FI61738C - Foerfarande vid tillverkning av stenvals foer pappersmaskin - Google Patents

Description

61738

Menetelmä paperikoneen kivitelan valmistuksessa Förfarande vid tillverkning av stenvals för pappersmaskin

Keksinnön kohteena on menetelmä paperikoneen kivitelan, etenkin pu-ristintelan, valmistuksessa kivitelan toiminnan yhteydessä ilmenevien taipumien vähentämiseksi tai eliminoimiseksi.

5 Luonnonkiveä, etenkin harmaata graniittia on kauan käytetty paperikoneen telojen raaka-aineena. Koska riittävän suuria virheettömiä gra-niittikappaleita paperikoneen suuria teloja varten ei ole helposti saatavissa, on pyritty löytämään graniittia korvaavia materiaaleja, jotka eivät kuitenkaan kiven eräiden erinomaisten ominaisuuksien ta-10 kia ole kiven käyttöä korvanneet ja syrjäyttäneet. Graniittia yleensä pidetäänkin parhaana materiaalina kovapintaisille puristinteloille mm. siksi, että graniittitela voidaan kunnostaa ja uusia ilman, että sen pinnan ominaisuudet muuttuvat.

15 Esimerkkinä kivitelan koosta mainittakoon hakijan toimittama tähän mennessä maailman suurin graniittitela, jonka halkaisija on 1600 mm ja vaippapinnan pituus 9250 mm.

Kivitelan kiviaineen eri ainesosat saattavat jaukautua epätasaisesti 20 mistä johtuen sen lämpölaajenemiskertoimet aineen eri kohdissa voivat olla erilaiset. Tämän takia telan käyttäytymistä vaihtelevissa lämpötiloissa ei aina voida laskennallisesti aivan tarkasti ennustaa.

Käytännössä onkin kivitelojen kohdalla huomattavaksi epäkohdaksi ha-25 vaittu se, että täysin suoraksi hiottuun ja valmiiksi kiillotettuun kivitelaan syntyy taipumia, mitkä ovat erittäin haitallisia silloin kun kivitela toimii puristintelana, esim. hakijan "Sym-Press"-puristi-men (tavaramerkki) sileäpintaisena keskustelana, jonka yhteyteen muodostuu ainakin kaksi puristinnippiä. Taipumat aikaansaavat nippipaineen 30 epätasaista jakautumista, mikä näkyy puristimella käsitellyn rainan epätasaisena kosteusprofiilina.

2 61 738

Esillä oleva keksintö esittää yksinkertaisen ja tehokkaan menetelmän kivitelan mainittujen taipumien syntymisen ehkäisemiseksi. Tässä tarkoituksessa keksinnön menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista, se että kivitelan lieriövaippa hiotaan lopulliseen muotoonsa olen-5 naisesti samassa lämpötilassa kuin missä kyseinen kivitela tulee paperikoneessa toimimaan.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioihin.

10

Kuvio 1 esittää erästä esimerkkiä kivitelasta, jonka yhteydessä keksintöä sovelletaan.

Kuvio 2 esittää graafisesti erään graniittitelan taipumaa pintalämpö-15 tilan funktiona.

Seuraavassa selostetaan keksinnön taustaksi aluksi erään kiviten rakenne. Tarkemmin kuviossa 1 esitetyn telan rakenne ja valmistusmenetelmä selviävät hakijan FI-patentista n:o 57 989.

20

Kuviossa 1 esitetty kivitela käsittää luonnonkiveä esim. harmaata graniittia olevan yhtenäisen vaipan 10, joka on yhtä kappaletta oleva graniittilieriö, jonka keskelle on porattu verraten suuri reikä 14. Reiän 14 halkaisija on esim. n. 50 % graniittivaipan 10 halkaisijasta. 25

Graniittivaipan 10 reikään on sijoitettu akseliputki 13, jonka sisälle molempiin päihin on kiinnitetty kivitelan akselitapit 12a ja 12b, joiden päissä on laakerointiosat 11a ja 11b. Akseliputki 13 ulottuu graniittivaipan 10 ulkopuolelle niin, että sen päälle voidaan sijoit-30 taa rengasmaiset päätylaipat 15a ja 15b, joiden väliin graniittivaip-pa 10 puristetaan.

Graniittivaipan 10 telan akselin keskiviivaan C-C nähden keskittämistä varten on graniittivaipan 10 reiän 14 reunoihin työstetty urat, 35 joihin on sovitettu keskitysrenkaat 16, joiden sisäosat vastaavat akseliputken 13 ulkopintaan.

3 61738

Mm. keksinnön taustan selvittämiseksi tutkittiin kivitelan taipumia huoneenlämmössä ja tätä kylmemmässä telan ollessa paperikoneen ulkopuolella. Tällöin todettiin lämpötilalla olevan selvä vaikutus telan taipumaan. Mittauksia jatkettiin saman kivitelan ollessa asennettuna 5 käyttöpaikalleen paperikoneeseen. Ensimmäisessä taipumamittauksessa telan pintalämpötila oli noin +20°C, mikä vastasi melko tarkkaan ympäristön lämpötilaa. Paperikoneen käynnistyttyä taipumaa ja pintalämpötilaa mitattiin ensimmäisten kahden päivän aikana 12 h välein. Tämän jälkeen mittausten väli harvennettiin 24 h ja suoritettiin mittauksia 10 viikon ajan. Viimeisessä tarkistusmittauksessa telan pintalämpötila oli stabiloitunut noin +53°C ja taipuma oli noin 0,25 mm telan keskikohdalta mitattuna.

Edellä käsiteltyjen mittausten tulokset on esitetty graafisesti ku-15 viossa 2, johon on myös lisätty jo aiemmin mitatut arvot. Kaikkien mittausarvojen perusteella taipuma-lämpötilariippuvuudelle on laskettu lineaarinen regressiosuora, jonka yhtälö on tutkitulla telalla y - 0,00659 x - 0,0848 ± 0,0356 (1) 20 missä y on taipuma telan keskikohdalla millimetreinä ja x on telan pintalämpötila °C.

Kaikki mittausarvot sekä niistä laskettu regressiosuora on esitetty 25 kuviossa 2. Käyrä 1 esittää vaihetta, jossa kivitela jäähtyy ulkona, käyrä 2 vastaavasti vaihetta, jossa kivitela lämpiää huoneilmassa ja käyrä 3 tilannetta, jossa kivitela on sijoitettuna paperikoneeseen. Pistekatkoviivalla on esitetty yhtälön (1) regressiosuoraa.

30 Korrelaatiokerroin r on 0,967168 ja selitysprosentti 93,5. Kun huomioidaan telan pintalämpötilan ja keskilämpötilan välinen, telan lämpökapasiteetista johtuva ero, voidaan katsoa telan taipuman olevan käytännössä kokonaan lämpötilasta riippuva ja lineaarinen tutkitulla lämpötila-alueella.

Ennestään tunnetusti kivitelan ulkopinnan viimeistely suoritetaan hiomakoneessa, jossa tela pyörii oman akselinsa varassa. Ulkopinta hio- 35 61738 4 taan joko hiomakiveä tai timanttihiontaa käyttäen sylinteriksi, jonka pinnan karkeus on luokkaa 1,6 pm. Tämän jälkeen suoritetaan telan tasapainotus.

5 Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä kivitela, etenkin graniitti-tela, telanhiomakoneessa lämmitetään esim. vesisuihkuilla siihen lämpötilaan, jossa tela tulee toimimaan paperikoneessa esim. sen puris-tinosassa. Telan hionta lopulliseen muotoonsa suoritetaan keksinnön mukaisesti tässä telan toimintalämpötilaa vastaavassa samassa lämpö-10 tilassa. Näin saadaan telan kiviaineksen epätasaisesta lämpölaajenemisesta johtuvat muotovirheet kompensoiduksi siten, että kun näin hiottu tela sijoitetaan paperikoneen puristinosaan, ei siinä esiinny lainkaan lämpötilan muutoksista johtuvia taipumia.

15 Kivitelan normaali toimintalämpötila paperikoneen puristinosassa on n. 35,..40°C. Jos puristinosan yhteydessä käytetään vedenpoiston tehostamisessa ns. höyrylaatikkoa, jonka rakenne on tarkemmin esitetty esim. hakijan US-patentissa n:o 4,163,688, on kivitelan toimintalämpötila n. 50..,55°C.

20 Käytännössä on havaittu, että kivitelan toimintalämpötila paperikoneen keskiosassa on hieman korkeampi kuin kivitelan päätyjen läheisyydessä. Tällöin voidaan esillä olevan keksinnön menetelmä toteuttaa myös niin, että kivitelan hiominen suoritetaan siten, että sen 25 keskiosa lämmitetään lämpötilaan, joka vastaa kivitelan keskiosan toimintalämpötilaa ja päätyjen läheiset alueet lämmitetään lämpötilaan, joka vastaa näiden alueiden toimintalämpötilaa. Tällainen telan toimintalämpötilaa jäljittelevä lämpötilaprofiili voidaan saada aikaan esim. vesisuihkulaitteita käyttäen, joista syötetään kivitelan tiet-30 tyihin kohtiin lämpötilaltaan säädettyä vettä.

Eräs vaihtoehtoinen tapa kivitelan lämmittämiseksi hionnan aikana keksinnössä tarkoitettuun lämpötilaan on se, että järjestetään hiottavan telan yhteyteen kuumavesiallas, jossa on lämpötilaltaan säädettyä vettä, 35 jonka yhteydessä tela pyörii.

5 61738

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan luonnollisesti käyttää sekä uusien kivitelojen teossa että vanhojen telojen kunnostuksessa.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän kek-5 sinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella.

Claims (7)

1. 61738
2. 1. Menetelmä paperikoneen kivitelan, etenkin puristintelan, valmistuksessa kivitelan toiminnan yhteydessä ilmenevien taipumien vähentämiseksi tai eliminoimiseksi, tunnettu siitä, että kivitelan lieriövaippa (10) hiotaan lopulliseen muotoonsa olennaisesti samassa 5 lämpötilassa kuin missä kyseinen kivitela tulee paperikoneessa toimimaan.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kivitelan lieriövaippa (10) hiotaan lopulliseen muotoonsa lämpö- 10 tilassa n. 35...40°C.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sellaiset kivitelat, jotka toimivat paperikoneen puristimen sellaisena telana, jonka yhteydessä käytetään höyrylaatikkoa, hiotaan 13 lopulliseen muotoonsa lämpötilassa, joka on n. 50...55°C.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kivitelan lieriövaipan (10) hiominen lopulliseen muotoonsa suoritetaan kivitelan aksiaalisuunnassa eri lämpötiloissa, jotka 20 eri lämpötilat olennaisesti vastaavat kyseisen kivitelan vastaavien kohtien toimintalämpötiloja paperikoneessa.
6. 3. Patenttivaatimuksen 1,2,3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiottavan kivitelan lämmittäminen kyseiseen lämpötilaan 25 suoritetaan vesisuihkulaitteita hyväksikäyttäen.
7. 6. Patenttivaatimuksen 1,2,3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kivitelan lämmittäminen kyseiseen lämpötilatasoon suoritetaan käyttäen hyväksi vesiallasta, jossa on lämpötilaltaan säädettyä 30 vettä, jonka yhteydessä hiottava kivitela pyörii.