SE465968B - Anordning foer beroeringsfri stabilisering, uppbaerning och/eller torkning av en roerlig bana samt anvaendning av en saadan anordning - Google Patents

Description

465 968 10 15 20 25 30 35 2 värmeöverföringskoefficientfördelning i banans längdrikt- ning, vilket kan ge upphov till bristfällig kvalitet hos banan som skall behandlas. En ytterligare nackdel vid an- vändning av övertrycksmunstycken är att de på grund av sitt övertryck inte kan användas för ensidig behandling av banan.

Vad gäller patentlitteratur som hänför sig till före- liggande uppfinning hänvisas till följande patentpublika- tioner: US-3 587 177, DE-A-2 020 430 och FI-B-42 522.

Karakteristiskt för konstruktionen av undertrycks- munstycken som är kända från ovannämnda US-A-3 587 177 samt DE-A-2 020 430 är att den munstycksspringa som öppnar sig på ingångskantsidan av munstyckenas bäryta sträckes ut till den krökta styryta för strömningen som ansluter sig till bärytans främre kant på sådant sätt, att strömmen bringas att följa bärytan. Nackdelen med dessa kända mun- stycken är att blåsningen i banans riktning strävar att ejektera redan avkyld torkningsgas från föregående sugut- rymme genom att temperaturskillnaden härvid sänks mellan banan och torkningsgasen och därmed värmeöverföringsför- mágan. I dessa munstycken är avståndet mellan banan och bärytan mycket litet (2-3 mm), vilket ställer höga krav på jämnheten och rakheten hos torkningsytan (bärytan), som består av munstycken. Detta ställer konstruktionsmässigt höga krav på framställningen av breda (> 3 m) munstycken, som sträcker sig över banan.

I nämnda skrift FI-B-42 522 beskrivs ett munstycke, där luften blåses på den ena sidan av banan i strålar, som är väsentligen parallella med banan och som förorsakar diskontinuerliga ställen i banans breddriktning, varför värmeöverföringsförmågan blir ojämn. Av samma skäl för- sämras också banans stabilitet, och medelst detta mun- stycke kan man inte behandla tunna banor på grund av det fladder som uppstår i dessa. Medelst detta munstycke kan man inte heller använda sig av höga blåshastigheter, och munstycket lämpar sig inte för dubbelsidiga behandling av banan. 10 15 20 25 30 35 465 968 3 Dessutom hänvisas till sökandens FI-B-68 723, där ett lufttorkningsmunstycke kännetecknas av att munstycks- springan är belägen före nivån på ingångskanten hos den krökta styrytan i gasens strömningsriktning och att för- hållandet mellan bredden på munstycksspringan och krök- ningsradien på nämnda styryta är så vald vid uppträdande gasströmningshastigheter att gasströmningen lösgör sig från den krökta styrytan väsentligen före dess utgångs- kant. Fakta som upptäckts i samband med ovannämnda FI- skrift kan i tillämpliga delar användas också i samband med denna uppfinning.

Med nuvarande högproduktiva pappersframställnings- eller vidareförädlingsmaskiner blir de anordningar som består av ifrågavarande munstycken stora, upptar ett stort utrymme och blir dyra. På grund av den låga stabilise- ringsförmågan hos kända munstycken har vidare den ensidiga behandlingen av tunga ämnesbanor tidigare varit möjlig endast i horisontalplanet under det att blåsningen skett underifrån banan. Detta faktum har tenderat att begränsa planeringen av torkningspartiet och ökat storleken på maskinen och byggnaden. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att undvika ovannämnda nackdelar och att åstadkomma en sådan mun- stycksanordning som baserar sig pà undertrycksprincipen, där speciellt stabiliseringsförmågan vid användning av anordningen kan förbättras.

De fria oburna dragen hos pappersbanan i pappers- maskinens torkningsparti utgör en riskfaktor på grund av risken för banbrott, eftersom banan på dessa fria sträckor tenderar att fladdra då den är oburen. Problemet är spe- ciellt framträdande vid sådana torkningsgrupper i pappers- maskinen som har drag med dubbel vira, där pappersbanan löper från en cylinderrad till en annan i fritt drag. Vad gäller dessa problem hänvisas till sökandens patent US-A-4 075 768, där man eftersträvar att eliminera ifråga- varande problem genom att korta av nämnda fria drag. Också en sådan lösning har inneboende problem och begränsningar. 465 968 10 15 20 25 30 35 4 Ett ändamàl med föreliggande uppfinning är sålunda att åstadkomma en beröringsfri stabiliseringsanordning för en pappersbana, som lämpar sig att användas i torknings- partierna hos en pappersmaskin på de fria sträckorna av banan i de grupper som har drag med dubbel vira för att stabilisera banan.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en sådan anordning som lämpar sig att användas också pá andra ställen i pappersmaskinen än på ovannämnda ställe för att stabilisera banan. Uppfinningen är också tillämpbar på svävtorkar, limpressar och på andra drag- och behandlingsställen i pappersmaskinen efter belägg- ningsanordningarna.

I detta sammanhang må poängteras att ändamålet med föreliggande uppfinning är att vidareutveckla stöd-, tork- nings- och/eller stabiliseringsanordningar för en konti- nuerlig bana som uttryckligen baserar sig pà undertrycks- munstycken.

Dessa och andra ändamål, som kommer att framgå av efterföljande beskrivning, har nu uppnåtts medelst en an- ordning, vilken är av den inledningsvis beskrivna typen och vilken enligt uppfinningen dessutom har de särdrag som anges i den kännetecknande delen av efterföljande patent- krav 1. Föredragna utföringsformer av uppfinningen anges i efterföljande underordnade patentkrav 2-8. Ändamålen upp- nås även genom användning enligt efterföljande patentkrav 9 och 10.

I det följande beskrivs uppfinningen i detalj under hänvisning till några utföringsexempel av uppfinningen som visas i figurerna på bifogade ritningar. Uppfinningen är dock inte på något sätt strängt begränsad till dessa exempel.

Fig l visar en schematisk tvärsnittsprojektion genom en "kort" modell av en blåsanordning enligt uppfinningen.

Fig 2 visar samma sak som fig 1 ovanifrån.

Fig 3 visar blåsanordningar enligt uppfinningen an- ordnade vid en svävtork för en pappers~ eller kartongbana. 10 15 20 25 30 35 465 968 5 Fig 4 visar anordningen enligt uppfinningen anordnad som stabilisator för fria drag hos en pappersbana i en pappersmaskins mångcylindertork.

Fig 5 visar en modifikation av arrangemanget i fig 4.

Fig 6 visar en "lång" modell av en blåsanordning enligt uppfinningen i form av en schematisk tvärsnitts- projektion.

Fig 7 visar blåsanordningen i fig 6 vid ett använd- ningsområde som motsvarar fig 4.

Anordningen som presenteras i fig 1 och 2 innefattar en blåslåda 10, vars tvärsnitt i huvudsak har formen av en halvparallellogram. Blåslàdan 10 enligt fig 1 represente- rar uppfinningens "korta" modell medan fig 6 representerar den "korta" modellen. Blåslàdan 10 är avsedd för stabili- sering, stödande och/eller torkning av en rörlig bana, t ex en pappers- eller kartongbana W, utan mekanisk berö- ring. Bláslådan 10 begränsas av sidoväggar 11, l2a och l2b samt ändväggar 17. Den aktiva mellanyta av blåslàdan 10 som ligger mot banan W som skall stabiliseras, stödas och/eller torkas innefattar en vägg 14 och krökningar eller vikningar l4a och 14b vid dess kanter. Stödytor l3a och l3b ansluter sig till sidoväggarna l2a och l2b med en vass vikning, vars 13a, l3b förlängningar utgörs av krökta väggdelar l5R. Förlängningen av delarna l5R utgörs av planväggar l5a och l5b. Väggdelarna 14a, 15a och 14b, 15b begränsar parvis tvà munstycksspringor l6a och 16b, vilkas blàsriktning bildar en viss spetsig vinkel a mot stödytor- nas l3a, l3b plan. Det väsentliga med uppfinningen är att blåsriktningarna från blàsspringorna 16a och 16b är mot- satta enligt uppfinningen, med andra ord att de har en betydande komponent som är riktad utåt från lådan 10.

Ett luftrör 20 är anslutet till blàslådan 10, vilket rör har en reglerklaff 19 för reglering av trycknivån hos lådan 10. På banans W ingångssida har man vid den andra stödytan l3b av blàsládan fäst en krökt tunga 18, som styr det smala spetsdragningsbandet som skurits från banan. 465 968 10 15 20 25 30 35 6 Funktionen hos den i det föregående beskrivna anord- ningen är i stora drag följande. Blåsluften, som införs innanför blåslådan 10, sprutas ut som luftstrålar Fa och Fb via munstycksspringorna l6a och l6b. Luftstrålarna Fa och Fb avlänkas av krökta ytor 15R vid munstycksspringorna l6a och l6b så att de riktas som stödytorna l3a och l3b genom inverkan av den s k coanda-effekten. Luftstrålarna Fa och Fb sprutas från utgångskanterna av stödytorna l3a och l3b till omgivningen.

Luftstrålarna Fa och Fb åstadkommer ett dynamiskt undertrycksfält vid stödytorna l3a och l3b, vilket drar banan W till sig till ett visst avstånd genom att härvid stabilisera banans lopp. Luftstrålarna Fa och Fb ejekterar också luft från mellanytan mellan stödytorna l3a, l3b i pilarnas Ea och Eb riktning, så att det vid området A-, som finns vid väggarna 14, l4a och l4b, bildas ett under- trycksfält, som också används för att stöda och/eller stabilisera banan W. Väggen 14 kan ha reglerbara öpp- ningar, medelst vilka undertrycksnivån i området A- kan ställas in vid behov.

För att den i det föregående beskrivna anordningen skall fungera på avsett sätt måste den dimensioneras och dess processparametrar väljas med tanke på verkningssättet enligt uppfinningen för anordningen.

Längden på området mellan stödytorna l3a och l3b är i fig 1 betecknad med A i banans W löpriktning. Motsvarande längd på den plana delen av stödytorna l3a och l3b är betecknad med B. Det må konstateras att anordningen före- trädesvis är symmetrisk i förhållande till mittplanet K-K.

Avståndet mellan undertrycksområdets A- vägg 14 och stöd- planet C-C (l3a-l3b) är betecknad med H. I fig 2 är den tvärriktade bredden av anordningen betecknad med L och banans W bredd med LO. Munstycksöppningarnas 16a oåh l6b bredd är betecknad med s. I det följande presenteras några exempel på ovannämnda dimensioner, deras lämpliga gränser och förhållanden. Bredden A på undertrycksområdet A- = (2-6) x B. Avståndet H mellan väggen 14 och bärytan C-C är 10 15 20 25 30 35 465 968 7 H x B. Bredden på munstycksöppningen s = 2-10 mm, före- trädesvis s = 2-5 mm. Dimensionen B är i allmänhet B = 50-100 mm.

Utloppsriktningen för blàsningarna Fa och Fb då de sprutas ut från munstyckena 16a och l6b bildar en viss vinkel a mot stödytornas l3a och 13b plan. Nämnda vinkel a ligger i allmänhet i området a = 20°-60°, företrädesvis a = 40°-50”.

Vad gäller processparametrarna ligger det rådande övertrycket innanför blåslådan 10 i storleksordningen p = 500 Pa. Utblåsningshastigheten för blåsningarna Fa, Fb från munstycksöppningarna 16a, 16b är v = 10-50 m/s, 25-30 m/s. Undertrycket i undertrycksområdet före- trädesvis v = A är av storleksordningen 10-100 Pa. Dimensionen H beror av munstycksspringans bredd s på så sätt att ju större s är desto större H måste man använda.

Såsom framgår av fig 2 är anordningens bredd Ll i banans W tvärriktning något större, t ex ca 5% större än bredden LO på banan W som skall stabiliseras, stödas och/eller torkas. Detta innebär att banan W kan "leva" en aning i tvärriktningen.

Väsentligt för funktionen hos anordningen enligt uppfinningen är att det genom verkan av blåsningarna Fa och Fb, som ástadkommits med motsatt riktade coanda- munstycken 16a och l6b, bildas stödområden Ka och Kb under undertryck vid de planformiga bärytorna l3a och l3b, mellan vilka stödområden man genom ejektionsverkan hos nämnda blåsningar Fa och Fb åstadkommer ett undertrycks- område A-, vars utsträckning A i banans W löpriktning är flera gånger, i allmänhet ca 2-6 gånger, den motsvarande bredden B hos bärytorna 16a och 16b.

Blåslådan 10 enligt uppfinningen, som är försedd med det speciella munstycks- och bärytearrangemanget, kan användas i olika lägen för olika ändamål. Några fördel- aktiga tillämpningar av uppfinningen åskådliggörs i fig 3, 4 och 5. 465 968 10 15 20 25 30 35 8 Enligt fig 3 är munstyckslàdorna 10A, lOB och lOC så placerade att de bildar ett stödplan C-C för svävtorken.

Blàsládornas 10A, lOB, l0C blàsningar Fa, Fb sprutas ut Out) mellan blàslådorna för att torkas och användas pà nytt eller avlägsnas. Banan W, som (Føut) fràn utrymmena T (F uppburits beröringsfritt medelst svävtorken och på samma gång torkats, löper i låga vågor nedanför munstyckena under det att stödytorna Ka, Kb och undertrycksomràdena A- samt mellanrummen V0 varierar. Längden V0 på mellanrummen är väsentligen lika stor som stödytornas längd B. Stödytan C-C behöver inte nödvändigtvis vara plan, utan den kan också vara krökt. Eftersom munstyckena befinner sig ovan- för banan W, utgör nedsmutsningen av munstyckena inte något problem, såsom fallet är vid dubbelsidig blàsning eller anordningar försedda med munstycken som placerats nedanför.

Då anordningen enligt uppfinningen, som består av blàslàdor 10, används för torkning, måste utrymmet för blåsstrálarna Fa och Fb vara lämpligt med tanke på tork- ningen.

I fig 4 och 5 visas tvà exempel pà användningen hur anordningen enligt uppfinningen kan användas som stabili- sator pà de fria dragen WP av banan i en màngcylindertork hos en pappersmaskin. Pà ett sätt enligt fig 4 har blås- ládan 10 enligt uppfinningen använts i en torkningsgrupp inbegripande ett drag med dubbel vira, som innefattar en rad övre cylindrar 21 och 22 och en rad nedre cylindrar 27. Avståndet för planen Tl och T2 mellan nämnda cylinder- rader är konstant. Banan W stöds pà de övre cylindrarna av torkviror 25, 26, som styrs av ledvalsar 23, 24, och på de nedre cylindrarna av en torkvira 29, vilken styrs av led- valsar 28. I fig 4 hör de övre cylindrarna 21, 22 till olika viragrupper (de olika virorna 25 och 26).

Dà banan W förflyttas fràn en viragrupp till en annan och från den övre cylindern 21 till den nedre cylindern 27, löper den normalt i ett fritt oburet drag Wp. På ett sätt enligt fig 4 har man i nämnda fria drag WP anordnat 10 15 20 25 30 35 465 968 9 en blàslàda 10 enligt uppfinningen, vars stödomràden Ka och Kb samt undertrycksomràdet A- mellan dessa stabili- serar banan W sà att fladder och vibrationer hos denna minskar. Blàslàdan 10 är anordnad väsentligen på halva sträckan av det fria draget Wp så att avstànden V1 och V2 är lika stora. På detta sätt halveras den fria sträckan Wp och minskas fladdret i banan väsentligt. Det är välkänt att banfladdret förorsakar banavbrott speciellt i tork- partiets begynnelsedel, då banan ännu är relativt fuktig.

Denna risk minskas väsentligen av blàslådan 10 enligt upp- finningen.

Den tillämpning som visas i fig 5 svarar väsentligen mot den som visas i fig 4 med den skillnaden att i den viragrupp dit cylindern 21' hör är torkcylindrarna pla- cerade på en lägre nivå TO än normalt T1, så att det fria draget Wpo blir kortare än normalt. I detta fria drag Wpo är en blåslåda 10 enligt uppfinningen anordnad, vilken halverar det fria draget Wpo, så att avstànden V10 och V20 är lika stora. I övrigt är stabiliseringsarrangemanget likt det som visas i fig 4.

I fig 6 visas ett exempel på den "långa" modellen av blåslàdan enligt uppfinningen, där längden på làdans 10 aktiva stödyta i förhållande till ytomràdet pà blàslådans tvärsnitt är relativt sett större än i den "korta" model- len av blåslådan 10, som visas i fig 1. Konstruktionen och funktionen av blàslàdan 10, som visas i fig 6 är i huvud- sak samma som den som visas i fig l, med följande undan- tag. Blåslådans 10 vägg 12a ansluter till stödytan l3a på en tydligt avrundad del, vars krökningsradie är betecknad med Rl, och på motsvarande sätt ansluter sig väggen l2b till stödytan l3b vid en del som har krökningsradien Rb.

Krökningsradien Ra är större än Rb. Stödytorna l3a och l3b ligger inte i samma plan, utan de bildar vissa vinklar i förhållande till det plan som bestäms av mellanytan 14; den första stödytan l3a under en vinkel Bl och den andra stödytan 13 under en vinkel bz. Sålunda styr stödytorna l3a och l3b banan W mot mellanytan 14, alltså i samma 465 968 10 15 20 25 30 35 10 riktning som undertrycksfältet A-, vilket råder vid mellanytan 14 strävande att suga àt sig banan W. Dimen- sionerna på den "långa" modellen, som visas i fig 6, är företrädesvis följande: A = (2-6) x B; B = 50-100 mm; H = (0,3-1) x B; bredden s på munstycksspringan 16a, 16b = 3-5 mm; b = 5°-lO°, b 2-10 mm, företrädesvis s = 1 10”-20”.

I fig 7 visas användningen av den "långa" modellen av 2 blàslàdan enligt fig 6 i en tillämpning, som ovan beskri- vits i samband med fig 4. Tack vare den långa och smala modellen av blàslàdan 10 stabiliseras den fria sträckan Wp av banan W mellan cylindrarna 21 och 27 till stor del med hjälp av bärytorna Ka och Kb och undertrycksfältet A- Den övre virans 25 ledvals 23 och blàslàdan 10 är så anordnade i förhållande till varandra att blàs- làdan 10 inom sträckan Vk suger fast banan W vid tork- mellan dessa. ningsvirans 25 yta. Härigenom kvarstår för banan W från valsen 23 till bláslådans l0 ingångssida en mycket kort fri sträcka Vol, varefter det på banans W lopp följer en sträcka Vk, som stöds av blàslàdan 10. Efter detta följer en relativt kort oburen sträcka av banan W på sträckan V0.

I övrigt är realiseringen enligt fig 7 lik den som beskri- vits i fig 4.

Anordningen enligt uppfinningen kan användas i alla olika lägen oberoende av banbredden för beröringsfri sta- bilisering, stödande och/eller torkning av banan.

Härefter följer patentkraven, inom vilkas ram för uppfinningstanken de olika detaljerna kan variera och av- vika från vad som häri beskrivits endast som exempel.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 465 968 ll PATENTKRAV

1. Anordning för beröringsfri stabilisering, uppbär- ning och/eller torkning av en rörlig bana (W), särskilt en pappersbana eller motsvarande, omfattande en blåsláda (lO) eller -lådor (l0A, 1OB, IOC), som sträcker sig väsentligen över hela bredden (Lo) av banan (W) som skall uppbäras, i vilken låda blåsluft är tillförbar och vilken låda inne- fattar en stödyta, vilken är vänd mot banan (W) som skall uppbäras och vid vilken stödyta luftstràlar (Fa, Fb) är blåsbara från lådan, medelst vilka luftstrålar den berö- ringsfria uppbärningen av banan (W) åstadkommes med under- tryck, varvid det på blåslådans (10) stödyta finns luft- munstycken (l6a, l7b), vilka blåser i sinsemellan motsatta riktningar och vid vilka det finns huvudsakligen plana stödytor (l3a, l3b), som sträcker sig till motsatta kant- områden av blàslådan (10) och som medelst luftstrålarna bildar undertrycksfält (Ka, Kb), vilka uppbär banan (W), varvid de motsatt riktade luftstrálarna (Fa, Fb) är anord- nade att ejektera (Ea, Eb) luft från ett ställe vid en yta (14, 14a, l4b) mellan stödytorna (l3a, l3b) för upprätt- hållande av ett undertrycksområde (A-), k ä n n e - t e c k n a d av att det mellan nämnda stödytor (l3a, l3B) finns en mellanyta (14, 14a, l4b) på ett betydande lodrätt avstånd (H) från deras plan på blåslådans (10) sida, vid vilken mellanyta undertrycksomrádets (A-) längd (A) i banans (W) löpriktning är väsentligt större än stöd- ytornas (l3a, l3b) motsvarande bredd (B).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att undertrycksområdets (A-) bredd mellan luft- munstyckena (löa, l6b) i banans (W) löpriktning är 2-6 gånger större än den motsvarande bredden (A = (2-6) x B) av de motsatta stödytorna (l3a, l3b) under undertryck.

3. Anordning enligt krav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att luftmunstyckena (l6a, l6b) är mot- satt riktade på så sätt att deras luftstrálar till en 465 968 10 15 20 25 30 35 12 början bildar en viss vinkel (a) i förhållande till rikt- ningen av stödytornas (l3a, l3b) plan, vilken vinkel (a) ligger i området 20-60°, företrädesvis 40-50°.

4. Anordning enligt något av krav 1-3, k ä n n e - t e c k n a d av att stödytornas (l3a, l3b) bredd i ba- nans (W) löpriktning är mindre än eller väsentligen lika *Ü stor som avståndet (H) mellan undertrycksområdets (A-) be- gränsningsvägg (14) och ett stödplan (C-C), företrädesvis H = (0,3 - 1) x B.

5. Anordning enligt något av krav 1-4, k ä n n e - t e c k n a d av att bredden (s) på luftmunstyckenas (l6a, 16b) öppningar ligger i området 2-10 mm, företrädes- vis 3-5 mm.

6. Anordning enligt något av krav 1-5, k ä n n e - t e c k n a d av att bredden (s) på luftmunstyckenas (16a, 16b) öppningar samt övertrycket (p) som råder innan- för blåslådan (10) är så valda att lufthastigheten (v) i luftstràlarna (Fa, Fb) ligger i området 10-50 m/s, före- träaesvis zø-40 m/S. I

7. Anordning enligt något av krav 1-6, k ä n n e - t e c k n a d av att blåslådan (10) är så dimensionerad och luftstràlarna så anordnade att det undertryck som råder i undertrycksområdet (A-) är av storleksordningen 10-100 Pa.

8. Anordning enligt något av krav 1-6, k ä n n e - t e c k n a d av att stödytornas (l3a, l3b) plan är be- lägna sinsmellan i gemensamma plan, som sammanfaller med huvudriktningen för banan (W) som skall stabiliseras, eller att stödytorna (l3a, l3b) bildar små vinklar (bl, bz), som vetter åt deras mellanyta (14) och som före- trädesvis ligger i området O-20”.

9. Användning av en anordning enligt något av krav 1-8 vid en pappersmaskins mångcylindertork för stabilise- ring av en pappersbanas (W) fria drag (Wp) från en tork- cylinderrad till en annan. 10 15 20 25 30 35 465 968 13

10. Användning av en anordning enligt något av krav l-8 i en beröringsfri svävtork för en pappersbana eller någon annan motsvarande kontinuerlig ämnesbana, varvid svävtorken i banans (W) löpriktning har flera blàslàdor (IOA, lOB, lOC...) efter varandra, företrädesvis med jämna mellanrum (Vo), från vilka lådor luftstràlar (Fa, Fb) blå- ses och vilka förutom stödverkan har en torkningsverkan, med avseende på vilken tillståndet hos blàsluften är reglerbar.