DE4125470C1 - Shoe press for dewatering fibre web in paper machine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schuhpresse zum Entwässern einer Faserstoff-Bahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Druckschriften zum Stand der Technik:

1. DE 37 08 189 A1 (= US 49 31 142),
2. DE 37 05 241 A1
3. DE 34 26 264 A1 (= EP 01 68 718)
4. WO 87 02 080 A1
5. DE 40 18 074 A1
6. DE 40 22 800 C1

Die Erfindung geht aus vom Gegenstand der Druckschrift 1, also von einer Schuhpresse mit einem in Bahnlaufrichtung verlänger­ ten Preßspalt. Dieser ist gebildet durch einen Preßschuh mit einer konkaven Gleitfläche und durch eine mit dem Preßschuh zu­ sammenarbeitende Gegenwalze. Über die Gleitfläche gleitet ein endloses, flexibles und flüssigkeitsdichtes Preßband, das durch eine Armierung verstärkt ist. Die mit dem Preßschuh in Berüh­ rung kommende Innenfläche des Preßbandes ist glatt, um die Gleitreibung möglichst gering zu halten. Die Gleitfläche des Preßschuhes kann glatt sein (bei ausschließlich hydrodynami­ scher Schmierung); sie kann statt dessen auch (gemäß Druck­ schrift 2) Drucktaschen aufweisen, denen Schmiermittel unter Druck zugeführt wird (bei zumindest überwiegend hydrostatischer Schmierung).

Das Preßband ist vorzugsweise als ein schlauchförmiger, auf­ blasbarer Preßmantel ausgebildet, dessen Umlaufbahn außerhalb des Preßspaltes überwiegend kreisförmig ist. Abweichend hiervon ist es auch bekannt, daß das endlose Preßband außerhalb des Preßspaltes über Leitwalzen umläuft. Die Erfindung ist auch bei dieser Ausführung des Preßbandes anwendbar.

Weiterhin sind aus der Druckschrift 1 die folgenden Merkmale bekannt: Zwischen der zu entwässernden Bahn und dem Preßband läuft ein endloses poröses Band durch den Preßspalt. Dieses po­ röse Band ist gemäß Druckschrift 1 als ein Filz ausgebildet, der die Fähigkeit hat, im Preßspalt Wasser aus der Bahn aufzu­ nehmen. Zusätzlich kann ein zweiter derartiger Filz vorgesehen werden, nämlich zwischen der Bahn und der Gegenwalze. Der Preß­ schuh ist in Anpreßrichtung in einem Druckraum geführt, der in einem stationären Tragkörper vorgesehen ist. Eine Preßebene E ist definiert durch die Mittelachsen der Gegenwalze und des Tragkörpers. Die Preßebene bildet zugleich die Mittelebene des Druckraumes. Die Gleitfläche des Preßschuhes ist - im Quer­ schnitt gesehen - durch die Preßebene unterteilt in eine Ein­ laufzone und in eine Auslaufzone, wobei die Länge (in Bahnlauf­ richtung) der Auslaufzone kleiner ist als die Länge der Ein­ laufzone. Hierdurch will man erreichen, daß der im Preßspalt wirkende Preßdruck in Bahnlaufrichtung nur allmählich ansteigt und am Auslauf aus dem Preßspalt rasch abfällt, so daß mög­ lichst wenig Rückbefeuchtung der Bahn aus dem porösen Band stattfindet.

Aus der Druckschrift 3 ist es bekannt, in reinen Walzenpressen von Papierherstellungsmaschinen anstelle eines Wasser aufneh­ menden Filzes ein sogenanntes Pressensieb vorzusehen. Als Vor­ teil eines solchen Pressensiebes, verglichen mit einem herkömm­ lichen Filz, kann angesehen werden, daß das Pressensieb mittels einer Sieb-Reinigungsvorrichtung leichter saubergehalten werden kann. Somit wird die bei einem Filz bestehende Gefahr beseitigt, daß die Bahn verdrückt wird als Folge von Verschmut­ zung oder Verdichtung des Filzes. Mit anderen Worten: Ein Pres­ sensieb hat ein konstantes Entwässerungsverhalten über seiner Laufzeit. Ein Nachteil des bekannten Pressensiebes besteht je­ doch darin, daß es als ein mehrlagiges Gewebe ausgebildet sein muß, wobei die von der Bahn berührte Seite des Pressensiebes durch ein dichteres Gewebe gebildet ist als die innere Seite. Aufgrund dieser Notwendigkeit sind die Herstellungskosten für das Pressensieb relativ hoch. Dieser hohe Preis kann bis jetzt in vielen Fällen noch nicht dadurch ausgeglichen werden, daß in der Bahn ein entsprechend höherer Trockengehalt erzielt wird. Hinzu kommen in manchen Anwendungsfällen noch die folgenden Nachteile, die ebenfalls einer allgemeinen Verwendung von Pres­ sensieben entgegenstehen: Häufig besteht die Tendenz zu einer stärkeren Rückbefeuchtung der Bahn am Auslauf aus der Presse. Außerdem besteht in reinen Walzenpressen die Gefahr, daß die mit dem relativ harten Walzenmantel in Berührung kommenden Siebfäden mechanisch zerdrückt werden, so daß die Lebensdauer des Pressensiebes verringert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entwässerungs­ presse für eine Papierherstellungsmaschine derart zu gestalten, daß ein wirtschaftlicher Betrieb möglich wird trotz der Verwen­ dung eines Pressensiebes anstelle des bisher üblichen Filzes. Dabei soll die Anordnung derart getroffen werden, daß die rela­ tiv hohen Herstellungskosten für das Pressensieb dadurch kom­ pensiert werden, daß das Pressensieb möglichst wenig ver­ schleißt und die Rückbefeuchtung der Bahn am Pressenauslauf möglichst weitgehend reduziert wird, um einen möglichst hohen Bahn-Trockengehalt zu erzielen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die aus den Druck­ schriften 1 oder 2 bekannten Schuhpressen durch ein Bündel von Maßnahmen dahingehend abgewandelt werden können, daß die Ver­ wendung eines an sich bekannten Pressensiebes in wirtschaft­ licher Weise möglich wird.

Von diesen Maßnahmen ist besonders wichtig eine Vergrößerung des Längen-Verhältnisses zwischen der Einlaufzone und der Aus­ laufzone der Gleitfläche des Pressenschuhes. Das notwendige Längenverhältnis ist unterschiedlich; es beträgt für eine Schuhpresse mit glatter Preßschuh-Gleitfläche mindestens 1,5 und für eine Schuhpresse, deren Preßschuh hydrostatische Druck­ taschen aufweist, mindestens 1,2. In beiden Fällen wird - im Querschnitt gesehen - das auslaufseitige Ende der Gleitfläche noch näher an die Preßebene gerückt als bisher, somit auch nä­ her an die Mittelebene der Druckkammer. Hierdurch erzielt man eine Preßdruck-Kurve, die noch steiler als bisher abfällt. Die Folge ist, daß die Zeitdauer, in der eine Rückbefeuchtung der Bahn aus dem Pressensieb stattfinden kann, beträchtlich redu­ ziert wird. Dies trägt wesentlich zur Erzielung eines relativ hohen Bahn-Trockengehaltes bei.

Weitere Maßnahmen, die notwendig sind, um eine Schuhpresse mit einem Pressensieb wirtschaftlich betreiben zu können, sind nachfolgend erläutert:
Die bisher in Schuhpressen üblichen Preßbänder haben meistens eine rauhe äußere Oberfläche. Dies kommt dadurch zustande, daß die Armierung (in der Regel ein Siebgewebe) bis an die äußere Oberfläche des Preßbandes reicht. Häufig ragen sogar die äuße­ ren Kröpfungen des Gewebes über die äußere Oberfläche des Preß­ bandes hinaus. Würde ein derartiges Preßband im Preßspalt mit einem Pressensieb in Kontakt kommen, dann wäre die Gefahr des Verschleißes sowohl am Preßband als auch am Pressensieb sehr hoch. Für die Lösung der gestellten Aufgabe ist deshalb die Verwendung eines Preßbandes erforderlich, bei dem sich die Ar­ mierung in einem Abstand von der äußeren Oberfläche des Preß­ bandes befindet, wie dies aus der Druckschrift 4 bekannt ist. Es wird also ein Preßband verwendet, dessen äußere Oberfläche entweder vollkommen glatt oder zumindest überwiegend glatt ist. Letzteres ist der Fall, wenn in der äußeren Oberfläche des Preßbandes an sich bekannte Speicher-Vertiefungen (z. B. Rillen oder Sackbohrungen) vorgesehen werden sollen. In diesem Falle sollen diese Speicher-Vertiefungen höchstens 40% der äußeren Oberfläche einnehmen. Mit anderen Worten: Der Traganteil der äußeren Oberfläche des Preßbandes soll mindestens 60% betra­ gen. Eine für das Vermeiden von Verschleiß am Pressensieb eben­ so notwendige Maßnahme ist, daß die äußere Oberfläche des Preß­ bandes relativ weich sein soll. Es wurde gefunden, daß die Här­ te der äußeren Oberfläche des Preßbandes höchstens 97 shore D betragen darf.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Sie werden nachfolgend anhand des zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine zum Entwässern einer Bahn dienende Schuhpresse bei welcher zwischen der Bahn und einem Preßband ein Pressensieb durch den Preßspalt läuft.

Fig. 2 ist ein stark vergrößerter Teil-Schnitt durch das Pressensieb.

Fig. 3 und 4 sind Teilschnitte durch unterschiedlich ausgebildete Preßbänder.

Fig. 5 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einer von Fig. 1 abweichenden Schuhpresse.

Die in Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Schuhpresse hat u. a. einen Preßschuh 13 mit einer glatten konkaven Gleitfläche, über die ein endloses, flexibles und flüssigkeitsdichtes Preßband 14 gleitet. Die konkave Gleitfläche des Preßschuhes 13 ist an die Form einer Gegenwalze 11 angepaßt. Somit bilden der Preßschuh 13, das Preßband 14 und die Gegenwalze 11 einen in Bahnlauf­ richtung verlängerten Preßspalt 15. Ein stationärer Tragkörper 12, um den das Preßband 14 umläuft, hat in bekannter Weise eine Ausnehmung, die einen Druckraum 20 bildet und einen kolbenartigen Teil des Preßschuhes 13 aufnimmt. Bei 19 ist eine Druckmittelleitung angedeutet, durch die ein Druckmittel dem Druckraum 20 zugeführt wird. Mit einem Pfeil 8 ist symbolisch dargestellt, daß der Innenfläche des Preßbandes Schmiermittel zugeführt wird, das in bekannter Weise zur hydrodynamischen Schmierung der Preßschuh-Gleitfläche dient.

Die Mittelachse 12a des Tragkörpers 12 und die Drehachse 11a der Gegenwalze liegen beide in der sogenannten Preßebene E. Diese verläuft durch die Mitte des Druckraumes 20.

Durch den Preßspalt 15 läuft eine zu entwässernde Bahn 18 (z. B. Papierbahn) in Richtung des Pfeiles P, außerdem zwischen der Bahn 18 und dem Preßband 14 ein sogenanntes Pressensieb 17. Falls erforderlich kann auch zwischen der Bahn 18 und der Ge­ genwalze 11 ein Pressensieb 16 oder ein herkömmlicher Filz durch den Preßspalt laufen.

Die den Preßspalt 15 begrenzende Gleitfläche des Preßschuhes 13 ist relativ zur Preßebene E unsymmetrisch angeordnet. Die Gleitfläche ist durch die Preßebene E unterteilt in eine Ein­ laufzone 21 und in eine Auslaufzone 22. Wesentlich ist, daß die Länge der Einlaufzone 21 um mindestens 50% größer ist als die Länge der Auslaufzone 22 (jeweils in Bahnlaufrichtung gemes­ sen). Damit die vorzugsweise überwiegend kreisförmige Umlauf­ bahn des Preßbandes 14 an die unsymmetrische Anordnung der Gleitfläche des Preßschuhes 13 angepaßt wird, ist die Achse 14a der Umlaufbahn des Preßmantels 14 entgegen der Bahnlaufrichtung aus der Preßebene E versetzt angeordnet. Der Abstand e zwischen den Achsen 12a und 14a soll mindestens 40 mm betragen.

Das Pressensieb 17 besteht gemäß Fig. 2 aus zwei (bei anderen Ausführungsformen mehr als zwei) Gewebe-Lagen 17a und 17b. Die äußere, von der Bahn 18 berührte Gewebe-Lage 17a ist aus rela­ tiv feinen Fäden gewoben; sie bildet deshalb ein dichteres Ge­ webe als die innere Gewebe-Lage 17b, die mit dem Preßband 14 in Berührung kommt.

Das Preßband 14 ist vorzugsweise gemäß Druckschrift 6 ausgebil­ det; d. h. es besteht aus einer elastomeren Schicht 23, in der sich Armierungsfäden 24, 25 befinden. Es sind zwei aufeinander­ liegende und sich überkreuzende Lagen von Armierungsfäden vor­ handen, die alle in einem Abstand von den beiden glatten Ober­ flächen des Preßbandes angeordnet sind. Gemäß Fig. 3 sind die Armierungsfäden 24, 25 nicht miteinander verwoben. Gemäß Fig. 4 kann jedoch auch ein Gewebe vorhanden sein. Gemäß Fig. 3 ist nicht nur die innere, über den Preßschuh 13 gleitende Ober­ fläche des Preßbandes, sondern auch dessen äußere Oberfläche vollkommen glatt, also frei von irgendwelchen Vertiefungen. Ab­ weichend von Fig. 3 kann jedoch die elastomere Schicht 23, falls erforderlich, etwas dicker gemacht werden. In diesem Fall kann man in die äußere Oberfläche Speicher-Vertiefungen einar­ beiten. Das in Fig. 4 dargestellte Preßband hat derartige Spei­ cher-Vertiefungen 26.

Gemäß Fig. 1 ist zum Sauberhalten des Pressensiebes 17 eine Sieb-Reinigungsvorrichtung 27 vorgesehen mit den folgenden Merkmalen: Auf der Außenseite des Pressensiebes 17 ist eine Blaskammer 28 vorgesehen, die sich quer über die gesamte Sieb­ breite erstreckt und die auf der Seite des Pressensiebes zwei Leisten 29, 30 aufweist, die miteinander einen Blasschlitz bil­ den. Zwischen der zulaufseitigen Leiste 29 und dem Pressensieb 17 befindet sich ein keilförmiger und sich in Sieblaufrichtung verjüngender Zwickel 31. In diesen Zwickel sind die Strahlen eines Wasserspritzrohres 32 gerichtet. Gemäß der vereinfachten schematischen Darstellung fördert eine Wasserpumpe 33 Wasser in das Spritzrohr 32; außerdem gelangt Druckluft von einer Druckluftquelle 34 in das Innere der Blaskammer 28. Die bisher beschriebenen Teile der Sieb-Reinigungsvorrichtung sind auf der äußeren, also relativ fein gewebten Seite des Pressensiebes 17 angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich ein Auffangbehälter 35 mit einer Wasser-Rückleitung 36. Durch diese Anordnung wird, verglichen mit der bisherigen umgekehrten An­ ordnung, eine verbesserte Reinigungswirkung erzielt, weil Luft und Wasser zunächst durch die feinere und dann durch die gröbe­ re Gewebeschicht hindurchgeführt werden.

Die Fig. 5 zeigt eine Schuhpresse, deren Preßschuh 13′ hydro­ statische Drucktaschen 13a aufweist. Hier ist die Länge der Einlaufzone 21′ um mindestens 20% größer als die Länge der Auslaufzone 22′. Die übrigen Elemente dieser Anordnung sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie die entsprechenden Teile der Fig. 1.

Claims (4)

1. Schuhpresse (10) zum Entwässern einer Faserstoff-Bahn (18), insbesondere zur Verwendung in einer Papierherstellungs­ maschine, mit den folgenden Merkmalen:

• a) ein in Bahnlaufrichtung verlängerter Preßspalt (15), durch den die Bahn (18) läuft, ist gebildet durch einen Preßschuh (13) mit einer konkaven Gleitfläche, über die ein endloses, flexibles und flüssigkeitsdichtes Preß­ band (14) gleitet, das eine Armierung (24, 25) und eine glatte Innenfläche (14i) aufweist und das mittels des Preßschuhes an eine Gegenwalze (11) anpreßbar ist;
• b) der Preßschuh (13) ist in Anpreßrichtung in einem Druckraum (20) geführt, der in einem stationären Trag­ körper (12) vorgesehen ist, wobei die Mittelachsen (11a, 12a) der Gegenwalze (11) und des Tragkörpers (12) mindestens annähernd in einer Preßebene (E) liegen und die Resultierende der Schuhanpreßkräfte in dieser Preß­ ebene (E) verläuft;
• c) die Gleitfläche des Preßschuhes (13) ist - im Quer­ schnitt gesehen - durch die Preßebene (E) unterteilt in eine Einlaufzone (21) und in eine Auslaufzone (22), de­ ren Länge (in Bahnlaufrichtung) kleiner ist als die Länge der Einlaufzone;
• d) zwischen der Bahn (18) und dem Preßband (14) läuft ein endloses poröses Band (17) durch den Preßspalt; gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
• e) das poröse Band (17) ist, wie an sich bekannt, als ein Pressensieb ausgebildet, das mindestens zwei Gewebe-La­ gen (17a, 17b) aufweist;
• f) am Preßschuh (13) beträgt das Verhältnis zwischen der Länge der Einlaufzone (21) und der Länge der Auslaufzo­ ne (22)
  • fa) bei glatter Gleitfläche mindestens 1,5
  • fb) bei Vorhandensein von Drucktaschen (13a) in der Gleit­ fläche mindestens 1,2;
• g) die Armierung (24, 25) befindet sich, wie an sich be­ kannt, in einem Abstand von der äußeren Oberfläche (140) des Preßbandes (14), so daß diese Oberfläche zu­ mindest überwiegend glatt ist;
• h) zumindest auf der äußeren Oberfläche (140) des Preßban­ des (14) beträgt seine Härte höchstens 97 shore D.

2. Schuhpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, zwischen der Bahn (18) und der Gegen­ walze (11) ein zweites endloses poröses Band (16), das als Sieb oder Filz ausgebildet ist, durch den Preßspalt (15) läuft.

3. Schuhpresse nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) das Preßband (14) ist, wie an sich bekannt, als ein schlauchförmiger, aufblasbarer Preßmantel ausgebildet, dessen Umlaufbahn außerhalb des Preßspaltes (15) über­ wiegend kreisförmig ist;
• b) die Achse (14a) der Umlaufbahn des Preßmantels (14) ist entgegen der Bahnlaufrichtung um einen Betrag (e) von mindestens 40 mm aus der Preßebene (E) versetzt ange­ ordnet.

4. Schuhpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeich­ net durch die Kombination der folgenden, teilweise an sich bekannten Merkmale:

• a) die äußere, von der Bahn (18) berührte Seite des Pres­ sensiebes (17) ist durch ein dichteres Gewebe (17a) ge­ bildet als die innere Seite;
• b) auf der Außenseite des Pressensiebes (17) ist eine Sieb-Reinigungsvorrichtung (27) angeordnet mit einem von zwei Leisten (29, 30) gebildeten Luft- Blasschlitz, wobei zwischen der zulaufseitigen Leiste (29) und dem Pressensieb (17) ein keilförmiger und sich in Sieblauf­ richtung verjüngender Zwickel (31) gebildet ist, in den eine Wasserspritzeinrichtung (32) mündet.