CH656654A5

CH656654A5 - Entwaesserungspresse.

Info

Publication number: CH656654A5
Application number: CH5446/82A
Authority: CH
Inventors: William H Dutt
Original assignee: Albany Int Corp
Priority date: 1981-09-15
Filing date: 1982-09-14
Publication date: 1986-07-15
Also published as: GB2106555A; IT1196552B; GB2106555B; FI823016L; BR8205122A; FI81149C; FI823016A0; NO159866C; FI81149B; AU558794B2; NO159866B; AT384049B; CA1188556A; SE457541B; FR2512856B1; IT8249104A0; ATA343282A; AU8837682A; NL8203490A; SE8205283D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum

Abziehen von Wasser aus einer Papiermaterialbahn und insbesondere aus einem auf einer Papiermaschine gebildeten Faservlies.

In einem Papierherstellungsprozess wird ein Vlies durch Aufbringen eines faserhaltigen Breis auf ein Formsieb gebildet. Während dieses Prozesses wird eine grosse Wassermenge von dem Brei abgezogen, und danach läuft das frisch gebildete Vlies zu einer Presspartie. Die Presspartie umfasst eine Reihe Press- oder Quetschzonen. Das Vlies läuft schliesslich weiter zu einer Trockenpartie, die beheizte Trockentrommeln aufweist, an denen der Wassergehalt bis zu einem gewünschten Wert herabgesetzt wird.

Im Hinblick auf die hohen Energiekosten ist es wünschenswert, so viel Wasser wie möglich aus dem Vlies zu entfernen, bevor es in die Trockenpartie eintritt. Die Trockentrommeln werden in dieser Partie häufig durch Dampf beheizt, und die Betriebskosten können erheblich hoch sein, wenn eine grosse Wassermenge entfernt werden muss.

Der Einsatz von verlängerten Press- bzw. Quetschzonen hat sich als vorteilhaft gegenüber dem Einsatz von Klemmstellen erwiesen, die durch Paare nebeneinanderliegender Walzen gebildet werden. Durch Verlängerung der Zeitspanne, in der das Vlies dem Druck in der Press- bzw. Quetschzone ausgesetzt ist, kann eine grössere Wassermenge entfernt werden. Dieser Umstand wurde von der Fachwelt berücksichtigt, und mehrere Patente wurden hierzu erteilt. Von diesen Patenten seien genannt: US-Patent Re. 30 268,4 201 624,4 229 253 und 4 229 254.

Beim Einsatz von verlängerten Quetschzonen zum Entwässern eines Faservlieses wird das Vlies typischerweise zwischen zwei Feuchtigkeit absorbierenden Filzen und einem Riemen sandwichartig aufgenommen. Die Filze werden mit dem dazwischen befindlichen Vlies um eine zylindrische Quetschwalze herumgezogen, während der Riemen angeordnet ist, um Druck auf die Filze und die Walze aufzubringen. Ein Andruck-Gleitschuh übt einen Druck auf den Riemen in der Quetschzone aus.

Beim Entwässern von Vliesen in verlängerten Quetschzonen stellte sich ein Problem: Es hat sich gezeigt, dass sich vor der Quetschzone im Riemen ein Aufwölben oder Ausbauchen entwickelt. Dieses Problem ist in den US-Patenten 4 229 253 und 4 229 254 behandelt, und es werden gewisse Riemenkonstruktionen vorgeschlagen, um dieses Problem zu bewältigen.

Die Erfindung richtet sich auf eine Einrichtung zum Entwässern eines Faservlieses, die eine verlängerte Press- bzw. Quetschzone aufweist, welche durch eine Walze und einen spezifisch ausgestalteten Riemen gebildet wird, der von einem Andruck-Gleitschuh zur Rolle hin belastet wird, um auf das Faservlies und einen oder mehrere vliesführende Papierma-schinen-Filze in der Quetschzone eine Druckbelastung aufzubringen. Der Riemen umfasst ein Grundgewebe, welches mit einem thermoplastischen oder ausgehärteten Polymermaterial imprägniert ist. Das Grundgewebe kann aus einer einzelnen Lage oder mehrlagig aufgebaut sein und besitzt genügend grosse Zwischenräume bzw. eine ausreichende Gewebelok-kerheit oder -durchlässigkeit, um ein vollständiges Imprägnieren des Materials zu ermöglichen und jegliche Art von Porenbildung im Endgewebe auszuschliessen. Ein entscheidender Vorteil dieses Riemenaufbaus ist, dass er in jeder Länge hergestellt werden kann, da er bei seiner Fertigung keinen Formkern benötigt. Ein Grundgewebe wird durch Anwendung herkömmlicher Gewebetechnik endlos gemacht und dann mit einem Polymermaterial beschichtet und imprägniert. Der erhaltene Riemenaufbau ist sowohl leicht als auch ausreichend stabil, um unter den Arbeitsbedingungen einer Papiermaschine eingesetzt werden zu können. Er besitzt eine ausreichende Abriebfestigkeit, um jeglichem Verschleiss zu widerstehen, der in der verlängerten Quetschzonen-Einrich5

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tung auftreten kann. Anders als Materialien, die nach der Art eines Gummireifens aufgebaut sind, und die verlaufen und/ oder delaminieren können, schafft die Erfindung einen Riemen, der seine Integrität beibehält. Auch löst die Erfindung das Problem des Ausbauchens oder der Wellenbildung in der Nähe der Quetschzonen. Der Riemen besitzt eine gleichmäs-sig glatte Polymerfläche, an der ein Andruck-Gleitschuh angreift, welcher Druck in Richtung der Walze aufbringt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine verlängerte Press- oder Quetschzone nach den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 eine Teil-Querschnitt-Vorderansicht der Quetschzone nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Querschnitt-Seitenansicht des bei der erfin-dungsgemässen Einrichtung verwendeten Riemens.

Eine verlängerte Press- oder Quetschzone wird nach der Erfindung vorgesehen, um eine laufende Papiermaterialbahn zu entwässern. Die Press- oder Quetschzone 10 wird begrenzt von einer zylindrischen Quetsch- bzw. Feuchtwalze 12, einem Andruck-Gleitschuh 14 mit einer der Quetschwalze zugewandten bogenförmigen Fläche und einem Riemen 16, der so angeordnet ist, dass er gegen die Oberfläche der Quetschwalze drückt. Die bogenförmige Fläche des Andruck-Gleitschuhs besitzt in etwa den gleichen Krümmungsradius wie die Quetschwalze. Der Abstand zwischen der Quetschwalze und dem Andruck-Gleitschuh kann mittels herkömmlicher hydraulischer oder mechanischer Einrichtungen (nicht gezeigt), die an eine schwenkbar an dem Gleitschuh 14 befestigte Stange 18 angeschlossen sind, eingestellt werden. Die Stange kann auch betätigt werden, um den gewünschten Druck auf den Schuh aufzubringen. Es ist einsehbar, dass der Andruck-Gleitschuh und die Quetschwalze, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt und vorstehend beschrieben sind, einen herkömmlichen Aufbau besitzen, und dass auch andere Anordnungen im Zusammenhang mit der Erfindung Verwendung finden können.

Der nach der Erfindung eingesetzte Riemen 16 ist im einzelnen in Fig. 3 gezeigt. Es hat sich erwiesen, dass dieser Riemen den bislang bekannten Riemen überlegen ist, und zwar sowohl in funktionaler Hinsicht als auch im Hinblick auf seine Herstellung. Der Riemen 16 umfasst ein Grundgewebe 20, welches mit einem Polymermaterial 22 imprägniert ist. Es hat sich gezeigt, dass aushärtende Harze wie Polyurethane geeignete Imprägniermaterialien sind. Thermoplastische Polymere, z.B. Polypropylen sind auch akzeptabel.

Das Grundgewebe 20 besitzt genügend grosse Zwischenräume bzw. ist ausreichend locker und durchlässig, um eine vollständige Imprägnierung zu gestatten. Dadurch wird die Möglichkeit einer Porenbildung im Endgewebe ausgeschlossen, welche es zulassen würde, dass zwischen dem Riemen und dem Gleitschuh verwendetes Schmiermittel durch den Riemen hindurchtreten und den Filz sowie das Faservlies verunreinigen würde. Das Grundgewebe ist in seinem endgültigen Aufbau endlos und besitzt eine gleichförmige Dicke. Das Gewebe muss auch so angefertigt werden, dass es eine genügende Stabilität zum Einsatz unter Papiermaschinenbedingungen besitzt, d.h. es muss in der Länge und Breite dauerhaft stabil und führungsfähig sein.

Das verwendete thermoplastische oder aushärtende Harz sollte eine im wesentlichen hundertprozent feste Verbindung sein, um die Blasenbildung während des Aushärtprozesses des Harzes in dem Riemengebilde auszuschliessen.

Der Riemen hat mindestens eine glatte Seite 16', welche mit dem Andruck-Gleitschuh 14 in Berührung gelangt.

Es hat sich gezeigt, dass nach der Erfindung hergestellte Riemen viele wünschenswerte Eigenschaften besitzen. So bewegen sie sich leichter an dem Andruck-Gleitschuh entlang und sind in der Lage, vom Gleitschuh ausgeübten Druck auf das Vlies und die Quetschwalze zu übertragen. Es wird eine ausreichende Biegsamkeit erhalten, und die Riemen haben sich gegenüber Schmiermittel, das vor dem Eintritt in die Quetschzone aufgebracht wird, unangreifbar erwiesen.

Verglichen mit Riemen nach dem Stand der Technik schafft die Erfindung einen Riemen, der relativ dünn und von geringem Gewicht ist. Dicke Riemen besitzen nachteiligerweise die Tendenz zur Fliessverformung während sie sich in der Quetschzone befinden. Beispielsweise wiegt ein 7,5 x 0,43 m (74'6" x 170") grosser Riemen, der mit einem ausgehärteten Harz nach der Erfindung imprägniert ist, etwa 90 kg (200 pounds). Ein entsprechend grosser Riemen mit einer Widerstandsfähigkeit gegen ein Aufwölben und Aufbauchen, der wie in den vorgenannten Patenten beschriebenen aufgebaut ist, wiegt etwa 545 kg (1200 pounds). Anders als bei den schwereren Riemen ist bei der Erfindung keine verstärkende Struktur erforderlich.

Die Herstellung des Riemens nach der Erfindung lässt sich wirtschaftlich und ohne Formkerne oder Autoklaven durchführen, welche der Grösse sonstiger Riemen eine Grenze setzen. Es kann ein Riemen beliebiger Länge folgen-dermassen hergestellt werden : Zuerst wird das Grundgewebe gewoben. In dieses Grundgewebe kann gewünschtenfalls ein Vlies eingenadelt werden. Wenn das Grundgewebe nicht endlos gewoben wurde, wird es nun unter Einsatz herkömmlicher Verbindungsverfahren, wie sie für Formgewebe in der Papierindustrie anwendbar sind, endlos gemacht. Ein Polymermaterial wird dann auf das Grundgewebe aufgebracht und bildet mit diesem eine mechanische Verblockung. Das Harz wird dann in einer ausreichenden Zeitspanne aushärten gelassen. Nach dem Aushärten kann die Harzoberfläche geschabt oder geschliffen werden, um einen Riemen gleichförmigen Kalibers zu schaffen, der mindestens eine glatte Oberfläche besitzt.

Ein nach der Erfindung hergestellter Riemen kann bei einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet werden. Der Riemen 16 wird zwischen den Andruck-Gleitschuh und der Quetschwalze positioniert. Der Gleitschuh greift an der glatten beschichteten Seite 16' des Riemens an. Ein Faservlies 24, das zwischen einem ersten und einem zweiten Filz 26 bzw. 27 geführt wird, wird in die Press- bzw. Quetschzone 10 eingeleitet. Die Seite des Riemens 16, an der der Schuh 14 angreift, wird von einer Schmiereinrichtung 28, die in Laufrichtung vor der Quetschzone angeordnet ist, geschmiert.

Der Riemen 16 lässt sich ohne weiteres reparieren, falls sich ein Loch oder eine andere Oberflächenunebenheit ausbilden sollte. Der beschädigte Abschnitt wird mit einem Lösungsmittel gereinigt, und mit einer Klinge wird eine geeignete Menge des Beschichtungsmaterials aufgetragen. Eine Heizpistole wird verwendet, um die Fläche auszuhärten, welche danach geschliffen werden kann.

Wegen der hervorragenden Biegeeigenschaften des Grundgewebes und dem Umstand, dass die Beschichtung auf einem Minimum gehalten werden kann, ist die Neigung zu Ausfallerscheinungen aufgrund einer Biegeermüdung sehr gering. Dies liegt daran, dass aufgrund des kleinen Kalibers sich die Flächenebene der beschichteten Oberfläche in einem kleinstmöglichen Abstand von der neutralen Biegelinie befindet. Dadurch wird die prozentuale Dehnung und Komprimierung an der Flächenebene während des Biegens herabgesetzt.

Beispiel 1

Es wurde ein zweitägiges Monofil-Grundgewebe gewoben, wärmestabilisiert und unter Einsatz üblicher Verbindungsverfahren endlos gemacht. Das Gewebe wurde dann mit einem hundertprozent festen Polyurethanharz (Dupont

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Adiprene LI 00) beschichtet und ausgehärtet. Die Beschich-tung kann unter Verwendung einer Abziehklinge oder dergleichen bewerkstelligt werden, um eine glatte Oberfläche zu erhalten. Wenn die Aussenfläche des Grundgewebes beschichtet ist, kann sie umgedreht werden, so dass ihre Innenseite nach aussen zum anwendungsgemässen Einsatz gewendet wird.

Beispiel 2

Ein Monofil-Gewebe wurde zu einem zweilagigen Gewebe mit genügend grossen Zwischenräumen bzw. einer ausreichenden Lockerheit oder Durchlässigkeit gewoben. Es wurde thermofixiert und endlos gemacht. Das endlose Gewebe wurde auf eine Appreturmaschine mit einem Walzenpaar aufgebracht. Eine der Walzen war ein ölbeheizter Zylinder. Eine Polyurethanlage mit geeigneter gleichmässiger Dicke wurde auf die Innenfläche des Gewebes gelegt und zwischen dem beheizten Zylinder und dem Grundgewebe hindurchtreten gelassen. Die Temperatur des ölbeheizten Zylinders wurde auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten, um ein gleichförmiges Verflüssigen und Schmelzen des Kunststoffilms zu erzielen. Die Lage wurde beschnitten, so dass kein überlappendes Material in das Gewebe einge-presst werden konnte. Indem die Lage und das Gewebe um den beheizten Zylinder herumgeführt wurden, wurde eine ausreichende Temperatur aufrechterhalten, um ein Hinein-fliessen des Polyurethans in das Gewebe zu bewirken. Eine Andruckwalze kann gegen die Aussenseite des Gewebes angesetzt werden, um ein vollständiges Imprägnieren zu gewährleisten. Das Polyurethan wurde plastifiziert und in die Hohlräume des Gewebes hineingedrückt. Es wurde eine glatte Oberfläche erhalten, die keine weiteren Nachbehandlungsschritte erforderte. Der Gebrauch einer hundertprozent polymeren Lage schliesst auch jegliche Probleme aus, die sich im Endgewebe entwickeln könnten und auf die Verwendung einer Imprägnierungsverbindung zurückzuführen sind, die 5 Lösungsmittel oder Wasser enthält. Nachdem das Gewebe den Pressvorgang durchlaufen hatte, wurden die Kanten zugeschnitten und für den Betrieb auf einer Papiermaschine versiegelt.

io Beispiel 3

Ein Monofil-Polyester-Grundgewebe mit genügend grossen Zwischenräumen bzw. eine ausreichende Lockerheit oder Durchlässigkeit für die Imprägnierung wurde hergestellt. Bei dem Gewebe handelte es sich um ein zweilagiges Gewebe mit 15 einer Breiten- und Längenstabilität. Ein Polypropylenfilm mit einer Dicke von etwa 0,5 mm (0.020 inch) oder mehr wurde auf das Grundgewebe in der im Beispiel 2 beschriebenen Weise aufgeschmolzen. Die Temperatur des ölbeheizten Zylinders wurde auf einem im wesentlichen konstanten Wert 20 gehalten, um ein gleichförmiges Verflüssigen und Schmelzen des Kunstoffilms zu erzielen. Das Grundgewebe besass eine höhere Schmelztemperatur als der Polypropylenfilm und wurde durch den Erwärmungsprozess nicht zerstört. Nachdem das Gewebe den Pressvorgang durchlaufen hatte, wur-25 den die Ränder zugeschnitten und zum Einsatz auf einer Papiermaschine versiegelt. Es ist einleuchtend, dass der bei der Erfindung verwendete Riemen ein Grundgewebe aufweisen kann, das aus unterschiedlichen Polymermaterialien mit den erforderlichen Eigenschaften zur Anwendung in Papier->o maschinen hergestellt werden kann. Als Beschichtungsmate-rial lassen sich neben Polyurethan und Polypropylen auch andere Materialien verwenden.

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1 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Presse zum Entwässern eines Faservlieses, gekennzeichnet durch eine Quetschwalze (12) mit einer zylindrischen Aus-senfläche, einen flexiblen Riemen (16) mit einer gleichförmig glatten, undurchlässigen Oberfläche (16'), eine durch die Quetschwalze und den Riemen gebildete Quetschzone (10), eine Papiermaschinen-Filzanordnung (26,27) in dieser Quetschzone, einen Andruck-Gleitschuh (14) mit einer äusseren Fläche, die an der undurchlässigen glatten Oberfläche (16') des Riemens angreift und auf das Faservlies sowie die Filzanordnung in der Quetschzone, vermittelt durch den Riemen, einen Druck aufbringt und dadurch, dass der Riemen ein Grundgewebe (20) aufweist, das mit einem Polymermaterial imprägniert ist.
2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Imprägniermittel, so wie es in den Riemen imprägniert ist, im wesentlichen eine hundertprozent feste Verbindung darstellt.
3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgewebe ein zweilagiges Monofilgewebe ist.
4. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Imprägniermittel, so wie es in den Riemen imprägniert ist, ein im wesentlichen hundertprozent festes Polyurethanharz ist.
5. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgewebe gewoben ist.
6. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgewebe Polyester ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines Endlosriemens zur Verwendung in einer verlängerten Quetschzone einer Presse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- Bereitstellen eines endlosen Grundgewebes,

- Aufbringen dieses Grundgewebes auf einen Zylinder,

- Einführen einer Polymerlage zwischen das Grundgewebe und den Zylinder, wobei das Polymermaterial einen niedrigeren Schmelzpunkt besitzt als das Grundgewebe,

- Erwärmen des Zylinders derart, dass das Polymermaterial schmilzt und das Grundgewebe imprägniert, wobei das Polymermaterial eine glatte Fläche auf der dem Zylinder zugewandten Seite des Grundgewebes bildet,

- Entfernen des imprägnierten Grundgewebes vom Zylinder und

- Nach-Aussen-Wenden der Innenseite des imprägnierten Gewebes.
8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Andrücken des Grundgewebes gegen den Zylinder.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch ein Zuschneiden der Ränder des Grundgewebes nach seinem Imprägnieren mit dem besagten Polymermaterial.
10. Verfahren zur Herstellung eines Endlosriemens zur Verwendung in einer verlängerten Quetschzone einer Presse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Bereitstellen eines endlosen Grundgewebes, ein Beschichten und Imprägnieren von Polymerharz durch Einstreichen des Materials in das Gewebe mittels einer Streichklinge, und ein Aushärten des Harzes zur Bildung einer glatten Oberfläche.
11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Zuschneiden der Ränder des Grundgewebes nach dem Imprägnieren mit Polymermaterial.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Harzoberfläche nach dem Aushärten geschliffen wird, um eine glatte Oberfläche zu erzielen.