SE449762B - Anordning i torkpartiet i en pappersmaskin - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 449 762 även föreslagit och provat ett arrangemang, i vilket ba- nan i begynnelsedelen av torkpartiet, t.ex. i den första torkgruppen, hela tiden uppbäres av en torkvira. Härvid har ifrågavarande cylindergrupp en enda vira, som alltså är gemensam för både den undre radens och den övre radens cylindrar. I en dylikt arrangemang pressar torkviran ba- nan mot cylindrarnas yta vidd en ena cylinderraden, t.ex. vid den övre raden, medan banan vid den andra raden är belägen på torkvirans yttre yta, då viran tangerar cylind- rarnas yta.

Det beskrivna arrangemanget medför en betydande förbätt- ring av pappersmaskinens driftssäkerhet. Detta sker dock på bekostnad av torkningseffekten eftersom banan vid den undre raden inte står i direkt kontakt med torkcylindrar- na. Den förbättring av driftssäkerheten som kan uppnås medelst detta arrangemang grundar sig alltså på att ban- fladder kan undvikas i utrymmet mellan den övre och den undre cylinderraden. I sanbbgående pappersmaskiner har det dock visat sig, att banan på grund av centrifugal- kraften eller sin egen vikt, om det är fråga om den undre cylinderraden, har en benägenhet att lösgöra sig från torkviran, då denna löper över cylindrarna. Centrifugal- kraften är större ju högre pappersmaskinens hastighet är och ju mindre torkcylindrarnas diameter är. Banans benä- genhet att lossna från torkviran beror delvis även på att mellan viran och cylinderytan uppkommer ett övertryck, ,som naturligtvis strävar att lösgöra banan från viran.

Beträffande teknikens ståndpunkt hänvisas till US-patent- skrifterna 3.503.139 och 3.874.997.

I US-patentskriften 3.503.139 beskrives bl.a. en tork- cylindergrupp med två på sedvanligt sätt ovanför varand- ra anordnade rader slätytade torkcylindrar och med en enda undre torkvira. Pappersbanan löper genom cylinder- gruppen på sådant sätt, att torkviran pressar banan di- 10 15 20 25 30 449 762 rekt mot den undre cylindrarnas yta. Vid den övre cylin- derraden löper däremot torkviran mellan banan och cylind- rarnas yta. Den härigenom försämrade torkningseffekten hos den övre radens cylindrar har man försökt kompensera genom att hålla de övre cylindrarnas temperatur högre än de undre cylindrarnas. Detta gör emellertid pappersmaski- nens ångsystem mera invecklat än vanligt. Man har även försökt förbättra torkningseffekten genom att förse den övre radens cylindrar med en\huv, som uppvisar anordnin- gar för páblåsning av varm luft mot banans yta. Ändamålet med uppfinningen enligt denna patentskrift är, såsom framgår av patentbeskrivnhngen, enbart att i värme- tekniskt hänseende förbättra och effektivisera torknings- processen och samtidigt åstadkomma papper av bättre kva- litet. Detta patent hänför sig alltså inte till pappers- maskinens driftssäkerhet.

I US-patentskriften 3.874.997 beskrivs likaså en av två ovanför varandra anordnade vågräta rader cylindrar bildad cylindergrupp, genom vilken banan löper uppburen av en torkvira. Cylindrarna i den undre raden är slätytade och på dessa sker banans torkning genom kontakttorkning. Cy- lindrarna i den övre raden är luftgenomsläppliga och på dessa sker banans torkning delvis genom genomtorkning och delvis genom impingement-torkning, varför konstruktio- nen enligt denna publikation erfordrar en kåpa runt cy- lindrarna i den övre raden för påblåsning av varm luft. Även detta patent avser närmast en förbättring av tork- ningsprocessen i värmetekniskt hänseende.

Uppfinningens ändamål är att åstadkomma ett torkparti, i vilket banan löper åtminstone genom en första torkcylin- dergrupp hela tiden uppburen av en torkvira eller liknan- de och i vilket de ovan beskrivna olägenheterna som an- sluter sig till ett dylikt parti kan undvikas. 10 15 20 ,25 30 449 762 Uppfinningens ändamål är framför allt att förbättra pap- persmaskinens driftssäkerhet genom att säkra banans kvar- hållande på torkviran medan banan är belägen på yttre ytan av viran, då denna löper över torkcylindern.

Uppfinningens ändamål är dessutom att åstadkomma ett torkparti, i vilket banan inte utsätts för någon över- driven spänning, medan den löper genom torkgruppen, vil- ket leder till att det färdiga papperet erhåller bättre uttänjnings- och hållfasthetsegenskaper.

Uppfinningens ändamål är ytterligare att åstadkomma ett torkparti, i vilket avdunstningen ur banan effektiviseras på enkelt sätt vid de cylindrar, där torkviran isolerar banan från cylinderns yta.

För att uppnå ovan angivna mål kännetecknas uppfinningen av att åtminstone en del av cylindrarna i den cylinder- rad, som är belägen innanför viraslingan är försedda med en mantel med spår, att åtminstone en del av gruppens cy- lindrar, lämpligen alla, har solid mantel, så att nämnda spår inte står i förbindelse med cylindrarnas inre och att det i cylindergruppen har anordnats medel, vilka åstadkommer en tryckdifferens mellan nämnda spår och yttre ytan av banan vid dessa spår.

Uppfinningens huvudtanke är alltså, att åtminstone en del av de torkcylindrar, på vilka banan är belägen på torkvirans ytteryta, har spårförsedd yta och att dess cy- lindrar och deras spår är förenade med ett sugsystem, som upprätthåller undertryck inom det område av cylindern, som täcks av banan och torkviran.

Genom detta arrangemang hålls banan tätt anpressad mot viran och samtidigt förhindras att luft följer med tork- viran in mellan banan och cylindern. Dessutom bör beak- tas, att spåren i cylinderns yta representerar en ansen- 10 15 20 30 449 762 lig volym, i vilken råder undertryck. Detta leder till be- tydande förbättring av vattenavdunstningen ur banan. Av- dunstning vid undertryck är ju betydligt effektivare än vid normalt tryck. Spåren ger även större värmeyta och effektiviserad värmeöverföring utåt från cylinderns inre.

Uppfinningen kan med fördel tillämpas genom att i stället för en vanlig torkvira av plast använda en metallvävnad eller -Vira. Metallviran kan uppvärmas till en betydande hög temperatur och härvid kan banan tillföras betydande värmemängder för att ytterligare förbättra avdunstningen.

Den spårförsedda cylindern, vars mantel är solid, kan på normalt sätt förenas med torkpartiets ångsystem.

Spåren i cylinderns yta kan åstadkommas antingen genom bearbetning av ytan eller genom beläggning av ytan med ett metallband med speciell profil, t.ex. enligt finska patentskriften nr 45.583. Spårens tvärsnitt kan ha for- men av en rektangel, en triangel, en halvcirkel e.d.

Halvcirkelformen är särskilt fördelaktig med tanke på spårens benägenhet att samla smuts och med tanke på ren- göringen av spåren.

Användningen av en styv metallvira medger relativt breda spår i torkcylinderns yta utan risk för att de skall åstadkomma markering på banan. Även en plastvíras konstruk- tion kan vara styv i tvärriktningen.

Genom att banan kvarhålles på torkviran med tillhjälp av .undertryck uppnås dessutom den fördelen, att banan inte_ behöver utsättas för så stor spänning som i ett fall, då banan kvarhålls på viran uttryckligen med tillhjälp av spänningen i banan. Eftersom banan i detta skede inte spänns eller uttänjs omåttligt erhåller det färdiga pap- peret bättre uttänjnings- och hållfasthetsegenskaper.

U? JO 20 25 30 449 762 Uppfinningen beskrivs härefter i detalj under hänvisning till några utföringsformer, som visas i figurerna på bi- ff; fogade ritning.

Fig. l visar en schematisk sidovy av en cylindergrupp i ett torkparti till en pappersmaskin.

Fig. 2 visar två efter varandra belägna cylindergrupper i ett torkparti i en pappersmaskin.

Fig. 3 visar ett axialsnitt av en spårförsedd cylinder för användning i samband med uppfinningen, Fig. 4A och 4B visar olika fördelaktiga spârprofiler.

Inledningsvis konstateras, att med cylindergrupp här- efter avses cylindrar som har gemensam tcrkfilt eller -vira. Dessa cylindrar kan samtidigt ha ett eget ängsys- tem, men cylindrarna kan även ingå i ett större ångsystem.

De olika cylindrarna i cylindergruppen behöver inte vara uppvärmda på likadant sätt, utan en del av cylindrarna kan vara ånguppvärmda och en del t.ex. eluppvärmda. Cy- lindergruppens drivanordning kan likaså arbeta självstän- digt eller ingå i en större drivanordningsgrupp.

Fig.l visar en första torkcylindergrupp i en flercylinder- tork i en pappersmaskin. Gruppen omfattar en rad övre cy- lindrar lOa och en rad undre cylindrar 20a. Cylindrarna 10a resp.20a kan uppvärmas med ånga och uppvisar i detta syfte ångkopplingar ll resp.2l. Cylindergruppen är för- sedd med en torkvira 40a på sådant sätt, att cylindrarna 20a i den undre raden är belägna innanför viraslingan och cylindrarna l0a i den övre raden utanför viraslingan.

Banan Win anländer till torkcylindergruppen från pappers- maskinens pressparti med tillhjälp av i och för sig kända arrangemang och banan löper genom torkcylindergruppen i slutet drag, hela tiden uppburcn av vävnaden 40aZ Vid den övre cylinderraden står banan i direkt kontakt med cylind- rarnas l0a upphettade yta. Banan W anliggcr mot de övre cylindrarna l0a inom en vinkelyß, som lämpligen är större 10 15 20 25 30 449 762 än 1so°. på yttre ytan av vävnaden 40a, varvid alltså vävnaden 40a På de undre cylindrarna 20a befinner sig banan löper mellan banan och cylindrarnas 20a upphettade yta.

De undre cylindrarna 20a är i konstruktionen enligt fig.l ånguppvärmda liksom även de övre cylindrarna 10a. De undre cylindrarna 20a skiljer sig från normala torkcylindrar framför allt därigenom att deras yta är räfflad, t.ex. enligt fig.3. Spåren 22 har åstadkommits på något i och för sig känt sätt, t.ex. genom att bearbeta den solida manteln eller fördelaktigt genom att förse den solida man- teln med en beläggning, exempelvis genom att upplinda ett profilband.

På grund av dessa spår 22 kan cylindrarnas 20a konstruk- tion och tillverkningssätt avvika betydligt från vanliga cylindrars konstruktion och tillverkningssätt. Av kost- nadsskäl kan dessa spårcylindrar 20a såsom framgår av fig.l göras mindre än de övre cylindrarna l0a. Diameter- skillnaden är dock i princip inte väsentlig. De undre cy- lindrarnas 20a torkningseffekt är i ett dylikt arrange- mang i allmänhet sämre än kontakttorkcylindrarnas l0a torkningseffekt, och det är inte alltid ekonomiskt möj- ligt att kompensera denna sämre effekt genom att öka cy- linderdiametern. En liten diameter medför den fördelen, att vid normalt cylinderavstånd sektorn ß är liten, och den luftmängd som skall sugas igenom banan W inom detta avsnitt är alltså även den liten. Likaså minskar spårens 22 längd, vilket i sig är ägnat att minska behovet av sugeffekt. Det är dock möjligt att finna ett optimalt förhållande mellan de övre och de undre cylindrarnas dia- meter.

Spåren 22 kan utgöras av ett enda i spiral löpande spår eller av flera bredvid varandra löpande spår.

Vävnaden 40a och den_på yttre ytan av denna belägna ba- 10 15 20 25 30 449 762 nan W anligger mot de undre cylindrarna 20a inom en vin- kel ß. Inom den utanför denna sektor B belägna sektorn u är mellan de övre cylindrarna l0a anordnade undertrycks- kamrar 30. Var och en av dessa begränsar ett utrymme 30a, i vilket råder undertryck och vilket via ett rör 32 är förenat med ett i och för sig känt undertryckssystem.

Kamrarna 30 har slutna gavlar och uppvisar gavelkants- tätningar (icke visade) mot cylindrarnas 20a yta. Kamrar- nas 30 mot cylindrarna och vävnaden 40a anliggande kanter uppvisar även tätningskroppar 33 av slitstarkt, exempel- vis keramiskt material. Vävnadens 40a ledvalsar är utmärk- ta med hänvisningssiffran 41.

Cylindrarnas 20a sektor B utsätts via spåren i cylindrar- nas 20a mantel för sugning genom inverkan av undertrycket i utrymmet 30a. På grund av denna sugverkan hålls banan W tätt anpressad mot vävnaden 40a inom sektorn B på cylind- rarna 20a. Dessutom uppstår en liten luftströmning A ige- nom vävnaden 40a och banan W. Denna luftströmning befräm- jar torkningen och avdunstningen och bidrar även till att hålla banan W kvar på vävnaden 40a. Vattenavdunstningen ur banan befrämjas även av att banan W utsätts för under- tryck inom sektorn B.

I fig.2 visas ett annat arrangemang, enligt vilket upp- finningen tillämpas i samband med tvâ efter varandra be- lägna cylindergrupper 100 och 200. I den första gruppen 100 är cylindrarna 20a i den undre raden spårförsedda och i den andra gruppen är cylindrarna 20b i den övre raden spârförsedda. Genom ett dylikt arrangemang kan banans W- vardera sida utsättas för kontakttorkning, alltså både den övre och den undre sidan. Detta kan vara fördelaktigt i samband med tjocka banor. Väsentligt är, att banan W på de undre cylindrarna 20a i den första gruppen 100 ut- tryckligen är belägen på ytterytan av torkviran. Detta s är fördelaktigt på grund av att banans påförinqsband som uppkommer vid igångskörningen av pappersmaskinen, och att 10 20 25 30 449 762. det banutskott, som uppkommer i synnerhet i den första gruppen. lätt kan avlägsnas på undre sidan av denna grupp.

Enligt fig.2 är den andra torkgruppen 200 försedd med un- dertryckskamrar 30b och dessutom med en påblåsningskamma- re 50, som kan vara likadan som den enligt US-patentskrif- ten 3.874.997 beskrivna påblåsningskammaren. En dylik på- blàsningskammare är dock inte absolut nödvändig.

De till cylindergrupperna 100 resp.200 hörande vävnader- na 40a resp. 40b kan utgöras av normala torkviror eller -filtar. Fördelaktigt används dock en metallvira. En me- tallvira 40 kan uppvärmas till betydande hög temperatur medelst en lämplig anordning 42.

Genom att uppvärma viran kan banan W i vissa fall till- föras betydande värmemängder för att förbättra avdunst- ningen. Om, för det första, denna extra värmemängd och för det andra, den effektivare avdunstning som undertryc- ket i spåren på cylindrarna åstadkommer beaktas, kan lika hög torkningseffekt uppnås i en ovan beskriven tork, där banan är belägen på yttre ytan av torkvävnaden inom sek- torerna ß, som i en vanlig flercylindertork, där banan W anligger direkt mot både de övre och de undre cylindrar- nas yta.

Beträffande fig.4A och 4B kan sägas, att spåren i cylind- rarnas 20a och 20b mantel 24 kan variera på olika sätt.

Spärens 22 tvärsnittsform kan variera, likaså deras djup (b), breda (a) 'och inbördes avstånd (A).

Ju smalare spårens 22 mynningar är desto större är den mot vävnaden 40a, 40b anliggande, värmeledande ytan. Å andra sidan utsätts banan för undertryck inom sektorerna B ju jämnare desto bredare spårens 22 mynning är. Spårens 22 tvärsnitt kan ha formen av t.ex. en triangel (22b), en rektangel, en halvcirkel (22a) e.d. Genom att tillverka 10 15 25 449 762 10 spåren 22 på ett genom sökandens tidigare finska patent och patentansökningar känt sätt genom att upplinda ett profilband, kan spårens 22 form väljas relativt fritt med tanke på uppfinningens syftemål.

Ett halvcirkelformigt spår kan lätt åstadkommas genom van- lig bearbetning och ett dylikt spår 22a är relativt för- delaktigt med tanke på spårens 22 benägenhet att samla smuts och med tanke på rengöringen. Ett rektangelformigt spår 22 kan lätt åstadkommas genom att upplinda ett pro- filband. En brist hos denna spårform är att damm och fib- rer lätt samlas i spårens bottenhörn.

I samband med vävnaden 40a, 40b anordnas dessutom fördel- aktigt anordningar, medelst vilka ur vävnadens 40a, 40b maskor avlägsnas det damm som banan W för med sig. Dessa anordningar kan placeras på väsentligen samma ställe som uppvärmníngsanordningarna 42 och ändamålet med dessa an- ordningar är att upprätthålla vävnadens 40 permeabilitet.

Uppfinningen tillämpas fördelaktigt i samband med tork- partiets första cylindergrupp eller i samband med tork- partiets begynnelsedel. Efter det att banan W uppnått tillräcklig torrsubstanshalt och således tillräcklig håll- fasthet kan den ledas på sedvanligt sätt i fria drag från den ena cylinderraden till den andra.

Uppfinningen är inte på något sätt snävt begränsad till ovan endast som exempel beskrivna utföringsformer, utan deras detaljer kan variera inom ramen för den i vidstå- ende patentkrav definierade uppfinningstanken.

Claims (5)

10 15 20 25 30 449 762 ll P a t e n t k r a v
1. l. Torkcylindergrupp bestående av två torkcylinderrader (l0,20) vilka är anordnade i olika horisontalplan och som dessutom i vvertikalplanet är förskjutna relativt varand- ra, varvid torkcylindergruppen är försedd med en torkvira eller -filt (40) som förlöper i sick-sack mellan cylinder- raderna på så sätt, att cylindrarna (10) i den ena raden är belägna utanför den av viran (40) bildade slingan och cylindrarna (20) i den andra raden innanför den av viran (40) bildade slingan, varvid åtminstone de cylindrar (10), som är belägna utanför viraslingan (40) utgöres av på lämpligt sätt upphettade, slätytade cylindrar och att ba- nan (W) löper anliggande mot deras yta inom en viss sek- tor (f), en del av cylindrarna (20) k ä n n e t e c k n a d därav, att åtminstone i den cylinderrad, som är be- lägen innanför viraslingan (40) är försedda med en mantel (24) med spår (22), att åtminstone en del av gruppens cy- lindrar, lämpligen alla, har solid mantel, så att nämnda spår (22) inte står i förbindelse med cylindrarnas inre och att det i cylindergruppen har anordnats medel (30,50), vilka åstadkommer en tryckdifferens (A p) mellan nämnda spår (22) och yttre ytan av banan (W) vid dessa spår (22).
2. 2. Torkcylindergrupp enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att medlen som åstadkommer nämnda tryckdifferens (Ap) utgöres av i cylindrarnas (10) mellan- rum anordnade undertryckskamrar (30a,30b), vilka sträcker sig över den fria sektorn (a) på manteln av cylindrarna (20) med spår (22), och vilka är försedda med mot cylin- dermanteln och viran (40) anliggande tätningslister (33).
3. 3. Torkcylindergrupp enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att som medel för att åtminstone delvis åstadkomma tryckskillnaderna (Ap) finns en övertryckskammare (50), som inom sig begränsar ett övertrycksutrymme, som sträcker sig över de sektorer (B) 449 762 l2 på cylindrarna (20) med spår, inom vilka banan (W) och vi- ran anligger mot nämnda cylindrar (20) med spår.
4. 4. Torkcylindergrupp enligt patentkravet 1,2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda spår (22) för- löper väsentligen vinkelrätt mot cylinderns axel.
5. 5. Torkcylindergrupp enligt patentkraven l-4, k ä n - n e t e c k n a d därav, att spåren i cylindrarnas yta âstadkommes genom bearbetning eller genom utlindning av ett profilband. vq