FI104193B - Menetelmä ja laitteisto paperikoneen/kartonkikoneen perälaatikon ohikierron järjestämiseksi - Google Patents

Description

104193

Menetelmä ja laitteisto paperikoneen/kartonkikoneen perälaatikon ohikierron järjestämiseksi , Förfarande och anläggning för att ordna by-pass cirkulation 5 i en utloppsläda i en pappersmaskin/kartongmaskin 9

Keksinnön kohteena on menetelmä paperikoneen/kartonkikoneen perälaati-10 kon ohikierron järjestämiseksi, jossa menetelmässä johdetaan tuoremassa massalinjaa pitkin perälaatikolle.

Keksinnön kohteena on myös laitteisto paperikoneen/kartonkikoneen perä-laatikon ohikierron järjestämiseksi.

15

Paperikoneen lyhyen kierron tehtävinä ovat viiran läpäisseiden raaka-aineiden ja veden palauttaminen takaisin perälaatikkoon, perälaatikolle syötettävän massan laimentaminen, perälaatikolle syötettävän massan puhdistaminen sekä lisäaineiden, väliaineiden ja kemikaalien sekoitta-20 minen massaan. Lyhyessä kierrossa ilma poistetaan kierrätettävästä nesteestä ja kierrätys pyritään toteuttamaan siten, että virtaama-, sakeus- ja painehäiriöt tasaantuvat.

Paperikoneiden nopeuksien jatkuva kasvu asettaa myös paperikoneen ly-25 hyen kierron prosessille yhä kasvavia vaatimuksia niin valmistusprosessin stabiilisuuden ja häiriöttömyyden kuin paperin laadun hallinnan kannalta. Myös jatkuvasti nopeutuvat painokoneet asettavat paperin laadulle entisestään tiukentuvia vaatimuksia.

30 Ilmanpoistosäiliön tultua osaksi lyhyen kierron prosessia nopeilla, painopapereita tuottavilla paperikoneilla jouduttiin samalla siirtymään « perinteisestä ns. yksipumppuprosessista kahdella päävirtauspumpulla toimivaan prosessiin. Kummassakin prosessijärjestelyssä tuoremassa , sekoitetaan viirakaivon alueella viiraveteen. Kaksipumppujärjestelmässä 35 on kuitenkin paperin laatua ja ajettavuutta häiritsevänä tekijänä paperin konesuuntainen neliömassavaihtelu, mikä johtuu toisaalta pumppujen ja sihtien painepulsaatioista ja toisaalta sekä säiliö- että putkines- 0 2 104193 tepintojen heilahteluiden aiheuttamista paine- ja sekoittumishäiriöis-tä. Vastaavia häiriöitä aiheuttavat muutkin syyt.

Paperikoneen lyhyen kierron prosessi on yleensä järjestetty niin, että 5 kaikki uusi kiintoaines, siis kuitu- ja täyteaineet, laimennetaan vii-ravedellä viirakaivon alueella. Täyteaineita on mahdollista syöttää myös myöhemmissä prosessivaiheissa. Yleensä kaikki kuituaines, joka on syötetty paperikoneen perälaatikkoon, on käsitelty ilmanpoistossa ja sitä edeltävässä tai seuraavassa pyörrepuhdistuksessa.

10

Kun suurilla konenopeuksilla käytetään perinteistä ohikierron kytkentää joko ilmanpoistimeen tai viirakaivoon, syntyy tehohäviöitä. Tehohäviö voi olla ohikiertoventtiilissä suuren painehäviön ja suuren virtaaman takia jopa yli 300 kW. Esim. kun painehäviö on ΔΡ « 100 mVp ja virtaama 15 Q » 300 1/s sekä pumpun hyötysuhde η «» 85 %, saadaan häviöksi 350 kW.

Keksinnön tarkoituksena on kehittää edelleen ennestään tunnettuja paperikoneen lyhyen kierron kytkentäjärjestelyjä ja tarjota uusia entistä edullisempia ratkaisuja kyseisiin järjestelyihin.

20

Keksinnön erityistarkoituksena on aikaansaada uusi kytkentäjärjestely, jolla vähennetään lyhyessä kierrossa esiintyviä tehohäviöitä.

Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada menetelmä, jonka avulla 25 voidaan estää painepulssien kiertäminen lyhyessä kierrossa.

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että massavirtaus johdetaan perälaatikon ohikiertolinjaa pitkin pai-30 neentasaussäiliöön ja edelleen paineentasaussäiliön kautta takaisin massalinjaan haarapisteessä, joka sijaitsee peränsyöttöpumpun jälkeen ja edelleen konesihtiin, jonka yhteydessä tulopaine on pienempi kuin lähtöpaine ja edelleen linjaan, joka johtaa perälaatikolle.

35 Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan tunnusomaista se, että laitteisto käsittää massalinjan tuoremassan johtamiseksi perälaatikolle 3 104193 ja ohikiertolinjan perälaatikolta massan johtamiseksi paineentasaussäi-liöön ja edelleen sen kautta takaisin massalinjaan ja että massalinja käsittää massan virtaussuunnassa haarapisteen jälkeen, jossa paineen-tasaussäiliön linja liittyy massalinjaan konesihdin, jonka yhteydessä 5 tulopaine on pienempi kuin lähtöpaine siihen linjaan, joka johtaa perä-laatikolle .

Keksinnön mukaisessa järjestelyssä käytetään konesihtinä sellaista sihtiä, jolla on ns. negatiivinen painehäviö. Tällöin sen akseptipaine 10 on roottori- ja virtausjärjestelyin suurempi kuin syöttöpaine. Keksinnön mukaisessa menetelmässä perälaatikon ohikierto toteutetaan paineen-tasaussäiliön kautta ja viedään peränsyöttöpumpun jälkeiseen linjaan.

Ominaisuuksiltaan edellä kuvatunlainen konesihti on Valmetin TAP-kone-15 sihti, joka on esitetty FI-patenttijulkaisussa 82496. TAP-konesihti käsittää vaipan sisään sijoitetun aukollisen lajittelupinnan, elimen lajittelupinnan käsittelemiseksi sekä liikkeiden aikaansaamiseksi ja säätösiivekkeistön, jotka on järjestetty pyörimään lajittelupinnan keskiöviivan suuntaisen akselin ympäri. Säätösiivekkeistön pyörimis-20 nopeus ja säätösiivekkeiden säteissuuntainen ulottuvuus on säädettävissä .

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella voidaan tehokkaasti eliminoida suuret paine- ja tehohäviöt. Häviöt pienenevät noin neljään 25 prosenttiin verrattuna tunnetuissa laitteissa esiintyviin häviöihin.

Keksinnön mukaisessa järjestelyssä tarvittava pumppauskapasiteetti pienenee, mistä on seurauksena vähäisempi energian tarve. Myös investointikustannuksia voidaan supistaa. Keksinnön merkittävänä etuna voidaan 30 myös mainita lyhyessä kierrossa esiintyvien pulssivaihteluiden vai- meneminen. Perinteisessä lyhyen kierron ohikytkennässä esiintyy usein painepulssin kiertämistä ja vahvistumista, josta on haittaa paperin konesuuntaisen neliömassan stabiilisuudelle. Käyttämällä osittain paineilmalla täytettyä laimennussäiliötä estetään pulssien kiertäminen ja 35 vahvistuminen.

4 104193

Seuraavassa keksinnön lähtökohtana olevaa tekniikan tasoa ja keksinnön eräitä edullisia sovellusesimerkkejä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin eräisiin lyhyen kierron prosessijärjestelyihin.

5

Kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaista lyhyen kierron prosessijärjes-telyä, jossa perälaatikon ohikierto johdetaan ilmanpoistosäiliöön.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista lyhyen kierron prosessijärjestelyä.

10 ’ Kuvio 3 esittää poikkileikkausta keksinnön toteuttamiseen käytetystä konesihdistä.

' Kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaista paperikoneen lyhyen kierron 15 prosessia. Tässä ratkaisussa perälaatikon ohikierto johdetaan ilmanpoistosäiliöön 20. Kuvion 1 mukaisesti perälaatikko 10 syöttää huuli-aukkonsa 11 kautta massasuspensiosuihkun J rintatelan 14 yli kulkevalle 1 muodostusviiralle 13. Viiran 13 silmukan sisällä on vedenkeräyslaitteet 15, jotka johtavat viiran 13 läpi poistuneen veden virtauksena F4 viira-20 kaivoon 16. Viirakaivossa 16 tuoremassa Fm laimennetaan perälaatikko- sakeuteen, joka on luokkaa 1 %. Laimennus tapahtuu virtauksena Fx tulevalla viiravedellä.

Viirakaivon 16 vapaan massapinnan Sj yläpuoli on yhdistetty yhteellä 16c 25 ulkoilman paineeseen. Kuvion 1 mukaisesti lyhyessä kierrossa on kaksi päävirtauspumppua 17a ja 17b. Ensimmäinen pumppu 17a syöttää perälaa-tikkosakeuteen laimennetun massavirtauksen F5 pyörrepuhdistimien 18 kautta virtauksena F6 ilmanpoistosäiliöön 20. Ilmanpoistosäiliössä 20 on alipaineinen ilmatila 20a massan vapaan pinnan S0 yläpuolella. Massan 30 pinnan korkeuden määrää säiliön 20 ylijuoksu 21, jonka yli juoksee massavirtaus F8, josta ilma on poistettu. Tämä virtaus Fg johdetaan viirakaivon 16 sekoitusalueelle 16b. Mainitulle sekoitusalueelle 16b tuodaan lisäksi paluuvirtaus F4 pyörrepuhdistimilta 18 sekä tuoremassa-virtaus Fm.

35 5 104193

Ilmanpoistosäiliön 20 alaosasta johdetaan massavirtaus F7 toisen massa-pumpun 17b imupuolelle. Tämän pumpun 17b painepuoli on yhdistetty kone-sihdin 19 välityksellä perälaatikon 10 jakotukkiin 12 sen tulomassavir-tauksen Fin syöttämistä varten. Perälaatikon 10 jakotukin 12 ohivirtaus 5 Fout palautetaan ilmanpoistosäiliön 20 alaosaan venttiilin V kautta tai viirakaivoon venttiilin V' kautta. Venttiilissä V,V' muodostuu teho-häviötä, jonka pienentäminen on tämän keksinnön tarkoituksena.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukainen perälaatikon ohikiertokytken-10 tä. Keksinnön mukaisesti perälaatikon 10 ohikierto Fout johdetaan pai-neentasaussäiliöön 40. Säätimet 44 ja 45 säätävät paineentasaussäiliön 40 pinnan S7 vakioksi säätämällä paineilman määrää venttiilien Vj ja V2 välityksellä. Paineilmaa johdetaan paineentasaussäiliöön 40 linjasta Li, johon on liitetty venttiili Vx. Paineilmaa poistetaan paineentasaus-15 säiliöstä 40 linjaan L2, johon on liitetty venttiili V2. Paineentasaussäiliön 40 mitoilla ja ilmatilan tilavuudella valitaan taajuus, jota paineentasaussäiliö 40 ensisijaisesti vaimentaa. Näin estetään haitallisten painepulssien esiintyminen ohikierrossa. Massavirtaus ohjataan paineentasaussäiliöltä 40 haarapisteeseen Hlf joka sijaitsee peränsyöt-20 töpumpun 41 jälkeisessä linjassa L3 ja siitä edelleen konesihdille 42. Konesihdin 42 aksepti viedään perälaatikolle 10 linjan L4 välityksellä. Kuvioon 2 on merkitty myös paine P3 ennen konesihtiä ja P2 konesihdin jälkeen. Tämän tyyppisessä konesihdissä paine P2 > P1( mihin ominaisuuteen keksinnön mukainen järjestely perustuu.

25

Kuvion 2 mukaisesti konesihdin 42 rejekti viedään rejektisihdille 43, joka on samantyyppinen kuin konesihti 42. Rejektisihdin 43 aksepti viedään paineentasaussäiliöön 40 linjan L7 välityksellä. Keksinnön mukainen kytkentäjärjestely voidaan toteuttaa myös ilman rejektisihtiä 30 43.

Kuvio 3 esittää poikkileikkausta keksinnön toteuttamiseen käytetystä TAP-tyyppisestä konesihdistä. Konesihdin vaipan 51 sisään on sijoitettu aukollinen lajittelupinta 53, jota vasten säätösiivekkeet 52 tuovat 35 käsiteltävän massan. Säätösiivekkeiden 52 pyörimisnopeus ja säteissuun-tainen ulottuvuus on säädettävissä. Massa tuodaan konesihtiin tuloaukon 6 104193 54 kautta. Aksepti poistuu konesihdistä poistoaukon 55 kautta ja rejek-ti poistetaan poistoaukon 56 kautta.

Edellä esitetyllä tavalla on saatu aikaan lyhyen kierron prosessijär-5 jestely, jossa virtaus- ja painehäiriöiden vaikutus massasuihkuun J saadaan minimoitua.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaih-10 della ja poiketa huomattavastikin edellä vain esimerkinomaisesti esitetystä.

r

Claims (8)

1. Menetelmä paperikoneen/kartonkikoneen perälaatikon ohikierron järjestämiseksi, jossa menetelmässä johdetaan tuoremassa massalinjaa 5 (L3,L4) pitkin perälaatikolle (10), tunnettu siitä, että massa- virtaus (Fout) johdetaan perälaatikon (10) ohikiertolinjaa (L5) pitkin paineentasaussäiliöön (40) ja edelleen paineentasaussäiliön (40) kautta takaisin massalinjaan (L3) haarapisteessä (H3) , joka sijaitsee perän-syöttöpumpun (41) jälkeen ja edelleen konesihtiin (42), jonka yhteydes-10 sä tulopaine (P3) on pienempi kuin lähtöpaine (P2) ja edelleen linjaan (L4), joka johtaa perälaatikolle (10) .

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, 15 att pä rejektsidan av maskinsilen (42) anordnas en rejektsil (43), tili vilken rejektmassan frän maskinsilen (42) leds längs en linje (L6) och frän vilken acceptmassan frän rejektsilen (43) leds tili tryckutjäm-ningsbehällaren (40) längs en linje (L7) . 20 3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att trycket efter maskinsilen (42) är större än trycket före maskinsilen (42).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että konesihdin (42) rejektipuolelle järjestetään rejektisihti (43), 15 johon konesihdin (42) rejektimassa johdetaan linjaa (L6) pitkin ja josta rejektisihdin (43) akseptimassa johdetaan paineentasaussäiliöön (40) linjaa (L7) pitkin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 20 siitä, että paine konesihdin (42) jälkeen on suurempi kuin paine ennen konesihtiä (42) .

4. Anläggning för att ordna by-pass-cirkulation i en inloppsläda i en 25 pappersmaskin/kartongmaskin, kännetecknad därav, att an-läggningen omfattar en massalinje (L4) för ledande av färsk massa tili inloppslädan (10) och en by-pass-linje (L5) frän inloppslädan (10) för ledande av massa tili en tryckutjämningsbehällare (40) och vidare genom denna tillbaka tili en massalinje (L3) och att massalinjen (L3) omfattar 30 i strömningsriktningen av massan efter en grenpunkt (H3) , där linjen frän tryckutjämningsbehällaren (40) förenar sig med massalinjen (L3) , en maskinsil (42), vid vilken ingängstrycket är mindre än utgängstrycket i den linje (L4) som leder tili inloppslädan (10) .

4. Laitteisto paperikoneen/kartonkikoneen perälaatikon ohikierron järjestämiseksi, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää massa- 25 linjan (L4) tuoremassan johtamiseksi perälaatikolle (10) ja ohikierto-linjan (Ls) perälaatikolta (10) massan johtamiseksi paineentasaussäiliöön (40) ja edelleen sen kautta takaisin massalinjaan (l3) ja että massalinja (L3) käsittää massan virtaussuunnassa haarapisteen (H3) jälkeen, jossa paineentasaussäiliön (40) linja liittyy massalinjaan (L3) 30 konesihdin (42), jonka yhteydessä tulopaine on pienempi kuin lähtöpaine siihen linjaan (L4) , joka johtaa perälaatikolle (10) .

5. Anläggning enligt patentkravet 4, kännetecknad därav, att maskinsilen (42) i den tili inloppslädan (10) ledande linjen (L3,L4) 10 104193 har följande konstruktion: maskinsilen (42) omfattar en mantel (51), en öppningsförsedd silningsyta (53), reglerskovlar (52), en ingängslinje (54), en acceptlinje (55) och en rejektlinje (56).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnet tu siitä, että konesihti (42) perälaatikolle (10) johtavassa linjassa (L3,L4) on 35 rakenteeltaan seuraava: konesihti (42) käsittää vaipan (51), aukollisen 8 104193 lajittelupinnan (53), säätösiivekkeet (52), sisäänmenolinjan (54), akseptilinjan (55) ja rejektilinjan (56).

6. Anläggning enligt patentkravet 4 eller 5, kännetecknad därav, att pä rejektsidan av maskinsilen (42) är anordnad en rejektsil (43), vars rejekt är anordnat att ledas till tryckutjämningsbehällaren (40) .

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laitteisto, tunnettu 5 siitä, että konesihdin (42) rejektipuolelle on järjestetty rejektisihti (43), jonka rejekti on järjestetty johdettavaksi paineentasaussäiliöön (40) .

7. Anläggning enligt nägot av patentkraven 4-6, känneteck nad därav, att ett reglerorgan (45) reglerar en ventil (νχ) för styrning av tryckluft genom en linje (Ll) tili tryckutjämningsbehällaren (40) för regiering av nivän av ytan (S^ i tryckutjämningsbehällaren (40) . 15

7. Jonkin patenttivaatimuksen 4-6 mukainen laitteisto, tunnettu 10 siitä, että säätöelin (45) säätää venttiiliä (Vx) paineilman ohjaamiseksi linjan (1^) kautta paineentasaussäiliöön (40) paineentasaussäiliön (40) pinnan (Sx) korkeuden säätämiseksi.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen laitteisto, tunnettu 15 siitä, että säätöelin (44) säätää venttiiliä (V2) paineilman poistamiseksi linjan (L2) kautta paineentasaussäiliöstä (40) paineentasaussäiliön (40) pinnan (S^ korkeuden säätämiseksi. 1 9 104193 ' 1. Förfarande för att ordna by-pass-cirkulation i en inloppsläda i en pappersmaskin/kartongmaskin, vid vilket förfarande färsk massa leds ' 5 längs en massalinje (L3,L4) tili inloppslädan (10), känneteck- n a t därav, att en massaströmning (Fout) leds längs en by-pass-linje (Ls) frän inloppslädan (10) tili en tryckutjämningsbehällare (40) och vidare genom tryckutjämningsbehällaren (40) tillbaka tili massalinjen (L3) vid en grenpunkt (H3) , som är belägen efter en bakre matarpump (41) 10 och vidare tili en maskinsil (42) , vid vilken ingängstrycket (P3) är mindre än utgängstrycket (P2) och vidare tili linjen (L4), som leder tili inloppslädan (10).

7 104193

8. Anläggning enligt nägot av patentkraven 4-7, kännetecknad därav, att ett reglerorgan (44) reglerar en ventil (V2) för avlägsning av tryckluft genom en linje (L2) frän tryckutjämningsbehällaren (40) för regiering av nivän av ytan (Sx) i tryckutjämningsbehällaren 20 (40) . V