kPa.

Keksinnön mukaiselle muodostusosalle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 11 tunnusmerkkiosassa. Muodostusosa käsittää revitetyllä kan-30 neliä varustetun imulaatikon sovitettuna ensimmäisen viirasilmukan sisään ja elas-tisesti deformoituvalla pinnalla varustetun telan tai vastaavan sovitettuna toisen 6 viira-silmukan tai vastaavan kudoksen sisään. Tela on kuormitettavissa imulaati-kon kantta vasten siten, että telan elastisesti deformoituva pinta ja imulaatikon revitetty kansi muodostavat pidennetyn nipin, jonka läpi raina on sovitettu kulkemaan kahden kudoksen välissä, joista ainakin toinen on muodostusviira.

5

Edullisesti raina viedään esipuristusnippiin kahden muodostusviiran välissä. Vaihtoehtoisesti esipuristin voidaan sijoittaa myös sellaiseen positioon, jossa toinen kudoksista on muodostusviira ja toinen on esimerkiksi siirtohihna tai puristinhuo-pa.

10

Keksinnön mukaiselle laitteistolle monikerroksisen paperi- tai kartonkirainan valmistamiseksi on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 13 tun-nusmerkkiosassa. Laitteistoon kuuluu välineet rainan ensimmäisen ja toisen kerroksen liitämiseksi yhteen, jotka välineet käsittävät revitetyllä kannella varustetun 15 imulaatikon sovitettuna ensimmäisen viirasilmukan sisään ja elastisesti deformoi-tuvalla pinnalla varustetun telan sovitettuna toisen viirasilmukan sisään. Pinnaltaan joustava tela on kuormitettavissa imulaatikon revitettyä kantta vasten siten, että tela ja imulaatikko muodostavat pidennetyn nipin, jonka läpi rainan ensimmäinen ja toinen kerros ovat johdettavissa kerroksien liittämiseksi yhteen.

20

Edullisesti välineet rainan ainakin toisen kerroksen valmistamiseksi käsittävät rintapöydän, joka on varustettu alipaineella. Rintapöydässä voi olla kaksi peräkkäistä vedenpoistokammiota, joista kuitususpension tulosuunnassa katsottuna ensimmäinen vedenpoistokammio on varustettu reikäkannella ja toinen vedenpois-25 tokammio on varustettu listakannella. Ratkaisun etuna on hyvä veden-poistokapasiteetti, mikä lyhentää tasoviiraosan tarvittavaa pituutta.

Seuraavaksi keksintöä selostetaan viittaamalla oheisten piirustusten kuvioihin, joihin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus ahtaasti rajoittaa.

30 7

Kuvio 1 on sivukuva hybridiformerista, joka on varustettu keksinnön mukaisella esipuristimella.

Kuvio 2 on sivukuva kitaformerista, joka on varustettu keksinnön mukaisella esi-5 puristimella.

Kuvio 3 on suurennettu sivukuva esipuristimesta ja sen aikaansaamasta veden-poistopaineesta.

10 Kuvio 4 on poikkileikkauskuva eräästä pinnaltaan joustavan telan pintarakenteesta.

Kuvio 5 on poikkileikkauskuva eräästä toisesta pinnaltaan joustavan telan pintarakenteesta.

15

Kuvio 6 on sivukuva kaksikerrosrainaimesta, jossa käytetään keksinnön mukaista esipuristinta rainan kerroksien yhteenliittämiseen.

Kuvio 7 on sivukuva vaihtoehtoisesta esipuristimen rakenteesta.

20

Kuvio 8 on leikkauskuva kuvion 7 esipuristimessa käytettävästä elastisesti defor-moituvasta tukikappaleesta sovitettuna jäykkään pitimeen.

Kuviossa 1 esitetty hybridiformeri käsittää johtotelojen 8 ohjaaman alaviirasilmu-25 kan 11 ja johtotelojen 9 ohjaaman yläviirasilmukan 12. Muodostusosa alkaa taso-viiraosuudella, jota seuraa viirojen 11, 12 rajaama kaksiviiraosuus, ja viiraosan lopussa on vielä toinen tasoviiraosuus. Kuitususpensio syötetään perälaatikosta 10 alaviiralle 11, jonka ensimmäisellä tasoviiraosuudella kuitususpensiosta poistetaan vettä alaviiran 11 läpi sen alapuolella olevien vedenpoistoelementtien (ei 30 esitetty) avulla. Kaksiviiraosuuden alussa yläviira 12 ohjataan alaviiralla 11 olevan kuitususpensiokerroksen pinnalle ja kuitususpensiosta poistetaan vettä veden- 8 poistolaatikoston 13 avulla. Tämän jälkeen raina W johdetaan esipuristusnippiin N, jonka muodostavat yläviirasilmukan 12 sisällä oleva rei’itetyllä kannella 19 varustettu imulaatikko 14 ja alaviirasilmukan 11 sisällä oleva elastisesti deformoi-tuvalla pinnalla 20 varustettu tela 15. Esipuristusnipissä N rainasta W poistetaan 5 vettä toisaalta imulaatikossa 14 vallitsevan alipaineen ja toisaalta imulaatikon 14 kantta vasten puristuvan telan 15 synnyttämän paineen avulla. Kaksiviiraosuuden lopussa on vielä siirtoimulaatikko 16, joka varmistaa, että raina W jää alaviiralle 11 siinä vaiheessa, kun yläviira 12 ohjataan johtotelan 9 avulla erilleen rainasta W. Kaksiviiraosuuden jälkeen seuraa toinen tasoviiraosuus vedenpoistoelement-10 teineen (ei esitetty), minkä jälkeen raina W siirretään pick-up-telan 17 avulla ala-viiralta 11 puristinosan kudokselle 18.

Kuviossa 2 on esitetty kitaformeri, jossa kuitususpensio syötetään perälaatikosta 10 johtotelan 8 yli kulkevan alaviiran Ilja muodostustelan 24 ohjaaman yläviiran 15 12 väliin muodostuskitaan. Vedenpoisto alkaa yläviirasilmukan 12 sisällä olevan muodostustelan 24 kaarevalla pinnalla ja jatkuu yläviiran 12 puolella olevan ve-denpoistolaatikoston 25 vaikutusalueella. Alaviirasilmukan 11 puolella on vastaavassa kohdassa kuormitettavia vedenpoistolistoja 26, jotka tehostavat vedenpoistoa vedenpoistolaatikoston 25 alueella. Vedenpoistolaatikoston 25 jälkeen seuraa 20 alaviirasilmukan 11 puolella oleva muodostustela 27, joka kääntää viirojen 11,12 ja rainan W viistosti ylöspäin suuntautuvan juoksun viistosti alaspäin suuntautuvaksi. Viirojen 11,12 alaspäin suuntautuvalla juoksulla on esipuristin, joka käsittää rei’itetyllä kannella 19 varustetun imulaatikon 14 ja elastisesti deformoituvalla pinnalla 20 varustetun telan 15, joka on kuormitettavissa imulaatikon 14 kantta 19 25 vasten. Esipuristusnipin N jälkeen on alaviiran 11 puolella siirtoimulaatikko 16, jonka jälkeen raina W seuraa alaviiraa 11 kunnes se muodostusosan lopussa siirretään pick-up-telan 17 avulla alaviiralta 11 puristinosan kudokselle 18.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetystä poiketen keksinnön mukainen muodostusosa voidaan 30 toteuttaa myös niin, että toinen rainaa esipuristusnipin N läpi kuljettavista kudoksista on siirtohihna tai puristinhuopa. Tällöin on tarkoituksenmukaista, että aina- 9 kin imulaatikon 14 revitettyä kantta 19 vasten tuleva kudos on muodostusviira tai jokin muu vettä hyvin läpäisevää materiaalia oleva kudos.

Seuraavaksi selostetaan tarkemmin esipuristimen rakennetta ja toimintaa viittaa-5 maila kuvioon 3. Imulaatikon 14 kansi 19 on varustettu rekillä 19a, jotka on suunnattu viistosti viirojen 11, 12 ja rainan W kulkusuuntaan nähden. Imulaatikon 14 alipaine vaikuttaa kannen 19 reikien 19a kautta viirojen 11 ja 12 välissä olevaan rainaan W, jolloin vettä siirtyy rainasta W reikien 19a kautta imulaatikkoon 14. Imulaatikossa 14 vallitseva alipaine on edullisesti noin 10-40 kPa. Tela 15 on 10 varustettu elastisesti deformohuvalla pinnalla 20, joka kykenee ainakin jossain määrin mukautumaan imulaatikon 14 kannen 19 muotoon. Telan 15 joustavan pintarakenteen 20 ansiosta imulaatikon 14 kansi 19 ja sitä vasten kuormitettava tela 15 muodostavat pidennetyn nipin N, joka pituus on suurempi kuin perinteisen telanipin pituus.

15

Kuvion 3 alaosassa on esitetty vedenpoistopaineen kehittyminen esipuristusnipis-sä N. Vedenpoisto yläviiran 12 läpi ylöspäin alkaa heti, kun raina W tulee imulaatikon 14 vaikutusalueelle. Alkuvaiheessa vedenpoistopaine pi vastaa olennaisesti imulaatikossa 14 vallitsevaa alipainetta, joka tässä tapauksessa on suuruudeltaan 20 noin 10-40 kPa. Nipin N kohdalla telaa 15 kuormitetaan imulaatikon 14 rei’itettyä kantta 19 vasten, jolloin vedenpoistopaine kasvaa. Maksimissaan vedenpoistopaine p2 voi olla tilanteesta riippuen 100-300 kPa. Rainan jälkikastumista nipin N jälkeen voidaan vähentää ulottamalla imulaatikon 14 alipaine jatkumaan jonkin matkaa nipin N yli.

25

Kuviossa 4 on annettu yksi esimerkki telan 15 elastisesti deformo huvasta pintarakenteesta 20. Tela 15 käsittää runkovaipan 21, jonka pinnalle on spiraalimaisesti kierretty kerros paineilmaletkua 22. Paineilmaletkusta 22 muodostetun kerroksen päälle on vielä vedetty joustavaa materiaalia oleva hihna tai sukka 23. Paineilma-30 letkussa 22 vallitsevaa alipainetta voidaan säätää paineensäätöventtiilin (ei esitetty) avulla. Telan 15 halkaisija D on edullisesti alueella 800-1500 mm.

10

Kuviossa 5 on annettu toinen esimerkki joustavalla pinnalla varustetun telan 15 mahdollisesta rakenteesta. Myös tässä tapauksessa tela 15 käsittää runkovaipan 21 päälle sovitetun paineilmaletkusta 22 muodostuvan kerroksen ja sen päälle sovite-5 tun joustavaa materiaalia olevan sukan 23. Paineilmaletkun 22 poikkileikkauksella voi olla myös muita kuvioissa 4 ja 5 esitetyistä poikkeavia muotoja.

Paineilmaletkun 22 ja sukan 23 muodostama kokonaisuus on joustava ja se kykenee muodostamaan telan 15 ulkopinnalle pintapaineen, joka on verrannollinen 10 paineilmaletkun 22 sisällä vallitsevaan paineeseen. Imulaatikon 14 ja pinnaltaan joustavan telan 15 välille muodostuu pidennetty nippi N, jonka nippipainetta pystytään säätämään muuttamalla paineilmaletkussa 22 vallitsevaa painetta. Edullisesti tämä paine on alueella 0,5-6 bar. Kun nippiin tulee rainassa oleva kuitu-kasaantuma eli mälli, telan 15 pintakerros 20 pystyy joustamaan paikallisesti, jol-15 loin nipin N läpi kulkevat viirat 11, 12 ja raina W eivät vahingoitu.

Kuviossa 6 on esitetty suoritusmuoto, jossa keksinnön mukaista esipuristinta käytetään kaksikerroksisen paperi- tai kartonkirainan erikseen muodostettujen kerroksien yhteen liittämiseen. Rainanmuodostusosa käsittää kaksi erillistä tasoviira-20 osaa, joista kummassakin muodostetaan yksi rainan kerroksista Wj, W2, ja kerrokset liitetään yhteen huopautusnipin N avulla.

Ensimmäisestä perälaatikosta 30 syötetään kuitususpensio ensimmäiselle tasovii-ralle 31 rainan ensimmäisen kerroksen Wj muodostamiseksi. Tasoviiraosan alussa 25 on kaksiosainen rintapöytä 32, jonka ensimmäinen osa 33 on varustettu reikäkan-nella 34 ja toinen osa 35 listakannella 36. Vedenpoiston tehostamiseksi rintapöy-dän 32 vedenpoistokammiot 33, 35 voidaan varustaa alipaineella. Rintapöydän 32 jälkeen seuraa joukko imulaatikoita 37 veden poistamiseksi kuitususpensiosta viiran 31 läpi. Tasoviiraosan lopussa on kääntötela 38, joka kääntää ensimmäisen 30 viiran 31 juoksun kulkemaan alaspäin.

11

Toisesta perälaatikosta 40 syötetään kuitususpensio toiselle tasoviiralle 41 rainan toisen kerroksen W2 muodostamiseksi. Myös tämän tasoviiraosan alussa on kaksiosainen rintapöytä 42, jonka ensimmäinen osa 43 on varustettu reikäkannella 44 ja toinen osa 45 on varustettu listakannella 46. Vedenpoiston tehostamiseksi rin-5 tapöydän 42 vedenpoistokammiot 43, 45 voidaan varustaa alipaineella. Rintapöy-dän 42 jälkeen seuraa joukko imulaatikoita 47 veden poistamiseksi kuitususpensi-osta viiran 41 läpi. Tasoviiraosan lopussa on kääntötela 48, joka kääntää toisen viiran 41 juoksun kulkemaan alaspäin lähes yhdensuuntaisena ensimmäisen viiran 31 juoksun kanssa.

10

Viirojen 31, 41 alaspäin suuntautuvalla juoksulla on huopautusnippi N, joka tuo viirat 31, 41 ja niillä olevat rainat Wi, W2 yhteen. Nipin N muodostavat ensimmäisen viirasilmukan 31 puolella oleva revitetyllä kannella 19 varustettu imulaa-tikko 14 ja toisen viirasilmukan 41 puolella oleva elastisesti deformoituvalla pin-15 nalla 20 varustettu tela 15, jota kuormitetaan imulaatikon 14 kantta 19 vasten. Imulaatikon 14 alipaineen ja telan 15 aikaansaaman puristuksen yhteisvaikutuksella ensimmäisellä viiralla 31 oleva rainan ensimmäinen kerros Wj ja toisella viiralla 41 oleva rainan toinen kerros W2 tarttuvat lujasti kiinni toisiinsa imulaatikon 14 ja telan 15 muodostamassa huopautusnipissä N. Tämän jälkeen seuraa 20 kääntötela 49, joka kääntää viirojen 31, 41 ja rainan W vertikaalisen juoksun horisontaaliseksi. Kaksiviiraosuuden lopussa toinen viira 41 johdetaan erilleen Tainasta W, joka jää seuraamaan ensimmäistä viiraa 31. Rainanmuodostusosan lopussa on vielä viimeinen tasoviiraosuus, jolla yhdistetystä rainasta W poistetaan vettä viiran 31 läpi imulaatikoiden 39 avulla.

25

Kuviossa 6 esitetyn kaksikerrosrainaimen tärkeä etu on sen yksinkertainen rakenne. Kummallakin tasoviiraosalla tarvitaan vain rintapöytä 32, 42 ja imulaatikot 37, 47, mutta ei esimerkiksi kuormituslistoja. Kaksikerroksisen rainan pinta- ja pohjakerrokset Wi ja W2 pystytään valmistamaan täysin erillisinä toisistaan. Riittävän 30 hyvä formaatio pystytään saamaan aikaan perälaatikosta 30, 40 purkautuvan huu-lisuihkun ja muodostusviiran 31, 41 nopeuseron avulla jo rintapöydällä 32, 42.

12 Tällaisella kaksikerrosrainaimella on mahdollista valmistaa esimerkiksi kopiopaperia, jonka toinen puoli on optimoitu lascrkirjoittimcllc ja toinen puoli mus-tesuihkukiqoittimelle. Kaksikerrosrainaimella voidaan myös valmistaa kustannustehokkaasti yksipuoleista kopiopaperia esimerkiksi niin, että rainan toisessa pin-5 nassa käytetään halvempaa raaka-ainetta.

Ratkaisun avulla saavutetaan suuri nopeuspotentiaali. Kun huulisuihku osuu rin-tapöytään nopeusalueella 1300-2000 m/min, ei esiinny ns. ’’stock jumpia” eli massan roiskumista. Rintapöydän 32, 42 valtava vedenpoistokapasiteetti lyhentää ta-10 soviiraosuuden pituuden järkevälle tasolle eli 2-4 metriin. Edullinen neliömassa-alue on 20-50 g/m2 per kerros, jolloin kaksikerroksisen rainan kokonaisneliömas-saksi tulee 40-100 g/m2.

Hienopaperia valmistettaessa tavoitteena on yleensä saada korkea täyteainepitoi-15 suus paperin keskelle ja alhainen täyteainepitoisuus paperin pinnoille, jotta paperin pölyäminen minimoituisi. Kuvion 6 mukaisella kaksikerrosrainaimella saadaan täyteaine jäämään yhdistetyn rainan keskiosaan. Uuden huopautuspuristimen avulla saadaan aikaan tehokas vedenpoisto ja rainalle hyvä palstautumislujuus. Hienoainerikkaiden pintojen yhteen liittäminen parantaa paperin palstautumislu-20 juutta ja vähentää tärkkelyksen tarvetta. Paperin pinnan ja pohjan orientaatiotaso on helposti säädettävissä, kun kerrokset muodostetaan erikseen. Kopiopaperia valmistettaessa on rainan käyristymän säätö helppoa. Ratkaisu antaa myös mahdollisuuden syöttää paperin kerrosten väliin erilaisia merkkiaineita. Kyseisellä kaksikerrosrainaimella on mahdollista valmistaa useimpia kerrostettuja tuotteita, 25 joilta vaaditaan muun muassa erittäin hyvää konesuuntaista käyristymän säätöä ja/tai pintaominaisuuksiltaan erilaisia pintoja. Tällaisia tuotteita ovat esimerkiksi mustcsuihkukirjoittimelle tai laserkiqoittimelle soveltuvat kopiopaperit sekä tarra-laminaattipaperi. Ratkaisu sallii myös halvan ja kalliin materiaalin kerrostamisen (esim. siistattu kierrätyskuitu ja kemiallinen massa, valkaisematon ja valkaistu 30 sellu).

13

Kuvioissa 7 ja 8 on esitetty vaihtoehtoinen esipuristimen rakenne. Ensimmäinen puristuselementti on tässäkin tapauksessa imulaatikko 14, joka on varustettu rei’itetyllä kannella 19. Toinen puristuselementti 115 käsittää elastisesti deformoi-tuvan tukikappaleen 52, joka on sovitettu jäykässä pitimessä 51 olevaan onteloon 5 54 siten, että tukikappale 52 kykenee mukautumaan imulaatikon 14 kannen 19 muotoon siinä vaiheessa, kun toista puristuselementtiä 115 kuormitetaan imulaatikon 14 kantta 19 vasten. Elastisesta materiaalista valmistettu tukikappale 52 käsittää painekammion 53, joka on paineensäätimen 56 välityksellä yhdistetty pai-neväliainelähteeseen 57. Painekammiossa 53 vallitsevaa painetta muuttamalla 10 voidaan vaikuttaa nippipaineeseen. Elastisesti deformoituva tukikappale 52 piti-mineen 51 on edelleen tuettu kiinteään tukipalkkiin 50. Kenkäteloista tuttuun tapaan koko rakennetta ympäröi joustavaa materiaalia oleva hihna 55, joka on sovitettu liukumaan tukikappaleen 52 pinnan yli.

15 Keksinnön monet erilaiset muunnokset ovat mahdollisia seuraavaksi esitettävien patenttivaatimuksien määrittelemän suojapiirin puitteissa. Imulaatikon kansi voi olla paitsi suora myös kovera tai kupera. Pinnaltaan joustava puristuselementti voidaan konstruoida lukuisilla eri tavoilla.

20 Paperikoneella tai vastaavalla tarkoitetaan tässä yhteydessä paperi-, kartonki-, pehmopaperi- tai sellunkuivauskonetta.

Claims (15)

1. Esipuristin paperikoneen tai vastaavan muodostusosalle, joka esipuristin käsittää ensimmäisen puristuselementin (14) ja toisen puristuselementin (15; 115), 5 jotka muodostavat nipin (N), jonka läpi raina (W) on ohjattu kulkemaan kahden kudoksen (11, 12) välissä, joista ainakin toinen on muodostusviira, tunnettu siitä, että ensimmäinen puristuselementti on imulaatikko (14), jossa on viiraa (11; 12) vasten tuleva revitetty kansi (19), ja toinen puristuselementti (15; 115) käsittää elastisesti deformoituvan pinnan (20; 52), joka kykenee mukautumaan imulaati-10 kon (14) rei’itetyn kannen (19) muotoon, ja että toinen puristuselementti (15; 115) on kuormitettavissa imulaatikon (14) kantta (19) vasten pidennetyn nipin (N) aikaansaamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen esipuristin, tunnettu siitä, että imulaatikon 15 (14) rei’itetyn kannen (19) avoin pinta-ala on 20-60 % ja imulaatikko (14) on va rustettu alipaineella, jonka suuruus on 10-40 kPa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen esipuristin, tunnettu siitä, että imulaatikko (14) on varustettu suoralla, koveralla tai kuperalla kannella (19) ja kansi (19) on 20 varustettu rei’illä (19a), jotka ovat viistossa kulmassa kudosten (11, 12) kulkusuuntaan nähden, jonka kulman suuruus on 1-60°.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen esipuristin, tunnettu siitä, että toinen puristuselementti (15; 115) käsittää onton tilan (22; 53), joka on täytetty 25 paineväliaineella, ja että toisen puristuselementin (15; 115) kuormitusta imulaatikon (14) revitettyä kantta (19) vasten voidaan säädellä muuttamalla paineväliai-neen painetta mainitussa ontossa tilassa (22; 53).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen esipuristin, tunnettu siitä, että toinen puris-30 tuselementti (15) käsittää telarungon (21), jonka ympärille on sovitettu paineväliaineella täytettyä letkua (22) sisältävä kerros, joka muodostaa mainitun elastisesti deformoituvan pinnan (20), ja että se käsittää välineet paineen säätämiseksi pai-neväliaineella täytetyssä letkussa (22).

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen esipuristin, tunnettu siitä, että toi-5 nen puristuselementti (115) käsittää elastisesti deformoituvan tukikappaleen (52), joka on sovitettu jäykässä pitimessä (51) olevaan onteloon (54) siten, että mainittu tukikappale (52) kykenee mukautumaan imulaatikon (14) kannen (19) muotoon siinä vaiheessa, kun toista puristuselementtiä (115) kuormitetaan imulaatikon (14) kantta (19) vasten, ja että toinen puristuselementti (115) käsittää joustavaa materi-10 aalia olevan hihnan (55), joka on sovitettu liukumaan elastisesti deformoituvan tukikappaleen (52) pinnan yli.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen esipuristin, tunnettu siitä, että elastisesti de-formoituva tukikappale (52) käsittää paineväliaineella täytetyn kammion (53) ja 15 että toinen puristuselementti (115) käsittää välineet (56) paineen säätämiseksi paineväliaineella täytetyssä kammiossa (53).

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen esipuristin, tunnettu siitä, että imulaatikon (14) imuvyöhyke alkaa ennen nippiä (N) ja päättyy nipin (N) jälkeen. 20

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen esipuristin, tunnettu siitä, että nipin (N) puristuspaine on enintään 100-400 kPa.

10. Jonkin patenttivaatimuksissa 1-9 määritellyn esipuristimen käyttö monikerros-25 rainaimessa kahden erikseen muodostetun rainan kerroksen liittämiseksi yhteen.

11. Paperikoneen tai vastaavan muodostusosa, joka käsittää perälaatikon (10) ja kaksi muodostusviirasilmukkaa (11, 12) sekä joukon vedenpoistoelementtejä (13, 16, 24, 25, 26, 27) sovitettuina muodostusviirasilmukoiden (11, 12) sisään veden 30 poistamiseksi kuitususpensiosta, joka syötetään perälaatikosta (10) muodostusvii-ralle (11) tai muodostusviirojen (11, 12) väliin, tunnettu siitä, että muodostusosa käsittää revitetyllä kannella (19) varustetun imulaatikon (14) sovitettuna ensimmäisen viirasilmukan (11; 12) sisään ja elastisesti deformoituvalla pinnalla (20; 52) varustetun telan (15; 115) tai vastaavan sovitettuna toisen viirasilmukan (11; 12) tai muun vastaavan kudoksen sisään, joka tela (15, 115) on kuormitettavissa 5 imulaatikon (14) kantta (19) vasten siten, että telan (15; 115) elastisesti deformoi-tuva pinta (20; 52) ja imulaatikon (14) rei’itetty kansi (19) muodostavat pidennetyn nipin (N), jonka läpi raina (W) on sovitettu kulkemaan kahden kudoksen välissä, joista ainakin toinen on muodostusviira (11, 12).

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen muodostusosa, tunnettu siitä, että toinen mainituista kahdesta kudoksesta on puristushuopa tai siirtohihna.

13. Laitteisto monikerroksisen paperi- tai kartonkirainan valmistamiseksi, joka laitteisto käsittää välineet (30, 31, 32, 37, 38) rainan ensimmäisen kerroksen (W)) 15 muodostamiseksi ja välineet (40, 41, 42, 47, 48) rainan toisen kerroksen (W2) muodostamiseksi sekä välineet (14, 15) rainan ensimmäisen kerroksen (Wi) ja toisen kerroksen (W2) liittämiseksi yhteen, tunnettu siitä, että välineet rainan ensimmäisen kerroksen (Wi) ja toisen kerroksen (W2) liittämiseksi yhteen käsittävät revitetyllä kannella (19) varustetun imulaatikon (14) sovitettuna ensimmäisen 20 viirasilmukan (31) sisään ja elastisesti deformoituvalla pinnalla (20) varustetun telan (15) tai vastaavan sovitettuna toisen viirasilmukan (41) sisään, joka pinnaltaan joustava tela (15) tai vastaava on kuormitettavissa imulaatikon (14) kantta (19) vasten siten, että pinnaltaan joustava tela (15) ja imulaatikko (14) muodostavat pidennetyn nipin (N), jonka läpi rainan ensimmäinen kerros (Wj) ja rainan 25 toinen kerros (W2) ovat johdettavissa kerroksien (W), W2) liittämiseksi yhteen.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineet rainan ainakin yhden kerroksen (Wj, W2) valmistamiseksi käsittävät rintapöydän (32; 42), joka on varustettu alipaineella. 30

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rintapöytä (32; 42) käsittää kaksi peräkkäistä vedenpoistokammiota (33, 35; 43, 45), joista kui-tususpension tulosuunnassa katsottuna ensimmäinen vedenpoistokammio (33; 43) on varustettu reikäkannella (34; 44) ja toinen vedenpoistokammio (35, 45) on va-5 rustettu listakannella (36; 46).