Conceptual design of explosion cover for deflection-compensated roll test bench

Abstract

Reducing energy consumption and removing wet material from the press section is crucial. Press sections in paper/board machines and press rolls have significantly evolved over the past decades, improving the machine's efficiency. Deflection-compensated rolls are commonly used as press rolls that aim to eliminate or modify deflection. Deflection-compensated are complex products which require planned maintenance and inspection. This work aims to develop conceptual solutions to improve the safety of the test site for deflection-compensated rolls in the company in question's maintenance centres.

This thesis studied various methods to generate concepts and ideas to accelerate product development. However, the main focus was determining the energy absorption capacity of different materials and products and how these materials behave in collision situations. The conceptual investigation explored how these materials could be utilised in the specific protective structure. To stop a flying projectile, the materials must exhibit toughness, flexibility, and good deformability.

The study found that stopping a projectile of this size is exceptionally challenging but possible. A steel blast mat proved practical, when a certain safety distance is maintained around the test site. A cost estimate was prepared based on an external company’s offer. According to the offer, a 45% cost saving would be achieved compared to the original solution.

Energiankulutuksen vähentäminen paperi- ja kartonkikoneissa on keskeinen tavoite, ja erityisesti märkäaineen poistaminen puristinosassa on tärkeässä roolissa. Puristintelat ovat kehittyneet merkittävästi viime vuosikymmeninä, mikä on mahdollistanut paperi- ja kartonkikoneiden tehokkuuden parantamisen. Taipumakompensoituja teloja käytetään puristintelona, joiden avulla pyritään poistamaan tai muokkaamaan telassa esiintyvää taipumaa. Nämä telat ovat monimutkaisia tuotteita, jotka vaativat suunniteltuja huoltoja ja tarkastuksia. Tämän työn tavoitteena on kehittää konseptiratkaisuja taipumakompensoitujen telojen koekäyttöpaikan turvallisuuden parantamiseksi käsiteltävän yrityksen huoltokeskuksissa.

Tutkimuksessa tarkasteltiin eri keinoja tuottaa konsepteja ja ideoita, joiden avulla voidaan nopeuttaa tuotekehitysprosessia. Työn pääpaino oli kuitenkin eri materiaalien ja tuotteiden energia-absorptiokyvyn selvittämisessä sekä näiden materiaalien käyttäytymisen tutkimisessa törmäystilanteissa. Konseptoinnin selvitystyössä pyrittiin selvittämään, kuinka näitä materiaaleja voitaisiin hyödyntää kyseisessä suojarakenteessa. Materiaalilta vaaditaan sitkeyttä, joustavuutta sekä hyvää muodonmuutoskykyä, jotta se kykenee pysäyttämään lentävän projektiilin.

Tutkimuksessa havaittiin, että tämän kokoluokan projektiilin pysäyttäminen on erittäin haastavaa, mutta mahdollista. Teräksinen räjäytysmatto osoittautui toimivaksi ratkaisuksi, edellyttäen, että koekäyttöpaikan ympärillä saavutetaan tietty varoetäisyys. Työssä laadittiin kustannusarvio ulkopuolisen yrityksen tarjouksen perusteella. Tarjouksen mukaan saavutettaisiin 45 % kustannussäästö verrattuna alkuperäiseen ratkaisuun.