FI88057B - Banformningsparti med duppel vira i en pappersmaskin - Google Patents

Description

5 88057

Paperikoneen kakslviirainen rainanmuodostusosa Banformningsparti med dubbel vira i en pappersmaskin

Keksinnön kohteena on paperikoneen kaksiviirainen rainanmuodostusosa, joka käsittää kantavan viiran ja peittävän viiran, jotka muodostavat keskenään kaksiviiraisen muodostusvyöhykkeen, jota edeltää mainittujen 10 viirojen välinen muodostuskita, johon syötetään perälaatikosta mas- sasuspensiosuihku, ja jolle kaksiviiravyöhykkeelle on järjestetty lis-takannen käsittävä tukipöytäyksikkö ja sitä vasten toimiva, vastakkaisen viirasilmukan sisällä oleva listakenkäyksikkö.

15 Paperikoneiden nopeuksien kasvaessa ovat useat ongelmat rainanmuodos-tuksessa tulleet entistä korostuneemmin esille. Paperikoneen muodos-tusosalla kuituverkostoon ja sen yhteydessä vielä verraten vapaana olevaan veteen vaikuttavat ilmiöt, esim. keskipakovoimat, voimistuvat yleensä radan nopeuden neliöön verrannollisena. Useimpien nykyisten pa-20 perikoneiden suurimmat ratanopeudet ovat luokkaa 1200 m/min. Suunnitteilla on kuitenkin koneita, joissa pyritään jopa n. 1700 m/min rata-nopeuteen.

Esillä olevaan keksintöön liittyvän tekniikan tason osalta viitataan 25 A. Ahlström Corp:lle myönnettyyn US-patenttiin 4,769,11, hakijan FI- patenttihakemukseen nro 885609 sekä Valmet-Ahlstrom Inc:in FI-patentti· hakemuksiin nrot 885606 ja 885607, jossa on esitetty hakijan tavaramer-’···* kiliä "MB-formeri" markkinoimia formereita.

·.· ’ 30 Lisäksi viitataan hakijan FI-patenttihakemuksiin nrot 904489, 911281, 913112 ja 920228, joissa on esitetty edellä mainittujen MB-formeriyksikköjen sekä hybridi- ja kitaformereiden erilaisia yhdis-: telmäkonsepteja.

35 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää edelleen em. FI-hakemuksissa esitettyjä kitaformereita, joissa on yleensä alhaalta ylöspäin juokseva pääasiallisesti pystysuora tai jossain määrin kalteva kaksi- 2 88057 viirainen muodostusvyöhyke tai joissakin tapauksissa myös olennaisesti vaakasuuntainen muodostusvyöhyke.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää edelleen ennestään 5 tunnettujen MB-yksikköjen sovelluksia sekä niiden ja kitaformerien yhteensovituksia niin, että MB-yksikön sijoitus on entistä vapaampaa. Osaltaan on tarkoituksena tehdä mahdolliseksi MB-yksikön sovittaminen rainanmuodostusprosessissa entistä alhaisemman rainan kuiva-ainepitoisuuden alueelle.

10

Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada formeri, jolla on nostettu vedenpoistokapasiteetti, jota voidaan hyödyntää entistä suurempana rainan nopeutena ja/tai valmistettavana paksumpana laatuna ja/tai alhaisempana perälaatikkosakeutena, jolla viimemainitulla jo sinänsä 15 parannetaan monia paperin ominaisuuksia.

Hakijan em. FI-hakemuksessa 913112 on esitetty kitaformeri, jossa käytetään avointa kuormituskenkää ja MB-yksikössä listakenkää, jossa käytetään alipainetta vedenpoistoa tehostamaan ja rainan muodostusta pa-20 rantamaan. Kun pyritään nostamaan vedenpoistoimpulssia esim. nopeuden noston tai suuremman neliöpainon vuoksi, on mainitun listakengän kohdalla ilmeinen vaara radan kuitustruktuurin rikkoutumiseen eli ns.

: .·’ "kuraamiseen" . Tämä epäkohta mitä ilmeisimmin johtuu alipaineen aiheut- tamasta viirojen pyrkimyksestä erkaantua toisistaan listakengän avoi-‘ : 25 millä kohdilla. Esillä olevan keksinnön erityistarkoituksena on saada :***; aikaan uusi ratkaisu edellä kosketellun ongelman eliminoimiseksi niin, : että rainan struktuurin mainittua rikkoutumista ei esiinny ja viirojen kulku kyseisten listakenkien ja tukipöytien alueella saadaan stabiiliksi ja riittävän hallituksi.

. . 30

Esillä olevan keksinnön eräänä lisätarkoituksena on tehdä mahdolliseksi entistä suuremman vedenpoistoimpulssin käyttäminen, millä voidaan pa-·.: rantaa sekä rainan formaatiota että muodostusosan vedenpoistokapasi- teettia.

Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen listakenkä- 35 3 88057 tukipöytäyhdistelmää soveltava kitaformeri, jossa ei tarvitse käyttää alipainetta, jonka tuottaminen on epätaloudellisempaa kuin vastaavan ylipaineen tuottaminen.

5 Keksinnön lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen listakenkä- tukipöytäyhdistelmää soveltava pystymallinen kitaformeri, joka on rakenteeltaan yksinkertainen ja käytöltään energiataloudellinen.

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi 10 keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että listakenkäyksikkö on muodostettu ylipainelaatikoksi, että ylipainelaatikko on yhdistetty ylipainetta tuottavaan ilmalähteeseen ja vedenpoistoyhteeseen.

Keksinnön mukaisessa pystymallisessa kitaformerissa käytetään kaksivii-15 raisella muodostusvyöhykkeellä tukipöytäyksikköä vastassa sellaista listakenkäyksikköä, joka on muodostettu viiraa vasten tiivistetyksi ylipainelaatikoksi. Tähän ylipainelaatikkoon tuotetulla ylipaineella saadaan molemmat viirat pysymään tiiviisti kosketuksissa em. yksikköjen ohjaus- ja vedenpoistolistoihin. Täten saadaan täysin hallittua viiro-20 jen kulku vedenpoiston ollessa sopivimmin pääasiallisesti tukipöytäyksikköä kohti.

. Koska keksinnön mukaisesta listakenkä-ylipainelaatikosta toista viiraa vasten kohdistettu ylipaine ei pyri erottamaan viiroja toisistaan, vaan ... 25 paine-ero puristaa ne edullisesti toisiinsa, voidaan viirojen eri puo- I”. lilla vallitsevaa paine-eroa kasvattaa entisestään. Täten rainaan on ; kohdistettavissa entistä suurempi vedenpoistoimpulssi, millä paranne taan sekä formaatiota että lisätään vedenpoistokapasiteettia.

-. 30 Keksinnön olennaisena etuna on myös se, että puhaltimella aikaansaatu ylipaine on aikaansaatavissa energiataloudellisesti edullisemmin ja yksinkertaisemmilla laitteilla kuin saman tasoinen alipaine. Etuna on myös se, että mistään elementistä ei tarvitse poistaa vettä korkeampaa painetasoa kohti, jolloin vesikanaviston koko ja rakenne on entistä 35 yksinkertaisempi eikä erillisiä vedenerottimia tarvita.

4 88057

Keksinnön erityisen edullinen sovellusmuoto on sellainen, jossa kaksi-viirainen muodostusvyöhyke on ylöspäin nouseva. Keksinnön piiriin kuuluvat myös sellaiset formerit, joissa kaksiviirainen vyöhyke on olennaisesti vaakasuora tai jossain määrin alaspäin laskeva.

5

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin toteu-tusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.

10

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista pystymallista kitaformeria, jonka kaksiviirainen muodostusvyöhyke on olennaisesti suora.

Kuvio IA esittää konesuuntaisena pystypoikkileikkauksena kuvion 1 yksi-15 tyiskohtaa A suuremmassa mittakaavassa.

Kuvio 2 esittäää kuviota 1 vastaavasti keksinnön sellaista toteutusta, jossa kaksiviiravyöhyke on suurimmaksi osaksi kaareva.

20 Kuvio 2A esittää kuviota IA vastaavalla tavalla kuvion 2 yksityiskohtaa A suuremmassa mittakaavassa.

; V Kuvio 3 esittää konesuuntaisena pystyleikkauksena erästä toista vari- •} ' aatiota keksinnön mukaisesta listakenkä-ylipainelaatikosta.

25

Kuvio 4 esittää listakenkä-ylipainelaatikon foililistoja reunatiivis-: teineen kuvioon 1 merkitystä suunnasta IV-IV nähtynä.

Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty keksinnön mukainen kitaformeri, jonka 30 kaksiviiravyöhyke on ylöspäin pääasiallisesti pystysuoraan juokseva.

Kantava viira 10 ja peittävä viira 20 muodostavat ohjaustelojensa 11;21 ohjaamana väliinsä muodostuskidan G. Tähän muodostuskitaan G perälaati-kon huulikanavasta 22 syötetään massasuspensiosuihku J. Muodostuskidan ;G pohjan jälkeen kaksiviirainen vyöhyke kaartuu muodostustelan 21 sek-35 torilla a, jonka suuruus yleensä on alueella a - 20°-45°. Sektorin a jälkeen kaksiviirainen vyöhyke eroaa muodostustelalta 21 ja jatkaa

II

5 88057 kulkuaan kantavan viiran 10 sisälle sovitetun muodostuskengän 12 lista-kannen 13 ohjaamana.

Kuvioissa 1 ja 2 muodostuskengän 12 jälkeen on keksinnön mukaisesti 5 peittävän viiran 20 silmukan sisälle sovitettu MB-tukipöytäyksikkö 30, jonka rakenne näkyy tarkemmin kuviosta IA ja 2B. Yksikössä 30 on pareittain keraamiset kuormituslistat 34, jotka on yhdistetty toisiinsa tukirakenteella 32. Foilimaiset kuormituslistat 34, joiden tasopinta hankaa peittävän viiran 20 silmukan sisäpintaa vasten, on kiinnitetty 10 lohenpyrstöliitoksin 35 tai vastaavin kiinnityksin tukirakenteisiin. Näihin tukirakenteisiin 32 on kiinnitetty ohjainosat 32a, jotka pääsevät liikkumaan kiinteisiin runkorakenteisiin 31 nähden. Osia 32,34,35 kuormitetaan kuormitusletkujen 39 sisälle johdettavalla paineella runkorakenteita 31 vasten.

15

Kuvioiden IA ja 2A mukaisesti kantavan viiran 10 silmukan sisällä olevan listakenkäyksikön 40 keraamiset muodostuslistat 42 on kiinnitetty lohenpyrstöliitoksella 42 tai vastaavalla runkorakenteisiin 41. Keraamisissa listoissa 42 on tasomainen vesivoideltu ulkopinta, joka hankaa 20 kantavan viiran 10 silmukan sisäpintaa vasten kaapien siitä pois vettä tunnetulla tavalla. Listat 42 sijaitsevat vuorotellen yksikön 30 listoihin 34 nähden niin, että kaksiviirainen vyöhyke kulkee hallitusti yksikköjen 30,40 välistä hyvin loivasti aaltoilevaa rataa.

| 25 Yksikköjen 30,40 jälkeen kaksiviirainen vyöhyke jatkuu pystysuorana : juoksuna, jolle on järjestetty tasoimulaatikko 14, jonka listakannen 14a rakojen kautta vettä imetään rainasta W kantavan viiran 10 läpi. Kaksiviiraisen vyöhykkeen pystysuora juoksu kaareutuu toisen muodostus-.·. : telan 15 imuvyöhykkeellä 15a, jonka jälkeen peittävä viira 20 irrote- ·· 30 taan rainasta W, joka ohjataan kantavalla viiralla 10 pick-up-kohtaan (ei esitetty).

Kuvion 1 mukaisesti yksikköjen 30,40 välinen kaksiviirainen vyöhyke on suora, kun taas kuvion 2 mukaisesti yksikköjen 30A ja 40A välinen kak-35 siviiravyöhyke on varsin suurella kaarevuussäteellä R2 kaareva niin, 6 88057 että kaarevuuskesklö on kantavan viiran 10 silmukan puolella. Kääre-vuussäde R2 on yleensä alueella R2 - 2...10 m, sopivimmin R2 « 5 m.

Kuvioissa 1 ja 2 peittävän viirasilmukan 20 sisällä olevat tukipöytäyk-5 siköt 30;30A ovat normaali-ilmanpaineisia vedenpoistolaatikoita, joista vesi siirtyy painovoimaisesti nuolen WA1 suunnassa viirakaivoon.

Tämän keksinnön mukaisesti viirasilmukan 10 sisäpuolella olevat yksiköt 40;40A;40B on järjestetty tiiviiksi ylipainelaatikoksi 50. Tätä tarkoi-10 tusta varten ko. yksikköjen 40,40A,40B ylipainelaatikko 50 on yhdistetty sopivimmin säädettävällä ilmakanavalla 52 puhaltimeen 51. Puhal-time11a 51 tuotetaan ilmaa kanavan 52 nuolen L suunnassa ylipainelaa-tikkoon, jossa näin ollen syntyy ylipaine p. Kyseinen ylipaine valitaan yleensä alueelta p - 0,01...0,2 bar, sopivimmin alueelta 15 p - 0,05...0,1 bar.

Ylipainelaatikosta 50 rainasta W poistunut vesi johdetaan nuolen «A2 suunnassa yhteen 40a kautta ylipainejaikaan 49, jossa vallitseva vesi-pintojen korkeusero h vastaa laatikon 50 sisällä vallitsevaa ylipainet-20 ta p. Ylipainelaatikko 50 on tiivistettävä myös reuna-alueiltaan. Tätä varten keraamisten listojen 42 väleissä 45 on rainan W reuna-alueilla reunatiivisteet 44, jotka ovat sopivimmin myös kulutusta kestävää materiaalia ainakin viiraa 10 vasten tulevalta hankauspinnaltaan. Myös tukipöytäyksikön 30 listakannen molemmilla reunoilla on reunatiivistei-j *_· 25 tä 44;44a vastaavat reunatiivisteet 37.

Mainitun ylipaineen p ansiosta, kun vastassa olevan tukipöytäyksikön 30;30A vedenpoistolaatikossa vallitsee normaali ilmanpaine, saadaan .·. : aikaan paine-ero, joka pitää kaksiviiravyöhykkeellä yksikköjen .··_ 30 30,40;30A;40A;30,40B kohdalla viirat 10,20 tiiviisti vastakkain. Em.

yksikköjen alueella viirat 10,20 ja niiden välissä oleva rata W kulkevat hyvin loivasti aaltoilevaa rataa niin, että viirojen 10,20 sisäpin- · nat ovat vuorotellen lähes koko ajan tiiviisti keraamisia listoja 34,42 '·' ‘ vasten.

35 l· 1 88057

Kuvion 3 mukaisesti MB-yksikön 40B ylipainelaatikossa 50 on vain kaksi foililistaa 42a ja 42b, jotka on kiinnitetty lohenpyrstöliitoksin tai vastaavin runkokappaleisiin 41a ja 41b. Runkokappaleiden 41a ja 41b välissä on pari pitkänomaisia reunatiivistelistoja 44a.

5

Kun sovelletaan keksinnön mukaista ylipainelaatikkoa 50 ja siihen yhdistettyä puhallinta 51, voidaan ylipaine p tuottaa energiatalouden!-sesti edullisesti, koska ilmavirtausmäärät jäävät pieniksi. Kun yli-painelaatikon 50 vastassa toimivat vuorottelevasti ja joustavasti let-10 kuilla 39 kuormitetut vastatukilistastot 34, saadaan aikaan rainan W kerrospaksuuden kehityksen mukaisesti joustavasti elävä tuenta. Yli-painelaatikon 50 ylipaineen p säädöllä voidaan hallita eri viirojen 10,20 läpi tapahtuvan vedenpoiston määrien keskinäisiä suhteita ja sitä kautta rainan W struktuurin kuten täyte- ja hienoaineiden jakautuman 15 tasaisuutta z-suunnassa.

Yksiköt 30,40 voivat olla eri tavalla ryhmiteltyinä kuin edellä esitetyissä sovellusesimerkeissä on esitetty. Lisäksi yksikköjen 30,40 yhteydessä voidaan käyttää muita kuin edellä selostetun kaltaisia muo-20 dostuselimlä kuten em. FI-hakemuksessa 920882 esitettyjä viirankuor-mituslaitteita, joissa on levyjousen tapaan toimiva jousiterä 45, jota toisesta reunastaan kuormittamalla saadaan aikaan laahaus ja kuormitus-paine viiran sisäpintaa vasten.

: 25 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viittaamalla sellaiseen erityisen edulliseen sovellusmuotoon, jossa kaksiviirainen vyöhyke on pysty- : : r suorasti ylöspäin nouseva ja juokseva, kuuluvat keksinnön piiriin myös sellaiset formerit, joissa kaksiviirainen vyöhyke on pääsuunnaltaan .·. : vaakasuora tai jopa alaspäin laskeva.

30

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksin-. . nöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaih- ‘ della ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetyistä.

Claims (10)

1. Paperikoneen kaksiviirainen rainanmuodostusosa, joka käsittää kantavan viiran (10) ja peittävän viiran (20), jotka muodostavat keskenään 5 kaksiviiraisen muodostusvyöhykkeen, jota muodostusvyöhykettä edeltää mainittujen viirojen (10,20) välinen muodostuskita (G), johon syötetään perälaatikosta (22) massasuspensiosuihku (J), ja jolle kaksiviira-vyöhykkeelle on järjestetty listakannen käsittävä tukipöytäyksikkö (30.30A) ja sitä vasten toimiva, vastakkaisen viirasilmukan sisällä 10 oleva listakenkäyksikkö (40;40A;40B), tunnettu siitä, että listakenkäyksikkö (40,40A,40B) on muodostettu ylipainelaatikoksi (50), että ylipainelaatikko (50) on yhdistetty ylipainetta tuottavaan ilma-lähteeseen (51) ja vedenpoistoyhteeseen (40a).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rainanmuodostusosa, tunnettu siitä, että tukipöytäyksikön (30,30A) listat (34) ja ylipainelaatikon (50) listakengän vastaavat listat (42) ovat vuorotellen vastakkain niin, että kaksiviiravyöhyke juoksee mainittujen yksikköjen (30,30A,40, 40A,40B) läpi loivasti aaltoilevaa rataa tiiviisti viirojen (10,20) 20 välisessä puristuksessa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rainanmuodostusosa, t u n -. n e t t u siitä, että tukipöytä-listakenkäyhdistelmän (30,40) läpi kaksiviiraisen vyöhykkeen juoksu on suoraviivainen (fig. 1 ja IA). 25 !*'.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rainanmuodostusosa, t u n - n e t t u siitä, että listakenkä-tukipöytäyhdistelmän (30,40) läpi menevä kaksiviiravyöhykkeen juoksu on verraten suurella kaarevuussä-teellä (R2) kaareva, että kaarevuussäde (R2) on valittu alueelta 30 R2 - 2...10 m ja että kaarevuussäteen keskiö on sopivimmin kantavan viiran (10) silmukan puolella.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen rainanmuodostusosa, tunnettu siitä, että ylipainelaatikko (50) on yhdistetty puhaltimen : 35 (51) ilmakanavaan (52) niin, että puhaltimella (51) on aikaansaatavissa 9 88057 ylipainelaatikkoon (50) ylipaine, joka on alueella p - 0,01...0,2 bar, sopivimmin p - 0,05...0,1 bar.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen rainanmuodostusosa, t u n -5 n e t t u siitä, että tukipöytäyksikön (30;30A) keraamiset listat (34) on yhdistetty parittain yhteen väliosilla (32) ja että listat (34) ovat kuormitusletkuilla (39) kuormitettuja viiraa (20) vasten.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen rainanmuodostusosa, t u n -10 n e t t u siitä, että ylipainelaatikko (50) on yhdistetty ylipninejal- kaan (49), jossa vallitseva veden pintojen korkeusero (h) on yli-painelaatikossa (50) vallitsevaa ylipainetta vastaava.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen rainanmuodostusosa, t u n -15 n e t t u siitä, että muodostuskidan (G) jälkeen seuraa muodostustelan (21) ohjaussektorilla (a) kaareva muodostusvyöhyke, jonka sektorin (a) jälkeen seuraa, sopivimmin vastakkaisen viiran (10) silmukan sisällä oleva, listakantinen (13) muodostuskenkä (12) ja että tämän jälkeen seuraa listakenkä-tukipöytäyhdistelmä (30,40). 20

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen rainanmuodostusosa, t u n - -*·*; n e t t u siitä, että ylipainelaatikon (50) listakengän peräkkäiset . .·. foililistat (42) on viiran (10) molempien reuna-alueiden kohdalta yh- .distetty toisiinsa reunatiivistelistoilla (44;44a), jotka tiivistävät 25 ylipainelaatikon (50) listakengän vastassa olevan viiran (10) sisäpin-!**. taa vasten.

‘ 10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen rainanmuodostusosa, tunnettu siitä, että kaksiviirainen muodostusvyöhyke on pää-30 suunnaltaan ylöspäin nouseva. 10 88057