FI93237C - Menetelmä ja laite paperi- tai kartonkikoneessa veden poistamiseksi rainasta - Google Patents

Description

93237

Menetelmä ja laite paperi- tai kartonkikoneessa veden poistamiseksi rainasta

Keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-5 osassa esitettyyn menetelmään paperi- tai kartonkikoneessa veden poistamiseksi rainasta. Keksintö kohdistuu myös oheisen patenttivaatimuksen 7 johdanto-osassa esitettyyn laitteeseen menetelmän toteuttamiseksi.

10 Paperi- ja kartonkikoneissa viiraosan loppuosassa ennen sieppoimutelaa käytetään tavallisesti viiran imutelaa, jonka tarkoituksena on saada rainaan tarpeeksi korkea kuiva-ainepitoisuus ennen puristinosaa. Samalla saadaan aikaan tarpeeksi luja raina ennen puristinosassa tapahtu-15 vaa käsittelyä.

Eräs tällainen ratkaisu on esitetty US-patentissa 4,075,056, jossa viiran imutela ohjaa viiraa ja sen päällä olevaa rainaa viiraosan loppupäässä näiden kaar-20 tuessa sen päällä tietyssä sektorissa kohti sieppoimute laa. Viiran imutelan imusektorin kohdalla on rainan puolelta asetettu sitä vasten puristintela, joka on ns. lumppuritela (lump-breaker roll), jonka tarkoituksena on tiivistää raina vasten viiran imutelaa, lisätä syntyvän 25 rainan lujuutta ja vähentää kuitunuppujen määrää rainassa.

US-patentissa 3,846,233 on puolestaan esitetty kaksi-viirainen paperikone, jonka kaksiviiraisen vedenpoisto-vyöhykkeen loppupäässä vettä poistetaan imutelan avulla, 30 jonka kohdalla alaviira kaatuu kohti sieppoimutelaa, ja vettä poistuu samalla yläviiran läpi viirojen kireyden ·’ ja keskipakovoiman johdosta.

Viiran imutela on kuitenkin nykyisissä paperi- ja karton-35 kikoneissa eräs suurista energian kuluttajista, koska se vaatii tyhjösysteemin. Lisäksi se on kallis rakenteeltaan. Viiran imutela aiheuttaa myös meluongelman koneen käytön aikana. Tyhjön käyttö laskee lisäksi rainan 2 93237 lämpötilaa, mistä on haittaa puristinosassa. Kaikki imuun liittyvät em. ongelmat korostuvat entisestään sen johdosta, että koneiden nopeuksien noustessa tarvitaan suurempaa tyhjökapasiteettia.

5

Keksinnön tarkoituksena on poistaa em. epäkohdat ja esittää menetelmä, jolla vettä voidaan poistaa rainasta ennen sen siirtoa puristinosaan ilman viiran imutelaa, eli ilman tarvetta järjestää tähän kohtaan tyhjö. Tämän 10 tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Vettä poistetaan rainasta telaparin telalla, joka on pinnaltaan avoin, jolloin tämän telan ja vastakkaisella puolella 15 olevan telan avulla rainaan aiheutetaan sellainen puristus, että vesi puristuu rainasta telan pinnan avoimiin kohtiin ja poistuu telasta keskipakovoiman heittämänä. Telaparin kumpaankaan telaan ei tällöin tarvitse järjestää imua, ja kaikki imutelaan liittyvät ongelmat poistuvat.

20

Keksinnön tarkoituksena on myös esittää laite, jossa ei ole em. epäkohtia. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteelle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 7 25 tunnusmerkkiosassa. Telapari muodostaa puristinnipin, ·: jonka toinen tela on pinnaltaan avoin tela, jonka avulla veden poisto voidaan toteuttaa sen pinnan avoimiin kohtiin.

30 Oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa 2 - 6 on esitetty eräitä keksinnön mukaisen menetelmän edullisia suoritusvaihtoehto j a, ja oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa 8 - 14 on esitetty eräitä keksinnön mukaisen laitteen edullisia suoritusvaihtoehtoja.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa ti 35 3 93237 kuva 1 esittää keksinnön mukaista laitetta sivukuvan tona, kuva 2 esittää keksinnön mukaisen laitteen toista 5 suoritusmuotoa sivukuvantona, kuva 3 esittää keksinnön mukaisen laitteen kolmatta suoritusmuotoa sivukuvantona, ja 10 kuva 4 esittää keksinnön mukaisen laitteen neljättä suoritusmuotoa sivukuvantona.

Kuvassa 1 on esitetty paperikoneen tasoviiraosan loppupää eli kohta, jossa raina W siirretään viiralta 1, jonka 15 päällä se on muodostunut, puristinosaan. Loppupäässä on viiraosan viiraa 1 ohjaava tela 2, jonka ohjaamana viira 1 ja sen päällä oleva raina W kaartuvat tietyssä sektorissa a kohti vetotelaa 5, joka toimii samalla viiran 1 kääntötelana. Em. telojen välisellä osuudella raina W 20 siirretään puristinosan ylähuovalle 7 sieppoimutelan 4 avulla, jonka kautta huopa kiertyy tullen kosketuksiin rainan W kanssa.

Viiraa ohjaavaa telaa 2 vastapäätä on lisätela 3, joka on 25 kosketuksissa rainaan W siten, että se muodostaa viiraa *·: ohjaavan telan kanssa puristinnipin N. Lisätela 3, joka tässä on siis aikaisemmin käytetyn lumppuritelan paikalla, on pinnaltaan avoin, jolloin telaparin telojen 2, 3 välinen puristus aikaansaa veden siirtymisen rainasta W 30 lisätelan 3 pinnan avoimiin kohtiin. Koska viira ja raina puristinnipin jälkeen kaartuvat telan 2 ohjaamana . poispäin, on tässä kohdassa hyvää tilaa vedenkeräyskauka- lolle 8, johon vesi sinkoutuu lisätelan 3 pyörimisen aiheuttaman keskipakovoiman ansiosta sen pinnan avoimista 35 kohdista.

Lisätela 3 voi olla normaali pinnaltaan sopivimmin kova ja avoin tela (joko viirasukalla varustettu sokeaporattu 4 93237 tai läpiporattu tela tai sileä, karkealla viirasukalla mahdollisesti varustettu tela). Viiraa ohjaava tela 2 on samassa kohdassa, jossa aikaisemmin on käytetty viiran imutelaa, ja sen tulee puolestaan olla pintalaadultaan 5 sellainen, että se ei kerää vettä rainasta. Käytännössä viiraa ohjaava tela 2 on sileäpintainen tela, jonka pintakovuuden arvo on vähintään 50 PJ, edullisesti 50-200 PJ. Yksikköä PJ käytetään yleisesti ilmaisemaan paperikoneiden telojen päällysteiden kovuuksia. Tällöin 10 telojen väliin saadaan sopivan pitkä nippi N käytetyillä kuormitusarvoilla, jotka voivat olla välillä 10 - 100 kN/m. Telan pintakovuus ja käytetty kuormitusarvo riippuvat radan kuiva-ainepitoisuudesta ennen nippiä N.

15 Lisätelan 3 avoin pinta on vettä poistavassa kontaktissa rainaan W sopivan tiheän, vettä läpipäästävän kudoksen välityksellä. Kuvassa 1 on esitetty erillinen lisäviiran 6 muodostama viirakierto lisätelan 3 puolelta puristin-nipin N kautta. Lisätela 3 on kontaktissa rainaan W 20 lisäviiran 6 välityksellä, joka tulee lisätelan 3 ohjaamana puristinnippiin N ja kaartuu sen jälkeen telan 2 ohjaamana sektorissa a ja poistuu viiralla 1 olevan rainan W päältä kyseisen sektorin jälkeen. Vesi puristuu nipistä N lisäviiran 6 läpi lisätelaan 3. Viiran 6 25 kietoutumista telan 2 kohdalla säädetään viirakierrossa lisätelan 3 jälkeen olevalla viiranjohtotelalla 9. Lisäviiran 6 aikaansaamaan erilliseen viirakiertoon kuuluu lisäksi normaalit kiristintelat ja pesusuihkut. Vedenkeruukaukalo 8 mahtuu myös hyvin viirakierron sisään. 30

Vaihtoehtoisesti voi lisäviira 6 olla viiraosan kaksiosaisen vedenpoistovyöhykkeen toinen viira, jonka läpi vettä poistuu rainasta vastakkaiseen suuntaan viiran 1 35 vedenpoistoon nähden. Tämä viira, jota kuvassa 1 on merkitty pistekatkoviivalla, voi kulkea nipin N jälkeen olevan viiranjohtotelan 9 kautta.

5 93237

Kuvassa 2 on esitetty toinen vaihtoehto, jossa em. lisäviiran 6 aikaansaama viirakierto kulkee rainan W päällä sieppoimutelalle 4 asti, jolloin raina W siirtyy viiralta 1 lisäviiralle 6 sieppoimutelalla 4 ja lisävii-5 raita 6 imulaatikon 10 avulla alemmalle puristinhuoval- le 11.

Vaikka kuvissa 1 ja 2 lisäviira 6 kulkeekin puristin-nipin N jälkeen rainan W päällä, voi se erota rainasta 10 heti puristinnipin jälkeen, koska sileäpintainen viiraa 1 ohjaava tela 2 aiheuttaa nipin jälkeen tyhjön, joka pitää rainan W viiralla 1.

Lisäviiran 6 merkitys on lähinnä siinä, että varmistetaan 15 rainan W siirtyminen oikeaan suuntaan nipin N jälkeen.

Lisäviirana 6 käytetään edullisesti pinnaltaan samanlaista viiraa kuin viira 1.

Eräänä tavoitteena lisäviiran suhteen on myös, että se 20 on suhteellisen ohut eli sillä on pieni vesitilavuus.

Idean pääetuna on vähäinen jälleenkastuminen, sillä puristustapahtumassa suuri osa vedestä pakotetaan siirtymään viiroihin ja avoimeen telaan. Mitä pienempi on viirojen vesitilavuus, sitä enemmän vettä siirtyy avoimeen 25 telaan ja sitä kautta keskipakovoima heittää veden ulkopuoliseen kaukaloon. Pienempi viirojen vesitilavuus saa aikaan myös korkeamman rainan kuiva-ainepitoisuuden nipin jälkeen, ja positiivinen vaikutus tulee esiin jo alhaisemmilla arkin neliöpainoilla.

30 , Pinnaltaan avoimen lisätelan 3 päällä voi lisäviiran 6 lisäksi olla vielä viirasukka, mutta sitä ei välttämättä tarvita, vaan sen paljaan vaipan päällä voi nipin N kohdalla olla vain lisäviira 6. Voidaan käyttää myös 35 pinnaltaan avointa telaa 3, jonka paljaan vaipan päälle on asetettu karkea viirasukka ja päällimmäiseksi hieno viirasukka, ilman erillistä lisäviiraa 6. Telan pinnan avoimuus voidaan saada aikaan myös sileän pinnan päällä 6 93237 olevan, vesitilavuudeltaan riittävän suuren karkean viirasukan avulla.

Kuvassa 3 on esitetty vaihtoehto, jossa ennen telojen 2 5 ja 3 aikaansaamaa nippiä N on toinen telapari, jonka telat 2’ ja 3' ovat laadultaan samanlaisia kuin jälkimmäisen telaparin telat 2 ja 3, mutta ne ovat päinvastaisessa järjestyksessä, pinnaltaan avoin vettä poistava tela 3' vasten viiraa l ja vastakkainen tela 2' 10 kosketuksissa rainaan W lisäviiran 6 välityksellä, joka kulkee sekä telojen 2' ja 3' aikaansaaman puristinnipin N' että telojen 2 ja 3 puristinnipin N kautta. Puristinnipin N* kohdalla rainasta W viiran 1 läpi telan 3' pinnan avoimiin kohtiin poistunut ja keskipakovoiman 15 johdosta telasta sinkoutunut vesi kerätään viiran 1 alapuolella olevaan vedenkeruukaukaloon 8'. Peräkkäisillä nipeillä N', N saadaan näin veden poistuminen vastakkaisille puolille rainaa W.

20 Kuvassa 4 on esitetty muuten samanlainen telojen 2', 3' muodostama telapari kuin kuvassa 3, mutta sektorissa a, jossa viira 1 ja sen tukema raina W kaartuvat kohti sieppoimutelaa, ei ole telaa 2 vasten lisätelaa. Tela 2 voi tässä tapauksessa olla tavallinen kova sileä tela, 25 joka on pinnaltaan suljettu, tai sen pinta voi olla myös •ί avoin. Telojen 3' ja 2 välillä on viiraa 1 vasten siir- toimulaatikko 14, jolla varmistetaan rainan W pysyminen viiralla lisäviiran 6 erotessa nipin N' jälkeen rainan W päältä.

30

Kaikkien edellä mainittujen pintakovuudeltaan 50-200 PJ olevien telojen 2, 2' sijasta voidaan käyttää myös ennestään tunnettua kenkäpuristimen kuormitustelaa, jolloin saadaan sileä pitkä nippi pienellä paineella 35 telan 2 tai 2' sileän pinnan kovuuden ollessa 0 PJ.

Telaparin aikaansaaman ensimmäisen puristinnipin N tulee olla viiraosan loppupäässä viimeisten vettä poistavien 7 93237 ixnulaatikoiden jälkeen kohdassa, jossa rainan kuiva-ainepitoisuus on vähintään 13 %. Kyseiset laatikot on merkitty kuvissa viitenumerolla 13. Käytetty ratkaisu vähentää rainan jälleenkastumista huomattavasti, koska 5 ainoastaan osa viirojen sisältämästä vedestä voi palautua takaisin rainaan. Lisäksi, mitä suurempi neliömassa rainalla on, sen vähäisempi on jälleenkastumisen merkitys.

Keksinnöllä voidaan säästää energiaa huomattavasti ja 10 vähentää koneiden meluongelmia. Lisäksi laitteiden jälkeinen puristinosa toimii paremmin, koska imutelan tyhjön aiheuttama rainan lämpötilan lasku jää pois. Lisäksi keksintöä voidaan käyttää monilla nopeus- ja neliömassa-alueilla. Itse asiassa koneiden nopeuden 15 kasvaessa keksinnön toiminta vain paranee suurentuneen keskipakovoiman ansiosta.

Keksintö soveltuu lisäksi käytettäväksi koneissa, joiden konegeometria poikkeaa kuvissa 1 ja 2 esitetyn tasoviira-20 koneen geometriasta, jossa viira 1 on alaviira ja lisä-viira 6 on yläpuolinen lyhyt viirakierto tai kaksiviira-koneen yläviira. Keksintöä voidaan käyttää esim. kaksi-viirakoneissa, joissa pystysuoran vedenpoistovyöhykkeen lopussa toinen viiroista ja sen tukema raina ohjataan 25 imutelan avulla kohti sieppoimutelaa.

»

Claims (15)

1. Menetelmä paperi- tai kartonkikoneessa veden poistamiseksi rainasta ennen sen siirtoa puristinosaan, jolloin 5 vettä poistetaan viiraosan lopussa ennen sieppoimu- telaa (4) tai vastaavaa siirtolaitetta olevan telaparin avulla, jonka läpi viiraosan viira (1) ja sen tukema raina (W) kulkee ja jonka teloista toinen ottaa vastaan vettä rainasta kosketusalueellaan viiran (1) ja rainan (W) 10 muodostamaan kulkurataan, jolloin telaparin toinen tela on mainitulla kosketusalueella kosketuksissa vastakkaisella puolella viiran ja rainan muodostamaan kulku-rataan, minkä jälkeen raina (W) viiraosan viiran (1) tukemana ohjataan sieppoimutelalle (4) tai vastaavalle, 15 tunnettu siitä, että vettä poistetaan rainasta (W) telaparin pinnaltaan avoimella telalla (3) aiheuttamalla rainaan (W) mainitun telan (3) ja vastakkaiselta puolelta kulkurataan kosketuksissa olevan telan (2) yhteisvaikutuksella puristus, keräämällä vettä rainasta (W) puristuksen 20 avulla telan (3) pinnan avoimiin kohtiin, ja poistamalla vesi telasta (3) sen pyörimisen aikaansaaman keskipakovoiman avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 25 siitä, että vastakkaiselta puolelta kulkurataan kosketuk- . sissa oleva tela (2) on sileäpintainen tela.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sileäpintaisen telan pintakovuus on vähintään 30 50 PJ, edullisesti 50 - 200 PJ, ja telaparin teloja kuormitetaan toisiaan vasten 10 - 100 kN/m voimalla. . ·

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että telaparin läpi viedään rainan (W) 35 kanssa kosketuksiin tuleva lisäviira (6). 9 93237

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vettä poistetaan sektorilla (a), jossa viiraosan lopussa oleva tela (2) ohjaa viiraa (1) ja sen tukemaa rainaa (W) kohti sieppoimu- 5 telaa (4) tai vastaavaa, jolloin pinnaltaan avoin tela (3) on kosketuksissa rainaan (W) mainitulla sektorilla (a).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen mainitulla sektorilla (a) olevaa 10 telaparia vettä poistetaan toisella telaparilla, jossa pinnaltaan avoin tela (3') on kosketuksissa viiraan (1) ja toinen tela (2') on vastakkaiselta puolelta kosketuksissa rainaan (W), jolloin telat yhdessä aiheuttavat puristuksen rainaan (W), jonka seurauksena vesi kerääntyy 15 rainasta telan (3') pinnan avoimiin kohtiin ja poistuu telasta sen pyörimisen aikaansaaman keskipakovoiman avulla.

7. Laite paperi- tai kartonkikoneessa veden poistamiseksi 20 rainasta ennen sen siirtoa puristinosaan, jossa laitteessa on rainan kulkusuunnassa ennen sieppoimutelaa (4) tai vastaavaa siirtolaitetta telapari, jonka telojen (2, 3) välistä viiraosan viira (1) ja sen tukema raina (W) on viety, jolloin toinen teloista (2, 3) on järjestetty 25 ottamaan vastaan vettä rainasta kosketusalueellaan ♦ viiran (1) ja rainan (W) muodostamaan kulkurataan ja toinen tela on mainitulla kosketusalueella kosketuksissa vastakkaisella puolella kulkurataan, tunnettu siitä, että vettä vastaanottava tela on pinnaltaan avoin 30 tela (3), joka muodostaa yhdessä vastakkaisella puolella olevan telan (2) kanssa puristinnipin (N) veden poistami-v seksi rainasta (W) , jolloin telan (3) pinnan avoimet kohdat on järjestetty ottamaan vastaan ja säilyttämään rainasta poistuvan veden sen poistamiseksi telan (3) 35 pyörimisliikkeen aiheuttaman keskipakovoiman avulla. 10 93237

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että vastakkaiselta puolelta kulkurataan kosketuksissa oleva tela (2) on sileäpintainen tela.

8 93237

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että sileäpintaisen telan (2) pintakovuuden arvo on vähintään 50 PJ, edullisesti 50 - 200 PJ.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu 10 siitä, että sileäpintainen tela (2) on sinänsä tunnettu kenkäpuristimen kuormitustela.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 7-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää lisäviiran (6) , joka 15 kulkee viiraan (1) nähden rainan (W) vastakkaiselta puolelta puristinnipin (N) läpi.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että lisäviira (6) muodostuu viiraosan kaksiviirai- 20 sen vedenpoistovyöhykkeen toisesta, viiraan (l) nähden rainan (W) vastakkaisella puolella olevasta viirasta.

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että lisäviira (6) on viety sieppoimutelan (4) 25 tai vastaavan kautta. • · «

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 7-13 mukainen laite, tunnettu siitä, että telaparin puristinnip-pi (N) on sektorilla (a), jossa viiraosan lopussa oleva 3. tela (2) ohjaa viiraa (1) ja sen tukemaa rainaa (W) kohti sieppoimutelaa (4) tai vastaavaa, jolloin puristin-: nippi muodostuu vastakkaisella puolella rainaan (W) kosketuksissa olevan, pinnaltaan avoimen telan (3) avulla. il 11 93237

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että ennen mainittua telaparin puristinnippiä (N) on toinen telapari, jossa on pinnaltaan avoin tela (3'), joka muodostaa yhdessä vastakkaisella puolella olevan 5 telan (2*) kanssa puristinnipin (Ν') veden poistamiseksi Tainasta (W), jolloin telan (3') pinnan avoimet kohdat on järjestetty ottamaan vastaan ja säilyttämään Tainasta poistuvan veden, sen poistamiseksi telan (3·) pyörimisliikkeen aiheuttaman keskipakovoiman avulla. 10 «... 12 93237