FI90263B - Pitkävyöhykepuristin - Google Patents

Description

1 90263

Pitkävyöhykepuristin

Keksinnön kohteena on pitkävyöhykepuristin paperikoneen tai vastaavan puristinosaa varten, jossa on sitä 5 vasten painautuvan telan kanssa pidennetyn puristinvyöhyk-keen muodostava liukukenkä, sitä pitkin liukuva suljetun silmukan liukukengän ympäri muodostava liukunauha, runko, jonka ympäri liukunauha kiertää ja rungon päissä kehältään ympyränmuotoiset liukunauhan päätylaipat.

10 Pitkävyöhykepuristimia on kehitetty, jotta märästä kuiturainasta saataisiin vedenpoistoa tehostetuksi ja vedenpoistoon vaikuttava puristuspainekuvio puristusvyöhyk-keen pituudella halutunlaiseksi. Näissä ratkaisuissa on käytetty koveraa liukukenkää, joka on painettu vastaavalla 15 kohdalla olevaa vastatelaa vasten ja liukukengän ja telan välissä on käytetty liukunauhaa, jolloin liukunauhan ja liukukengän väliin on syötetty voiteluainetta. Liukunauha, joka muodostaa suljetun silmukan, on erilaisilla tavoilla ohjattu kulkemaan liukukengän ympäri. Tällaiset ratkaisut 20 ovat tunnettuja mm. US-julkaisuista 4,570,314, RE.31,923, DE-julkaisuista 30 30 233 C2, 32 39 954 Ai, 35 03 373 AI.

Näissä tunnetuissa ratkaisuissa on liukukenkä erillinen irrallinen osa, jonka asento on tavallisesti säädettävissä liukukenkää tukevaan runkoon nähden. Ongelmana on, 25 että liukunauha joutuu taipumaan jyrkästi erityisesti liukukengän reunojen kohdalla. Tämä, vaikkakaan ei estä rakenteen käyttöä, rajoittaa liukunauhaan käytettävien materiaalien laatua. Käytännössä tunnettujen ratkaisujen liu-kunauhoissa voidaan käyttää lähinnä erilaisia kumi- ja 30 muovimateriaaleja, jotka kestävät jyrkkiäkin taivutuksia, mutta joiden venymä-, kokoonpuristumis- yms. ominaisuudet eivät välttämättä ole parhaita mahdollisia tähän tarkoitukseen.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sel-35 lainen pitkävyöhykepuristin, jossa ei ole edellä mainittu- 2 90263 ja haittapuolia ja jossa liukunauha saadaan kulkemaan joustavasti ilman jyrkkiä kulmia tai muita haittavaikutuksia. Keksinnön mukaiselle pitkävyöhykepuristimelle on ominaista, että liukukenkä ja runko muodostavat puristus-5 vyöhykkeellä ja sen välittömässä läheisyydessä liukunauhan liikesuunnassa olennaisesti yhtenäisen jouhevasti kaartuvan liukupinnan, jota pitkin liukunauha liukuu ja että rungon ja telan yhdessä liukunauhalle määräämä muoto liukunauhan pyörimissuunnassa on lähellä päätylaippojen ympy-10 ränmuotoista kehää, josta muoto poikkeaa olennaisesti vain puristusvyöhykkeellä ja sen välittömässä läheisyydessä koveran liukukengän vuoksi sekä tarvittaessa liukunauhan irtoamisalueella liukunauhan säätövaran takia.

Keksinnön olennainen ajatus on, että liukukenkä ja 15 liukunauhaa ohjaava ohjausvaippa on muodostettu yhdeksi yhtenäiseksi rungoksi siten, että liukunauha rungon ympäri pyöriessään koko ajan voi liikkua joustavasti kaarevia pintoja pitkin ilman olennaisia katkoksia pintarakenteessa tai äkillisiä kulmia tai kulmamuutoksia. Keksinnön mukai-20 sen ratkaisun avulla voidaan käyttää jopa hyvin jäykkiä nauhamateriaaleja kuten terästä, kovia muovilaatuja tai muuta vastaavaa, joilla on hyvä kestävyys kulutusta, vetoa ja lämpöä vastaan sekä hyvät kitkaominaisuudet ja jotka eivät olennaisesti veny pituus- tai poikkisuunnassa käytön 25 aikana.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen puristimen runkorakenteen poikkileikkausta, 30 kuvio 2 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen pitkävyöhykepuristimen toiminnallista toteutusta poikki-leikattuna ja kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaista ratkaisua osittain pituussuuntaisesti leikattuna.

35 Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti poikkileik-

II

3 90263 kauksena keksinnön mukaisen pitkävyöhykepuristimen runko 1. Rungon 1 perusmuotona on pisteen P1 ympäri säteellä Rl piirretty ympyräkehä, joka on merkitty rungon 1 ympärille katkoviivalla, ja joka on suunnilleen puristimen liu-5 kunauhan päätylaippojen ulkokehä. Rungon muoto noudattaa läheisesti tätä ympyrää, sillä täten liukunauhan muodonmuutokset puristimen aktiivisen kenkäosan ja liukunauhan päätylaippojen välillä jäävät mahdollisimman pieniksi. Oleellista muodossa on, että runko on muotoiltu siten, 10 että vaipan kaarevuussäteet eivät alita missään kohdassa annettuja arvoja. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että liukunauhan ja rungon väliset kosketusalueet on pyöristettävä näiden kaarevuussäteiden mukaan. Liukunauhaan koskemattomat alueet voidaan tietenkin muotoilla vapaasti tässä 15 suhteessa. Liukunauha on edullista tukea suurelta osalta kehäänsä, mutta ei aivan koko kehältään, vaan on suositeltavaa jättää liukunauha irti kehästä sallittujen pyöristysten rajoittaman sisäänvedon K2 avulla, jolloin liukunauhan pituusmuutokset esim. lämpötilojen takia pääsevät 20 paremmin tasaantumaan vapaan osan muodonmuutoksiin. Rungon pinta niillä alueilla, jotka eivät ole puristusvyöhykkeel-lä, voi olla muodostettu myös listoista, joiden välissä on raot. Listojen muoto ja sijoittelu tulee olla sellainen, että liukunauhan pienin sallittu taivutussäde ei alitu. 25 Tätä on varottava erityisesti puristusvyöhykkeen välittömässä läheisyydessä. Tyypillisesti rungossa on sivuilla keskipitkät kaarevuussäteet, niistä kenkään päin ja samoin vastapuolella on pienemmän kaarevuussäteen alueet. Kengän lähellä kaarevuussäde muuttaa suuntaa ja kengän alue on 30 kovera. Kengän vastakkaisella puolella on alue, jolla liukunauha ei kosketa runkoa, tämä alue on edullista tehdä suurella taivutussäteellä, suoraksi tai peräti koveraksi. Muotoilun tarkoituksena on liukunauhan jyrkkien mutkien välttäminen. Tällöin liukunauhamateriaalina voidaan käyt-35 tää terästä, muuta sopivaa metallia, erilaisia kovia muo- 4 90263 vi- tai kumilaatuja ja näiden yhdistelmiä ilman, että liu-kunauha murtuu pitkäaikaisen rasituksen vaikutuksesta. Kuviossa ei esitetty liukunauha kulkee pääsääntöisesti pitkin rungon 1 pintaa, mutta se on pituudeltaan sellainen, 5 että se ei muodosta kiristävää rengasta rungon 1 ympärille, vaan rungon 1 alaosassa olennaisesti noin K2 mittaisella matkalla liukunauha irtoaa rungon 1 pinnasta, jotta sillä olisi väljyyttä liukua vapaasti runkoa 1 pitkin. Voiteluaine liukunauhan ja rungon 1 välillä voidaan täl-10 löin syöttää mainittuun väliin ja siten varmistaa osa liukunauhan ja rungon 1 välisestä voitelusta. Varsinainen pitkävyöhykepuristimen alue on rungon yläosassa pisteestä P3 säteellä R3 muodostettu ulospäin kovera pisteestä P3 katsoen kulman γ suuruisella alueella oleva liukupintaan 15 kuuluva liukukenkä 2, joka muodostaa varsinaisen puristus-vyöhykkeen PV sen kohdalle painautuvan pistekatkoviivalla merkityn telan 3 kanssa.

Kuviossa 2 puolestaan on esitetty kaavamaisesti keksinnön mukaisen puristimen rungon toiminnallinen raken-20 ne. Runko 1 on tukeva, poikkileikkaukseltaan periaatteessa kuvion 1 mukainen lähinnä munuaista, muistuttava runkokap-pale, jonka ympärillä liukunauha 5 kulkee. Rungon 1 sisäpuolella on erillinen sisärunko 6, joka on kiinnitetty paperikoneen runkorakenteeseen molemmista päistään. Run-25 koon 1 on kiinnitetty kuormitusmännät 7, jotka sijaitsevat sisärunkoon 6 muodostetuissa sylintereissä. Puristimen kuormituksen aikaansaamiseksi sylintereihin johdetaan hyd-raulinestettä tai vettä niin, että sen aikaansaama paine työntää runkoa 1 ja liukunauhaa 5 sisärungon suhteen ylös-30 päin kohti vastatelaa 3, joka on laakeroitu paperikoneen puristinosan runkorakenteeseen. Telan 3 ja liukunauhan 5 välistä kulkee tyypillisesti kaksi puristinhuopaa 8, joiden välissä kuivattava raina 9 johdetaan puristinpidikkeen läpi. Näiden johtaminen ja siihen liittyvät rakenteet sekä 35 muu tekniikka on sinänsä yleisesti tunnettua ja alan am- li 5 90263 mattimiehelle ilmeistä ja itsestään selvää eikä niitä tässä sen vuoksi tarkemmin selitetä.

Kuviossa 3 on esitetty kuvion 2 mukaisen puristimen osittainen pituussuuntainen leikkaus, jossa näkyy, kuinka 5 sisärunko 6 kulkee rungon 1 läpi. Rungon 1 ja sisärungon 6 välillä on useita hydraulisylintereitä 7 puristimen pituussuunnassa. Näiden sylintereiden avulla säädetään pu-ristuspaineen suuruus ja jakautuma koneen poikkisuunnassa. Tämän lisäksi puristimen rungon ja vastatelan sijainti 10 voivat olla säädettävät. Tällainen hydraulisylintereiden tai kuormitussylintereiden käyttö sinänsä on alan ammattimiehelle yleisesti tunnettua ja itsestään selvää esimerkiksi aiemmin mainittujen julkaisuiden perusteella eikä sitä sen vuoksi tässä tarkemmin selvitetä.

15 Väsymyslujuuden kannalta kriittinen vaipan taivu- tussäde on esimerkiksi 1 mm paksuisella ruostumattomalla teräsnauhalla noin 1000 mm. Tämä saadaan yleisesti tunnetusta nyrkkisäännöstä, jonka mukaan suositeltava taivutus-säde D on suurempi kuin 1000 x t, jossa t on materiaalin 20 paksuus, jolloin jokainen kuvioon 1 merkitty taivutussäde Rl, R2, R3 tai jokin niiden välisellä alueella oleva taivutussäde on vähintään tämän suuruinen. On olemassa teräs-materiaaleja, jotka lujuusarvojensa puolesta sallivat käyttää 1 mm nauhalla jopa sellaista taivutussädettä, kuin 25 250 mm, mikä on kuitenkin teoreettinen ääriarvo. Ää- riolosuhteissa, varsinkin silloin, kun on kyse suurista vaikuttavista voimista, tällainen nauha on herkkä hitsaus-virheille ja koloille tai halkeamille, jolloin lujuusopissa tunnettu lovivaikutus saattaa aiheuttaa vaurioita. 30 Näissä oloissa tietenkin pyritään välttämään äärimmäisiä taivutussäteitä ja taivutussäteenä käytetään teoreettista ääriarvoa suurempia arvoja. Vaikka kuvioissa runko 1 onkin esitetty täysin yhtenäisenä katkeamattomana, voi rungon 1 ja puristinkengän välissä olla rako vaikka puristinkengän 35 2 molemmin puolin, kunhan nauha voi joustavasti kulkea 6 90263 rakojen yli pinnalta toiselle ilman äkillistä kulmaa tai sen pintaan vaikuttavaa voimaa. Tällöin voidaan varsinainen puristinvyöhykkeen osa eli puristinkenkä konstruoida muusta rungosta erillään ja se voidaan tarvittaessa vaih-5 taa toiseen tai toisen muotoiseen halutun puristusvyöhyk-keen painekuvion aikaansaamiseksi. Samoin voi rungossa 1 olla rakoja tai reikiä voiteluaineen syöttämiseksi liuku-nauhan ja rungon 1 väliin samoin kuin puristinkengän ja rungon välisestä raosta syöttää voiteluainetta liukunauhan 10 ja puristusvyöhykkeen väliin.

Rungon 1 valmistamisessa on otettava huomioon se, että pinnan oikea muoto ja erityisesti sen laatu sekä si-leys puristusalueella on tärkeä. Runko voidaan tehdä useilla eri tavoilla, kuten hitsaamalla se taivutetuista 15 levyistä kiinni erilliseen tukirunkoon, jolloin lopullinen pinnan tarkkuus ja muoto valmistetaan joko lastuavalla työstöllä tai hiomalla. Edelleen voidaan runko valmistaa paksusta tukevasta materiaalista, jolloin irtorunkoa ei tarvita. Edelleen hyvin kiillotetun ja tasaisen pinnan 20 sijasta voidaan pinta työstää sopivan muotoiseksi ja jättää se karheaksi, jolloin pinta päällystetään varsinaista liukumista varten paremmin sopivalla sileäpintaisella materiaalilla kuten pronssi- tai polyamidilevyllä tai vastaavalla. Tällöin pinnoitelevy voidaan kiinnittää liimaa-25 maila, niittaamalla, ruuvaamalla tai jollakin muulla sopivalla tavalla kuten vaikka laser- tai plasmaliitoksella sekä tietenkin näiden tapojen yhdistelmillä. Pronssin sijaan käy jokin muu sopiva metalli ja polyamidin sijaan vastaavasti jokin muu sopiva muovilaatu, joka kestää sekä 30 lämmön että puristuksen riittävästi. Puristinkenkä voi olla erillinen, jolloin se kiinnitetään runkoon 1 sinänsä tunnetulla tavalla.

Liukunauha voidaan tarvittaessa tukea erillisillä tukikengillä tai rullilla, joita kuviossa 2 on kaavamai-35 sesti merkitty numerolla 10. Niiden kiinnitys on edulli-

II

7 90263 sesti joustava ja värähtelyjä hyvin vaimentava. Tällöin voidaan käyttää pneumaattisia tai hydraulisia kuormi-tuselimiä tai kumia tai muuta vastaavaa joustavaa elasto-meeriä tukien asentamiseen. Tuet sinänsä eivät ole välttä-5 mättömiä mikäli liukunauhan tukematon osuus pysyy rungon 1 alla lyhyenä.

Vaikka kuvioissa 2 ja 3 on esitetty taipumakompen-soitu runkorakenne, joka on keksinnön toteutuksen kannalta edullinen, ei tämä sinänsä ole välttämätön, vaan runko voi 10 olla rakennettu myös mahdollisimman jäykäksi ilman taipu-makompensointia. Tällöin on myös mahdollista toteuttaa ratkaisu niin, että runko 1 ja siten myös liukukenkä ovat ilman kuormitusta telaan päin kuperasti kaartuvia, jolloin ne oikenevat telan aikaansaaman kuormituksen vaikutukses-15 ta. Paineen suuruuden ja jakauman säätö on tällaisessa ratkaisussa paras tehdä koko runkoa siirtämällä ja kiertämällä. Tietenkin myös vastatelan sijaintia voidaan säätää samassa tarkoituksessa. Koska lämmöllä on suuri vaikutus puristimen tehoon, voidaan liukunauha keksinnön mukaisessa 20 ratkaisussa lämmittää tehokkaasti käyttämällä apuna rungon lämmitystä, jolloin lämpö siirtyy voiteluaineen välityksellä liukunauhaan koko rungon ja liukunauhan välisellä pituudella ja liukunauha pysyy jatkuvasti kuumana.

Edellä selityksessä ja piirustuksissa on keksintöä 25 selostettu vain esimerkinomaisesti eikä sitä ole millään tavalla rajoitettu siihen.

Claims (11)

1. Pitkävyöhykepuristin paperikoneen tai vastaavan puristinosaa varten, jossa on sitä vasten painautuvan te- 5 lan (3) kanssa pidennetyn puristinvyöhykkeen (PV) muodostava liukukenkä (2), sitä pitkin liukuva suljetun silmukan liukukengän (2) ympäri muodostava liukunauha (5), runko (1), jonka ympäri liukunauha (5) kiertää ja rungon (1) päissä kehältään ympyränmuotoiset liukunauhan (5) pääty-10 laipat, tunnettu siitä, että liukukenkä (2) ja runko (1) muodostavat puristusvyöhykkeellä (PV) ja sen välittömässä läheisyydessä liukunauhan (5) liikesuunnassa olennaisesti yhtenäisen jouhevasti kaartuvan liukupinnan, jota pitkin liukunauha (5) liukuu ja että rungon (1) ja 15 telan (3) yhdessä liukunauhalle (5) määräämä muoto liukunauhan (5) pyörimissuunnassa on lähellä päätylaippojen ympyränmuotoista kehää, josta muoto poikkeaa olennaisesti vain puristusvyöhykkeellä (PV) ja sen välittömässä läheisyydessä koveran liukukengän (2) vuoksi sekä tarvittaessa 20 liukunauhan (5) irtoamisalueella (K2) liukunauhan (5) sää-tövaran takia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pitkävyöhykepuristin, tunnettu siitä, että liukunauhan (5) kaa-revuussäde on sen liikesuunnassa olennaisesti koko matkan 25 vähintään 150 kertaa liukunauhan (5) paksuuden verran.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pitkävyöhykepuristin, tunnettu siitä, että liukukenkä (2) on kiinteästi runkoon (1) muodostettu pinnan osa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen pitkä-30 vyöhykepuristin, tunnettu siitä, että liukunauha (5) on rungon (1) liukunauhan (5) liikesuunnassa olevaa pinnan pituutta pitempi siten, että liukunauha (5) on irti rungosta lyhyen matkaa liukukenkään (2) nähden rungon (1) vastakkaisella puolella.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 11 9 90263 pitkävyöhykepuristin, tunnettu siitä, että runko (1) on poikkileikkaukseltaan muodostettu niin, että sen sivut (Kl) ovat olennaisesti samansäteisen (Rl) ympyräkaa-ren muotoisia, että rungon (1) alaosa on mainitusta ympy-5 räkaaresta sen keskipisteeseen (Pl) päin oleva joustavasti kaareutuva osa, että puristusvyöhyke (PV) on mainitusta ympyräkaaresta sen keskipisteeseen (Pl) päin sijaitseva kovera vyöhyke ja että puristusvyöhykkeestä (PV) mainittuihin sivuihin johtava rungon (1) pinta on mainitusta 10 ympyränkaaresta puristusvyöhykkeen (PV) liukupintaan kaarevasti liittyvä pinta.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pitkävyöhykepuristin, tunnettu siitä, että osa rungon (1) liukunauhaan (5) koskevasta pinnasta on muodos- 15 tettu listoista, joiden välissä on raot.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pitkävyöhykepuristin, tunnettu siitä, että rungon (1) ulkopinta on liukunauhan (5) ja rungon (1) irtoamis-alueella (K2) rungon (1) ulkopinnan kaarevuuteen nähden 20 taivutussäteeltään keskimääräistä suurempi.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pitkävyöhykepuristin, tunnettu siitä, että puristimen painejakautuma radan liikesuunnassa säädetään kiertämällä runkoa sen pituusakselin ympäri.

8 90263

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pitkävyöhykepuristin, tunnettu siitä, että puristimen paineen suuruus säädetään siirtämällä puristimen ulkorunkoa sisärunkoon nähden.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 30 pitkävyöhykepuristin, tunnettu siitä, että puris timen paineen suuruus säädetään siirtämällä koko puristinta telan suhteen.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pitkävyöhykepuristin, tunnettu siitä, että siinä 35 on lämmitysvälineet puristimen lämmittämiseksi. 10 90263