DE2543043A1

DE2543043A1 - Pressenteil einer papiermaschine

Info

Publication number: DE2543043A1
Application number: DE19752543043
Authority: DE
Inventors: Matti Kankaanpaeae; Ragnar Nylund; Yrjoe Reijonen
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1974-09-27
Filing date: 1975-09-26
Publication date: 1976-04-22
Also published as: SE416972B; FR2286236B1; FI284474A; GB1494763A; NO753232L; US4059482A; JPS5160709A; FR2286236A1; CA1042697A; SE7510748L; IT1042897B

Description

Pressenteil einer Papiermaschine

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pressenteil einer Papiermaschine, in dem die Papierbahn in geschlossener, ununterbrochener Führung durch Preßstellen zwischen Presswalzen hindurch geleitet wird, wobei die Bahn dauernd in Haftung an der Oberfläche entweder eines Filzes oder einer Walze mit der Stelle beginnend getragen wird, wo die Bahn vom Sieb abgelöst wird, wobei die Bahn danach durch mindestens drei die Bahn entwässernde Preßstellen hindurchgeführt wird.

Unter dem Siebteil einer Papiermaschine enthält die gebildete Papierbahn in der Regel etwa die vierfache Wassermenge im Vergleich zu den Fasern, bemgemäss ist die Struktur der Bahn in dieser Phase noch nicht endgültig verfestigt; und auch besitzt die Bahn noch nicht genügende Festigkeit für die Beanspruchungen, die sich gegen die Bahn in der Papiermaschine richten. Die Bahn wird deshalb .im Pressenteil der Papiermaschine durch die von mehreren gegeneinander arbeitenden Walzen gebildeten Preßstellen hindurch vorwärts geleitet, in welchem man eine Verminderung

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des Wassergehalts der Bahn erzielt und die Festigkeit der Bahn erhöht. Diese mechanische Entwässerungsbehandlung hat sowohl auf die Arbeitsweise der Papiermaschine als auch auf die endgültigen Eigenschaften des hergestellten Papiers Einfluß. Solche Eigenschaften, auf die die Naßpressung einwirkt, sind u.a. die Festigkeit, Dichtigkeit und Porosität des Papiers usw. Der durch Pressen erzielbare Trockengehalt hat seine theoretischen und praktischen Grenzen. Anschliessend daran muss das weitere Entwässern durch Verdampfen erfolgen.

Das mechanische, durch Pressen erfolgende Entwässern ist bis zu einer bestimmten Grenze bedeutend billiger als das Verdampfen der entsprechenden Wassermenge im Trocknungsteil. Man strebt deshalb danach, die Entwässerung im Pressenteil möglichst effektiv durchzuführen, was bedeutet, dass in den Preßstellen auf die Bahn ein verhältnismässig hoher Pressdruck ausgeübt wird.

Die geringe Festigkeit der nassen Bahn setzt jedoch der anwendbaren Pressung bestimmte Grenzen. Allzu starkes Pressen kann das Fasernetz zerstören, aus dem die Bahn besteht. Um dies zu vermeiden, muss man den Walzenanordnungen im Pressenteil grosse Aufmerksamkeit zuwenden, damit man das höchstmögliche Entwässerungsvermögen im Pressenteil sicherstellen kann, ohne dass dadurch die Qualität und die Festigkeit des fertigen Papiers leidet.

. Im Pressenteil der Papiermaschine ergibt sich jeweils eine Preßstelle zwischen zwei Walzen, von denen die eine üblicherweise eine glatte Oberfläche und die andere eine mit Hohlräumen versehene Oberfläche hat und zwischen denen auch ein Filz läuft.

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Die Papierbahn wird der Preßstelle so zugeleitet, dass sie zwischen der Walze mit glatter Oberfläche und dem Filz läuft. Der Filz leistet im Wegleiten des aus der Papierbahn ausgepreßten Wassers Hilfe und vermindert die Entstehung einer der mit Hohlräumen versehenen Fläche entsprechenden Markierung oder Zeichnung im Papier.

In der Preßstelle befindet sich gewöhnlicherweise nur ein Filz, womit die Entwässerung der Papierbahn in einer Richtung auf den Filz zu stattfindet. Die Entwässerung in nur einer Richtung hat den Nachteil, dass die Struktur der Papierbahn zur Einseitigkeit neigt, indem die feinen Fasern und die Füllstoffe sich leicht mit dem entweichenden Wasser verlagern und sich nahe der einen Oberfläche des Papiers ans'ammeln. Um dies zu vermeiden, kann man eine solche Preßstelle, wo die austretende Wassermenge gross ist und wo besondere Gefahr der obengenannten Unausgeglichenheit der Struktur der Papierbahn besteht, i»tt zwei Filzen versehen, so dass die Papierbahn in der Preßstelle zwischen zwei Filzen läuft. Hierbei ist es von Vorteil, wenn beide in Frage stehenden Walzen eine Fläche mit Hohlräumen haben, worunter man z.B. perforierte Walzen, Walzen mit Blindbohrungen Saugwalzen oder gerillte Walzen versteht.

Ein solches Pressen zwischen zwei Filzen ist auch hinsichtlich des Entwässerungsprozesses selbst vorteilhaft. Die Entwässerung wird in einigen Fällen so erleichtert, dass der vorgeschriebene Trockengehalt der Bahn mit geringerem Preßdruck als in einer Preßstelle mit nur einem Filz erzielt werden kann. Dies bedeutet eine geringere Beanspruchung der Struktur der Bahn im Preßspalt.

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Andererseits kann man in. einem Preßspalt mit zwei Filzen den Preßdruck zwischen den Walzen im Vergleich mit einem solchen mit nur einem Filz erhöhen, ohne dass man Beschädigung der Bahn befürchten muss. In den finnischen Patentanmeldungen Nr. 17'22/71 und 3235/72 ist ein Pressenteil beschrieben, der eine solche Preßstelle aufweist, in der die Bahn zwischen zwei Filzen gepreßt wird. Wenn der Pressenteil nur eine, die erste, Preßstelle mit zwei Filzen besitzt sowie danach folgend mehrere Preßstellen mit nur einem Filz, ist es möglich, dass die in der ersten Preßstelle erzielte gleichmässige und symmetrische Materialverteilung in der Bahn während der in den nachfolgenden Preßstellen stattfindenden Entwässerung in nur einer Richtung schief wird. Diese nachfolgenden Preßstellen sind jedoch notwendig, damit hinreichender Trockengehalt erreicht wird.

Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung insbesondere bezüglich der Preßprobleme bei starken Papiersorten und Kartons sowie bei bestimmten porösen PapierSorten.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die erste Preßstelle zwischen der Pickup-Walze und einer gegen diese arbeitenden ersten Press-Saugwalze gebildet ist und beide Walzen jeweils in ihrer eigenen Filzschleife liegen, dass sich die zweite Preßstelle vorteilhaft , zwischen einer innerhalb ihrer eigenen Filzschleife liegenden zweiten Press-Saugwalze und einer gegen diese arbeitenden Preßwalze mit Hohlräume aufweisender Oberfläche befindet, die innerhalb der gleichen Filzschleife wie die erwähnte erste Press-Saugwalze arbeitet, und daß eine dritte Preßstelle zwischen der besagten zweiten Press-Saugwalze und einer

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gegen diese arbeitenden Preßwalze mit glatter Fläche liegt.

Somit ergibt sich bei der Erfindung die Anwendung von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Preßstellen mit zwei Filzen. Mittels einer solchen Pressenkonstruktion erzielt man eine besonders symmetrische Entwässerung und zugleich hohen Trockengehalt der Bahn.

Ein Pressenteil gemäss der Erfindung ist verhältnismäßig kurz und kompakt; er enthält trotzdem mehrere Preßstellen, in denen der Entwässerungsvorgang schrittweise behutsam vor sich geht, wodurch man größtmögliche Porosität des gefertigten Papiers oder Kartons erzielt.

Der erfindungsgemäße Pressenteil ist besonders gut geeignet beim Herstellen von starken Papiersorten und Kartons, bei denen hohes spezifisches Volumen, auch als "Bulk" bekannt, wichtig ist. Ein hoher Wert dieser Kennzahl wird dadurch ermöglicht, daß keine Anwendung von hohem Preßdruck im erfindungsgemäßen Preßteil nötig ist.

Die erfindungsgemäße überführung der Bahn zur ersten Preßstelle erfolgt mit Hilfe einer Pickup-Walze so, daß die Pickup-Walze zugleich zusammen mit der ersten Preßwalze, die eine Saugwalze ist, die erste Preßstelle bildet. Normalerweise gelingt die Pickup-Überführung zur ersten Presse an der unteren Fläche des Übertragungsfilzes nicht, wenn man eine Bahn mit hohem Gewicht fährt. Die vorliegende Pressenkonstruktion beseitigt diese Schwierigkeit völlig..:

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Presse mit fünf Walzen, die drei Preßstellen aufweist, von denen die zwei ersten mit je zwei Filzen und die dritte mit einem Filz versehen sind,so daß der Lauf der Bahn beim Sieb beginnend durch diese hindurch völlig geschlossen erfolgt.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Presse mit sechs Walzen, die aus der vorhergehenden Presse gemäß Fig. 1 weiterentwickelt und gegenüber dieser eine Walze mit Hohlräumen aufweisender Fläche zusätzlich aufweist, so daß diese mit ihrem eigenen Filz eine vierte Preßstelle bildet.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Pressengruppe, zu der ein einem Pressenteil mit fünf Walzen und drei Preßstellen nachgeschaltetes Walzenpaar gehört, das aus einer innerhalb einer Filzschleife liegenden Walze mit Hohlräume aufweisender Fläche und einer mit dieser zusammenarbeitenden Walze mit glatter Fläche besteht.

Fig. 4 zeigt eine Presse mit sechs Walzen, die von der vorhergehenden darin abweicht,, daß die vierte Preßstelle von einer glatten Walze ohne Filz gebildet wird, die lediglich zur Erzielung eines sog. Ausgleichseffektes ohne Entwässerung bestimmt ist.

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Fig. 5 zeigt eine Pressengruppe, zu der im Anschluß an fünf Walzen und drei entwässernden Preßstellen ein gesondertes Walzenpaar gehört, dessen beide Walzen mit je ihrem eigenen Filz versehen sind.

In dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Pressenteil wird die Bahn Vi, die sich auf dem Sieb 92 gebildet hat, vom Sieb mit Hilfe der Pickup-Walze 1 und des Filzes 12 abgenommen. Die Walze 91 ist die Saugwalze des Siebs 92 und die Walze 93 ist die Zugwalze des Siebs. Die Bahn haftet an der Oberfläche des Filzes 12 unter dem Einfluß des in der Saugzone 11 bestehenden Sogs und geht zu der Preßstelle N zwischen der Saugwalze 2 und der Pickup-Walze 1, welche die erste Preßstelle des erfindungsgemäßen Pressenteils ist. In dieser Preßstelle N. erfolgt Entwässerung im wesentlichen symmetrisch durch beide Flächen der Bahn hindurch in zwei Richtungen. Der Lauf der Filzschleife 12, ebensowie derjenige der nachfolgenden Filze 22 und 42 wird durch die Führung der Walzen 13, 23, 43 festgelegt. In der ersten Preßstelle N. haftet die Bahn W am Filz 22 und geht zur zweiten Preßstelle N₂ unter Einwirkung von Sog über, wobei diese zweite Preßstelle von der Saugwalze 4 sowie von der unter dieser liegenden Walze 3 mit Hohlräume aufweisender Fläche gebildet wird, welche letztere z.B. eine gerillte Walze sein kann. Diese untere Walze 3 mit Hohlräume aufweisender Fläche liegt in der gleichen Filzschleife 22 wie die zur ersten Preßstelle gehörende Preßwalze 2. Die Saugwalze 4 hat ihren eigenen Filz 4. Die Filze 12 und 42 können in einigen Fällen durch einen einzigen Filz ersetzt werden.

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Auch in der zweiten Preßstelle N~erfolgt Entwässerung der Bahn W im wesentlichen symmetrisch durch deren beide Flächen hindurch.

Unter Einfluß des in der Saugzone 41 wirkenden Sogs haftet die Bahn W an der Oberfläche des Filzes 42 und geht zur dritten Preßstelle N^über, die von der Walze 5 mit glatter Oberfläche zusammen mit der obengenannten Saugwalze 4 gebildet wird. In dieser Preßstelle N^erfolgt Entwässerung in nur einer Richtung, in der Richtung zur Saugwalze 4. Von der Oberfläche der Walze 5 wird die Bahn W in an sich bekannter Weise abgelöst, und unter Führung durch die Papierleitwalzen 53 weiter zum Trocknungsteil (nicht dargestellt) geführt. Der Reinigungsschaber für die Walze 5 ist mit 55 bezeichnet.

Somit wird die Bahn W in der Anfangsphase der im Pressenteil stattfindenden'Entwässerung .in zwei aufeinanderfolgenden Preßstellen N, und N- mit je zwei Filzen ohne offenen Zug gepreßt, was viele Vorteile sowohl hinsichtlich der Papiertechnik als auch der Betriebstechnik bietet. Das Ergebnis ist gleichzeitig sowohl effektives als auch behutsames Pressen, was mit möglichst hoher Porosität im fertigen Papier gleichbedeutend ist.

Hinsichtlich der Saugzonen 11, 21 und 41 der Saugwalzen 1, 2 und 4 ist zu beachten; daß diese zusammenhängend sein oder auch jeweils aus mehreren Saugfächern bestehen können. Der Unterdruck kann auf der gesamten Zone oder auch nur an gewissen Stellen, wie z.B. bei den Preßstellen, wirksam sein.

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Der in Fig. 2 oben dargestellten Pressenanordnung schließt sich eine Walze 6 an, die eine Walze mit Hohlräume aufweisender Fläche, z.B. eine gerillte Walze ist und die im Andruck gegen die Walze 5 eine vierte Preßstelle N_{4 χ} bildet. Die Walze 6 liegt innerhalb ihres eigenen Filzes 62; die Entwässerung in dieser Preßstelle erfolgt durch diejenige Fläche der Papierbahn W hindurch, die der Walze 6 zugewandt ist. Nach Durchlaufen dieser Preßstelle wird die Bahn in üblicher Weise von der Oberfläche der Walze gelöst und weiter in den Trocknungsteil (nicht dargestellt) befördert.

Nachdem die Entwässerung der Papierbahn W in zwei Preßstellen N und N₂ symmetrisch stattgefunden hat und zugleich ein in verhältnismäßig hoher Trockensubstanzgehalt erreicht worden ist, kann die in der dritten und vierten Preßstelle in der gleichen einen Richtung erfolgende Entwässerung verhältnismäßig geringer Menge im allgemeinen nicht mehr nennenswert die Materialverteilung in der Bahn beeinflußen.

Wenn man jedoch für möglichst vollkommene Symmetrie in der Entwässerung und in der Struktur der Papierbahn will, dann kann man den Pressenteil der Erfindung der Fig. 3 gemäß ausführen. In dieser Ausfuhrungsform gehört zu dem in der Figur gezeigten Pressenteil ein gesondertes Walzenpaar 1;8. Dieses Walzenpaar besteht aus einer Walze mit Hohlräume aufweisender Fläche, z.B. einer gerillten Walze 7, die in ihrer eigenen Filzschleife 72 liegt, und aus der über dieser liegenden Walze 8 mit glatter Fläche. Die Entwässerung erfolgt in der vierten Preßstelle N_{4 2} zwischen den Walzen 8 und 1 nach unten in Richtung auf die Walze 7 zu, d.h. in entgegensetzter Richtung zu derjenigen in der dritten

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Preßstelle N₃ zwischen den Walzen 4 und 5. Die Papierbahn W wird so gepreßt, daß jede Seite der Papierbahn der Reihe nach gegen eine glatte Walzenfläche zu liegen kommt.

Fig. 4 zeigt einen Pressenteil, in dem die Grundkonstruktion der Fig. 1 durch eine Walze 60 ergänzt worden ist. Diese Walze hat glatte Fläche, sie ist z.B. mit Gummi bekleidet. Die Walze 60 arbeitet ohne Filz im Andruck an die Fläche der Walze 5. Die so entstandene Preßstelle N. . dient dem Zweck, einen die Oberfläche des Papiers glättenden und ausgleichenden Effekt, "Smoothing" zu erzielen.

Der in Fig. 5 dargestellte Pressenteil unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 3 darin, daß die glattflächige Walze 8 des gesonderten Wälzenpaares 7,8 mit eigener Filzschleife 82 versehen ist, die von Walzen 83 geleitet wird. Das Walzenpaar 7,8 bildet in diesem Fall eine vierte Preßstelle N₄ mit zwei Filzen.

Der Pressenteil gemäß Fig. 5 eignet sich besonders gut zur Herstellung von Papier, das im nassen Zustand mittels Schabers gekreppt wird. Hierbei bewerkstelligt dann das gesonderte Walzenpaar 7,8 das Krepp-Pressen der Bahn W. Diese Ausführungsform eignet sich zur Herstellung solcher Papiersorten, bei denen das Kreppen im Pressenteil als Naßkreppen mit Hilfe, eines Schabers stattfindet. Solche Papiersorten sind z.B. das sog. Leichtkreppapier zur Verwendung in den Zwischenlagen in Papiersäcken, bei dessen Herstellung ein Pressen zum Feststellen der Kreppung (crepe setting) im Anschluß an das Kreppen erforderlich ist.

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Die Bahn wird zuvor von der Walze 5 mit glatter Fläche mit Hilfe des Kreppschabers 54 abgenommen. In Verbindung mit dem Pressenteil gemäß Fig. 5 kann man auch die in Fig. 2 und 4 sichtbaren Walzen 6;60 verwenden, die eine vierte Preßstelle N. _; N. . ergeben. Hierbei wird aus der Preßstelle N. ₃ die fünfte Preßstelle des Pressenteils. Die gleiche Modifikation kann man auch in Verbindung mit dem gesonderten Walzenpaar 7,8 der Fig. 3 anwenden.

Der Pressenteil gemäß Fig. 5, mit drei Preßstellen N , N₂ und N^ omit je zwei Filzen ist auch günstig im Hinblick auf Erhaltung des "Bulk" bei Papier oder Karton. Statt der in Fig. 5 gezeigten Walze 8 mit glatter Fläche kann man in einigen Anwendungsfällen auch eine gerillte Walze einsetzen. Im allgemeinen wird die Art und der überzug der Walze 8 durch das herzustellende Papier bestimmt. Mit Rücksicht auf das Erzielen des "crepe setting"-Effekts besteht der überzug der Walze 8 aus weichem Gummi.

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Claims

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Patentansprüche

1J Pressenteil einer Papiermaschine, in dem die Papierbahn (W) durch Preßstellen (N) zwischen Preßwalzen in ununterbrochener geschlossener Führung hindurchgeführt wird, wobei die Bahn (W) dauernd an der Fläche entweder eines Filzes oder einer Walze in dem Punkt beginnend haftet,wo die Bahn (W) von dem Sieb

(92) gelöst wird, sowie anschließend durch mindestens drei die Bahn entwässernde Preßstellen (N.,N₂/N₃) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Preßstelle (N,) zwischen einer Pickup-Walze (1) und einer gegen diese arbeitenden ersten Press-Saugwalze (2) gebildet wird und beide Walzen in Ihrer eigenen Filzschleife (12;22) liegen, daß die zweite Preßstelle (N₃) sich zwischen einer vorteilhaften in ihrer eigenen Filzschleife (42) liegenden zweiten Press-Saugwalze (4) und einer gegen diese arbeitenden Preßwalze (3) mit Hohlräume aufweisender Fläche befindet, die in der gleichen Filzschleife (22) wie die erste Press-Saugwalze. (2) arbeitet, und daß sich die dritte Preßstelle (N₃) zwischen der zweiten Press-Saugwalze (4) und einer gegen diese arbeitenden.Preßwalze (5) mit glatter Fläche befindet.

2. Pressenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der dritten Preßstelle (N₃) unter geschlossener Führung eine vierte Preßstelle (N_{4 4}) folgt, die sich durch eine gegen die Preßwalze (5) mit glatter Fläche arbeitende Preßwalze (60) ergibt, die einen weichen überzug hat und ohne Filz arbeitet (Fig. 4) .

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3. Pressenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der dritten Preßstelle (N-) unter geschlossener Führung eine vierte Preßstelle (N. .) folgt, die sich aus einer gegen die Preßwalze (5) mit glatter Fläche arbeitenden Preßwalze mit Hohlräume aufweisender Fläche (6) ergibt, die in ihrer eigenen Filzschleife (62) liegt.

4. Pressenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der dritten Preßstelle (N₃) ein gesondertes Walzenpaar (7,8) folgt, das eine vierte Preßstelle (N_{4 2};N_{4 3})bildet und als untere Walze eine in einer Filzschleife (72) arbeitende Walze (7) mit Hohlräume aufweisender Fläche und als obere Walze vorteilhaft eine Walze (8) mit glatter Fläche hat.

5. Pressenteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Walze (8) mit vorteilhaft glatter Fläche in ihrer eigenen Filzschleife (82) liegt (Fig. 5).

6. Pressenteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der vierten Preßstelle (N₄ 1/N₄ .) ein gesondertes Walzenpaar folgt, welches eine fünfte Preßstelle bildet und deren untere Walze eine in einer Filzschleife arbeitende Walze mit Hohlräume aufweisender Fläche und deren obere Walze eine Walze mit glatter. Fläche ist, die ebenfalls mit einer eigenen Filzschleife versehen sein kann.

7. Pressenteil nach Anspruch 1 zum Herstellen von naßgekrepptem Papier, dadurch gekennzeichnet, daß nach der dritten Preßstelle (N₃) ein gesondertes Walzenpaar (7,8) folgt, das eine vierte Preßstelle (N. ,) bildet und deren untere Walze eine in

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ihrer eigenen Filzschleife (72) arbeitende Walze (7) mit

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Hohlräume aufweisender Fläche und deren obere Walze eine in ihrer eigenen Filzschleife (82) arbeitende Walze (8) mit glatter Fläche und mit weichem überzug ist, und daß die Papierbahn (W) von der der vierten Preßstelle (N. -.) vorangehenden Walze (5) mit glatter Fläche mit Hilfe eines Kreppschabers (54) abgenommen wird, wobei mit Hilfe des gesonderten Preßwalzenpaars (7,8) das Krepp-Pressen ausgeführt wird.

8. Pressenteil nach Anspruch 2 oder 3 zum Herstellen von naßgekrepptem Papier, dadurch gekennzeichnet, daß nach der vierten Preßstelle (N. ₁; N. .) ein gesondertes Walzenpaar folgt, welches eine fünfte Preßstelle bildet und deren untere Walze eine in ihrer eigenen Filzschleife arbeitende Walze mit Hohlräume aufweisender Fläche und deren obere Walze eine in ihrer eigenen Filzschleife arbeitende Walze mit glatter Fläche und mit weichem überzug ist, und daß die Papierbahn von der dieser Preßstelle vorangehenden Walze mit glatter Fläche mit Hilfe eines Kreppschabers abgenommen wird, wobei mit Hilfe des gesonderten Preßwalzenpaares das Krepp-Pressen ausgeführt wird.

9. Pressenteil nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pickup-Walze (1) und die zweite Press-Saugwalze (4) einen gemeinsamen Filz (12-42) haben.

1O. Pressenteil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn-'i zeichnet, daß auch die zweite Walze (8) im Walzenpaar (7,8) eine Walze mit Hohlräume aufweisender Fläche ist.

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