FI127336B - Kiillotussylinterillä varustettu kuiturainakone - Google Patents

Description

KIILLOTUSSYLINTERILLÄ

VARUSTETTU KUITURAINAKONE

Keksinnön kohteena on kiillotussylinterillä varustettu kuiturainakone, jossa kiillotussylinterin pintaa vasten on järjestet5 ty kaavinlaitteet, joita ennen kiillotussylinterin pyörimissuunnassa on kiillotussylinteristä erillinen paperinjohtotela, jonka jälkeen kuiturainakoneeseen kuuluu jälkikäsittelyosa, ja paperin j ohtotelan jälkeen jälkikäsittelyosan ensimmäisenä laitteena on johtotelasta erillinen telanippi.

Esimerkiksi tarran taustapaperia valmistetaan kiillotussylinterillä varustetulla kuiturainakoneella. Käytännössä kiillotussylinteri on jenkkisylinteri. Kiillotussylinterin halkaisija on suuri, jolloin kiillotussylinterin pinnalla ohut kuituraina kuivuu ja samalla kuiturainan toinen puoli on kiillottuu. Tietyllä höyrynpaineella ja kuiturainan neliöpainoalueella kuituraina irtoaa itsestään kiillotussylinterin pinnalta. Lähinnä höyrynpainetta ja tuotantonopeutta muuttamalla voidaan säätää kuiturainan irtoamiskohtaa. Kiillotussylinterin jälkeen kuituraina johdetaan jälkikäsittelyosalle, kuten esimerkiksi kalanteriin.

20146105 prh 02 -02- 2018

Tunnettu kuiturainakone soveltuu vain kapealle neliöpainoalueelle. Käytännössä valmistetaan hyvin ohutta kuiturainaa. Jo nykyiselläkin lajivalikoimalla kuiturainan ajaminen kiillotussylinteriltä alas on vaikeaa, koska kiillotussylinterin kaapimet päästävät läpi. Kaapimet päästävät kuiturainan läpi, koska kiillotussylinteriä halutaan ajaa sellaisissa olosuhteissa, joissa kuituraina on kiinnittyneenä kiillotussylinterin pinnal30 la, josta kuiturainan tai päänvientinauhan kaavaus on haasteellista tai jopa mahdotonta laajalla neliöpainoalueella tunnetuilla kaavinratkaisuilla. Toisin sanoen kuituraina pysyy kiillotussylinterin pinnalla ja alkaa keräytymään sen pinnalle. Sama ongelma on myös päänvientinauhaa alas ajettaessa. Kiillotussy35 linterin kaapimen päästäessä läpi uusi päänvienti kestää märästä päästä alkaen jopa yli tunnin. Tulevaisuudessa tilanne edelleen vaikeutuu kiillotussylinterin säätömahdollisuuksien vähentyessä.

Tällöin on vaikeaa tai jopa mahdotonta saada kuituraina irtoamaan kiillotussylinterin pinnalta juuri ennen ensimmäistä kaavinta. US-julkaisussa numero 3846228A esitetään patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen kuiturainakone.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uudenlainen kiillotussylinterillä varustettu kuiturainakone, joka on entistä toimintavarmempi ja jolla voidaan saada lisäominaisuuksia valmistettavaan kuiturainaan. Tämän keksinnön mukaisen kuiturainakoneen tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista. Keksinnössä kuiturainakoneessa käytetään uutta elementtiä, jolla niin kuituraina kuin päänvientinauhakin saadaan vietyä kiillotussylinteriltä hallitusti eteenpäin. Tällöin kiillotussylinterin läpilaskuongelma voidaan välttää ja kuiturainakoneella voidaan valmistaa kuiturainaa entistä laajemmalla neliöpainoalueella. Samalla kuiturainan ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa aikaisempaa laajemmin. Lisäominaisuudet voidaan sisällyttää myös olemassa oleviin koneisiin, kun laitteistojen yllättävällä sijoituksella voidaan tilankäyttö optimoida. Tästä on merkittävä etu varsinkin koneuusinnoissa. Nykyisillä kuiturainakoneilla voidaan valmistaa aikaisempaa laajemmalla neliöpainolla olevia laatuja ja samalla saada entistä monipuolisempia ominaisuuksia kuiturainaan.

20146105 prh 02 -02- 2018

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, joissa

Kuva 1

Kuva 2

Kuva 3

Kuva 4 esittää osa tunnetun tekniikan mukaisesta kuiturainakoneesta, esittää keksinnön mukaisen kuiturainakoneen uuden elementin kohdalta, esittää keksinnön mukaisen uuden elementin jälkeisen kuiturainakoneen, esittää keksinnön mukaisen uuden elementin jälkeisen kuiturainakoneen muunnoksen.

20146105 prh 17-12-2014

Kuvassa 1 esitetään osa tunnetun tekniikan mukaisesta kuiturainakoneesta. Tässä jätetään esittämättä niin sanottu viiraosa, jolla kuiturainan muodostus aloitetaan. Viiraosalta kuituraina johdetaan esimerkiksi kuvan 1 mukaiselle puristinosalle 11, jossa kahden puristinhuovan 12 ja 13 välissä kuituraina johdetaan puristinnippiin 14. Puristinnipin 14 jälkeen kuituraina siirretään alemmalta puristinhuovalta 13 puristinhuovalle 15. Puristinhuopa 15 on tuettu taittotelalla 16, joka on sovitettu kosketuksen kiillotussylinterin 17 kanssa. Sanottu taittotela 12 10 muodostaa kiillotussylinterin 17 kanssa nipin, jossa kuituraina 10 siirtyy puristinhuovalta kiillotussylinterille eli kuituraina 10 tarttuu kiillotussylinterin 17 kuumaan ja sileään pintaan.

Kiillotussylinteriä kutsutaan myös jenkkisylinteriksi.

Kiillotussylinteri on kuin iso kuivatussylinteri, jota kuumennetaan paineistetulla höyryllä. Suuren halkaisijan ansiosta kuituraina kuivuu niin paljon, että kuiturainaa voidaan jälkikäsitellä heti kiillotussylinterin jälkeen. Kuuman kiillotussylinterin 17 ympärillä on lisäksi huuva 18, jolla kuiturainan kuivumista voidaan edelleen säätää puhaltamalla kuumalla ilmalla ja estää lämmön karkaaminen ympäristöön.

Kiillotussylinterin jälkeen kuituraina 10 johdetaan kuvassa 1 kahden kalanterin 19 ja 20 jälkeen rullaimelle 21. Ratakatkoissa ja päänviennissä kuituraina ajetaan alas pulpperiin 22, joka on heti kiillotussylinterin 17 alla. Kuiturainan irtoamisen varmistamiseksi kiillotussylinterillä on tässä kolme perättäistä kaavinta sisältävät kaavinlaitteet 23. Silti kuiturainan irtoamisessa on ongelmia ja kaapimet voivat laskea läpi. Siten tunnettu ratkaisu toimii vain kapealle neliöpainoalueelle ja hitaalle tuotantonopeudelle.

Kuvassa 2 esitetään keksinnön mukainen oivallus. Yleisesti sanottuna kuiturainakone on varustettu kiillotussylinterillä.

Kiillotussylinterin 17 pintaa 24 vasten on järjestetty kaavinlaitteet 23, joita ennen kiillotussylinterin 17 pyörimissuunnas20146105 prh 02 -02- 2018 sa on paperinjohtotela 25. Paperinjohtotelan 25 jälkeen kuiturainakoneeseen kuuluu jälkikäsittelyosa 26. Keksinnössä paperinjohtotelan 25 jälkeen jälkikäsittelyosan 26 ensimmäisenä laitteena on vetonippi 27 kuiturainakoneella valmistettavan kuitu5 rainan 10 irrottamiseksi vetämällä kiillotussylinterin 17 pinnalta 24 siten, että päänvientinauha tai kuituraina ei kosketa kaapimen terään päänviennin jälkeen.

Keksinnössä kiillotussylinterin jälkeen on siis käytöllinen 10 vetonippi 27, jolla kuituraina 10 vedetään kiillotussylinterin pinnalta 24 siten, että päänvientinauha tai kuituraina ei kosketa kaapimen terään päänviennin jälkeen. Siten kuituraina 10 saadaan aina varmasti irti kiillotussylinteriltä 17 ilman kaapimien läpilaskuongelmaa. Järjestelystä on erityisesti etua ratakatkoissa, jolloin kuituraina voidaan hallitusti ajaa alas vetonipin 27 jälkeen. Keksinnössä vetonipin 27 kohdalla onkin alapuolinen pulpperi 28 (kuva 3) . Käytännössä pulpperin 28 kuilu 29 ulotetaan vetonipin 27 alueelle, jolloin kuituraina tai siitä leikattu päänvientinauha voidaan ajaa alas myös vetonipin jälkeen. Vetonipiltä on sitten helppo jatkaa päänvientiä. Vetonipin merkittävä etu on kuiturainan vetäminen ja ohjaaminen vetonipin alatelan kaavarin avulla pulpperiin laajalla neliöpainoalueella. Näin vältetään kaavarin läpilasku, joka tarkoittaa aina ratakatkoa ja uutta päävientiä viiraosalta alkaen. Ve25 tonipin ansiosta päänvientinauha ja kuituraina voidaan viedä kiillotussylinterin läpi pienellä nopeudella ja kiihdyttää nopeus halutuksi ennen kuiturainan vientiä päällystysosalle. Kuvassa 2 esitetään myös osa päänvientilaitteista, joista tässä esitetään kääntökatkaisulaite 30 sekä alipainehihnakuljetin 31, joilla päänvientinauha saadaan seuraavana olevaan kalanteriin

19.

Kuvassa 2 esitetään tarkemmin keksinnön mukainen vetonippi 27, joka tässä muodostuu ylätelasta 32 ja alatelasta 33. Lisäksi alatela 33 varustettu kuormitusvälineillä 34. Tällöin vetonipin viivakuormaa voidaan säätää, jolloin vältetään vetonipin luista20146105 prh 17-12-2014 minen ja samalla varmistetaan kuiturainan irtoaminen kiillotussylinterin pinnalta. Käytännössä kuormitusvälineet 34 on säädettäviä siten, että vetonipin 27 viivakuorma on 1 - 10 kN/m, edullisemmin 2-6 kN/m. Kyseisellä viivakuormalla saavutetaan riittävä pito ilman kuiturainan vahingoittumista, kuten huikin vähentymistä. Tässä alatela 33 on tuettu keinuvarteen 35, johon ilmapalkeen 36 voima välitetään. Rakenne on yksinkertainen ja ilmapalkeella saavutetaan riittävä ja tarkasti säädettävä kuormitus. Kalenterilla, joka on sijoitettu vetonipin jälkeen, 10 on erittäin haasteellista tai mahdotonta saada tasainen veto koko kuiturainan leveydellä alle 10 kN/m voimalla, koska kalanteri ei ole suunniteltu näin pienille viivakuormille.

Muutenkin vetonippi on saatu yksinkertaiseksi, mutta toimivaksi. 15 Ensinnäkin alatela 33 on bombeerattu putkitela ja siinä on pehmeä telapinnoite. Putkitela on rakenteena kevyt ja telapinnoitteella saavutetaan hyvä pito. Bombeerauksella saadaan vetonippi suoraksi viivakuormasta ja sen aiheuttamasta telojen taipumisesta huolimatta. Siten kuituraina kulkee häiriöttä 20 vetonipin läpi. Yllättäen ylätela 32 on uritettu putkitela.

Tässäkin putkitela on rakenteeltaan kevyt ja yksinkertainen.

Lisäksi urituksella taataan häiriötön kuiturainan kulku. Tavanomaiset kuiturainaa vasten olevat puristustelat ovat aina sileäpintaisia.

Kuiturainan kulkua on myös edelleen mietitty keksinnössä, jossa paperinjohtotela 25 ja vetonippi 27 on sovitettu siten, että kuiturainan 10 tulokulma on 0 - 5°, edullisemmin 0-2°. Tässä tulokulmalla tarkoitetaan vetonipin tangentin ja kuiturainan välistä kulmaeroa. Yleisemmin sanottuna paperinjohtotela ja vetonippi pyritään sovittamaan siten, että kuituraina menee oleellisen suoraan vetonippiin, jolloin tulokulma on oleellisesti nolla. Kuvan 2 sovelluksessa tämä on saavutettu kallistamalla vetonippiä eteenpäin. Käytännössä ylätela 32 on konesuunnassa alatelaa 33 edempänä.

Vetonippi on kuormitettuna niin ajon aikana kuin ratakatkossakin. Joustavan telan bombeeraus sopii parhaiten tietylle viivakuormalle ja siten kuituraina menee suorana vetonippiin. Lisäksi ratakatkon tulessa vetonipissä on heti riittävä pito, jolloin vältetään vetonipin luistaminen. Samalla vetonipin pito on valmiiksi päällä yleensä niin äkillisessä ja yllättävässä ratakatkossa. Siten erillinen ratakatkotunnistin on vetonipin yhteydessä tarpeeton.

Kuormituksen säädettävyydellä voidaan pitää vetonippi toimintakuntoisena pitkään. Esimerkiksi suunniteltu keskimääräinen viivakuorma voi olla esimerkiksi 5 kN/m. Käytön aikana viivakuorma on reunoissa suurempi kuin keskellä. Tällöin telapinnoite kuluu telan päistä muuta aluetta enemmän, mikä kasvattaa bombee15 rausta. Muutos voidaan kompensoida lisäämällä viivakuormaa, jolloin kuituraina menee edelleen suoraan vetonippiin.

20146105 prh 17-12-2014

Vetonipin kannalta olisi edullista pienen tulokulman lisäksi pieni lähtökulma. Tällöin kuituraina menisi suoraan vetonipistä läpi ilman taittokulmia. Esimerkiksi tilanpuutteen vuoksi tällainen optimigeometria voi olla hankala toteuttaa. Niinpä keksinnössä kuiturainalla on peittoa ylätelan jättöpuolella. Tällöin voidaan varmistaa, että kuituraina lähtee ratakatkoissa seuraamaan sileää alatelaa uritetun ylätelan sijaan.

Erityisesti tuotannon aikana ylätelan urituksella on suuri merkitys. Kuiturainan liike ja sen mukana kuljettama ilma pakkautuisi vetonipin sulkeutuvaan kitaan. Urituksen ansiosta vetonippiin pakkautuva ylipaine kuitenkin siirtyy vetonipin läpi vetonipin jättöpuolelle. Tällöin vetonipin jättöpuolella on uritetun ylätelan puolella ylipaine sekä samalla sileän alatelan ja kuiturainan välistä puuttuu ilma. Tällöin kuituraina lähtee seuraamaan sileää alatelaa, mikä on edullista kuten aiemmin jo mainittiin. Edellä mainittu ylätelan peitto myös edesauttaa tätä päämäärää. Jos sileän alantelan puolella olisi peittoa, muodostuisi alatelan ja kuiturainan väliin ilmapussi, joka voisi

20146105 prh 17-12-2014 muodostua suuremmilla ajonopeuksilla haitallisen suureksi.

Esitetyllä rakenteella nämä ongelmat voidaan välttää.

Edellä esitetyllä ratkaisulla saadaan aiemmat ajettavuusongelmat 5 ratkaistua. Tällöin voidaan välttää kiillotussylinterin läpilaskut. Samalla voidaan valmistaa entistä laajemmalti eri neliöpainoisia kuiturainoja. Siten myös kiillotussylinterin painetason säätämisen merkitys on entistä vähäisempi, kun joka tapauksessa kuituraina saadaan irti kiillotussylinteriltä. Lisäksi kiillo10 tussylinterin pintalämpötilan muuttaminen höyryn avulla on hidasta.

Pelkällä keksinnön mukaisella vetonipillä saadaan kuiturainakone toimimaan entistä varmemmin. Samalla voidaan kuiturainaa valmis15 taa entistä laajemmalla neliöpainoalueella. Keksinnössä kuitenkin myös loppuosa jälkikäsittelyosasta on uusi ja yllättävä. Vetonipin 27 jälkeen jälkikäsittelyosaan 26 kuuluu jälkikäsittelylaitteita 37, jotka on sovitettu kerroksittain toistensa suhteen (kuvat 3 ja 4). Tällöin saadaan kuiturainan ominaisuuk20 siä säädettyä entistä laajemmin ja monipuolisemmin.

Kuvissa 3 ja 4 jälkikäsittelylaitteet 37 on sovitettu vetonipin 27 jälkeen lisäominaisuuksien saamiseksi erilaisille paperilajeille. Jälkikäsittelylaitteet 37 koostuvat tyypillisesti päällystysasemista 44, joiden välissä voi olla kostutuslaite tai sylinteriryhmä. Päällystysasemilla 44 kuituraina päällystetään molemmin puolin vuoronperään. Päällystysaseman jälkeen kuituraina kuivataan aina esimerkiksi ilmalaitteilla, kuten esimerkiksi leijukuivaimella 41 ja/tai kuivatussylinterikuivauksella.

Päällystyksen jälkeen kuiturainaa vedetään sylinterikuivatusryhmän 42 kuivatussylintereillä, joista ainakin yhdessä yläsylinterissä on viirapeitto 43. Rullaimella 21 päällystetty kuituraina kiedotaan konerullaksi. Ennen rullaamisista kuiturainan pinta kalanteroidaan pintaominaisuuksien parantamiseksi monitelakalan35 terillä 46, joissakin tapauksissa 1-nippi- tai 2-nippikalanterilla.

20146105 prh 17-12-2014

Kuvassa 4 jälkikäsittelylaitteet 37 on sovitettu kolmeen eri kerrokseen, joista alin on niin sanotussa kellarissa 38. Pelkän kalenteroinnin lisäksi keksinnön mukaisessa kuiturainakoneessa on myös lisäominaisuuksia. Tämä ilmenee kuvasta 4. Tässäkin on vetonipin 27 jälkeen kalanteri 19, mutta sen jälkeen kuiturainaa käsitelläänkin ihan uudella tavalla. Esitetyssä sovelluksessa kevyen kalanteroinnin jälkeen kuituraina 10 johdetaan ylätasanteelle 39 järjestettyyn pintaliimausasemaan 40, jolla voidaan vaikuttaa kuiturainan pintaominaisuuksiin. Pintaliimaus nostaa 10 jo melko kuivan kuiturainan kosteutta. Niinpä kerrosmaiseen rakenteeseen mahtuu alapuolinen leijukuivain 41, jonka lisäksi kellariin 38 on sovitettu sylinterikuivatusryhmä 42. Tässä sylinterikuivatusryhmään 42 kuuluu kolme kuivatussylinteriä, joiden kautta kuituraina kulkee osin kuivatusviiran 43 tukemana. 15 Sylinterikuivatusryhmän 42 jälkeen kuituraina ohjataan jälleen ylöspäin. Konetasolla on seuraavana päällystysasema 44, jonka jälkeen kuituraina johdetaan toiselle leijukuivaimelle 41. Lopuksi kuituraina kiertää ylätasanteella 39 olevan kääntöleiun 45 kautta, minkä jälkeen kuituraina on valmis rullaimelle 21. 20 Jälkikäsittelyosan 26 alapuolella on hylynkeräyslaitteet, joilla hylky kerätään ja siirretään rullaimen 21 pulpperiin.

Kuiturainakoneen tuotantoa voidaan muuttaa, kun kone-uusinnassa vanhaan tilaan mahtuu uudenlainen jälkikäsittelyosa. Kuvaan 1 verrattuna kuvasta 4 on toinen kalanteri on poistettu ja rullainta 21 on siirretty vain hieman. Käytännössä lisätilaa konesuunnassa on tarvittu vain muutaman metri.

Vetonipillä saadaan kuituraina ja päänvientinauha irrotettua kiillotussylinterin pinnasta. Lisäksi vetonipillä saadaan kuituraina vedettyä kiillotussylinteristä irti myös katkotilanteessa ja ajettua kuituraina vetonipin jälkeen alas pulpperiin. Siten kuituraina saadaan kaikissa tilanteissa kiillotussylinteristä irti koko neliöpainoalueella koskematta kiillotussylinte35 rin höyrynpaineen säätöön. Yllättäen voidaan uusinnoissa lisäksi sijoittaa edellä mainitut jälkikäsittelylaitteet kompaktisti jopa kolmeen kerrokseen. Tällöin kuivausta voi olla kaikissa kolmessa kerroksessa ja pintakäsittelyäkin päällystämällä kahdessa kerroksessa.

Claims (7)

1. PATENTTIVAATIMUKSET

   1. Kiillotussylinterillä varustettu kuiturainakone, jossa kiillotussylinterin (17) pintaa (24) vasten on järjestetty

   5 kaavinlaitteet (23), joita ennen kiillotussylinterin (17) pyörimissuunnassa on kiillotussylinteristä (17) erillinen paperinjohtotela (25), jonka jälkeen kuiturainakoneeseen kuuluu jälkikäsittelyosa (26), ja paperinjohtotelan (25) jälkeen jälkikäsittelyosan (26) ensimmäisenä laitteena on johtotelasta 10 (25) erillinen telanippi, tunnettu siitä, että telanippi on vetonippi (27), joka on järjestetty irrottamaan kuiturainakoneella valmistettava kuituraina (10) vetämällä kiillotussylinterin (17) pinnalta (24) ennen kaavinlaitteita (23), ja vetonippi (27) muodostuu ylätelasta (32) ja alatelasta (33), joista

   15 alatela (33) varustettu kuormitusvälineillä (34), jotka ovat säädettäviä siten, että vetonipin (27) viivakuorma on 1 - 10 kN/m, edullisemmin 2-6 kN/m.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuiturainakone, tunnettu

   20 siitä, että alatela (33) on bombeerattu putkitela ja siinä on pehmeä telapinnoite.
3. 3. patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kuiturainakone, tunnettu siitä, että ylätela (32) on uritettu putkitela.
4. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen kuiturainakone, tunnettu siitä, että paperinjohtotela (25) ja vetonippi (27) on sovitettu siten, että kuiturainan (10) tulokulma on 0 - 5°, edullisemmin 0 - 2°.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kuiturainakone, tunnettu siitä, että kuiturainalla (10) on peittoa ylätelan (32) j ättöpuolella.
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen kuiturainakone, tunnettu siitä, että vetonipin (27) kohdalla on alapuolinen pulpperi (28) .

   5 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen kuiturainakone, tunnettu siitä, että vetonipin (27) jälkeen jälkikäsittelyosaan (26) kuuluu jälkikäsittelylaitteita (37), jotka on sovitettu kerroksittain toistensa suhteen.
7. 10 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kuiturainakone, tunnettu siitä, että jälkikäsittelylaitteet (37) on sovitettu kolmeen eri kerrokseen.