DE2155547A1 - Verlängerter Preßspalt bei einer Naßpresse - Google Patents
Verlängerter Preßspalt bei einer NaßpresseInfo
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Description
Dipl. κ-j -WJU-ID KaECK o - k c c , ~ 8, No* «71
7SiU :.;..Mf /15004/
Äwsersira ie δ - Τςί.>ίο!Ν244003
Beloit Corporation, Beloit, Wisconsin 55511»
Verlängerter Preßspalt bei einer Maßpresse.
Die Entwässerung einer bei der Herstellung von Papier und dergl. zunächst
gebildeten Paserbahn wird durch das Strömungsvermögen der Flüssigkeit
innerhalb der Faserbahn begrenzt. In der Papierindustrie ist die Wirt schaftlichkeit der erheblichen Investitionen vor allem davon abhängig,
daß die Papiermaschine mit der größtmöglichen Geschwindigkeit und gleichzeitig
mit einwandfreier Papierblattbildung arbeitet. Bei den üblichen Papierherstellungsverfahren, bei denen das auf einem langsieb gebildete
Papier gepresst, getrocknet und anschließend verarbeit wird, erwachsen aus"
derPressenpartie die größten Beschränkungen hinsichtlich der Durchsatzgeschwindigkeit
bzw. Schnelligkeit des Verfahrens. Falls sich der Anteil der in der Pressenpartie aus der Faserbahn beseitigten Flüssigkeit erhöhen
lä;:"t, werden auch bei bestehenden Anlagen erhöhte Geschwindigkeiten
möglich, so da2 sich der stündliche Durchsatz und damit auch die Amortisa
tion der eingesetzten Kosten erhöhen.
Es ist bekannt, daß bei längerer statischer Ausübung eines mechanischen
Druckes auf eine Paserbahn der Feuchtigkeitsgehalt auf unter 40 j£ herabge
setzt werden kann. Bei kurzzeitiger dynamischer Ausübung eines mechanischen
Druckes in der Pressenpartie einer Papiermaschine müssen demgegenüber besondere Anstrengungen unternommen werden, um den Feuchtigkeitsgehalt auf
wenigstens 60 96 oder darunter zu bringen. Es hat sich herausgestellt, daß
beim Durchgang der nassen Faserbahn durch den Presswalzenspalt sich eine hydraulische Druck- oder Keilwirkung einstellt. Dieser hydraulische Druck
wirkt der aufgebrachten Presskraft entgegen und verringert den mechanischen Verdichtungsdruck. Die Folge davon ist die vorerwähnte verringerte Entwässerungswirkung. Bei erhöhter Maschinengeschwindigkeit geht die Verdichtung noch schneller vor sich, so daß auch innerhalb der faserbahn
höhere hydraulische Drücke entstehen. Man geht allgemein davon aus, daß diese hydraulischen Drücke den größten Einflußfaktor auf den Wirkungsgtad
der Pressenpartie in Maschinen darstellen, die bei den höchsten Geschwindigkeiten laufen. Eine sichtbare Verbesserung im Betriebsverhalten von Papier-
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pressen in schnell laufenden Maschinen könnte dadurch erreicht werden,
wenn die Zeitdauer der Druckausübung merklich verlängert werden würde. Indem man der Flüssigkeit innerhalb der Faserbahn mehr Zeit zur Bewegung
bzw. zum Ausströmen gibt, wirn sich der hydraulische Struck verteilen,
und der Verdichtungsdruck könnte wirksamer ausgenutzt werden.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Pressenpartie einer Papiermaschine
sind zahlreiche Vorrichtungen bekannt. So ergab sich aus der Anwendung von genuteten Walzen, mit denen das ausgepresste Wasser schneller abgeführt
werden konnte, eine Verbesserung und Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeiten. Bei weiterer Steigerung der Maschinengeschwindigkeit
ist jedoch auch die Wirksamkeit dieses Vorschlages beschränkt, da die W hydraulische Stau- und Keilwirkung bzw. der Strömungswiderstand des
ausgepreßten Wassers beherrschend an Einfluß gewinnen.
Diese Schwierigkeiten werden beseitigt durch Verlängerung der Zeitdauer,
über welche die Papierbahn unter Presswirkung steht. Dies kann durch Erhöhung
der Anzahl der Preßspalte innerhalb der Pressenpartie geschehen, da jeder der aufeinanderfolgenden Prebspalte auf eine jedesmal weniger
Wasser enthaltende Paserbahn einwirkt. Auf Grund der beträchtlichen Investitionskosten für die Pressenpartie ist allerdings hier die Wirtschaftlichkeitsgrenze
sehr schnell erreicht, so daß zusätzliche Preßspalte bzw. Walzenpaare größere Kosten mit sich bringen als die erhöhte
Geschwindigkeit kompensieren könnte. Man hat aus diesem Grund m schon vorgeschlagen, die Zeitdauer zu erhöhen, in der sich die Faserbahn
innerhalb des Preßspaltes befindet, um dadurch die Anzahl der Preßspalte und somit auch die Anlagenkosten zu verringern. Abgesehen
jedoch von der Verringerung der Maschinengeachwindigkeit zur Erhöhung
der Aufenthaltezeit der Papier- oder Faeerbahn in üblichen Preßspalten
sind bisher keine befriedigenden Maßnahmen bekannt geworden, um die Aufenthaltezeit zu verlängern, ohne die Maschinengeschwindigkeit verringern
zu niesen.
Zur Verlängerung ^ies Preßspaltes in der Preaeenpartie sind aufblasbare
Balgen bekannt, die sich an den !Anfang einer harten Walze anlegen und
mit dieser einen Preßspalt bilden. Diese Vorrichtungen sind jedoch nicht geeignet, einen nennenswerten Verdichtungsdruck auf die Papierbahn auszuüben.
Obwohl also damit ein längerer Spalt zur Verfugung steht, ist
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BAD ORIGINAL
der dadurch aufgebrachte Druck niedriger, so daß insgesamt kaum ein
erhöhter Hutzen erzielt wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung der vorbeschriebenen allgemeinen Art, die bei hohen Brücken betrieben werden
kann und gleichzeitig die Spaltlänge beträchtlich Terlängert. Dabei soll der Verdichtungsdruck: an allen Stellen gleichmäßig wirken, um
die Flüssigkeit aus der Papierbahn auszudrücken, ohne daß dazu größere
Anlagekosten erforderlich sind.
Dies wird erfindungsgemäß auf folgende Art und Weise erreicht. Man
hat gefunden, daß eine Vorrichtung mit einem verlängerten Preßspalt relativ billig so hergestellt werden kann, daß sich die Spaltlänge
auf den Wert bringen laut, der notwendig ist, um auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten die unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten
notwendige Bitwässerung zu erreichen. Die Vorrichtung nach der Erfindung uafaßt zwei endlose nichtporöse Bandschleifen, die miteinander
einen Preßspalt von wenigstens 1^0 nun Länge bilden. In Abhängigkeit
von der Optimalgeschwindigkeit der Papiermaschine werden diese Bänder so angeordnet, daß eine Spaltlänge von 250 mm oder 300 mm oder sogar
länger entsteht. Durch Anpassung der Spaltlänge an die maximale Maschinengeschwindigkeit ist es möglich, die optimale Wirksamkeit der
Entwässerung bei sämtlichen Geschwindigkeiten einzustellen.
Um die zu entwässerende Papierbahn durch den Spalt zu führen und um
das aus der Papierbahn ausgedrückte Wasser aus der Naßpreese herauszubringen, ist wenigstens eine durchlässige bzw. poröse Bahn durch
den Spalt hindurch«·führt. lormalerweise wird die Papierbahn aus der
Bahnbildungszone durch den verlängerten Preßspalt mit Hilfe einet Filzes
in die Trockenpartie befördert. Zur Bewässerung des oder der filze an
einer Stelle außerhalb der Papierpresse könmen herkömmliche Methoden
angewendet werden, damit dauernd ein ausreichendes Aufnahmevermögen für die !■ Preßspalt anfallende Flüssigkeit zur Verfügung steht.
Innerhalb der Schleife jeder nichtporösen Bahn ist ein Kolben vorgesehen,
der mit einer kraftübertragenden Oberfläche die nichtporöse Bahn i»
wesentlichen über die gesamte Breite und Länge des Spaltes berührt. Diese
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Kolben Übertragen die zur Erzielung des Preßdruckes notwendig· Kraft
auf die nichtporösen Bänder. Ss sind Kraftübertragungeeinricbtungen
vorgesehen, Bit denen der Kolben über die kraftübertragende Oberfläche gegen die nichtporöse Bahn angedrückt werden kann.
Ba der Kolben stationär ist und sich die nichtporösen Bänder bewegen,
muß für jeden Solben eine Schmierung vorgesehen sein, um das Entstehen von Reibung und warme an der kraftübertragenden Oberfläche zu
verhindern. Zu diesem Zweck kann von einer äußeren Versorgungsquelle Wasser oder andere Schmierflüssigkeit auf das nichtporöse Band an einer
Stelle unmittelbar vor der Berührung des Bandes mit der kraftübertragenden Oberfläche zugeführt werden, so daß eine Flüssigkeitsschicht zwischen
w der Oberfläche und dem Band entsteht. Eine bevorzugte Einrichtung zum
Schmieren der kraftübertragenden Oberfläche bei ihrer Berührung mit dem sich bewegenden nichtporösen Band ist weiter unten beschrieben.
Auf Grund der großen Breite von Papiermaschinen und der beträchtlichen
Flächenpressung bis zu 70 kg/cm innerhalb des Spaltes müssen für jeden
Kolben Steuereinrichtungen für die Durchbiegung vorgesehen sein. Diese Steuereinrichtungen enthalten aus einem Flüssigkeitsbehälter, in dem der
Kolben angeordnet ist. Es sind Einrichtungen vorgesehen, ua dem Behälter Flüssigkeit in ausreichender Menge zuzuführen, um den Kolben innerhalb
des Behälters zu unterstützen. Die durch den Kolben auf das nichtporöse Band übertragene Kraft wird durch eine über die Flüssigkeit wirkende
fe gleichmäßige Kraft ausgeglichen. Da der Behälter, der die Durchbiegungesteuereinrichtung bildet, feststeht, wird jede aus der auf den Spalt
wirkenden Kraft resultierende Durchbiegung in der Steuereinrichtung
aufgenoaaen. Da der Kolben auf bzw. in einer Flüssigkeit Bchwimmt, ist
kau« eine Durchbiegung vorhanden, so daß über die Maschinenbreite ein gleichmäßiger Druck auf die Papierbahn ausgeübt wird. Die von einem
Kolben auf das nichtporöse Band auegeübte Kraft zur Erzeugung des Spaltdruckes kann von einer Einrichtung abgeleitet werden, welche Druck auf
die Flüssigkeit in dem Behälter überträgt, sodaß der dabei erzeugte
Flüssigkeitsdruck auf den Kolben wirkt und somit die kraftübertragende
Oberfläche des Kolbens gegen das nichtporöse Band drückt. VLe bereits
erwähnt, steht der Kolben über seine gesamte Breite und Länge unter
eine» gleichmäßigen Flüssigkeitsdruck, so daß dieser gleichförmige Druck auf den Preßspalt übertragen werden kann, während die aus einer solchen
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ungeheuren Gesamtlast resultierende Durchbiegung von der Steuereinrichtung aufgenommen wird, ohne daß sich der Kolben selbst durchbiegt.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
Fig.1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform gemäß der Erfindung und
Fig.2 eine Teildarstellung eines vorzugsweise bei der Durchführung
der Erfindung verwendeten Anordnung von Bauteilen.
Entsprechend Fig.1 wird eine Papierbahn 12 auf einem porösen Band oder
Filz 10 durch den in der Figur gezeigten Preßspalt hindurchgeführt. Zwei
endlose nichtporöse Bänder 14 und 22 sind über Stützwalzen 15 bzw. 23
jeweils in Schleifen so geführt, dafs sie zwischen sich einen Preßspalt
mit einer Länge von mindestens 150 mm bilden. Obwohl die Entfernung
zwischen den Walzen 15 erheblich größer als 150 mm ist, wird nur der
verengte Bereich als Preßspalt angesehen, der sich über die nachfolgend beschriebenen kraiwLertragenuen Oborfläche erstreckt. Zum Verständnis
der Beschreibung wird demgemäß die Spaltlänge und Spaltbreite als definiert angesehen durch die Kraftübertragungsfläche .des Kolbens, der
mit den nichtporösen Bändern in Berührung steht.
Innerhalb der Schleife des nichtporösen Bandes 14 befindet sich eine
Kraftübertragungseinrichtung 16, der unter Druck stehende Flüssigkeit
über eine Leitung 18, von einer Pumpe 19 und einem nichtgezeigten Vorratsbehälter über die Leitung 20 zugeführt wird. Die KraftübertragungB-einrichtung ist auf einem Träger 17 gehaltert. In gleicher Veise be
findet sich innerhalb der Schleife des nichtporösen Bandes 22 eine Kraftübertragungseinrichtung 24· der über Leitung 26, Pumpe 27 und Leitung
unter Druck stehende Flüssigkeit zugeführt wird, um im Preßspalt den notwendigen Entwässerungsdruck zu erzeugen» Die Kraftübertragungseinrichtung 24 ist durch einen Träger 25 abgestützt.
In Fig.2 ist die auf dem Träger 25 befestigte Kraftübertragungeeinrichtung
mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Ein Kolben 33 ist so angeordnet, daß
er das Band 22 im wesentlichen über die Breite und Länge des Spaltes berührt. Der Kolben 33 steht an seinen Oberflächen 35 oit dem sich bewegenden
Band 22 in Berührung und ist in einen Behälter 31 gehalten, der durch
eine Steuereinrichtung 30 gebildet wird. Ober die Leitung 26 wird dem Be-
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BAO
hälter 31 in ausreichender Menge Flüssigkeit zugeführt, ua den Kolben 33
zu unterstützen. Diese unter Druck stehende Flüssigkeit tritt aus der Leitung 26 in den Behälter 31 ei.n und gelangt von dort durch eine Leitung
oder Kanäle 34 in den Kolben 33. Eine Abdichtung 32 stellt sicher,
daß durch den Spalt zwischen Kolben und Behälter 31 keine Flüssigkeit nach außen gelangt. Wenn die unter beträchtlichem Druck stehende Flüssigkeit
durch die Kanäle 34 in den Kolben 32 eindringt, drückt sit gegen
das undurchlässige Band 22 und erzeugt damit den Spaltdruck. Gegebenenfalls
kann eine getrennte Flüssigkeitsquelle vorgesehen sein, um die Unterseite des Bandes 22 über die Kanäle 34 mit Druck zu beaufschlagen
und somit einen Spaltdruck zu erzeugen.
Die Zuführung von Flüssigkeit über die Kanäle 34 i*1 den Kolben 33 erfolgt
so reichlich, damit Flüssigkeit auch über die beiden Oberflächen 35 und 35A austritt. Wenn sich beispielsweise das Band 22 gemäß der Zeichnung
von links nach rechts bewegt, nimmt e3 Flüssigkeit über die Oberfläche 35A
mit und schmiert somit diese Oberfläche. Da jedoch die Flüssigkeit innerhalb des Kolbens 33 unter einem Druck steht, mit dem ein beträchtlicher
Spaltdruck erzeugt werden kann, gelangt die Flüssigkeit auch in die der Bewegung des Bandes 22 entgegengesetzte Richtung und schmiert somit auch
die Oberfläche 35 des Kolbens. Venn, was gelegentlich vorkommt, eine zusätzliche Schmierung der Oberfläche 35 notwendig ist, kann das Band 22
an einer Stelle unmittelbar vor der Berührung mit der kraftübertragenden
Oberfläche 35 über eine Leitung 38 mit zusätzlicher Flüssigkeit beaufschlagt
werden.
Wenn die über die Leitung 2o dem Behälter 31 zugeführte Flüssigkeit unter
einem geeigneten Druck steht, wird der Kolben 33 gegen das Band gedruckt
und erzeugt den gewünschten Spaltdruck. Die Schmierung der Oberflächen 35
und 35A, die mit dem bewegten undurchlässigen Band 22 in Berührungen
stehen, erfolgt durch die aus den Kanälen 34 des Kolben 33 nachströmende
Flüssigkeit. Da der auf den Kolben 32 wirkende Druck über seine gesamte Länge und Breite gleich ist, bleibt der Kolben frei von jeglicher Durchbiegung.
Die zur Erzeugung eines geeigneten Druckes im Ereüspalt notwendige
Kraft wird in dem Behälter abgefangen und ausgeglichen. Sine Durchbiegung
der den Behälter bildenden Steuereinrichtung 30 und gegebenenfalls auch eine Durchbiegung des Trägers 25 hat auf den Kolben 33 keinen Einfluss.
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Auf diese Weise sind sMntliche Durchbiegungen, die aus den zur Erzeugung
des erforderlichen Spaltdruckes notwendigen Kräften entstehen» in der Steuereinrichtung ausgeglichen, ohne dais der Kolben eine Durchbiegung
erfahrt.
Durch Einbau einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in eine Papiermaschine
ist es möglich, bei Aufwendung τοη Kosten für nur einen Preßspalt innerhalb der Preßpartie die Entwässerung soweit wie möglich zu
betreiben* Die Aufenthaltszeit der zu entwässernden Papierbahn ist
selbst bei extrem hohen Geschwindigkeiten ausreichend lang, um den nachteiligen Einfluss des hydraulischen Staues oder Keilbildung auszuschalten
und die Papierbahn in ausreichendem MaQ zu entwässern.
Die auf diese Art behandelte und anschließend in die Trockenpartie
überführte Papierbahn enthält nicht mehr Wasser als bisher bei Verarbeitung mit geringeren Maschinengeschwindigkeiten. Da im Preßspalt
keine Durchbiegung vorhanden ist, steht über die gesamte Breite der Papiermaschine eine gleichmäßige Preßwirkung zur Verfugung.
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Claims (1)
- AnsprücheM.; Torrichtung mit einem verlängerten Preßspalt zur Entwässerung einer Paserbahn, insbesondere Papierbahn, gekennzeichnet durcha) zwei endlose in einer Schleife geführte nichtporöse Bänder (14,22), die zur Bildung eines Spaltes von mindestens I50 mm Länge einander gegenüberliegend angeordnet sindjb) wenigstens ein durch den Spalt geführtes, die Papierbahn unterstützendes poröses Band (iO)jc) jeweils einen innerhalb jeder Bandschleife angeordneten Kolben (55)» der mit einer kraftübertragenden Oberfläche (55,55A) an dem nichtporösen Band (14,22) im wesentlichen über die gesamte Länge und Breite des Spaltes anliegt;d) Kraftübertragungsmittel (16,24), um die Oberfläche (55,55A) des Kolbens (55) an die nichtporösen Bänder anzudrücken und dadurch <..·.! ;:en Spaltdruck zu erzeugen;e) jedem Kolben zugeordnete Schmiereinrichtungen (54»58)» um die Kolbenoberflächen (55»55A) mit Schmiermittel zu versorgenj und durchf) zwei Steuereinrichtungen (50) die jeweils einen einen der Kolben (55) aufnehmenden Flüssigkeitsbehälter (51) bilden und Zuführungseinrichtungen (2b,27»28) zur Versorgung des Behälters und Unterstützung des Kolbens mit Flüssigkeit aufweisen, so daß die über die Kolben auf die Bänder (14,22) aufgebrachten Kräfte innerhalb der Steuereinrichtung (50) ohne Durchbiegung der Kolben ausgeglichen sind.2. Torrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kraftübertragungseinrichtung (16,24) Einrichtungen (26,27,28) zur Zuführung von unter Druck stehender Flüssigkeit zur Beaufschlagung des Behälters (51) so angeschlossen sind, daß der flüssigkeitsdruck den Kolben mit seinen Kraftübertragungsflächen (55»55A) gegen das undurchlässige Band (14,22) drückt.5. Torrichtung nech Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kraftübertragungsfläche (55,55A) des Kolbens (55) eine sich in Richtung der Breite des Preßspaltes erstreckende Tertiefung vorgesehen ist, in die Zuführungskanäle (54) für unter Druck stehende Flüssigkeit aus dem Be-209823/0650 - 2 -hälter (31) münden, so daß die in der Vertiefung befindliche FLüeeigkeit gegen das undurchlässige Band (14,22) gedrückt wird.4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungskanäle (34) für unter Druck stehende Flüssigkeit aus dem Behälter in die Vertiefung im Querschnitt so bemessen sind, daß unter Aufrechterhaltung des gegen das undurchlässige Band wirkenden Druckes noch Flüssigkeit zwischen das Band und die die Vertiefung umgebenden Kraftübertragungsflächen (35»j55A) des Kolbens gedrückt wird.5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Schmierflüssigkeit beaufschlagte Zuführungsleitung (38) an einer Stelle unmittelbar vor der Berührung zwischen Band und Kraftübertragungsfläche (35) d.es Kolbens gegen das undurchlässige Band (14»22) gerichtet ist.6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungsfläche (35»35A) des Kolbens (33) Mittel zur Bildung einer sich in Richtung der Breite des Spaltes entsprechenden Vertiefung aufweist, an die eine Leitung zur Zuführung von unter Druck stehender Flüssigkeit von einer äußeren Quelle angeschlossen ist.209823/0650Leerseite
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