DE2155547A1

DE2155547A1 - Verlängerter Preßspalt bei einer Naßpresse

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Publication number: DE2155547A1
Application number: DE19712155547
Authority: DE
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1970-11-19
Filing date: 1971-11-09
Publication date: 1972-05-31
Also published as: CH557450A; NL7115871A; SE388220B; DE2155547B2; FR2114946A5; JPS5026645B1; IT941738B; DE2155547C3; AU455686B2; CA947554A; AU3514571A; BE775339A; BR7107683D0; GB1370472A; US3748225A; ZA717150B

Description

Dipl. κ-j -WJU-ID KaECK _o - _{k c c} , ~ 8, No* «71

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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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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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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

Ansprüche

M.; Torrichtung mit einem verlängerten Preßspalt zur Entwässerung einer Paserbahn, insbesondere Papierbahn, gekennzeichnet durch

a) zwei endlose in einer Schleife geführte nichtporöse Bänder (14,22), die zur Bildung eines Spaltes von mindestens I50 mm Länge einander gegenüberliegend angeordnet sindj

b) wenigstens ein durch den Spalt geführtes, die Papierbahn unterstützendes poröses Band (iO)j

c) 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 durch

f) 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-

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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.

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