FI127377B - Kuiturainakoneen syöttöjärjestelmä - Google Patents

Description

KUITURAINAKONEEN SYÖTTÖJÄRJESTELMÄ

20155771 prh 30 -10- 2015

Keksinnön kohteena on kuiturainakoneen syöttöjärjestelmä, johon kuuluu

- syöttölinja massan viemiseksi kuiturainakoneen perälaatikkoa kohti,

- syöttölinjaan sovitetut vaahdonmuodostusvälineet yhden tai useamman aineen syöttämiseksi massaan vaahtorainausta varten.

Tekniikan tasosta on tunnettua kuiturainakoneella suoritettava vaahtorainaus. Vaahtorainauksesta voidaan puhua myös vaahtorainanmuodostuksena. Vaahtorainauksessa kuiturainakoneen perälaatikkoon syötettävään rainattavaksi tarkoitettuun massaan lisätään esimerkiksi kuiturainakoneen lyhyessä kierrossa yhtä tai useampaa ainetta vaahtorainauksen suorittamista varten. Lisättäviin aineisiin voi kuulua vaahdonmuodostajia, kuten esimerkiksi ilmaa ja vaahdontappajia. Esimerkkinä vaahdontappajasta voidaan mainita pinta-aktiiviset aineet. Niillä voidaan hillitä vaahdonmuodostusta esimerkiksi kuplakokoa säätämällä. Muuttamalla näiden aineiden keskinäistä suhdetta vaahdonmuodostuksesta, rainanmuodostuksesta ja/tai valmistettavan lopputuotteen ominaisuuksista on pyrkimys saada toivotunlaista. Tekniikan tasona viitataan kansainväliseen patenttihakemusjulkaisuun WO

2014/128358 Al.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kuiturainakoneen syöttöjärjestelmä, jossa on mahdollista säätää vaahdonmuodostukseen vaikuttavan yhden tai useamman aineen määrää rainattavassa massassa. Keksinnön mukaisen järjestelmän tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 1.

Keksinnön mukaiseen syöttöjärjestelmään kuuluu mittausvälineet massan tiheyden määrittämiseksi sovitettuna syöttölinjaan ennen vaahdonmuodostusvälineitä ja vaahdonmuodostusvälineiden jälkeen, ja mittausvälineiden lisäksi myös ohjausvälineet, jotka tiheyden määrityksen perusteella on sovitettu ohjaamaan vaahdonmuodostus2

20155771 prh 30 -10- 2015 välineitä yhden tai useamman aineen syöttämiseksi massaan vaahtorainausta varten.

Keksinnössä on sovitettu määritettäväksi massan tiheyttä ennen 5 ja jälkeen vaahdonmuodostuksen. Näiden määritysten perusteella voidaan säätää vaahdonmuodostukseen vaikuttavan yhden tai useamman aineen syöttöä ja siten vaikuttaa tehokkaammin ja hallitummin vaahdonmuodostukseen, rainanmuodostukseen perälaatikolla ja/tai rainattavan lopputuotteen ominaisuuksiin.

Erään sovellusmuodon mukaan mittausvälineet tiheyden mittaamiseksi on sovitettu syöttölinjaan ennen yhden tai useamman aineen syöttämistä massaan vaahtorainauksen suorittamista varten. Tällöin massasta voidaan määrittää siinä jo ennen syöttölinjaa olevan vaahdon määrää. Tämän tiedon perusteella massaan voidaan annostella vaahdonmuodostukseen vaikuttavia aineita tarkoituksenmukaisesti. Tämä parantaa massan rainattavuutta, vaikuttaa rainattavan lopputuotteen ominaisuuksiin ja säästää lisäksi myös massaan annosteltavia vaahdonmuodostukseen vaikuttavia aineita.

Vastaavasti vaahdonmuodostusvälineiden jälkeen sovitetuilla mittausvälineillä saadaan selville syöttölinjalla massaan annosteltujen vaahdonmuodostukseen vaikuttavien aineiden vaikutus massan tiheyteen. Ennen ja jälkeen vaahdonmuodostusvälineitä suoritetun mittauksen perusteella vaahdonmuodostusta voidaan ohjata tarkasti, jolla on vaikutusta jo edellä mainittuihin asioihin.

Syöttöjärjestelmään voi kuulua lisäksi myös ohikiertolinja ohikierron järjestämiseksi perälaatikkoon. Erään sovellusmuodon mukaan vaahdonmuodostusvälineiden jälkeen sovitetut mittausvälineet massan tiheyden määrittämiseksi voivat olla sovitettuina ohikiertolinjaan. Mittausvälineiden järjestäminen ohikiertolinjaan tarjoaa yksinkertaisen tavan järjestää mittaus vaahdonmuodostuksen jälkeen, koska ohikiertolinjalla on tyypillisesti enemmän tilaa käytettävissä kuin syöttölinjalla ennen perälaatikkoa. Lisäksi ohikiertolinjalta suoritettu mittaus korreloi

20155771 prh 30 -10- 2015 massan perälaatikkotiheyden kanssa kohtuullisella tarkkuudella. Ohikiertolinjalta suoritetulla mittauksella saadaan selville esimerkiksi vaahdon kesto rainattavasta massasta.

Lisäksi ohikiertolinjasta suoritettavalla tiheyden mittauksella voidaan määritellä perälaatikon kautta kulkeneen massan ilmapitoisuuden määrä, joka vaikuttaa esimerkiksi rainan formaatioon ja huikkiin. Ohikierrosta suoritetulla mittauksella saadaan selville perälaatikolla rainatun vaahdotetun massan ilmapitoi10 suus, joka käytännössä vastaa tai on ainakin verrannollinen perälaatikosta viiraosalle syötetyn massan ilmapitoisuuteen ja siten myös muodostetun rainan formaatioon ja huikkiin. Tämän määrityksen perusteella ja vertaamalla tätä myös syöttölinjalta suoritettuun vastaavaan mittaukseen, ennen vaahdonmuodostusta, 15 voidaan säätää vaahdonmuodostukseen vaikuttavien aineiden syöttöä ennen perälaatikkoa syöttölinjassa. Lisäksi keksinnön myötä voidaan säätää myös yhden tai useamman pinta-aktiivisen aineen syöttöä esimerkiksi halutun kuplakoon saavuttamiseksi rainanmuodostuksessa. Ohikiertolinjan sijasta tai sen ohella 20 vaahdonmuodostusvälineiden jälkeen sovitetut mittausvälineet voivat olla myös jo ennen perälaatikkoa esimerkiksi syöttölinjalla ja/tai myös vielä itse perälaatikossa. Nämä ovat mahdollisia varsinkin, jos perälaatikossa ei ole ohikiertoa.

Erään sovellusmuodon syöttölinjaan sovitetut mittausvälineet voivat olla syöttölinjaan kuuluvan pumpun ja vaahdonmuodostusvälineiden välissä. Pumpulla sekoitetaan viirakaivoon tuotua massaa viiraveteen. Pumpun jälkeen, mutta ennen vaahdonmuodostusvälineitä sovitetuilla mittausvälineillä saadaan tällöin selville rainattavan useista komponenteista muodostetun massan tiheys, johon vaikuttaa esimerkiksi viiraveden mukana tullut vaahto. Määrityksen perusteella voidaan syöttölinjalle sovitetuilla vaahdonmuodostusvälineillä säätää massan tiheyttä haluttuun suuntaan.

Erään sovellusmuodon mukaan syöttölinjaan sovitetut mittausvälineet on sovitettu pumpun ja syöttölinjaan lisäksi kuuluvan konesihdin väliin. Tämä sijainti yksinkertaistaa mittauksen järjestämistä ja on usein edullista mittauksen vaatiman tilan kannalta.

Tiheyttä voidaan erään sovellusmuodon mukaan mitata lisäksi myös laimennusvesijärjestelmässä. Tämä voi tapahtua esimerkiksi laimennusvesijärjestelmän ohikiertolinjasta. Näin laimennus10 vesijärjestelmällä perälaatikkoon syötetyn laimennusvesivirtauksen tiheys voidaan säätää halutulla tavalla suhteessa perälaatikkoon syötettyyn päävirtauksen tiheyteen nähden.

Vielä erään sovellusmuodon mukaan tiheyden määritystä varten 15 voidaan ottaa syöttö- ja/tai ohikiertolinjöistä pieni sivuvirtaama, josta tiheys voidaan mitata. Sivuvirtaaman putkikoko on pienempi kuin itse päävirtauksen, johon tiheysmittauksen järjestäminen olemassa olevin mittarein on haasteellista. Tällä yksinkertaistetaan tiheysmittauksen järjestämistä syöttöjärjes20 telmään. Muut keksinnöllä saavutettavat lisäedut ilmenevät selitysosasta ja ominaiset piirteet oheisista patenttivaatimuksista.

20155771 prh 30 -10- 2015

Keksintöä, jota ei ole rajoitettu seuraavassa esitettäviin 25 sovellusmuotoihin, selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin kuviin, joissa

Kuva 1

Kuva 2

Kuva 3 esittää erästä periaatteellista esimerkkiä kuiturainakoneen syöttöjärjestelmästä kaaviokuvana, esittää erästä sovellusmuotoa periaatteellisesti mittauksen järjestämiseksi putkilinjan yhteyteen ja esittää erästä sovellusmuotoa periaatteellisesti mittauksen suorittamiseksi säiliöstä.

20155771 prh 30 -10- 2015

Kuva 1 esittää periaatteellista esimerkkiä kuiturainakoneen syöttöjärjestelmästä kaaviokuvana ja liitettynä kuiturainakoneen perälaatikkoon 10. Kuiturainakoneen syöttöjärjestelmään kuuluu pääosinaan syöttölinja 12, mahdollinen ohikiertolinja 14 ja vaahdonmuodostusvälineet 13 massan 31 vaahtorainaamiseksi perälaatikolla 10, yleisemmin kuiturainakoneella.

Syöttöjärjestelmä voi olla liitettynä valmistuslaitteisiin 11 perälaatikolla 10 rainattavaksi tarkoitetun massan 31 valmistalo miseksi yhdestä tai useammasta sakeamassakomponentista 29 ja suodoksesta 43. Valmistuslaitteet 11 voivat olla tekniikan tasosta sinällään tunnetunlaisia. Kuvassa 1 valmistuslaitteista on esitetty ainoastaan viirakaivo 23. Alan ammattilainen ymmärtää, että valmistuslaitteisiin 11 voi kuulua lukuisa joukko muitakin sinällään tunnettuja alan ammattilaiselle ilmeisiä laitteita, joita ei ole kuvassa 1 esitetty.

Viirakaivoon 23 tuodaan sitä edeltäviltä valmistuslaitteilta (ei esitetty) ainakin yhtä sakeamassakomponenttia 29. Sakeamassakom20 ponenttia 29 syötetään viirakaivoon 23 sen pohjan tuntumaan järjestetyn yhteen kautta ja se johdetaan viirakaivon 23 sisälle. Sakeamassakomponentti 29 voidaan purkaa viirakaivoon 23 lähelle sen poistoyhdettä 30. Suodoksia 43 voidaan tuoda viirakaivoon 23 useammasta sinällään tunnetusta lähteestä. Eräänä esimerkkinä mainittakoon kuiturainakoneen perälaatikkoa 10 seuraavalla rainanmuodostusosalla rainasta poistetut vedet. Suodoksiin 43 voi kuulua myös muita kuiturainakoneelta tulevia vesiä. Myös perälaatikon 10 mahdollinen ohikierto ja myös perälaatikon 10 mahdollinen laimennusveden ohikierto johdetaan viirakaivoon 23. Lisäksi suodoksia voidaan tuoda myös viirakaivoa 23 edeltäviltä valmistusvälineiltä. Viirakaivon 23 myötä keksinnön mukainen syöttöjärjestelmä voi olla osa kuiturainakoneen lyhyttä kiertoa.

Syöttölinjalla 12 massaa 31 viedään kuiturainakoneen perälaatikkoa 10 kohti. Syöttölinja 12 on liitetty massan 31 valmistus6 laitteisiin 11, nyt erityisesti viirakaivoon 23 sen alaosaan sovitettuun poistoyhteeseen 30. Syöttölinjan 12 muodostaa ainakin yksi virtausta johtamaan sovitettu putkilinja 42, johon on liitetty erilaisia laitteistoja. Laitteistot voivat olla sinällään tekniikan tasosta tunnettuja. Sovellusmuodon mukaisessa tapauksessa laitteistoihin ja siten myös syöttölinjaan 12 kuuluu valmistuslaitteiden 11, erityisemmin viirakaivon 23, jälkeen sovitettu perälaatikon 10 syöttöpumppu 17 ja konesihti 18 .

Syöttölinjaan 12 on sovitettu vaahdonmuodostusvälineitä 13. Syöttölinjaan 12 sovitetut vaahdonmuodostusvälineet 13 on sovitettu esimerkiksi yhden tai useamman aineen 41 syöttämiseksi massaan 31 vaahtorainauksen suorittamista varten. Tällöin vaahdonmuodostusvälineisiin 13 voi kuulua esimerkiksi ainelähde ja toimilaite, kuten esimerkiksi venttiili, aineen 41 annostelemiseksi ainelähteestä syöttölinjaan 12. Syöttölinjassa 12 on yhde, jonka kautta ainetta 41 annostellaan putkilinjaan 42. Tähänkin liittyvä tekniikka voi olla tekniikan tasosta sinällään tunnettua. Lisäksi vaahdonmuodostusvälineisiin 13 voi kuulua myös sekoitusvälineitä aineiden 41 sekoittamiseksi massaan 31 ja/tai vaahdonmuodostamiseksi. Myös nämä voivat olla sovitettuina syöttölinjaan 12.

20155771 prh 30 -10- 2015

Myös syöttölinjaan 12 annosteltavat aineet 41 voivat olla tekniikan tasosta sinällään tunnettuja. Vaahtoa voidaan muodostaa yhdellä tai useammalla aineella 41. Aine voi olla esimerkiksi jotain kaasua, kuten esimerkiksi ilmaa. Vaahdonmuodostusta voidaan puolestaan hillitä esimerkiksi yhdellä tai useammalla pinta-aktiivisella aineella. Niillä voidaan säätää kuplakokoa. Myös näitä yhtä tai useampaa vaahdonmuodostusta säätelevää ainetta annostellaan syöttölinjaan 12 vaahdonmuodostusvälineillä

13. Vaahdonmuodostusvälineitä 13 voi olla syöttölinjassa 12 useampia ja ne voivat olla erillään toisistaan. Jokaiselle aineelle voi olla omat välineensä. Toisaalta, useamman aineen lisääminen voi tapahtua myös samoin välinein.

20155771 prh 30 -10- 2015

Perälaatikko 10 voi olla sinällään tekniikan tasosta tunnetunlainen. Se voi olla esimerkiksi turbulenssigeneraattoriin perustuva perälaatikko 10. Perälaatikon 10 huuliaukosta rainattava massa 32 purkautuu kuiturainakoneen rainanmuodostusosalle.

Rainattava massa 32 jaetaan perälaatikon 10 koko koneen poikkisuuntaiselle leveydelle jakotukilla 24 sinällään tunnetulla tavalla. Syöttölinja 12 liittyy jakotukin 24 leveämpään päähän rainattavan massan 32 syöttämiseksi perälaatikkoon 10.

Vastaavasti jakotukin 24 vastakkaiseen päähän, joka voi olla myös kapeampi leveämpään päähän nähden, voi liittyä optionaalinen massan 33 ohikiertolinja 14 ohikierron järjestämiseksi perälaatikkoon 10. Myös ohikiertolin j a 14 voi myös olla osa syöttöjärjestelmää. Ohikiertolinjalla 14 perälaatikon 10 jakotu15 kin 24 kautta virrannut massa 33, joka ei ole päätynyt rainanmuodostukseen, johdetaan kuiturainakoneen perälaatikolta 10 takaisin massan 31 valmistusvälineille 11, tässä erityisemmin viirakaivoon 23, tai vielä yleisemmin, takaisin syöttöjärjestelmään. Ohikiertolinjasta 14 voidaan puhua myös perälaatikon 10 ohikiertona. Tässä on syytä kuitenkin huomata, että perälaatikko 10 voi olla myös ohikierroton eli ilman kuvassa 1 esitettyä ohikiertolinjaa 14.

Järjestelmään kuuluu mittausvälineet 15.1, 15.2 massan 31, 33 tiheyden määrittämiseksi. Lisäksi järjestelmään kuuluu myös ohjausvälineet 16 vaahdonmuodostuksen ohjaamiseksi. Mittausvälineet 15.1 on sovitettuna syöttölinjaan 12 ennen syöttölinjaan 12 sovitettuja vaahdonmuodostusvälineitä 13. Lisäksi mittausvälineet 15.2 on sovitettuna myös vaahdonmuodostusvälineiden 13 jälkeen. Ohjausvälineet 16 on sovitettu mittausvälineillä 15.1, 15.2 suoritetun tiheyden määrityksen perusteella ohjaamaan vaahdonmuodostusvälineitä 13 massan 31 vaahtorainaamiseksi. Erityisemmin, ohjausvälineet 16 on sovitettu mittausvälineillä 15.1, 15.2 suoritetun tiheyden määrityksen perusteella ohjaamaan vaahdonmuodostusvälineitä 13 yhden tai useamman aineen 41 syöttämiseksi massaan 31 vaahtorainausta varten. Näin voidaan

20155771 prh 30 -10- 2015 kontrolloida ja optimoida vaahdonmuodostusta niin rainanmuodostuksen kuin myös lopputuotteen ominaisuuksienkin kannalta. Ohjausvälineet 16 voivat olla osa koneenohjausautomatiikkaa, joka on sovitettu toimimaan esimerkiksi ennalta säädellyllä tavalla. Ohjausvälineillä 16 säädellään esimerkiksi vaahdonmuodostusvälineisiin 13 kuuluvien venttiilien toimintaa, joilla aineiden syöttöä säädellään. Lisäksi ohjausvälineillä 16 voidaan säädellä myös mahdollisten vaahdonmuodostukseen vaikuttavien sekoitusvälineiden toimintaa.

Mittausvälineet 15.1 on sovitettu syöttölinjaan 12 ennen vaahdonmuodostusvälineitä 13 yhden tai useamman aineen 41 syöttämiseksi massaan 31 vaahtorainausta varten. Näin saadaan selville valmistusvälineiltä 11 saapuvan rainattavaksi tarkoitetun massan

31 vaahdonmuodostuksen tila ilman, että siihen olisi vielä syötetty vaahdonmuodostukseen vaikuttavia aineita 41 kyseisellä syöttölinjakierrolla.

Sovellusmuodon mukaisessa tapauksessa myös ohikiertolinjaan 14 on sovitettu mittausvälineet 15.2 massan 33 tiheyden määrittämiseksi vaahdonmuodostusvälineiden 13 jälkeen. Ohikiertolinjasta 14 eli perälaatikon 10 ohikierrosta suoritettavalla tiheyden mittauksella, tai vielä yleisemmin, vaahdonmuodostusvälineiden 13 jälkeen sovitetuilla mittausvälineillä 15.2 voidaan puoles25 taan määritellä ilmapitoisuuden eli toisin sanoen vaahdon määrä. Se vaikuttaa esimerkiksi rainan formaatioon ja huikkiin. Ohikierrosta suoritetulla mittauksella saadaan selville perälaatikoon 10 syötetyn rainatun vaahdotetun massan 32 ilmapitoisuus. Käytännössä ohikierrosta suoritetun mittauksen tulos vastaa tai on ainakin verrannollinen perälaatikosta 10 viiraosalle syötetyn massan ilmapitoisuuteen ja siten myös muodostetun rainan formaatioon ja huikkiin. Tyypillisesti lyhyen kierron kiertoaika on noin 10 sekuntia, joten vaahdon on kestettävä se aika. Ohikiertolinjasta 14 suoritetulla mittauksella tämä saadaan selville.

Toisaalta, tämä vaahdonmuodostusvälineiden 13 jälkeen suoritettu mittaus voidaan suorittaa jo ennen perälaatikkoakin 10 tai jopa itse perälaatikossakin 10. Siten vaahdonmuodostusvälineiden 13 jälkeen suoritettua tiheyden mittausta ei ole rajoitettu tähän esitettyyn perälaatikon 10 jälkeen ohikierrosta suoritettuun mittaukseen, vaan sen toteuttaminen ennen perälaatikkoa 10 (vaahdotetusta rainattavasta massasta 32) tai jopa itse perälaatikossa (esimerkiksi jakotukissa 24) on myös mahdollista.

20155771 prh 30 -10- 2015

Syöttö- ja ohikiertolinjasta 12, 14 suoritetun mittauksen perusteella voidaan säätää rainattavaksi tarkoitetun massan 32 vaahdonmuodostusta haluttuun suuntaan. Perälaatikkoon 10 syötettävän massan tiheys saadaan selville ja sitä voidaan säätää järjestelmällä, jossa lyhyeen kiertoon kuuluvassa syöttöjärjes15 telmässä kiertävän massan tiheyttä mitataan ennen ja jälkeen perälaatikon 10, ja vielä yleisemmin, ennen ja jälkeen vaahdonmuodostuksen, riittävällä tarkkuudella. Tämä tieto ja sen tarkkuus on oleellinen, jotta perälaatikon 10 suihkunopeutta voidaan säätää luotettavasti. Tarkkuusvaatimus mittaukselle voi olla esimerkiksi 1% tai jopa sen alle. Lisäksi järjestelmällä saadaan tietoa myös siitä, että kuinka vaahto kiertää lyhyessä kierrossa, onko vaahtoa tarpeeksi, onko vaahdon laatu hyvä (ei aiheuta pärskeitä) ja myös muista vaahdonmuodostukseen liittyvistä seikoista.

Eräs tapa järjestää mittausvälineet 15.1 syöttölinjaan 12 ennen vaahdonmuodostusvälineitä 13 on sovittaa ne syöttölinjaan 12 kuuluvan kuiturainakoneen perälaatikon 10 syöttöä varten järjestetyn pumpun 17 ja vaahdonmuodostusvälineiden 13 väliin. Pumppu

17 seuraa valmistuslaitteita 11 eli tässä tapauksessa viirakaivoa 23. Pumpulla 17 sekoitetaan sakeamassakomponentti 29 ja viiravesi, jolloin sen jälkeen, mutta ennen vaahdonmuodostusvälineitä 13 suoritettu tiheysmittaus antaa oikean kuvan ilmapitoisuudesta ennen vaahdonmuodostusta.

20155771 prh 30 -10- 2015

Vielä erityisemmin, syöttölinjaan 12 voi kuulua pumpun 17 lisäksi myös sen jälkeen järjestetty konesihti 18. Konesihti 18 on pumpun 17 tavoin myös syöttölinjalla 12 ennen vaahdonmuodostusvälineitä 13. Tällöin syöttölinjaan 12 ennen vaahdonmuodos5 tusvälineitä 13 sovitetut mittausvälineet 15.1 voi olla sovitettu pumpun 17 ja konesihdin 18 väliin. Sen lisäksi, että ilmapitoisuudesta saadaan tällöinkin oikeanlainen kuva ennen vaahdonmuodostusta, tämä on myös tilankäytöllisesti edullinen sovellusmuoto, jos konesihtiä 18 seuraa lyhyen matkan päässä vaahdonmuo10 dostusvälineet 13.

Järjestelmään voi kuulua lisäksi myös laimennusvesijärjestelmä

19. Sen toiminta ja tarkoitus ovat alan ammattilaiselle sinällään tunnettuja. Laimennusvesijärjestelmään 19 kuuluu tässä tapauksessa vastaavalla tavalla syöttö- ja ohikiertolinjat 20, 21. Laimennusveden syöttölinjassa 20 on laimennusveden 34 syöttöpumppu 37 ja sitä seuraava laimennusveden 34 sihti 38.

Laimennusvedelle 35 on perälaatikossa 10 oma jakotukkinsa 27.

Jakotukista 27 laimennusveden 35 syöttö perälaatikon 10 päävirtaukseen voi olla toteutettu valitulla tavalla. Myös laimennusvesijärjestelmän 19 syöttölinjaan 20 voi kuulua vaahdonmuodostusvälineet 13 yhden tai useamman aineen 41 syöttämiseksi laimennusveteen 34 vaahtorainausta varten. Vaahdonmuodostusväli25 neet 13 voivat olla laimennusveden syöttölinjaan 20 sovitetun pumpun 37 ja sihdin 38 jälkeen.

Myös laimennusvesijärjestelmään 19 voi kuulua mittausvälineet 15.3 laimennusveden 36 tiheyden mittaamiseksi. Mittausvälineet

15.3 voi olla sovitettu laimennusvesijärjestelmässä 19 sen ohikiertolinjaan 21. Tällöin mittausvälineet 15.3 ovat laimennusvesi j ärj estelmässä 19 siihen kuuluvien vaahdonmuodostusvälineiden 13 jälkeen. Laimennusvesijärjestelmän 19 syöttölinja 20 on nyt liitetty valmistuslaitteiden 11 vastaavaan osaan kuin massan 31 syöttölinja 12. Tämä valmistuslaitteiden 11 osa, johon

20155771 prh 30 -10- 2015 ainakin yksi syöttölinjöistä 12, 20 liittyy, on nyt viirakaivo 23.

Perälaatikkotiheyden voidaan sanoa olevan perälaatikolle 10 5 johdettavan rainattavan massan 32 ja laimennusveden 35 tiheyden erotus. Laimennusvesijärjestelmästä 19 suoritetulla tiheydenmittauksella vähennetään esimerkiksi orientaatio-ongelmia. Niitä saattaa aiheutua, jos laimennusveden tiheys ja rainattavan massan tiheys eivät riittävästi eroa toisistaan. Mittauksen 10 myötä laimennusveden tiheys voidaan säätää optimaaliseksi, jolloin sillä saavutetaan tavoitellut edut.

Mittausvälineisiin 15.1 - 15.3 kuuluu ainakin yksi radioaktiivinen mittauslaite 26, joka voi olla sinällään tunnettu. Eräs esimerkki on Berthold Technologiesin radioaktiiviseen säteilyyn perustuva tiheysmittari, joka voidaan helposti asentaa mittaamaan putkilinjassa kulkevaa massaa. Tyypillisesti näissä säteilyllä mitataan mittauslaitteen 26 läpi kulkevan massan massaa, josta voidaan laskea massan tiheys.

Kuva 2 esittää erästä ratkaisua periaatteellisesti mittauksen järjestämiseksi putkilinjan 42, kuten esimerkiksi juuri syöttölinjan 12 ja/tai ohikiertolinjan 14 yhteyteen. Esitetty ratkaisu sopii erityisesti massan tiheyden mittaamiseksi halkaisijaltaan suurista putkilinjöistä 42. Koska näiden putkilinjojen 42 halkaisija voi olla jopa useita satoja millimetrejä, kuten esimerkiksi yli 300 mm, asettaa tämä massan tiheyden mittaukselle ja siten vaahdonmuodostuksen määritykselle oman haasteensa mittausvälineiden 15.1, 15.2 järjestämisen osalta. Paperin- ja kartonginvalmistusympäristöissä tällaiset putkilinjakoot ovat hyvin tyypillisiä esimerkiksi massan viemisessä perälaatikolle 10 ja myös sen ohikierron toteuttamisessa. Myös vaahdonmuodostukseen vaikuttavien aineiden 41 lisääminen massaan 31 tapahtuu tyypillisesti näiden kooltaan suurien putkilinjojen 42 yhteydes35 sä.

Eräs yksinkertainen ratkaisu tähän on jakaa syöttö- ja/tai ohikiertolinjan 12, 14 virtaus kuvan 2 mukaisesti kahteen osavirtaukseen, jotka kulkevat omissa kanavissaan 25.1, 25.2.

Toinen osavirtauksista on järjestetty kulkemaan halkaisijaltaan oleellisesti pienemmässä kanavassa 25.2. Esimerkki tämän pienemmän kanavan 25.2 halkaisijasta voi olla 75 - 100 mm. Päälinjan kanavan 25.1 halkaisija voi olla yli 300 mm. Virtauksen nopeus ei vaikuta mittaukseen. Mittaus toimii hyvin, koska massa on putkilinjassa paineistettuna yli ilmakehän paineeseen.

20155771 prh 30 -10- 2015

Halkaisijaltaan pienempään kanavaan 25.2 on helpompi järjestää mittausvälineet 15.1 kuin suurempaan päälinjaan. Mittausvälineinä 15.1 voi toimia jälleen radioaktiivinen mittari 26. Pienemmän kanavan 25.2 ansiosta tiheyden mittaus voidaan suorittaa kaupal15 lisesti helposti saatavilla olevin välinein. Tällöin niitä ei tarvitse räätälöidä varta vasten itse huomattavasti suurempikokoista päälinjaa 25.1 varten. Suhteesa suurempi päälinja 25.1 vaatisi oman mitoituksensa mukaiset mittausvälineet tai siitä mittaus voisi olla jopa mahdotonta suorittaa luotettavasti.

Kuvassa 3 on puolestaan esitetty eräs mahdollinen tapa mitata tiheyttä tilavuudessa eli säiliössä. Esimerkkinä on esitetty viirakaivo 23. Vaahtorainausprosessissa massan tiheys muuttuu viirakaivon 23 korkeussuunnassa. Säiliössä oleva neste/vaahto kerrostuu kulutuksesta riippuen. Viirakaivon 23 pohjalla on tällöin tiheämpää ainetta, kun taas sen yläosassa vaahtopitoisuus on suurempi eli siellä on tiheydeltään pienempää ainetta. Pumppujen 17 toiminnan suhteen on hyvä tietää pumpuille päätyvän nesteen tiheys.

Tässä sovellusmuodossa tiheyden mittaus perustuu aineen johtavuuden mittaukseen. Viirakaivoon 23 on sovitettu eri korkeuksille johtavuuden mittaukseen perustuvia antureita 39, joilla kunkin kerroksen tiheyttä FD₁, 35 si .

FD, on sovitettu mitattavak13

20155771 prh 30 -09- 2016

Kussakin anturissa 39 voi olla kaksi rinnakkaista samansuuntaista elektrodilevyä 40 asetetulla etäisyydellä toisistaan. Kun levyihin 40 kytketään sähkövirta ja tunnetaan levyjen pinta-ala, saadaan sinällään tunnetulla tavalla selville niiden välissä olevan aineen sähkönjohtavuus. Sähkönjohtavuus on puolestaan verrannollinen elektrodien 40 välissä olevan aineen tiheyteen. Elektrodit 40 on kytketty mittauselektroniikkaan 44. Mittaus voidaan suorittaa tasavirralla ja myös vaihtovirralla. Kerrosmäärityksessä yhden anturin 39 sijasta voidaan käyttää kahta tai 10 useampaa anturia. Tällöin antureiden 39 alueella (määrittämässä kerroksessa) olevan aineen tiheys saadaan selville yhdistämällä antureiden mittaustulokset (esimerkiksi keskiarvo).

Kuvassa 1 viirakaivon 23 tiheysmittaus on merkitty viitenumerol15 la 28. Tässä sovellusmuodossa voidaan mitata hydrostaattista painetta esimerkiksi yhden metrin välein. Tällöin voidaan laskea kerrostiheys yhden metrin resoluutiolla. Nyt säiliössä 23 on neljä painemittaria 28. Painemittarien väliin muodostuu mitattava kerros. Kunkin kerroksen tiheys saadaan laskettua painemitta20 rien lukemien erosta.

Viirakaivossa 23 olevan ja sieltä syöttölinjaan 12 otettavan massan 31 tiheys vaikuttaa pumpun 17 toimintapisteeseen. Tiheysmittauksella saadaan selville, onko pumppu 17 toimintapistees25 sään vai menossa siitä pois. Tällöin taajuusmuuttajalla ohjatun pumpun 17 kierroksia tai vastapainetta voidaan säätää ja palauttaa pumppu 17 oikeaan toimintapisteeseen. Vaahtorainauksessa vedellä ajettu pumpun 17 ohjauskäyrä toimii huonosti, jos massan 31 tiheys pienenee merkittävästi.

Keksinnön asiayhteydessä kuiturainakoneella voidaan tarkoittaa esimerkiksi paperi-, kartonki- ja pehmopaperikonetta sekä sellunkuivauskonetta.

On ymmärrettävä, että edellä oleva selitys ja siihen liittyvät kuvat on tarkoitettu ainoastaan havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Keksintöä ei siten ole rajattu pelkästään edellä esitettyihin tai patenttivaatimuksissa määriteltyihin suoritusmuotoihin, vaan alan ammattimiehelle tulevat olemaan ilmeisiä monet erilaiset keksinnön variaatiot ja muunnokset, jotka ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (9)

1. PATENTTIVAATIMUKSET

   1. Kuiturainakoneen syöttöjärjestelmä, johon kuuluu

   - syöttölinja (12) massan (31) viemiseksi kuiturainakoneen

   5 perälaatikkoa (10) kohti,

   - syöttölinjaan (12) sovitetut vaahdonmuodostusvälineet (13) yhden tai useamman aineen (41) syöttämiseksi massaan (31) vaahtorainausta varten, tunnettu siitä, että syöttöjärjestelmään kuuluu lisäksi

   10 - mittausvälineet (15.1, 15.2) massan (31, 32, 33) tiheyden määrittämiseksi sovitettuna syöttölinjaan (12) ennen vaahdonmuodostusvälineitä (13) ja vaahdonmuodostusvälineiden (13) jälkeen,

   - ohjausvälineet (16), jotka sanotun tiheyden määrityksen

   15 perusteella on sovitettu ohjaamaan vaahdonmuodostusvälineitä (13) yhden tai useamman aineen (41) syöttämiseksi massaan (31) vaahtorainausta varten.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä,

   20 että syöttöjärjestelmään kuuluu lisäksi myös ohikiertolinja (14) ohikierron järjestämiseksi perälaatikkoon (10), johon ohikiertolinjaan (14) on sovitettu mittausvälineet (15.2) massan (33) tiheyden määrittämiseksi.

   25
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että syöttölinjaan (12) kuuluu pumppu (17) ja syöttölinjaan (12) sovitetut mittausvälineet (15.1) on sovitettu pumpun (17) ja vaahdonmuodostusvälineiden (13) väliin.

   30
4. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että syöttölinjaan (12) kuuluu lisäksi konesihti (18) ja syöttölinjaan (12) sovitetut mittausvälineet (15.1) on sovitettu pumpun (17) ja konesihdin (18) väliin.

   35 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu lisäksi laimennus16 vesijärjestelmä (19) syöttöjossa mittausvälineet (15.3) telmän (19) ohikiertolinjaan ja ohikiertolinjoineen (20, 21), on sovitettu laimennusvesijärjes(21) .
5. 5
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen tunnettu siitä, että mittausvälineisiin (15.1 ainakin yksi radioaktiivinen mittauslaite (26).

   j ärj estelmä, 15.3) kuuluu
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen järjestelmä, 10 tunnettu siitä, että syöttöjärjestelmä on liitetty valmistuslaitteisiin (11) massan (31) valmistamiseksi yhdestä tai useammasta sakeamassakomponentista (29) ja suodoksesta (43) ja valmistuslaitteiden (11) osa, johon ainakin yksi syöttölinjöistä (12, 20) liittyy, on viirakaivo (23).
8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että syöttö- ja/tai ohikiertolinja (12, 14) on jaettu kahdeksi putkilinjaksi (25.1, 25.2) mittausta varten, joista poikkileikkaukseltaan pienempään putkilinjaan (25.2) on

   20 sovitettu mittausvälineet (15.1, 15.2).
9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että laimennusvesijärjestelmän (19) syöttölinja (20) ja massan (31) syöttölinja (12) on liitetty samaan valmis25 tuslaitteiden (11) osaan.