FI124218B - Rainanmuodostuskoneen kuivatusosalla oleva järjestelmä viiran ja edelleen rainan ohjaamiseksi ohjausteloilla - Google Patents

Description

RAINANMUODOSTUSKONEEN KUIVATUSOSALLA OLEVA JÄRJESTELMÄ VIIRAN JA EDELLEEN RAINAN OHJAAMISEKSI OHJAUSTELOILLA

Keksinnön kohteena on rainanmuodostuskoneen kuivatusosalla oleva 5 järjestelmä viiran ja edelleen rainan ohjaamiseksi ohjausteloil-la, joista ohjausteloista viiran tukema raina peittää ainakin yhtä alle 90°.

Tekniikan tasosta tunnetaan patenttijulkaisu FI 102623. Kysei-io sessä patenttijulkaisussa esitetään järjestelmä, jossa paperia kuivataan rainanmuodostuskoneeseen kuuluvalla päällepuhallusyk-siköllä. Päällepuhallusyksiköllä viira ja raina ohjataan halu-tusti ohjausteloilla. Viira ja välillisesti raina koskettavat päällepuhallusyksiköllä olevia ohjausteloja alle 30°. Päällepu-15 hallusyksikön viimeisenä ohjaustelana on imutela, jolta raina siirretään seuraavalle kuivatusyksikölle. Viira ja välillisesti raina koskettavat päällepuhallusyksikön viimeisenä ohjaustelana olevaa imutelaa alle 90°.

20 Tekniikan tasosta tunnetaan myös patenttihakemus FI 20002429. Kyseisessä patenttihakemuksessa esitetään vertikaalinen päälle-puhallusyksikkö, jossa viira ja välillisesti raina koskettavat vertikaalisella päällepuhallusyksiköllä olevia ohjausteloja alle 30°.

25

Tekniikan tasosta tunnettavilla päällepuhallusyksiköillä viira q ja raina kulkevat sylintereiden välillä yhteisenä suorana o ^ juoksuna. Tällöin kudoksen ja ohjaustelan, jolle kudos saapuu, o välille muodostuu sulkeutuva kita. Kyseistä kitaa kohti liikku-

CVJ

c\j 30 vat raina, viira ja sylinteripinta kehittävät sulkeutuvaan g kitaan ylipainetta kuljettamiensa rajakerrosvirtauksien kautta.

is^ Sulkeutuvassa kidassa vallitseva ylipaine aiheuttaa viiran ja co g rainan yli paine-eron, josta aiheutuu ajettavuusongelmia.

g Kasvavat ratanopeudet lisäävät sulkeutuvan kidan ylipaineongel- c\j 35 mia entisestään.

2

Viiran ja rainan pitämiseksi ohjaustelojen yhteydessä eli sulkeutuvaan kitaan muodostuvan ylipaineen poistamiseksi käytetään ohjausteloina imuteloja. Imutela on tyypillisesti sektori-imutela, jolloin sen kautta välitetään imu vain halutulle 5 sektorille. Sektori-imutelan käyttö vaatii pienemmän ilmavirtauksen kuin koko vaipan pinnaltaan imevä imutela. Ylipainepiik-kiä poistetaan myös imulaatikoilla sekä yhdistämällä imulaati-koita ja imuteloja. Kyseiset välineet tarvitsevat kuitenkin voimakkaan alipaineen tai ilmavirtauksen, joiden tuottaminen 10 vaatii huomattavan paljon energiaa. Energiasta aiheutuvat kustannukset ovat hyvin merkittäviä. Lisäksi imutelat likaantuvat ja niiden puhdistaminen on hankalaa. Imuteloissa on myös kuluvia osia, kuten tiivisteitä.

15 Patenttijulkaisussa FI 105573 esitetään tela, jossa avoin pintarakenne on yhdistetty avoimesti tukikappaleilla telan akseliin. Julkaisussa telaa esitetään käytettävän paperikoneen kuivatusosan yksiviiraviennin yhteydessä kääntötelana, jolloin tela synnyttää ilmavirtauksen lävitsensä. Kudos ja välillisesti 20 raina koskettavat kääntötelaa tyypillisesti noin 220°. Yleisemmin sanottuna kudos ja välillisesti raina koskettavat kääntötelaa yli 180°.

Patenttihakemuksessa FI 20031461 esitetään tela, jossa avoin 25 pintarakenne on yhdistetty suljetusti telan akseliin. Julkaisus- ? sa telaa esitetään käytettävän paperikoneen kuivatusosan yksi- o ^ viiraviennin yhteydessä kääntötelana, jolloin tela synnyttää c\j 9 alipaineen kudoksen ja rainan peittoalueelle. Kudos ja välilli- co sesti raina koskettavat kääntötelaa tyypillisesti noin 220 .

g 30 Yleisemmin sanottuna kudos ja välillisesti raina koskettavat kääntötelaa yli 180°. co o

LO

1^· julkaisussa US 4,361,466. Lisää uratelaratkaisuja on esitetty 35 patenttihakemuksissa FI20065241, FI971714 ja patenttijulkaisussa § Ajettavuuskomponentin sisälle järjestetyt uratelat on esitetty

C\J

3 FI62693. Julkaisussa W02004/057105 esitetään järjestely paperi-rainan stabilisoimiseksi käyttäen hyväksi puhalluslaatikkoa.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada järjestelmä, jolla 5 voidaan vähentää rainanmuodostuskoneen energiankulutusta. Tämän keksinnön tunnusomaiset piirteet ovat, että ainakin yksi ohjaus-tela, jota raina peittää alle 90°, on uratela, ja jossa urate-lassa on vierekkäisiä uria rainanmuodostuskoneen poikkisuunnas-sa, ja uratela on sovitettu muodostamaan alipainetta.

10

Rainanmuodostuskoneen kuivatusosalla, joka ilmaus tässä käsittää paperikonelinjan kuivatussovellukset, viiraa ja edelleen rainaa ohjataan ohjausteloilla. Rainanmuodostuskoneella tarkoitetaan tässä yhteydessä paperi-, kartonki-, tissue- ja sellukoneita. 15 Raina peittää ainakin yhtä ohjaustelaa alle 90°. Lisäksi ainakin yksi ohjaustela, jota raina peittää alle 90°, on uratela. Uratelassa on vierekkäisiä uria rainanmuodostuskoneen poik-kisuunnassa. Tällainen uratela on sovitettu muodostamaan alipainetta. Alipaine muodostuu, kun urat ovat vierekkäin rainan-20 muodostuskoneen poikkisuunnassa ja kohtisuorassa pyörimisliikettä vastaan ei ole seinämiä. Yllättäen on havaittu, että syvä-uraisella uratelalla hyvin pieni viiran tukeman rainan peitto auttaa telaa muodostamaan alipainetta peiton alueelle. Alipaine muodostuu uratelan yhteydessä sekä avautuvaan että sulkeutuvaan 25 kitaan. Uratelan, joka on toteutettavissa rakenteeltaan kevyenä, ^ yhteydessä on mahdollista myös jättää ohjaustelan käyttö pois, o ^ kun rainan tukema viira peittää ohjaustelaa yli 2°. Toisin

CM

? sanoen ainakin yksi uratela on käytötön. Käytöttömät ohjaustelat co -1- puolestaan mahdollistavat entistä yksinkertaisemman ja varmatoi- g 30 misemman ohjaustelojen toteutuksen.

co § Eräässä sovellusmuodossa vierekkäiset urat ovat erillisiä i^- erillisiä painevyöhykkeitä on uratelan alipaineentuotto parempi 35 kuin urien ollessa samaa painevyöhykettä esimerkiksi telan sisempien rakenteiden kautta.

§ painevyöhykkeitä rainan peittämältä alueelta. Urien ollessa

CM

4

Eräässä toisessa sovellusmuodossa järjestelmään kuuluu ajetta-vuuskomponentti kahden ohjaustelan välille, joista ainakin toinen on uratela. Ohjaustelat, joiden välille ajettavuuskom-ponentti kuuluu, ovat samalla puolella viiran tukemaa rainaa. 5 Ajettavuuskomponentti mahdollistaa laajan alipaineen vaikutusalueen. Edullisesti uratelan yhteydessä oleva ajettavuuskomponentti on passiivinen. Passiivisella ajettavuuskomponentilla on pystytty uratelan viiran tukeman rainan peiton alueelle muodostama alipaine ulottamaan kahden uratelan välille.

10

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, joissa 15 Kuva 1 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän,

Kuva 2 esittää keksinnön mukaisessa järjestelmässä käytettävää uratelaa, jossa vierekkäiset urat ovat samaa pai-nevyöhykettä,

Kuva 3 esittää keksinnön mukaisessa järjestelmässä käytettä-20 vää uratelaa, jossa vierekkäiset urat ovat erillisiä painevyöhykkeitä,

Kuva 4 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän ajettavuuskomponentilla, joka on uratelan ja tavallisen ohjaustelan välillä, 25 Kuva 5a esittää keksinnön mukaisen järjestelmän ajettavuuskom- '«sf ^ ponentilla, ^ Kuva 5b esittää keksinnön mukaisen järjestelmän ajettavuuskom- c\j S5 ponentilla, co

Kuva 5c esittää keksinnön mukaisen järjestelmän ajettavuuskom-

X

£ 30 ponentilla, r-. Kuva 6 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän vertikaalisel- LO la päällepuhallusyksiköllä, o Kuva 7 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän aktiivisella c\i aj ettavuuskomponentilla, 35 Kuva 8 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän puolipassiivi- sella ajettavuuskomponentilla, 5

Kuva 9 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän passiivisella aj ettavuuskomponentilla,

Kuva 10 esittää keksinnön mukaisessa järjestelmässä käytettävän uratelan, johon kuuluu useita erillisiä vyöhykkei-5 tä rainanmuodostuskoneen poikkisuunnassa, ja

Kuva 11 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän, jossa käytetään useita erillisiä vyöhykkeitä sisältävää uratelaa.

Kuvassa 1 esitetään keksinnön mukainen järjestelmä 10 viiran 12 10 ja edelleen viiran tukema rainan 14 ohjaamiseksi rainanmuodostuskoneen kuivatusosalla. Viiraa 12 ja edelleen rainaa 14 ohjataan ohjausteloilla 16, joista ohjausteloista 16 raina 14 peittää ainakin yhtä ohjaustelaa 16 alle 90°. Toisin sanoen raina peittää ainakin yhtä ohjaustelaa 1° - 90°. Ohjaustela 16 15 on tela, jolla ohjataan rainaa 14. Puolestaan tukiteloilla 20 viira 12 tuetaan viirakierroksi 18. Rainan 14 ja ohjaustelan 16 välillä on viira 12. Toisin sanoen raina 14 ei peitä ohjaustelaa suoralla kosketuksella. Lisäksi ainakin yksi ohjaustela 16, jota raina 14 peittää alle 90°, on uratela 22. Uratelassa on vierek-20 käisiä uria rainanmuodostuskoneen poikkisuunnassa, joiden syvyys a on ainakin 10 mm, edullisesti ainakin 20 mm ja uratela on sovitettu muodostamaan alipainetta. Uratelassa, jolla on sovitettu muodostettavan alipainetta, olevien urien syvyys f voi olla huomattavan suuri. Keksinnönmukaisessa Uratelassa olevien 25 urien syvyys on kuitenkin yleensä korkeintaan 100 mm, edullisesti· £ ti korkeintaan 50 mm. Täten urien syvyys on 10 - 100 mm, edulli- c\| , sesti 20 - 50 mm.

c\j cp

CO

Kuvassa 1 esitettyä järjestelmää 10 sovelletaan esimerkiksi x £ 30 rainanmuodostuskoneen päällepuhallusyksiköllä. Raina 14 ja ^ viira 12 peittävät kolmea ensimmäistä ohjaustelaa 16 peittokul- jjn maila a, joka on alle 30°. Kun ohjaustela on uratela, vähenee o sulkeutuvassa kidassa oleva ylipaine oleellisesti, kun raina c\j peittää uratelaa alle 30°. Raina peittää uratelaa edullisesti 35 yli 4°, jotta alipaineesta tulee huomattava. Raina peittää siten uratelaa edullisesti 4 - 30°.

6

Kuvassa 1 esitetyssä keksinnön mukaisessa järjestelmässä kaksi peräkkäistä ohjaustelaa 16 ovat urateloja 22. Kaksi peräkkäistä ohjaustelaa 16, jotka ovat urateloja 22, ovat lisäksi samalla puolella viiran 12 tukemaa rainaa 14. Huolimatta uratelojen 5 aiheuttamista virtauksista, kaksi peräkkäistä uratelaa toimivat itsenäisesti eivätkä niiden aiheuttamat virtaukset häiritse toisiaan merkittävästi.

Kuvassa 1 esitetyssä keksinnön mukaisessa järjestelmässä 10 myös 10 seuraavan kudoskierron 18', jota on kuvattu kahden telan verran, yhteydessä on uratela 22. Kyseisellä uratelalla luodaan alipainetta viiran ja viiran tukeman rainan stabiloimiseksi. Kyseisen uratelan yhteydessä on tyypillisesti ajettavuuskom-ponentti alipaineen ulottamiseksi halutulle alueelle. Kyseinen 15 ajettavuuskomponentti on edullisesti passiivinen.

Kuvassa 1 esitettyä keksinnön mukaista järjestelmää 10 voidaan käyttää päällepuhallusyksiköllä. Päällepuhallusyksikköä peittää tyypillisesti huuva. Huuvasta kuvassa näkyy vain pätkät huuvan 20 reunaa 19.

Kuvassa 2 esitetään keksinnön mukaisessa järjestelmässä viiran 12 ja edelleen viiran tukeman rainan 14 ohjaamiseksi käytettävä uratela 22. Uratelan 22 päällä on viira 12, jonka päällä on 25 raina 14. Uratelassa 22 on vierekkäisiä uria 24 uratelan 22 £ pituussuunnassa eli rainanmuodostuskoneen poikkisuunnassa.

^ Uratelassa 22 ei ole seinämiä kohtisuorassa uratelan pyörimis- c\j S5 liikettä vastaan. Kun raina peittää uratelaa, uratela muodostaa co alipaineen alueelle, jolla raina peittää uratelaa.

I 30

Kuvassa 2 esitetyssä uratelassa 22 urien 24 välit ovat edulli-co LO sesti levymäisiä ja oleellisen konesuuntaisia. Seinämät eivät h- o ole kuitenkaan välttämättä täysin konesuunnassa vaan uratelan

C\J

pinnassa olevat urat voivat olla myös nousullisesti kiertyvät. 35 Nousullinen ura voidaan toteuttaa yhtämittaisena uratelan kokomitalle. Toisaalta nousullisia uria voi olla useampiakin, 7 esimerkiksi uratelan keskeltä laidoille ulottuvat nousulliset urat. Nousukulma on alle 15°, edullisesti alle 5°. Tällöin uratelan alipaineentuottokyky on hyvällä tasolla, sillä seinämät eivät ole merkittävästi pyörimisliikettä vastaan.

5

Kuvassa 2 esitetyssä uratelassa 22 urat 24 ovat samaa paine-vyöhykettä. Urat 24 ovat samaa painevyöhykettä, sillä ne ovat yhteydessä toisiinsa uratelan 22 sisärakenteen 26 kautta.

10 Kuvassa 3 esitetään keksinnön mukaisessa järjestelmässä käytettävä uratela 22, jossa vierekkäiset urat 24 ovat erillisiä painevyöhykkeitä rainan 14 peittämältä alueelta. Kyseiseen uratelaan 22 kuuluu keskirakenne 28 ja uramainen pintarakenne 30, joiden välillä on kontakti muodostaen olennaisesti 15 suljetun rakenteen, jossa urat ovat avoimia vain uratelan ulkopuolelle. Keskirakenteeseen kuuluu kuvan 3 tapauksessa keskiakseli 29. Uratela voidaan akseloida sinänsä tunnetusti akselitapeilla, keskiakselilla tai stationäärisellä akselilla, jonka uritettu vaippa on sovitettu pyörimään. Tällöin telan ja 20 rainan/viiran kuljettama rajakerrosvirtaus hyödyntämällä aikaansaadaan rainaa uratelan yhteydessä kiinnipitävä alipaine. Uramainen pintarakenne luo rainaan kohdistettua alipainetta radiaalisten voimien ohjaamisella. Urat 24 ovat uratelan 22 pintarakenteessa 30. Urat 24 eivät ole pintarakenteen 30 lävit-25 se. Tällöin urat eivät ole kosketuksissa toisiinsa uratelan ^ sisärakenteiden kautta. Tällaiset urat ovat erillisiä paine- ^ vyöhykkeitä eli paineyksiköitä. Urien ollessa erillisiä paine esi ? vyöhykkeitä saadaan uratelalla tehokkaampi alipaineen tuotto co kuin uratelalla, jossa urat ovat keskenään samaa painevyöhyket-x £ 30 tä.

N- co LO Kuvassa 3 esitetyssä uratelassa 22 vierekkäiset urat 24 ovat r·- o rakenteellisesti erillään toisistaan. Jokainen ura kiertää C\1 uratelaa vain yhden kierroksen. Lisäksi urat eivät ole kosketuk-35 sissa toisiinsa uratelan sisärakenteiden kautta. Tällöin jokainen ura on oma painevyöhykkeensä.

8

Kuitenkaan vierekkäiset urat, jotka ovat erillisiä painevyöhyk-keitä, eivät ole rakenteellisesti välttämättä erillisiä. Rainan-muodostuskoneen poikkisuunnassa vierekkäiset urat, jotka ovat erillisiä painevyöhykkeitä voivat olla rakenteellisesti esimer-5 kiksi samaa kierrettä eli nousullista uraa. Tällöin ne ovat kuitenkin erillisiä painevyöhykkeitä, sillä yksi painevyöhyke alkaa rainan peittäessä uratelan ja loppuu rainan irtaantuessa uratelan pinnalta. Tällöin vierekkäiset urat ovat erillisiä painevyöhykkeitä rainan peittämältä alueelta. Samassa urassa 10 samalla kierroksella on myös toinen painevyöhyke uran osalla, jolla raina ei peitä uratelaa. Erillisiä painevyöhykkeitä olevat urat ovat siten rakenteellisesti erillisiä painevyöhykkeen aikana.

15 Kuvassa 3 esitetyssä järjestelmässä käytettävissä urateloissa 22 olevien urien 24 syvyys f on 10 - 100 mm, edullisesti 20 -50 mm. Uratelassa olevien urien ollessa näin syviä muodostuu uran pyöriessä alipaine uratelan osalle, jota raina peittää. Puolestaan uran leveys on 6 - 10 mm. Urien välissä olevat kapeat 20 kannakset ovat 1-8 mm leveitä. Edullisesti uratilavuus on huomattavan suuri verrattuna perinteisesti uritettuihin teloihin sekä VAC-teloihin, joiden yhteydessä käytetään aktiivista aj ettavuuskomponenttia.

25 Kuvassa 4 esitetään keksinnön mukainen järjestelmä 10 päällepu- ^ hallusyksikön yhteydessä, johon järjestelmään 10 kuuluu ajetta- ^ vuuskomponentti 32 kahden ohjaustelan 16 välille. Itse päällepu- c\j S5 hallusyksikköä ei ole esitetty kokonaisuudessaan. Päällepuhal- co ^ lusyksikön huuvasta näkyy pätkät huuvan reunaa 19. Peräkkäisistä x £ 30 ohjausteloista 16, joiden välillä ajettavuuskomponentti 32 on, ainakin toinen on uratela 22. Ajettavuuskomponentti tehostaa § uratelan toimintaa. Lisäksi peräkkäiset ohjaustelat 16, joiden r^- rainaa 14. Kun peräkkäiset ohjaustelat 16 ovat samalla puolella 35 rainaa 14, voidaan ajettavuuskomponentilla aiheuttaa niiden välille alipaine.

o välillä ajettavuuskomponentti 32 on, ovat samalla puolella

C\J

9

Kuvassa 4 esitetyssä keksinnön mukaisessa järjestelmässä urate-lan 22 yhteydessä oleva ajettavuuskomponentti 32' on passiivinen. Puolestaan uratelan 16, joka on sileä tela, yhteydessä oleva ajettavuuskomponentti 32'' on aktiivinen. Kyseiseen 5 aktiiviseen ajettavuuskomponenttiin 32' ' kuuluu puhallus-kanava 40 imun luomiseksi. Puhallusvirtauksen avulla luodaan imu ejektoriperiaatteella. Uratelan yhteydessä oleva passiivinen ajettavuuskomponentti on mahdollistaa energian säästämisen, kun erillistä imuvirtausta ei tarvita. Lisäksi passiivinen ajetta-10 vuuskomponentti on kokonaisuutena yksinkertaisempi.

Kuvissa 5a - 5c esitetään sovellusmuotoja keksinnön mukaisista järjestelmistä 10, joihin kuuluu ajettavuuskomponentti 32 kahden ohjaustelana toimivat uratelan 22 välille. Lisäksi uratelat 22, 15 joiden välillä ajettavuuskomponentti 32 on, ovat samalla puolella viiralla 12 tuettua rainaa 14. Tällöin ajettavuuskomponenttia seuraava uratela 22 luo ajettavuuskomponentin 32 yhteydessä vallitsevan alipaineen. Kun yhdistetään samalla puolella viiralla tuettua rainaa 14 olevat uratelat 22 ajettavuuskomponentil-20 la 32, uratelat toimivat yhteistoiminnassa ajettavuuskomponent-tien kanssa. Uratelojen 22 yhteistoiminnalla ajettavuuskom-ponenttien 32 yhteydessä saadaan luotua huomattava alipaine koko uratelojen 22 väliselle matkalle.

25 Kuvissa 5a - 5c uratelojen 22 yhteydessä olevat ajettavuuskom- ^ ponentit 32 ovat edullisesti passiivisia. Passiivisien ajetta- ^ vuuskomponenttien reunat voidaan tiivistää mekaanisesti esimer- c\j ? kiksi laakealla kulutusta kestävällä reunalla tai kaavarimaisel- co la sokkelotiivisteellä. Tiivistäminen voidaan tehdä myös niiden x £ 30 yhdistelmillä siten, että kitaan ulottuu parhaiten kaavarimainen tiiviste ja muiden reunojen tiivistys on vapaampaa. Ajettavuus- in komponentin ollessa passiivinen ajettavuuskomponentin ja viiran Γ"» o rajoittaman tilan eli laatikon tilavuus on edullisesti pieni.

c\j

Muotoilu on seuraavalle uratelalle päin aukeava, kuten kuvissa 35 5a ja 5c. Muotoilun ollessa seuraavalle uratelalle päin aukeava telan imuvaikutusalueen ulottuma paranee sekä yllä kulkeva viira 10 voi alipaineistaa ajettavuuskomponenttia osaltaan sen kitatii-vistettä edeltävän telan puoleista ajettavuuskomponentin ja viiran muodostamaa avautuvaa kitaa.

5 Kuvissa 5a - 5c ajettavuuskomponentin 32, joka on passiivinen, ja seuraavan uratelan 22 sulkeutuvan kidan 36 puoleisella tiivistyksellä vaikutetaan myös ajettavuuskomponenttiin 32 eli laatikkoon muodostuvaan alipaineeseen. Yksinkertaisimmillaan tiiviste on suoraan uratelaa vasten, kun tiivisteen ja uratelan 10 välille kohtauskulma ei muodosta sulkeutuvaa kitaa ja muulloinkin haluttaessa pienentää ajettavuuskomponentissa vallitsevaa alipainetta. Haluttaessa tehokkaampaa tiivistystä tai ajetta-vuuskomponentin ja uratelan väliin muodostuessa sulkeutuva kita voidaan ajettavuuskomponentin ja uratelan alipainetta tehostaa 15 ulottamalla tiivistys telan pyörimissuuntaa vasten, jolloin ilman tuleminen uratelan mukana rajoitetaan sitä enemmän mitä pidempi tiiviste on.

Kuvissa 5a - 5c esitetyissä keksinnön mukaisissa järjestelmis-20 sä 10 uratelojen 22 välissä olevat ajettavuuskomponentit 32 ovat erilaisia. Avautuvan kidan 34 tiivistyksessä ajettavuuskomponenttiin 32 tärkeintä on estää ilmaa virtaamasta uratelasta sekä viiran mukana ajettavuuskomponentin ja viiran väliin. Tämän vuoksi avautuvassa kidassa tiivistys ulotetaan mahdollisimman 25 syvälle kitaan. Tosin suuremmalla nopeudella ja alipaineella «t ^ voidaan viiran taipumaa ajettavuuskomponenttiin päin estää ja c\j ...

, siten myös tiivisteen ja viiran kulumista ehkäistä siirtämällä c\i ? tiiviste hieman etäämmälle avautuvasta kidasta, co

X

£ 30 Kuvissa 5a - 5c esitetyissä keksinnön mukaisissa järjestelmis- ^ sä 10 ajettavuuskomponentteihin 32 liittyviä säätöparametreja o ....

ιλ ovat passiivisen ajettavuuskomponentin ja uratelan pintaa komponentin ja kyseisen uratelan avautuvan kidan avautuma.

35 Kitatiivisteen pituudella telan pinnalla sen pyörimissuunnassa o seuraavan kitatiivisteen pituus sekä sitä seuraavan ajettavuus- c\j 11 vaikutetaan tuotetun alipaineen ulottumaan. Kidan avautumalla puolestaan vaikutetaan alipaineen tuottoon.

Kuvissa 5a - 5c esitetyissä keksinnön mukaisissa järjestelmis-5 sä 10 ainakin yksi uratela 22 on käytötön. Uratela voi olla käytötön, sillä uratela voidaan toteuttaa rakenteeltaan hyvin kevyesti pyörivänä. Kevyesti pyörivä uratela ei tarvitse käyttöä vaan se saa pyörimiseen vaadittavan liikevoiman viirasta. Edullisesti kaikki viirakierrolla olevat uratelat ovat käytöttö-10 miä.

Kuvassa 5a esitetyssä keksinnön mukaisessa järjestelmässä 10 uratelan 22 halkaisija d on alle 1000 mm. Sinällään uratelan halkaisija riippuu koneen ajonopeudesta ja leveydestä. Uratelat 15 on laakeroitu päistään. Tekniikan tasossa tämän kokoluokan uratelojen tilalla alipaineen luomiseksi käytetään imuteloja. Imutelojen imun luomiseksi tarvittava ilmavirtaus viedään imutelan laakerin lävitse, jolloin laakerit mitoitetaan ilmavirtauksen mukaan. Kun uratelan halkaisija on alle 1000 mm, urate-20 lan päihin kuuluvat laakerit ovat sisähalkaisijaltaan alle 300 mm, edullisesti alle 150 mm. Uratelan käyttäminen tämän kokoluokan imutelan tilalla mahdollistaa huomattavat kustannussäästöt, sillä laakerit voidaan mitoittaa rasituksien mukaan, kun niiden lävitse ei tarvitse viedä imuvirtausta.

25 ? Kuvassa 6 esitetään keksinnön mukainen järjestelmä 10 vertikaa- o , lisella päällepuhallusyksiköllä 38 . Vertikaalisella päällepuhal- c\j ? lusyksiköllä 38 on huuva 39. Uratelan 22 käyttö vertikaalisella co päällepuhallusyksiköllä 38 mahdollistaa huomattavasti aiempaa x £ 30 energiataloudellisemmin toimivan vertikaalisen päällepuhallusyk- sikön. Lisäksi kyseinen päällepuhallusyksikkö on toteutettavissa § huomattavasti aiempaa yksinkertaisemmin, kun alipainetta ei o tarvitse luoda erillisillä alipaineentuottovälineillä vaan c\j uratela luo tarvittavan alipaineen.

35 12

Kuvassa 6 esitetyssä keksinnön mukaisessa järjestelmässä viiralla 12 tuettu raina 14 peittää urateloja 22 yli yli 2° edullisesti yli 6°. Tällöin uratelat 22 saavat pyörimiseen tarvittavan liikevoiman viirasta 12, ja ohjausteloina toimivat uratelat 22 5 voidaan toteuttaa käytöttöminä. Toteutettaessa vertikaalisella päällepuhallusyksiköllä olevat uratelat käytöttöminä saadaan vertikaalisesta päällepuhallusyksiköstä kokonaisuutena huomattavasti yksinkertaisempi. Edullisesti vertikaalisella päällepuhal-lusosalla 38 olevat ajettavuuskomponentit 32 ovat passiivisia, 10 jolloin niihin ei tarvitse tuoda ulkoista imu-/puhallusvirtaus-ta.

Keskeinen urateloilla saavutettava etu on, että vertikaalinen päällepuhallusyksikkö voidaan toteuttaa entistä yksinkertaisem-15 pana ja kompaktimpana. Paremmin ahtaaseenkin asennustilaan sovitettavissa olevan vertikaalisen päällepuhallusyksikön mahdollistaa etenkin ulkoisen alipaineen tuonnin puuttuminen ja uratelojen käytöttömyys. Vertikaalisen päällepuhallusyksikön ollessa entistä kompaktimpi voidaan se sijoittaa entistä vapaam-20 min kuivatusosalle. Uratelat ja edelleen ajettavuuskomponentit voidaan sijoittaa jopa konepalkkien väliin ilman, että konepalk-keihin tehdään reikiä imu- tai käyttöyhteille. Uratelat voidaan sijoittaa siten täysin uuden tyyppisesti.

25 Kuvassa 7 esitetään keksinnön mukainen järjestelmä 10, jossa >- ajettavuuskomponenttiin 32 kuuluu rainanmuodostuskoneen poik-

CVJ

^ kisuunnassa ainakin yksi aktiivinen vyöhyke. Aktiivinen vyöhyke ? voi olla koko rainanmuodostuskoneen levyinen tai kattaa vain co osan rainanmuodostuskoneen poikkisuunnasta. Ajettavuuskomponent-x £ 30 tiin kuuluu puhalluskanava 40, jonka kautta ajettavuuskomponent- tiin kohdistetaan puhallusvirtaus alipaineen luomiseksi ejekto-o io nperiaatteella. Alipaineen luomiseksi voitaisiin tuoda myös o imuvirtaus suoraan ajettavuuskomponentille. Ajettavuuskomponent tiin kohdistettu puhallusvirtaus on voimakas ja luo merkittäväs-35 ti alipainetta, joten ajettavuuskomponentti on tällöin aktiivinen ajettavuuskomponentti. Edullisesti aktiiviset vyöhykkeet 13 ovat rainanmuodostuskoneen sivuilla, jolloin niillä voidaan lisätä alipainetta reunoilla lepatuksen estämiseksi. Ajettavuus-komponentin reunoilla voi olla myös kokomatkaltaan aktiivista vyöhykettä.

5

Kuvassa 7 esitettyyn ajettavuuskomponenttiin 32 kuuluvan puhal-luskanavan 40, jonka kautta kohdistetaan ajettavuuskomponenttiin 32 puhallusvirtaus alipaineen tuottamiseksi ejektorivir-tauksilla 41. Ejektorivirtaukset purkautuvat pois etenkin 10 ajettavuuskomponentin päistä eli rainanmuodostuskoneen sivuilta luoden huomattavan alipaineen ajettavuuskomponenttiin. Ejektori-virtauksien 41 tarkoituksena on luoda alipainetta ajettavuuskomponenttiin 32 .

15 Kuvassa 7 esitettyyn ajettavuuskomponenttiin 32 kuuluvan puhal-luskanavan 40 kautta tuodaan ajettavuuskomponentille myös puhalluksen 45 vaatima puhallusvirtaus. Puhallusta 45 käytetään alipaineen luontiin, sillä se tehostaa rajakerrosvirtausta. Rajakerrosvirtauksen tehostamiseen perustuva puhallus ei tee 20 kuitenkaan ajettavuuskomponentista aktiivista, sillä kyseinen puhallusvirtaus on hyvin pieni. Rajakerrosvirtauksen voimistaminen toimii lähinnä tiivistämisen tapaan pienellä ilmavirtauksella. Rajakerrosvirtausta tehostava puhallusvirtaus tekee ajetta-vuuskomponentista puolipassiivisen.

25 ^ Kuvassa 7 esitettyyn ajettavuuskomponenttiin 32 kuuluu ilmatii- vistysvälineet 42 ajettavuuskomponentin 32 sulkeutuvan kidan

CM

S5 puolelle. Ajettavuuskomponenttiin 32 kuuluvan puhalluskanavan 40 co kautta tuodaan ajettavuuskomponentille myös tiivistyspuhalluk-x £ 30 sen 46 vaatima puhallusvirtaus. Kyseisillä ilmatiivistysväli- r-~ neillä 42 tiivistetään aj ettavuuskomponentin reuna tiivistyspu- o LO halluksella 46, jotta haitalliset ilmavirtaukset eivät pääse o vaikuttamaan ajettavuuskomponentin toimintaan. Tiivistyspuhal-

CM

lus 46, joka on vastainen rajakerroksen virtaukselle, ei tee 35 ajettavuuskomponentista aktiivista. Kuitenkin kuvassa 7 esitetty ajettavuuskomponentti 32 on aktiivinen, sillä kyseisestä ajetta- 14 vuuskomponentissa 32 vallitsee ejektorivirtauksilla 41 luotu alipaine .

Kuvassa 8 esitetään keksinnön mukainen järjestelmä 10, jossa 5 ajettavuuskomponenttiin 32 kuuluu rainanmuodostuskoneen poik-kisuunnassa ainakin yksi puolipassiivinen vyöhyke. Puolipassii-vinen vyöhyke voi olla koko rainanmuodostuskoneen levyinen tai kattaa vain osan rainanmuodostuskoneen leveyssuunnasta. Ilmapu-hallusvälineestä 43 tuleva puhallus 45 on samansuuntainen kuin 10 telan pinnan rajakerrosvirtaus, mutta toiminnaltaan kuitenkin lähinnä tiivistävä. Lisäksi puhalluskanavan 40 kautta tuotavaa puhallusvirtausta käytetään tiivistysvirtauksien 46 luontiin. Sulkeutuvan kidan puolella on mekaaninen tiivistysväline 44. Ajettavuuskomponentti 32 on siis puolipassiivinen rajakerrosvir-15 tauksen voimistamisen kautta.

Kuvassa 9 esitetään keksinnön mukainen järjestelmä 10, jossa ajettavuuskomponenttiin 32 kuuluu rainanmuodostuskoneen poik- kisuunnassa ainakin yksi passiivinen vyöhyke. Passiivinen 20 vyöhyke voi olla koko rainanmuodostuskoneen levyinen tai kattaa vain osan rainanmuodostuskoneen poikkisuunnasta. Passiivisen vyöhykkeen ollessa koko rainanmuodostuskoneen levyinen puhallus- kanavan 40 kautta ajettavuuskomponenttiin 32 tuotu puhallusvir- taus käytetään kokonaisuudessa tiivistyspuhalluksien 46 muodos- 25 tamiseen. Sulkeutuvan kidan puolella on mekaaninen tiivistysvä- ^ line 44. Tällainen passiivinen ajettavuuskomponentti on hyvin ^ edullinen uratelan kanssa, sillä se hyödyntää uratelan mahdol- c\j ? listaman alipaineen tuottokyvyn. Ajettavuuskomponentissa oleva co passiivinen vyöhyke tarkoittaa siis vyöhykettä, jossa alipainet-x £ 30 ta ei tehosteta ulkopuolisilla ilmavirtauksilla vaan alipaine perustuu uratelan ja ajettavuuskomponentin yhteistoimintaan, o LT) o Ajettavuuskomponentissa voidaan käyttää tiivistysvirtauksien C\l tilalla mekaanisia tiivistyselimiä, jolloin ajettavuuskomponent-35 tiin ei tarvitse tuoda ollenkaan ilmavirtausta. Tällöin ajetta-vuuskomponentti on toteutettavissa rakenteeltaan todella yksin- 15 kertaisesti. Kyseinen sovellusmuoto on mahdollistaa passiivisien ajettavuuskomponenttien valmistamisen edullisesti. Lisäksi kyseiset passiiviset ajettavuuskomponentit ovat käytössä kustannuksiltaan edullisia.

5

Kuvassa 10 esitetään keksinnön mukaisessa järjestelmässä käytettävä uratela 22. Kyseiseen uratelaan 22 kuuluu useita vyöhykkeitä 50 rainanmuodostuskoneen poikkisuunnassa. Kyseiset vyöhykkeet 50 on tuettu laakereilla 52 rainanmuodostuskoneen poik-10 kisuunnassa keskeltä runkorakenteeseen 51. Laakerointi toteutetaan edullisesti ilma- tai magneettilaakerointina, jolloin likaantuminen voidaan välttää. Laakerointi voidaan toteuttaa myös perinteisillä voidelluillakin laakereilla, jotka on tiivistetty hyvin. Kyseinen erillisistä vyöhykkeistä koostuva uratela 15 on valmistettavissa yksinkertaisesti uratelan vyöhykkeiden ollessa käytöttömiä. Rainan tukeman viiran peittäessä uratelaa yli 2°, uratela saa pyörimiseen tarvitsemansa energian viirasta. Useista rainanmuodostuskoneen poikkisuuntaisista vyöhykkeistä eli pätkistä koostuva uratela mahdollistaa uratelojen kokoamisen 20 lyhyistä komponenteista, jolloin valmistaminen voidaan tehdä nykyistä yksinkertaisemmin. Kun uratelaan kuuluu lyhyitä vyöhykkeitä eli osateljoja, jokaisen osatelan tarvitsee kannattaa omaa massaansa aiempaa vähemmän. Pienempi oman massan kannatus puolestaan mahdollistaa entistä kevytrakenteisemmat osatelat. 25 Samalla myös uratelat kokonaisuudessaan voidaan valmistaa ί- entistä kevytrakenteisemmiksi.

CvJ

C\J

? Eräässä sovellusmuodossa samassa positiossa, jossa käytetään

CO

useista vyöhykkeistä koostuvaa uratelaa, halutaan uratelalla x £ 30 kohdista energiaa viiran pyörittämiseen. Tällöin uratelan reunimmaiset vyöhykkeet voivat olla käytöllisiä. o

LO

r--.

o Kuvassa 11 esitetään keksinnön mukainen järjestelmä kuvattuna C\1 ylhäältä päin. Päällimmäisenä näkyy raina 14, jonka alla näkyy 35 viira 12. Viira 12 ja raina 14 on kuvattu katkaistuna uratelojen 22 kohdalla, jolloin uratelat 22 näkyvät. Uratelaan 22 16 kuuluu useita erillisiä vyöhykkeitä 50 rainanmuodostuskoneen poikkisuunnassa. Vyöhykkeet 50 eivät ole toisiensa välittömässä läheisyydessä eli vyöhykkeiden väleissä voi olla huomattavia rakoja 54 eli välejä.

5

Kuvassa 11 esitetyssä keksinnön mukaisessa järjestelmässä uratelan 22 muodostavien vyöhykkeiden 50 välissä voi olla virtauksenestokomponentit 56. Tällöin saadaan muodostettua yhtenäinen ajettavuuskomponentti, jonka avulla alipaine voidaan 10 ulottaa lähes vastaavasti kuin täysleveän uratelan yhteydessä olevalla ajettavuuskomponentilla . Virtauksenestokomponentit ovat esimerkiksi mekaaniset tiivistysvälineet, joilla estetään ilman virtaamista viiran mukana. Lisäksi uratelojen yhteyteen kuuluu tyypillisesti ajettavuuskomponentit, vaikka niitä kuvassa ei ole 15 esitetty.

Kuvassa 11 esitetyssä keksinnön mukaisessa järjestelmässä on kaksi eritavoin toteutettua vyöhykeuratelaa 60, 62. Vyöhykeura-telassa 60 vyöhykkeet 50 on laakeroitu akseliin 58. Puolestaan 20 vyöhykeuratelassa 62 vyöhykkeet on laakeroitu runkorakenteisiin 51 (kuva 10) .

δ

CvJ

CVJ

cp co

X

X

Q.

1^

CO

o m o o

CvJ

Claims (8)

1. Rainanmuodostuskoneen kuivatusosalla oleva järjestelmä viiran (12) ja edelleen rainan (14) ohjaamiseksi ohjausteloil- 5 la (16), joista ohjausteloista (16) viiran (12) tukema rai-na (14) peittää ainakin yhtä alle 90°, ja ainakin yksi ohjauste-la (16), jota raina (14) peittää alle 90°, on uratela (22), jota raina (14) peittää 2° - 90°, ja jossa uratelassa (22) on vierekkäisiä uria (24) rainanmuodostuskoneen poikkisuunnassa, ja ίο uratelassa (22) olevat vierekkäiset urat (24) ovat erillisiä painevyöhykkeitä rainan (14) peittämältä alueelta, ainakin yksi uratela (22) on käytötön, tunnettu siitä, että järjestelmään (10) kuuluu erillinen ajettavuuskomponentti (32) kahden ohjaus-telan (16) välille, joista ainakin toinen on uratela (22), ja 15 jotka ohjaustelat (16) ovat samalla puolella viiran (12) tukemaa rainaa (14) ja uratela (22) on osittain avoin ja sovitettu muodostamaan alipainetta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu 20 siitä, että kaksi peräkkäistä ohjaustelaa (16) ovat uratelo- ja (22) .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmään (10) kuuluu ajettavuuskomponentti (32) 25 kahden ohjaustelan (16) välille, jotka molemmat ovat uratelo-oo £ ja (22), ja jotka uratelat (22) ovat samalla puolella vii- c\j , ran (12) tukemaa rainaa (14). LO cp CNJ

° 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen järjestelmä, tunnettu X £ 30 siitä, että uratelan (22) yhteydessä oleva ajettavuuskomponent- ti (32) on passiivinen, o LO

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen järjestelmä, C\J tunnettu siitä, että uratelassa (22) olevien urien (24) syvyys 35 (a) on ainakin 10 mm, edullisesti ainakin 20 mm.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että uratelan (22) halkaisijan (d) on alle 1000 mm.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen järjestelmä, jossa uratelan (22) päihin kuuluu laakerit, tunnettu siitä, että uratelan (22) päihin kuuluvat laakerit ovat sisähalkaisijaltaan alle 300 mm, edullisesti alle 150 mm. ίο

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että raina (14) peittää uratelaa (22) alle 30°. co δ (M m o i (M O X cc CL h- CO o m h- o o CM