FI113073B - Menetelmä ja laite paperikoneen tai paperin jälkikäsittelylaitteen putkirunkoisen telan kehävärähtelyn vaimentamiseksi - Google Patents

Description

113073

Menetelmä ja laite paperikoneen tai paperin jälkikäsittelylaitteen putkirunkoisen telan kehävärähtelyn vaimentamiseksi Förfarande och anordning för att dämpa periferioskillationer hos en vals med rörram i en pappersmaskin eller en efterbehandlingsanordning för papper 5

Keksinnön kohteena menetelmä paperikoneen tai paperin jälkikäsittelylaitteen 10 putkirunkoisen telan kehävärähtelyn vaimentamiseksi.

Keksinnön kohteena on myös laite paperikoneen tai paperin jälkikäsittelylaitteen putkirunkoisen telan kehävärähtelyn vaimentamiseksi.

15 Paperikoneissa j a paperin j älkikäsittelylaitteissa värähtelyt muodostavat erään varsin huomattavan ongelman ja nykyisissä järjestelmissä pyrittäessä jatkuvasti suurempiin nopeuksiin ovat värähtelyongelmat tulleet entistäkin selvemmin esiin. Mahdollisia värähtelylähteitä on paperikoneissa useita ja eräitä huomattavampia niistä ovat telat ja sylinterit, jotka käsittävät huomattavalla nopeudella pyörivän erittäin suuren 20 massan. On tietenkin selvää, että teloja valmistettaessa niiden mittatarkkuus pyritään | . saamaan mahdollisimman hyväksi ja lisäksi ne tasapainotetaan värähtelyjen .. : eliminoimiseksi.

• » ! . Paperikoneissa ja paperin jälkikäsittelylaitteissa käytetään usein putkimaisella I » ; 25 rungolla varustettuja teloja, jotka saattavat käytettäessä muodostaa erittäin huomatta van värähtelylähteen. Tällaisia teloja käytetään esimerkiksi on-line- ja ofF-line-kalantereissa, päällystyskoneissa, liimapuristimissa, superkalantereissa ja vastaavissa nipin muodostavana telana toisen telan kanssa, joka myöskin voi olla ; . ·’ putkimaisella rungolla varustettu. Nipin läpi johdetaan paperirahia ja mahdollisesti : : 30 huopa, viira tai vastaava. Kun tällaisessa nippitelaratkaisussa ajon aikana nipin läpi kulkee viiran, huovan tai rainan sauma, huomattavia epäpuhtauksia tai jotain muuta sellaista, joka aiheuttaa huomattavan muutoksen nipin läpi kulkevan radan paksuudessa, aiheutuu värähtelyjä. Esimerkiksi liimapuristimessa ja ,: liimapuristintyyppisessä päällystyslaitteessa nippi muodostetaan kahden telan avulla 35 siten, että toinen nippitela on asennettu laakeripesien avulla suoraan kyseisen 2 113073 laitteen runkorakenteeseen, kun taas vastakkainen tela on asennettu laakeripesistään kuormitusvarsiin, jotka on nivelöity koneen runkorakenteeseen. Tällöin alkaa etenkin kuormitusvarsiin asennettu tela värähdellä. Tähän asti on usein tällaiset värähtelyt jouduttu hoitamaan ja eliminoimaan siten, että koneen ajonopeutta 5 muuttamalla on haettu sellainen ajonopeus, että kyseisellä ajonopeudella värähtely ei enää voimistu, vaan alkaa vaimentua. Värähtelyongelmat ovat estäneet tiettyjen nopeuksien käyttämisen.

Hakijan FI-patentissa 101 320 on esitetty menetelmä ja laitteisto muodostuvien 10 värähtelyjen vaimentamiseksi siten, että kyseisten menetelmän ja laitteiston avulla saadaan värähtely vaimenemaan ajonopeutta muuttamatta. Tämä tunnettu ratkaisu perustuu dynaamisen vaimentimen käyttöön ja menetelmässä muutetaan säätölaitteen avulla dynaamisen vaimentimen jousen jousivakiota ja/tai dynaamisen vaimentimen massaa dynaamisen vaimentimen ominaistaajuuden virittämiseksi. 15 Laitteisto puolestaan käsittää säätölaitteen, joka on sovitettu muuttamaan dynaamisen vaimentimen jousen jousivakiota ja/tai dynaamisen vaimentamisen massaa dynaamisen vaimentimen ominaistaajuuden virittämiseksi.

Tunnetuilla ratkaisuilla ei kuitenkaan voida ratkaista putkirunkoisilla teloilla esiinty-20 via kehävärähtelyjä, jotka saattavat pahimmillaan raipoittaa telan pinnoitteen ja/tai :\ . puristinteloilla huovan. Kehävärähtelyä ei myöskään voida vaimentaa sinänsä ,, ; tunnetuilla laakeripesiin sijoitetuilla eri tyyppisillä vaimentimilla, koska kehävä- rähtelyt eivät aiheuta liikettä laakeripesissä.

• 25 Keksinnön päämääränä onkin esittää menetelmä ja laitteisto, joilla putkimaisilla ’ rungoilla varustettujen telojen kehävärähtelyt voidaan vaimentaa.

Edellä esitettyjen ja myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttamiseksi on : keksinnön mukaiselle menetelmälle pääasiallisesti tunnusomaista se, että : : 30 menetelmässä vaimennetaan putkirunkoisen telan kehävärähtelyä telan vaipan . sisään, telavaipan sisäpintaa vasten kontaktiin sijoitetulla kitkavaimentimella, jossa kitkavaimentimessa käytetään kitkalevyjä, joiden väliin kehävärähtely aikaansaa suhteellista liikettä, mikä kuluttaa energiaa ja vaimentaa värähtelyä.

» · *; · i 35 Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että 3 113073 putkirunkoisen telan sisälle vaipan sisäpuolelle, telavaipan sisäpintaa vasten kontaktiin on sijoitettu telavärähtelyn vaimentamiseksi kitkavaimennin, joka käsittää jäykän sisärenkaan, jonka yhteyteen on järjestetty kitkalevyjä ja jousielimet.

5 Keksinnön mukaisesti kehävärähtelyt vaimennetaan sijoittamalla telan putkirungon muodostavan vaipan sisään rengasmaiset kitkavaimentimet, joita voi olla vaipan sisällä yksi tai useampia. Vaimentimessa joka toinen sen kitkalevyistä on jousikuormitteisesti vaippaa vasten ja joka toinen välyksettömästi esim. jousikuormitteisesti jäykkää sisärengasta vasten ja levyjä kuormitetaan toisiaan 10 vasten jousella. Näin vaipan pyrkiessä värähtelemään jollain kehävärähtelymuodoista kitkalevyjen välillä syntyy suhteellista liikettä, mikä syö energiaa ja vaimentaa värähtelyä.

Keksinnön mukaisesti siis telan keskiosalle yhteen tai useampaan paikkaan 15 sijoitetaan jäykkä rengas ja jäykän renkaan ja telavaipan sisäpinnan väliin sijoitetaan ensimmäiset jouset ja lamellilevyistä muodostetut kitkalevyt. Kun telan värähdellessä muodostuu suhteellista liikettä lamellien välille, kitka vie energiaa ja vaimentaa värähtelyn. Mainitut jouset puolestaan pitävät järjestelyn välyksettömänä. Lamellit on sijoitettu siten, että ne ovat kiinni vaipassa. Vaimentimen toiset jouset 20 puristavat lamelleja vastakkain, jolloin jousivoimalla säädetään vaimennusta.

;' ·. Jousivoimat voidaan järjestää siten, että ne ovat ajon aikana säädettäviä toimilaitteen ,, välityksellä. Lamellien lukumäärällä ja niiden kitkaominaisuuksien sopivalla valinnalla voidaan säätää vaimentimen tehokkuutta. Sisärenkaan jäykkyys on suuri, !", jotta vaipan pyöreä muoto säilyy siten, että kehävärähtelyjen aikana suhteellinen ; ,· 25 liike vaimenee lamellien välityksellä.

' Keksinnön mukaisesti jousia/jousielimiä voidaan sijoittaa myös välyksettömästi vaipan sisäpintaa vasten sijoitetun joka toisen kitkalevyn ja vaipan sisäpinnan väliin, > *. i jolloin kitkalevy on jousikuormitteisesti vaipan sisäpintaa vasten ja välyksettömästi : ’: 30 jäykkää sisärengasta vasten. Jousielimet voivat jousien sijasta olla esimerkiksi .*>·. elastisia elimiä, kuten elastista nauhaa tai letkua. Lisäksi keksinnön mukainen kitkavaimennin on sijoitettavissa tiivistetyn kotelorakenteen sisäpuolelle, jolloin *; ’ kotelo on täytettävissä nesteellä ja aikaansaadaan :,,, · nestekitkavaimennin/viskoosivaimennin.

·:*·: 35 4 113072

Keksintöä voidaan käyttää nippiteloissa joko toisessa tai molemmissa nipin muodostavissa teloissa ja sopivimmin useammassa kohdassa telan pituussuunnassa esimerkiksi limittäin nipin muodostavissa teloissa, jolloin tarvitaan vähemmän vaimentimia per pituussuuntainen yksikkö. Edullisesti keksinnön mukaisesti 5 käytettävät vaimentimet ovat telavaipan sisäkehällä sektoreissa ainakin kahdesta osasta muodostettuina, jolloin saadaan kaikkiin värähtelymuotoihin mukautuva vaimennin.

Keksintö soveltuu käytettäväksi kaikentyyppisissä telapareissa, joista toinen on 10 vähintään putkimainen, esimerkiksi puristintelojen, liimapuristintelojen, kalanteritelojen yhteydessä. Keksintöä voidaan soveltaa uusissa teloissa ja myös jo olemassa olevissa teloissa asentamalla keksinnön mukainen jäijestely telan sisäpuolelle.

15 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus mitenkään ahtaasti rajoittaa.

Kuviossa 1 on kaaviollisesti esitetty eräs kehävärähtelyn muoto tekniikan tason 20 mukaisilla putkirunkoisilla nippiteloilla.

*., ’. Kuviossa 2 on esitetty kaaviollisesti eräs toinen kehävärähtelyn muoto tekniikan . tason mukaisilla putkirunkoisilla nippiteloilla.

; ’: 25 Kuviossa 3 on kaaviollisesti esitetty eräs keksinnön mukaisen vaimennusjäijestelyn '.' sovellus putkirunkoisen telan yhteyteen jäljestettynä.

Kuviossa 4 on kaaviollisesti esitetty kuvion 3 mukaisella vaimennusjäijestelyllä : * : varustetun telan poikkileikkaus.

30 ’. Kuviossa 5 on kaaviollisesti esitetty eräs toinen keksinnön mukaisen vaimennusj äij estelyn sovellus putkirunkoisen telan yhteyteen j äq estettynä.

• · ; \ Kuviossa 6 on kaaviollisesti esitetty eräs kolmas keksinnön mukaisen , · · · 35 vaimennusj äij estelyn sovellus putkirunkoisen telan yhteyteen jäljestettynä.

5 113073

Kuviossa 7 on esitetty eräs muu keksinnön mukaisen vaimennusjärjestelyn sovellus putkirunkoisen telan yhteyteen jäljestettynä.

Kuviossa 1 on kaksi telaa 10 ja 11, jotka on päistään laakeroitu 14, 15 ja 5 muodostavat keskenään nipin N ja kehävärähtely johtaa putkirunkoisten telojen vaippojen 12,14 soikiomaisuuteen.

Kuviossa 2 esitetyssä tapauksessa nippitelojen 10 ja 11 yhteyteen muodostuu kehävärähtelyä ja leikkauskohdassa toinen telavaippa on muotoutunut kolmiomai-10 seksi. Lisäksi muodonmuutosta tapahtuu kehävärähtelystä johtuen lähes telojen 10,11 koko pituudella.

Kuvioissa 1 ja 2 muodonmuutokset on havainnollisuuden vuoksi esitetty voimakkaasti liioiteltuna.

15

Kuviossa 3 esitetyn mukaisesti keksinnön mukainen vaimennin 30 käsittää putkirunkoisen telan 20 telavaipan 22 sisäpuolelle jäljestetyn jäykän renkaan 23, johon on yhdistetty jouset 25, jotka kiinnittävät kitkalevyt 24A paikalleen. Vaipan 22 sisään on sijoitettu rengasmaiset kitkavaimentimet 30, joissa joka toinen

20 kitkalevyistä 24A on jousikuormitteisesti 25 vaippaa 22 vasten ja joka toinen 24B

. . välyksettömästi jäykkää sisärengasta 23 vasten. Levyjä 24A, 24B kuormitetaan * · toisiaan vasten toisilla jousilla 27. Vaipan pyrkiessä värähtelemään, kitkalevyjen iit 24A, 24B välillä syntyy suhteellista liikettä, mikä syö energiaa ja vaimentaa ' :. * värähtelyä. Lamellilevyt 24A, 24B on yhdistetty toisiinsa jollakin sinänsä tunnetulla •j 25 jäljestetyllä, esimerkiksi ruuvilla 28 ja muttereilla 26.

»

Kuviossa 4 esitetyn telan poikkileikkauksen mukaisesti vaimentimet 30 jäljestetään sopivimmin sektoreihin 31, jotta vaimennus mukautuu hyvin kaikkiin kehävärähtelymuotoihin. Pituussuunnassa näitä käytetään yhtä tai useampaa , ·. 30 vaimenninta 30 välimatkan päässä toisistaan ja mikäli on kysymys nippiteloista, käytetään vaimentimia 30 toisessa telassa tai molemmissa teloissa, esimerkiksi . 'i limittäin, jolloin tarvitaan vähemmän vaimentimia per pituussuuntainen :: pituusyksikkö.

.>··. 35 Kuvioiden 3 ja 4 mukaisesti keksinnön mukaisessa vaimentimessa 30 telan 113072 6 keskiosalle on järjestetty yhteen tai useampaan paikkaan jäykkä rengas 23 ja jouset 25, 27 sekä lamellilevyistä 24A, 24B muodostetut kitkalevyt. Kun lamellien 24A, 24B välille tulee suhteellista liikettä, kitka vie energiaa ja vaimentaa värähtelyn. Ensimmäiset jouset 25 huolehtivat siitä, että rakenne on välyksetön, että lamellit 5 24A ovat aina kiinni vaipassa ja toiset jouset 27 puristavat lamelleja vastakkain, jolloin jousivoimalla voidaan säätää vaimennusta. Jousien 25, 27 jousivoimat voidaan jäljestää säädettäviksi toimilaitteen 40 välityksellä siten, että jousivoimat on tarvittaessa säädettävissä ajon aikana. Lamellien 24A, 24B lukumäärällä ja kitkaominaisuuksilla voidaan myös vaikuttaa siihen, kuinka tehokas vaimennin 30 10 on.

Seuraavissa kuvioissa 5 - 7 on esitetty keksinnön lisäsovelluksia ja kuvioissa on käytetty vastaavista osista samoja viitenumerolta kuin kuviossa 3.

15 Kuvion 5 mukaisessa keksinnön sovelluksessa on keksinnön mukaisen vaimentunen 30 yhteyteen jäljestetty kolmannet jouset 35 vaipan 22 sisäpinnan ja kitkalevyjen 24B väliin. Kolmannet jouset 35 tukevat kitkalevyn 24B jousikuormitteisesti vaipan 22 sisäpintaa ja välyksettömästi jäykkää sisärengasta vasten. Muilta osiltaan tässä kuviossa esitetty sovellusesimerkki vastaa kuviossa 3 esitettyä.

20

Kuvion 6 mukaisessa sovellusesimerkissä on keksinnön mukaisessa vaimentimessa 30 kitkalevyjen 24A, 24B yhteyteen järjestetyt jouset korvattu elastisella nauhalla, . letkulla tai vastaavalla elastisella jousielimellä 36A, 36B. Tässä keksinnön • ] sovellusesimerkissä siten elastinen nauha tai vastaava 36A, 36B toimii jousielimenä, 25 kuormittaen kitkalevyä 24A vasten vaipan 22 sisäpintaa / tukien kitkalevyn 24A välyksettömästi jäykkään sisärenkaaseen 23 ja jousikuormitteisesti vaippaan 22.

; : Muilta osiltaan tämän kuvion mukainen sovellus vastaa kuviossa 3 ja 5 esitettyä.

: 1’: Kuvion 7 mukaisessa sovellusesimerkissä on kuviossa 6 esitettyä 30 sovellusesimerkkiä kehitetty edelleen siten, että vaimennin 30 on sijoitettu .1. tiivistetyn kotelorakenteen 37 sisäpuolelle, jolloin vaimennin 30 on täytettävissä • · · nesteellä, jolloin vaimentimesta tulee nestekitkavaimennin/viskoosivaimennin.

• ·

Vaimenninvoima on tällöin riippuvainen nesteen viskositeetista, nestekalvon ι i paksuudesta ja värähtelynopeudesta.

:·· 35 7 113072

Kuvioissa 5-7 esitettyjen keksinnön sovellusten mukaisissa vaimentimissa 30 voidaan jousielimien jousivoimat jäljestää säädettäväksi toimilaitteen välityksellä kuten on esitetty kuvion 3 mukaisen keksinnön sovelluksen yhteydessä.

5 Keksintöä on edellä selostettu vain erääseen sen edulliseen sovellusesimerkkiin viitaten, jonka yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus mitenkään ahtaasti rajoittaa. Monet muunnokset ja muunnelmat ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

10 1

Claims (18)

1. Menetelmä paperikoneen tai paperin jälkikäsittelynitteen putkirunkoisen telan kehävärähtelyn vaimentamiseksi, tunnettu siitä, että menetelmässä vaimennetaan 5 putkirunkoisen telan (20) kehävärähtelyä telan (20) vaipan (22) sisään, telavaipan (22) sisäpintaa vasten kontaktiin sijoitetulla kitkavaimentimella (30), jossa kitkavaimentimessa käytetään kitkalevyjä (24A, 24B), joiden väliin kehävärähtely aikaansaa suhteellista liikettä, mikä kuluttaa energiaa ja vaimentaa värähtelyä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä kitkavaimentimena (30) käytetään rengasmaista vaimenninta, jossa ensimmäisillä jousilla (25) painetaan joka toista kitkalevyistä (24A) vaipan (22) sisäpintaa vasten ja joka toinen kitkalevy (24B) sijoitetaan välyksettömästi jäykkää sisärengasta (23) vasten, jossa kitkalevyjä kuormitetaan toisiaan vasten toisilla jousilla (27). 15

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä kitkavaimentimena (30) käytetään rengasmaista vaimenninta, jossa ensimmäisillä jousilla (25) painetaan joka toista kitkalevyistä (24A) vaipan (22) sisäpintaa vasten, jossa menetelmässä kitkalevyjä kuormitetaan toisiaan vasten toisilla jousilla (27) ja 20 jossa menetelmässä toinen kitkalevy (24B) tuetaan jousikuormitteisesti (35) kolmansilla jousilla välyksettömästi jäykkää sisärengasta (23) vasten.

• 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä : ,·* jousina/jousieliminä käytetään elastisia elimiä (36A, 36B). 25

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä kitkavaimenninta (30) käytetään tiivistetyn nesteellä täytetyn kotelorakenteen (37) sisäpuolella nestekitkavaimentimen aikaansaamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetel- ' i' mässä vaimennetaan nippiteloiksi sijoitettujen putkirunkoisten telojen ,' j kehävärähtelyj ä. « 1

> · , |,: 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jousi- > * ... _ 35 en/jousielimien (25,27, 35, 36A, 36B) jousivoimaa säädetään toimilaitteella (40). 113073

8. Laite paperikoneen tai paperin jälkikäsittelylaitteen putkirunkoisen telan kehävärähtelyn vaimentamiseksi, tunnettu siitä, että putkirunkoisen telan (20) sisälle vaipan (22) sisäpuolelle, telavaipan (22) sisäpintaa vasten kontaktiin on sijoitettu telavärähtelyn vaimentamiseksi kitkavaimennin (30), joka käsittää jäykän 5 sisärenkaan (23), jonka yhteyteen on järjestetty kitkalevyjä (24A, 24B) jajousielimet (25,27; 25,27, 35; 27, 36A, 36B).

8 113073

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että kitkalevyistä (24A, 24B) joka toinen (24A) on jousikuormitteisesti (25) ensimmäisillä jousielimillä (25) 10 telan (20) vaippaa (22) vasten ja joka toinen (24B) välyksettömästi jäykkää sisärengasta (23) vasten, ja jotka kitkalevyt (24A, 24B) on yhdistetty toisiinsa ja niiden (24A, 24B) kuormittamiseksi toisiaan vasten kitkavaimennin (30) käsittää toiset jousielimet (27).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaimennin (30) edelleen käsittää kolmannet jousielimet (35), jotka on sijoitettu joka toisen välyksettömästi jäykkää sisärengasta (23) vasten tuetun kitkalevyn (24B) ja vaipan (22) sisäpinnan väliin.

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että jouset/jousielimet , , ovat elastisia elimiä (36A, 36B).

’ ’ 12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaimennin (30) on ,:, · sijoitettu tiivistetyn kotelorakenteen (37) sisäpuolelle, joka kotelorakenne on täytetty 25 nesteellä siten, että vaimennin (30) on sovitettu toimimaan nestekitkavaimentimena : : kehävärähtelyn vaimentamiseksi.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 8-12 mukainen laite, tunnettu siitä, että kitkavaimentimet (30) on muodostettu telan (20) kehälle ainakin kahdeksi 30 sektoriksi. *.'' i

14. Jonkin patenttivaatimuksen 8-13 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaimenti- ‘:: mia (30) on sijoitettu telan (20) pituussuunnassa vaipan (22) sisälle yksi. (· · · _ 35

15. Jonkin patenttivaatimuksen 8-13 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaimenti- * » 10 113073 mia (30) on sijoitettu telan (20) pituussuunnassa vaipan (22) sisälle ainakin kaksi välimatkan päähän toisistaan.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 8-15 mukainen laite, tunnettu siitä, että kitkalevyt 5 (24A, 24B) on muodostettu lamellilevyiksi, jotka on yhdistetty toisiinsa kiinnitysvä- linein (26,28).

17. Jonkin patenttivaatimuksen 8-16 mukainen laite, tunnettu siitä, että kitkavai-mennin (30) käsittää toimilaitteen (40) jousielimien (25, 27; 25, 27, 35; 27, 36A, 10 36B) jousivoiman säätämiseksi.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 8-17 mukainen laite, tunnettu siitä, että nippiteloissa vaimentimet (30) sijoitetaan pituussuunnassa limittäin. • · • · * · * · * » ' i t 11 113073