FI124986B - Menetelmä metallihihnakierrolla varustetussa käsittelylaitteessa ja menetelmää soveltava käsittelylaite - Google Patents

Description

Menetelmä metallihihnakierrolla varustetussa käsittelylaitteessa ja menetelmää soveltava käsittelylaite

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä paperi-/pehmopaperi-/kartonki- tai jälkikäsittelykoneen metallihihnakierrolla varustetussa käsittelylaitteessa metallihihnan ja vastinelimen välisessä käsittelyalueessa käsiteltävässä kuiturainassa esiintyvien konesuuntaisten virheiden vaikutuksen minimoimiseksi, joka käsittelylaite on varustettu elimillä metallihihnan ohjaamiseksi sen poikittaissuunnassa. Keksinnön kohteena on myös paperi-/pehmopaperi/-kartonki- tai jälkikäsittelykoneen metallihihnakierrolla varustettu kuiturainan käsittelylaite.

Esim. paperinvalmistuslinjassa eri rakenneryhmissä voi esiintyä radan poik-kisuuntaista poikkeamaa (kulumista, virheellistä profilointia jne.), jotka aiheuttavat valmistettavaan paperiin tai kartonkiin poikittaisprofiilin virheen, kuten kaliiperi-, kosteus-, kiilto- tai neliömassavirheen. Tämä säännöllinen virhe voi näkyä sellaisenaan lopputuotteessa tai sinänsä hyvin pieni virhe, esim. paksuusvirhe, voi aiheuttaa ongelmia rullauksessa ja/tai pituusleikkauksessa, sillä rullassa on tuhansia kerroksia paperia ja säännöllinen konesuuntainen virhe kertautuu tullen siten esiin.

Valmistettavassa rainassa esiintyvä säännöllinen virhe kuluttaa lisäksi ajan kuluessa muita rakenneryhmiä, kuten kalanterien teloja, liimapuristimen teloja, päällystysasemien vastateloja jne., mikä puolestaan pahentaa lopputuotteessa näkyvää profiilivirhettä.

Eräissä tapauksissa on mahdollista että aikaisemmissa prosessivaiheissa olevista virheistä johtuen paperin virheellinen paksuus- ja kosteusprofiili aiheuttaa pidemmän ajan kuluessa metallihihnakierrolla varustetussa käsittelylaitteessa metallihihnaan säännöllisiä konesu unta isiä kulumia, jotka puolestaan aiheuttavat paperiin paksuusprofiilivirhettä. Tällainen käsittelylaite on esimer kiksi metallihihnakalanteri. Esimerkkejä muista metallihihnakierrolla varustetuista käsittelylaitteista on löydettävissä esim. julkaisuista W003/064761 AI ja WO03/064762 AI.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada ratkaisu, jolla kuiturai-nassa olevien virheiden vaikutus käsittelylaitteessa olevan metallihihnan kulumiseen ja siitä aiheutuviin kuiturainan paksuusvaihteluihin sekä lopputuotteen laatuun saadaan minimoiduksi tai edullisesti kokonaan eliminoiduksi. Tämän päämäärän saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että metallihihnaa ohjataan ajon aikana siten, että se suorittaa oskilloivaa poikittaisliikettä, jonka suuruus ja nopeus ovat säädettävissä. Säätö voi tapahtua esim. kuiturainassa ja/tai metallihihnassa olevan virheen laajuuden tai esim. radan reunan sijainnin mukaisesti. Keksinnön mukaiselle laitteistolle on puolestaan tunnusomaista se, että laitteistoon kuuluu välineet metallihihnan ohjaamiseksi ajon aikana siten, että se suorittaa oskilloivaa poikittaisliikettä, jonka suuruus ja nopeus ovat säädettävissä.

Metallihihnan oskillointi ei poista metallihihnan kulumista aiheuttavaa kuiturainan virhettä sinänsä, mutta tasoittaa kuiturainan virheen vaikutuksen metallihihnan kulumiseen ja metallihihnassa olevan virheen vaikutuksen kuitu-rainaan olennaisesti kokonaan ollessaan riittävän laajaa suhteessa virheen kokoon. Oskilloinnin laajuus voi olla esim. alueessa ±10 - ±30mm ja se voi tapahtua esim. tasaisella nopeudella kumpaankin suuntaan tai myös jaksottaisesti. Hihnan kuluminen kuiturainassa olevien virheiden johdosta on suhteellisen hidasta ja se voi tulla esiin jopa vasta useiden kuukausien käytön jälkeen. Tällöin oskillointi voi olla hyvinkin hidasta ja edetä edullisesti jaksoittain. esim. 1 mm kerrallaan ja sitten pysähdys useammaksi minuutiksi. Hitaalla oskilloinnilla tarkoitetaan tämän hakemuksen yhteydessä n. tunnista jopa useisiin tunteihin ulottuvaa kestoaikaa yhden edestakaisen poikittaissuuntaisen liikkeen suorittamiseksi. Oskillointi estää myös hihnassa mahdolli sesti esiintyvistä virheistä johtuvan konesuuntaisen paksuusvirheen kumuloitumisen rulliin.

Oskillointi auttaa myös niissä tapauksissa joissa hihna vaurioituu pantamaisesti esimerkiksi hihnakierron sisään joutuneen vieraan esineen takia tai kaa-variin tarttuneen kovan, kuluttavan esineen, esim. kiven, takia. Haluttaessa tasoittaa tällaisen hihnassa olevan yksittäisen virheen vaikutus lopputuotteeseen suoritetaan oskillointi edullisesti suhteellisen nopeasti. Nopealla oskil-loinnilla tarkoitetaan tämän hakemuksen yhteydessä kestoajaltaan alle tunnin olevaa metallihihnan yhden edestakaisen poikittaisliikkeen kestoaikaa, edullisesti n. minuutista useampien minuuttien tai muutamien kymmenien minuuttien kestoaikaa.

Oskillointi siirtää koko ajan radan reunan kohdalla hihnaan vaikuttavan suurimman vaihtojännityksen paikkaa parantaen siten hihnan väsymiskestoa. Oskilloinnin avulla voidaan lisäksi tasata metallihihnan ohjaustelan poikittais-virheistä aiheutuvaa virhettä metallihihnassa.

Hihnan oskillointi poistaa hihnan kaavareitten ja puhdistuslaitteitten oskilloin-titarpeen halventaen siten konstruktiota.

Oskilloinnin toteuttamiseen voidaan käyttää jo olemassa olevia metallihihnan ohjauselimiä modifioimalla niitä siten, että metallihihnaa saadaan siirrettyä hallitusti edestakaisin hihnan poikittaissuunnassa. Esimerkkinä tällaisista oh-jauselimistä voidaan mainita hakemuksessa FI20035124 esitetty ratkaisu, jossa ohjauselimet on järjestetty automaattisesti pitämään hihnan olennaisesti siirtymättömänä hihnan poikittaissuunnassa. Ohjauselimet sallivat hihnan liikkuvan ainoastaan hyvin pienen matkan alueessa n. 0,1-1 mm. Nämä ohjauselimet voidaan modifioida toimimaan siten, että ne siirtävät hihnaa poikittaissuuntaisesti edestakaisin säädettävissä olevan matkan, esim. alueessa ±10 - ±30mm, säädettävissä olevalla nopeudella.

Seuraavaksi keksintöä selitetään viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa:

Kuvio 1 esittää edestä nähtynä kaaviollisena kuvantona erästä metallihih-nalla varustettua käsittelylaitetta, jossa voidaan soveltaa keksinnön mukaista menetelmää.

Kuviossa 1 on esitetty esimerkkinä edestä nähtynä kuvantona eräs keksinnön mukaista menetelmää soveltava käsittelylaite, joka on toteutettu metallihih-nakalanterina 1. Kuviossa 1 on esitetty ainoastaan keksinnön kuvaamisen kannalta olennainen osa metallihihnakalanterista, jossa on esim. pehmeäpin-tainen polymeeritela 2, joka on tuettu akseliltaan laakeripukkeihin 10 ja 11 järjestettyihin laakereihin. Polymeeritela 2 voi olla kiinteäakselinen tai akseli voi pyöriä telavaipan mukana. Polymeeritelan 2 läheisyyteen on järjestetty aksiaalissuunnassa samansuuntaisesti polymeeritelaan 2 nähden ohjaustela 4, joka on tuettu akselin päistä laakeripukkeihin 12 ja 13. Tela 4 voidaan ajatella toteutettavaksi myös sisäpuolisesti keskeltä laakeroituna telana.

Polymeeritelan 2 ja ohjaustelan 4 vaippojen ympärille on sovitettu kulkemaan päätön metallihihna 6. Hihna 6 kiertää telojen 2 ja 4 telavaippojen mukana suljettua lenkkimäistä rataa pitkin tietyssä asemassa telojen aksiaalisuunnas-sa. Hihnakalanteriin 1 kuuluu myös vastatela 3, joka on järjestetty polymeeri-telan 2 kanssa nipin N muodostavaan kosketukseen. Tällöin ns. nippivyöhyke muodostuu päättömän metallihihnan 6 ja vastatelan 3 väliin. Käsiteltävä kui-turaina 9 viedään nippivyöhykkeen N läpi kalanteroimista varten ja eteenpäin jatkokäsittelyä varten.

Hihnan 6 telojen 2 ja 4 väliin jäävä osa kiristetään ohjaustelan 4 avulla, etenkin ohjaustelan 4 päätyjen yhteyteen, edullisesti laakeripukkeihin 12 ja 13 sijoitettujen hihnan 6 kiristysvälineiden 14, 16 ja 15, 17 avulla. Osana kiris-tysvälineisiin kuuluu tässä ohjaustelan 4 päihin laakeripukkien 12 ja 13 yhtey teen sijoitetut hydraulisylinterit 14 ja 15, joilla kohdistetaan voimat ohjauste-lan 4 päihin. Pneumaattisia sylintereitä tai muita tunnettuja laitteita voiman kohdistamiseksi voidaan vaihtoehtoisesti käyttää. Tämän lisäksi laakeripukit 12 ja 13 on tuettu esimerkiksi liukulaakereiden tai lineaarijohteiden 16 ja 17 avulla siten että, ohjaustela 4 pääsee liikkumaan olennaisesti jommankumman sylinterin 14 tai 15 tai kummankin sylinterin liikesuuntien eli kuormituksien suunnan määräämän tason suunnassa. Liukulaakerit tai lineaarijohteet 16 ja 17 ottavat siis vastaan hihnan 6 telaan 4 kohdistuvia voimia ja muita ohjaustelaan 4 sekä laakeripukkeihin 12 ja 13 kohdistuvia voimia, jotka mahdollisesti pyrkivät myös liikuttamaan ohjaustelaa 4 edellä mainitun tason suhteen poikittaisessa suunnassa.

Ensimmäisellä sylinterillä 14 kohdistetaan ohjaustelan 4 vastaavaan päähän voima Fia, jolloin hihna 6 kiristyy voiman Fia vaikutuksesta ohjaustelan 4 telavaippaa vasten. Haluttu kireys saadaan aikaan syöttämällä sylinterille 14 sylinterin 14 hydraulipiiriin 18a kuuluvan paineenalennusventtiilin ja edelleen syöttölinjan 20, 20a kautta säädetty hydraulinen paine. Vastaavasti toisella sylinterillä 15 kohdistetaan ohjaustelan 4 vastaavaan päähän voima FiB, jolloin hihna 6 kiristyy voiman Fib vaikutuksesta ohjaustelan 4 telavaippaa vasten. Sylinterille 15 syötetään sylinterin 15 hydraulipiiriin 18a kuuluvan paineenalennusventtiilin ja edelleen syöttölinjan 20, 20b kautta säädetty hydraulinen paine. Hydraulista painetta voidaan säätää erikseen kummallekin sylinterille 14 ja 15 edullisesti noin 0-200 barin välillä, mutta se voi tarpeen mukaan tästä poiketa. Normaalissa ajotilanteessa sylintereiden 14 ja 15 pai-netilat ovat virtausyhteydessä keskenään ja tällöin telan 4 molempiin päihin kohdistuvat voimat Fia ja Fib ovat olennaisesti yhtä suuria ja näin ollen hihnan kireys 6 ja aksiaalisuuntainen asema pysyvät normaalissa ajotilanteessa olennaisesti muuttumattomina.

Kuviossa 1 on esitetty esimerkkitilanne, jossa hihnaa 6 on siirretty ohjaustelan 4 pituusakselin suunnassa matkan d verran oikealle säätämällä ohjauste- lan 4 päihin kohdistettavia voimia FiA ja FiB keskenään niin, että ohjaustela 4 kallistuu vasemman pään noustessa lineaarijohteiden 16 ja 17 tukemana sy-lintereiden 14 ja 15 liikkeen muodostaman tason suunnassa. Kuvion 1 tilanteessa oskil loi nti liike on suorittanut halutun liikematkan yhteen suuntaan ja sylintereihin 14, 15 kohdistettavat voimat on säädetty niin, että ohjaustela 4 kallistuu vastakkaiseen suuntaan oikean pään noustessa lineaarijohteiden 16 ja 17 tukemana sylintereiden 14 ja 15 liikkeen muodostaman tason suunnassa, jolloin hihna lähtee siirtymään takaisin vasemmalle halutulla nopeudella. Matka d on esitetty voimakkaasti liioiteltuna kuviossa 1 sen suuruuden ollessa edullisesti n. 10 mm - 30 mm:n välillä, hihnan 6 leveyden ollessa jopa yli 10m.

Claims (10)

1. Menetelmä paperi-/pehmopaperi-/kartonkikoneen tai jälkikäsittelykoneen metallihihnakierrolla (6) varustetussa käsittelylaitteessa (1) metallihihnan (6) ja vastinelimen (3) välisessä käsittelyalueessa (N) käsiteltävässä kuiturainas-sa (9) esiintyvien konesuuntaisten virheiden vaikutuksen minimoimiseksi, joka käsittelylaite (1) on varustettu elimillä (14, 15) metallihihnan ohjaamiseksi sen poikittaissuunnassa, tunnettu siitä, että metallihihnaa (6) ohjataan ajon aikana siten, että se suorittaa oskilloivaa poikittaisliikettä, jonka suuruus ja nopeus ovat säädettävissä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oski-loi nti liikkeen suuruus ja nopeus säädetään kuiturainassa ja/tai metallihihnas-sa olevan virheen mukaisesti.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskiloin-tiliikkeen suuruus ja nopeus säädetään käsiteltävän kuiturainan reunan sijainnin perusteella.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuiturainassa esiintyvän virheen vaikutus metallihihnan kulumiseen minimoidaan oskilloimalla metallihihnaa suhteellisen hitaasti.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskil-lointi tapahtuu jaksottaisesti.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskil-lointi tapahtuu tasaisella nopeudella.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metalli-hihnassa esiintyvän virheen vaikutus lopputuotteeseen minimoidaan oskilloi-malla metallihihnaa suhteellisen nopeasti.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallihihnan edestakaisen poikittaisliikkeen suuruus on alueessa ±10 - ±30mm.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallihihnan edestakaisen poikittaisliikkeen kestoaika on alueessa n. yhdestä minuutista useampaan tuntiin.

10. Paperi-/pehmopaperi-/kartonkikoneen tai jälkikäsittelykoneen metallihih-nakierrolla varustettu käsittelylaite (1), jossa on metallihihnan (6) ja vas-tinelimen (3) välinen käsittelyalue (N) kuiturainan (9) käsittelemiseksi, joka käsittelylaite on varustettu elimillä metallihihnan (6) ohjaamiseksi sen poikit-taissuunnassa, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu välineet (14, 15) metallihihnan (6) ohjaamiseksi ajon aikana siten, että se suorittaa oskilloivaa poikittaisliikettä, jonka suuruus (d) ja nopeus ovat säädettävissä.