FI54956C - Foerfarande foer effektivering av avvattningen i en pappersmaskin och pappersmaskinen foer genomfoerande av foerfarandet - Google Patents

Description

I. - ~l r_, .... KUULUTUSJULKAISU P - Λ c ~ B 11 UTLÄGG N I NGSSKRI FT 54956 5¾¾ («) ^ ^ (51) Kv.lk.’/Int.CI.* D 21 P 7/00 SUOMI — FINLAND (21) PMenttihakemu* — Pat«ntans5kning 773853 (22) Hakemtapilvi— Ansökningsdag 20.12.77 (23) AlkupUvi—Giltigheudag 20.12.77 (41) Tullut julkiseksi — Bllvlt offentlig

Patentti- ia rekisterihallitus .... . „ . ., .

1 (44) Nähtäväksi panon ja kuuLjulkaisun pvm.— · _Q

Patent- och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och utl.skrlften publicerad 29· 12.7ο (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet (7l) Insinööritoimisto Air-Ix Oy, Hämeenkatu 6 A, 33100 Tampere 10,

Suomi-Finland(FI) __ (72) Lauri Kalervo Jokihaara, Tampere, Ari Maijala, Tampere, Suomi-

Finland(FI) (7M Papula Rein Lahtela Oy (5M Menetelmä vedenpoiston tehostamiseksi paperikoneessa ja paperikone menetelmän toteuttamiseksi - Förfarande för effektivering av avvatt-ningen i en pappersmaskin och pappersmaskinen för genomförande av förfarandet

Keksinnön kohteena on menetelmä vedenpoiston tehostamiseksi paperi-, kartonki- tai sellukoneessa sekä laite menetelmän toteuttamiseksi.

Paperi-, kartonki- ja sellukoneessa kuituraina muodostetaan koneen viiraosan märkäpäässä päättömän viiran päälle. Tämän jälkeen kuiturainasta poistetaan vettä johtamalla raina ja viira imulaati-koiden ylitse, jolloin raina kuivuu veden poistuessa imulaatikoihin -- näissä vallitsevan alipaineen johdosta. Viiraosan loppupäässä on yleensä imulla varustettu imutela, jonka yli kulkiessaan rainasta poistuu lisää vettä. Myös puristinosassa voidaan käyttää alipaineella toimivia puristinteloja, joiden avulla rainasta ja huovasta, mikäli puristinosaan kuuluu sellainen, poistetaan vettä. Edelleen, mikäli puristinosaan kuuluu huopa, huovan kunnostuksen yhteydessä käytetään usein alipaineen avulla toimivia huopaimureita, joilla huovasta poistetaan vettä. Puristinosasta kuituraina johdetaan lopuksi kuivatuaosaan, jossa raina kuivataan lopulliseen, haluttuun kosteusasteeseen lämmön avulla, esim. johtamalla raina lämmityssy-linterien ylitse.

2 54956

Poistettaessa vettä kuiturainasta ja/tai huovasta, rainan ja vastaavasti huovan läpi imeytyy myös ilmaa, jonka lämpötila ja kosteus määräytyvät konesalissa sekä viira- ja puristinosassa vallitsevien olosuhteiden mukaan. Yleensä tämän, rainan ja vastaavasti huovan läpimenevän ilman lämpötila on +20...+40°C ja vesisisältö 5...25 g/kg kuivaa ilmaa. Ilmaa menee rainan lävitse viiraosan loppupäässä pääasiassa viimeisten imulaatikoiden ja imutelan kohdalla rainan kuivuttua senverran, että se pystyy läpäisemään ilmaa.

Poistettaessa vettä kuiturainasta ja/tai huovasta viiraosassa tai puristinosassa imun, so. alipaineen avulla, rainan tai huovan läpimennyt ilma pyrkii jäähdyttämään rainaa ja huopaa voimakkaasti ~ veden haihtumisen sitoessa lämpöä runsaasti ja lämmön sitoutuessa rainan ja viiran -läpimenneeseen ilmaan. Tämän ansiosta raina jäähtyy imuläatikoilla ja -telalla jopa 10...30°c,esim.55:sta 25...45°C:een.

Rainan jäähtyessä rainan sisältämän veden viskositeetti nousee, jolloin vedenpoisto vaikeutuu entisestään seuraavissa imuvaiheissa ja/tai koneen puristinosassa. Edelleen rainan alentunut lämpötila ja veden viskositeetin kasvaminen lisäävät olennaisesti rainan kui-vatustarvetta kuivatusosassa, jossa rainan kuivatukseen joudutaan rainan sisältämän suuremman vesimäärän ja alentuneen lämpötilan johdosta käyttämään suurempi lämpömäärä.

Kuiturainan jäähtymisen ja tämän aiheuttaman rainan sisältämän veden _ viskositeetin kohoamisen muodostamaa probleemaa on pyritty ratkaisemaan kuiturainan lämmityksen avulla. On tunnettua lämmittää kuiturai-naa esim. viiraosan yläpuolelle tai purlstinosaan sijoitettujen infra-säteilijöiden avulla. Edelleen on tunnettua johtaa höyryä kuiturai-naan tämän lämpötilan ja samalla rainan sisältämän veden lämpötilan nostamiseksi. Näillä tunnetuilla menetelmillä ei ole kuitenkaan päästy täysin tyydyttäviin tuloksiin. Infrasäteilijöiden ja höyrylämmi-tyksen käyttö tulee suhteellisen kalliiksi näiden kuluttaman suuren, korkeahintaisen energiamäärän johdosta.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa yllä esitetyt epäkohdat ja tuoda esiin uusi menetelmä vedenpoiston tehostamiseksi paperi-, kartonki- ja sellukoneessa sekä vastaava kone menetelmän toteuttamiseksi. Keksinnölle tunnusomaiset seikat 6n esitetty patenttivaatimuksissa.

3 54956

Keksinnölle on ominaista erityisesti se, että kuiturainaan johdetaan lämmitettyä ilmaa viiraosan viimeisten imulaatikoiden ja/tai imu-telan kohdalla, jolloin rainan läpi mennyt ilma korvataan korkean lämpösisällön omaavalla lämmitetyllä ilmalla. Kuiturainaan voidaan keksinnön mukaan johtaa lämmitettyä ilmaa myös puristinosan imulla varustetun tela|auristimen kohdalla. Vastaavasti puristinosassa mahdollisesti käytettävään huopaan voidaan, keksinnön mukaan, johtaa lämmintä ilmaa imulla varustetun telapuristimen ja/tai huopaimurin kohdalla huovan kunnostuksen yhteydessä.

johdettaessa ilmaa kuiturainaan ja/tai huopaan niillä kohdin, joissa ilma menee rainan ja vastaavasti huovan lävitse, läpimenneen ilman korvaamiseksi lämmitetyllä ilmalla, tämä ilma ei läpimennessään, ainakaan suuressa määrin, jäähdytä rainaa tai huopaa. Joissakin tapauksissa ilma lämpösisällöstään ja rainan tai huovan lämpötilasta riippuen voi edullisesti nostaa rainan ja vastaavasti huovan lämpötilaa. Tällöin, keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä, kuitu-rainan lämpötila voidaan helposti pitää halutulla tasolla, jolloin rainan sisältämän veden viskositeetti ei nouse haitallisesti, vaan pysyy viiraosan ja telapuristimien tehokkaan toiminnan kannalta edullisella, suhteellisen alhaisella tasolla.

Edelleen, käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää ja/tai konetta, _ kuiturainan lämpötila pysyy suhteellisen korkeana johdettaessa rai- na kuiVatusosaan. Tällöin kuivatusosassa tapahtuvan rainan kuivatukseen, joka tapahtuu lämmön avulla, ei tarvita yhtä suurta lämpömäärää kuin konventionaalisissa, aiemmin tunnetuissa menetelmissä ja vastaavissa paperi-, kartonki- ja sellukoneissa. Näinollen keksinnön mukainen menetelmä helpottaa veden poistumista ja vähentää lisäläm-mön tarvetta viira- ja puristinosassa sekä vähentää lämmön avulla tapahtuvan kuivatuksen tarvetta paperikoneen kuivatusosassa.

Lisäksi, johdettaessa lämmitettyä ilmaa kuiturainan ja/tai huovan lävitse näiden sisältäessä vettä suhteellisen vähän ja päästäessä ilman lävitseen helposti, lämpöä ei jouduta käyttämään kuiturainan sisältämän veden lämmitykseen entisessä määrin. Tällöin lämmöntarve kuiturainan ja/tai huovan lämpötilan pitämiseksi halutulla tasolla on entistä alhaisempi. Konventionaalisissa menetelmissä lämmitettyä 4 54956 ilmaa tai höyryä ei sensijaan ole johdettu kuiturainaan tai huopaan siten, että läpimennyt ilma on korvattu lämmitetyllä ilmalla, jolloin lämmöntarve on ollut huomattavasti keksinnön mukaisessa menetelmässä kohdattavaa lämmöntarvetta suurempi rainan sisältämän suuren vesimäärän vaatiessa lämmitäkseen huomattavan lämpömäärän.

Kuiturainaan tai huopaan keksinnön mukaisesti johdettavaan lämmitettyyn ilmaan lisätään usein myös kosteutta. Yleensä ilman lämmitystä ja kostuttamista tapahtuu paperin, kartongin ja selluloosan valmistuksen jossakin vaiheessa, esim. kuivatusosassa, jolloin saatavaa ^ lämmitettyä ilmaa voidaan käyttää keksinnön mukaisessa menetelmässä.

Tällöin ilman lämpötila ja kosteuden nostaminen ei tuota ylimääräisiä energiakustannuksia. _

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti suoritusesi-merkkien avulla viitaten oheisiih piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää kaaviokuvana keksinnön mukaisen menetelmän sovellutusta erääseen keksinnön mukaiseen paperikoneeseen, kuva 2 esittää keksinnön erään sovellutuksen mukaiseen paperikoneeseen kuuluvaa lämmitetyn ilman syöttölaitetta, kuva 3 esittää leikkausta pitkin viivaa III-III kuvasta 2, ja kuva 4 esittää keksinnön erään toisen sovellutuksen mukaiseen paperikoneeseen kuuluvaa lämminilman syöttölaitetta.

Kuvassa 1 on esitetty paperikone keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi. Esitetyssä sovellutuksessa kuituraina 1 muodostetaan paperikoneen viiraosan 2 muodostusvyöhykkeessä 3 johtamalla kuitu- — sulppu perälaatikkoon 20, jossa sulppu kerrostuu rainaksi viiran 4 päälle. Imutelan 6 sekä telojen 22 varassa kiertävän päättömän viiran 4 päällä raina 1 kuljetetaan imulaatikoiden 5 sekä imulla varustetun imutelan ylitse johdettavaksi edelleen puristinosaan 7 puris-tinosan päättömän huovan 8 päälle. Puristinosassa 7 raina 1 kuljetetaan telapuristimien 9 puristintelojen 23 välistä veden poistamiseksi huovasta 8 ja rainasta 1 puristuksen avulla. Lopuksi raina 1 johdetaan paperikoneen kuivatusosaan 10 (esitetty vain osittain kuvassa 1) kuivattavaksi pääasiassa lämmön avulla.

5 54956

Tasoviirakoneessa* viiraosassa 2 viirasta 4 ja tämän päällä kuljetettavasta rainasta 1 poistetaan vettä imulaatikoiden 5 avulla sekä • imulla varustetun imutelan 6 avulla, pumput 28 ja putkisto 29 alipaineen aikaansaamiseksi. Keksinnön mukaisesti kuiturainaan 1 on johdettu lämmitettyä ilmaa viiraosan 2 viimeisen imulaatikon 5' sekä imulla varustetun kääntötelan 6 kohdilla, joissa ilma menee ~ rainan 1 sekä viiran 4 lävitse, läpimenneen ilman korvaamiseksi läm mitetyllä ilmalla. Lämmitettyä ilmaa on johdettu kuiturainaan 1 syöttölaitteiden 11 avulla, joihin lämmitettyä ilmaa on johdettu johti-^ mien 12 avulla sopivasti kuivatusosasta 10 tai muualta tehtaalta, esim. kuumahiertämön paineenalaisesta prosessista.

Puristinosassa 7 kuumennettua ilmaa on johdettu kuiturainaan 1 tela-puristimen 9' ja huopaimurin 26 kohdilla. Lämmitetyn ilman johtamiseksi kuiturainaan 1 puristinosa 7 on varustettu syöttölaitteilla 13 ja lämminilmajohtimilla 14, jotka on sijoitettu puristimen 9' ja huopaimurin 26 kohdille rainan 1 ja huovan 8 läpimenneen ilman korvaamiseksi lämmitetyllä ilmalla. Puristinosan 7 lähinnä kuivatusosaa 10 sijaitsevaan päähän sijoitettu lämminilman syöttölaitte 13' on tarkoitettu nostamaan huovan 8' ja siten tainan 1 lämpötila halutulle, etukäteen määrätylle tasolle johdettaessa raina kuivatusosaan 10.

Kuvissa 2 ja 3 on esitetty eräs syöttölaite 11, 13 viiraosaa 2 ja/tai puristinosaa 7 varten lämminilman johtamiseksi kuiturainaan 1. Syöttölaite 11, 13 muodostaa samalla kosteusprofiilin säätölaitteen ja —- käsittää rainan 1 poikkisuuntaan sijoitettuja ja rainan päälle aukea via jakolokeroita 19 säätöventtiileineen tai -läppineen 16 rainaan syötettävän lämminilman säätämiseksi halutuksi, esim. eri määrin rainan poikkisuunnassa. Edelleen, esitetyssä keksinnön sovellutuksessa, syöttölaitteeseen 11, 13 kuuluu rainan 1 poikkisuuntaan sijoitettu pitkänomainen lämminilman syöttökammio 18 lämminilmajohtimineen 12, 14 lämminilman johtamiseksi mainittuun syöttökammioon ja kanavineen 17 lämminilman johtamiseksi mainitusta syöttökammiosta edelleen rainan 1 suuntaan aukeaviin jakolokeroihin 19. Venttiilit 16 on edelleen varustettu käyttöelimillä 25 mainittujen venttiilien säätämiseksi ja sulkemiseksi.

v 6 54956

Kuten yllä on esitetty, keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta voidaan käyttää mainiosti kuiturainan 1 kosteusprofiilin säätämiseen. Lämmitettyä ilmaa syötetään tällöin kuiturainaan 1 ja/tai huopaan 8 syöttölaitteiden 12 ja/tai 13 avulla viiraosassa 2 ja/tai puristinosassa 7. Kuiturainaa 1 voidaan haluttaessa kuivata enemmän joltain kohdin, esim. rainan keskiosalta, syöttämällä kuivattavaan kohtaan enemmän lämmitettyä ilmaa. Vastaavasti rainaan 1 voidaan syöttää joillekin kohdin enemmän vesihöyryä sisältävää ja korkeamman — entalpian omaavaa ilmaa liian kosteuden poistamiseksi ja siten rainan kuivumisen estämiseksi epätasaisesti tämän pöikkisuun-nassa. _

Kuvassa 4 on esitetty kuvassa 2 esitetyn tyyppinen lämminilman syöttölaite 11, 13 osittain rainan kulkusuuntaan katsottuna. Tässä sovellutuksessa syöttölaitteeseen 11, 13 kuuluu lämminilmajohtimien 12, 14 lisäksi kaksi höyryjohdinta 27 höyryn johtamiseksi syöttökam-mioihin 19 ja edelleen rainaan 1. Tällöin, mainittujen höyryjohtimien 27 ansiosta, rainaan voidaan johtaa eri suuruisen lämpösisällön omaavaa lämminilmaa johtimista 12, 14 ja vesihöyryä johtimesta 27, jolloin rainan kosteusprofiilia voidaan säätää erittäin tehokkaasti rainan poikkisuunnassa.

Keksintö ei ole tarkoitettu rajoitettavaksi esitettyyn suoritusesi-merkkiin, vaan keksinnön sovellutukset voivat vaihdella oheisten ~ patenttivaatimusten puitteissa keksintöajatuksesta poikkeamatta.

Claims (9)

1. 7 54956
2. 1. Menetelmä vedenpoiston tehostamiseksi paperi-, kartonki- tai sellukoneessa, jossa kuituraina (1) muodostetaan koneen viiraosan (2) muodostusvyöhykkeessä (3) päättömän viiran (4) päälle, kuljetetaan viiran mukana yleensä imulaatikoiden (5) ja imutelan (6) yli, johdetaan edelleen koneen puristinosaan (7), kuljetetaan ainakin yhden telapuristimen (9) lävitse, sekä johdetaan koneen kulva- ^ tusosaan (10)»jolloin raina kuljetetaan puristinosassa mahdollisesti päättömän huovan (8) päällä, joka haluttaessa kunnostetaan huopa-imurin (26) avulla, tunnettu siitä, että rainaan (1) ja/tai ~ huopaan (8) johdetaan lämmitettyä ilmaa viiraosan (2) olennaisesti viimeisten imulaatikoiden (5) ja/tai imutelan (6) ja/tai puristin-osan (7) telapuristimen (9) ja/tai huopaimurin (26) kohdalla, sopivasti niillä kohdin, joissa ilma menee rainan ja vastaavasti huovan lävitse, läpimenneen ilman korvaamiseksi lämmitetyllä ilmalla rainan ja/tai vastaavasti huovan jäähtymisen estämiseksi.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuiturairiaan (1) ja/tai huopaan (2) johdetun ilman märkä-lämpötila on korkeampi kuin rainan tai vastaavasti huovan lämpötila, sopivasti vähintään +40°C.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmitettynä ilmana käytetään kuivatusosan (10) lämmintä poistoilmaa. ^ 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmitettynä ilmana käytetään hiertämön tai kuumahiertä-mön lämmintä poistoilmaa.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmitettyä ilmaa johdetaan rainaan (1) ja/tai huopaan (8) eri määrin rainan poikkisuunnassa rainan kosteus-profiilin säätämiseksi.
6. 6. Paperi-, kartonki- tai sellukone jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi käsittäen viiraosan (2), 8 54956 johon kuuluu muodostusvyöhyke (3) laitteineen kulturainan (1) muodostamiseksi, päätön viira (4)koneistoineen viiran liikuttamiseksi ja mahdollisesti imulaatikoita (5) sekä imutela (6) veden poistamiseksi rainasta; puristinosan (7), johon kuuluu koneisto rainan liikuttamiseksi ja ainakin yksi telapuristin (9) puristusteloineen (23) veden poistamiseksi rainasta sekä mahdollisesti huopa.(8) imureineen (26) rainan kuljettamiseksi puristinosassa; sekä kuivatusosan (10) rainan kuivattamiseksi haluttuun kosteuteen lämmön avulla, tunnettu siitä, että koneeseen kuuluu syöttölaite (11, 13) lämmitetyn ilman johtamiseksi rainaan (1) ja/tai huopaan (8), joka syöt- _ tölaite on sijoitettu viiraosan (2) olennaisesti viimeisten imulaa-tikoiden (5) ja/tai imutelan (6) kohdalle ja/tai puristinosan (7) telapuristimen (9) ja/tai huopaimurin (26) kohdalle, sopivasti niille kohdin, joissa ilma menee rainan tai vastaavasti huovan lävitse, sekä johtimet (12, 14) ilman johtamiseksi syöttölaitteeseen.
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen paperikone, tunnettu siitä, että syöttölaite (11') lämminilmajohtimineen (12) on sijoitettu viiraosan (2) imutelan (6) imuvyöhykkeen kohdalle.
8. 8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen paperikone, tunnet- t u siitä, että syöttölaitteeseen (11, 13) kuuluu rainan (1) poik-kisuuntaan sijoitettu pitkänomainen lämminilman syöttökammio (18) ~ lämminilmajohtimineen (12) lämminilman johtamiseksi syöttökammioon sekä useita jakolokeroita (19) , jotka aukeavat rainan suuntaan ja on liitetty syöttökammioon säätöventtiileillä (16) tai sen tapaisilla — varustettujen lämminilmakanavien (17) välityksellä lämminilman johtamiseksi rainaan halutussa määrin rainan eri kohdilla tämän poikki-suunnassa.
9. 9. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen paperikone, tunnettu siitä, että syöttölaitteeseen (11, 13) kuuluu rainan (1) poikkisuun-taan sijoitettu pitkänomainen lämminilman syöttökammio (18) lämminilmajohtimineen (12) lämminilman johtamiseksi syöttökammioon, sekä useita jakolokeroita (19), jotka aukeavat rainan suuntaan, joka mainittu syöttökammio on varustettu ainakin yhdellä höyrynsyöttöjohtimella (27) säätöventtiileineen (28) höyryn johtamiseksi jakolokeroon (19) ja edelleen rainaan (1). 9 PATENTKRAV 54956