FI122916B - Laitteisto kaasun poistamiseksi paperikoneen tai vastaavan yhteydessä - Google Patents

Description

LAITTEISTO KAASUN POISTAMISEKSI PAPERIKONEEN TAI VASTAAVAN YHTEYDESSÄ 5 llmanpoisto massasta ja viiravedestä on tärkeä paperinvalmistuksessa, erityisesti hyvin nopeilla paperikoneilla, jotka tuottavat paino- ja kirjoituspaperilaatuja. Ilman poisto on olennaista myös muille paperilaaduille ja nopeille kartonkikoneille tuotettaessa matalaneliömassatuot-teita kierrätys- ja jätepaperiraaka-aineista. Massan ja viiraveden ilmapitoisuus on noussut asteittain ja samanaikaisesti massan lisääntyneen kierrätys- ja jätepaperipitoisuuden muka-10 na. Esillä oleva keksintö koskee laitteistoa viiraveden käsittelyssä paperikoneen, kartonkiko-neen tai vastaavan rainanmuodostuskoneen lähestymisjärjestelmässä, johon laitteistoon kuuluu ilmanpoistosäiliö. Tämä säiliö on kytketty laitteisiin alipaineen tuottamiseksi ilmanpois-tosäiliön sisälle. Säiliön sisään ulottuu ainakin yksi viiraveden syöttöputki, joka avautuu ali-painetilaan säiliön nestepinnan yläpuolelle. Säiliön alaosaan liittyy viiraveden poistokanava.

15

Nykyinen ilmanpoistotekniikka ilman täydelliseksi poistamiseksi käsittää perinteisen alipaineessa toimivan, korkealle sijoitetun ilmanpoistojärjestelmän, jonka pääosin muodostaa kaa-sunerotussäiliö, jossa on barometrinen ylijuoksu. Sen tähden ilmanpoistolaite on sijoitettu paperikoneen yläpuolelle. Tällöin pitkät putkilinjat ovat välttämättömiä massan ja veden joh-20 tamiseksi ilmanpoistosysteemiin ja sieltä pois, sekä myös massan puhdistuslaitteistoon, jos sellainen kuuluu systeemiin. Mainituista kaasunerotussysteemeistä tunnetuimpia alan asiantuntijapiireissä on tavaramerkin Deculator® (Andritz) mukaiset systeemit.

Kaasunerotussäiliöt ovat suurikokoisia säiliöitä, joihin paperikoneelle syötettävä kuitususpensio johdetaan laimeana seoksena. Säiliön toiminta-ajatuksena on kiehuttaa kuitususpensio alipai-25 neessa ja näin erottaa kaasu ns. kaasutilaan ja poistaa tämä kaasu säiliöstä. Paperikoneelle johdettava suspensio otetaan ulos säiliön pohjassa olevan aukon kautta, jolloin ajatuksena

C\J

£ luonnollisesti on poistaa säiliöstä mahdollisimman kaasuvapaata kuitususpensiota. Säiliön kaa-

CNJ

^ sunerotuskyvyn maksimoimiseksi säiliöön pumpataan alipaine tyhjöpumpulla, jolloin kaasu pois- ° tuu säiliöstä tyhjöpumpun kautta. Edelleen kaasun erotuskykyä tehostetaan syöttämällä käsitel-

CVJ

° 30 tävää massaa ja nestettä suihkuputkien kautta säiliön nestepinnan yläpuolelle ja törmäyttämällä

X

£ se esim. kaasunerotussäiliön kattoon, jolloin käsiteltävässä nesteessä mahdollisesti kuplina ole- c\j va kaasu erottuu jo ennen kuin neste joutuu itse säiliössä olevan nesteen kanssa yhteyteen.

o Samassa kaasunerotussäiliössä massan kanssa tai erillisessä säiliössä voidaan kaasua erot in o taa myös viiravedestä, kuten on esitetty esimerkiksi Fl-patentissa 100950 ja jäljempänä kuviois en 35 sa6ja7.

2

Viimeisin suuntaus jossain määrin kohdistuu pienempi tilavuuksisiin paperikoneen lähesty-misjärjestelmiin, joissa ilmaa erotetaan vain viiravedestä. Tämä osittainen ilmanpoisto voi olla riittävä tietyissä sovellutuksissa, jotka vaativat alhaisempia investointeja. Vesi, josta ilma on erotettu, johdetaan pumppuihin ja massan puhdistimiin sakeuden säätämiseksi ja myös 5 suoraan perälaatikkoon lopullista sakeuden profilointia varten.

Sakea massa ilmoineen edustaa noin 20 til-% (10 - 25%) perälaatikolle menevästä koko-naisvirrasta, kun perälaatikossa massan sakeus on 1.0 %. Kokonaisilma sakeassa massassa voi vaihdella välillä 1.0 til-% and 10 til- %. Mutta kokonaisilma lähestymisjärjestelmässä riippuu myös viiraveden ilmapitoisuudesta ja sakean massan ja viiraveden virtausten suhteis-10 ta, jotka sekoitetaan primaarisekoituspumpussa. Ilman määrä perälaatikon syötössä voidaan helposti laskea tilavuusvirtausten ja ilmapitoisuuksien suhteiden perusteella.

Tyypillisesti perinteisissä lähestymissysteemeissä, joissa on Peculator® ilmanpoistolaitteisto, kaikki ilma on poistettu laimeasta massasta (sakea massa sekoitettu viiraveden kanssa ensimmäisessä sekoituspumpussa) ennen pumppausta perälaatikkoon. 1990-luvun lopulta lähiö tien kasvava määrä perälaatikoiden uusimisia on perustunut sakeuden profiloinnin (consistency profiling CP) kaltaiseen perälaatikkoteknologiaan. Useimmissa tapauksissa CP perä-laatikkoon johdettavasta laimennusvedestä on poistettu ilma ja viiravesi sihdataan ennen pe-rälaatikkoa. Laimennusveden määrä edustaa noin 8-20 % huulivirtauksesta. Ilmanpoisto-laitteiston lisääminen sakeusprofilointilaimennusvesikiertoon varmistaa täydellisen ilmanpois-20 ton massasta perälaatikossa, jos myös päälinjassa on ilmanpoistojärjestelmä. Jos laimen-nusvesi viedään perälaatikkoon ilman että kaasua poistetaan massasta niin suhteellinen ilmamäärä on läsnä huulivirrassa. Ilman määrä huulivirrassa voi helposti ylittää paperikoneen vaatimukset.

Jossain sovelluksissa ilman poistoa ainoastaan laimennusviiravedestä voidaan pitää riittävä-c\i 25 nä. Tässä tapauksessa jäljelle jäävä suhteellinen ilmamäärä huulivirtauksessa on peräisin sakeasta massasta, jos ilmaa ei ole poistettu. Hyväksyttävän kokonaisilmapitoisuuden perä-£5 laatikossa tulee perustua konetoimittajan määräämään takuuarvoon, joka mahdollistaa on- £j gelmattoman koneen ajettavuuden ja hyvän paperilaadun.

X

Seuraavat perälaatikon ilmanpoistotakuuarvot ovat referenssejä asennetuilta paperikoneilta: S 30 eräs paperikonetoimittaja on määrittänyt ilmapitoisuuden 0.2 % LWC sovellukselle, toinen C\1 laitetoimittaja 0.3 % sanomalehtipaperisovellukselle ja 0.7 % kartonkikoneelle.

o o C\1

Kierrätysraaka-aineen lisääntynyt käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa on myös johtanut korkeampiin ilmapitoisuuksiin paperikoneen lähestymisjärjestelmissä. Nopeissa moniker- 3 roskartonkikoneissa ja myös hitaammissa testlaineri- ja aallotuskartonkikoneissa, jotka käyttävät OCC- and MOW-raaka-aineita, syöttömassa yleisesti sisältää ilmaa 5-8 %. Myös sa-nomalehtipaperisovelluksissa, joissa on kierrätysraaka-ainetta, 5 - 10 % ilmapitoisuuksia on tavanomaisesti mitattu lähestymisjärjestelmissä ennen ilmanpoistoa. Ilman ilmanpoistoa yli-5 määräisellä ilmalla voi olla haitallinen vaikutus koneen ajettavuuteen ja paperin laatuun.

Yleisesti viiravesi johdetaan ns. viirarännin avulla paperikoneen märkäosalta viira-vesikaivoon. Isommat ilmakuplat nousevat veden pinnalle kulkeutuessaan pitkissä viirarän-neissä, mutta pinnan alla olevat pienemmät kuplat menevät veden mukana eteenpäin viira-kaivon alaosaan ja pumpulle. Joissakin säiliöissä voi olla höngänpoisto tai pieni alipaine kyt-10 kettynä viirakaivon kannessa olevaan poistoyhteeseen ilman poistamiseksi. Tällöin systeemi ei kuitenkaan takaa riittävää ilmanpoistoa viiravedestä.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa em. ongelmat ja tarjota edullinen laitteisto ilman poistamiseksi viiravedestä.

Näiden tarkoitusperien saavuttamiseksi esillä oleva keksintö koskee laitteistoa viiraveden 15 käsittelyssä paperikoneen, kartonkikoneen tai vastaavan rainanmuodostuskoneen lähesty-misjärjestelmässä, johon laitteistoon kuuluu ilmanpoistosäiliö, jonka säiliö on kytketty laitteisiin alipaineen tuottamiseksi ilmanpoistosäiliön sisälle ja jonka säiliön sisään ulottuu ainakin yksi viiraveden syöttöputki, joka avautuu alipainetilaan säiliön nestepinnan yläpuolelle ja jonka säiliön alaosaan liittyy viiraveden poistokanava, ja että viiraveden poistokanava ulottuu 20 alaspäin ja on liitetty pumppuun. Tunnusomaista keksinnölle on että ilmanpoistosäiliön syöttö on alipaineen alainen, mikä vetää viiraveden sisään, ja että syöttöputkella on reuna, jonka yli viiravesi virtaa säiliön nestepinnalle . Edullisesti ilmanpoistosäiliö sijaitsee konetasolla ja poistokanavaan kytketty pumppu pohjatasolla, jonne poistokanava ulottuu.

Osittainen ilmanpoisto kuluttaa vähemmän energiaa ja ilmanpoistojärjestelmä on säädettävä δ 25 ja joustava eri tuotannoille. Se vaatii vähemmän putkilinjoja siten vähentäen lähestyttiisjärjes-

CNJ

telmän tilavuutta. Korkealle sijoitettu perinteinen ilmanpoistosysteemi pysyy vaihtoehtoisena o ^ systeeminä kun tarvitaan täydellistä ilmanpoistoa eli ilman poistoa myös massasta, o | Keksinnössä on viirakaivon ja ilmanpoistoprosessin toiminnot voitu yhdistää samaan laittee- S seen paperikoneen läheisyyteen pienelle lattia-alalle. Jotain pioneerityötä on jo julkaistu ja o 30 hyödynnetty käytännössä. Esillä oleva keksintö tarjoaa kehittyneemmän järjestelyn. Energian § kulutus on hyvin säädettyä ja vähäisempää kuin tunnetuissa systeemeissä.

C\J

4

Joissain sovellutuksissa täydellinen ilmanpoisto on vielä olennaista, mutta osittaista ilman-poistoa voidaan soveltaa järjestelmiin joissa ilmanpoisto on eduksi, mutta täydellistä ilman-poistoa ei vaadita. Esillä olevan keksinnön perusperiaate on kerätä viiravesi ja mahdollisesti formerivesi ilmanpoistosäiliöön, jossa vallitsee alipaine. Vesi johdetaan paperikoneesta siir-5 toputkien kautta ilmanpoistosäiliöön ilmanpoistoa varten. Siirtoputkia on yksi tai useampia tilavuusvirtauksesta riippuen. Keksinnön mukaisessa ilmanpoistoperiaatteessa viiraveden törmäyttämistä ei vaadita niin kuin massan ilmanpoistossa, jossa kuituihin sitoutuneet ilma-kuplat täytyy rikkoa. Siksi esillä olevassa keksinnössä syöttö ilmanpoistolaitteeseen voi olla suhteellisen rauhallinen; viiravesi ainoastaan valuu ylijuoksuna syöttöputken tai -putkien 10 reunan yli säiliön nestepinnalle. Syöttöputken yläreunan täytyy olla nestepinnan yläpuolella ilmanpoistosäiliössä ja edullisesti noin 0.3 - 0.5 m alempana kuin tulopuolen pinta, so. esim. paperikoneen vedenpoistoaukko. Nestepinnan yläpuolella olevan syöttöputken avulla ilman-poistolaitteessa vesi pakotetaan tyhjötilaan nestetason yläpuolelle vastaanottosäiliössä ilma-kuplien vajoamisen estämiseksi nesteeseen ja ilman poiston varmistamiseksi ennen syöttö-15 putkesta saapuneen veden putoamista nestepinnalle.

Keksinnön mukainen järjestely poikkeaa perinteisistä sijainnin ja toimintaperiaatteen suhteen; nesteen törmäystä ei vaadita, energiaa kuluu vähemmän, syöttövirtaus tukeutuu painovoimaan ja tyhjöön, tulovirtaus on rauhallinen samoin kuin nestepinta, ja alipaine on säädet-20 tävissä. Keksinnön mukaisesti ei esiinny ilmakuplien vajoamista toisin kuin muissa systeemeissä. Kun ilmakuplat vajoavat, niin niiden poistaminen on vaikeampaa kuin tapauksessa jossa ne tuodaan alipainetilaan. Keksinnön mukainen viiraveden ilmanpoistolaite käyttää alipainetta aina fysikaalisiin maksimirajoihin asti. Muut systeemit käyttävät riittämätöntä hön-gänpoistoa tai pientä alipainetta kytkettynä viirakaivon kannessa olevaan poistoyhteeseen, ja 25 jos ilmanpoistolaitteessa on ylikaato, se voidaan kierrättää ilmanpoistolaitteen syöttöpuolelle.

Keksinnössä viiraveden muodostumispaikan ja ilmanpoistolaitteen syötön välillä on yksi tai o useampi säätöventtiili siirtoputkissa kontrolloimassa pintaa veden muodostumispaikassa. II- i4. manpoistolaitteen syöttö on alipaineen alaisena, mikä vetää veden ko. laitteeseen. Toisaalta cp ^ 30 viiraveden syöttöpaikan ja ilmanpoistosäiliön välillä voi olla yksi tai useampi säätöventtiili siir- o toputkessa tai -putkissa säätämässä pintaa ilmanpoistosäiliössä.

CC

CL

S Keksinnön mukainen viiraveden ilmanpoistosysteemi sijaitsee paperikoneen vieressä kone-

CVJ

° tasolla, mikä mahdollistaa mahdollisimman lyhyet siirtoputket. Siirtoputket voidaan kytkeä o ^ 35 ilmanpoistosäiliöön mistä suunnasta tahansa. Esimerkiksi kaksoisviiraformerissa voi olla vii raveden poisto ennen perälaatikkoa ja toinen viiraveden poisto perälaatikon jälkeen. Siirto-putkien lukumäärä riippuu viiraveden tilavuusvirtauksen määrästä. Ilmanpoistosäiliön imuja- 5 lan korkeus säädetään rakennuksen rakenteen mukaan pohjatasolta konetasolle. Myös laitteen minimikorkeus voidaan määrittää ilmanpoiston ja alipainevaatimusten pohjalta. Keksintö on joustava rakenteen suhteen ja sitä voidaan soveltaa uusiin ja olemassaoleviin laitteisiin ilman kapasiteettirajoituksia.

5

Systeemi toimii alipaineen alaisena, joka aikaansaadaan esimerkiksi nesterengasali-painepumpulla. Alipainesysteemi on yksipumppusysteemi, jolla on säädettävä nopeuskäyttö alipainetason säätämiseksi. Alipainepumpun häiriön tapahtuessa systeemissä voi olla vara-pumppu rinnakkain kytkettynä tai ohituslinja paperikoneen yhteiseen imuputkistoon, jos lisä-10 kapasiteettia on saatavissa.

Alipainesysteemi purkautuu ilmanpaineeseen, joten se voi sijaita millä korkeudella tahansa rakennuksessa. Milloin lähestymisjärjestelmään kuuluvat pyörrepuhdistimet, joiden rejektit ovat paineelliset, niin ne voivat sijaita joko rakennuksen perustasolla tai konetasolla.

15

Kun viiravesi-ilmanpoistosysteemiä sovelletaan sakeusprofilointilaimennusvesikiertoon jo olemassaolevaan paperikoneen lähestymisjärjestelmään, niin siirtoputki kytketään nestepinnan alapuolelle olemassaolevassa viiravesisäiliössä (WW silo). Myös tässä tapauksessa on korkeusero nestepintojen välillä virtausvastusten vähentämiseksi painovoiman avulla. Alipai-20 ne vetää viiravettä pinnansäätöventtiilin läpi pienen ilmanpoistosäiliön alipainetilaan, ja ko. säiliön poistoputki on kytketty suoraan perälaatikon laimennusvesisyöttöpumppuun. Vain yksi pumppu vaaditaan keksinnön mukaisessa järjestelmässä kun taas perinteisessä ilmanpois-tolaitteessa tarvitaan kaksi pumppua; laimennusvesisyöttöpumppu viirakaivolta ilmanpoisto-laitteelle ja perälaatikon laimennusvesisyöttöpumppu ilmanpoistolaitteeltaperälaatikolle.

25

Keksinnön mukainen rakenne perustuu edullisesti pystysuoraan sylinterimäiseen säiliötyyp- piin, jossa on edullisesti kartiomainen yläpääty ja alaosassa kartiomaisesti supistuva osa, o johon liittyy viiraveden poistokanava, imujalka. Imujalan lisäksi voi olla muita tarpeellisia pois- ivt. toyhteitä, jotka on kytketty imujalkaan tai supistusosaan ilmanpoistolaitteen alapuolella. Vii- o 30 pymäaika säiliössä on tärkeä ilmanpoiston kannalta. Nesteelle säiliössä on laskettu riittävä o viiveaika, joka mahdollistaa ilmakuplien poistumisen pinnan kautta alipainetilaan.

CC

CL

S Esillä olevan keksinnön etuja ovat: c\j o o ^ 35 - helposti sovellettava konstruktio - joustava layout - paperikoneen lähestymisjärjestelmän ja ilmanpoistojärjestelmän alemmat kustannukset 6 - riittävä ilmanpoistoteho alhaisemmalla energiankulutuksella - lähestymisjärjestelmän pienempi tilavuus - alhaisempi putkiston määrä - lyhentynyt vaihtoaika paperilajien vaihdon aikana 5 - laimennusveden ilmanpoistosäiliön syöttöpumpun eliminointi - mahdollistaa yksipumppujärjestelmän myös päälinjassa

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa 10 kuvio 1 esittää yksityiskohtaisesti esillä olevan keksinnön mukaista säiliötä ilman poistamiseksi viiravedestä; Kuviossa 1a esitetään yksityiskohtaisemmin eräs keksinnön mukainen viiraveden ilmanpoistosäiliö ja kuviossa 1b esitetty ylhäältä (1b’) ja sivulta (1b”) katsottuna suoritusmuoto, jossa syöttöputkia on enemmän kuin 1 eli 2 .

kuvio 2 esittää keksinnön suoritusmuotoa, jossa viiraveden ilmanpoistosäiliö on kytketty suo-15 raan paperikoneeseen; kuvio 3 esittää keksinnön suoritusmuotoa, jossa viiraveden ilmanpoistosäiliö on kytketty suoraan paperikoneeseen, johon liittyy sakeusprofilointilaimennusvesikierto; kuvio 4 esittää keksinnön suoritusmuotoa, jossa viiraveden ilmanpoistosäiliö on kytketty olemassa olevaan viirakaivoon; 20 kuvio 5 esittää keksinnön suoritusmuotoa, jossa viiraveden ilmanpoistosäiliö on kytketty viirakaivoon ja johon kuuluu myös ilmanpoisto massasta; kuvio 6 esittää tekniikan tason mukaista ratkaisua ilman poistamiseksi sekä massasta että viiravedestä korkealle sijoitetussa sinänsä tunnetussa ilmanpoistosäiliössä; ja Kuvio 7 esittää tekniikan tason mukaista ratkaisua ilman poistamiseksi sekä massasta että 25 viiravedestä korkealle sijoitetuissa sinänsä tunnetuissa erillisissä ilmanpoistosäiliöissä.

Kuvioissa 6 esitettyyn tekniikan tason mukaisen paperikoneen 24 lähestymisjärjestelmään o kuuluu viiravesisäiliö eli viirakaivolO, sekoituspumppu 12, pyörrepuhdistuslaitos 14 useampiin ne portaineen, kaasunerotussäiliö 16 tyhjölaitteineen 17, paperikone 24 ja paperikoneen pe- o ^ 30 rälaatikko 22 ja viiravesien keräilyrännit 20. Mainitut komponentit on sijoitettu paperikoneen o 24 yhteyteen ja järjestetty toimimaan seuraavasti. Viiravesisäiliöön 10, johon viiravedet kerä-

CC

°- tään ja joka sijaitsee tavallisesti tekniikan tason mukaisissa järjestelmissä kuviossa esitetyllä S tavalla tehtaan pohjatasolla P annostellaan konesäiliöstä virtaustietä 26 pitkin paperinvalmis-

C\J

^ tuksessa käytettävä kuituaine (sakeamassa), joka voi koostua tuoreesta massasta, toisio- o ^ 35 massasta ja/tai hylystä, ja täyteaineet. Niinikään tehtaan pohjatasolle P sijoittuvalla sekoitus- pumpulla 12 kyseinen paperimassa ja tarvittava laimennusvesi viiravesisäiliöstä 10 pumpataan tavallisesti tehtaan konetasolla K (se taso, johon paperikone 24 perälaatikoineen sijoit- 7 tuu) olevaan pyörrepuhdistuslaitokseen 14. Pyörrepuhdistuslaitoksen 14 akseptoima paperimassa jatkaa edelleen mainitun sekoituspumpun 12 kehittämällä paineella ja kaasunerotus-säiliön 16 alipaineen avustuksella kaasunerotussäiliöön 16, joka on sijoitettu konetason yläpuolella olevalle tasolle T. Kaasunerotussäiliöön 16 kuuluu tyypillisesti ylijuoksu, jolla yli-5 juoksulla paperimassan pinnankorkeus säiliössä pidetään vakiona. Kaasunerotussäiliöstä 16 olennaisesti kaasuton paperimassa, josta siis kaasu on mahdollisimman tarkkaan tyhjölait-teilla 17 poistettu, virtaa yhteestä 28 tehtaan pohjatasolla olevalle perälaatikon syöttöpumpul-le (ei esitetty), joka pumppaa paperimassan perälaatikkosihdille (ei esitetty), josta akseptoitu paperimassa virtaa yhteestä 30 paperikoneen 24 perälaatikkoon 22.

10

Kaasunerotussäiliössä 16 erotetaan ilmaa myös viiravedestä, joka pumpataan pumpulla 33 viiravesisäiliöstä 10 linjan 32 kautta säiliön 16 toiseen päätyyn. Viiravesi johdetaan kaa-sunerotussäiliön sisäosaan useiden sinne ulottuvien syöttöputkien kautta siten, että viiravesi törmäytetään säiliön kattoon. Törmäyksen ja tyhjölaitteiden 17 luoman alipaineen vaikutuk-15 sesta kaasua eroaa viiravedestä. Viiravesi, josta ilma on poistettu, johdetaan linjasta 34 pumpulla (ei esitetty) sihdin kautta perälaatikkoon 22, jossa viiralle syötettävän massan sa-keuden lopullinen hienosäätö (profilointi) suoritetaan. Ylikaatojakeet kierrätetään kaasunerotussäiliöstä linjan 36 kautta sekoituspumpulle 12.

20 Massa ja viiravesi käsitellään kuvion 6 mukaisessa kytkennässä samassa kaasutilassa kaasunerotussäiliössä 16, mutta tunnetusti ne voidaan käsitellä myös kuvion 7 mukaisesti erillisissä samanlaisen rakenteen omaavissa kaasunerotussäiliöissä 16 ja 16’, jotka sijaitsevat konetason yläpuolisella tasolla T.

25 Kuviossa 6 näkyy myös sinänsä hyvin tunnettu tekniikan tason mukainen viirakaivoratkaisu.

Se koostuu tehtaan pohjatasolle pystyyn sijoittuvasta sylinterimäisestä astiasta 10, jonka yläosaan on järjestetty yksi tai useampi viiravesiränni 20, jota pitkin viiravedet virtaavat viira- o kaivoon olennaisesti siellä jo ennestään olevan viiraveden pintakerrokseen. Nesteen pinnan- isL korkeus viirakaivossa pidetään vakiona ylijuoksun 38 avulla. Vakiopinnankorkeudella varmis- o ^ 30 tetaan se, että viirakaivon pohjaosassa vallitsee aina olennaisen vakio hydrostaattinen paine, o

Viirakaivo 10 on vielä yläpäästään varustettu katolla ja sinne sijoitetulla kaasunpoistoyhteellä

CC

39, jota kautta viiravesistä eronneet kaasut johdetaan pois viirakaivosta 10. Viirakaivon 10 S pohjaosaan johtaa sekä sakeamassaputki 26 että kierrätettyjen nesteiden putket 36.

CVJ

o o ^ 35 Kuvioiden 6 ja 7 mukaisten kytkentöjen oleellisena ongelmana on pääprosessilaitteiden si jainnit korkeussuunnassa huomattavan eri tasoilla, jolloin vaaditaan runsaasti tilaa ja pitkiä putkilinjoja.

8

Kuviossa 1a esitetään yksityiskohtaisemmin eräs keksinnön mukainen viiraveden ilmanpois-to(vastaanotto)säiliö 40. Rakenne perustuu pystysuoraan sylinterimäiseen säiliötyyppiin 41, jossa on kartiomaiset päädyt 42, 43. Esillä olevan keksinnön perusperiaate on kerätä viirave-5 si ja mahdollisesti formerivesi ilmanpoistosäiliöön 40, jossa vallitsee alipaine. Vesi johdetaan paperikoneesta siirtoputkien kautta ilmanpoistosäiliöön ilmanpoistoa varten. Siirtoputkia on yksi tai useampia tilavuusvirtauksesta riippuen. Siirtoputki päätyy ilmanpoistosäiliössä syöt-töputkeen 44, jossa tyypillisesti on mutka ja ylöspäinsuuntautuva putkenpää. Säiliön yläosassa on yhteet 45 alipainelaitteeseen alipainetilan aikaansaamiseksi ilmanpoistosäiliön 10 nestepinnan yläpuolelle säiliön yläosaan ja viiravedestä erotetun kaasun poisjohtamiseksi. Ilmanpoistosäiliön alaosaan, joka on suppeneva, edullisesti kartiomaisesti, liittyy poistokanava 46, imujalka, viiraveden poistamiseksi, josta ilmaa on poistettu. Ilmanpoistosäiliössä on lisäksi edullisesti ylijuoksu 47 nestepinnan korkeuden säätämiseksi.

15 Keksinnön mukaisessa ilmanpoistoperiaatteessa viiravettä ei törmäytetä ilman erottamiseksi. Siksi syöttö ilmanpoistolaitteeseen keksinnön mukaisesti on suhteellisen rauhallinen, ainoastaan ylijuoksu 48 syöttöputken pään yläreunan yli. Ilmanpoistosäiliössä syöttöputken yläreunan täytyy olla nestepinnan 49 yläpuolella ja tyypillisesti noin 0.3 - 0.5 m alempana kuin tulopuolen pinta, so. esim. paperikoneen vedenpoistoaukko 50 (kuvio 1b). Nestepinnan ylä-20 puolelle ulottuvan syöttöputken avulla ilmanpoistolaitteessa vesi pakotetaan tyhjötilaan nes-tetason yläpuolelle ilmanpoistosäiliössä ilmakuplien vajoamisen estämiseksi nesteeseen ja ilman poiston varmistamiseksi ennen veden putoamista nestepinnalle.

Kuviossa 1b esitetty myös ylhäältä ja sivulta katsottuna suoritusmuoto, jossa syöttöputkia on 25 enemmän kuin 1 eli 2 . Niitä voi olla tarpeen myös enemmän 4, 6 jne. Siirtoputkien lukumäärä riippuu viiraveden tilavuusvirtauksen määrästä. Siirtoputken yläpää on kuvan osoittamalla tavalla alempana kuin viiraveden syöttökohta eli tyypillisesti paperikoneen viiraveden pur-o kausaukko. Ilmanpoistosäiliön poistokanava, imujalka, ulottuu tyypillisesti rakennuksen poh- ivt. jatasolle. Poistokanavan 46 lisäksi poistoyhteitä 51 voi olla useampia, esimerkiksi ylikaadon o 30 47 poistoyhde ja perälaatikon laimennusvesiyhde.

o

X

X

Kuvio 2 kuvaa miten kuvion 1 mukainen ilmanpoistosäiliö 40 viiranveden ilmanpoistamiseksi S voidaan soveltaa uudessa paperikoneen lähestymisjärjestelmässä. Itse säiliö 40 sijaitsee ko-

C\J

° netasolla K. Ilmanpoistosäiliö on liitetty suoraan paperikoneen viiravedenpoistoyhteeseen o ^ 35 eikä järjestelmässä tarvita erillistä viiravesisäiliötä eli viirakaivoa 10, kuten kuviossa 6. Viira- vesi tuodaan paperikoneen 24 viiraosalta yhtä tai useampaa siirtoputkea 52 pitkin säiliöön, 9 jolloin siirtoputki jatkuu säiliöön menevänä syöttöputkena 44 kuvion 1 yhteydessä kuvatulla tavalla. Siirtoputket voivat liittyä paperikoneeseen heti viiraveden ulostuloaukon kohdalla.

Ilmanpoistosäiliön 40 yläosasta on yhde 45 alipainelaitteeseen 53. Veden muodostumispai-5 kan ja ilmanpoistosäiliön syötön välillä on yksi tai useampi säätöventtiili 54 siirtoputkissa kontrolloimassa nestepintaa viiraveden lähtöpaikassa 55 paperikoneella.

Ilmanpoistosäiliön 40 poistokanavan 46 kautta poistuu oleellisesti kaasuton viiravesi, johon poistokanavan alaosassa vastaavalla tavalla kuin tunnetussa viirakaivossa tuodaan sakea-10 massa 26. Myös perälaatikon syötön kierrätysvirrat 56 tuodaan imujalan alaosaan sekoitus-pumpun 12 imukartioon. Viiravesi laimentaa ja näin saatu laimeamassa pumpataan sekoi-tuspumpulla 12 edullisesti pyörrepuhdistimille 14 ja edelleen linjaa 30 pitkin konesihdin (ei esitetty) kautta perälaatikkoon 22. Pyörrepuhdistimet 14 sijaitsevat pohjatasolla.

15 Nykyisissä järjestelmissä, kuviot 6 ja 7, tarvitaan aina syöttöpumppu (12) Deculator-tyyppiselle kaasunpoistosäiliölle ja peränsyöttöpumppu (ei esitetty yksityiskohtaisesti kuvioissa 6 ja 7) tämän kaasunpoistosäiliön jälkeen ennen konesihtiä. Keksinnön mukaisessa systeemissä, kuten kuviossa 2, peränlaimennuslinjassa ei tarvita kuin yksi pumppu, koska viira-vesi-ilmanpoistosäiliön syöttöön ei tarvita pumppua vaan vesi tulee sisään alipaineen avulla. 20 Samoin päälinjassa ei tarvita toista pumppua jos ei käytetä pyörrepuhdistimia (monet karton-kikonesovellukset). Mutta silloin kun päälinjassa tarvitaan pyörrepuhdistimet, niin toinen pumppu puhdistimien jälkeen on tarpeellinen vain kun puhdistimen akseptin vastapaine ja puhdistimen nominaalipaine-eron yhteenlaskettu paine ylittää puhdistimelle määritellyn mak-simisyöttöpaineen.

25

Kuviossa 3 esitetty järjestely vastaa kuviota 2, paitsi että osa viiravedestä, josta ilma on pois-tettu ilmanpoistosäiliössä 40, käytetään laimennusvetenä perälaatikossa massan sakeuden o profilointiin. Perälaatikkoon viiravesi pumpataan putkea 46’ pitkin sihdin kautta.

i o ^ 30 Kuviossa 4 on keksinnön mukainen viiraveden ilmanpoistojärjestely liitettynä sinänsä tunnet- o tuun viiravesisäiliöön 10, mikä on kuvattu kuvion 6 yhteydessä. Viiravesi johdetaan tunnetulla ^ tavalla paperikoneelta 24 viiravesisäiliöön 10, kuten on esitetty kuvan 6 yhteydessä. Viira- co kaivo 10 on liitetty siirtoputken 52’ tai -putkien välityksellä keksinnön mukaiseen viirave- ς\ι ^ denilmanpoistosäiliöön 40 ilman poistamiseksi. Viirakaivon nestepinta on korkeammalla kuin o ° 35 ilmanpoistosäiliön syöttöputken poistoaukko. Alipaineen avulla viiravettä virtaa pinnansäätö- venttiilin läpi ilmanpoistosäiliön 40 alipainetilaan, ja ko. säiliön poistoputki on kytketty suoraan perälaatikon laimennussekoituspumppuun. Tämä oleellisesti kaasuton viiravesi käytetään 10 laimennusvetenä perälaatikossa massan sakeuden profilointiin, mihin se pumpataan sihdin kautta. Sitä varten viiravesi pumpataan ilmanpoistosäiliön imujalasta 46 pumpulla 33’ sihta-uksen kautta paperikoneen 24 perälaatikkoon 22 linjasta 34’.

5 Tässä sovellutuksessa ei vaadita täydellistä ilmanpoistoa, vaan ilmaa poistetaan vain viira-vedestä eikä massasta, joka viedään viirakaivosta 10 pumpulla 12 pyörrepuhdistinlaitoksen 14 ja konesihdin (ei esitetty) kautta perälaatikkoon linjasta 30.

Kuviossa 5 on esitetty paperikoneen lähestymisjärjestelmä, johon kuuluu sinänsä tunnettu 10 viirakaivo, johon viiravesi paperikoneelta 24 rännin 20 kautta johdetaan. Sakeamassa 26 johdetaan viirakaivoon ja edelleen laimennussyöttöpumppuun 12. Laimeamassa johdetaan tarvittaessa linjaa 58 pitkin pyörrepuhdistimien 14 kautta konetasoa korkeammalla tasolla T sijaitsevaan kaasunerotussäiliöön 16 ilman poistamiseksi massasta kuten on kuvattu kuvion 6 yhteydessä.

15

Viiravedestä lisäksi poistetaan ilmaa viemällä sitä viirakaivosta 10 keksinnön mukaisella laitteistolla ainakin yhtä siirtoputkea 52’ pitkin ilmanpoistosäiliöön 40. Alipaineen aikaansaamiseksi on ilmanpoistosäiliö 40 kytketty nyt linjan 57 välityksellä samaan alipainelähteeseen kuin massan kaasunpoistosäiliö 16 tai se voidaan myös kytkeä kuviossa 2 esitettyyn erilli-20 seen alipainelaitteeseen 53.

Viiravesi josta ilma on poistettu pumpataan pumpulla 33’ sihdin kautta perälaatikkoon 22, jossa se voidaan käyttää massan sakeuden profilointiin, mihin tarvitaan kaasutonta nestettä paperikoneen häiriöttömän toiminnan turvaamiseksi.

25

Keksinnön mukaisten lähestymisjärjestelmien, kuten esimerkiksi kuvioissa 2-5 esitettyjen suoritusmuotojen etuna, on se että ilmanpoisto viiravedestä tehdään olennaisesti konetasolla o sijaitsevassa ilmanpoistosäiliössä, joten tilan tarve ja putkistoviennit ovat oleellisesti pienem- i2. piä kuin tunnetuissa lähestymisjärjestelmissä, kuten esim. kuviossa 6. Keksinnön edut tule- o ^ 30 vat erityisesti ilmi kuin tarvitaan vain osittaista ilmanpoistoa lähestymisjärjestelmässä.

o

X

DC

CL

C\1

CO

C\1

O

r-- o o c\j

Claims (16)

1. Laitteisto viiraveden käsittelyssä paperikoneen (24), kartonkikoneen tai vastaavan rainanmuodostuskoneen lähestymisjärjestelmässä, johon laitteistoon kuuluu 5 ilmanpoistosäiliö (40), joka säiliö on kytketty laitteisiin (53) alipaineen tuottamiseksi ilmanpoistosäiliön sisälle ja jonka säiliön sisään ulottuu ainakin yksi viiraveden syöttöputki (44), joka avautuu alipainetilaan säiliön nestepinnan yläpuolelle ja jonka säiliön alaosaan liittyy viiraveden poistokanava (46), ja että viiraveden poistokanava (46) ulottuu alaspäin ja on liitetty pumppuun (12, 33’), tunnettu siitä, että ilmanpoistosäiliön syöttö on alipaineen 10 alainen, mikä vetää viiraveden sisään, ja että syöttöputkella (44) on reuna, jonka yli viiravesi virtaa (48) säiliön nestepinnalle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että ilmanpoistosäiliö (40) sijaitsee konetasolla (K) ja poistokanavaan (46) kytketty pumppu (12) pohjatasolla (P), jonne 15 poistokanava ulottuu.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että ilmanpoistosäiliö (40) käsittää lieriömäisen astian, jonka yläosassa on kanava (45) alipaineen tuottavaan laitteeseen (53) ja johon kuuluu kartiomaisesti suppeneva alaosa (43), joka johtaa 20 poistokanavaan (46), edullisesti poistoputkeen.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että lieriömäisen astiaan kuuluu yläosa (42), joka on kartiomainen.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä että ilmanpoistosäiliön yläosaan on järjestetty ylijuoksurakenne (47) viiraveden pinnankorkeuden pitämiseksi oleellisesti vakiona, δ c\j i2.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä että cp ^ 30 syöttöputkia (44) on kaksi tai enemmän. 0 CC

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä että to syöttöputkeen liittyy siirtoputki (52), joka on kytketty paperikoneen tai vastaavan viiraveden CM ° ulostuloyhteeseen (55) viiraveden johtamiseksi suoraan ilmanpoistosäiliöön ilman ns. o £3 35 viirakaivoa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että paperikoneen (24) tai vastaavan viiraveden ulostuloyhteen (55) nestepinta on korkeammalla kuin syöttöputken (44) poistoreuna ilmanpoistosäiliössä (40).

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 -6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että laitteistoon kuuluu viirakaivo (10), johon viiravesi johdetaan paperikoneelta (24) tai vastaavalta ja että ilmanpoistosäiliön (40) syöttöputkeen (44) liittyy siirtoputki (52’), joka on kytketty viirakaivoon viiraveden johtamiseksi säiliöön.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että viirakaivon (10) nestepinta on korkeammalla kuin syöttöputken poistoreuna ilmanpoistosäiliössä (40).

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä että ilmanpoistosäiliön (40) viiraveden poistokanavaan (46) liitetty pumppu (33’) on kytketty 15 paperikoneen (24) tai vastaavan perälaatikkoon (22) viiraveden johtamiseksi massan laimennusvedeksi perälaatikossa.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että ilmanpoistosäiliön viiraveden poistokanava (46) on liitetty pumppuun, joka on massan laimennuspumppu. 20

13. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että viiraveden poistokanavan (46) lisäksi viiraveden poistoyhteitä (51) on enemmän kuin yksi.

14. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että paperikoneen (24) tai 25 vastaavan viiraveden ulostuloyhteen (55) ja ilmanpoistosäiliön (40) välillä on yksi tai useampi säätöventtiili (54) siirtoputkessa tai -putkissa (52) säätämässä pintaa veden syöttöpaikassa. C\J δ

15. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä että ’viirakaivon (10) ia CvJ - isL ilmanpoistosäiliön (40) välillä on yksi tai useampi säätöventtiili siirtoputkessa tai -putkissa o 30 (52’) säätämässä pintaa ilmanpoistosäiliössä. o X

16. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä että S ilmanpoistosäiliö (40) on järjestetty niin että viiravedelle on järjestetty riittävä viiveaika C\J ^ ilmanpoistosäiliössä halutun ilmanpoiston saavuttamiseksi, o ° 35 c\j