FI83977C - Gapformare i pappersmaskin. - Google Patents

Description

5 83977

Paperikoneen kitaformeri Gapformare i pappersraaskin

Keksinnön kohteena on paperikoneen kitaformeri, joka käsittää alaviira-silmukan ja yläviirasilmukan, jotka yhdessä rajoittavat pääasiallisesti vaakasuuntaisen kaksiviiraisen muodostusvyöhykkeen, joka alkaa muodos-tuskidasta, joka rajoittuu ylä- ja alaviiran väliseen kiilamaisesti 10 suppenevaan tilaan ja jonka muodostuskidan alueella on alaviirasilmukan sisällä ensimmäinen muodostustela, sen jälkeen avoimella ohjauskannella varustettu muodostuskenkä, jonka sisätila on jaettu ainakin kahteen peräkkäiseen imukammioon, joissa vaikuttavien alipaineiden tasot on järjestetty aseteltavaksi, sopivimmin erikseen säädettäväksi; ja jonka 15 muodostuskengän jälkeen alaviirasilmukan sisällä on joukko vedenpoisto-elimiä, jotka ohjaavat kaksiviiraista vyöhykettä alaspäin, joiden jälkeen raina on järjestetty seuraamaan alaviiraa, jolta se irrotetaan pick-up-kohdassa ja siirretään pick-up-kudokselle tai vastaavalle, jossa formerissa on muodostuskidan alueella tai välittömästi sen jäl-20 keen ensimmäisen muodostustelan sisällä ensimmäinen imuvyöhyke ja välittömästi sen jälkeen saman muodostustelan sisällä toinen imuvyöhyke, jotka imuvyöhykkeet sijaitsevat muodostuskidan puoleisella ensimmäisen muodostustelan yläneljänneksellä ja joiden imuvyöhykkeiden alipaine-tasot ovat säädettäviä, sopivimmin erikseen.

25

Keksintöön lähiten liittyvän tekniikan tason osalta viitataan US-pa-tenttijulkaisuihin nrot 3 438 854, 3 996 098 ja 4 056 433 sekä FI-kuulutusjulkaisuihin nrot 61217 ja 77702. Lisäksi keksintöön liittyvään tekniikan tasoon kuuluvat hakijan tavaramerkillä "SPEED FORMER HHS" 30 markkinoima formerikonstruktio (liite 1) ja Escher Wyss AG:n tavaramerkillä "TWIN FORMER G" markkinoima muodostusosa, joka on esitetty esim. aikakauslehdessä Wochenblatt fur Papierfabrikation 11/12, 1989 s. 482, kohta 3.5.1 (liite 2).

35 Esillä oleva keksintö kohdistuu nimenomaan sellaiseen kitaformeriin, jonka kaksiviirainen muodostusvyöhyke on pääasiallisesti vaakasuuntainen, millä tarkoitetaan tässä yhteydessä sitä, että kaksiviiraisen muodostusvyöhykkeen pituus vaakasuunnassa on olennaisesti suurempi, 2 83977 sopivimmin ainakin kaksi kertaa niin suuri kuin muodostuskidan ja kak-siviiraisen vyöhykkeen loppupään välinen korkeusero. Uusiin paperikoneisiin tarkoitetuissa formereissa muodostuskita ja kaksiviiraisen vyöhykkeen loppupää voivat edullisesti olla olennaisesti samassa tasos-5 sa, kun taas uusintoihin tarkoitetuissa keksinnön mukaisissa formereissa muodostuskita voi olla huomattavasti korkeammalla kuin kaksiviiraisen vyöhykkeen loppupää, joka edullisesti yhtyy uusittavan tasoviiran ylätasoon.

10 Esillä olevan keksinnön yleistarkoituksena on kehittää edelleen edellä esitetyissä viitteissä esitettyjä kitaformereita, etenkin hakijan em. "SPEED FORMER HHS"-rakennetta. Keksinnön yleistarkoituksena on aikaansaada sellainen formeri, jonka toiminta on mitoituksella ja eri toimin-taparametrien säädöllä asetattavissa sellaiseksi, että suurillakin tuo- 15 tantonopeuksilla ja valmistettavilla eri laaduilla saadaan formerin toiminta optimoiduksi niin, että valmistettavan paperin formaatio, retentio ja sen vastakkaisten pintojen ja koko rakenteen symmetria saadaan moitteettomaksi.

20 Keksinnön erityistarkoituksena on aikaansaada sellainen formeri, jonka kita-alueella oleva formeritela aukeaa ylöspäin niin, ettei formeri-telan sisällä olevan iraukammion vedellä täyttymisen vaaraa ole, jolloin voidaan käyttää täysleveää imukammiota.

25 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen formeri, jonka veden-poistokapasiteettia voidaan entisestään lisätä kuitenkin säilyttäen hyvä rainan formaatio, retentio ja symmetria.

Keksinnön lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen formeri, joka on 30 sovellettavissa sekä uusiin koneisiin että vanhojen tasoviiraosien uusintoihin, kuten hakijan tavaramerkillä "SYM-FORMER R" markkinoimaa formeria, jonka osalta viitataan hakijan FI-patenttiin nro 75375 (vast. US-pat. nrot 4,614,566 ja 4,744,866).

35 Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että muodostuskidan

II

3 83977 alueelle sovitetun muodostustelan jälkeen oleva muodostuskenkä on järjestetty ohjaamaan kaksiviiraista muodostusvyöhykettä alaspäin.

Keksinnön mukainen formeri on erittäin monipuolisesti säädettävissä 5 niin, että vedenpoisto- ja formaatioprosessi on koko ajan tehokkaasti hallinnassa.

Ensimmäinen formeritela on sopivimmin alaviirasilmukan sisällä ja sen imuvyöhykkeet sijaitsevat kidan puoleisessa muodostustelan yläneljän-10 neksessä, saadaan aikaan se, että imuvyöhykkeillä vallitseva alipaine tiivistää muodostuvan rainan alapuolta päinvastoin kuin em. "SPEED FORMER HHS"-formerissa. Mainittu rainan alapuoli on tyypillisesti sen yläpuolta harvempi. Täten saadaan aikaan rainalle entistä vähäisempi toispuoleisuus.

15

Keksinnön mukainen formeri soveltuu joko uusiin formereihin ja erityisen hyvin myös tasoviiraosien uusintoihin, joilla tasoviiroilla valmistettavan paperin laatua ja tuotantonopeutta voidaan suhteellisen pienin investointikustannuksin olennaisesti parantaa.

20

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovel-lusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintö ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.

25

Kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvana sellaista keksinnön versiota, joka on tarkoitettu käytettäväksi uusiin paperikoneisiin.

Kuvio 2 esittää keksinnön erästä sovellusta käytettäväksi tasoviira-30 osien uusintoihin.

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen kaksiviiramuodostusvyöhykkeen alkuosaa suuremmassa mittakaavassa.

35 Kuvioissa 1 ja 2 esitetty paperikoneen kaksiviirainen muodostusosa käsittää alaviirasilmukan 10 ja yläviirasilmukan 20, jotka yhdessä 4 83977 muodostavat kaksiviiraisen rainanmuodostusvyöhykkeen. Kakslviiravyöhyke alkaa muodostuskidasta G ja päättyy alaviirasilmukan 10 sisällä olevaa imulaatlkon 13b kohdalle, jonka jälkeen ralna W on järjestetty seuraamaan alaviiraa 10.

5

Alaviirasilmukan 10 sisällä on muodostustela 11 kidan G alueella, sen jälkeen muodostuskenkä 12, imulaatikot 13a ja 13b, kuskitela 14 ja vetotela 15.Telojen 14,15 välisellä alaviistolla alaviiran 10 juoksulla raina W siirretään pick-up-telan 18 imuvyöhykkeellä 18a pick-up-huovalio le 19, joka vie rainan W paperikoneen puristinosalle (ei esitetty). Alaviiran 10 paluujuoksu on johtotelojen 16 ohjaama.

Yläviirasilmukan 20 sisällä on sileällä umpipinnalla 21' varustettu johtotela 21 kidan G alueella ja sen jälkeen seuraa viirojen 10 ja 20 15 välinen kaksiviirainen muodostusvyöhyke. Yläviira 20 erotetaan alavii-rasta 10 ja rainasta W imulaatikolla 13a. Johtotela 23 kääntää ylävii-ran 20 kulun. Yläviiran 20 paluujuoksu on johtotelojen 24 ohjaama. Yläviirasilmukan sisällä on vedenkeräyskaukalo 22, joka kerää etenkin telan 11 ja muodostuskengän 12 alueella yläviiran 20 läpi rainasta 20 poistuvat vedet.

Perälaatikon 30 huuliraon 31 kautta syötetään massasuspensiosuihku J viirojen 10 ja 20 kiilamaiseen muodostuskitaan G, jonka pohja on muo-dostustelan 11 ensimmäisen imuvyöhykkeen 10a alueella. Muodostustelassa 25 11 on rei'itetty vaippa 11', jonka sisällä on kaksi peräkkäistä imu- vyöhykettä 11a ja 11b. Imuvyöhykkeet ovat kidan G puoleisella telan 11 yläneljänneksellä. Keksinnössä on eräänä olennaisena piirteenä se, että formeritelan 11 imuvyöhykkeet 11a ja 11b avautuvat alaspäin niin, että vesi poistuu imuvyöhykkeiden 11a,11b sektoreilla a ja b viiran kirey-30 den, alipaineen ja alaspäin painovoiman avustamana niin, että ei ole vaaraa vyöhykkeillä 11a ja 11b olevien imukammioiden täyttymisestä.

Kuvion 3 mukaisesti kaksiviirainen muodostusvyöhyke alkaa ensimmäisen imuvyöhykkeen 11a etummaisen tiivistyslistan 37 kohdalla tai läheisyy-35 dessä, jossa samalla on muodostuskidan G pohja. Viirojen 10 ja 20 yhteinen juoksu eroaa muodostustelan 11 vaipasta 11' toisen imuvyöhyk- li 5 83977 keen lib jälkimmäisen tlivlstysllstan 37 kohdalla tai läheisyydessä, minkä jälkeen seuraa lyhyt viirojen 10,20 suora juoksu. Telan 11 halkaisija 2R0 on yleensä alueella 2R0 - 1400...1800 mm. Tämän jälkeen alkaa kaarevalla listakannella 26 varustetun muodostuskengän 12 vaiku-5 tusalue.

Kuvion 3 mukaisesti muodostuskenkä 12 on jaettu kolmeen peräkkäiseen imukammioon 12a,12b ja 12, jotka ovat väliseinien 36, ulkovaipan 29 sekä tasopäätyjen rajoittamia. Muodostuskengän 12 kaareva listakansi 26 10 muodostuu viirojen etenemissuuntaan pituussuunnaltaan kohtisuorista listoista 28 ja niiden välisistä raoista 27, jotka avautuvat kengän 12 mainittuihin alipainekammioihin 12a,12b ja 12c. Ensimmäisen kammion 12a kohdalla olevan listakannen 26 kaarevuussäde on R, ja sen pituus 1^, toisen kammion 12b kannen kaarevuussäde on R^, ja pituus 1^ ja kolmannen 15 kammion 12c listakannen kaarevuussäde on Rc ja pituus Lc. Sopivimmin R^ > Rb > Rc > R„ ja vastaavasti L, > 1^, > Lc. Edullisesti Rn on alueella Rn -0,7-0,9 m, R, on alueella R, - 3,0-5,0 m, R* on alueella Rfc - 3,0-4,5 m ja Re on alueella Rc - 2,5-3,5 m. Vastaavasti L. on alueella -0,4-0,8 m, 1^ on alueella L,, - 0,35-0,75 m ja Lc on alueella Lc -0,30-0,70 m.

20

Muodostuskengän 12 ohjauskannen 26 kaarevuussäteillä R,,Rt,Re on vaikutusta rainanmuodostukseen sitä kautta, että kannen 26 kaarevuussäde R määrää kengän 12 alueella viirojen 10,20 kulkusuunnassa tapahtuvan kulman muutoksen (a) kunkin kannen 26 listan kärjellä. Ko. kulman muu-25 tos aiheuttaa rataan W voimavektorin, Fc - 2 · T sin a, missä T - yläviiran 20 kiristysjännitys. Tunnetusti myös keskipakovoimat ja kengän imukammioiden alipaine vaikuttavat em. vedenpoistopaineeseen p.

Keksinnön kombinaatiossa on eräänä olennaisena piirteenä se, että kak-30 siviirainen muodostusvyöhyke on kidasta G alkaen ylöspäin nouseva ja kaksiviiraisen muodostusvyöhykkeen lakipiste K on muodostuskengän 12 listakannen 26 kohdalla, sopivimmin sen keskialueella ja keskikammion 12b kohdalla.

35 Kuvion 1 mukaisessa muodostusosassa, joka on tarkoitettu uusiin paperikoneisiin, kaksiviirainen muodostusosa kaartuu muodostuskengän 2 koh- 6 83977 dalla olevan lakipisteensä K jälkeen alaspäin ja tällä alaviistolla (kulma c) ja pääosin suoralla juoksulla on ensin kolme peräkkäistä tasoimulaatikkoa 13a ja sen jälkeen tasoimulaatikko 13b yläviiran 20 kääntötelan 23 kohdalla. Mainittu kulma c on yleensä alueella c - 10-5 40°.

Kuviossa 2 esitetty formeri, joka on tarkoitettu vanhojen tasoviira-osien uusintoihin, poikkeaa kuviossa 1 esitetystä siinä, että muodos-tuskengän 12 jälkeen seuraa alaviirasilmukan 10 sisällä on kääntötela 10 17, jonka alueella kaksiviiravyöhyke kaartaa jyrkästi alaspäin ylävii- rasilmukan 20 sisällä olevalle kääntötelalle 25, joka ohjaa kaksiviira-vyöhykkeen vaakatasoon T-T, joka on samalla uusittavan tasoviiran alkuperäinen toimintataso. Tasoimulaatikko 13b varmistaa sen, että raina W seuraa alaviiran taso-osaa 10T, jonka pituutta on merkitty L0:lla. Imu-15 laatikon 13b jälkeen olevat tasoviiran vanhat runko-osat, vedenpoisto-kalustot ja telat 14,15,16 voidaan yleensäsäilyttää entisinä. Perälaa-tikko 30 voidaan ainakin osittain sijoittaa entisen perälaatikon kohdalle ja yleensä sen jalustarakenteiden kannatukseen. Kaksiviiraisen vyöhykkeen alkuosan lakikohta K on mitan H korkeammalla kuin taso T-T. 20 Mainittu korkeusero H on yleensä alueella H - 1-3 m, sopivimmin alueella H - 1,5-2,5 m, viiran 10 taso-osan pituus 10T on yleensä alueella L0 - 4-8 m. Muodostustelan 11 ja kääntötelan 17 lakikohdat ovat sopivimmin olennaisesti samalla vaakatasolla.

25 Keksinnön mukaisen formerin toiminnalle on eräänä olennaisena piirteenä sen monipuolinen säädettävyys, mitä on pyritty havainnollistamaan kuviossa 3. Muodostustelan 11 rei'itetty vaippa 11' on varsin avoin ja sen avoimmuus eli reikäprosentti R on sopivimmin R - 70-95 %. Säädettä-vyyteen vaikuttaa osittain se, että välittömästi kidan G jälkeen käyte-30 tään ainakin kahta, joskus jopa kolmea, peräkkäistä imuvyöhykettä 11a,11b, joiden alipainetasot ovat erikseen säädettävissä, mitä kuviossa 3 kuvaavat erilliset alipaineyhteet 32a,32b, jotka ovat yhdistetty paineensäätöventtiilien 33a ja 33b kautta imupumppuun 41. Näin voidaan kammioissa 11a ja 11b vaikuttavia alipaineita p, ja pb säätää toisistaan 35 riippumattomasti. Mainitut alipainetasot ovat sopivimmin alueella p, -0-20 kPa ja pb - 0-30 kPa. Imuvyöhykkeiden 11a,11b sektoreiden a ja b I! 7 83977 suuruudet on sopivimmin valittu niin, että a > b ja a ja b ovat yleensä alueilla a - 20-60° ja b - 10-20°.

Formerin monipuoliseen säädettävyyteen vaikuttaa osaltaan myös se, että 5 muodostuskengän 12 listakannen 26 takana vaikuttavat alipainekammiot 12a,12b ja 12c, joissa vallitsevat eri alipaineet p,,pb ja pc ovat myös säädettäviä. Tätä säätöä havainnollistaa kuviossa 3 imuyhteet 34a,34b,34c, jotka ovat yhdistetty alipainepumppuun 42 säätöventtiilien 35a,35b ja 35c kautta siten, että alipaineita p,,pb ja pc voidaan toisis-10 taan riippumattomasti säätää. Mainittua säätöä kuvaa säätöyksikkö 40, johon tuodaan esim. paperikoneen prosessitietokoneen mittaustuloksia formerin toiminnasta. Mitoittamalla aluksi imuvyöhykkeiden 11a ja 11b sektoreiden a ja b suuruudet, muodostuskengän 12 kaarevuussäteiden R..R,, ja R, sekä pituuksien L.,1,, ja Lc suuruudet tarkoituksenmukaisiksi ja 15 säätämällä formerin tomiessa painetasoja p, ja p3 sekä p,,pb ja pe ohjausjärjestelmän 40,43 avulla saadaan muodostusosan toiminta esiintyvillä rainan nopeuksilla ja valmistettavilla paperilaaduilla ja massalaaduil-la optimoiduksi niin, että lopputuloksena on mahdollisimman hyvä radan formaatio, retentio ja sen vastakkaisten pintojen ja koko rakenteen 20 symmetria.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetyistä.

Claims (7)

8 83977

1. Paperikoneen kitaformeri, joka käsittää alaviirasilmukan (10) ja yläviirasilmukan (20), jotka yhdessä rajoittavat pääasiallisesti vaa- 5 kasuuntaisen kaksiviiraisen muodostusvyöhykkeen, joka alkaa muodostus-kidasta (G), joka rajoittuu ylä- ja alaviiran (10,20) väliseen kiila-maisesti suppenevaan tilaan ja jonka muodostuskidan (G) alueella on alaviirasilmukan (10) sisällä ensimmäinen muodostustela (11), sen jälkeen avoimella ohjauskannella (26) varustettu muodostuskenkä (12), 10 jonka sisätila on jaettu ainakin kahteen peräkkäiseen imukammioon (12a,12b,12c), joissa vaikuttavien alipaineiden tasot (p,,pb,pc) on järjestetty aseteltavaksi, sopivimmin erikseen säädettäväksi; ja jonka muodostuskengän jälkeen alaviirasilmukan (10) sisällä on joukko vedenpoistoelimiä (13a,13b), jotka ohjaavat kaksiviiraista vyöhykettä 15 alaspäin, joiden jälkeen raina (W) on järjestetty seuraamaan alaviiraa (10), jolta se irrotetaan pick-up-kohdassa (P) ja siirretään pick-up-kudokselle (19) tai vastaavalle, jossa formerissa on muodostuskidan (G) alueella tai välittömästi sen jälkeen ensimmäisen muodostustelan (11) sisällä ensimmäinen imuvyöhyke (11a) ja välittömästi sen jälkeen saman 20 muodostustelan (11) sisällä toinen imuvyöhyke (11b), jotka imuvyöhyk-keet (11a,11b) sijaitsevat muodostuskidan (G) puoleisella ensimmäisen muodostustelan (11) yläneljänneksellä ja joiden imuvyöhykkeiden ali-painetasot (p,,p2) ovat säädettäviä, sopivimmin erikseen, tunnet-t u siitä, että muodostuskidan (G) alueelle sovitetun muodostustelan 25 (11) jälkeen oleva muodostuskenkä (12) on järjestetty ohjaamaan kaksi viiraista muodostusvyöhykettä alaspäin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kitaformeri, tunnettu siitä, että kaksiviiraisen muodostusvyöhykkeen korkein lakikohta (K) on jär- 30 jestetty muodostuskengälle (12), sopivimmin sen keskialueelle.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kitaformeri, tunnettu siitä, että muodostuskengässä (12) on ainakin kaksi, sopivimmin kolme, välittömästi peräkkäistä imukammiota (12a,12b,12c), jotka on erikseen 35 yhdistetty tasoltaan säädettävään alipaineeseen (p,,pb,pc) niin, että li 9 83977 muodostuskengän (12) ohjauskannen reikien tai rakojen (27) kautta muodostuvaan rainaan vaikuttava alipainetaso on säädettävissä.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen kitaformeri, tunnet-5 t u siitä, että muodostuskengässä (12) on kolme peräkkäistä imukam- miota (12a,12b,12c), joiden pituudet ovat alueilla, ensimmäisen pituus 1^ - 0,4-0,8 m, toisen pituus 1^, -0,35-0,75 m ja kolmannen pituus Lc - 0,30-0,70 m, ja että mainittujen imukammioiden (12a,12b,12c) kohdalla olevien listaohjauskansien (26) tai vastaavien kaarevuussäteet 10 ovat alueilla ensimmäisen R, - 3,0-5,0 m, toisen Rb - 3,0-4,5 m ja kolmannen Rc - 2,5-3,5 m.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kitaformeri, joka on tarkoitettu etenkin uusiin paperikoneisiin, tunnettu siitä, että 15 mainitun muodostuskengän (12) jälkeen kaksiviirainen vyöhyke suuntautuu juoksultaan olennaisesti suorana juoksuna alaviistoon kulmassa (c), joka on c -10-40° ja jolla suoralla juoksulla on alaviirasilmukan sisällä vedenpoistoelimiä, sopivimmin tasoimulaatikoita (13a,13b), joista jälkimmäinen (13b) varmistaa sen, että raina (W) seuraa alaviiraa (10) 20 kun yläviira (20) johtotelansa (23) ohjaamana eroaa siitä (kuvio 1).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kitaformeri, joka on tarkoitettu etenkin tasoviiraosien uusintoihin, tunnettu siitä, että mainitun muodostuskengän (12) jälkeen on alaviirasilmukan (10) 25 sisällä kaksiviirajuoksua ohjaava kääntötela (17), joka kääntää viirojen (10,20) yhteisen juoksun jyrkästi alaspäin, minkä jälkeen seuraa ylä-viirasilmukan (20) sisällä oleva kääntötela (25), joka ohjaa viirojen (10,20) juoksun entisen tasoviiraosan yläjuoksun tasoon (T-T) tai sen lähelle (kuvio 2). 30

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kaksiviiraformeri, tunnettu siitä, että mainittu alaviirasilmukan (10) sisällä oleva kääntötelan (17) lakikohta on olennaisesti samalla korkeudella kuin ensimmäisen muodostustelan (11) lakikohta ja että kaksiviiravyöhykkeen lakikohdan 35 (K) korkeusero (H) mainittuun alaviiran tasoon (T-T) nähden on H - 1,0-3,0 m, sopivimmin H - 1,5-2,5 m (kuvio 2). 10 83977