FI121818B - Menetelmä kuiturainan siirtämiseksi muodostusosalta puristinosalle ja kuiturainakone - Google Patents

Description

Menetelmä kuiturainan siirtämiseksi muodostusosalta puristinosalle ja kuitu-rainakone 5 Keksinnön kohteena on menetelmä kuiturainan siirtämiseksi kuiturainakoneen muodostusosalta puristinosalle.

Keksinnön kohteena on myös kuiturainakone, joka käsittää muodostusosan ja pu-ristinosan. Kuiturainakoneella tarkoitetaan tässä yhteydessä paperi-, kartonki-, 10 pehmopaperi- tai sellunkuivauskonetta.

Perinteisesti kuituraina siirretään muodostusosalta puristinosalle ns. pickup-kohdassa siirtoimutelan tai siirtoimulaatikon avulla. Muodostusviiralla olevaan rainaan kohdistetaan puristushuovan läpi alipaine, joka saa rainan irtoamaan muo-15 dostusviirasta ja seuraamaan puristushuopaa. Imutela on kallis komponentti ja heikon hyötysuhteen vuoksi myös sen käyttö tulee kalliiksi. Imulaatikot puolestaan kuluttavat kudoksia ja kasvattavat viirojen ja huopien käyttötehoa. Ajonopeuden kasvattaminen nykyisestä ei ole juurikaan mahdollista nykytekniikalla.

20 Tekniikan tasosta tunnetaan myös ratkaisuja, joissa rainan siirtoon käytetään vettä vastaanottamatonta siirtohihnaa. Esimerkiksi julkaisussa FI 98843 C on kuvattu rainan suljettu vienti muodostusosalta puristinosalle siirtohihnan avulla. Muodos--I- tusviiralla kulkeva raina tartutetaan siirto- ja esipuristusvyöhykkeessä olennaisesti cv vettä vastaanottamattoman siirtohihnan ulkopinnalle. Esipuristusvyöhykkeen jäl- o 25 keen raina olennaisesti välittömästi irrotetaan viiralta ja viedään siirtohihnan kan- o natuksessa puristinosan seuraavalle puristushuovalle. Siirtohihna on yleensä kei- £ noainetta ja se voi olla metalli-, komposiitti- tai kudosvahvisteinen. Se on pinnal- jo taan sileä j a olennaisesti venymätön.

CD

m

CD

o o 30 Tunnetuissa ratkaisuissa raina tartutetaan siirtohihnan pintaan kahden telan muo dostamassa esipuristusvyöhykkeessä, jonka läpi raina kulkee vettä läpäisevän vii- 2 ran ja vettä läpäisemättömän siirtohihnan välissä. Tällainen esipuristinnippi kuluttaa viiraa ja lyhentää sen käyttöikää. Se myös helposti aiheuttaa rainaan markkee-rausta. Vedenpoistotehon parantaminen nippipainetta nostamalla alentaa kuiturai-nan huikkia ja taivutusjäykkyyttä. Tämä voidaan välttää käyttämällä pidennettyä 5 nippiä, mikä on kuitenkin kallis ratkaisu.

Tekniikan tasosta tunnetaan metallihihnan käyttö rainan kalanteroinnissa. Esimerkiksi julkaisusta EP 1470290 B1 tunnetaan paperinvalmistusmenetelmä, jossa raina viedään metallihihnakalanterin läpi, joka käsittää metallihihnan sovitettuna 10 kulkemaan ainakin yhden ohjauselementin ympäri ja ainakin yhden vastaelemen-tin sijoitettuna hihnan ulkopuolelle kontaktipinnan muodostamiseksi hihnan kanssa siten, että hihna ja vastaelementti muodostavat väliinsä kalanterointivyöhyk-keen kalanteroitavan rainan viemiseksi sen läpi. Kalanterointivyöhykkeen pituuden määrää hihnan ohjauselementtien sijoittelu/asettelu ja/tai vastaelementtien 15 rakenne. Tällainen metallihihnakalanteri voi toimia pelkästään hihnan kireyden tuottamalla paineella tai siinä voidaan käyttää hihnaa puristavia puristinelementte-jä hihnan kireyden tuottaman paineen lisäksi. Pelkästään hihnan kireyden aiheuttaman puristuksen avulla on mahdollista saavuttaa noin 0,01 - 5 MPa suuruinen nippipaine.

20

Keksinnön päämääränä on järjestää kustannustehokkaalla tavalla kuiturainan luotettava suljettu vienti muodostusosalta puristinosalle.

o «m Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patent- i

CNJ

o 25 tivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

σ> o £ Vastaavasti keksinnön mukaiselle kuiturainakoneelle on tunnusomaista se, mitä g on esitetty patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa.

σ>

LO

O) o ^ 30 Keksinnön mukaisessa menetelmässä kuituraina siirretään muodostusosalta puris tinosalle sileän ja vettä läpäisemättömän metallihihnan avulla. Muodostusosan 3 lopussa muodostusviiralla oleva kuituraina tartutetaan metallihihnan pintaan siir-tonipissä, jonka muodostavat viiranjohtotela ja sen ympäri kiertyvä metallihihna. Nippipainetta ja nipin pituutta voidaan säätää muuttamalla metallihihnan kireyttä ja peittokulmaa viiranjohtotelalla.

5

Metallihihnan avulla on mahdollista saada aikaan pidennetty nippi sijoittamalla metallihihnan johtotelat niin, että metallihihnan kireys ja peittokulma viiranjohtotelalla saadaan halutun suuruisiksi. Edullisesti metallihihna sovitetaan viiranjohtotelalla olevan rainan yläpuolelle, jolloin vesi poistuu rainasta alaspäin painovoi-10 man ja metallihihnan rainaan kohdistaman puristuksen vaikutuksesta. Viiranjohtotela voi olla esimerkiksi uritettu tela, alipaineeton rei’itetty tela tai imutela. Vii-ranjohtotelassa olevat urat, kolot tai reiät ottavat vastaan rainasta esipuristinnipis-sä poistuvan veden.

15 Metallihihna on olennaisesti vettä ja ilmaa läpäisemätön ja pinnaltaan sileä. Edullisesti käytetään teräshihnaa, joka voidaan vielä päällystää sopivalla pinnoitteella, joka antaa rainalle optimaalisen tartunnan. Pinnoite valitaan niin, että raina on mahdollista saada ensin tarttumaan pitävästi metallihihnaan ja sitten irtoamaan siitä puristinosalle siirron jälkeen. Vedenpoiston tehostamiseksi metallihihna voi-20 daan esilämmittää esimerkiksi höyryllä.

Puristinosan alussa kuituraina irrotetaan metallihihnasta esimerkiksi siirtoimulaa- tikon avulla, joka on sijoitettu puristushuovan muodostaman silmukan sisään me- cm tallihihnan kulkua ohjaavan taittotelan kohdalla.

c\i o 25 05 ......

o Komponenttina siirtoimulaatikon hinta on kymmenesosa vastaavan siirtoimutelan g hinnasta. Imulaatikon tyhjö hyötysuhde on huomattavasti imutelan hyötysuhdetta LO parempi, koska alipainetta ei kohdisteta rainaan pyörivän telan imureikien kautta, 05 LO mikä pudottaisi hyötysuhteen alle puoleen, vaan staattisen imuraon läpi. Radan o ^ 30 siirtoon riittävät aikaisempaa huomattavasti pienemmät alipaineet, jolloin suuret energiansäästöt ovat mahdollisia. Siirto voi olla vähäkitkaista tai kitkatonta riip- 4 puen alipaineen ja virtauksen (etäisyyden) suuruudesta sekä rakojen määrästä ja sijainnista.

Teräshihnan avulla saadaan paperin pintaominaisuudet ja kuiva-aine nostettua 5 nykyistä korkeammalle tasolle. Vedenpoistoon saadaan enemmän symmetrisyyttä. Alipainetta voidaan hyödyntää vedenpoistossa maksimaalisesti kuluttamatta liikaa viiroja.

Keksinnön ansiosta saadaan tehokas konsepti myös kapeaan koneluokkaan. Viiran 10 leveys voi vaihdella alueella 3,5 - 11,5 m. Ratkaisut ovat mahdollisimman riippumattomia leveydestä. Metallihihnaa käyttämällä saadaan aikaan suljetut viennit, jolloin nopeuspotentiaali riittää yli 2000 m/min nopeuksille. Keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan rainan kuiva-ainepitoisuus niin korkeaksi (jopa yli 20 %), että puristinosana voidaan käyttää edullisesti yksinippistä puristinosaa.

15

Konseptilla on hyvä energiatase. Rakenne on modulaarinen ja etukäteen suunniteltu. Käytettävyys on kehittynyt ja huollon tarve pienentynyt. Katkoja on odotettavissa entistä vähemmän. Nokkakyyppiä ei tarvita. Rataa venytetään ensimmäisen kerran vasta ensimmäisen kuivatusryhmän jälkeen, jolloin rata on jo riittävän 20 lujaa kestämään toimenpiteen ilman katkoja. Muissa siirtokohdissa vetoerot ovat olemassa vain kudoskireyksien kautta, koska peittokulmat ovat suuria, jolloin ne mahdollistavat katkottoman ajon ja radan rauhoittamisen ennen siirtokohtaa.

cv Edullisesti rainan siirroissa käytetään siirtoimulaatikoita, joissa on ajon aikana o 25 säädettävissä oleva kansi, jossa on jousto-ominaisuus.

05 0 g Seuraavaksi keksintöä selostetaan viittaamalla oheisten piirustuksien kuvioissa lo esitettyihin esimerkkeihin, joihin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus ahtaasti 05 . .

ι-o raioittaa.

05 J

5

Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti rainan siirron muodostusosalta puristusosalle me-tallihihnan avulla.

Kuvio 2 esittää vaihtoehtoisen ratkaisun rainan siirtoon.

5

Kuviossa 1 on esitetty osa paperikoneen muodostusosasta 8 ja puristinosa 9, joiden väliin on sovitettu metallihihna 10, jonka välityksellä raina viedään suljettuna vientinä muodostusviiralta 11 puristushuovalle 12. Puristinosalla 9 raina kulkee kahden puristushuovan 12, 17 välissä puristinnipin Ni läpi. Puristinosana 9 on 10 tässä suoritusmuodossa yksinippinen puristinosa. Puristinosan 9 jälkeen raina viedään suljettuna vientinä kuivatusviiran 25 kannatuksessa kuivatusosan ensimmäiselle kuivatussylinterille 22.

Metallihihna 10 muodostaa päättymättömän silmukan, jonka kulkua ohjaa kolme 15 johtotelaa 13a, 13b ja 13c. Ensimmäisen johtotelan 13a yhteyteen on järjestetty hydraulinen kiristinohjain, jolla hihnan 10 kireyttä voidaan säätää. Toinen johto tela 13b on sijoitettu muodostusviiran 11 vaakasuoran juoksun yläpuolelle siten, että toiselta johtotelalta 13b kolmannelle johtotelalle 13c kulkeva metallihihna 10 kiertyy lyhyellä matkalla viiranjohtotelan 14 ympärille. Kolmas johtotela 13c toi-20 mii taittotelana, joka kääntää metallihihnan 10 kulkusuunnan viistosti alaspäin suuntautuvasta viistosti ylöspäin suuntautuvaksi. Metallihihnalenkin 10 yhteydessä voidaan käyttää kuumennuslaitetta 24 metallihihnan kuumentamiseksi.

cm Muodostusosa 8 käsittää muodostusviiran 11, jonka kannatuksessa raina tulee i cp 25 viiranjohtotelalle 14. Metallihihna 10 on sovitettu kulkemaan viiranjohtotelan 14 o yli siten, että metallihihnan 10 ja viiranjohtotelan 14 väliin muodostuu esipuristus- £ ja siirtovyöhyke eli esipuristinnippi No, jossa metallihihna 10 puristaa rainaa vii- lo ranjohtotelaa 14 vasten. Esipuristinnippi No poistaa rainasta vettä viiranjohtotelan S 14 suuntaan alaspäin ja samalla puristuspaine saa rainan tarttumaan metallihihnan ° 30 10 pintaan.

6

Viiranjohtotelan 14 jälkeen raina irtoaa muodostusviirasta 11 ja seuraa metalli-hihnaa 10 sen alaspäin suuntautuvaan pintaan kiinni tarttuneena. Rainan siirtyminen voidaan tarvittaessa varmistaa puhalluksella, joka kohdistetaan muodostusvii-ran 11 ja rainan väliin esipuristinnipin No jälkeen. Raina seuraa metallihihnaa 10 5 taittotelalle 13c asti.

Puristinosan 9 ensimmäinen puristushuopa 12 sivuaa taittotelaa 13c siten, että raina tulee taittotelan 13c yhteydessä kosketukseen puristushuovan 12 kanssa. Taittotelan 13c kohdalla on ensimmäisen puristushuopasilmukan 12 sisällä siir-10 toimulaatikko 15, jonka avulla raina siirretään metallihihnan 10 kannatuksesta puristushuovan 12 kannatukseen. Taittotelan 13c jälkeen raina seuraa puristus-huopaa 12 yksinnippisen puristinosan 9 ainoaan puristusnippiin Ni.

Puristinosan 9 ensimmäinen puristushuopa 12 muodostaa silmukan, jonka kulkua 15 ohjaavat johtotelat 23a, 23b ja ensimmäinen puristintela 18. Toinen puristushuopa 17 muodostaa toisen silmukan, jonka kulkua ohjaavat johtotelat 21 ja toinen puristintela 19. Raina viedään puristushuopien 12 ja 17 välissä puristinnipin Ni läpi. Edullisesti toinen puristinteloista, tässä tapauksessa ylempi puristintela 19, on kenkätela, jolloin telat 18 ja 19 muodostavat pidennetyn nipin. Puristinnipin Ni 20 jälkeen raina toisen johtotelan 21 kohdalla irrotetaan toisesta puristushuovasta 17 puristushuopasilmukan 12 sisään sovitetun siirtoimulaatikon 20 avulla. Raina seuraa ensimmäistä puristushuopaa 12 johtotelalle 23b, jonka jälkeen raina viedään >- suljettuna vientinä kuivatusviiran 25 kannatuksessa kuivatusosan ensimmäiselle ° kuivatussylinterille 22.

o 25 O) o Siirtoimulaatikot 15, 20 ovat rakenteeltaan olennaisesti samanlaisia. Kumpikin £ imulaatikko 15, 20 käsittäen kumpikin yhden tai useampia imurakoja, edullisesti g kaksi imurakoa, joiden kautta taittotelan 13c tai huovanjohtotelan 21 yli kulke- cn g vaan rainaan kohdistetaan alipaine puristushuovan 12 läpi. Huovan 12 peitto siir- o o 30 tokohdassa on järjestetty taittotelan 13c tai huovanjohtotelan 21 suuntaiseksi siten, että huopa 12 ei hankaa siirtoimulaatikkoa 15, 20 ilman alipainetta. Raina irrote- 7 taan metallihihnasta 10 ja siirretään ensimmäiselle puristushuovalle 12 imuraon avulla, joka alkaa huovan 12 ja metallihihnan 10 erkaantumiskohdassa. Vastaavasti raina irrotetaan toisesta puristushuovasta 17 ja siirretään takaisin ensimmäiselle puristushuovalle 12 imuraon avulla, joka alkaa huopien 12 ja 17 erkaantu-5 miskohdasta.

Metallihihnan 10 ja viiranjohtotelan 14 väliin muodostuva esipuristinnippi No on mahdollista saada aikaan pelkällä metallihihnan 10 kireydellä. Nippi No on pitempi kuin kahden telan avulla aikaansaatava nippi ja siinä voidaan käyttää pienem-10 pää nippipainetta, jolloin se myös kuluttaa viiraa 11 vähemmän kuin telanippi. Nipissä No märästä kuiturainasta puristetaan vettä viiran 11 suuntaan alaspäin ja samalla raina saadaan tarttumaan metallihihnan 10 pintaan.

Metallihihna 10 on edullisesti teräshihna, joka on pinnoitettu sopivalla rainan tar-15 tuntaan vaikuttavalla aineella. Edullisesti metallihihnaa 10 kuumennetaan kuu-mennuslaitteella 24, mikä parantaa rainan tarttumista, tehostaa vedenpoistoa ja esilämmittää rainan puristinosaa varten. Metallihihna 10 voidaan vaihtaa päättömänä lenkkinä. Metallihihnan vaihto hitsaamalla on myös mahdollista, mutta se on hitaampaa ja tuntuvasti vaativampaa. Vaihto sujuu parhaiten sisäänajolaitteella 20 ja ulkopuolisella ’’muotilla”, jota käsitellään siltanosturilla. Teräshihna on nostettavissa lattialle runkoineen yhtenä pakettina siltanosturilla, jolloin hihnan vaihto tapahtuu lattialla.

cv Viiranj ohto telana 14 on voi olla uritettu tela tai alipaineeton rei’itetty tela. Tehok- o 25 kaimmissa ja kalleimmissa versioissa viiranjohtotelana 14 on imutela.

05 o £ Viistonvetolaite ja reunanauhojen leikkaus 16 on kuviossa 1 sijoitettu muodos- cn tusosan 8 ja puristinosan 9 väliin kohtaan, jossa kuituraina kulkee metallihihnan 05 g 10 kannatuksessa sen alaspäin suuntautuvaan pintaan kiinnittyneenä. Reunapillien o o 30 tiputukset eivät tällöin aiheuta ratakatkoja, mikä on vaarana nykyisessä konseptis sa. Edullisesti muodostusosan 8 ja puristinosan 9 välissä ei ole nokkakyyppiä.

8

Kuviossa 2 on esitetty vaihtoehtoinen ratkaisu, jossa samoihin tai vastaaviin osiin on viitattu samoilla viitenumeroilla kuin kuviossa 1. Tässäkin tapauksessa raina siirretään muodostusosan 8 lopussa muodostusviiralta 11 metallihihnalle 10 esipu-5 ristinnipissä No, joka saadaan aikaan puristamalla metallihihnaa 10 viiranjohtote-laa 14 vasten. Tämän jälkeen raina kiertyy metallihihnan 10 mukana taittotelan 13c ympäri. Raina siirretään metallihihnalta 10 puristushuovalle 12 vasta taittote-laa 13c seuraavalla metallihihnan 10 ylöspäin suuntautuvalla juoksulla. Rainan siirtoa varmistaa ensimmäisen puristushuopasilmukan 12 sisään sijoitettu siir-10 toimutela 23a. Puristinosa 9 on yksinippinen kuten kuviossa 1. Puristinosan 9 jälkeen raina siirretään suljettuna vientinä kuivatusosan kudokselle 25.

Keksinnön monet erilaiset muunnokset ovat mahdollisia liitteenä olevien patenttivaatimuksien määrittelemän suojapiirin puitteissa.

15 δ

CM

CM

O

05

O

X

tr

CL

LO

05 05

LO

05

O

O

CM

Claims (8)

1. Menetelmä kuiturainan siirtämiseksi kuiturainakoneen muodostusosalta (8) puristinosalle (9), tunnettu siitä, että kuituraina siirretään muodostusosalta (8) 5 puristinosalle (9) sileän ja vettä läpäisemättömän metallihihnan (10) kannatuksessa ja että kuituraina tartutetaan metallihihnaan (10) esipuristinnipissä (No), joka saadaan aikaan ohjaamalla metallihihna (10) kiertymään viiranjohtotelan (14) ympäri siten, että muodostusviira (11) ja sillä oleva raina jäävät metallihihnan (10) ja viiranjohtotelan (14) väliin. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa - muodostusviiralla (11) oleva kuituraina tartutetaan metallihihnan (10) pintaan, 15. kuituraina irrotetaan muodostusviirasta (11) ja viedään metallihihnan (10) kannatuksessa kosketukseen puristuskudoksen (12) kanssa, ja kuituraina irrotetaan metallihihnasta (10) ja saatetaan seuraamaan puris-tuskudosta (12).

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raina siirretään metallihihnalta (10) puristuskudokselle (12) siirtoimulaatikon (15) avulla, joka on sovitettu puristushuopasilmukan (12) sisään metallihihnan (10) kulkua ohjaavan taittotelan (13c) kohdalle. δ (M c\] o 25

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että en ... o rama siirretään metallihihnalta (10) puristushuovalle (12) siirtoimutelan (23 a) £ avulla, joka on sovitettu puristushuopasilmukan (12) sisään kohdassa, jossa metal- lo lihihna (10) on ohittanut taittotelan (13c). 05 LO 05 O o 30

5. Kuiturainakone, joka käsittää muodostusosan (8) ja puristinosan (9), tunnettu siitä, että muodostusosan (8) ja puristinosan (9) väliin on sovitettu sileä ja vettä läpäisemätön metallihihna (10) ja että raina järjestetty siirrettäväksi metallihihnan (10) kannatuksessa muodostusosalta (8) puristinosalle (9) ja että välineet rainan tartuttamiseksi metallihihnaan (10) käsittävät esipuristinnipin (No), joka on saatu aikaan ohjaamalla metallihihna (10) kiertymään viiranjohtotelan (14) ympäri si-5 ten, että muodostusviira (11) ja sillä oleva raina jäävät metallihihnan (10) ja viiranjohtotelan (14) väliin.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kuiturainakone, tunnettu siitä, että muodos-tusosan (8) yhteyteen on järjestetty esipuristinnippi (No) rainan tartuttamiseksi 10 metallihihnaan (10) ja että puristinosan (9) yhteyteen on järjestetty välineet (15, 23 a) rainan irrottamiseksi metallihihnasta (10).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kuiturainakone, tunnettu siitä, että välineet rainan irrottamiseksi metallihihnasta (10) käsittävät siirtoimulaatikon (15), joka 15 on sovitettu puristuskudossilmukan (12) sisään metallihihnan (10) kulkua ohjaavan taittotelan (13c) kohdalle.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kuiturainakone, tunnettu siitä, että välineet rainan irrottamiseksi metallihihnasta (10) käsittävät siirtoimutelan (23a), joka on 20 sovitettu puristuskudossilmukan (12) sisään taittotelaa (13c) seuraavalle metalli-hihnan (10) ylöspäin suuntautuvalle juoksulle. δ (M CNJ cp σ> o X cc CL m en en m en o o (M