FI72763B - Vattenuppsamlingsanordning foer dubbelviraformare i pappersmaskin. - Google Patents

Description

72763

Vedenkeräyslaite paperikoneen kaksiviiraformereille Vattenuppsamlingsanordning för dubbelviraformare 1 pappersmaskln

Keksinnön kohteena on paperikoneen muodostusosan vedenkeräyslaite, joka on sijoitettu kaksiviiraisen muodostusosan vettä poistavan yläviirasilmu-kan sisäpuolelle ja jossa muodostusosassa sen ainakin alkupäästään pääasiallisesti vaakasuuntaisella kaksiviiraisella osuudella käytetään telaa 5 ja/tai kaarevalla kannella varustettua muodostuskenkää, jonka kaarevuuden ansiosta vesi poistuu paperirainasta mainitun kaarevan elementin pinnan alueella syntyvän kiihtyvyyskentän ja viirapaineen vaikutuksesta ylävirran läpi ja täten poistuvan veden ja siihen sekoittuvan ilman seos kerätään kaarevan elementin jälkeen sijoitetulla vedenkeräyslaitteella, joka 10 vedenkeräyslaite on sovitettu nostamaan rainasta poistuvaa vettä pääasiallisesti vaakasuuntaisen kaksiviiraisen osuuden määräämään tasoon nähden ylöspäin, missä tarkoituksessa kyseinen vedenkeräyslaite muodostuu poikkileikkaukseltaan pääasiallisesti spiraalin muotoisesta levysei-nämästä, jonka etuosa tai vastaava johdeseinämä on sijoitettu mainitun 15 kaarevan elementin tuntumaan ulottuvaksi vedenkeräyssiivekkeeksi, josta alkaa mainitun levyseinämän rajoittama spiraalimainen vedenkeräyskanava, joka on yhteydessä vedenpoistokouruun, jonka kautta vesi poistetaan paperikoneen poikkisuunnassa.

20 Keksintö liittyy paperikoneen kaksiviiraformereihin, joiden rakenteen osalta viitataan esimerkkinä hakijan FI-patenttiin n:o 50.648. Tämän viitepatentin mukaisessa muodostusosassa käytetään kaarevaa muodostus-kenkää, jonka kaarevuuden johdosta syntyvän kiihtyvyyskentän (keskipakovoiman) ja viirapaineen avulla vesi saadaan poistumaan yläviiran 25 läpi. Em. viitepatentin mukaisesti kaarevan muodostuskengän jälkeen on sijoitettu sen kanssa olennaisesti samalle tasolle vedenkeräyskaukalo, jonka etureunassa on tasomainen vedenkeräyssiiveke. Tämä siiveke johtaa veden keräyskaukaloon, josta se poistetaan poikkisuunnassa paperikoneen lyhyeen kiertoon. Viitepatentin kaarevan kengän alueella vesi poistuu 30 veden ja ilman seoksena myöhemmin tarkemmin selviävällä tavalla.

Tämän veden ja ilman seoksen edelleen johtaminen ja sen verraten suuren liike-energian sammuttaminen on osoittaunut ongelmaksi. Epäkohdaksi on 2 72763 tiedostettu myös tunnettujen vedenkeräyslaitteiden vaatima verraten suuri tila etenkin paperikoneen pituussuunnassa. Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edellä ilmenneiden epäkohtien välttäminen ja rakenteeltaan yksinkertaisen ja toiminnaltaan monipuolisen vedenkeräys-5 laitteen aikaansaaminen.

Näihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön mukaiselle vedenkeräyslaitteelle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että spiraalimaisen vedenkeräyskanavan tulosuuntaa alapuolelta rajoittaa 10 erityinen, kaarevaan levyseinämään nähden erillinen ohjaussiiveke, jonka alapuolelle muodostuu kaarevan levyseinämän jatkeena olevan seinämäosan tai vastaavan rajoittamana alipainetila, joka avautuu mainitun siivekkeen takareunalle avautuvan raon kautta spiraalikanavaan, mainitun raon muodostaessa ejektoriyhteen, joka spiraalimaisessa kanavassa vallitsevan 15 virtauksen ejektorivaikutuksesta imee mainittuun tilaan alipaineen ja täten poistaa mainitusta tilasta seinämien ja ylävirran välisistä raoista ja mahdollisesti tilan kohdalla olevan yläviiran kautta poistunutta vesisumua.

20 Keksinnön mukaisen laitteen eri etujen ja toiminnan yksityiskohtien osalta viitataan seuraavaan selostuksen loppuosaan.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen sovellu-25 tusesimerkkiin, jonka yksityiskohtiin keksintö ei mitenkään ahtaasti ole rajoitettu.

Kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvana esimerkkiä sellaisesta kaksi-viiraformerista, jossa käytetään keksinnön mukaista rainasta poistetun 30 nesteen keräyslaitetta.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista keräyslaitetta pystyleikkauksena suuremmassa mittakaavassa.

35 Kuvio 3 esittää aksonometrisena osittain aukileikättuna kuvantona keksinnön mukaista keräyslaitetta etuyläviistosta suunnasta nähtynä.

3 72763

Kuvion 1 mukaisesti paperikoneen muodostusosa käsittää runko-osan 100, jonka yhteydessä on alaviira 10, joka toimii kantavana viirana. Massa-suspensio syötetään perälaatikosta (ei esitetty) alaviiran 10 vaakasuoralle yksiviiraiselle alkuosuudelle 10'. Alkuosuudella 10' raina 5 ehtii saada sopivan huopautumisasteen ennenkuin se joutuu kaksivii-raiselle vedenpoisto-osuudelle. Kaksiviirainen osuus muodostuu ala-viiran 10 ja yläviiran 20 yhteisestä juoksusta, joka alkaa yläviiran 20 kääntötelan 21 jälkeen kengän 11 tuloreunalla. Yläviira 20 on johto-telojen 23 ohjaama. Kaksiviiraisella osuudella on muodostuskenkä 11, 10 joka on varustettu kaarevalla ja sileällä umpikannella 12. Alaviiran 10 sisäpinta liukuu kengän 11 kantta 12 vasten rainasta poistuvan veden toimiessa voitelunesteenä. Kannen 12 kaarevuussäde R on luokkaa 1...4 m, sopivimmin n. 3 m.

15 Kaksiviirainen muodostusosuus päättyy taittotelalle 22, jonka alueella yläviira 20 eroaa rainasta W, joka seuraa alaviiraa 10. Telan 22 jälkeen seuraa alaviiran 10 ykslviirainen juoksu, jolla on sinänsä tunnettuja vedenpoistoelimiä esim. tasoimulaatikko 13. Imutelan 14 jälkeen alaviiran 10 suunta kääntyy alaviistoksi sinänsä tunnetulla 20 tavalla ja tällä juoksulla raina irrotetaan alaviirasta 10 pick-up-telalla ja huovalla ja siirretään sinänsä tunnetulla tavalla paperikoneen puristinosalle (ei esitetty).

Yläviiran 20 silmukan sisälle on muodostuskengän 11 jälkeen ja sen 25 kannen 12 yläpuolelle sovitettu keksinnön mukainen vedenkeräyslaite 15. Vedenkeräyslaitteen 15 rakenne selviää parhaiten kuvioista 2 ja 3. Vedenkeräyslaite 15 muodostuu spiraalinmuotoon taivutetusta kaarevasta levyseinämästä 16. Levyseinämän 16 etureuna muodostaa siivekkeen 17, jonka alasyrjä 17' on mahdollisimman pienellä välyksellä yläviiran 20 30 sisäpintaa vasten muodostuskengän 11 kannen 12 jälkeen. Levyseinämän 16 sisäreuna on taivutettu tasomaiseksi seinämäosaksi 26, jonka alapuolelle rajoittuu vedenpoistokouru 28. Kourun 28 yläpuolella on levy-seinämän 16 sisäpinnalle ja seinämäosaan 26 kiinnitettyinä siivekkeet 27a ja 27b, jotka kääntävät veden virtauksen F konesuuntaisesta poik-35 kisuuntaiseksi nuolten F ja F. osoittamalla tavalla (kuvio 3). Kou-

3 D

run 28 molemmissa päissä on yhteet (ei esitetty), joiden kautta vesi poistetaan koneen sivuilta.

72763

Kuvioiden 2 ja 3 mukaisesti levyseinämän 16 etuosan 17 yläpuolelle on sovitettu toinen kaareva seinämäosa 18, joka yhdessä seinämäosan 17 kanssa rajoittaa kiilamaisen tilan 19. Yläpuolisen seinämän 18 etu-reuna 18' on mahdollisimman pienellä välyksellä yläviiran 20 sisä-5 pintaa vasten. Tilan 19 etupuoli avautuu kapean ejektoriraon 25 kautta seinämän 18 takareunan kohdalla vedenpoistotilaan.

Edellä selostetun vedenkeräyslaitteen 15 toiminta yhdessä kaarevan muodostuskengän 11 kanssa selostetaan seuraavassa. Paperikoneen perä-10 laatikosta purkautuvan massasuihkun sakeus, siis massan painon suhde veden painoon on n. 1:200, vastaavan suhteen ollessa viiraosan lopussa, siis telan 14 kohdalla, n. 1:5. Suuri osa vedestä poistuu alaviiran 10 yksiviiraisella alkuosuudella 10'. Noin 20...30 % vedestä poistuu ylöspäin viiran 20 läpi. Tämä vedenpoisto tapahtuu kengän 11 kannen 12 15 kaarevuuden R vaikutuksesta syntyvän kiihtyvyyskentän ja viirojen 10 ja 20 välisen puristuksen ansiosta. Kuvioissa 1 ja 2 tätä veden poistumista on kuvattu viivoituksella S. Vesi poistuu rainasta W kohdan jälkeen yläviiran 20 silmistä purkautuvina "vesitappeina", joiden välissä on ilmaa. "Vesitappien" S yläpäiden verhokäyrä on alaspäin kaa-20 reutuva heittoliikkeen parabeli. Täten "vesitappien" S pituus kasvaa kengän 11 jättöreunaan, siis kohtaan asti. "Vesitapeista" S syntyy veden ja ilman seos, joka pääasiallisesti seinämän 18 ohjaamana johdetaan keksinnön mukaiseen keräyslaitteeseen 15. Veden ja ilman seoksen kulkua on kuvattu nuolin E ja F ja F, .

3 D

25

Seinämän 18 jättöreunassa raossa 25 syntyy ejektorivaikutus, jota on kuvattu nuolin E. Tämä ejektorivaikutus imee tilaan 19 alipaineen, jonka avulla imetään tähän tilaan 19 viiran 20 läpi tai seinämien 17 ja 18 reunojen 17' ja 18' raoista mahdollisesti tuleva vesi S^.

30 Seinämän 16 spiraalimuodon ansiosta seinämän 16 kaarevuussäde pienenee jatkuvasti sen muodostamaan kouruun 28 päin mentäessä. Tällä saadaan aikaan seuraavat keksinnön mukaiset edulliset vaikutukset. Rainasta W poistuva vesi saadaan nostetuksi matkan Δ veden lähtötason yläpuolelle. Koska rainalla W on varsin suuri nopeus esim. n. 10-20 m/s, on sillä 35 myös verraten suuri liike-energia, mikä keksinnön mukaisella keräily-laitteella saadaan sammutetuksi ja siivekkeiden 27a ja 27b avulla muutetuksi edellä esitetyllä tavalla osittain potentiaalienergiaksi 5 72763 ja osittain poikkisuuntaiseksi liike-energiaksi (nuolet F ja F ).

H D

Kuten edellä todettiin jää kengän 11 kannen 12 alueelle rainasta tappien S muodossa poistuvan veden väliin runsaasti ilmaa, joka on erotettava vedestä. Kolmas tärkeä keksinnön mukaisen laitteen 15 vaikutus 5 on se, että spiraalimaisen seinämän 16, jonka kaarevuussäde jatkuvasti pienenee, saadaan aikaan tehokas veden ja ilman separointivaikutus siten, että vesi raskaampana kerääntyy seinämän 16 sisäpinnalle ja ilma erottuu. Neljäs tärkeä keksinnön mukaisen keräyslaitteen 15 funktio on se, että vesi-ilmaseos saadaan erotuslaitteen spiraalimaiseen kana-10 vaan 30 siten, että vesi ei pärski takaisin, mikä epäkohta on ilmentynyt ennestään tunnetuilla vedenkeräyslaitteilla. Tärkeä etu keksinnössä on se, että vedenkeräyslaite tarvitsee verraten pienen tilan, yleensä vain sellaisen tilan, jonka halkaisija on n. lm. Aikaisemmin vastaava tilan tarve on ollut n. 3 m. Tämä on aiheuttanut sen epäkohdan, että on tar-15 vittu yläviiran 20 kääntötela ja täten muodostusosan pituus on kasvanut, mikä merkitsee lisäkustannuksia jo paperikonesalin kasvavan tilantarpeen muodossa.

Keksinnön mukaisella vedenkeräyslaitteella 15, jonka mittasuhteet ja 20 muoto ovat kuviossa 2 esitetyn mukaisia teoreettiset laskelmat osoittavat, että muodostuskengällä 11, jonka kaarevuussäde R = 3 m on kuvion 2 mukaisilla dimensioilla ja mittasuhteilla rainan W miniminopeus v, jolla vesi saadaan nousemaan kouruun 28 v 4,2 m/s. Käytännössä v on jonkin verran suurempi, mutta tarvetta pienempiin nopeuksiin ei il-25 mene.

Siivekkeiden 27a ja 27b ansiosta saadaan veden suunta käännetyksi ja vesisuihkut pudotetuksi kourun 28 vapaaseen tilaan niin, että takai-sinroiskumista ei ilmene. Keksinnön mukaisella laitteella on edellä 30 esitettyjen etujen lisäksi myös se tärkeä etu, että vesi saadaan roiskumatta nostetuksi kouruun 28 laajalla rainan W nopeusalueella. Ennestään tunnetuissa vastaavissa vedenkeräyslaitteissa on ilmennyt se epäkohta, että ne toimivat tyydyttävästi vain hyvin pienellä nopeusalueella ja nopeutta muutettaessa on vedenkeräyslaitteet säädettävä 35 uudestaan.

6 72763

On korostettava, että edellä on selostettu vain eräs keksinnön sovellutusesimerkki. Keksinnön mukaista vedenkeräyslaitetta 15 voidaan käyttää kaarevan muodostuskengän 11 asemesta myös vastaavan muodostustelan yhteydessä. Vedenkeräyslaite 15 voidaan myös sijoittaa mielivaltaisen 5 vedenpoistosuunnan määräämään asentoon. Sisäseinämä 18 alipainetiloi-neen 19 ja ejektorirakoineen 25 ei aina ole välttämätön. Joissakin sovellutuksissa jopa siivekkeet 27 voidaan jättää pois tai voidaan käyttää sellaisia siivekkeitä, jotka kääntävät veden vain yhteen suuntaan poikittaisesti rainan W kulkuun nähden. Kaarevat siivekkeet 27a ja 27b 10 toimivat myös rakenteellisina osina, jotka jäykistävät vedenkeräyslaitteen 15 rakennetta. Vedenkeräyslaite 15 on myös tuettu muodostusosan runkorakenteisiin, mutta nämä tukirakenteet alan ammattimiehelle ilmeisinä on jätetty esittämättä.

15 Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella.

Claims (1)

1. 7 . , , 72763 Patenttivaatimus Paperikoneen muodostusosan vedenkeräyslaite, joka on sijoitettu kaksivii-raisen muodostusosan vettä poistavan yläviirasilmukan (20) sisäpuolelle ja jossa muodostusosassa sen ainakin alkupäästään pääasiallisesti vaakasuuntaisella kaksiviiraisella osuudella (10,20) käytetään telaa ja/tai 5 kaarevalla kannella (12) varustettua muodostuskenkää (11), jonka kaarevuuden (R) ansiosta vesi poistuu paperirainasta (W) mainitun kaarevan elementin pinnan (12) alueella syntyvän kiihtyvyyskentän ja viirapaineen vaikutuksesta yläviiran (20) läpi ja täten poistuvan veden ja siihen sekoittuvan ilman seos kerätään kaarevan elementin (11) jälkeen sijoite-10 tulla vedenkeräyslaitteella (15), joka vedenkeräyslaite (15) on sovitettu nostamaan rainasta poistuvaa vettä pääasiallisesti vaakasuuntaisen kaksiviiraisen osuuden määräämään tasoon nähden ylöspäin, missä tarkoituksessa kyseinen vedenkeräyslaite (15) muodostuu poikkileikkaukseltaan pääasiallisesti spiraalin muotoisesta levyseinämästä (16), jonka etuosa 15 (17) tai vastaava johdeseinämä (18) on sijoitettu mainitun kaarevan ele mentin (11) tuntumaan ulottuvaksi vedenkeräyssiivekkeeksi, josta alkaa mainitun levyseinämän (16) rajoittama spiraalimainen vedenkeräyskanava (30), joka on yhteydessä vedenpoistokouruun (28), jonka kautta vesi poistetaan paperikoneen poikkisuunnassa, tunnettu siitä, että 20 spiraalimaisen vedenkeräyskanavan (30) tulosuuntaa alapuolelta rajoittaa erityinen, kaarevaan levyseinämään (16) nähden erillinen ohjaussiiveke (18), jonka alapuolelle muodostuu kaarevan levyseinämän (16) jatkeena olevan seinämäosan (17) tai vastaavan rajoittamana alipainetila (19), joka avautuu mainitun siivekkeen (18) takareunalle avautuvan raon (25) 25 kautta spiraalikanavaan (30), mainitun raon (25) muodostaessa ejektori-yhteen, joka spiraalimaisessa kanavassa (30) vallitsevan virtauksen ejektorivaikutuksesta imee mainittuun tilaan (19) alipaineen ja täten poistaa mainitusta tilasta (19) seinämien (17,18) ja yläviiran (20) välisistä raoista ja mahdollisesti tilan (19) kohdalla olevan yläviiran 30 (20) kautta poistunutta vesisumua (sp.