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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entwässerung einer Faserstoffbahn aus einer Zell- stoff-, TMP- oder Altpapiersuspension, mit einem Entwässerungsteil bestehend aus Ober- und
Untersieb, wobei eine erste Entwässerungszone vorgesehen ist, die keilförmig ausgebildet ist und die an ihrem Ende einstellbar ausgeführt ist, und einem am Ende des Untersiebes angeordneten
Presswalzenpaar.
Eine derartige Vorrichtung ist zum Beispiel aus der AT 405538B bekannt. Hier wird bereits eine
Vorrichtung mit einer keilförmigen Entwässerungszone beschrieben, die an ihrem Ende einstellbar ausgeführt ist. Es wird hier eine Faserstoffsuspension mit einer Konsistenz von beispielsweise ca.
1 - 1,5% eingebracht, wobei am Ende des Keils die Faserstoffbahn einen Trockengehalt im Bereich von ca. 12 - 14% T. S. (Trockensubstanz) aufweist. Durch weitere Massnahmen, insbesondere das
Nachschalten einer Hochdruckpresse, wird versucht einen möglichst hohen Trockengehalt der
Faserstoffbahn zu erreichen. Dies ist speziell wichtig für eine nachfolgende thermische Trocknung, die durch höhere Trockengehalte am Eintritt einen geringeren Energieeinsatz benötigt. Die Anfor- derungen an die Entwässerungsaggregate steigen kontinuierlich hinsichtlich des Durchsatzes sowie der Entwässerungsleistung, um auch die spezifischen Kosten zu minimieren. Weiters zeigt die EP 894894 A2 eine Maschine, die im ersten Teil eine Schwerkraftentwässerung aufweist und bei der Formierleisten vorgesehen sind, bevor die Suspension in eine Keilzone mit gleichmässigem
Entwässerungsdruck geführt wird.
Ausserdem ist diese Anlage zum Bilden einer dicken Papier- oder Kartonbahn vorgesehen und nicht für Zellstoff-, TMP- oder Altpapiersuspensionen.
Die EP 854 230 A2 zeigt eine Nasspartie einer Papiermaschine, bei der nach der Bahnformie- rung eine Schwerkraftentwässerung stattfindet. Eine keilförmige Entwässerungszone ist hier nicht vorhanden. Die dargestellte Langspaltpresse ist nicht am Ende des Untersiebes angeordnet. Sie besteht des weiteren aus zwei gleichartig aufgebauten Schuhwalzen und weist keinerlei Absau- gung auf. Aus diesem Grund ist wohl auch ein gewisser weiterer Bereich zur Schwerkraftentwässe- rung vor dem Übergang auf eine weitere Presse erforderlich. Eine derartige Presse ist aber für die
Entwässerung einer Zellstoff-, TMP- oder Altpapiersuspension nicht geeignet.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, die für die verschiedensten Pro- dukte einsetzbar ist und dabei jeweils höchstmögliche Trockengehalte erzielt.
Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass die obere Walze des Presswalzenpaares eine Schuhpresswalze und die untere Walze eine besaugte Presswalze ist. Durch die Verwendung einer Schuhpresswalze können an dieser Stelle höhere Pressdrücke für eine längere Presszeit auf- gebracht werden, wodurch sich eine entsprechende Trockengehaltssteigerung ergibt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Filz über die Schuhpresswalze geführt wird. Damit kann noch mehr Wasser aus der Presszone abtransportiert werden.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die untere Walze einen mit Löchern versehenen Aussenmantel und einen mit Längsnuten ausgestatteten inneren Walzenmantel aufweist. Durch diese Ausgestaltung ist eine besonders gute Abfuhr des Wassers von der Presszone und damit eine wesentlich bessere Auspressung möglich
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnflächen der unteren Presswalze Absaugkästen angeordnet sind. Damit lässt sich eine noch schnellere und bessere Abfuhr der Flüssigkeit von der Presszone erreichen.
Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die untere Presswalze des am Ende des Untersiebes angeordneten Presswalzenpaares mit Biegungsausgleichselementen über die Walzenlänge ausgeführt ist. Dadurch wird die Aufbringung höherer Linienkräfte (bis zu 1500 N/m Arbeitsbreite) durch die Schuhwalze, insbesondere bei grossen Arbeitsbreiten, ermöglicht und damit ein höherer Trockengehalt als bei einer konventionellen Rollenpresse erzielt.
Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Schuhpresswalze eine geschlossene Bahnüberführung mittels Saugwalze in eine zweite Schuhpresse vorgesehen ist, wobei ein Filz um die Schuhwalze und ein Filz um die Biegungsausgleichwalze der zweiten Schuhpresse geführt werden kann.
Im Folgenden wird die Erfindung nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig. 1 eine Variante der Erfindung, Fig. 2 eine weitere Variante der Erfindung, Fig. 3 einen Schnitt gemäss Linie 111-111 in Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt gemäss Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 ein Detail zu Fig. 3 sowie Fig. 6 die Möglichkeit der Cantileverung darstellen.
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Die Faserstoffsuspension, wie z.B. Zellstoffsuspension, TMP-Suspension (Thermo-Mechanical-
Pulp-Suspension) oder Altpapiersuspension wird einem ersten Entwässerungsteil 1 über einen
Stoffauflauf 2 zwischen einem Obersieb 3 und einem Untersieb 4 zugeführt.
Der Stoffauflauf 2 kann dabei wahlweise mit oder ohne einer Flächengewichtsquerprofilrege- lung ausgestattet sein. In der ersten Entwässerungszone verlaufen das Obersieb 3 und das Unter- sieb 4 im Bereich 5 keilförmig zueinander. Am Ende dieser Zone ist ein einstellbarer und anpress- barer Bereich 6 vorgesehen. Durch diese Einstellbarkeit und Anpressbarkeit des Auslaufspaltes kann die Produktion und somit die Bahndicke angepasst werden, wobei Bahngeschwindigkeiten von bis zu 350 m/min erreicht werden. Anschliessend daran liegt die Stoffbahn nur mehr auf dem Unter- sieb und wird zu einer Aufwärmstrecke, die entweder aus einer Heisswasseraufgabe oder einem
Dampfblaskasten 7 über der Faserstoffbahn sowie einem zugehörenden Absaugkasten unter dem darunterliegenden Sieb besteht, geführt.
Durch die Bahnaufwärmung wird die Viskositat des in der
Faserstoffbahn enthaltenen Wassers herabgesetzt und somit die Entwässerung in der nachfolgen- den Presse begünstigt. Am Ende des Untersiebs 4 ist eine Schuhpresswalze 8 vorgesehen, über die ein Filz 9 läuft. Durch die Schuhpresse ergibt sich eine breitere Auflagefläche zur Kraftübertra- gung zur Entwässerung. Somit können wesentlich höhere Linienkräfte, z. B. 1500 N/mm Arbeits- breite aufgebracht werden, als bei herkömmlichen Presswalzen (max. 350 N/mm Arbeitsbreite).
Durch den mitlaufenden Filz wird das ausgepresste Wasser in den Filz aufgenommen und kann dadurch besser von der Faserstoffbahn abtransportiert werden. Als Gegenwalze im Untersieb 4 ist eine spezielle Entwässerungswalze 10 vorgesehen, die mit Biegungsausgleichselementen über die
Walzenlänge ausgestattet ist und bei der die Wasserabführung durch einen gelochten Edelstahl- mantel in einen Walzenmantel stattfindet, der deshalb mit Längsnuten ausgestattet ist. Zur besse- ren Entwässerung sind hier an den Stirnflächen dieser Entwässerungswalze 10 Absaugkästen (hier nicht dargestellt) angebracht. Anschliessend daran ist eine Schuhpresseinheit 11 vorgesehen, die aus einer Schuhwalze 12 und aus einer Biegungsausgleichswalze 13 besteht. Auch hier ist ein Oberfilz 14 und ein Unterfilz 15 vorgesehen, der über die jeweiligen Walzen geführt ist.
Damit kann auch hier das ausgepresste Wasser sehr gut abgeführt werden. Die Überführung der Faserstoff- bahn 16 vom Untersieb 4 erfolgt durch eine geschlossene Bahnüberführung, d.h. ohne freien Zug, mittels Saugwalze 17 in die nächste Schuhpresseinheit 11. Beim Stand der Technik wurden bei einer Suspensionskonzentration von 1,5% nach der ersten Keilzone ca. 16% Trockengehalt erzielt.
Am Ende des Untersiebes nach einer üblichen Presse konnte ein Trockengehalt von ca. 30% erreicht werden. Durch nachgeschaltete konventionelle Pressen (Kombipressen) und eine ab- schliessende Hochdruckpresse wurde abhängig vom Produkt ein Trockengehalt zwischen 45% und 48% erreicht. Diese Daten gelten für eine Produktion von 2500 Tonnen pro Tag und eine Arbeitsbreite von 8,2 m. Bei Verwendung einer Schuhpresswalze und einer entsprechenden Gegenwalze am Ende des Untersiebes des ersten Entwässerungsteils gemäss der Erfindu ng kann hier bereits ein Trockengehalt von ca. 40% erreicht werden, sodass die bisher notwendigen konventionellen
Presseinrichtungen entfallen können und Trockengehalte nach der zweiten Presse von etwa 50% erreicht werden.
Eine weitere Steigerung des Endtrockengehaltes wird durch eine Vorrichtung gemäss Fig. 2 ermöglicht. Hier werden anschliessend an das einstellbare Ende 6 der Keilzone Presswalzenpaare 19,19' vorgesehen, um eine bessere Entwässerungsleistung zu erzielen. Je nach Erfordernis können hier ein, zwei oder drei Presswalzenpaare vorgesehen werden. Entsprechend der Produktion können diese Presswalzen mit glatter oder gerillter Oberfläche ausgestattet sein. Durch jedes dieser Presswalzenpaare lässt sich eine Trockengehaltssteigerung von etwa 4% erreichen, sodass nach der erfindungsgemässen Schuhpresswalzenkombination am Ende des @ ntersiebes ein Trok- kengehalt von etwa 44% erreicht wird. Dies führt in weiterer Folge zu Trockengehalten von etwa 53 bis 55% nach der weiteren Schuhpresseinheit 11.
Mit diesem Trockengehalt wird die Bahn 16 dann in den Trockner 18 geführt Durch diesen höheren Trockengehalt vor den Eintritt in den Trockner 18 ist eine wesentliche Energieeinsparung möglich. Des weiteren kann bei bestehenden Trocknern die Produktion entsprechend erhöht werden.
Fig 3 zeigt die untere Walze 10 am Ende des Untersiebes 4. Man sieht hier das feststehende Joch 27, in der Hydraulikstempel 28 über die Walzenlänge verteilt sind. Diese werden durch ein Hydrauliköl mit Druck beaufschlagt und können gegebenenfalls auch einzeln gesteuert werden.
Damit kann die durch die Krafteinwirkung entstehende Biegung der unteren Walze 10 ausge-
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glichen werden. Über den Hydraulikstempeln 28 ist ein rotierender Walzenmantel 29 angeordnet, der mit Längsnuten 30 versehen ist. Um eine gleichmässige Geschwindigkeitsverteilung in den
Längsnuten 30 zu erreichen, können diese auch einen von der Mitte zum Rand hin erweiternden
Querschnitt aufweisen. Über diesem Walzenmantel 29 befindet sich ein Walzenmantel 31, z. B. aus
Edelstahl, der mit Löchern 32 versehen ist. An den Stirnflächen der Walze 1 0 befinden sich Ab- saugkanäle 33, durch die das Wasser aus den Kanälen 30 gesaugt wird. Der rotierende Walzen- mantel 29 stützt sich über Lagerungen 34 auf dem feststehenden Joch 27 ab und wird über eine mit einem Zahnrad versehene Welle 35 angetrieben.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt gemäss Linie IV-IV in Fig. 3. Man erkennt hier gut die einzelnen
Längsnuten 30 im rotierenden Walzenmantel 29. Weiters erkennt man, dass jeweils mehrere Lö- cher 32 des äusseren Walzenmantels 31 in eine Längsnut 30 münden.
Fig. 5 zeigt den Ausschnitt einer Seitenansicht in Fig. 3. Hier ist wiederum die rotierende Walze
29 mit den einzelnen Längsnuten 30, sowie der äussere Walzenmantel 31 mit den Löchern 32 zu erkennen. Weiters sieht man einen an der Stirnseite der Walze 10 angebrachten Absaugkanal 33.
Dieser Kanal 33 reicht im wesentlichen über alle Enden der Längsnuten 30, die sich im Bereich des Pressschuhs der darüber angeordneten Schuhwalze 8 befinden. Somit deckt der Absaugkanal
33 den Bereich ab, in dem die Hauptentwässerung stattfindet. Durch Anlegen eines Vakuums wird die Absaugung des Wassers aus der Faserstoffbahn und durch das Sieb hindurch, weiters durch die Längsnuten 30 und in weiterer Folge die Löcher 32 wesentlich verbessert, wobei zur Erzieiung einer gleichmässigen Geschwindigkeit über die Längsnuten 30, diese einen zum Rand hin erweiternden Querschnitt aufweisen können. Zur besseren Anpassung an den Pressschuh der Gegenwalze kann der Absaugkanal 33 auch in seiner Grösse und seinem Ort verstellbar ausgeführt werden.
Fig. 6 zeigt nun eine Anlage gemäss Fig. 2, wobei hier die Cantileverung der um die Schuhpresswalzen geführten Filze dargestellt ist. Man erkennt, dass der als Endlosband ausgeführte Filz 9, der um die obere Schuhpresswalze 8 am Ende des Untersiebes 4 geführt wird, durch Demontage von Zwischenstücken 20,21 und Anheben der Schuhpresswalze 8 problemlos seitlich aus der Maschine genommen und somit in einfacher Weise getauscht werden kann. Analoges gilt für den oberen Filz 14 der zweiten Schuhpresswalzeneinheit 11. Hier wird durch Demontage der Zwischenstücke 22,23,23' und Anheben der oberen Schuhpresswalze 12 die seitliche Demontage und das Einführen eines neuen Filzes in einfacher Weise ermöglicht. Gleichzeitig kann auch der untere Filz 15 entsprechend durch Demontage der Zwischenstücke 24,24' ersetzt werden.
Durch diese Ausführung der Cantileverbarkeit wird ein rascher und einfacher Austausch der Filze ermöglicht. In analoger Weise lässt sich das obere Sieb 3 des ersten Entwässerungsteils 1 durch Demontage der Zwischenstücke 25, 25' und das Untersieb 4 durch Demontage der Zwischenstücke 26,26', 26" bewerkstelligen. Damit ist eine vollständige Cantileverung der Maschine gegeben.
PATENTANSPRÜCHE :
1 Vorrichtung zur Entwässerung einer Faserstoffbahn aus einer Zellstoff-, TMP- oder Altpa- piersuspension, mit einem Entwässerungsteil bestehend aus Ober- und Untersieb, wobei eine erste Entwässerungszone vorgesehen ist, die keilförmig ausgebildet und die an ihrem
Ende einstellbar ausgeführt ist, und einem am Ende des Untersiebes angeordneten Press- walzenpaar, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Walze (8) dieses Presswalzenpaares eine Schuhpresswalze und die untere Walze (10) eine besaugte Presswalze ist.