FI93128C - Paperikoneen kaksiviirainen rainanmuodostusosa - Google Patents

Description

93128

Paperikoneen kaksiviirainen rainanmuodostusosa

Keksintö kohdistuu paperikoneen kaksiviiraiseen rainanmuodostusosaan, jonka piirteet on esitetty 5 patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa.

Kaksiviirarainaimet (kitaformerit) jaetaan yleisesti kahteen perustyyppiin, telakitarainaimiin ja lis-takitarainaimiin.

10

Telakitarainaimessa kuitusulppu johdetaan perälaati-kosta muodostustelan ja kahden viiran muodostamaan kitaan, jonka jälkeen viirat ja niiden välissä oleva kuitusulppu seuraavat muodostustelan kaarevuutta, 15 jolloin suurin osa vedestä poistuu viirojen läpi.

Tarvittava vedenpoistopaine aikaansaadaan ulomman viiran kireydellä, joka synnyttää sulppuun paineen, joka on suoraan verrannollinen viiran kireyteen ja kääntäen verrannollinen muodostustelan kaarevuussätee-20 seen. Kidassa osa perälaatikosta tulevan suihkun liike-energiasta muuttuu paine-energiaksi ja suihkun nopeus alenee tätä vastaavasti. Vedenpoistoa muodostus-telasta poispäin tehostaa keskipakovoima. Muodostus-telaan päin vedenpoistoa voidaan tehostaa imulla.

25 Tällöin muodostustelan tulee olla rakenteeltaan imutela.

Telakitarainaimelle on tyypillistä tuotetun paperin heikohko formaatio (pienimittakaavainen pintapaino-30 hajonta) ja hyvä retentio eli muodostettavaan rainaan jääneen kiintoainemäärän suhde perälaatikosta purkautuneeseen kiintoainemäärään.

Toinen kaksiviirarainaimen perustyyppi on niin sanottu 35 listakitarainain, jolle on tyypillistä, että perälaatikosta purkautuva huulisuihku johdetaan kahden viiran muodostamaan kitaan, joka suppenee joko viirojen molemmin puolin viirojen kulkusuuntaan poikittain sijoitettujen vedenpoistolistojen avulla muodostetuksi 2 93128 oleellisesti suoraksi vedenpoistoalueeksi tai yhdeksi tai kahdeksi peräkkäiseksi kaarevaksi vedenpoistoalueeksi, joissa listat on sijoitettu viirojen kaare-vuuskeskiön puolelle. Tällaisia rainaimia on esitetty 5 mm. US-patentissa 3,578,558, saksalaisessa kuulutus-julkaisussa 21 13 014, US-patentissa 3,944,464 ja US-patentissa 4,125,428, ja suomalaisessa kuulutusjulkai-sussa 50647.

10 Listakitarainaimelle on tyypillistä puolestaan hyvä formaatio ja alhainen retentio.

Edellä kuvatut perustyypit voidaan yhdistää esimerkiksi siten, että muodostusalue alkaa telakitarainaimena ja 15 jatkuu rainaimena, jossa listat on sijoitettu lis-takitarainaimen tavoin, jolloin sen ominaisuudet määräytyvät edellä kerrottujen vedenpoistotapojen suhteellisesta osuudesta. Tällaisia ratkaisuja on esitetty mm. suomalaisessa kuulutusjulkaisussa 83102 20 ja suomalaisessa patentissa 77702. Huolimatta rainain-tyyppien yhdistelystä jäävät molempien perustyyppien huonot ominaisuudet osittain jäljelle.

Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää kaksiviira-25 rainain, jolla ei ole edellä kuvattuja perustyyppien heikkouksia. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnölle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnöllä saadaan aikaan avoimen rintatelan avulla 30 tuettu kita, jossa vedenpoisto ei kuitenkaan ole liian suuri ennen viirat yhteen ohjaavaa ohjauselintä, jonka kohdalla vedenpoisto voi jatkua. Tällä on huomattava merkitys erityisesti formaation paranemisessa.

Muita edullisia suoritusmuotoja on esitetty oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa 2-10, ja niitä tullaan selostamaan myös jäljempänä.

35 3 93128

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 5 kuva 1 esittää kaksiviiraista paperikonetta sivukuvantona, ja kuva 2 esittää paperikoneen vedenpoistovyöhykkeen alkuosaa, ns. kitaa suuremmassa mittakaa-10 vassa.

Kuvassa 1 on esitetty kaavio keksinnön mukaisen rainaimen toiminnan kannalta oleellisimmista osista, jotka ovat ensimmäinen viiralenkki 1, toinen viira-15 lenkki 2, perälaatikko 3, avoin rintatela 4, sileä rintatela 5, ensimmäinen vedenpoistolaatikko 6, toinen vedenpoistolaatikko 7, muodostustela 8, imutela 9, ensimmäisen viiran vetotela 10, viiranjohtotelat 11 ja toisen viiran vetotela 12.

20

Ensimmäinen viira 1 ja toinen viira 2 muodostavat kumpikin em. telojen ohjaamina päättymättömän lenkin. Lenkit yhtyvät kaksiviiraiseksi vedenpoistovyöhykkeeksi rintatelojen 4, 5 ja ensimmäisen vedenpoistolaatikon 25 6 ohjaamina ja erkanevat muodostustelalla 8.

Avoin rintatela 4 on rakenteeltaan ontelopintainen niin, että ensimmäisen viiran 1 läpi voi tapahtua vedenpoistoa ensimmäisen viiran 1 seuratessa avoimen 30 rintatelan pintaa.

Ensimmäinen vedenpoistolaatikko 6 on varustettu viirojen kulkusuuntaan nähden poikittaisten listojen 6a (esitetty kuvassa 2) muodostamalla kaarevalla 35 pinnalla, jonka kaarevuuskeskipiste on toisen viiran 2 puolella. Kaarevuussäde voi olla laatikon alueella vakio tai se voi pienentyä joko portaallisesti tai portaattomasti viirojen etenemissuuntaan siirryttäessä.

4 93128

Listat, jotka kontaktissa toiseen viiraan 2 ohjaavat ensin toista viiraa 2 ja viirojen yhtymäkohdan jälkeen molempia viiroja ja niiden välissä olevaa rainaa w pitkin em. tavalla kaarevaa rataa, on sijoitettu 5 välimatkan päähän toisistaan niin, että viiran läpi poistunut vesi pääsee virtaamaan laatikon sisään. Laatikko voidaan liittää tyhjölaitteeseen V ja näin aikaansaada laatikon sisälle vedenpoistoa ja listojen aiheuttamia leikkausvoimia tehostava alipaine. Laatikko 10 voi muodostaa yhden yhtenäisen kammion tai se voi olla jaettu kahteen tai useampaan toisiaan seuraavaan kammioon viirojen etenemissuunnassa.

Toinen vedenpoistolaatikko 7 sijaitsee viirojen 15 kulkusuunnassa ensimmäisen vedenpoistolaatikon 6 jälkeen ja on edellä kuvatun kaltainen, mutta sen kaarevuuskeskipiste on ensimmäisen viiran 1 puolella ja sen kaarevuussäde on pienempi kuin ensimmäisellä laatikolla 6. Siinä tapauksessa, että laatikoiden 20 kaarevuussäteet pienenevät viirojen kulkusuuntaan, on toisen laatikon 7 viiroja ohjaavan pinnan kaarevuus-säteen keskiarvo pienempi kuin ensimmäisen laatikon 6 vastaavan pinnan kaarevuussäteen keskiarvo. Laatikon 7 listat ohjaavat kontaktissa ensimmäiseen viiraan 1 25 viiroja ja rainaa W pitkin em. tavalla kaarevaa rataa.

.. Myös tämä laatikko voidaan liittää tyhjölaitteeseen V.

Laatikoiden jälkeinen muodostustela 8 on imutela, joka on varustettu yhdellä tai useammalla, soveltuvim-30 min kolmella imukammiolla. Imutelalla 8 ensimmäinen viira 1 ja raina W eroaa toisesta viirasta 2 ja siirtyy puristinosaa kohti.

Kuvassa 2 on esitetty tarkemmin rintatelojen 4 ja 5 35 kohdalla alkavaa vedenpoistovyöhykettä. Perälaatikosta 3 purkautuva huulisuihku S ohjataan ensimmäisen viiran 1 ja toisen viiran 2 väliseen kitaan, joka on muodostettu rintatelojen 4 ja 5 sekä ensimmäisen vedenpois- 93128 5 tolaatikon 6 sijoittelulla siten, että avoimella rintatelalla 4 sijaitsevan ensimmäisen viiran 1 etäisyys ensimmäisen viiran ja rintatelan 4 erkanemis-kohdassa suorana oman rintatelansa 5 ja vedenpois-5 tolaatikon 6 ohjauspinnan välillä sijaitsevasta toisesta viirasta on 1-4 mm pienempi kuin perälaatikos-ta 3 tulevan kuroutuneen huulisuihkun S paksuus.

Tästä etäisyydestä 1, joka on mitattu kohtisuoraan sitä tasoa vastaan, joka on yhtä etäällä suorana 10 rintatelan ja vedenpoistolaatikon välillä sijaitsevista viiroista 1 ja 2, voidaan käyttää nimitystä kitamitta, ja sen määrää toisaalta toisen viiran 2 rintatelan 5 sijainti vedenpoistolaatikon 6 ohjauspintaan nähden, mikä määrää toisen viiran 2 sijainnin viiran erkanemis-15 linjan ja pinnan välillä, sekä toisaalta ensimmäisen viiran 1 rintatelan 4 sijainti saman vedenpoistolaatikon pintaan nähden, mikä määrää viiran 1 sijainnin viiran erkanemisiinjän ja pinnan välillä. Sileä rintatela 5 on sijoitettu siten, että huulisuihku S 20 kohtaa toisen viiran 2 rintatelan 5 ja ensimmäisen vedenpoistolaatikon 6 välille jäävällä vapaalla osuudella.

Kuvassa 2 ensimmäisen vedenpoistolaatikon 6 pinnan 25 kanssa kosketuksissa oleva viira on toinen viira, mutta vedenpoistolaatikon ohjauspinta voi olla myös ensimmäisen viiran 1 puolella, joka tällöin on kosketuksissa ohjauspintaan. Kitamitta 1 määräytyy tällöinkin ensimmäisen viiran 1 erkanemiskohdan 30 etäisyytenä suorana rintatelan 5 ja vedenpoistolaatikon 6 ohjauspinnan välillä sijaitsevasta toisesta viirasta 2, joka tällöin vedenpoistolaatikon ohjauspinnan ohjaamana tulee kosketuksiin vedenpoistolaatikon 6 päällä olevan ensimmäisen viiran 1 ja rainan W kanssa.

Kuten kuvasta 2 käy ilmi, on perälaatikon 3 huulirako lisäksi suunnattu siten, että huulisuihku S osuu samanaikaisesti kumpaankin viiraan 1, 2 ennen kitamitan 35 6 93128 1 määräytymiskohtaa. Koska avoin rintatela 4 kaartaa ensimmäistä viiraa 1 suurempaan kulmaan kidan avautu-missuunnassa, voidaan huulisuihku S suunnata suoriin rintatelojen ja vedenpoistolaatikon välisiin viira-5 osuuksiin nähden enemmän toista 2 viiraa kohti. Suihku täyttää kuitenkin hyvin kidan, koska se osuu rintatelan 4 muodostamaan, suuremmassa kulmassa olevaan ensimmäisen viiran 1 kaarevaan osuuteen.

10 Ensimmäistä viiraa 1 ohjaava rintatela 4 on pinnaltaan avoin, jolloin se voi olla uritettu tai porattu tai muulla tavoin pinnaltaan avoimeksi järjestetty, jolloin huulisuihkusta S voi poistua vettä pinnan avoimiin kohtiin jo sillä kohtaa vedenpoistovyöhykettä, jossa 15 huulisuihku pyyhkii rintatelan 4 päällä kulkevan viiran 1 pintaa. Sileä, toista viiraa 2 ohjaava rintatela 5 ei osallistu vedenpoistoon ja viiran 2 erkanemiskohta siltä sijaitsee ennen kohtaa, jossa huulisuihku osuu viiraan.

20

Edellä kuvatulla kone-elinten asettelulla voidaan kidan vedenpoistopaine asetella kitamittaa 1 edellä määritellyissä rajoissa muuttamalla halutun suuruiseksi ja näin vaikuttaa vedenpoiston määrään kita-alueella.

25 Tämä on oleellisen tärkeää muodostettavan rainan ominaisuuksien, etenkin formaation kannalta. Keksinnöllä voidaan välttää huomattavan suuri veden poistuminen ennen ensimmäistä vedenpoistolaatikkoa 6, mikä molempien viirojen kulkiessa tietyssä sektorissa 30 muodostustelalla määräytyisi kaavalla p = T/R, missä p on suotautumispaine, T on ulomman viiran kireys ja R on muodostustelan säde. Mikäli kita-alueen vedenpoisto olisi voimakas, nousisi viirojen välissä olevan kuitusulpun sakeus niin korkeaksi, että kaarevapintais-35 ten listoilla varustettujen vedenpoistolaatikoiden formaatiota parantava vaikutus jäisi saavuttamatta.

Lisäksi voimakas vedenpoisto kita-alueella kuljettaisi sulppukerroksessa hienoainetta viiroja kohti, jolloin 7 93128 keskialueella rainan paksuussuunnassa syntyisi hieno-aineköyhä kerros, jonka seurauksena valmiin rainan palstautuxnislujuus jäisi alhaiseksi. Vettä poistuu kuitusulpusta ennen vedenpoistolaatikon 6 ohjauspintaa 5 edullisesti korkeintaan 20 %. Tällöin vedenpois tolaatikon 6 alueella vähitellen kapenevassa kidassa voidaan rataan vaikuttaa suhteellisen suuressa vesipitoisuudessa.

10 Keksinnön mukaisella asettelulla saadaan aikaan siis pitkä kita, jossa on alhainen suotautumispaine, mutta jossa avoin rintatela 4 osallistuu kuitenkin vedenpoistoon kaareuttamatta molempien viirojen juoksua. Vettä poistuu tällöin tasaisesti kidasta ennen rainan W 15 puristumista viirojen väliin ensimmäisen vedenpoistolaatikon 6 viiroja ohjaavalla pinnalla. Kuvassa 2 on esitetty, kuinka toinen viira 2 tulee kosketuksiin vedenpoistolaatikon 6 listojen 6a muodostaman oh-jauspinnan kanssa heti laatikon etureunassa olevan 20 ensimmäisen listan 6a (kohta K) kohdalla. Listan etureuna ohjaa samalla kidasta ennen vedenpoistolaatik-koa 6 viiran 2 läpi poistuneen veden pois viiran takapinnalta. Suppeneva kita jatkaa vedenpoistolaatikon alueella, ja ensimmäinen viira 1 tulee laatikon 25 ohjauspinnan ohjaamana toisen viiran 2 päälle myöhemmin, eli kidan loppupäässä vähitellen oheneva vesipitoinen muodostuva rata erottaa viirat 1 ja 2 toisistaan vedenpoistolaatikon alkuosalla.

30 Jotta perälaatikon 3 huuliraon ja kidan välisestä vapaasta huulisuihkusta S tulisi mahdollisimman lyhyt, on edullista, että avoimen rintatelan 4 kehä kaareutuu jyrkästi poispäin kidasta, jolloin perälaatikko 3 mahtuu lähelle kidan alkupäätä. Rintatelan 4 säde on 35 tällöin edullisesti alle 75 cm. Vapaan huulisuihkun S pituus ennen sen osumiskohtaa viiroihin 1, 1 on edullisesti alle 300 mm.

95128 8

Sekä formaation että paksuussuuntaisten hieno- ja täyteainejakautumien kannalta on tärkeää hallita rainan kummallekin puolelle kohdistuvia leikkausvoimia ja vedenpoistosuuntaa koko muodostusalueen pituudella.

5 Tämän vuoksi on tärkeää, että pinnaltaan kaarevat listoilla varustetut vedenpoistolaatikot 6, 7 on sijoitettu eri puolille viirojen 1, 2 yhteisellä juoksulla. Leikkausvoimiin ja vedenpoiston jakautumaan kummankin viiran läpi voidaan vaikuttaa paitsi veden-10 poistoelinten tyhjöjen suuruudella myös valitsemalla vedenpoistolaatikoille sopivat kaarevuussäteet sekä kuhunkin tilanteeseen sopivimmat listajaot ja -leveydet. Ensimmäisen vedenpoistolaatikon 6 ohjauspinnan kaarevuussäde tai sen keskiarvo on verrattain suuri, 15 ja se on edullisesti yli 500 cm. Toisen laatikon 7 vastaava säde on pienempi kuin ensimmäisen laatikon säde.

Kuvassa 1 esitetty vedenpoistolaatikoita 6 ja 7 20 seuraava muodostustela 8 on säteeltään suuri tela. Vaikka se kuvassa 1 onkin sijoitettu ensimmäisen viiran 1 lenkin sisään, voi se olla vaihtoehtoisesti toisen viiran 2 lenkin sisällä, jolloin raina W jää toiselle viiralle 2.

25

Claims (10)

93128 9

1. Paperikoneen kaksiviirainen rainanmuodostusosa, joka käsittää kaksi viirasilmukkaa, jotka muodostuvat 5 ensimmäisestä viirasta (1) ja toisesta viirasta (2) , joiden läpi muodostettavasta rainasta (W) vesi poistuu kahteen suuntaan viirojen muodostamalla kaksiviiraisel-la vedenpoistovyöhykkeellä, jossa viirat (1, 2) omien rintatelojensa (4, 5) ja rintatelojen jälkeisen 10 ohjauselimen (6) ohjaamina muodostavat suppenevan kidan, johon perälaatikko (3) on järjestetty syöttämään paperimassasuspensiosta koostuvan huulisuihkun (S) ja jolla vedenpoistovyöhykkeellä suppenevaa kitaa seuraa viirojen etenemissuunnassa ohjauselin (6) , joka on 15 järjestetty ohjaamaan viirat (1, 2) yhteen siten, että viirojen (1, 2) väli supistuu ohjauselimen (6) alueella vain vesipitoisen rainan (W) suuruiseksi, ja määräämään rintatelojen (4, 5) ja yhtymäkohdan välisen kidan ja ohjaamaan viirojen (1, 2) yhteistä juoksua, 20 jolloin ensimmäistä viiraa (1) ohjaava rintatela (4) on avoin, ja kuroutunut huulisuihku (S) kohtaa ensimmäisen viiran (1) avoimen telan (4) kosketusalueella ja toisen viiran (2) sitä ohjaavan rintatelan (5) jälkeen, tunnettu siitä, että kuroutunut huulisuih-25 ku (S) kohtaa toisen viiran (2) rintatelan (5) ja ohjauselimen (6) välille jäävällä vapaalla osuudella ennen ensimmäisen viiran (1) ja rintatelan (4) erkane-miskohtaa, ja avoimella rintatelalla (4) sijaitsevan viiran (1) etäisyys (1) ensimmäisen viiran ja rin-30 tatelan (4) erkanemiskohdassa suorana oman rintatelansa (5) ja ohjauselimen (6) välillä sijaitsevasta toisesta viirasta (2) on pienempi, edullisesti 1-4 mm pienempi kuin kuroutuneen huulisuihkun (S) paksuus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rainanmuodostusosa, tunnettu siitä, että ohjauselin (6) on järjestetty ohjaamaan kidan loppupäässä viirat (1, 2) kaartumaan 10 931 28 samaan suuntaan siten, että ne lähenevät ohjauselimen (6) kaarevan ohjauspinnan alueella toisiaan vähitellen ohenevan vesipitoisen muodostuvan radan erottamina.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rainanmuodos- tusosa, tunnettu siitä, että ohjauselin (6) on toisen viiran puolella ohjaten viirat (1, 2) kaartumaan toista viiraa (2) ohjaavan rintatelan (5) suuntaan.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rainanmuodos- tusosa, tunnettu siitä, että siinä on viirojen kulkusuunnassa peräkkäin kaksi ohjauselintä (6, 7), jotka on järjestetty sinänsä tunnetusti ohjaamaan viirojen (1, 2) yhteistä juoksua pitkin vastakkaisiin 15 suuntiin kaarevia ratoja.

5. Patenttivaatimusten 3 ja 4 mukainen rainanmuodos-tusosa, tunnettu siitä, että ohjauselimet (6, 7) käsittävät ensimmäisen kaarevan vedenpoistolaatikon 20 (6) , jonka kaarevuuskeskipiste on toisen viiran (2) puolella, ja toisen kaarevan vedenpoistolaatikon (7), jonka kaarevuuskeskipiste on ensimmäisen viiran (1) puolella.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen rainan- muodostusosa, tunnettu siitä, että viira (1, 2) on järjestetty kosketuksiin sitä ohjaavan ohjauselimen (6) pituussuuntaisen ohjauspinnan kanssa heti kyseisen pinnan etureunassa (K) , joka on järjestettty ohjaamaan 30 kidasta viiran (1, 2) läpi poistunutta vettä poispäin viiran (1, 2) takapinnalta ennen kyseistä ohjauspintaa.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen rainan-muodostusosa, tunnettu siitä, että ainakin ensim-35 mäisen ohjauselimen (6) pinta muodostuu sinänsä tunnetusti viirojen kulkusuuntaan poikittaisista listoista (6a). 11 93128

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rainanmuodostusosa, tunnettu siitä, että avoimen , rintatelan (4) säde (r) on alle 75 cm.

9. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen rainanmuodostusosa, tunnettu siitä, että ensimmäisen oh- jauselimen (6) muodostaman radan kaarevuussäde tai kaarevuussäteen keskiarvo on suurempi kuin toisen ohjauselimen (7) muodostaman radan kaarevuussäde tai 10 kaarevuussäteen keskiarvo.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen rainanmuodostusosa, tunnettu siitä, että ensimmäisen ohjauselimen (6) muodostaman radan kaarevuussäde tai sen keskiarvo 15 on yli 500 cm. 12 93128