FI63078B - Foerfarande och anordning foer torkning av en pappersbana eller liknande - Google Patents

Description

1 63078

Menetelmä ja laitteisto paperirainan tai sentapaisen kuivaamiseksi 5 Tämän keksinnön kohteena on menetelmä paperi-, kar tonki tai muun huokoisen tai kuituisen rainan kuivaamiseksi, jonka menetelmän mukaisesti - märkä raina ja kuivaushuopa tai -viira saatetaan il-manpoistokäsittelyn alaisiksi, 10 - ilmasta vapautettu raina ja kuivaushuopa tai -viira johdetaan liikkuvien, lämpöä hyvin johtavien pintaelementtien väliin, jotka sulkevat rainan koko leveydeltä väliinsä, - rainaa koskettavaa pintaelementtiä kuumennetaan rai-naan sisältyvän veden höyrystämiseksi ja kuivaushuopaa tai 15 -viiraa koskettavaa pintaelementtiä jäähdytetään rainasta poistuvan höyryn lauhduttamiseksi kuivaushuopaan tai -viiraan ja - kuivaushuopa tai -viira erotetaan pintaelementtien jälkeen kuivatusta rainasta.

20 Tavallisessa kuivaussylintereillä suoritetussa kui vauksessa muodostuu paperi- tai kartonkirainan molemmille pinnoille samanlainen karheus. Karheus on kuitenkin yleensä ennen kalanterointia melko korkea, esim. sanomalehtipaperin Bentsen-karheus (painon kanssa) on tyypillisesti alueella 25 900-1100 ml/min.

Suomalaisissa patenttijulkaisuissa 54514 ja 55539 on esitetty imukuivausmenetelmä, jossa märkä raina kuivuu kuumennetun sileän pintaelementin ja jäähdytettyä pintaelementtiä vasten painautuvan kuivaushuovan tai -viiran välissä n.

30 1 barin abs. puristuksen alaisena. Ilma on lähes kokonaan poistettu etukäteen kuivaushuovan tai -viiran huokosista ja rainasta haihtuva vesi kulkee höyrynä kuivaushuovan tai -viiran läpi lauhtuakseen jäähdytetylle pintaelementille. Pintaelementit ovat yleensä metallia ja liikkuvat rainan no- 35 peudella. Tällaista kuivausmenetelmää käytettäessä voidaan päästä tulokseen, jossa rainan toisen pinnan Bentsen-kar- 2 63078 heus (painon kanssa) on tyypillisesti 100-130 ml/min, mutta rainan toisen pinnan karheus on hyvin korkea, koska tähän pintaan jää kuivaushuovan tai -viiran aiheuttama painuma-kuvio tai markkeeraus. Joissakin tapauksissa tosin halutaan 5 rainaan hyvä sileys vain toiselle pinnalle, mutta useimmiten halutaan kuitenkin sama sileys rainan molemmille pinnoille.

Paperi- tai kartonkirainan n.s. puristuskuivausta, jossa raina on kuivuessaan sekä korkean lämpötilan että suuren puristuksen alaisena, on toistaiseksi suoritettu vain 10 laboratoriomittakaavassa. Suomalaisessa patenttihakemuksessa 810507 on esitetty suurtuotantoon sopiva menetelmä puristus-kuivauksen suorittamiseksi.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, joka välttää edellä mainitut epäkohdat ja joka mahdollistaa 15 sekä patenttijulkaisujen 54 514 ja 55 539 mukaisen imukui-vausmenetelmän että patenttihakemuksen 810507 mukaisen pu-ristuskuivausmenetelmän soveltamisen suurtuotantoon siten, että rainan kummankin pinnan suhteellista karheustasoa voidaan säätää ja rainan eri pintojen karheuksien keskiarvo saa-20 daan suhteellisen alhaiseksi. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, - että kuivaus suoritetaan vähintään kahdessa peräkkäisessä vaiheessa ja - että rainan kumpikin pinta johdetaan ainakin yhdessä 25 vaiheessa kosketukseen kuuman sileän pintaelementin kanssa ja ainakin yhdessä muussa vaiheessa kosketukseen kuivaushuovan tai -viiran kanssa.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että kuivattavan rainan molemmat pinnat saatetaan olennaisesti samanlaisen ko-30 konaiskäsittelyn alaisiksi vaihtamalla kosketusolosuhteita pintojen kesken kuivauksen aikana. Tämän takia kuivaus suoritetaan vähintään kahdessa vaiheessa, jolloin rainan toinen pinta johdetaan ensimmäisessä vaiheessa kosketukseen kuumennetun sileän pintaelementin kanssa ja toisessa vaiheessa 35 kosketukseen kuivaushuovan tai -viiran kanssa, ja rainan vas- 3 63078 takkainen pinta johdetaan ensimmäisessä vaiheessa kosketukseen kuivaushuovan tai -viiran kanssa ja toisessa vaiheessa kosketukseen kuumennetun sileän pintaelementin kanssa. Me-nettelemällä tällä tavalla ja valitsemalla kummankin kuivaus-5 vaiheen pituus, rainaan kohdistuva puristus sekä huopien tai viirojen kudostyypit ja hienoudet sopiviksi, voidaan saada rainan molempien pintojen suhteelliset karheudet halutuiksi ja lisäksi saada pintojen karheuksien keskiarvo halutun alhaiseksi määrättyyn raja-arvoon asti.

10 Jos kuivausvyöhykkeet ovat vaakasuorassa asennossa, on keksinnön mukaisesti edullista, että raina johdetaan kuivauksen ensimmäisessä vaiheessa kosketukseen rainan yläpuolella sijaitsevan kuumennetun sileän pintaelementin kanssa ja myöhemmässä vaiheessa kosketukseen rainan alapuolella sijait-15 sevan kuumennetun sileän pintaelementin kanssa. Tämä järjestely johtuu siitä, että vesi, joka haihtuu rainasta kuivaus-vaiheen aikana, kerääntyy lauhteena jäähdytetyn pintaelementin huopaa tai viiraa päin sijaitsevalle pinnalle. Jos lauhdevettä kerääntyy paljon ja jos jäähdytetyn pintaelementin 20 mainittu pinta sijaitsee huovan tai viiran yläpuolella, pyrkii lauhdevesi valumaan painovoiman vaikutuksesta huovan tai viiran läpi takaisin rainaan.

Koska märän rainan kuivumisnopeus on alussa suurempi kuin lopussa, kerääntyy kuivauksen ensimmäisessä vaiheessa 25 jäähdytetylle pintaelementille huomattavasti enemmän lauhdevettä kuin kuivauksen toisessa vaiheessa, mikäli rainan läpikulkua jät ovat yhtä pitkiä molemmissa vaiheissa. Kun sanomalehtipaperia on imukuivattu nauhojen muodostamien pinta-elementtien välissä käyttämättä puristuskuivausolosuhteita, 30 on osoittautunut, että haluttaessa aikaansaada sama karheus rainan molemmille pinnoille on ensimmäisen kuivausvaiheen keston oltava vain noin 30 % koko kuivausajan kestosta. Sanomalehtipaperia kuivattaessa tällä tavalla ilman ylipai-neistettua jäähdytysvettä ja käyttäen markkinoilla olevaa 35 paperikoneen levyistä metalliviiraa, jossa on kolminiitinen kudos ja 32 lankaa/cm, on paperin kummallekin pinnalle saatu Bentsen-karheudeksi (painon kanssa) noin 280-370 ml/min.

63078

Jos kuivauksen kummassakin vaiheessa huovat tai viirat ovat samanlaisia, ei rainaan saada lopullisesti aivan samanlaista markkeerausta molempiin pintoihin, vaikka esim. Bentsen-karheus-mittaus osoittaisikin samaa karheusastetta 5 molemmille pinnoille. Tämä johtuu mm. siitä, että rainan toinen pinta ensin koskettaa sileää pintaelementtiä ja sen-jälkeen huopaa tai viiraa, kun taas rainan vastakkainen pinta koskettaa pintaelementtiä ja huopaa tai viiraa vastakkaisessa järjestyksessä.

10 Markkeeraustyyppiin voidaan vaikuttaa kuivauksen eri vaiheissa käytettävien huopien tai viirojen karheudella tai rakenteella. Käyttämällä erisuuruista puristusta kuivauksen eri vaiheissa voidaan myös vaikuttaa syntyviin markkeerauk-siin.

15 Keksinnön kohteena on myös laitteisto edellä selitetyn menetelmän soveltamiseksi ja laitteistolle on tunnusomaista se, mikä on esitetty vaatimuksessa 4.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää kaavamaisesti keksin-20 nön mukaisen kaksivaiheisen kuivausmenetelmän periaatetta ja menetelmän toteuttamiseksi soveltuvaa laitteistoa sivulta nähtynä.

Piirustuksessa esitetty kuivauslaitteisto käsittää kaksi peräkkäin sijaitsevaa kuivausosaa IA ja IB. Ensimmäiseen 25 kuivausosaan IA kuuluu kaksi päätöntä, nestettä läpäisemätöntä ainetta, kuten metallia olevaa sileäpintaista nauhaa 2 ja 3, jotka kulkevat taittotelojen 4, 5 ympäri ja joiden toisiaan päin sijaitsevat juoksut on ohjattu kulkemaan olennaisesti vaakasuunnassa keskenään yhdensuuntaisesti toisiaan 30 vasten. Nauhojen välitse kulkee päätön kuivaushuopa tai -viira 6, joka kiertää taittotelojen varassa alemman nauhan 3 ympäri .

Kuivausosaan IA kuuluu edelleen ylemmän nauhan 2 alajuoksun yläpuolelle asennettu kuumennuskammio 7, johon on 35 johdettu kuumennusväliainetta, kuten höyryä, nauhan alajuoksun kuumentamista varten. Alemman nauhan 3 yläjuoksun alle 5 63078 on asennettu jäähdytyskaimnio 8, johon on johdettu jäähdytys-väliainetta, kuten vettä, nauhan yläjuoksun jäähdyttämistä varten.

Nauhojen tulopuolelle on järjestetty ilmanpoistolai-5 te 9, jonka kautta kuivaushuopa tai -viira 6 kulkee. Kuivattava raina on merkitty viitenumerolla 10.

Kuivausosaan IB kuuluu samat osat kuin kuivausosaan IA, mutta osien järjestely on peilikuva kuivausosaan IA nähden eli kuivaushuopa tai viira 16 kiertää ylemmän nauhan 13 10 ympäri ja kuumennuskammio 17 on asennettu kuumentamaan alempaa nauhaa 12, ja jäähdytyskammio 18 on sovitettu jäähdyttämään ylempää nauhaa 13. Nauhojen 12, 13 tulopuolelle on samoin asennettu ilmanpoistolaite 19, jonka kautta kuivaushuopa tai -viira 16 kulkee.

15 Kuivausosat IA ja IB on asennettu siten, että ensim mäisen kuivausosan nauhojen 2, 3 muodostama kuivausvyöhyke ja toisen kuivausosan nauhojen 12, 13 muodostama kuivausvyöhyke sijaitsevat samassa tasossa, niin että kuivattava raina 10 voi kulkea suoraviivaisesti kuivauslaitteiston läpi.

20 Kuivattava raina johdetaan kuivaushuovan tai -viiran 6 päällä ensimmäisen kuivausosan IA ilmanpoistolaitteeseen 9, jossa ilma saadaan lähes täydellisesti poistetuksi rainasta ja huovasta tai viirasta. Raina kulkee edelleen huovan tai viiran päällä nauhojen 2, 3 väliin, jolloin rainan yläpinta 25 joutuu kosketukseen yläpuolisen kuumennetun sileän nauhan 2 kanssa, ja kuivaushuopa tai viira 6 joutuu kosketukseen alapuolisen jäähdytetyn nauhan 3 kanssa. Tämän vaikutuksesta märän rainan sisältämä vesi höyrystyy ja tunkeutuu kuivaushuovan tai viiran läpi kosketukseen jäähdytetyn nauhan kanssa, jonka 30 pinnalle höyry lauhtuu.

Kuljettuaan ensimmäisen kuivausosan läpi siirtyy raina suoraan toiseen kuivausosaan IB. Raina kulkee kuivaushuovan tai -viiran 16 kanssa ilmanpoistolaitteen 19 läpi ja edelleen nauhojen 12, 13 väliin. Tällöin rainan yläpinta, joka ensim-35 mäisessä kuivausosassa kosketti kuumennettua sileätä nauhaa, on kosketuksessa kuivaushuovan tai -viiran 16 kanssa, kun * 63078 taas rainan alpinta, joka ensimmäisessä kuivausosassa kosketti kuivaushuopaa tai -viiraa, nyt vuorostaan on kosketuksessa kuumennetun sileän nauhan 12 kanssa. Jäähdytetty nauha 13 painautuu kuivaushuopaa tai viiraa vasten.

5 Kun raina on kulkenut toisen kuivausosan läpi, erote taan kuivaushuopa tai -viira kuivatusta rainasta, ja raina johdetaan jälkikäsittelyyn.

Huomataan, että suorittamalla koko kuivausprosessi kahdessa vaiheessa I ja II, saadaan rainan kumpikin pinta johde-10 tuksi kosketukseen sekä kuumennetun sileän nauhan että kuivaus-huovan tai -viiran kanssa. Kuivatun rainan molempien pintojen kosketusolosuhteet saadaan tällä tavalla tasatuiksi lähes samanlaisiksi ja rainan molemmille pinnoille saadaan mahdollisimman tarkasti sama markkeeraus ja karheus.

15 Piirustus ja siihen liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi keksinnön mukainen menetelmä ja sen soveltamiseksi tarkoitettu laitteisto vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä on mahdollista jakaa rainan 20 kuivausprosessi useampiin peräkkäisiin vaiheisiin kuin kaksi, jolloin vuorotellen vaihdellaan rainan kummankin pinnan kosketusta sileän nauhan ja kuivaushuovan tai -viiran kanssa. Vaikka pintaelementit, joiden väliin kuivattava raina ja kuivaushuopa tai -viira johdetaan, onkin esitetty piirustuksessa 25 nauhoina 2, 3 ja vastaavasti 12, 13, on mahdollista käyttää toisena pintaelementtinä kiinteävaippaista puristintelaa ja toisena pintaelementtinä nauhaa tai taipuisavaippaista puristintelaa tai liukukenkää, joilla aikaansaadaan peräkkäiset kuivausvyöhykkeet, joissa märkä raina voidaan saattaa edellä 30 selitetyn kaltaisten kuumennus- ja jäähdytysvaikutusten alaiseksi. Jos rainan kuivaus suoritetaan kuivaussylinterei-den päällä, kuten patenttihakemuksessa 810507 on esitetty, kulkee raina ensimmäisellä sylinterillä toinen pinta kuumennettua sileätä sylinteripintaa vasten, kun taas toisella sy-35 linterillä rainan sama pinta kulkee poispäin sylinteristä 63078 kuivaushuopaa tai -viiraa vasten. Tällöin ei kuitenkaan tavallisesti tarvitse lainkaan huolehtia lauhdeveden valumisesta jäähdytetyltä nauhalta takaisin rainaan, koska keskipakovoima pitää lauhdeveden jäähdytetyn nauhan pinnalla.

Claims (3)

8 63078 1. Menetelmä paperi-, kartonki tai muun huokoisen tai kuituisen rainan kuivaamiseksi, jonka menetelmän mu- 5 kaisesti - märkä raina (10) ja kuivaushuopa tai -viira (6, 16. saatetaan ilmanpoistokäsittelyn (9, 19) alaisiksi, - ilmasta vapautettu raina (10) ja kuivaushuopa tai -viira (6, 16) johdetaan liikkuvien lämpöä hyvin johtavien 10 pintaelementtien (2, 3, 12, 13) väliin, jotka sulkevat rainan (10) koko leveydeltä väliinsä, - rainaa (10) koskettavaa pintalementtiä (2, 12) kuumennetaan rainaan (10) sisältyvän veden höyrystämiseksi ja kuivaushuopa tai -viiraa (6, 16) koskettavaa pintaele- 15 menttiä (3, 13) jäähdytetään rainasta (10) poistuvan höyryn lauhduttamiseksi kuivaushuopaan tai -viiraan (6, 16) ja - kuivaushuopa tai -viira (6, 16) erotetaan pinta-elementtien jälkeen kuivatusta rainasta (10), tunnettu siitä, 20. että kuivaus suoritetaan vähintään kahdessa peräk käisessä vaiheessa (I, II) ja - että rainan (10) kumpikin pinta johdetaan ainakin yhdessä vaiheessa kosketukseen kuuman sileän pintaelementin (2, 12) kanssa ja ainakin yhdessä muussa vaiheessa koske- 25 tukseen kuivaushuovan tai -viiran (16, 6) kanssa. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raina (10) johdetaan kuivauksen ensimmäisessä vaiheessa (I) kosketukseen rainan yläpuolella sijaitsevan kuumennetun sileän pintaelementin (2) kanssa ja 30 myöhemmässä vaiheessa (II) kosketukseen rainan alapuolella sijaitsevan kuumennetun sileän pintaelementin (12) kanssa. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivaus suoritetaan kahdessa vaiheessa (I, II) ja että rainan (10) läpikulkuaika on en- 35 simmäisessä vaiheessa (I) noin 30 % molempien vaiheiden ko-konaisläpikulkuajasta. 9 63078 4. Laitteisto paperirainan tai sentapaisen kuivaamiseksi, johon laitteistoon kuuluu kuivaushuopa tai -viira (6, 16) kuivattavan rainan (10) kuljettamista varten, rai-naan (10) ja kuivaushuopaan tai -viiraan (6, 16) vaikuttava 5 ilmanpoistolaite (9, 19), lämpöä hyvin johtavia liikkuvia pintaelementtejä (2, 3, 12, 13), jotka liikeratansa osalla kulkevat keskenään yhdensuuntaisesti rainan (10) ja kuivaus-huovan tai -viiran (6, 16) vastakkaisilla puolilla niiden sulkemiseksi pintaelementtien väliin kosketukseen pinta-10 elementtien kanssa, sekä kuumennusvälineet (7, 17) rainaa (10) koskettavan pintaelementin (2, 12) kuumentamista varten ja jäähdytysvälineet (8, 18) kuivaushuopaa tai -viiraa (6, 16) koskettavan pintaelementin (3, 13) jäähdyttämistä varten pintaelementtien mainitulla yhdensuuntaisella rata-15 osalla, tunnettu siitä, että pintaelementit muodostavat vähintään kaksi peräkkäistä pintaelementtiparia (2, 3 vast. 12, 13), joihin kuhunkin kuuluu sileä kuumennettu pintaelementti ja jäähdytetty pintaelementti, että kutakin pintaelementtiparia varten on oma kuivaushuopa tai 20 -viira (6 vast. 16), joka kulkee kuivattavan rainan ja jäähdytetyn pintaelementin välissä, ja että vähintään yhden pin-taelementtiparin (2, 3) kuumennettu pintaelementti (2) sijaitsee kuivattavan rainan (10) liikerataan nähden vastakkaisella puolella kuin muiden pintaelementtiparien (12, 13) 25 kuumennetut pintaelementit (12). 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ainakin ensimmäisen pintaelementti-parin (2, 3) jäähdytetty pintaelementti (3) sijaitsee kuivattavan rainan (10) liikeradan alapuolella. 10 63078

1. Förfarande för torkning av en pappers-, kartong-eller annan porös eller fiberartad bana, emligt vilket förfarande - den väta banan (10) och en torkfilt eller -vira 5 (6, 16) underställs en luftavlägsningsbehandling (9, 19), - den frän luft befriade banan (10) och torkfilten eller -viran (6, 16) leds mellan rörliga ytelement (2, 3, 12, 13) med god värmeledningsförmäga, vilka innesluter banan (10) över dess hela bredd mellan sig, 10. det banan (10) berörande ytelementet (2, 12) upp- värms för förängande av det i banan (10) ingäende vattnet och det torkfilten eller -viran (6, 16) berörande ytelementet (3, 13) avkyls för kondenserande av den frän banan (10) avgäende ängan in i torkfilten eller -viran (6, 16) 15 och - torkfilten eller -viran (6, 16) separeras efter ytelementen frän den torkade banan (10), kännetecknat därav, - att torkningen sker i ätminstone tvä efter var- 20 andra följande steg (I, II) och - att vardera ytan av banan (10) leds ätminstone i ett steg i beröring med det varma, släta ytelementet (2, 12. och ätminstone i ett annan steg i beröring med torkfilten eller -viran (16, 6). 25

2. Förfarande enligt patentkravet 1, känne tecknat därav, att banan (10) i det första torksteget (I) leds i beröring med det ovanför banan belägna uppvärmda, släta ytelementet (2) och i det senare steget (II) i beröring med det under banan belägna uppvärmda, släta ytelementet (12). 30

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att torkningen utföres i tvä steg (I, II) och att banans (10) genomlöpningstid i steg (I) utgör ca 30 % av totala genomlöpningstiden i de bägge stegen.