Päällystysyksikön konstruktion kehitys.

Abstract

Työssä suunniteltiin esisuunnitteluluontoisesti leveän, uutta päällystysmenetelmää soveltavan päällystysaseman konstruktio avainkomponenttien osalta. Ensin perehdyttiin alan kirjallisuuteen ja pyrittiin selvittämään päällystysmenetelmän konstruktiolle asettamia vaatimuksia. Tämän jälkeen pohdittiin rakenteen leveyden ja päällystysnopeuden lisäämisen tuomia ongelmia ja lopuksi ideoitiin havaittuihin ongelmiin ratkaisuja. Virtauskammion mitoituksen, ohikierron vaikutuksen ja virtausta tasoittavien elementtien mitoituksen selvittämiseksi tehtiin CFD laskenta newtonisella ja einewtonisella virtausaineella. Huomattiin painehäviön kasvattamisen ja tasauskammion lisäämisen parantavan päällysteprofiilia. Ohikierron lisäämisen todettiin heikentävän päällysteprofiilia erityisesti reunojen läheisyydessä. Virtauksen jako- ja tasauskammioiden muotoilua muutettiin tukkeutumisriskin pienentämiseksi. Rakenne kokee aina myös muodonmuutoksia paineen-, taipumien- tai lämpötilaerojen seurauksena. Näiden vaikutuksen selvittämiseksi applikointiosaa analysointiin FE -menetelmällä. Todettiin palkin pinnalla olevien lämpötilaerojen olevan suurin yksittäinen päällysteprofiiliin vaikuttava häiriölähde.

Preliminary study for applying new type of coating technology in wide paper coating machine was carried out. Construction proposals of main components were made based on construction requirements found from literature and studies of difficulties converging from wider and faster coating stations. CFD calculations were made to define dimensions of feed cavity and to study the effect of redistribution elements. The calculations were carried out using newtonian and non-newtonian viscosity models. The increasing pressure loss within feed slot and attaching redistribution chamber to the slot were found to increase the flow uniformity and thus improve the coating profile. The recirculating flow from distribution chamber was found to decrease the flow uniformity particulary at the cavity ends. The cavity shape was analyzed and modified to decrease the risk of stucking. The structures under pressure, bending or temperature differences allways experience elastic deformations. The amount of these deformations was studied with FEM. The temperature differences on the applicator beam was found to be the largest source for deformations affecting the flow distribution and thus coating profile.