FI105533B - Suihkupäällystyslaitteisto ja -menetelmä - Google Patents

Description

10553-3)

Suihkupäällystyslaitteisto ja -menetelmä '

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen suihkupäällystyslaitteisto.

5

Keksinnön kohteena on myös suihkupäällystysmenetelmä.

« EP-patenttihakemuksesta 0 466 420 tunnetaan suihkupäällystysmenetelmä, jossa suihkupäällystimellä pasta levitetään 10 rainalle ja lopullinen päällystysmäärä säädetään varsinaisella kaavinterällä. Laitteiston suihkupäällystin on säädettävissä kärkipisteensä ympäri ja näin pastasuihku voidaan kohdistaa tarvittaessa lähes kohtisuoraan rainaa kohti. Erityisesti suurilla ajonopeuksilla (yli 1000 m/min) ongel-15 mia tuottavat rainan ja pastan mukanaan tuoma ilma, jotka aiheuttavat heikkoa päällysteen laatua, laikkuuntumista ja jopa päällystämättömiä kohtia. Rainan mukanaan tuoma ilma aiheuttaa lisäksi päällysteeseen epätasaisuutta. Myös päällysteen riittävän tunkeuman aikaansaaminen on hankalaa.

20

Lisäksi tunnetaan FI-patenttihakemuksesta 89 0249 (US 5 104 697) sivelylaitteisto, jossa suuaukoltaan pienen kanavan kautta päällystysainetta johdetaan rainalle pienessä kulmassa olevan esitasoitusterän välityksellä. Tyypillisesti 25 tällöin käytetään samalla vastatelalla olevaa kaavinterää.

Tällä ratkaisuilla ongelmia esiintyy eräissä olosuhteissa kun peruspaperin kireysjakautuma ei ole tasainen, jolloin kahden rainaan koskettavan pisteen (päällystyslaite ja kaavinterä) vaikutuksesta rainaan muodostuu haitallinen 30 epätasainen kireysjakautuma poikittaissuunnassa näiden kahden pisteen välillä. Tämä aiheuttaa tietyissä olosuhteissa ajettavuusongelmia.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä kuvatun * 35 tekniikan puutteellisuudet ja aikaansaada aivan uudentyyp pinen suihkupäällystyslaitteisto ja -menetelmä.

Keksintö perustuu siihen, että laitteisto on rakennettu ... : siten, että rainaan koskemattoman suihkupäällystinlaitteen 2 105533 pastasuihku kohdistuu ainakin osittain rainan kulkusuuntaa vastaan. Toisin sanoen pastan suuntavektorilla suuttimessa on rainan kulkusuuntaan nähden vastakkaissuuntainen komponentti .

5 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle suihkupäällys-tyslaitteistolle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

10 Keksinnön mukaiselle suihkupäällystysmenetelmälle puolestaan on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

15

Kosketuksettoman levityksen ansiosta ei rainan epätasaista kireysjakautumaa esiinny. Vastavirtaan tapahtuvan suihkutuk-sen ansiosta saavutetaan hyvä pastan tunkemaa rainamateriaa-liin. Suihkutus rainan tulosuuntaan estää myös rainan muka-20 naan tuoman ilman sekoittumista pastaan- ja vähentää näin päällystämättömiä alueita rainassa. Vastavirtaan tapahtuva suihkutus vähentää myös pastassa olevien ilmakuplien aiheuttamia ongelmia.

25 Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten kuvioiden mukaisten suoritusesimerkkien avulla.

Kuvio 1 esittää halkileikattuna sivukuvantona keksinnön mukaista suihkupäällystinlaitteistoa.

30

Kuvio 2 esittää yksityiskohtaa kuvion 1 mukaisesta ratkaisusta .

Kuvio 3 esittää vaihtoehtoista ratkaisua kuvion 2 mukaisesta 35 ratkaisusta.

Kuvio 4 esittää halkileikattuna sivukuvantona toista vaihtoehtoista keksinnön mukaista ratkaisua.

105533 3

Kuvion 1 mukaisesti oleellisesti vastatelan 1 alapuolelle sijoitetun päällystinlaitteen suutinaukon 5 kohdalle vasta-telan 1 pinnalle muodostettua tangenttia on kuvattu katko-5 viivalla 7. Suihkupäällystin muodostuu ylähuulesta 2 ja alahuulesta 3. Päällystimen suutinaukko 5 muodostuu ylähuu-len kaarevasta suutinpinnasta 9 sekä tätä myötäilevästä alahuulen 3 kaarevasta suutinpinnasta 11. Pastan kulkureitti alkaa kapeana kanavana 6, joka tyypillisesti edelleen kape-10 nee kohti suutinaukkoa 5. Kanavan 6 leveys alkuvaiheessa on n. 0,5 - 10 mm, tyypillisesti välillä 1,5 -4 mm. Kanava 6 ulottuu luonnollisesti poikittaissuunnassa ainakin rainan 14 leveydelle. Suutinaukon 5 leveys on tyypillisesti välillä 0,5 - 10 mm. Suihkupäällystimen ja vastatelan 1 (rainan 14) 15 välisen raon 8 leveys on tyypillisesti välillä l - 20 mm, sopivimmin n. 3 - 8 mm. Ruuvilla 4 on raon 5 suuruus säädettävissä. Säätö vaikuttaa pastanopeuteen. Vakiosyötöllä pastan nopeus kasvaa rakoa 5 pienennettäessä. Myös ylähuuli 2 voidaan järjestää säädettäväksi päällystinrungon suhteen, 20 jolloin myös kanavan 6 suuruutta voidaan tarvittaessa säätää. Kaareva ylähuulen 2 kärki 9 aiheuttaa ns. coanda-ilmi-ön, jolloin pastasuihku pyrkii seuraamaan ylähuulen 2 pintaa raossa 8. Kärjen 9 kaarevuussäde voi vaihdella välillä 1 -50 mm, kaarevuussäteen arvot ovat kuitenkin tyypillisesti 25 välillä 3-10 mm.

Kuvion 2 mukaisesti vastatelan l (ja rainan 14) suutinaukon 5 kohdalle muodostetulle tangentille 7 on muodostettu normaali 13. Suutinaukosta 5 tulevalle pastasuihkulle voidaan 30 määritellä kaksi kulmaa: a7: suihkun yläreunan ja normaalin 13 välinen kulma, j ättökulma, j a r 35 a77: suihkun alareunan ja normaalin 13 välinen kulma, takakulma.

Tällöin keskimääräinen kulma, suihkukulma a saadaan keskiar- 4; 105533 vona (a' + a77)/2. Kulmaa a voidaan säätää a) kaarevuussäteellä r, jolloin pieni kaarevuussä-de mahdollistaa suuren kulman a ja a7, 5 b) ruuvilla 4 (kuvio 1) säätämällä raon 5 suuruutta, jolloin raon 5 pienentäminen suurentaa kulmaa a ja 10 c) alahuulen 3 pinnan 11 pituutta säätämällä. Mitä lyhyempi saatto 11 on, sitä pienemmäksi kulma a ja kulma a7 muodostuu.

Kuvion mukaiselle kaarevan kanavan ratkaisulle on perusedel-15 lytyksenä se, että alahuulien 3 suutinpinta 11 kaartuu suu- tinaukossa 5 kohti rainan 14 tulosuuntaa, jolloin saavutetaan toivottu suuntaus pastasuihkulle. Myös pastasuihkun nopeuden tulee olla riittävä, jotta saavutetaan virtauksen jakaantuminen kahteen osaan 16 ja 17. Riittävä nopeus on 1,5 20 m/s, kun suutinaukon 5 etäisyys rainasta on 3 mm, suutinraon leveys 2 mm ja rainanopeus 1000 m/min. Miniminopeus kasvaa mikäli suutinaukon 5 ja rainan välistä etäisyyttä kasvatetaan. Myös rainanopeuden kasvulla on pastan miniminopeutta kasvattava vaikutus. Haluttu nopeus saavutetaan riittävän 25 tehokkaalla pastapumpulla (ei esitetty).

• I I

Keksinnön periaatteena on muodostaa suutinrakenne sellaiseksi, että jättökulma a· > 0", jolloin pastasuihku kohdistuu rainan 14 kulkusuuntaa vastaan. Kulman a7 vaihteluväli voi 30 olla alueella 0° < a7 <= 90°, tyypillisesti 0° < a7 <= 60°.

Kuvion 2 mukaisesti pastan kokonaisvirtaus 15 jakaantuu suuttimen 5 jälkeen kahteen virtaukseen, paluuvirtaukseen 16 * ja päällystevirtaan 17. Suihkun suuntauksen ja nopeuden 35 ansiosta paluuvirtaus 16 edustaa n. 30 - 60 %:a kokonaisvir- tauksesta 15. Tyypillisesti paluuvirtauksen osuus on n. 50 %.

> 5 105533

Kulman a' rinnalla keksintöä voidaan tarkastella myös ala-huulen 3 suutinpinnan 11 suuntavektorilla 18, joka voidaan jakaa rainan suuntavektoria 19 kohtisuoraan komponenttiin 21 sekä tämän kanssa vastakkaissuuntaiseen vektoriin 20. Pas-5 tasuikun oikealle suuntaukselle perusedellytyksenä on tämän vastakkaissuuntaisen komponentin 20 olemassaolo. Koska suuntavektori 18 määrää pastasuihkun jättökulman, voidaan vektori 18 määritellä myös kulman a' avulla. Vektori 18 muodostaa myöskin kulman a' normaalin 13 kanssa.

10

Kuvion 3 mukaisessa ratkaisussa on kuvioon 2 verrattuna kaarevuussädettä r hiukan kasvatettu pintaa 11 lyhennetty, jolloin kulmat m ja a' muodostuvat pienemmiksi.

15 Kuvioiden 3 ja 4 alahuulet 3 ovat helposti vaihdettavissa joustavaan terään, josta syystä laitteisto on joustavasti muutettavissa erilaisia rainamateriaaleja ja päällysteitä varten.

20 Kuviossa 4 on esitetty vaihtoehtoinen keksinnön mukainen ratkaisu, jossa suutinpinnat 9 ja 11 ovat oleellisen suoria.

r

Claims (9)

1. Suihkupäällystyslaitteisto pastan levittämiseksi liikkuvalle materiaalirainalle (14) ympäristön paineessa rainaan 5 koskematta, joka laitteisto käsittää - rainan (14) läheisyydessä olevan ylähuulen (2), ja 10. ylähuulen (2) läheisyyteen, pääasiallisesti rainan (14) menosuuntaan sijoitetun alahuulen (3), jolloin ylähuulen (2) suutinpinta (9) ja alahuulen (3) suutinpinta (11) muodostavat suutinaukon (5) pastan syöttämiseksi rainalle (14), 15 tunnettu siitä, että - suutinaukossa (5) ainakin alahuulen (3) suutin-pinnan (11) suuntavektorilla (18) on rainan (14) 20 suuntavektorille (19) vastakkaissuuntainen kom ponentti (20).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että alahuuli (3) on kaareva ja ulottuu suu- 25 tinaukon (5) kohdalla kohti rainan (14) tulosuuntaa (19).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että ylähuulen (2) kärki (9) on kaareva ja ala-huulen (3) suutinpinta (11) oleellisesti myötäilee ylähuulen 30 (2) kaarevaa muotoa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että alahuuli (3) käsittää säätöelimen (4) * alahuulen (3) asennon ja suihkun suuntauksen säätämiseksi. 35

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnet- . t u siitä, että säätöelin on säätöruuvi (4). 105533 7

6. Suihkupäällystysmenetelmä pastan levittämiseksi liikkuvalle materiaalirainalle (14) ympäristön paineessa rainaan koskematta, tunnettu siitä, että pastasuihku suunnataan kohti rainan (14) tulosuuntaa niin suurella nopeudella, « 5 että pastasuihkuvirta jakaantuu paluuvirtaukseen (16) ja päällystevirtaukseen (17).

6 105533

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pastasuihku suunnataan siten, että suutinaukon 10 (5) kohdalla olevan rainan tangentin (7) normaalin (13) ja pastasuihkun välinen jättökulma a' on suurempi kuin 0°.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jättökulmaa säädetään liikuttamalla alahuulta 15 (3).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jättökulmaa ' säädetään liikuttamalla alahuulta (3) säätöruuvin (4) avulla. 20 % 9 9 8 105533