FI89284C - Impulse drying method and apparatus for removing water from a paper or cardboard web - Google Patents
Impulse drying method and apparatus for removing water from a paper or cardboard web Download PDFInfo
- Publication number
- FI89284C FI89284C FI892125A FI892125A FI89284C FI 89284 C FI89284 C FI 89284C FI 892125 A FI892125 A FI 892125A FI 892125 A FI892125 A FI 892125A FI 89284 C FI89284 C FI 89284C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- web
- ultrasonic
- press
- water
- stage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
3928439284
Impulseikuivatusmenetelmi ja -laite veden poistamiseksi paperi- tai kartonkirainasta Impulstorkningsförfarande och -anordning för att 5 avlägsna vatten frän en pappers- eller kartongbanaImpulse drying method and apparatus for removing water from a paper or board web Impulstorkningsförfarande och -ordordör för att 5 avlägsna vatten frän en pappers- eller kartonbana
Keksinnön kohteena on impulssikuivatusmenetelinä veden poistamiseksi kartonki- tai paperirainasta, jossa menetelmässä käytetään puristusvai-10 hetta tai vaiheita, jossa/joissa puristettava raina johdetaan yli 100°C:n lämpötilaan kuumennetun sylinterin tai telan pintaa vasten niin, että rainan mainittua pintaa vasten oleva vesikerros höyrystyy ja täten syntyneellä höyryllä puhalletaan rainan kuidukosta vettä rainan vastakkaisen pinnan yhteydessä olevaan puristuskudokseen ja jossa menetelmäs-15 sä rainaa puristetaan kuumasylinterin tai telan pintaa vasten yhdessä tai useammassa puristusvaiheessa, joista ainakin yksi on pitkänippi-puristusvaihe.The invention relates to an impulse drying method for removing water from a paperboard or paper web, which method comprises a pressing step or steps in which the web to be pressed is guided against the surface of a cylinder or roll heated to a temperature above 100 ° C so that the aqueous layer against the surface evaporates and the steam thus generated blows water from the web fiber into the pressing fabric in contact with the opposite surface of the web, and wherein the method presses the web against the surface of the hot cylinder or roll in one or more pressing steps, at least one of which is a long nip pressing step.
Lisäksi keksinnön kohteena on keksinnön menetelmän toteuttamiseen tar-20 koitettu impulssikuivatuslaite veden poistamiseksi paperi- tai kartonkirainasta, joka laite käsittää kuumasylinterin tai -telan, jonka pinta on kuumennettu sylinterin sisäpuolisilla ja/tai ulkopuolisilla kuu-mennuslaitteilla, joka laite käsittää puristuskenkälaitteen, jossa on pitkänippipuristuskenkä, joka muodostaa pitkän puristusvyöhykkeen mai-25 nitun kuumasylinterin kanssa ja jonka pitkän puristusvyöhykkeen läpi on johdettu kuumasylinterin pintaa vasten puristettava raina ja rainan vastakkaisella puolella oleva vettä vastaanottava puristuskudos sekä sen vastakkaisella puolella oleva puristusliukuhihna, jonka sisäpinta on järjestetty kulkemaan pitkänippipuristuskengän voidellun liukupinnan 30 yli.The invention further relates to an impulse drying device for carrying out the method of the invention for removing water from a paper or board web, which device comprises a hot cylinder or roll whose surface is heated by heating devices inside and / or outside the cylinder, which device comprises a press shoe device with a long nip press shoe, which forms a long compression zone with said hot cylinder and through which a web to be pressed against the surface of the hot cylinder and a water-receiving compression fabric on the opposite side of the web and a compression conveyor belt on its opposite side are arranged.
Ennestään tunnetusti paperirainasta saadaan puristamalla poistettua vettä niin, että rainan kuiva-ainepitoisuus ka 40-45 %. Loput vedestä on ollut pakko poistaa haihduttamalla, mikä kuluttaa energiaa olennai-35 sesti enemmän kuin puristamalla aikaansaatu vedenpoisto massayksikköä kohti.It is known from the paper web that the removed water is obtained by pressing so that the dry matter content of the web is also 40-45%. The rest of the water has had to be removed by evaporation, which consumes substantially more energy than the dewatering obtained by pressing per unit mass.
2 392842 39284
Paperirainasta tapahtuvaa vedenpoistoa on ennestään tunnetusti pyr itty tehostamaan korottamalla puristukseen menevän rainan ja siinä olevan veden lämpötilaa esim. höyrylaatikoilla. Täten on alennettu veden viskositeettia ja muutettu rainan elastisia ominaisuuksia, jolloin veden-5 poisto normaaleissa telanipeissä tai ns. pitkänipeissä tehostuu. Näillä keinoin ei ole voitu aina päästä riittävään kuiva-aineen nousuun, vaan merkittävä osa rainan ns. vapaastakin vedestä, joka ei ole vetysidoksiu kiinnittynyt kuitumateriaaliin, on ollut pakko poistaa rainasta haihduttamalla.It has already been known to increase the efficiency of dewatering from a paper web by raising the temperature of the web going to the press and the water in it, e.g. with steam boxes. Thus, the viscosity of the water has been reduced and the elastic properties of the web have been changed, whereby the removal of water-5 in normal roll nips or so-called in long nipples becomes more effective. It has not always been possible to achieve a sufficient increase in dry matter by these means, but a significant part of the so-called even free water, which is not a hydrogen bond attached to the fibrous material, has had to be removed from the web by evaporation.
1010
Paperikoneessa käytetään yleisesti ns. suljettuja puristinosia, joissa keskitelan yhteyteen muodostuu yksi tai yleensä useampia puristinnippe-jä. Esimerkki tällaisesta ennestään tunnetusta puristinosasta on hakijan tavaramerkillä "Sym-Press II" markkinoima puristinosa, jonka sileä-15 pintainen keskitela, joka on muita puristinteloja suurempiläpimittainen tela, on tavallisesti tehty kivestä, yleensä graniitista. Graniitti on epähomogeenisena, pienen vetolujuuden omaavana luonnonmateriaalina koneenrakennuksessa varsin ongelmallinen. Jos graniittitelaa haluttaisiin lämmittää, on sen lämpötilasta riippuvat muodonmuutokset epälineaarisia 20 ja vaikeasti ennustettavia. Graniitilla puristintelamateriaalina on suhteellisen hyvät rainan irrotusominaisuudet, mistä ainakin osittain sen suosio johtuu. Irrotusominaisuuksissa on kuitenkin parantamisen varaa varsinkin valkaisemattomilla paperilaaduilla.In the paper machine, the so-called closed press sections in which one or generally more press nips are formed in connection with the central roll. An example of such a previously known press section is the press section marketed by the applicant under the trademark "Sym-Press II", the smooth-surfaced center roll of which is a roll with a larger diameter than other press rolls, usually made of stone, usually granite. As an inhomogeneous natural material with low tensile strength, granite is quite problematic in mechanical engineering. If a granite roll were to be heated, its temperature-dependent deformations are nonlinear and difficult to predict. Granite as a press roll material has relatively good web release properties, which is at least partly due to its popularity. However, there is room for improvement in release properties, especially for unbleached paper grades.
25 Paperikoneiden tuotantonopeuksien kasvaessa on nippipuristuksena suoritettava vedenpoisto muodostunut nopeuden nostamista rajoittavaksi pullonkaulaksi. Tämä johtuu siitä, että telaparin muodostamat puris-tinnipit ovat alueeltaan lyhyitä, joten suurilla nopeuksilla rainan viipymäaika näissä puristinnipeissä jää lyhyeksi. Etenkin rainan kuitu-30 struktuurin virtausvastuksen takia vesi kuitenkin tarvitsee tietyn ajan poistuakseen rainasta telan onsipintaan tai puristinkudokseen.25 As the production speeds of paper machines increase, dewatering by nip pressing has become a bottleneck limiting the increase in speed. This is because the press-nips formed by the pair of rollers are short in area, so at high speeds the residence time of the web in these press-nips remains short. However, especially due to the flow resistance of the fibrous structure of the web, water needs a certain amount of time to leave the web on the hollow surface of the roll or the press fabric.
Jos nippipuristimissa vedenpoistotehoa yritetään kasvattaa nippi-painetta lisäämällä, tullaan tietyllä viivapaineella sille rajalle, 35 jossa nippipaineen lisääminen ei enää auta, sillä rainan struktuuri ei enää kestä puristusta.If an attempt is made in nip presses to increase the dewatering efficiency by increasing the nip pressure, a certain line pressure is reached at the limit where increasing the nip pressure no longer helps, as the web structure can no longer withstand the compression.
Il .Il.
3 392843 39284
Ennestään tunnetaan myös impulssikuivatus- ja kuumapuristusmenetelmiä, joiden osalta viitataan esimerkkinä US-patenttiin nro 4 324 613, jonka mukaisesti paperirainaa puristetaan telanipissä, jossa toinen tela tai 5 sylinteri on pintakuumennuksella kuumennettu yli 100°C lämpötilaan.Pulse drying and hot pressing methods are also known, for which reference is made, by way of example, to U.S. Patent No. 4,324,613, according to which a paper web is pressed in a roll nip in which another roll or cylinder is heated to a temperature above 100 ° C by surface heating.
Mainitussa nipissä paperirainan pintavesi saadaan höyrystymään ja paineinen höyry puhaltaa paperin kuidukon välitiloihin puristettua vettä puristinhuopaan. Tällä tunnetulla kuumapuristusmenetelmällä saavutettu kuiva-ainepitoisuus on varsin hyvä, mutta ongelmana on suuren nopeuden 10 koneen lyhyt nippiaika, koska telanipin puristusaika on vain n. 1...3 ms, jolloin höyrystyminen ei ehdi kunnolla käynnistyä eikä vesi puhal-tua pois kuidukosta, ellei kuumasylinterin tai -telan lämpötila ole hyvin korkea. Telan korkeasta lämpötilasta seuraa ongelmia etenkin puristuskudoksen ja telojen kestävyyden suhteen.In said nip, the surface water of the paper web is made to evaporate and the pressurized steam blows water pressed into the intermediate spaces of the paper fiber into the press felt. The dry matter content achieved by this known hot pressing method is quite good, but the problem is the short nip time of the high speed machine 10, because the pressing time of the roll nip is only about 1 ... 3 ms, so that evaporation does not start properly and water is not blown out of the fiber. the temperature of the hot cylinder or roll is not very high. The high temperature of the roll causes problems, especially with respect to the compression fabric and the durability of the rolls.
1515
Esillä olevaa keksintöä sivuavien rainan puristuskäsittelyyn liittyvien hakijan viimeaikaisten keksintöjen osalta viitataan esimerkkeinä FI-hakemuksiin nrot 871870, 870309, 874136, 881711, 882312 ja 891380.With regard to the applicant's recent inventions related to the web compression treatment of the present invention, reference is made as examples to FI applications Nos. 871870, 870309, 874136, 881711, 882312 and 891380.
20 Ennestään on tunnettua ultraäänikentän käyttö tehostamaan veden erottamista materiaaleista. Paperirainasta tapahtuvan vedenpoiston tehostaminen ultraääntä käyttäen on eräissä erikoissovelluksissa ennestään tunnettua mm. hakijan FI-patentista 62 692 ja Oy Tampella Ab:n FI-kuu-lutusjulkaisusta 77 286, joissa julkaisuissa ei kuitenkaan ole esitetty 25 kuumapuristusmenetelmiä.It is already known to use an ultrasonic field to enhance the separation of water from materials. Improving the dewatering of the paper web using ultrasound is already known in some special applications, e.g. the applicant's FI patent 62,692 and Oy Tampella Ab's FI publication 77,286, which, however, do not disclose 25 hot pressing methods.
Esimerkiksi turpeen kuivatuksessa laboratoriomittakaavaisissa kokeissa on saatu loppukuiva-aine kohoamaan merkittävästi kohdistamalla ultra-äänikenttä puristuksen alaiseen turvemassaan.For example, in the drying of peat, laboratory-scale experiments have caused the final dry matter to rise significantly by applying an ultrasonic field to the compressed peat mass.
3030
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää ennestään tunnettuja impulssikuivatusmenetelmiä ja -laitteita, koska impulssikuivatus tarjoaa varsin suuret potentiaaliset mahdollisuudet kuiva-aineen nostoon niin, että haihduttamalla tapahtuvan vedenpoiston energiakustannuksia 35 ja laitekustannuksia sekä paperikonesalin investointikustannuksia voidaan olennaisesti vähentää.The object of the present invention is to develop previously known impulse drying methods and devices, because impulse drying offers quite high potential possibilities for raising the dry matter, so that the energy costs and equipment costs of evaporative dewatering can be substantially reduced.
„ O 9 2 Β 4„O 9 2 Β 4
Esillä olevan keksinnön lisätarkoituksena on saada tunnettuja impulssi-kuivatusmenetelmiä ja -laitteita tehostetuksi niin, että voidaan käyttää kuumasylinterin kohtuullista pintalämpötilaa niin, ettei muodostu 5 ongelmia puristuskudosten ja kuumasylinterin tai -telojen kestävyyden suhteen.It is a further object of the present invention to enhance known impulse drying methods and apparatus so that a reasonable surface temperature of the hot cylinder can be used without problems with the durability of the compression fabrics and the hot cylinder or rolls.
Keksinnön ei välttämättömänä lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen menetelmä ja laite, jolla impulssikuivatuksessa voidaan rainan poi-10 kittaista kosteusprofiilia hallita nopeilla ja tarkoilla säätölaitteilla ilman, että on aina välttämättä käytettävä kalliita mekaanis-hyd-raulisia puristuskengän taipuman ja puristuspaineen säätölaitteita.It is a non-essential additional object of the invention to provide a method and apparatus by which the transverse moisture profile of the web can be controlled by rapid and precise control devices in impulse drying without always having to use expensive mechanical-hydraulic compression shoe deflection and compression pressure control devices.
Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi 15 keksinnön menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainitussa pitkänippipuristusvaiheessa impulsslkuivatuksen alaiseen rainaan kohdistetaan ultraäänikenttä, jonka värähtelytaajuusspektri ja intensiteetti valitaan sellaiseksi, että ultraäänikenttä olennaisesti sekä pienentää rainasta höyryn avulla pois puhallettavan veden viskositeet-20 tia että ravistelee vettä irti kuidukosta, että vettä poistetaan rainasta impulssikuivatusvaiheen tai -vaiheiden aikana ennenkuin vesi ehtii sitoutua, ja että yhdistettyyn impulssikuivatus- ja ultraäänikä-sittelyvaiheeseen tulevan rainan kuiva-ainepitoisuus on alueella KAb -25...75 % ja että mainitun yhdistetyn käsittelyvaiheen jälkeen rainan 25 kuiva-ainepitoisuus KA^, on alueella ΚΑΜ 50...80 %.In order to achieve the above and later objects, the method of the invention is mainly characterized in that in said long nip pressing step an ultrasonic field is applied to the pulse-dried web, the oscillation frequency spectrum and intensity being selected that the water is removed from the web during the pulse drying step or steps before the water has time to bind, and that the dry matter content of the web entering the combined pulse drying and ultrasonic treatment step is in the range KAb -25-75% and that after said combined treatment step the substance content KA ^, is in the range ΚΑΜ 50 ... 80%.
Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainittuun pitkänippipuristuskenkään on sijoitettuna ultraäänilähetin tai -lähettimiä ja että laite käsittää sähkötehon 30 syöttö- ja säätölaitteet, joilla syötetään sähkötehoa mainittuihin ultraäänilähettimiin, joista on kohdistettavissa pitkänippipuristusvaiheessa rainaan veden poistoa rainasta tehostamisen kannalta riittävän intensiteetin omaava ultraäänikenttä ja että laitteessa käytetään useita rainan poikkisuunnassa rinnakkaisia ultraäänilähettimiä, joihin on 35 johdettavissa säädettävissä oleva sähköteho rainan poikittaisen kos-teusprofiilin hallintaa varten.The device according to the invention, in turn, is mainly characterized in that an ultrasonic transmitter or transmitters are arranged in said long nip press shoe and the device comprises electrical power supply and control devices 30 for supplying electrical power to said ultrasonic transmitters. that the device uses a plurality of ultrasonic transmitters in the transverse direction of the web, to which adjustable electrical power 35 can be applied to control the transverse moisture profile of the web.
5 £'9284 Tässä keksinnössä ultraäänikenttää käytetään impulssikuivatuksessa pitkänippialueella tehostamaan vedenerkanemista kuiduista. Ultraääni ravistelee irti kuituihin tarttunutta vettä, joka jää vapaaksi rainan 5 kuidukon sisälle. Keksinnössä ultraääni johdetaan nimenomaan impulssi -kuivatuksen alaiseen rainaan. Tällöin ultraäänellä irrotettu vesi voidaan poistaa niin pian, ettei se ehdi sitoutua uudelleen. Impulssi-kuivatuksen mekanismein vesi on siirrettävissä rainan sisältä huopaan tai vastaavaan vettä vastaanottavaan ja sitä pois kuljettavaan kudok-10 seen.In the present invention, an ultrasonic field is used in pulse drying in a long nip region to enhance the water expansion from the fibers. The ultrasound shakes off the water adhering to the fibers, which remains free inside the fiber 5 of the web. In the invention, the ultrasound is applied specifically to the web under pulse drying. In this case, the ultrasonically removed water can be removed so quickly that it does not have time to re-bind. By means of impulse drying mechanisms, water can be transferred from inside the web to a felt or similar water-receiving tissue.
On havaittu, että vedenpoistoa tehostava vaikutus on maksimissaan kapealla taajuusalueella. Tämä "poistotaajuus" on mm. puristuspaineen funktio. Keksinnössä käytettävä ultraäänen taajuusalue on sopivimmin 15 välillä 1-100 kHz.It has been found that the dewatering enhancing effect is maximal in the narrow frequency range. This "removal frequency" is e.g. compression pressure function. The frequency range of the ultrasound used in the invention is preferably between 1 and 100 kHz.
Jos ultraäänikäsittely tehtäisiin rainalle puristamattomassa tilassa, samaan lopputulokseen johtavan käsittelyn ultraäänienergia olisi huomattavasti suurempi, koska tällöin ultraäänen avulla joudutaan vesi 20 kuiduista irrotuksen lisäksi myös poistamaan rainasta.If the ultrasonic treatment were carried out on the web in an uncompressed state, the ultrasonic energy of the treatment leading to the same result would be considerably higher, since then the ultrasound has to remove water from the fibers 20 as well as the web.
Keksinnön impulssikuivatusmenetelmän toteuttamiseksi käytetään kenkä-nippilaitetta, jossa ultraäänilähettimet sijoitetaan pitkänipin kuuma-sylinterin tai -telan kanssa muodostavaan puristuskenkään. Vaikka pu-25 ristuskengän ja rainan väliin tuleekin useita rajapintoja, jotka jossain määrin pienentävät ultraäänilähettimien hyötysuhdetta, saadaan rainaan siirrettyä keksinnön tavoitteiden saavuttamisen kannalta riittävästi ultraäänienergiaa. Ilman samanaikaista puristuspaineen ja höy-rypuhalluksen vaikutusta ultraäänikäsittelyn hyötysuhde olisi olennai-30 sesti huonompi. Ultraäänilähettimet ovat myös järjestettävissä samaan kenkään telan induktiokuumennuslaitteiden kanssa esim. sellaisten laitteiden kanssa, joita on esitetty hakijan FI-patenttihakemuksissa 881711 ja 882312.To implement the pulse drying method of the invention, a shoe nip device is used in which ultrasonic transmitters are placed in a press shoe forming a long nip with a hot cylinder or roll. Although there are several interfaces between the pu-25 crossing shoe and the web, which to some extent reduce the efficiency of the ultrasonic transmitters, sufficient ultrasonic energy can be transferred to the web to achieve the objectives of the invention. Without the simultaneous effect of compression pressure and steam-wrinkling, the efficiency of the ultrasonic treatment would be substantially worse. Ultrasonic transmitters can also be arranged in the same shoe roll induction heating devices, e.g. with devices disclosed in the applicant's FI patent applications 881711 and 882312.
35 Kun keksinnön mukaisesti yhdistetään pitkässä kenkänipissä tapahtuva impulssikuivatus ja samanaikaisesti tapahtuva ultraäänikäsittely, saa- 6 ?92«4 daan aikaan yllättäviä yhteisvaikutuksia. Nämä vaikutukset johtuvat ennen kaikkea siitä, että ultraäänikäsittelyllä voidaan samanaikaisesti sekä alentaa veden viskositeettia että saadaan rainan kuidut värähte-1emään niin, että vesi erkanee rainan kuitujen pinnoilta. Tällöin im-5 pulssikuivatuksessa käytettävä vesihöyry pystyy entistä olennaisesti paremmin ja välittömästi puhaltamaan veden irti kuiduista rainan kanssa kosketuksessa olevaan vettä vastaanottavaan ja poissiirrettävään huopaan tai vastaavaan kudokseen.When the pulse drying in a long shoe nip and the simultaneous ultrasonic treatment are combined according to the invention, surprising interactions are obtained. These effects are mainly due to the fact that ultrasonic treatment can simultaneously both lower the viscosity of the water and cause the web fibers to vibrate so that the water separates from the surfaces of the web fibers. In this case, the water vapor used in the im-5 pulse drying is even better and immediately able to blow water away from the fibers into the water-receiving and displaceable felt or similar fabric in contact with the web.
10 Keksinnössä voidaan yhdistetyn ultraääni-kuumapuristuskengän edeltävänä tai sen jälkeen seuraavana puristuskomponenttina käyttää telanippiä, jossa kuumapuristus aloitetaan tai jossa kuumapuristusvaihe päätetään. Viimemainitussa tapauksessa ultraäänikentän irrottama ja sillä alennetun viskositeetin omaava vesi siirtyy jälkimmäisessä terävässä ja suu-15 ren huippupaineen omaavassa telanipissä tehokkaasti puristuskudokseen, koska se ei ole vielä ehtinyt sitoutua takaisin kuidukkoon.In the invention, a roll nip can be used as the preceding or following pressing component of the combined ultrasonic hot pressing shoe, in which hot pressing is started or in which the hot pressing step is terminated. In the latter case, the water removed by the ultrasonic field and having a reduced viscosity in it is efficiently transferred to the press fabric in the latter sharp and high-pressure roll nip, since it has not yet had time to bind back to the fiber.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirutuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovel-20 lusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole rajoitettu.In the following, the invention will be described in detail with reference to some application examples of the invention shown in the figures of the accompanying drawing, to the details of which the invention is not limited.
Kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvana sellaista keksinnön sovellusta, jossa on yhdistetty ultraääni-kuumapuristuskenkä ja sitä ennen ja sen jälkeen telanipit saman kuumasylinterin yhteydessä.Figure 1 shows a schematic side view of an embodiment of the invention in which an ultrasonic hot pressing shoe and before and after roll nips are connected in connection with the same hot cylinder.
2525
Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen laitteen eri ultraäänikäsittely puristus- ja vedenpoistovaiheita sekä niissä vallitsevia puristuspainei-ta.Fig. 2 shows the different ultrasonic treatment compression and dewatering steps and the compression pressures prevailing therein.
30 Kuvio 3 esittää konesuuntaisena pystypoikkileikkauksena keksinnön mukaista yhdistettyä ultraääni- ja kuumapuristuskenkää kuumasylinterin yhteydessä.Figure 3 shows a machine direction vertical cross-section of a combined ultrasonic and hot pressing shoe according to the invention in connection with a hot cylinder.
Kuviossa 1 esitetty impulssikuivatuslaite käsittää suhteellisen suuren 35 halkaisijan omaavan, käytöllä 10a varustetun kuumasylinterin 10, jolla li 7 L‘9 284 on sileä tai huokoinen ulkopinta 10', joka on metallia tai induktio-kuumennusta käytettäessä esim. sähköä johtavaa keräämiä.The impulse drying device shown in Fig. 1 comprises a relatively large diameter 35 hot cylinder 10 with a drive 10a having a smooth or porous outer surface 10 ', which is metal or induction heating when using e.g. electrically conductive assemblies.
Sylinterin 10 pinnan 10' lämpötilaksi T0 järjestetään sopivimmin T„ > 5 100°C kun pinta 10' kohtaa puristushuovan 12 pinnalla impulssikuiva- tukseen tuotavan rainan W, jonka kuiva-ainepitoisuutta on merkitty KA^. Riippuen keksinnön mukaisen laitteen sijoituksesta prosessissa, KAta vaihtelee välillä KA,,, - 25...75 %.The temperature T0 of the surface 10 'of the cylinder 10 is preferably arranged to be T?> 5 100 ° C when the surface 10' encounters a web W to be pulsed-dried on the surface of the press felt 12, the dry matter content of which is marked KA 1. Depending on the position of the device according to the invention in the process, KAta varies between KA ,,, - 25 ... 75%.
10 Laitteeseen kuuluu lisäksi ennen puristuskenkälaitetta 30 sijoitettu puristintela 21, jolla on sileä tai kuvioitu vaippapinta 21' ja joka on varustettu käytöllä 21a. Puristintela 21 on sijoitettu liukuhihnan 25 silmukan sisälle. Tela 21 muodostaa nipin N, kuumasylinterin 10 kanssa. Raina W tuodaan puristushuovan 12 kannatuksessa nippiin N, niin, 15 että raina W tulee välittömästi sylinterin 10 kuumennettua sileää pintaa 10' vasten. Vastaavasti puristushuopa 12 erotetaan toisen telanipin Nj jälkeen rainasta W, joka seuraa sylinterin 10 pintaa 10', jolta se erotetaan vapaana vetona Wp.The device further comprises a press roll 21 placed before the pressing shoe device 30, having a smooth or patterned jacket surface 21 'and provided with a drive 21a. The press roll 21 is placed inside the loop of the conveyor belt 25. The roll 21 forms a nip N with the hot cylinder 10. The web W is introduced into the nip N under the support of the press felt 12, so that the web W comes immediately against the heated smooth surface 10 'of the cylinder 10. Correspondingly, the press felt 12 is separated after the second roll nip Nj from the web W following the surface 10 'of the cylinder 10, from which it is separated as a free pull Wp.
20 Sylinterin 10 pintaa 10' kuumennetaan sen sisälle johdettavalla väliaineella kuten höyryllä ja/tai induktiokuumennuslaitteella 11, joka vaikuttaa sähköä johtavan telan pinnoitteeseen lOp ilmavälin V kautta. Kuviossa 1 on höyrynsyöttölaitteita esitetty kaaviollisesti lohkolla 16 ja yhteellä 17.The surface 10 'of the cylinder 10 is heated by a medium introduced inside it, such as steam and / or an induction heating device 11, which acts on the coating of the electrically conductive roll 10 through the air gap V. Figure 1 schematically shows the steam supply devices in block 16 and joint 17.
2525
Kuvion 1 ja 3 mukaisen impulssikuivatuslaitteen puristuskenkälaite 30 käsittää pitkänippipuristuskengän 31, jossa on läpäisemätöntä liukuhihnaa 25 vastassa liukupinta 32, jossa voi olla hydrodynaamisia ja/tai hydrostaattisia painekammioita (ei esitetty). Puristuskenkälaite 30 30 käsittää runkopalkin 30a, joka ulottuu paperirainan W koko leveydelle. Runkopalkin 30a varaan on järjestetty sylinterilohko 36, jonka paine-tilaan 33 on johdettavissa paineväliaineen paine tai paineet kanavan 36 kautta painelähteestä. Sylinterilohkossa 32 on tiivistetty mäntä 35, joka kuormittaa kenkää 31 ja sen voideltua liukupintaa.The press shoe device 30 of the impulse drying device according to Figs. 1 and 3 comprises a long nip press shoe 31 with a sliding surface 32 opposite the impermeable conveyor belt 25, which may have hydrodynamic and / or hydrostatic pressure chambers (not shown). The press shoe device 30 30 comprises a frame beam 30a extending over the entire width of the paper web W. A cylinder block 36 is arranged on the frame beam 30a, to the pressure space 33 of which the pressure of the pressure medium or pressures can be led through the channel 36 from the pressure source. The cylinder block 32 has a sealed piston 35 which loads the shoe 31 and its lubricated sliding surface.
35 8 3 S 2 8 435 8 3 S 2 8 4
Liukuhihnan 25 silmukan ympärille on järjestetty roiskeveden keräys -kaukalo 26. Toinen puristustela 27 on sileällä pinnalla 27' ja käytöllä 27a varustettu ja sen jälkipuolella on voiteluaineen keräyskauka-lo 24, josta hihnan 25 sisäpinnan voiteluaine syötetään kierrätyslait-5 teella.A splash water collecting trough 26 is arranged around the loop of the conveyor belt 25. The second press roll 27 is provided with a smooth surface 27 'and a drive 27a and has a lubricant collecting trough 24 behind it, from which the lubricant on the inner surface of the belt 25 is fed by a recirculation device.
Tämän keksinnön mukaisesti puristuskenkä 31 on järjestetty lisäksi toimivaksi ultraäänikäsittelykenkänä, jonka avulla ultraäänikenttä kohdistetaan kuumapuristuksen alaiseen rainaan W. Kuvioissa 1 ja 3 10 näkyvät kengän 31 liukupinnan 32 yhteyteen sovitetut ultraäänianturit 40, joita on kolme sarjaa peräkkäin. Ultraääniantureihin 40 syötetään sähköjohdon 41 kautta sähkötehoa, jonka taajuusspektri f on pääasiallisesti sopivimmin alueella f - 1-100 kHz. Kuviossa 3 esitetty lohko 42 kuvaa sähkötehon syöttö- ja säätölaitteita kaaviollisesti.According to the present invention, the pressing shoe 31 is further arranged to act as an ultrasonic treatment shoe, by means of which the ultrasonic field is applied to the hot-pressed web W. Figures 1 and 3 show ultrasonic sensors 40 arranged in series with the sliding surface 32 of the shoe 31. The ultrasonic sensors 40 are supplied with electrical power via an electric line 41, the frequency spectrum f of which is mainly preferably in the range f to 1-100 kHz. Block 42 shown in Figure 3 schematically illustrates electrical power supply and control devices.
1515
Impulssikuivatuksen ultraäänitehostukseen voidaan edullisesti liittää rainan W poikittaisen kosteusprofiilin säätö siten, että käytetään radan poikkisuunnassa useita (N kpl) rinnakkaisia ultraäänianturisarjoja 40,...40n, joihin voidaan lohkosta 42 eri johtojen 41,...40N kautta 20 johtaa säädettävä sähköteho P,...PN. Näin voidaan tehokkaasti hallita rainan W poikittaista kosteusprofiilia nopeasti ja tarkasti sähköisillä säätölaitteilla niin, että puristuskengän 31 yhteyteen ei tarvitse järjestää kalliita mekaanisia taipumansäätö- ja profiilinsäätölaittei-ta.The ultrasonic boost of the pulse drying can advantageously be combined with the control of the transverse moisture profile of the web W by using several (N) parallel ultrasonic sensor arrays 40, ... 40n in the transverse direction, to which adjustable electrical power P 1 can be conducted from block 42 via different lines 41, ... 40N. ..PN. In this way, the transverse moisture profile of the web W can be efficiently controlled quickly and accurately by electrical control devices, so that it is not necessary to provide expensive mechanical deflection control and profile control devices in connection with the pressing shoe 31.
2525
Kuviossa 2 esittää pystyakseli sekä puristuskengän 31 painejakautumaa P että rainaan kohdistettavaa ultraäänitehoa Pu, mitä kuvaa kuviossa 2 käyrä US, joka on piirretty katkoviivoin.In Fig. 2, the vertical axis shows both the pressure distribution P of the pressing shoe 31 and the ultrasonic power Pu applied to the web, which is illustrated in Fig. 2 by a curve US drawn in broken lines.
30 Keksinnön mukaisesti ultraääniantureilla 40 aikaansaatu ultraäänikenttä US vaikuttaa seuraavasti. Kun kuumasylinterin 10 vasten puristettavassa rainassa oleva vesi höyrystyy, syntyy sylinterin 10 pinnan 10' yhteyteen kuvion 2 vaiheessa C ja mahdollisesti myös vaiheessa D ja E höyry-kerros, joka puhaltaa vettä huuvaan 12 päin rainan W läpi. Ultraääni-35 kenttä US, joka vaikuttaa samanaikaisesti, vähentää sekä veden viskositeettia että saa rainan W kuidut värähtelemään niin, että vesi erkanee li , QS2R4 kuiduista entistä tehokkaamiin ja vesi siirtyy vaiheessa C ja mahdollisessa intensiivisessä nippivaiheessa E puristuskudokseen 12, ennen kuin se ehtii sitoutua takaisin kuidukkoon.The ultrasonic field US provided by the ultrasonic sensors 40 according to the invention acts as follows. As the water in the web to be pressed against the hot cylinder 10 evaporates, a vapor layer is formed in connection with the surface 10 'of the cylinder 10' in step C of Fig. 2 and possibly also in steps D and E, blowing water towards the hood 12 through the web W. The ultrasonic-35 field US, which acts simultaneously, reduces both the viscosity of the water and causes the web W fibers to vibrate so that the water separates from the i, QS2R4 fibers to more efficient and the water enters the compression fabric 12 in step C and possible intense nip step E before it can bind back. fiber mesh.
5 Toinen puristustela 27 muodostaa kuumasylinterin 10 kanssa toisen tela-nipin N2, jonka jälkeen raina W seuraa sylinterin 10 pintaa 10', jolta se erotetaan vetona Wp johtotelan 13 avulla ja siirretään johtotelan 14 ohjaaman kuivatuskudoksen 15 kannatukseen. Kudos 15 vie rainan W kuiva-tusosalle (ei esitetty), jossa vedenpoistoa jatketaan haihduttamalla.The second press roll 27 together with the hot cylinder 10 forms a second roll nip N2, after which the web W follows the surface 10 'of the cylinder 10, from which it is separated by a draw Wp by a guide roll 13 and transferred to a support roll 15 guided drying fabric 15. The fabric 15 takes the web W to a drying section (not shown) where the dewatering is continued by evaporation.
1010
Impulssikuivatuslaitteen jälkeistä rainan W kuiva-ainepitoisuutta on merkitty KA^,. Yleensä kyseinen kuiva-ainepitoisuus KA,,, - 50...80 %.The dry matter content of the web W after the impulse dryer is denoted by KA 2. In general, this dry matter content KA ,,, - 50 ... 80%.
Kuvion 2 mukaisesti paperirainaa W puristetaan suhteellisen pienipai-15 neisen p, pitkänippipuristuskengän 31 avulla hihnan 25 ja puristinhuovan 12 välityksellä kuumaa (T0 > 100°C) sylinterin 10 pintaa 10' vasten ja aikaansaadaan paperirainan W pintaa 10' vasten olevan pinnan kuumeneminen yli 100°C:n lämpötilaan. Mainittu pinnan 10' lämpötila sen tullessa rainan W kanssa kosketuksiin on yleensä alueella Tc - 150...500T. 20 Vastaava lämpötila To1 rainan W erotessa pinnasta 10' on yleensä alueella T0l - 100...300°C. Pitkänippipuristuskengän 31 painetaso on esim. p, = 0,1...5 MPa. Mainitut lämpötilat T0,T0l voidaan pitää keksinnön mukaisen ultraäänikentän US ansiosta kohtuullisella tasolla.According to Fig. 2, the paper web W is pressed against the hot (T0> 100 ° C) surface 10 'of the cylinder 10 by means of a belt 25 and a press felt 12 by means of a relatively low pressure p, long nip press shoe 31, and the surface of the paper web W against the surface 10' is heated above 100 °. C temperature. Said surface temperature 10 'when it comes into contact with the web W is generally in the range Tc - 150 ... 500T. The corresponding temperature To1 when the web W separates from the surface 10 'is generally in the range T01 to 100 ... 300 ° C. The pressure level of the long nip press shoe 31 is e.g. p, = 0.1 ... 5 MPa. Said temperatures T0, T01 can be kept at a reasonable level due to the ultrasonic field US according to the invention.
25 Pitkänippikenkä 31 on hydrostaattinen, hydrodynaaminen tai niiden yhdiste. Kuvion 2 mukaisesti pitkänippipuristusvaiheen C jälkeen pape-rirainaan W kohdistuva paine laskee hihnan 25 kireyden määräämälle tasolle p„ vyöhykkeellä D ja paperirainan W veden höyrystyminen tehostuu paineen laskun p, -> p„ ansiosta. Paine po - T/R, missä T — hihnan 25 30 kiristysjännitys ja R - sylinterin 10 säde. Vyöhykkeen D jälkeen seuraa nipissä N2 tapahtuva intensiivinen puristusvaihe, jossa paperirainaa W puristetaan suurella paineella sylinterin 10 tai vastaavan telan ja puristustelan 27 välissä. Tätä vaihetta on kuviossa 2 esitetty E:llä ja puristuspaineen maksimi on tällöin sopivimmin p__, » 7 MPa. Puristus- 35 vaiheessa E vesihöyry puhaltuu paperirainan W läpi aikaansaaden sen kuitujen välitiloissa olevan ultraäänikentän irrottaman veden poispu- ς ο ς 4 ίο ~ ' " hallusta ja näin ollen tehostuneen puristustuloksen ja entistä suuremman kuiva-ainepitoisuuden KA,,,,.The long nip shoe 31 is hydrostatic, hydrodynamic or a combination thereof. According to Fig. 2, after the long nip pressing step C, the pressure on the paper web W decreases to a level d determined by the tension of the belt 25 in the zone D, and the water evaporation of the paper web W is enhanced by the pressure drop p, -> p „. Pressure po - T / R, where the tension of the T - belt 25 30 and the radius of the R - cylinder 10. After zone D, an intensive pressing step takes place in the nip N2, in which the paper web W is pressed with a high pressure between the cylinder 10 or the corresponding roll and the pressing roll 27. This step is shown in Figure 2 by E, and the maximum compression pressure is then preferably p__, »7 MPa. In the pressing step E, water vapor is blown through the paper web W, causing it to dissipate the water released by the ultrasonic field in the interstices of the fibers, and thus to have an enhanced compression result and an even higher dry matter content KA ,,,,.
Liukuhihnana 25 voidaan myös käyttää ns. joustohihnaa, jonka avulla 5 telanippien N, ja N3 vyöhykkeitä A ja E ja samalla niiden puristusaikaa voidaan pidentää ja puristusimpulssia nostaa. Tarvittaessa voidaan käyttää myös erillistä joustonauhaa, joka johdetaan kulkemaan liukuhihnan 25 ja huovan 12 välistä. Koska puristinhuovasta 12 ei voida puristaa vettä telojen 21,27 onsipintoihin, on tarvittaessa vettä vas-10 taanottava onsipinta mahdollista tehdä hihnaan 25, mihin hihnan 25 ulkopinnan katkoviiva 25' kuviossa 1 viittaa.The so-called conveyor belt 25 can also be used. an elastic belt by means of which the zones A and E of the roll roll nips N, and N3 and at the same time their pressing time can be extended and the pressing pulse can be increased. If necessary, a separate elastic band can also be used, which is passed between the conveyor belt 25 and the felt 12. Since water cannot be pressed from the press felt 12 onto the hollow surfaces of the rollers 21,27, if necessary, it is possible to make the water-receiving hollow surface on the belt 25, to which the broken line 25 'of the outer surface of the belt 25 in Fig. 1 refers.
Kuviossa 2 esitetyssä vaiheeessa A, jossa nipissä N, käytetään huippu-puristuspainetta Pml, on kysymys ensimmäisestä vaiheesta. Vaihe B on 15 paineen laskuvaihe, vaihe C on keksinnön mukaisesti ultraäänitehostettu toinen puristusvaihe. Vaihe D on paineenlasku- ja höyrynmuodostusvaihe ja vaihe E (huippupaine p^j) on intensiivinen ultraäänikentän jälkivaikutuksen tehostama puristus- ja läpipuhallusvaihe, jossa ultraääni-kentän US irrottama vesi ei ole vielä ehtinyt sitoutua takaisin rainan 20 W kuidukkoon. Kuviossa 2 on esitetty vyöhykemerkintöjen A-E alapuolella olevalla keskirivillä (L) esimerkkejä mainittujen vyöhykkeiden edullisista pituuksista (mm) ja alimmilla riveillä (t) vastaavat viipy-mäajat (ms) käytettäessä koneen nopeutta v - 20 m/s.In step A shown in Fig. 2, in which the peak compression pressure Pml is used in the nip N, it is a question of the first step. Step B is a pressure lowering step, step C is an ultrasonically enhanced second compression step according to the invention. Stage D is a depressurization and vapor generation stage, and stage E (peak pressure p ^ j) is an intensive ultrasonic field-enhanced compression and blow-through stage in which the water removed by the ultrasonic field US has not yet had time to bind back to the web 20 W fiber. In the middle row (L) below the zone markings A-E, Fig. 2 shows examples of preferred lengths (mm) of said zones and corresponding residence times (ms) in the lower rows (t) when using a machine speed v to 20 m / s.
25 Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetystä.The following claims, within the scope of the inventive idea defined by which the various details of the invention may vary and differ from those set forth above by way of example only.
lili
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI892125A FI89284C (en) | 1989-05-03 | 1989-05-03 | Impulse drying method and apparatus for removing water from a paper or cardboard web |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI892125 | 1989-05-03 | ||
FI892125A FI89284C (en) | 1989-05-03 | 1989-05-03 | Impulse drying method and apparatus for removing water from a paper or cardboard web |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI892125A0 FI892125A0 (en) | 1989-05-03 |
FI892125A FI892125A (en) | 1990-11-04 |
FI89284B FI89284B (en) | 1993-05-31 |
FI89284C true FI89284C (en) | 1993-09-10 |
Family
ID=8528355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI892125A FI89284C (en) | 1989-05-03 | 1989-05-03 | Impulse drying method and apparatus for removing water from a paper or cardboard web |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI89284C (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6006442A (en) * | 1996-09-25 | 1999-12-28 | Institute Of Paper Science And Technology, Inc. | Methods for dewatering solid-liquid matrices |
-
1989
- 1989-05-03 FI FI892125A patent/FI89284C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI892125A (en) | 1990-11-04 |
FI892125A0 (en) | 1989-05-03 |
FI89284B (en) | 1993-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI71369B (en) | LAONGNYPPRESS FOER PAPER MASK | |
FI80094B (en) | BANOEVERFOERINGSFOERFARANDE. | |
US4976820A (en) | Method for hot-pressing of a web | |
RU2361976C2 (en) | Perfected system for drying | |
US3354035A (en) | Continuous process of drying uncoated fibrous webs | |
KR100289091B1 (en) | Press section of paper machine using expanded nip press | |
US6638395B1 (en) | Paper machine and process | |
CA2703265C (en) | Process and device for treating a pulp web in a long-nip pressing unit | |
CA2352016A1 (en) | Machine and process for producing a fibrous material web | |
JP2022504625A (en) | How to drive a tissue paper making machine and a tissue paper making machine | |
US9856603B2 (en) | Process for production of a fibrous pulp web | |
US4584058A (en) | Method and apparatus for dewatering a fibrous web | |
FI89284C (en) | Impulse drying method and apparatus for removing water from a paper or cardboard web | |
US3162568A (en) | Press units for moisture removal | |
EP2722437B1 (en) | Web pressing and dewatering method and pressing apparatus for a paper- or board-making machine | |
FI78941B (en) | FOERFARANDE FOER VARMPRESSNING I EN PAPPERSBANA OCH TORKNINGSANORDNING FOER TILLAEMPNING AV FOERFARANDET. | |
CA2572525C (en) | Process and device for dewatering a fiber web | |
KR860001607B1 (en) | Press mechanism | |
FI84379C (en) | FOERFARANDE FOER VARMPRESSNING I EN PAPPERSBANA OCH TORKNINGSANORDNING FOER TILLAEMPNING AV FOERFARANDET. | |
WO1992008003A1 (en) | Paper web heating on a press roll | |
FI75889B (en) | SLUTET PRESSPARTI I PAPPERSMASKIN, SPECIELLT FOER TUNNA PAPPERSSORTER. | |
FI84195C (en) | FOERFARANDE FOER VARMPRESSNING I EN PAPPERS- ELLER KARTONGBANA OCH TORKNINGSANORDNING FOER TILLAEMPNING AV FOERFARANDET. | |
WO2009156593A1 (en) | Pulp drying machine and method for drying a pulp web | |
RU2122614C1 (en) | Paper pulp dehydration apparatus | |
JPH05222690A (en) | Pressing part of paper manufacturing machine and method for pressing and dehydrating web |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Owner name: VALMET PAPER MACHINERY INC. |
|
BB | Publication of examined application | ||
MM | Patent lapsed | ||
MM | Patent lapsed |
Owner name: VALMET PAPER MACHINERY INC |