FI86751B - Foerfarande foer avvattning av pappersmassa, som inkluderar samtidigt formning av pappersbana i ett horisontalnivao verkande tvaovirasystem och en anordning tillaempande ett dylik foerfarande. - Google Patents

Description

1 86751

Paperimassan vedenpoistomenetelmä, johon liittyy paperi radan muodostaminen samanaikaisesti vaakatasossa toimivassa kaksiviirajärjestelmänä, ja tällaista menetelmää soveltava laite 5 Tämä keksintö koskee paperimassan vedenpoistomene-telmää, johon liittyy paperiradan muodostaminen samanaikaisesti vaakatasossa toimivassa kaksiviirajärjestelmänä.

Keksintö koskee myös tällaista menetelmää sovelta-10 vaa paperimassan vedenpoistolaitetta, jolla muodostetaan samanaikaisesti paperirata kaksiviirajärjestelmänä.

Keksintöä voidaan soveltaa valmistettaessa paperia ylöspäin suuntautuvana tai alaspäin suuntautuvana toimintona tai näiden yhdistelmänä ja lisäksi valmistettaessa 15 paperia pystysuoria tai kaltevia viiroja käyttämällä.

Paperikoneiden vedenpoistojär jestelmät tunnetaan jo ennestään. Paperikoneissa paperin valmistukseen käytettävä massa sisältää aluksi hyvin paljon vettä paperiin käytettävien kuitujen, täyteaineiden ja lisäaineiden määrään 20 verrattuna.

Vaakasuorissa koneissa paperimassa syötetään yhtä jaksoisena toimintona viiraksi nimitetyn verkkorakenteen yläpintaan viiran liikkuessa yhtäjaksoisesti ja ollessa jännitetty kahden sitä käyttävän ja toisistaan erillään 25 olevan telan väliin.

Vedenpoiston tapahtuessa alaspäin suuntautuvana toimintona viira muodostaa suodattimen, jolle kuidut tulevat ja muodostavat kerroksen, kun taas vesi menee viiran läpi alaspäin.

- 30 Parhaita järjestelmiä on jo sovellettu massan saa miseksi mahdollisimman yhtenäiseksi ja nyt pyritään parhaisiin mahdollisiin tuloksiin homogeenisuuteen nähden suorittamalla vedenpoisto paperimassasta mahdollisimman täydellisesti paperia valmistettaessa.

35 Vaakasuoraa viiraa käytettäessä viiralla olevan 2 86751 massan alapintaan muodostuu vedestä meniskirakenne viiran silmukoiden väliin. Tämä muodostaa esteen vedenpoistolle tiettyjen vesipitoisuusarvojen alapuolella tällaisten arvojen ollessa kuitenkin hyvin suuria.

5 Tällainen meniskipinta voidaan puhkaista luonnolli sella tavalla vain niillä erillisillä pisaroilla, jotka muodostavat viiran alapintaan.

Poistopisarat saavat veden liikkumaan eri pisteissä keskittämällä ja suuntaamalla kuidut näihin pisteisiin, 10 jolloin syntyy epäsäännöllinen kuiturakenne, jossa on niin sanottuja riisinjyväflokkulaatioita.

Viiran tukia, joiden yläpinnat liittyvät toiminnallisesti viiran alapintaan, käytetään lisäämään ja parantamaan luonnollista vedenpoistoa.

15 Nämä tuet, esimerkiksi pöytätelat, estelevyt ja ohuet vedenpoistolevyt, pystyvät kuitenkin eliminoimaan tällaiset muodostusvirheet vain osittain.

Flokkulaatioiden muodostuminen alkaa välittömästi massan syöttösäiliön myötävirtapuolella ja sitä on vaikea 20 muuttaa sen jälkeen edes pneumaattisilla lisälaitteilla, kuten imulaatikoilla ja muilla tunnetuilla laitteilla.

Näin ollen hyvä paperi pystytään valmistamaan vain estämällä flokkulaatioiden muodostuminen jo heti alussa, mitä ei vielä tähän mennessä ole kuitenkaan pystytty suo-25 rittamaan.

Lisäksi johtuen siitä, että vaakasuoralla viiralla vedenpoisto paperimassasta tapahtuu alaspäin, paperiin muodostuu kaksi erilaista pintaa, jolloin viiraan koskettava paperin alapinta on parempi kuin sen yläpinta.

30 Erilaisia järjestelmiä on keksitty paperin pintojen saamiseksi samanlaisiksi. Tällaisissa järjestelmissä käytetään yleensä lisäviiraa tavallisen viiran päällä, jolloin massa puristuu niiden väliin. Tällaiset viirat voidaan sijoittaa myös pystysuoraan.

35 Sekä vaakasuoria että pystysuoria viiroja käytettä- 3 86751 essä vedenpoisto massasta aiheuttaa useita ongelmia, ja jo tunnetuilla järjestelmillä tässä suhteessa saadut tulokset eivät ole toistaiseksi vastanneet odotuksia.

Tämän hakemuksen tekijä on tämän vuoksi kehittänyt 5 sellaisen paperimassan vedenpoistojärjestelmän, johon liittyy paperiradan muodostaminen samanaikaisesti kaksi-viirajärjestelmänä ja jolla päästään toivottuihin tuloksiin, kun on kysymys paperiradan yhtenäisestä muodostamisesta, jolloin syöttösäiliöstä tulevassa massassa ei ole 10 edes pieniä epäsäännöllisiä flokkulaatioalueita.

Keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa paperiradan muodostaminen ja vedenpoisto tapahtuvat samanaikaisesti, jolloin massansyöttösäiliöstä tulevaan massaan ei pääse muodostumaan edes osittaisia epäsäännöllisiä 15 flokkulaatioita.

Tällainen vedenpoistomenetelmä edellyttää hydraulisella imuputkella varustettua imulaatikkoa, joka mahdollistaa paperiradan muodostamisen ja vedenpoiston samanaikaisesti kuitujen sijoittuessa tällöin yhtenäisesti.

20 Keksinnön mukainen vedenpoistotoiminto tapahtuu va kioarvoilla ja sille on tunnusomaista näin poistetun veden hidas liikenopeus.

Lisäksi ehdotetun menetelmän soveltamiseen tarvittava energia saadaan ilmaiseksi painovoimaa käytettäessä. 25 Menetelmän mukaan painovoima vaikuttaa niin, että tarvittaessa kuidut sijoittuvat alhaalta ylöspäin ja parantavat näin paperin yläpintaa vaakasuoria viiroja käyttävissä järjestelmissä.

Keksintöä voidaan soveltaa paperin valmistamiseen 30 ylöspäin tai alaspäin suuntautuvaa järjestelmää tai näiden yhdistelmää käytettäessä tai myös muihin pystysuoria viiroja käyttäviin järjestelmiin.

Lisäksi ehdotettu menetelmä mahdollistaa meniskin eliminoimisen viirasta.

35 Keksinnön mukaiseen paperimassan vedenpoistomene- 4 86751 telmään liittyy paperiradan muodostaminen samanaikaisesti vaakatasossa toimivassa kaksiviirajärjestelmässä, jonka ylempi ja alempi viira liikkuvat yhtäjaksoisesti etäisyydellä toisistaan muodostaen alueen massansyöttösäiliöstä 5 syötetyn massan yhtäjaksoiseksi vastaanottamiseksi, johon massaan kohdistetaan haluttua algoritmia vastaava progressiivinen mekaaninen puristustoiminto. Keksinnön mukaiselle menetelmälle ollessa tällöin tunnusomaista, että menetelmä käsittää seuraavia vaiheita: 10 - veden ja vain veden poistaminen lappamalla mas sasta samanaikaisesti mekaanisen puristuksen progressiivisen toiminnan kanssa käyttäen ylemmän viiran yläpinnan kanssa kosketuksessa olevaa imulaatikkoa, jonka lapon yläpää on yhteydessä negatiivisen painelähteen kanssa, joka 15 nostaa veden lapossa ennalta määrätylle korkeudelle viirojen yläpuolelle, - veden lappaminen vakioarvoisena estämällä vedestä muodostuvan meniskin syntymistä mainituille viiroille, viirojen ollessa asetettuina tietylle tasolle, ja että me-20 niskiä estetään muodostumasta poistamalla vettä tasolle, joka on ylempänä kuin mainittujen viirojen taso, ja jossa mainittu negatiivinen painelähde pitää lapon veden täyttä-mänä lapon käynnistämiseksi.

Keksinnön mukaisen menetelmän muille edullisille 25 sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esitetty.

Keksintö koskee myös tällaista menetelmää käyttävää laitetta. Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esi- 30 tetty.

Oheisissa kuvioissa, jotka esitetään vain esimerkkeinä eivätkä rajoita keksintöä, : kuvio 1 on sivukuva keksinnön mukaisesta järjestel mästä sovellettuna sellaiseen paperikoneeseen, jossa on 86751 5 vaakasuorat viirat ja paperin ylöspäin suuntautuvaan muodostamiseen sopiva imujärjestelmä, kuvio 2 on poikkileikkaus kuvion 1 rakenteesta, ja kuvio 3 on poikkileikkaus eräästä rakennemuunnel-5 masta, jossa on kaksiosainen vedenpoistojärjestelmä yhdistettynä paperinmuodostusta varten, siis sekä ylöspäin että alaspäin tapahtuvana.

Kuvioissa esitetty alaviira 11 ja yläviira 12 liittyvät toiminnallisesti alatukeen, yläimulaatikkoon ja mas-10 san 27 syöttösäiliöön 28.

Alaviira 11 kuljettaa massansyöttösäiliöstä 28 tulevaa massaa 27 ja liukuu alatuen 13 päällä.

Alaviiralle 11 syötetty massa 27 puristuu kokoon liikkuessaan imulaatikkoa 14 päin alaviiran 11 ja ylävii-15 ran 12 välissä olevan virtauskanavan 31 kartiomuodosta johtuen.

Tällaista kartiomaista virtauskanavaa 31 voidaan muuttaa niin, että se soveltuu tuloreunan 32 ja imulaati-kon 14 muotoon ja ylemmän rintatelan 25 asentoon.

20 Kuviossa 1 massan 27 ylämeniski paperinmuodostus- vyöhykkeessä häviää, koska massa 27 uppoaa veteen ylävii-ran 12 kanssa siinä olevan vesimäärän vaikutuksesta.

Tällainen meniskin eliminointivaikutus ylävirran 12 alueella on tyypillinen sellaiselle menetelmälle, jossa 25 ylävirran 12 yläpinta pidetään vesikerroksen peitossa ja jossa koko yläviira 12 on upotettu veteen.

Tällainen vesikerros, jonka pinta on merkitty viitenumerolla 29, saadaan aikaan laitteella 10 säätämällä vedenpoistoa.

30 Käynnistysvaiheessa vesikerros voidaan muodostaa keinotekoisesti sen pysyessä sitten koneen ollessa käynnissä yllä automaattisesti.

Keksinnön mukaan vedenpinta 29, joka on asianomaisen viiran, nimittäin kuvioissa 1 ja 2 esitetyn ylävirran 35 yläpuolella, työpaineen ollessa merkitty numerolla 20 ja 6 86751 poistoaukkojen 21-22 ollessa viiran 12 alapuolella, mahdollistaa vakiona pysyvän alipaineen imulaatikossa 14 ja näin ollen yhtenäisen imun kohdistumisen yläviiraan 12.

Kuvio 2 esittää laitetta 10, jolla tällainen tilan-5 ne saadaan aikaan. Ylävirran 12 päällä on tällöin imulaa-tikko 14, joka on yhteydessä jakoputkeen 15, johon vesi virtaa nuolien 17 esittämällä tavalla paperikoneen käydessä.

Jakoputki 15 syöttää veden poistosäiliöön 16, jonka 10 pohjassa on ryhmä sulkimia 22, jotka ovat joko täysin avonaista tai täysin suljettua tyyppiä, ja myös yksi tai useampia automaattiventtiilejä 21, jotka suorittavat jatkuvaa säätöä ja pitävät vedenpinnan 29 muuttumattomana.

Kartiomainen kokoomakammio 34 liittyy toiminnalli-15 sesti poistosäiliön 16 alaosaan.

Esitetyssä esimerkissä venttiiliä 21 ohjataan kahdella järjestelmällä, jolloin laite 24, joka on esimerkiksi nostolaite, suorittaa kauko-ohjauksen tangon 30 avulla, ja toinen laite 18 ohjaa myös tangon 30 välityksellä vent-20 tiiliä 21 automaattisesti pinnan 29 avulla. Esitetyssä esimerkissä tämä toinen laite 18 käsittää uimurin 37, joka liikkuu pystysuunnassa ohjaustankoja 35 pitkin.

Tässä toisessa esimerkissä uimuri 37 toimii yhdessä ruuvin 36 kanssa, jossa on suuri kierrenousu, niin että 25 uimuri 37 nousee tai laskee nopeasti, joten vedenpinnan 29 noustessa uimuri 37 nousee ylöspäin, mikä käynnistää taas venttiilin 21, jolloin vettä pääsee pois ja pinta 29 laskee.

Vesi poistetaan massakerroksesta 33 alipaineella 30 19, joka syntyy massassa olevan veden syöttämästä luonnol lisesta, yhtäjaksoisesta laposta, joka toimii painovoima-energialla.

Poistoputkeen 23 kohdistuva alipaine 20 varmistaa lapon toiminnan konetta käynnistettäessä ja poistaa jat-35 kuvasti veteen eri syistä tulleen haitallisen ilman.

7 86751

Jakoputken 15 sisäpuolella on kanavia, jotka ohjaavat ja varmistavat veden 17 yhtenäisen virtauksen imulaa-tikon 14 läpi.

Jakoputken 15 muoto liittyy toiminnallisesti vakio-5 na pysyvään alipaineeseen, joka muodostuu yläviiraan 12 vakiona pysyvästä alipaineesta 19 johtuen.

Keksinnön mukaan jakoputki 15 muotoillaan edullisesti niin, että se suippenee veden syöttösuuntaan ja käsittää poikkileikkaukseltaan minimikokoa olevan virtaus-10 kanavan, joka on osa massan 27 syöttösäiliön 28 poistoau-kon poikkileikkauksesta.

Tämän vuoksi veden nopeus jakoputkessa 15 on erittäin hidas massansyöttösäiliön 28 poistoaukosta tulevan massan nopeuteen ja näin ollen massakerroksen 33 muodos-15 tamisnopeuteen verrattuna.

Tästä johtuen viirojen 11 ja 12 väliin imulaatikon 14 alle muodostuu sellainen ylipaine, joka edistää vedenpoistoa kuitujen läpi yläviiralla 12, joka liikkuu eteenpäin imulaatikon 14 myötävirtapään suuntaan.

20 Ylävirran 12 liikkuessa edelleen eteenpäin massa- kerrokseen 33 kohdistuva mekaaninen paine kasvaa asteittain imulaatikon 14 ja alatuen 13 välisestä muodosta johtuen kuitujen tiivistymisen lisääntyessä samanaikaisesti.

Mekaaninen puristus saa vakiona pysyvän alipaineen 25 kanssa aikaan tarvittavan vedenpoiston, jota voidaan sää tää alipaineen määrällä tai vedenpoistosäiliön kosketuspinnan muodolla tai näillä molemmilla tekijöillä.

Yläviiraan 12 koskettava imulaatikon 14 alapinta on pituussuunnassa muotoiltu jännitetyksi ketjukäyräksi ja : 30 tekee mahdolliseksi yläviiran 12 ja alaviiran 11 välissä olevan tilan vapaan pituusleikkauksen pienentämisen halutun algoritmin mukaan. Jos tämä algoritmi muuttuu, myös mekaanisen puristuksen gradientti muuttuu.

Termiä "jännitetty ketjukäyrä" on käytetty kuvaa-35 maan sellaista käyrää, joka voi halutusta algoritmista 8 86751 riippuen kuulua ketjukäyrien tai erilaisten käyrien ryhmään, joten termillä "jännitetty ketjukäyrä" tarkoitetaan seuraavassa kaikkia mahdollisia käyriä.

Alatuki 13 on esitetty pääasiassa tasaiseksi, ja se 5 voi olla kokonaan umpinainen tai siinä voi olla tietyllä tavalla suunnattu rei'itys. Tällainen rei'itys mahdollistaa halutun, alaspäin suuntautuvan vedenpoiston, jota voidaan lisätä huomattavasti rei'itysta suurentamalla.

Erään rakennemuunnelman mukaan alatuen 13 tilalle 10 voidaan järjestää vedenpoistolaitetta 10 vastaava veden-poistolaite 110, joka liittyy toiminnallisesti alaviiraan 11.

Tällaisessa rakenteessa alemman vedenpoistolait-teen 110 yläpinnan muodostaa alempi imulaatikko 114 ja se 15 käsittää ulomman alatukisegmentin 13, joka ulottuu alavii-ran 11 rintatelan 26 alueelle.

Lisäksi tällainen alaviiraa 11 tukeva yläpinta voidaan tehdä pituussuunnassa joko suoraksi tai jännitettyä ketjukäyrää vastaavaksi.

20 Alemman imulaatikon 114 yläpinnan pitkittäismuoto liittyy toiminnallisesti ylemmän imulaatikon 14 alapinnan pitkittäismuotoon ja pienentää halutulla tavalla pituussuunnassa viirojen 11 ja 12 välissä olevaa vapaata tilaa.

Kuvio 3 esittää alempaa vedenpoistolaitetta 110, 25 joka vastaa pääasiassa ylempää vedenpoistolaitetta 10. Tällöin käytetään muuten samoja viitenumerolta, mutta niitä on sekaannuksen välttämiseksi suurennettu sadalla.

Alempi painekorkeus 119 voi olla sama tai vähän pienempi kuin ylempi painekorkeus 19.

30 Kuvion 3 mukaisessa rakenteessa alaspäin suuntau tuva virtaus ohjataan kuitujen sijaintiin liittyvän täydellisen symmetrian avulla, jolloin saadaan kaksi samanlaista pintaa käsittävä paperi.

Toisessa rakennemuunnelmassa laite 110 liittyy toi-35 minnallisesti ylätukeen 113, joka korvaa ylemmän laitteen » 86751 10 ja voi ulottua ylempään rintatelaan 25.

Tässä rakenteessa paperiradan muodostaminen tapahtuu alhaalta, kun taas kuvioiden 1 ja 2 esimerkeissä paperiradan muodostaminen tapahtuu ylhäältä kuvion 3 esittä-5 mässä taas paperiradan muodostamista ylhäältä ja alhaalta tapahtuvana yhdistelmänä.

Edellä esitettyjä rakenteita voidaan sopivalla tavalla muutettuina käyttää myös pystyviirojen 11 ja 12 kanssa edellyttäen, että paperiradan muodostaminen tapah-10 tuu aina tietyn vedenpaineen alaisena molempien viirojen kaikkien pintojen (yhteensä 4) ollessa upotettuina kokonaan.

Erään rakennemuunnelman mukaan poistosäiliöissä voi olla eri korkeuksilla automaattiventtiilit 21 ja alipai-15 netta 19 voidaan muuttaa kulloinkin käytettävällä auto-maattiventtiilillä 21 muilla tasoilla olevien venttiilien ollessa kiinni.

Vastaavasti vedenpintaa 29 voidaan halutun työpaineen 20 saamiseksi aikaan muuttaa tarvittaessa.

Claims (7)

10 86751

1. Paperimassan vedenpoistomenetelmä, johon liittyy paperiradan muodostaminen samanaikaisesti vaakatasossa toi- 5 mivassa kaksiviirajärjestelmässä, jonka ylempi ja alempi viira (11, 12) liikkuvat yhtäjaksoisesti etäisyydellä toisistaan muodostaen alueen massansyöttösäiliöstä (28) syötetyn massan (27) yhtäjaksoiseksi vastaanottamiseksi, johon massaan kohdistetaan haluttua algoritmia vastaava progres-10 siivinen mekaaninen puristustoiminto, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavia vaiheita: - veden ja vain veden poistaminen lappamalla massasta (27) samanaikaisesti mekaanisen puristuksen progressiivisen toiminnan kanssa käyttäen ylemmän viiran (12) yläpin- 15 nan kanssa kosketuksessa olevaa imulaatikkoa (14), jonka lapon yläpää on yhteydessä negatiivisen painelähteen kanssa, joka nostaa veden lapossa ennalta määrätylle korkeudelle viirojen (11, 12) yläpuolelle, - veden lappaminen vakioarvoisena estämällä vedestä 20 muodostuvan meniskin syntymistä mainituille viiroille (11, 12), viirojen (11, 12) ollessa asetettuina tietylle tasolle, ja että meniskiä estetään muodostumasta poistamalla vettä tasolle, joka on ylempänä kuin mainittujen viirojen (11, 12) taso, ja jossa mainittu negatiivinen painelähde 25 pitää lapon veden täyttämänä lapon käynnistämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että imulaatikolla (14) on kontaktipinta joka on kosketuksessa ylemmän viiran (11) kanssa, joka on jännitetyssä tilassa johtuen liukuvasta kosketuksesta mai- 30 nitun imulaatikon (14) kosketuspinnan kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että viirojen (11, 12) väliin syötetyn massan (27) nopeus on suurempi kuin massasta (27) poistetun veden nopeus.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen n 86751 menetelmä, tunnettu siitä, että vedenpinnan taso mainittujen viirojen (11, 12) tason yläpuolella pidetään olennaisesti vakiona.

5. Laite veden poistamiseksi paperimassasta samanai-5 kaisesti paperiradan muodostamisen kanssa vaakatasossa toimivassa kaksiviirajärjestelmässä, jonka ylempi ja alempi viira (11, 12) liikkuvat yhtäjaksoisesti etäisyydellä toisistaan muodostaen alueen massansyöttösäiliöstä (28) yhtäjaksoisesti syötetyn massan (27) vastaanottamiseksi, johon 10 massaan kohdistetaan haluttua algoritmia vastaava progressiivinen mekaaninen puristustoiminto, tunnettu siitä, että laite käsittää: - imulaatikon (14) veden poistamiseksi massasta (27) lappamalla ja ainakin toisen viirojen (11, 12) tukemiseksi, 15 jolla imulaatikolla (14) on kontaktipinta joka koskettaa mainitun ylemmän viiran (11) siten, että ylempi viira (11) mukautuu mainittuun kontaktipintaan, - vedenpoistosäiliö (16) lapolla poistetun veden poistamiseksi laitteesta, 20. jakoputki (15) lapolla poistetun veden siirtämi seksi imulaatikosta (14) mainittuun vedenpoistosäiliöön (16), - negatiivisen painelähteen (23) sijoitettuna veden-poistosäiliön (16) yläpäähän, joka nostaa veden vedenpois- 25 tosäiliössä (16) ennalta määrätylle korkeudelle viirojen (11, 12) yläpuolella, ja joka vedenpoistosäiliö (16) on sijoitettu lähelle viiroja (11, 12) siten, että osa veden-poistosäiliöstä (16) ulottuu viirojen (11, 12) yläpuolelle . . ja osa siitä viirojen alapuolelle, ja jossa jakoputki (15) 30 ulottuu ylöspäin mainitusta imulaatikosta (14) mainittuun vedenpoistosäiliöön (16).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että se edelleen käsittää mainittuun vedenpoistosäiliöön (16) sijoitettuja venttiililaitteita (21) 35 vakiona pysyvän lappokorkeuden ylläpitämiseksi veden pois- i2 86751 tamiseksi lappomalla massasta (27).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että venttiililaitteet (21) käsittävät ainakin yhden venttiilin sijoitettuna vedenpoistosäiliön 5 (16) alempaan osaan, uimurin (37) sijoitettuna vedenpoisto- säiliöön (16) ja tangon (30), joka yhdistää uimurin (37) ainakin yhteen venttiiliin (21). 13 86751