FI81622B - En pulsationsdaempare foer ett utvidgat laogfrekvensomraode. - Google Patents

Description

1 81622

Levennetyn pientaajuusalueen sykkeenvaimennin En pulsationsdämpare för ett utvidgat lägfrekvensomräde

Esillä oleva keksintö koskee massasuspensioiden sykinnän vaimentamia, sitä tyyppiä/ jota käytetään paperin valmistuksessa. Siinä käytetään havaintolaitetta, johon kuuluu vaimen-timen ylävirran puolelle sijoitettu anturi, joka kehittää signaalin siirtojärjestelmän ja ohjaus vahvisti me n avulla, joka signaali syötetään ylipäästösuodattimen läpi, niin että siihen vaikuttavat ainoastaan sulpun paineen muutokset, mutta ei vakiopaine. Käytettävissä on myös laite, joka tunnustelee sulpun tai massalietteen pinnan korkeuden ylijuoksusäiliössä ja kehittää signaalin, joka syötetään alipäästösuodattimen läpi ja yhdistetään ylipäästösuotimesta tulevaan signaaliin ylijuoksuventtiilin ohjaamiseksi siten, että ylijuoksun pitkä-aikainen pinnan korkeus pysyy vakiona.

Paperikoneen syöttöjärjestelmää käytettäessä on välttämätöntä, että väliainesuspension virtaama pysytetään vakiona. Paperikoneen massasulppujärjestelmässä esiintyvät sykinnät, jotka voivat aiheutua pumpuista tai sihdeistä tms tai häiriöistä kuten kavitaatiosta, saattavat johtaa paperin pintapainon vaihteluihin koneen suunnassa.

Ei ole aina mahdollista saavuttaa riittävää painesykintöjen hillintää rakenteen muutoksilla pumppujen ja sihtien valmistuksessa tai asennuksessa. Sensijaan tavallisempi keino on käyttää asianmukaisesti suunniteltua ja asianmukaisesti sovellettua vaimenninta eli akustista suodinta, joka pienentää virtaaman haitallisen vaihtelun suuruutta merkitsevästi, häiritsemättä vakiovirtaamaa.

Tekniikassa tunnetaan ennestään laitteita, joissa on maesa-lietteen vaimennuskammio ja siihen liittyvät massalietteen sisääntulojohto ja poistolaite. Esimerkkeinä läheisen tekniikan mukaisista tunnetuista laitteista mainittakoon laitteet, 2 81622 jotka on esitetty suomalaisissa patenttijulkaisuissa FI 57281 ja FI 57282 sekä US-patent ti julkaisuissa US 4.030.971, US 4.116.259, US 4.146.052 ja US 4.179.332.

Eräs ennestään tunnettu laitetyyppi, jota on onnistuneesti käytetty minimoimaan paineenvaihteluita paperikoneen perä-laatikossa, on selitetty US-patenttijulkaisussa 4 030 971. Tässä patenttijulkaisussa selitettyyn mekanismiin sisältyy taipuisa kalvo, joka vaimentaa paineen vaihteluita ja jota kannatetaan ilman avulla ilmakammiossa, joka on jaettu kahdeksi osastoksi. Ilmaa syötetään jatkuvasti ennaltamäärätyllä paineella toiseen näistä osastoista ja toiseen osastoon on sijoitettu päästöventtiili, jonka aukon avaa tai sulkee kalvon liike, niin että ilmaa pääsee pois osastosta kalvon liikkuessa sulppuun päin paineen aletessa.

Käytännössä on kuitenkin todettu, että tämän tyyppisen sykin-nän vaimentimen, jossa ilman ja massalietteen erottamiseen käytetään kumikalvoa, alhaisen taajuuden herkkyys rajoittuu noin 1 Herz' iin. Tätä pienintä tehokasta vaimennus taajuutta hiukan pienemmillä taajuuksilla, tavallisesti noin 0,5 Herz'illä, tämän tyyppinen vaimennin saattaa suorastaan aiheuttaa sykintöjen vahvistumista. Näin ollen täydellisen sykinnän hallinnan saavuttamiseksi edellä mainitun patenttijulkaisun mukaista sykinnän vaimenninta on käytettävä varustettuna lisälaitteella, joka pystyy tehokkaaseen vaimennukseen erittäin alhaisilla taajuuksilla.

Esillä oleva keksintö tarjoaa vaimentimen, joka on erityisen tehokas erittäin alhaisilla, suuruusluokkaa 1 Herz olevilla tai sitä pienemmillä taajuuksilla. Kun esillä olevan keksinnön mukainen vaimennin yhdistetään edellä mainitussa US-patentti-julkaisussa 4 030 971 selitettyä tyyppiä olevaan laajakaista-vaimentimeen, saavutetaan vaimenuus koko taajuuden vaihtelu-alueella. Tällaisessa yhdistelmässä käytettynä kalvovaimennin

II

3 81622 voi olla varustettu pienemmällä ilmakammiolla kuin normaalisti, koska sen tarvitsee toimia ainoastaan suuremmilla taajuuksilla.

Esillä olevan keksinnön mukaiset erikoispiirteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa järjestelmässä on ilma-kammio massalietejohdon osan ympärillä samoin kuin tunnetuissa vaimentamissa. Kalvoa ei kuitenkaan käytetä, ja massalietteen annetaan juosta yli läpivirtausputkesta vaimentimen pohjalla olevaan ylijuoksusääliöön. Ylijuoksupannan korkeutta säätää pintakorkeuden anturi ja pintakorkeuden säätöpiiri, joka säätää ilman painetta vaimentimen kammiossa ilman syöttö- ja poistoventtiileiden avulla. Tämän säätöpiirin reagointiaika asetellaan hyvin pitkäksi, suuruusluokkaan yli 10 sekuntia, vuorovaikutuksen muiden säätöpiirien kanssa välttämiseksi.

Entistä parempi pientaajuusvaimennus saavutetaan säätämällä asianmukaisesti ylijuoksusäiliöstä virtaavan massalietteen virtaamaa kahden säätöpiirin avulla. Massalietteen painetta vaimentimen ylävirran puolella tunnustelee paineensiirrin ja säätövahvistin. Tämän signaali syötetään ylipäästösuotimen läpi, niin että ainoastaan massalietteen paineen vaihtelut vaikuttavat ylijuoksuventtiilin toimintaan, eli ainoastaan vaihtovirtakomponentti, mutta ei massalietteen vakiopaine eli tasavirtakomponentti. Myös massalietteen pintakorkeus yli-juoksusäiliössä havaitaan toisella paineensiirtimellä ja pintakorkeuden säätövahvistimella. Tästä vahvistimesta saatu signaali syötetään alipäästösuotimen läpi ja sen tehtävänä on ohjata ylijuoksuventtiiliä niin, että yläjuoksun pitkäaikainen pintakorkeus pysyy vakiona. Paine- ja pintakorkeussignaalit näistä kahdesta vahvistimesta yhdistetään yhteenlaskuvahvis-timessa ja niitä käytetään ohjaamaan venttiilin säätöelintä, joka vuorostaan ohjaa ylijuokeusäiliön ylijuoksuventtiiliä.

4 81622

Esillä olevalla keksinnöllä saadaan aikaan tehokas sykinnän vaimennus hyvin alhaisilla taajuuksilla havaitsemalla massa-lietteen paineen muutosnopeus ja laskemalla ulos liika virtaama, joka muuten joutuisi perälaatikon huuliaukkoon aiheuttaen haitallisia pintapainon vaihteluita. Ylijuoksukammion ja yli-juoksusäiliön käyttö tarjoaa erittäin tarkan keinon säätää säiliössä olevan massalietteen pintakorkeuden ja ylijuoksu-nopeuden vakiotilaa, ja lisäksi se tarjoaa akustisen eristyksen säätöventtiilin mahdollisesti synnyttämän melun ja sulppu-johdon välille. Vaimennus säätöventtiilin reagointiaikaa suuremmilla taajuuksilla saadaan aikaan varustamalla ilmatyyny ylijuoksukammion tason yläpuolelle.

Oheinen piirustus esittää eräitä sovellutusmuotoja laitteesta, jota voidaan käyttää esillä olevaa keksintöä toteutettaessa.

Kuvio 1 on jossakin määrin kaaviollinen kuvanto kokonaisjärjestelmästä, jossa käytetään esillä olevan keksinnön mukaista parannettua vaimenninta;

Kuvio 2 on osakuvanto, osaksi leikattuna ja osaksi sivukuvan-tona sykinnän vaimennus kammiosta;

Kuvio 3 on poikkileikkauskuvanto kuvion 2 mukaisesta vaimennus kammiosta; ja

Kuvio 4 on osakaavio keksinnön vaihtoehtoisesta sovellutus-muodosta, jota voidaan käyttää osan sijasta kuvion 1 mukaista järjestelmää.

Niin kuin kuviosta 1 näkyy, paperikoneen perälaatikkoon syötettävää sulppua tai massalietettä johdetaan johtoa 10 myötei sykinnän vaimentimeen, johon kuuluu sisääntulo-siirtymäjohto eli sisääntulojohto, ylijuoksukammio, jota yleisesti on merkitty viitenumerolla 12, ja ulostuloeiirtymäjohto eli poisto-johto 13. Ylijuoksukammioon 12 kuuluu, niin kuin parhaiten näkyy kuvioista 2 ja 3, osiksi jaettu ylijuoksusiirtymäjohto

II

5 81622 14, jota myöten maesaliete kulkee mennessään ylijuoksukammion läpi. Rei'itetty levy 15 sijaitsee heti siirtymäjohdon 14 kannen alapuolella ja toimii ylijuoksupatona. Niin kuin parhaiten näkyy kuviosta 2, reikälevyn 15 reiät on porattu vinosti pystysuuntaan nähden levyn 15 yläpuolisen nestevirtauksen tasoittamiseksi. Näin saadaan aikaan stabiili, pyörteetön nestepinta, jonka pintakorkeus voidaan tarkasti määrittää. Ylivirtaama, niin kuin kuviosta 3 näkyy, kerätään ylivirtaama-eli ylijuoksualtaaseen 16, josta se lopulta joutuu tyhjennys-putkeen 17.

Ylijuoksuallas on väliaineyhteydessä vaimennus- eli ilma-kammion 18 kanssa, jota rajoittaa kotelo 19. Paineenanturi 20 havaitsee ilmakammiossa 18 vallitsevan paineen ja välittää tämän tiedon säätimeen 21, joka säätää venttiilin 22 toimintaa, joka venttiili sijaitsee paineilman sisäänmenojohdossa 23.

Kammion 12 sisässä on kaksi anturia, joista toinen on pinta-korkeuden anturi 24, esimerkiksi uimuri tai sen tapainen, joka havaitsee johdossa 14 olevan väliainesuspension pinnan korkeuden ja vaikuttaa potentiometriin 25 tai muuhun sopivaan laitteeseen tämän tiedon muuttamiseksi sähkösignaaliksi. Samalla tavoin anturi 26, joka myös voi olla uimuri, on sijoitettu ylijuoksualtaan 16 sisään havaitsemaan massalietteen pinnan korkeutta tässä altaassa, ja sekin vaikuttaa laitteeseen 27 tämän tiedon välittämiseksi seuraavassa selitettävään säätöpiiri st öön.

Anturi 24 on osa pintakorkeuden säätöpiiristä, johon kuuluu ylijuoksupintakorkeuden säädin 28, joka säätää ilmanpainetta kammiossa 18 alipäästösuotimen 29, kuolleella vyöhykkeellä varustetun vahvistimen 30, ilman sisäänmenoventtiilin 31 ja ilman poistoventtiilin 32 avulla, joiden välillä on ilman syöttöjohto 33, joka syöttää ilmaa kammioon 18. Säätimet 34 ja 35, joita ohjataan vahvistimesta 30 tulevilla signaaleilla, moduloivat venttiilien 31 ja vastaavasti 32 toimintaa. Vahvis- « 81622 timeen 30 on varattu hiukan "sähköistä löysää", niin että kun vahvistin 30 ohjaa molempia venttiilejä 34 ja 35, se antaa venttiilien välttää jatkuvaa asettelunsa muutosta, niin että voidaan ylläpitää vakinaista, tasaista olotilaa. Tähän mennessä selitetty säätöpiiri ei kuulu esillä olevan keksinnön puitteisiin, vaan sitä käytetään eräissä ennestään tunnetuissa perälaatikkorakenteissa. Tämän säätöpiirin reagointiaika asetetaan hyvin pitkäksi, esimerkiksi pitemmäksi kuin 10 sekuntia, vuorovaikutuksen välttämiseksi järjestelmän muiden säätö-ryhmien kanssa.

Esillä olevan keksinnön mukaisen järjestelmän entistä parempi pientaajuusvaimennus saavutetaan säätämällä asianmukaisesti sulpun tai massalietteen virtaamaa ylijuoksualtaasta 16 kahden seuraavassa selitettävän säätöpiirin avulla. Massalietteen painetta heti vaimentimen ylävirran puolella havaitaan anturilla 40, joka lähettää signaalinsa paineensiirtimeen ja säätövahvistimeen 41. Tämän tyyppisiä laitteita on kaupallisesti saatavissa Foxbro Corporation' ilta tai Gould Company' lta. Paineena!irtimen ja säätövahvistimen 41 signaali syötetään ylipäästösuotimeen 42, niin että toimintaan pääsevät vaikuttamaan ainoastaan massalietteen paineen vaihtelut, eikä vakiopaine.

Pintakorkeutta ylijuoksualtaassa 16 havaitaan anturin 26 avulla, joka syöttää signaalin siirtimeen ja pinnan korkeuden säätövahvistimeen 43. Signaali syötetään alipäästösuotimen 44 kautta. Ylipäästösuotimesta 42 ja alipäästösuotimesta 44 tulevat signaalit syötetään yhteenlaskuvahvistimeen 45 ja siitä venttiilin säätimeen 46. Venttiilin säädin 46 säätää vuorostaan venttiilin toimielimen 47 toimintaa, joka liikuttelee venttiiliä 48, joka sijaitsee ylijuoksualtaan 16 poistojohdos-sa 17. Nopeimman virtaamareaktion saavuttamiseksi ylijuoksun säätöventtiilistä tämän on oltava asennettu niin lähelle vaimentimen ylijuoksuallasta 16 kuin mahdollista ja venttiilin vastapaineen on oltava nolla. Eräissä tapauksissa tätä vaatimusta ei voida täyttää, koska ylijuoksuventtiilin poistotason 7 81622 on oltava siilon eli viirakuopan tason yläpuolella. Tällaisissa tapauksissa voidaan käyttää kuvion 4 mukaista vaihtoehtoa. Keksinnön tässä sovellutusmuodossa venttiilin säädin 46 korvataan moottorin säätöyksiköllä 49 ja nopeudeltaan vaihdeltavalla moottorilla 50, joka viimemainittu käyttää pumppua 51, joka ottaa vastaan poistojohdon 17 poistovirtauksen ja pumppaa sen positiivisella paineella siiloon eli viirakuoppaan.

Esillä olevan keksinnön mukaisella järjestelmällä saadaan aikaan tehokas sykinnän vaimennus hyvin alhaisilla taajuuksilla havaitsemalla massalietteen paineen muutosnopeus ja valuttamalla ulos liikavirtaama, joka muuten menisi ulos huuliaukosta ja aiheuttaisi haitallisia pintapainon vaihteluita. Ylijuoksujärjestelmän ja reikälevyn käyttö antaa erittäin tarkan keinon säätää sulpun tai lietteen pintakorkeuden vakiotilaa säiliössä ja ylivirtaamaa, ja lisäksi se antaa akustisen eristyksen säätöventtiilin mahdollisesti kehittämän melun ja liete- tai sulppujohdon välille. Säätöventtiilin reagointiaikaa korkeampien taajuuksien vaimennuksen saa aikaan ylijuoksukammion pintakorkeuden yläpuolella sijaitseva ilmatyyny.

Lienee ilmeistä, että edellä selitettyihin sovellutusmuotoihin voidaan tehdä monenlaisia modifikaatioita poikkeamatta esillä olevan keksinnön puitteista.

Claims (4)

1. Massalietteen syöttöjärjestelmä, joka vähentää pientaajui-sia paineenvaihteluita massalietteessä, jota syötetään paperikoneelle, johon syöttöjärjestelmään sisältyy vaimennuskammio (12), sisääntulojohto (10, 11), joka on sovitettu toimittamaan massalietettä vaimennuskammioon, poistokohta (13), joka vastaanottaa vaimennuskammiosta poistuvan massalietteen, ja ensimmäinen säätölaite (20 - 23), joka säätää massalietteeseen vaimennuskammiossa kohdistuvaa painetta, ylivirtausallas (16), joka vastaanottaa ylivirtauksen mainitusta vaimennuskammiosta, sekä poistolaite (48), joka säätää poistoa ylivirtausaltaasta, tunnettu siitä, että järjestelmään sisältyy lisäksi: ensimmäinen anturi (40), joka havaitsee massalietteen paineen sisääntulojohdossa (10) virtaussuunnassa vaimennus-kammion (12) yläpuolella, toinen anturi (26), joka on järjestetty havaitsemaan massa-lietteen pinnankorkeuden ylivirtausaitaassa (16), ylipäästösuodin (42), joka saa signaalin ensimmäisestä anturista, alipäästösuodin (44), joka saa signaalin toisesta anturista, - summausvahvistin (45), joka vastaanottaa sekä ylipäästö-että alipäästösuotimen lähdöt, ja säätölaite, joka vastaanottaa summausvahvistimen lähdön ja on kytketty poistolaitteeseen (48) säätämään poistolaitteen toimintaa mainitun lähdön perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnet- t u siitä, että säätölaitteeseen kuuluu venttiilin säädin (46) ja ylijuoksuventtiili (48), joka vastaanottaa ylivirtaus-altaan (16) poistovirtauksen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnet- t u siitä, että säätölaitteeseen kuuluu moottorin säädin (49), pumppu (51) ja nopeudeltaan vaihdeltavissa oleva moot- 9 81622 tori (50) kytkettynä moottorin säätimeen ja sovitettuna käyttämään pumppua vaihtelevällä nopeudella.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä, tunnet-t u siitä, että ylivirtausventtiili (48) sijaitsee kohdassa, josta se avautuu olennaisesti nollavastapaineeseen.