FI107059B - Paperikoneen formeri-puristinosa ja menetelmä rainan siirtämiseksi formerilta puristinosalle - Google Patents

Description

107059

Paperikoneen formeri-puristinosa ja menetelmä rainan siirtämiseksi formerilta puristinosalle Formare-pressparti i en pappersmaskin och förfarande för överföring av en bana frän en formare tili ett pressparti 5

Keksinnön kohteena on paperikoneen formeri-puristinosa, jonka formeri-osa käsittää alamärkäviiran ja ylämärkäviiran tai vastaavan siirtovirran, ja jonka puristinosa käsittää yhden tai useamman vettäpoistavan 10 puristinnipin ja jonka formeriosan ja puristinosan välillä on vettä rainasta poistava esipuristusvyöhyke, jonka kautta raina on johdettu formeriosalta puristinosalle suljettuna vientinä, ja jonka mainitun esipuristusvyöhykkeen kautta on johdettu formeriosan mainittu ylämärkä-viira tai vastaava siirtoviira.

15

Lisäksi keksinnön kohteena on menetelmä paperirainan siirtämiseksi paperikoneen formeriosalta sen puristinosalle, joka formeriosa varustetaan alamärkäviiralla ja ylämärkäviiralla tai vastaavalla siirtovii-ralla, ja joka puristinosa varustetaan yhdellä tai useammalla vettä-20 poistavalla puristinnipillä ja jonka formeriosan ja puristinosan välillä rainasta poistetaan vettä esipuristusvyöhykkeellä, jonka kautta raina johdetaan formeriosalta puristinosalle suljettuna vientinä.

Paperi- ja kartonkikoneiden nopeuden nosto tuo ratkaistavaksi uusia • · · • ·’ 25 ongelmia, jotka liittyvät useimmin koneen ajettavuuteen. Nykyisin pape- • ♦ » * · * * rikoneissa käytetään nopeuksia jopa n. 1600...1700 m/min. Näillä no- ·.· · peuksilla ns. suljetut puristinosat, jotka käsittävät sileäpintaisen *!**i keskustelan ympärille sovitetun kompaktin puristustelakombinaation, • · : : : toimivat vielä yleensä tyydyttävästi. Esimerkkeinä näistä puristinosis- 30 ta mainittakoon hakijan Sym-Press II™ ja Sym-Press O™ -puristinosat.

.···. Puristamalla tapahtuva vedenpoisto on energiataloudellisesti edullisem- • · · ·.· paa kuin haihduttamalla toteutettu vedenpoisto. Tämän vuoksi on syytä • « · pyrkiä poistamaan radasta vettä puristamalla niin paljon kuin mahdol- 4 4 • '·· 35 lista, jotta haihduttamalla poistettavan vesimäärän osuus saataisiin • 4 · mahdollisimman pieneksi. Paperi- ja kartonkikoneiden nopeuden nosto tuo kuitenkin uusia ennen ratkaisemattomia ongelmia nimenomaan puristamalla • « # . tapahtuvaan vedenpoistoon, koska puristusimpulssia ei voida tunnetuilla • < keinoilla riittävästi nostaa ennen kaikkea sen vuoksi, että suurilla 2 107059 nopeuksilla nippiajat jäävät riittämättömän lyhyiksi ja toisaalta puristuksen huippupainetta ei voida nostaa yli tietyn rajan rainan struktuuria särkemättä. Edellä mainittujen epäkohtien lisäksi ennestään tunnettujen imutelojen teho laskee merkittävästi erityisen suurilla ra-5 tanopeuksilla, koska imu ei ehdi vaikuttaa tarkoitetulla tavalla rataan imutelavaipan suhteellisen pitkän rei'ityksen kautta sekä tiiviin ja paksun pick-up-puristinhuovan kautta. Tämä rajoittaa sekä vedenpoiston tehoa että vaikeuttaa rainan siirtoa imutelan alipaineen avustamana.

10 Paperikoneiden nopeuksia nostettaessa tulevat myös paperikoneen ajetta-vuusongelmat entistä korostuneemmin esille, koska vesipitoinen ja heikko raina ei kestä etenkään suurten ratanopeuksien ja radan suunnanmuutosten aiheuttamia dynaamisia voimia, vaan syntyy ratakatkoja ja muita toimintahäiriöitä, jotka aiheuttavat seisokkeja. Modernilla painopape-15 rikoneella katkoaika maksaa nykyisin n. 50 000 FIM/h.

Ennestään tunnetuissa puristinosissa raina yleensä viedään muodostus-viiralta ensimmäiseen puristinnippiin pick-up-huovalla, joka toimii myös vettä vastaanottavana puristuskudoksena ensimmäisessä puristinni-20 pissä, joka on joko telanippi tai pitkänippi. Ensimmäisessä puristin-nipissä käytetään verraten suurta puristuspainetta ja käsitellään suu- • ’.· ria vesimääriä, mistä on eräänä epäkohtana se, että puristushuovan ulkopinta pyrkii likaantumaan ja sen huokoinen kudosrakenne osittain : : : tukkeutumaan. Tätä pyritään estämään tehokkailla huovankunnostuslait- ·;··; 25 teillä, jotka ovat kuitenkin varsin kalliita, tilaa ottavia ja runsaas- ti energiaa kuluttavia komponentteja.

• · ··· • · ♦ ♦ * ·

Viimeaikoina on painopaperikoneiden nopeuksiksi ruvettu kaavailemaan jo . . niinkin suuria nopeuksia kuin n. 40 m/s = 2400 m/min. Näin korkeiden • · · • » » *t* 30 nopeuksien toteutus, etenkin leveillä koneilla, tuo esille entistä ♦ · ♦ *♦* * vaikeampia ongelmia ratkaistavaksi, joista tärkeimpiä ovat koneen Γ*.. ajettavuus ja riittävä vedenpoistokapasiteetti suurella ratanopeudella.

Vastaavasti kartonkikoneilla (radan neliöpaino > 100 g/m2) nykyisiä ratanopeuksia (8...15 m/s) pyritään nostamaan tasolle 15...25 m/s.

* ’ 35 • · 3 107059

Ennestään tunnetuissa puristinosissa käytettyjen puristushuopien merkittävänä epäkohtana on rataa uudelleenkostuttava vaikutus ja likaan-tumistaipumus, koska etenkin silloin kun kyseiset puristushuovat kulkevat korkeapaineisen nipin tai nippien läpi, likapartikkelit pyrkivät 5 niittautumaan ja takertumaan kiinni puristuskudoksiin, minkä vuoksi puristuskudosten toiminta häiriytyy ja niiden puhtaanapito vaatii tehokkaat kunnostuslaitteet, jotka kuluttavat huomattavasti energiaa.

Lisäksi korkeapaineisissa puristinnipeissä ennestään tunnetut huokoiset 10 puristushuovat joutuvat suurelle kulutukselle ja rasitukselle alttiiksi niin, että huovat joudutaan suhteellisen usein vaihtamaan, mikä lisää merkittävästi kustannuksia.

Keksintöön liittyvän tekniikan tason osalta viitataan US-patentteihin 15 4.197.158, 4.879.001, 5.308.450 ja 5.736.011. Viimemainitussa US-paten- tissa 5.736.011 on esitetty sellainen paperikoneen märkäpää, jossa on erityisrakenteinen perälaatikko ja kaksiviiraformeri, jonka ylävirralla raina viedään suljettuna vientinä pick-up-kohtaan. US-patentissa ei ole esitetty esillä olevaan keksintöön olennaisesti kuuluvaa esipuristus- 20 nippiä eikä mitään esipuristusvaihetta. Erona on myös se, ettei esillä olevassa keksinnössä ole em. US-patentissa esitettyjä perälaatikkoon liittyviä erityisrajoituksia ja rakennevaatimuksia. Myös US-patentissa esitetty kaksiviiraformerin geometria sekä rainan vienti formerilta puristinosalle poikkeaa olennaisesti esillä olevan keksinnön mukaises- . . 25 ta.

• · · • · · • · · · • ·

Keksintöön lähiten liittyvän tekniikan tason osalta viitataan hakijan • ( * *·’·* FI-patenttiin 98843 (vast. WO-97/13030 ja US-5,792,320). Em. FI-paten- • · · *.* * tissa on esitetty menetelmä veden poistamiseksi paperi- tai kartonki- 30 rainasta ja sen viemiseksi suljettuna vientinä rainanmuodostusosan • · · II l muodostusviiralta tai siirtoviiralta puristinosalle. FI-patentin mene- telmässä muodostusviiralla tai siirtoviiralla kulkeva raina tartutetaan siirto- ja esipuristusvyöhykkeessä olennaisesti vettä vastaanottamatto-*... man siirtohihnan ulkopinnalle ja esipuristusvyöhykkeen jälkeen raina i · « • · • · « • · 4 107059 olennaisesti välittömästi irrotetaan mainitulta viiralta ja viedään siirtohihnasilmukan kannatuksessa puristinosan seuraavalle puristus-kudokselle ja/tai puristusnippiin.

5 Lisäksi em. FI-patentissa on esitetty puristinosa, jossa puristinosaan kuuluu esipuristusvyöhyke tai vyöhykkeitä ja siirtohihnasilmukka, joka on olennaisesti vettä vastaanottamaton ja ulkopinnaltaan paperirainaan adheesiokykyinen. Tämä siirtohihnasilmukka on johdettu esipuristus-vyöhykkeen tai kahdesta vyöhykkeestä ainakin jälkimmäisen vyöhykkeen 10 kautta. Esipuristusvyöhykkeessä paperiraina tartutetaan siirtohihnasilmukan ulkopintaan ja vyöhykkeen jälkeen olennaisesti välittömästi erotetaan muodostusviirasta ilman rainan olennaista uudelleenkostutus-ta. Siirtohihnalla raina johdetaan suljettuna ja tuettuna vientinä puristinosan seuraavalle puristuskudokselle ja/tai seuraavan puristus -15 vyöhykkeen läpi.

FI-patentissa 98843 toteutuu rainan luotettava ja suljettu vienti muo-dostusosalta kuivatusosalle ilman rainan uudelleenkostumisen vaaraa. Lisäksi voidaan muodostusviiran tai vastaavan siirtoviiran yhteyteen 20 järjestää yksi tai useampi esipuristusvyöhyke, jolla raina luotettavasti tartutetaan vettä olennaisesti vastaanottamattomaan siirtohihnaan ja • lisäksi poistetaan olennainen määrä vettä, mikä lisää sekä radan kuiva-ainepitoisuutta että sen märkälujuutta. Tällä puolestaan parannetaan ; puristinosan ajettavuutta ja helpotetaan myöhempiä vedenpoistovaihei- • · · · ....1 25 ta.

• · • ♦ • » » • · · • · #»j·. Epäkohtana em. FI-patentissa 98843 esitetyssä menetelmässä ja puristin- » · * osassa on etenkin erityisen suurilla ratanopeuksilla vaikeudet paperi- . . rainan ja siitä leikattujen reunakaistojen johtamisessa päänviennin tai • · * • · · • * 30 käyttöhäiriön yhteydessä pulpperiin, sillä FI-patentissa yläkudos pyr- • * · *·* * kii viemään rainan mennessään, vaikka esipuristusnippi olisi avattuna- ·*·.. kin. Tästä on seurauksena ratakatkoja ja muita käyttöhäiriöitä puris- .***. tinosalla.

5 107059

Edellä selostetut rainanvienti-, pick-up- sekä vedenpoiston kapasiteettiongelmat ja muut niihin liittyvät vaikeudet korostuvat paperikoneiden nopeuksien noustessa.

5 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää edelleen em. Fl-pa-tentissa 98843 esitettyä paperirainan siirto- ja puristusmenetelmää sekä puristinosaa niin, että FI-patentilla aikaansaatavat edut säilyvät myös esillä olevassa keksinnössäkin.

10 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uusi paperikoneen formerin ja puristinosan yhdistelmä sekä menetelmä rainan siirrossa formeriosalta puristinosalle niin, että edellä kosketellut epäkohdat pääasiallisesti vältetään ja keksinnön muut myöhemmin selviävät tarkoitusperät saavutetaan.

15

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön mukaiselle formeri-puristinosalle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että raina on johdettu mainitun ylämärkäviiran tai vastaavan siirtoviiran alapinnalla mainittuun esipuristusvyöhykkeeseen ja 20 sen läpi, että mainitun ylämärkäviiran tai vastaavan siirtoviiran silmukan sisällä ja/tai alamärkäviiran silmukan sisällä on paine-eron käyttöön perustuvat siirtolaitteet, joiden avulla on varmistettu nor-maalissa käyttötilanteessa se, että raina on eroava alamärkäviirasta ja 4 4 4 4 seuraava ylämärkäviiraa tai vastaavaa siirtoviiraa ja kulkeva sen ala- I 4 . . 25 pinnalla edelleen esipuristusvyöhykkeeseen ja että mainitut paine-eron • ♦ · *** * käyttöön perustuvat siirtolaitteet on järjestettävissä toimimaan pään- • · viennin tai käyttöhäiriön yhteydessä siten, että raina on eroava ylä- • · t *·’·" märkäviirasta tai vastaavasta siirtoviirasta pudoten alla olevaan vii-

»•I

• · · *.* ' rakaivoon, pulpperiin tai vastaavaan.

30 • · ♦ ! ! I Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan pääasiallisesti tun- : ; : nusomaista se, että rainanmuodostuksen jälkeen tai sen loppuvaiheessa rainaan kohdistetaan mainittujen märkäviirojen ja mahdollisen siirto- viiran läpi paine-ero erityisillä paine-erolaitteilla siten, että rai- ··· 35 naan vaikuttava paine järjestetään mainituissa paine-erolaitteissa * · · • ♦ • · • · 6 107059 suuremmaksi ylämärkäviiran tai vastaavan siirtoviiran puolella, jolloin raina johdetaan päänviennin tai käyttöhäiriön yhteydessä seuraamaan alamärkäviiraa ja mainittu paine järjestetään suuremmaksi alamärkävii-ran puolella, jolloin raina johdetaan normaalissa käyttötilanteessa 5 seuraamaan ylämärkäviiraa tai vastaavaa siirtoviiraa.

Keksinnön menetelmällä ja laitteistolla raina saadaan luotettavasti seuraamaan ylämärkäviiraa tai vastaavaa siirtoviiraa normaalissa käyttötilanteessa suoraan esipuristusvyöhykkeeseen tai vaihtoehtoisesti 10 käyttöhäiriön sattuessa tai päänviennin yhteydessä raina saadaan luotettavasti seuraamaan alamärkäviiraa ennen esipuristusvyöhykettä niin, että raina ja sen reunakaistat eivät aiheuta häiriötä esipuristus-vyöhykkeessä ja sen jälkeisissä varsinaisissa puristusvyöhykkeissä. Keksinnön mukaisilla paine-eron käyttöön perustuvilla laitteilla saa-15 daan mainittu siirto tehokkaasti varmistetuksi, koska märkäviiran tai -viirojen ja mahdollisen siirtoviiran permeabiliteetti on suhteellisen suuri ja täten sen läpi paine-erovaikutus on tehokkaasti kohdennettavissa rainaan ilman kohtuutonta energiankulutusta tai muita häiriötekijöitä. Keksinnössä sovellettavassa esipuristusvyöhykkeessä voidaan 20 viirojen em. suuren permeabiliteetin johdosta kohtuullista energiaa käyttäen poistaa huomattavat määrät vettä niin, että raina on vietävis-; sä suurellakin nopeudella luotettavasti varsinaiseen puristinosaan ja sen läpi ja edelleen kuivatusosaile. Lisäksi esipuristusvyöhykkeessä • : ; voidaan vielä tehokkaasti vaikuttaa rainan formaatioon ja sen z-suun- ·.··« 25 täisiin jakautumiin.

• · • · · • · · • ·

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla • · · oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovel- . . lusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole mitenkään ♦ · · ♦ · · • * 30 ahtaasti raioitettu.

·«· J

• ♦ · • * · • Kuvio 1 esittää keksinnön ensimmäistä sovellusesimerkkiä kaaviollisena • *"; s ivukuvana.

35 Kuvio 2 esittää kuviota 1 vastaavalla tavalla sellaista keksinnön so- « I « • « *·*·* vellusmuotoa, jossa paperiraina viedään ylämärkäviiran esipuristus- 7 107059 nipistä suljettuna vientinä koko puristinosan läpi alapuolisella läpäisemättömällä siirtohihnalla.

Kuvio 3 esittää kuvioita 1 ja 2 vastaavalla tavalla sellaista keksinnön 5 sovellusmuotoa, jossa esipuristinnipin jälkeen puristinosassa on kaksi peräkkäistä kaksikudoksista pitkänippipuristinta.

Seuraavassa selostetaan kuvioissa 1, 2 ja 3 esitettyjen formerin ja puristinosan yleistoteutus ja yhteiset rakennepiirteet.

10

Kuvioissa 1, 2 ja 3 kaaviollisesti esitetty paperikone käsittää forme-riosan 100, puristinosan 110 ja kuivatusosan 120, josta viimemainitusta on esitetty vain alkupää.

15 Kuvioissa 1-3 esitetty formeriosa 100 on kaksiviiraformeri, jossa on ylempi märkäviira 10 ja alempi märkäviira 20. Viirat 10,20 rajoittavat väliinsä kaksiviiravyöhykkeen, joka alkaa muodostuskidasta G, johon perälaatikon 19 huuliaukosta syötetään massasuspensiosuihku. Muodostus-kidan G jälkeen kaksiviiravyöhyke kaartuu pienessä kaartosektorissa 20 viiran 20 silmukan sisällä olevan ensimmäisen muodostustelan 21 imu-vyöhykkeen tai -vyöhykkeiden 21a yli. Kaksiviiravyöhykkeellä seuraa • tämän jälkeen ylemmän viiran 10 silmukan sisällä olevat muodostuselimet i 12, esim. ns. MB-yksikkö, joka käsittää sinänsä tunnetut paineletkuilla ; toisiaan vasten kuormitettavat peräkkäiset listaelementit.

4 4« < ...<: 25 « ·

Ylempi märkäviira 10 on rintatelan 11 ja johtotelojen 13 ohjaama. Muo- t « I • * dostuselementtien 12 jälkeen seuraa alemman märkäviiran 20 silmukan si- « · · säliä muodostuskenkä 22, jossa on kaareva listakansi ja sen jälkeen . . seuraa toinen ylempi muodostusimutela 24, jonka imuvyöhykkeellä 24a • · · • * 30 kaksiviiravyöhyke kaartuu pystysuuntaisesta vaakasuuntaiseksi.

“· · · ♦ · · ·*·.. Kuvioiden 1-3 mukaisesti kaksiviiravyöhykkeen vaakajuoksulla on alemman * « märkäviiran 20 silmukan sisällä imulaitteet 25 ja 26 ja niiden välillä • , ylemmän märkäviiran 10 silmukan sisällä on imulaite 15. Imulaitteeksi lii'· 35 15 on esitetty imutela, jossa on imuvyöhyke 15a. Imulaitteen 15 jälkeen ’··' märkäviiran 10 sisällä on kolme peräkkäistä tasoimulaatikkoa 16, joita 8 107059 ennen raina W on jo erotettu alaviirasta 20, kun raina W normaaliin tapaan viedään formeriosalta 100 puristinosalle 110. Alaviirasilmukan 20 sisällä imulaitteen 15 jälkeen oleva tasoimulaatikon 26 jälkeen on johtotela 23a, joka ohjaa alaviiran 20 eroon rainasta W ja yläviirasta 5 10. Alaviira 20 on paluujuoksullaan muutoin johtotelojensa 23 ohjaama.

Vaikka kuvioissa 1, 2 ja 3 esitetyssä keksinnön sovellusmuodossa forme-rina on nimenomaan kaksiviiraformeri, on ymmärrettävää, että keksinnön menetelmää ja formeriosan ja puristinosan yhdistelmää voidaan soveltaa 10 myös silloin, kun formerina on esim. hybridiformeri, jossa on yksivii-rainen alkuosuus tai monikerrosformeri tai jopa tasoviiraformeri, joka on varustettu yläpuolisella märkä- ja/tai siirtoviiralla, joka on vastaa edellä selostettua ylä-märkäviiraa 10 alaviiran ollessa normaali tasoviira 20. Niiden erilaisten formerikonseptien osalta, joiden yh-15 teydessä keksintöä voidaan soveltaa, viitataan eräinä ei-rajoittavina esimerkkeinä hakijan em. FI-patentissa 98843 esitettyihin formereihin.

Kuviossa 1 on formeriosan 100 suurinta vaakasuoraa konesuuntaista ulottumaa merkitty H0:lla, kaksiviiravyöhykkeen vastaavaa vaakasuoraa ulot-20 tumaa H-^llä ja ylämärkäviiran silmukan 10 vastaavaa ulottumaa kaksiviiravyöhykkeen lopusta uloimpaan johtotelaan 13a H2:lla. Keksinnön mukai-: sen formerin, nimenomaan kaksiviiraformerin, geometrialle on tyypillis- '·' · tä se, että ylämärkäviirasilmukan 10 vaakasuora ulottuma kaksiviira- ·· · vyöhykkeen jälkeen on suhteellisen suuri ja sopivimmin H2 > Hx tai 25 H2 ~ Hx ja yleensä H2 « (2.,.4) x H0.

• · • · · • · · • · ,*t*. Keksinnön mukaisesti ylempi märkäviira 10 vie rainan W alapinnallaan esipuristusnippiin PP. Esipuristinnippi PP on muodostettu yläviirasil- • mukan 10 sisällä olevan onsipinnalla 18 (myös sileäpintainen tela on • · · 30 mahdollinen) varustetun puristintelan 17 ja alapuolisen taipuisalla • · · • · · ·, letkuvaipalla varustetun kenkätelan 42 välille. Täten esipuristusnippi- ♦ ♦ j *·· nä PP on pitkänippi, jonka puristuskuormitus saadaan aikaan kenkätelan « · « : *. 42 vaipan sisällä olevaa puristuskenkää 43 hydraulisesti vastatelaa 17 * . vasten kuormittamalla.

• · • · i · 35 9 107059

Kuten kuvioista 1-3 näkyy, erotetaan raina esipuristusnipin PP jälkeen olennaisesti välittömästi ylämärkäviirasta 30 takaisinkostumisen estämiseksi kiinnittämällä raina W alapuolisen siirtohihnan 40A.40B sileään ja adhessiiviseen ulkopintaan, jolla raina viedään ilman olennaista 5 takaisinkostumista, koska siirtohihna 40A;40B ei ole olennaisesti vettä vastaanottava.

Kuvioissa 1 ja 2 esitettyyn puristinosaan kuuluu varsinaisena puristin-nippinä yksi puristinnippi Nx, joka muodostuu yläpuolisen onsipinnalla 10 tai sileällä pinnalla 33 varustetun puristintelan 32 ja alapuolisen taipuisalla letkuvaipalla varustetun kenkätelan 62 välille. Nipin Nx pitkänippivyöhykkeen kuormitus saadaan aikaan kenkätelan 62 letkuvaipan sisällä olevalla hydraulisella puristuskengällä 63.

15 Kuviossa 3 on edellä selostetun pitkänippivyöhykkeen 61 lisäksi toinen pitkänippivyöhyke N2, jonka muodostaa alapuolinen sileällä vaippapinnal-la 83 varustettu puristustela 82 ja yläpuolinen taipuisalla letkuvaipalla varustettu kenkätela 52, jossa on puristuskenkä 53 pitkänippivyöhykkeen N2 kohdalla.

20

Kuvioissa 1-4 esitetyn paperikoneen eräänä tunnusomaisena piirteenä on ; se, että paperirainalla W on hyvin suoraviivainen juoksu kaksiviira- ' ; vyöhykkeen alusta ja jopa toiselta muodostustelalta 24 aina kuivatus- : : viiralle 90 asti niin, että rainan W suurin suunnanmuutoskulma tällä ; ·. 25 juoksulla on luokkaa 10-20°, mainitun suunnanmuutoskulman ollessa sopi- ·1 2 3.1. vimmin pienempi kuin noin 15°. Osaltaan tämän piirteen ansiosta saadaan • · rainalle W häiriötön ja varma vienti myös hyvinkin suurilla ratanopeuk- • · · « silla.

• · « · « e1 30 Päänviennin aloituksen yhteydessä tai kun on sattunut käyttöhäiriö, 2 '· 1 1 3 ’ raina W voidaan johtaa formerilta 100 alas viirakaivoon (ei esitetty) • ·.. tai vastaavaan pulpperiin ennen rainan W siirtämistä esipuristusnippiin PP ja puristusosalle 110. Kun raina W tahdotaan johtaa alas viira-* . kaivoon tai pulpperiin, rainan W kulku alamärkäviiran 20 pinnalla var- 35 mistetaan alamärkäviiran 20 sisäkierrossa olevien imulaitteiden 26 • · *·♦1 alipaineiden avulla ja estetään samalla rainan W kulku ylämärkäviiran 10 107059 10 mukana siirtoimulaitteen 15 alipainevyöhykkeen 15a sulkemisella tai jopa siihen 15a tuodulla ylipaineella. Kun raina W tahdotaan johtaa esipuristusnippiin PP ja samalla edelleen puristinosan 110 varsinaisiin puristinnippeihin Nx; N1,N2, siirtoimulaitteen 15 imuvyöhykkeelle 15a 5 kytketään nopeasti alipaine ja samalla tarvittaessa voidaan lisäksi pienentää imulaitteen 26 alipainetasoa. Tällöin raina W seuraa ylämär-käviiraa 10 esipuristusnippiin PP saakka. Edellä selostettu pick-up-menettely voidaan suorittaa myös siirtoimulaitteen 15 laskuliikkeen avulla, mitä kuvaa nuoli U-D. Siirtoimulaitteen 15 lasku- ja nostoliike 10 (U-D) saadaan aikaan mainitun laitteen molemmille reuna-alueille esim.

siirtoimutelan 15 molempien laakerinkannattimien yhteyteen sovitetuilla voimalaitteilla kuten hydraulisylintereillä tai vastaavilla.

Koska märkäviirojen 10,20 tai vastaavan siirtoviiran 10A ja alamärkä-15 viiran 20 permeabiliteetit ovat luontaisesti varsin suuret, niiden läpi on kohdistettavissa tehokas paine-erovaikutus rainan W kulun ohjaamiseksi seuraamaan joko ylämärkäviiraa 10 tai vastaavaa siirtoviiraa 10A tai alamärkäviiraa 20 aina käyttötilanteen vaatimusten mukaisesti.

Lisäksi vedenpoisto ylämärkäviiran 10 tai vastaavan siirtoviiran 10A 20 läpi esipuristusvyöhykkeessä PP on tehokasta samoista syistä. Viirojen 10,20;lOA,20 ilmanläpäisevyydet ovat tyypillisesti alueella ; ,' 3000...8000 m3/m2/h, kun paine-ero on 100 Pa.

« I I I > : ! Esipuristusnipin PP kautta kulkeva alempi kudos on olennaisesti vettä ·;· 25 läpäisemätön siirtohihna 40A,40B, jonka kulkureitti on sellainen, että sen pinnalla esipuristusnipistä PP johdettu raina W voidaan katkon • · sattuessa tai koneen käynnistyksen ja rainan W päänviennin yhteydessä erottaa kaapimella 44 siirtohihnalta 40A,40B ja johtaa alas pulpperiin . · (ei esitetty) tai vastaavaan. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että • · · t.t 30 esipuristusnipissä PP märkäviira 10 on oleellisesti yläpositiossa ja • · · « · · *# siirtohihna 40A,40B oleellisesti alapositiossa.

• · · • i : : Vaikka edellä ja seuraavassa on puhuttu ylämärkäviirasta 10 ja alamär- • » « käviirasta 20, formeriosan 100 konsepti voi myös tässä suhteessa poike- * » ... 35 ta kuvioissa esitetyistä eikä yläviirasilmukan 10 sen juoksun, joka vie » » *’* rainan W kaksiviiravyöhykkeeItä esipuristusnippiin PP, tarvitse olla 11 107059 vaakasuuntainen, vaan se voi olla vaihtoehtoisesti joko ylä- tai alaviisto .

Kaksiviiravyöhykkeellä ovat siirtolaitteen 15 edellä vesileikkauslait-5 teet 14, joista viiran 10 läpi kohdistetuilla vesisuihkuilla S rainan W molemmista reunoista leikataan reunakaistat niin, että saadaan aikaan moitteeton tasaleveä raina W, jonka leveys on tarkoin määrätty. Rainan W leikkausleveys voidaan järjestää säädettäväksi vesileikkauslaitteiden 14 paikkaa poikkisuunnassa asettelemalla sinänsä tunnetulla tavalla ja 10 laitteilla. Rainan W reunojen vesileikkauksen ja siirtoimulaitteen 15 säädettävän imuleveyden avulla voidaan johtaa esipuristusnippiin PP ja varsinaisiin puristinnippeihin hyväreunaista rainaa W. Rainan W reuna-kaistat seuraavat alamärkäviiran 20 mukana viirakaivoon (ei esitetty).

15 Keksinnön menetelmän mukaisesti rainan W ollessa kahden viiran 10,20 välissä se siirretään yläviiran 10 alapinnalle ja sillä eteenpäin. Rainan W viennin aloitus voidaan toteuttaa siten, että rainan W seuratessa alaviiraa 20 yläviira 10 ja imutela 15 siirretään kontaktiin ala-viiran 20 kanssa ja raina W siirtyy tämän jälkeen yläviiran 10 mukana 20 eteenpäin. Kun raina W halutaan viedä pulpperiin, yläviiran 10 puoleinen imutela 15 voidaan myös nostaa ylös (nuoli U-D) . Vienti voidaan ; toteuttaa myös päinvastoin: rainan W seuratessa yläviiraa 10 raina W

' * ohjataan pulpperiin nostamalla alaviira 20 ja sen sisällä olevaa imute- ; : laa (ei esitetty) rainaan W kiinni. Suositeltavampi siirtovaihtoehto on

I I I

. 25 jälkimmäinen, jossa raina W seuraa normaalisti yläviiraa 10. Tällöin raina W saadaan suoraan formeerauksen jälkeen esipuristusnippiin PP, • · eikä rainaa W tarvitse siirtää viiraosalla kudokselta toiselle.

» · · , . Kuvioissa 1, 2 ja 3 esipuristusnippi PP on esitetty nimenomaan pitkä- » « « • · · 30 nipiksi, joka on muodostettu kenkätelan 42 ja yläpuolisen puristintelan r f · *·* 17 välille. Puristintelassa 17 on edullisimmin onsipinta 18 tai tela 17

***.. on imutela ja tarvittaessa taipumasäädetty tela. Esipuristusnipin PP

alapuolisessa kenkätelassa 42 on sileällä ulkopinnalla varustettu let- « « * ‘ . kuvaippa 42'. Vaikka esipuristus PP suoritetaan edullisimmin pitkänip- » · 35 pipuristimella, myös telanippi on mahdollinen esipuristimena PP. Varsi- • · *·'·* naiset puristusvaiheet suoritetaan myös edullisimmin pitkänippien 12 107059

Ni;N1;N2 avulla, mutta vaihtoehtoisesti telanippi tai -nipit ovat mahdollisia .

Esipuristuksen PP tavoitteena on rainan W kuiva-ainepitoisuuden nosto 5 ennen rainan W siirtämistä varsinaisiin puristinnippeihin N1;N1,N2, mutta koska esipuristusnipissä PP aloitetaan jo melko alhaisessa kuiva-ainepitoisuudessa k0 ~ 10...15 %, on mahdollista parantaa esipuristuksen avulla myös rainan W formaatiota. Esipuristusnipissä PP voidaan vaikuttaa rainan W formaatioon muokkaamalla rainan kuidukkoa siinä vai-10 heessa, kun raina W on jo suhteellisen jähmettynyt. Esipuristusnipissä PP käytettävillä verraten suurilla puristuspaineilla on tällöin muokattavissa rainan W struktuuria ja aiheutettavissa siihen leikkausjännityksiä paineen avulla, jolloin kuituflokit hajoavat ja möyhentyvät ja hienoaineet pääsevät siirtymään rainassa, millä on edullinen vaikutus 15 rainan W rakenteen z-suuntaisille jakautumille.

Esipuristusnipissä PP tapahtuu myös olennainen määrä vedenpoistoa niin, että rainan kuiva-ainepitoisuus saadaan nostetuksi edellä esitetystä arvosta k0 arvoon kx = 18...35 %.

20

Paperirainan W siirto formerilta 100 kuivatusosalla 120 saakka tapahtuu ! edullisimmin suljettuna vientinä.

i ; Seuraavassa selostetaan eri kuvioiden 1, 2 ja 3 toisistaan poikkeavat 1i , 25 rakennepiirteet.

• · • · » » * ♦ • «

·'·*· Kuviossa 1 raina W siirtyy esipuristusnipistä PP alasiirtohihnan 40A

pinnalla ja siitä siirtoimutelan 31 imuvyöhykkeen 31a alipaineen avulla ylähuovan 30 pinnalle ja edelleen puristinnippiin Nj. Nipin Nx toisena t.t 30 puristinkudoksena on alasiirtohihna 60, jonka yläpinnalla raina W siir- • · · *. tyy nipistä N! kohtaan, jossa siirtoimutelan 91 imuvyöhykkeen 91a ali- • · ί **t paineen avulla raina W siirretään kuivatusviiralle 90 ja sillä sylinte- ; *, rikuivatukseen 92 tai vastaavaan. Kuviossa 1 alasiirtohihnan 40A ensim- « i » . mäistä johtotelaa on merkitty viitteellä 41a ja viimeistä johtotelaa • · 35 viitteellä 41b, vastaavasti toisen siirtohihnan 60 ensimmäistä johto- • · • » • » i 13 107059 telaa on merkitty viitteellä Sla ja viimeistä johtotelaa viitteellä 61b ja johtotelan 61b yhteydessä on kaavin 65.

Kuviossa 2 esitetty toteutusmuoto on muutoin kuvion 1 mukainen paitsi, 5 että samaa siirtohihnaa 40B vasten on muodostettu sekä esipuristusnippi PP että varsinainen yksihuopainen ylähuovalla 30 varustettu puristin-nippi Ni. Kuviossa 2 alasiirtohihnan 40B vaakajuoksu ulottuu ennen esipuristinvyöhykettä PP olevalta johtotelaltaan 41a pitkänippipuristi-men Nx kautta viimeiselle johtotelalleen 41b, jonka yhteydessä on kaavin 10 44.

Kuviossa 3 esitetty toteutusmuoto on muutoin kuvion 1 mukainen paitsi, että esipuristusnipin PP jälkeen seuraa kaksihuopainen 30,60 puristin-osan ensimmäinen varsinainen puristusnippi Nx ja sitä seuraa yhdellä 15 vedenpoistohuovalla 50 ja siirtohihnalla 80 varustettu toinen puristusnippi N2. Kuviossa 3 ensimmäisen pitkänippivyöhykkeen Nj kautta kulkeva alahuopa ulottuu ensimmäiseltä johtotelaltaan 61a viimeiselle johto-telalleen 61b ja räina W erotetaan ylähuovasta 30 siirtoimutelan 64 imuvyöhykkeellä 64 ja siirretään alahuovalla 60 toisen pitkänipin N2 20 ylähuovalle 50 sen silmukan sisällä olevan siirtoimutelan 51 imuvyöhykkeellä 51a, joka vie rainan W toiseen pitkänippiin N2. Tämän pitkänipin N2 alakudoksena on siirtohihna 80, joka vaakajuoksu ulottuu ensimmäisel-tä johtotelaltaan 81a viimeiselle johtotelalleen 81b.

< i I I

. . 25 Kuvioon on katkoviivoin esitetty viitteellä 10A vaihtoehtoisen erityi- «Il t sen siirtoviiran juoksu johtotelalta 13A siirtoimutelalle 15. Tällöin « · ylämärkäviiraa 10 ei ole lainkaan tai kaksiviiraformeria 100 käytet- • · ·

*·*·* täessä ylävirran 10B juoksu on viitteellä 10B ja johtoteloilla 13B

• * * * · · ’.* * hahmotellun kaltainen. Korostettakoon kuitenkin tässä yhteydessä, että 30 keksinnön paras sovellusmuoto on sellainen, jossa käytetään nimenomaan * · * · kaksiviiraformeria ja ylämärkäviiraa 10 ja alamärkäviiraa 20 sekä esi-

III

: : : puristusvyöhykettä PP kuvioissa 1-3 esitetyllä tai vastaavalla tavalla.

« * ·

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksin-35 nöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaih- j ' ‘ della ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetystä.

< « · * *

Claims (14)

14 107059 Patentt ivaat imukset

1. Paperikoneen formeri-puristinosa (100,110), jonka formeriosa (100) käsittää alamärkäviiran (20) ja ylämärkäviiran (10) tai vastaavan siir-5 toviiran (10A), ja jonka puristinosa (110) käsittää yhden tai useamman vettäpoistavan puristinnipin (1^,-1^,N2) ja jonka formeriosan (100) ja puristinosan (110) välillä on vettä rainasta (W) poistava esipuristus-vyöhyke (PP), jonka kautta raina (W) on johdettu formeriosalta (100) puristinosalle (110) suljettuna vientinä, ja jonka mainitun esipuris-10 tusvyöhykkeen (PP) kautta on johdettu formeriosan (100) mainittu ylä-märkäviira (10) tai vastaava siirtoviira (10A) , tunnettu siitä, että raina (W) on johdettu mainitun ylämärkäviiran (10) tai vastaavan siirtoviiran (10A) alapinnalla mainittuun esipuristusvyöhykkeeseen (PP) ja sen läpi, että mainitun ylämärkäviiran (10) tai vastaavan siir-15 toviiran (10A) silmukan sisällä ja/tai alamärkäviiran (20) silmukan sisällä on paine-eron käyttöön perustuvat siirtolaitteet (15,15a, 16,26), joiden avulla on varmistettu normaalissa käyttötilanteessa se, että raina (W) on eroava alamärkäviirasta (20) ja seuraava ylämärkä-viiraa (10) tai vastaavaa siirtoviiraa (10A) ja kulkeva sen alapinnalla 20 edelleen esipuristusvyöhykkeeseen (PP) ja että mainitut paine-eron käyttöön perustuvat siirtolaitteet (15,15a,16,26) on järjestettävissä toimimaan päänviennin tai käyttöhäiriön yhteydessä siten, että raina (W) on eroava ylämärkäviirasta (10) tai vastaavasta siirtoviirasta i i (10A) pudoten alla olevaan viirakaivoon, pulpperiin tai vastaavaan. « i , , 25

• · * • · · * 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen formeri-puristinosa, tunnet - • · t u siitä, että esipuristusvyöhykkeen (PP) läpi sen alakudoksena on • * » "· · järjestetty kulkemaan olennaisesti vettä vastaanottamaton siirtonauha Ml *.* * (40A;40B), jonka sileään yläpintaan raina (W) on tartutettu esipuris- 30 tusvyöhykkeellä (PP) ja erotettu olennaisesti välittömästi ylämärkä- »M ! ! ϊ viirasta (10) tai vastaavasta (10A). M· • · · « · ·

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen formeri-puristinosa, t u n - i i I I 4 n e t t u siitä, että ylämärkäviiran (10) tai vastaavan (10A) silmukan f · ··* 35 sisälle on järjestetty imusiirtolaite, sopivimmin imutela (15,15a), I * I ; ' jonka alipainevaikutuksella on varmistettu se, että raina (W) on seu- « · « 15 107059 raava ylämärkäviiraa (10) tai vastaavaa (10A) esipuristusvyöhykkeeseen (PP) sen sopivimmin olennaisesti vaakasuuntaisena juoksuna.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen formeri-puristinosa, tunnettu 5 siitä, että mainitun imusiirtolaitteen (15,15a) jälkeen olennaisesti välittömästi tai lyhyellä etäisyydellä on kaksiviiravyöhykkeellä (10,20) alaviirasilmukan (20) sisällä imulaatikko (26) tai vastaava, joka osaltaan on varmistava päänvientitilanteessa tai käyttöhäiriön sattuessa sen, että raina (W) on seuraava alamärkäviiraa (20). 10

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen formeri-puristinosa, tunnettu siitä, että kaksiviiravyöhykkeen (10,10A, 20) jälkeen on ylämärkäviiran (10) tai vastaavan (10A) silmukan sisällä, sopivimmin sen olennaisesti vaakasuuntaisella juoksulla, yksi tai useampi imulaa- 15 tikko (16) ennen esipuristusvyöhykettä (PP).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen formeri-puristinosa, tunnettu siitä, että mainitulla esipuristusvyöhykkeen (PP) jälkeen olevalla alasiirtohihnalla (40A;40B) raina (W) on viety seuraa- 20 van vedenpoistopuristinnipin (Nx) vettä vastaanottavan yläpuristushuovan (30) alapinnalle imutelasiirtona (31,31a) ja että mainitun ensimmäisen < ·_ vedenpoistopuristinnipin (NjJ jälkeen sen alakudoksen (60) yläpinnalla i i raina (W) on viety seuraavaan puristinnippiin (N2) tai puristinosaa i i < « · i « (110) seuraavan kuivatusosan (120) kuivatusviiralle (90) suljettuna 4 « 4 • ·* · 25 vientinä.

• · • # ·.·.* 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen formeri-puristinosa, • · · •#* · tunnettu siitä, että esipuristinnipin (PP) kautta kulkeva ala puolinen olennaisesti vettä vastaanottamaton siirtohihna (40B) on ;*·*; 30 johdettu kulkemaan puristinosan vettä poistavan nipin, sopivimmin pitkänipin (Nx) , kautta ja että raina (W) on johdettu edelleen mainitun siirtohihnan (40B) yläpinnalla suljettuna vientinä puristinosaa (110) • ** seuraavan kuivatusosan (120) kuivatusviiralle (90) (kuvio 2). « « ·

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen formeri-puristinosa, ....Ϊ tunnettu siitä, että esipuristusvyöhyke (PP) ja/tai yksi tai useampi vedenpoistopuristusvyöhyke (NX,N2) on pitkänippivyöhyke, joka on 16 107059 muodostettu sopivimman letkuvaipalla varustetun kenkätelan ja jäykkä-vaippaisen vastapuristintelan kesken.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen formeri-puristinosa, 5 tunnettu siitä, että ylämärkäviiralla (10) on kaksiviiravyöhyk-keen {10,20) jälkeen olennaisen pitkä pääasiassa vaakasuuntainen juoksu, jonka pituus H2 on olennaisesti yhtä suuri tai suurempi kuin kaksi-viiravyöhykkeen (10,20) vaakasuuntainen ulottuvuus 1^.

10. Menetelmä paperirainan (W) siirtämiseksi paperikoneen formeriosalta (100) sen puristinosalle (110), joka formeriosa (100) varustetaan ala-märkäviiralla (20) ja ylämärkäviiralla (10) tai vastaavalla siirtovii-ralla (10A) , ja joka puristinosa (110) varustetaan yhdellä tai useammalla vettä poistavalla puristinnipillä (Nj^N^Nj) ja jonka formeriosan 15 (100) ja puristinosan (110) välillä rainasta (W) poistetaan vettä esi- puristusvyöhykkeellä (PP), jonka kautta raina (W) johdetaan formeriosalta (100) puristinosalle (110) suljettuna vientinä, tunnettu siitä, että rainanmuodostuksen jälkeen tai sen loppuvaiheessa rainaan (W) kohdistetaan mainittujen märkäviirojen (10,20) ja mahdollisen 20 siirtoviiran (10A) läpi paine-ero erityisillä paine-erolaitteilla (15,16,26) siten, että rainaan (W) vaikuttava paine järjestetään maini-. tuissa paine-erolaitteissa (15,16,26) suuremmaksi ylämärkäviiran (10) tai vastaavan siirtoviiran (10A) puolella, jolloin raina johdetaan päänviennin tai käyttöhäiriön yhteydessä seuraamaan alamärkäviiraa (20) · 25 ja mainittu paine järjestetään suuremmaksi alamärkäviiran (20) puolel- * 1 la, jolloin raina (W) johdetaan normaalissa käyttötilanteessa seuraa- • · ·,·,· maan ylämärkäviiraa (10) tai vastaavaa siirtoviiraa (10A) . • · · • · · • · ·

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 30 että kun raina (W) tahdotaan johtaa alas viirakaivoon tai vastaavaan, rainan (W) kulku alamärkäviiran (20) pinnalla varmistetaan alamärkävii-ran (20) sisäkierrossa olevien imulaitteiden (26) alipaineiden avulla • ** ja estetään samalla rainan (W) kulku ylämärkäviiran (10) mukana siirto- « · · • « imulaitteen (15) alipainevyöhykkeen (15a) sulkemisella tai siihen tuo-·1·1. 35 dulla ylipaineella. a a 17 107059

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun raina (W) tahdotaan johtaa esipuristusvyöhykkeeseen (PP) ja samalla edelleen puristinosan (110) varsinaiseen puristinnip-piin (Nx) tai -nippeihin (N1,N2) ylämärkäviiran (10) tai vastaavan (10A) 5 silmukan sisällä olevan siirtoimulaitteen (15) imuvyöhykkeelle (15a) kytketään alipaine ja samalla tarvittaessa pienennetään alamärkäviira-silmukan sisällä olevan imulaitteen (26) alipainetasoa, jolloin raina (W) seuraa ylämärkäviiraa (10) tai vastaavaa (10A) esipuristusvyöhykkeeseen (PP) . 10

13. Jonkin patenttivaatimuksen 10-12 mukainen menetelmä, tunnet -t u siitä, että esipuristusvyöhykkeen (PP) jälkeen raina (W) olennaisesti välittömästi erotetaan ylämärkäviirasta (10) tai vastaavasta siirtoviirasta (10A) ja johdetaan olennaisesti vettä vastaanottamatto- 15 man siirtonauhan (40A,40B) yläpinnalla suljettuna vientinä seuraavan puristinnipin (Nx) yläkudoksen (30) alapinnalle sopivimmin imutelasiir-tona (30,31a) tai mainitun siirtonauhan (40B) yläpinnalla mainitun nippivyöhykkeen (Nx) läpi puristinosaa (110) seuraavan kuivatusosan (120) kuivatusviiralle (90) suljettuna vientinä (kuvio 2). 20

14. Jonkin patenttivaatimuksen 10-13 mukainen menetelmä, tunnet -t u siitä, että mainittu paine-ero kohdistetaan mainittujen viirojen . (10,20) läpi rainaan (W) sen kuiva-ainetasolla k0 <= 10...15 %, ja että , . mainitussa esipuristusvyöhykkeellä (PP) rainan (W) kuiva-ainetaso nos- ^ 25 tetaan alueelle kx « 18...35 %. • · • · • · · » · · • · • « · • · « • · · • · « • · · • · · 1 · · « · · • · · « t « · • · ♦ 18 107059