DE10144626A1 - Einrichtung zur Wassersabführung insbesondere aus einer Papiermaschinen-Rillenwalze - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine zum Abführen des Wassers insbesondere aus einer Papiermaschinen-Rillenwalze dienende Einrichtung. Diese Einrichtung umfasst Stutzen zum Einleiten von Druckluft in die Einrichtung sowie in Verbindung mit der Walze angeordnete Luftleitvorrichtungen zum Leiten von Druckluft auf die Oberfläche der Walze und damit zum Entfernen des Wassers aus den Rillen der Walze. Weiter hat die Einrichtung in Verbindung mit den Luftleitvorrichtungen angeordnete Organe zum Sammeln des aus den Rillen entfernten Wassers und Ableiten desselben aus der Einrichtung. Die Luftleitvorrichtungen sind an dem zu der Einrichtung gehörenden Düsenteil angeordnet, das Stützelemente hat, die das Düsenteil, im Wesentlichen gegen die Oberfläche der Walze liegend, halten. An der der Walze zugewandten Fläche des Düsenteils sind, in Drehrichtung der Walze betrachtet, beiderseits der Luftleitvorrichtungen Stützflächen ausgebildet.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine zum Abführen des Wassers insbesondere aus einer Papiermaschinen-Rillenwalze dienende Einrichtung, die sich im Wesentlichen über die gesamte Walzenlänge erstreckt und

• - Stutzen zum Einleiten von Druckluft in die Einrichtung,
• - in Verbindung mit der Walze angeordnete Luftleitvorrichtungen zum Leiten der Druckluft zur Walzenoberfläche hin und damit zum Entfernen des Wassers aus den Walzenrillen, und
• - in Verbindung mit den Luftleitvorrichtungen angeordnete Organe zum Sammeln des aus den Rillen entfernten Wassers und Ableiten desselben aus der Einrichtung umfasst.

In Papier- und Kartonmaschinen werden heute, hauptsächlich zur Verbesserung der Entwässerungskapazität, gerillte oder blindgebohrte oder ansonsten oberflächenmodifizierte Walzen eingesetzt. Das Wasser neigt jedoch dazu, trotz der Rotationsbewegung der Walze in den Rillen zu verharren. Zusammen mit dem Wasser bleiben in den Rillen der Walze auch Fasern und Füllstoffe, was zu einer Verringerung der Entwässerungskapazität führt und auch ansonsten den Produktionsprozess beeinträchtigt. Dieses Problem tritt besonders in der Pressenpartie der Papiermaschine in Erscheinung. Eine bekannte Methode zum Entfernen des Wassers und anderer Stoffe aus den Rillen ist der Einsatz von Schabern. Die heute üblichen Schaber haben entweder eine herkömmliche Schaberklinge oder eine so genannte Lattenklinge. Diese Schaber haben allerdings ein schwaches Entwässerungsvermögen und bewirken außerdem eine Abnutzung der Walzenoberfläche. Sie eignen sich deshalb nicht für Walzen mit weichem Bezug geschweige denn für die Gurtmäntel von Walzen mit Druckschuh.

In der US-Patentschrift 5,944,956 ist eine mit Druckluft arbeitende Schaberanlage beschrieben, die überhaupt keine Schaberklinge aufweist und somit auch kaum Verschleiß der Walzenoberfläche bewirkt. Bei dieser Anlage wird mit Hilfe von Luftleitvorrichtungen ein Luftmesser, d. h. ein Luftstrahl auf die Walzenoberfläche gerichtet, der das Wasser aus den Rillen treibt. In Walzendrehrichtung betrachtet sind hinter den Luftleitvorrichtungen Organe zum Sammeln des aus den Rillen entfernten Wassers und zu dessen Ableitung aus der Anlage angeordnet. Wegen der beträchtlichen Baugröße dieser Anlage gestaltet sich ihre Anordnung in Verbindung mit der Walze schwierig. Außerdem bewirkt der Luftstrahl trotz der Ableit­ organe und des von ihnen ausgeübten Sogs im Umraum der Walze eine Wassernebelwolke, was den Produktionsprozess beeinträchtigt. Die Luftleitvorrichtungen der Anlage befinden sich außerdem in einem großen Abstand von der Walzenoberfläche und sind stationär eingebaut. Dadurch variiert die Reinigungsleistung der Anlage insbesondere beim Schaben des Druckschuhwalzen-Gurtmantels, da ja dieser dünne Gurtmantel in radialer Richtung bekanntlich "lebt".

Mit dieser Erfindung soll nun eine zum Entfernen des Wassers insbesondere aus der Papiermaschinen-Rillenwalze dienende Einrichtung bereitgestellt werden, die gegenüber den bisherigen Vorrichtungen dieser Art einfacher und gleichzeitig effektiver ist und sich auch gut zum Einsatz zusammen mit Druckschuhwalzen eignet. Die kennzeichnenden Merkmale dieser Erf indung gehen aus den beigefügten Patentansprüchen hervor. Die Luftleitvorrichtungen sind in einer geschlossenen Konstruktion angeordnet, so dass nur geringe Wassernebelbildung erfolgt. Auch decken die Organe die Einrichtung besser als bisher und verhindern ein Ausbreiten des Wassernebels. Die Einrichtung ist ferner auf eine neuartige Weise so abgestützt, dass die Luftleitvorrichtungen stets der Walzenoberfläche folgen. Dadurch wird die Entwässerungsleistung im Wesentlichen konstant gehalten. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist auch einfacher im Bau und verursacht keinen Verschleiß der Walzenoberfläche. Dennoch wird damit eine höhere Entwässerungsleistung als bisher erzielt. Die Einrichtung lässt sich auch leicht modifizieren, so dass sie in Verbindung mit den meisten Walzenpositionen 5 eingesetzt werden kann.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten, einige Ausführungsformen der Erfindung zeigenden Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung im Querschnitt und in Verbindung mit einer Druckschuhwalze montiert;

Fig. 1b einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1a;

Fig. 1c eine Variante der in Fig. 1b gezeigten Ausführungsform;

Fig. 2a eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung in der Darstellungsweise von Fig. 1b;

Fig. 2b eine Variante der Ausführungsform von Fig. 2a;

Fig. 2c, 2d das Düsenteil der erfindungsgemäßen Einrichtung von oben und frontal betrachtet; Fig. 3a eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung in der Darstellungsweise von Fig. 1a;

Fig. 3b einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3a.

Fig. 1a zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung zum Abführen des Wassers insbesondere aus einer Papiermaschinen-Rillenwalze. Das erfindungsgemäße Konzept kann jedoch auch in Karton- und Tissuemaschinen sowie in anderen entsprechenden Maschinen eingesetzt werden. In Fig. 1a ist der von einer Druckschuhwalze 10 und ihrer Gegenwalze 11 gebildete Pressspalt oder Nip 12 gezeigt, durch den die Papierbahn 13, von den Pressfilzen 14 und 14' geführt, geleitet wird. Je nach Ausführungsform kann an Stelle des Pressfilzes 14' auch ein Überführungsgurt eingesetzt werden. Der Nip 12 wird zwischen dem Druckschuh 10' der Druckschuhwalze 10 und der Gegenwalze 11 gebildet. Im Nip 12 wird aus der Papierbahn Wasser sowohl in die Filze 14 und 14' wie auch in die Rillen 15 der Walze 10 gepresst. Beim Arbeiten mit Überführungsgurt wird Wasser lediglich in den Filz 14 gepresst. In den Figuren sind die Rillen 15, übertrieben tief, gestrichelt dargestellt. Hinter dem Nip erfolgt an sich schon fliehkraftbedingt ein teilweiser Abgang des Wassers, aber mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird ein kontrollierter Abzug sämtlichen Wassers erreicht. Am vorteilhaftesten gestaltet sich die erfindungsgemäße Einrichtung namentlich in Verbindung mit der Druckschuhwalze, bei der die Entwässerung mit der bisher bekannten Technik gewöhnlich problematisch ist. Bedingt sind diese Probleme vor allem durch das "Leben" des Gurtmantels sowie dessen geringe Dicke und dessen Weichheit. Dieses "Leben" des Gurtmantels ist mit Schwankungen des Manteloberflächenradius von Stelle zu Stelle sowie mit dynamischem Schlag und mit Schwingungen des Mantels verbunden. Neben der oben genannten Druckschuhwalze eignet sich die erfindungsgemäße Einrichtung auch zum Einsatz in Verbindung mit anderen Rillenwalzen. Unter dem Begriff "Rillen" sind in diesem Zusammenhang auch andere Profilformen der Walzenoberfläche wie zum Beispiel Blindbohrungen und andere Vertiefungen zu verstehen. Zusammen mit dem Wasser werden auch Fasern und Füllstoffe entfernt, so dass die Einrichtung gleichzeitig zur Reinigung der Walzenoberfläche dient.

Zwecks Erzielens einer gleichmäßigen Entwässerung erstreckt sich die Einrichtung im Wesentlichen über die gesamte Walzenlänge oder zumindest über die Breite der zu pressenden Bahn. Die Entwässerung erfolgt durch Druckluft, wozu die Einrichtung Anschlussstutzen 16 zum Einleiten von Druckluft in die Einrichtung hat (Fig. 2c). Erzeugt wird die Druckluft mit einem passenden, in den Figuren nicht dargestellten Aggregat.

Die eigentliche Entwässerung wird durch die in Verbindung mit der Walze angeordneten Luftleitvorrichtungen 17 bewirkt. Mit diesen Luftleitvorrichtungen wird auf die Walzenoberfläche Druckluft geleitet, die das Wasser aus den Rillen der Walze treibt. Weiter sind in Verbindung mit den Luftleitvorrichtungen Organe 18 zum Sammeln des aus den Rillen entfernten Wassers und Austragen desselben aus der Einrichtung angeordnet. Funktionell einander entsprechenden Bauteilen sind in den verschiedenen Figuren jeweils die gleichen Bezugszahlen zugeordnet.

Gemäß der Erfindung umfasst die Einrichtung auch ein Düsenteil 19, an dem die Luftleitvorrichtungen 17 angeordnet sind, und das sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Walze 10 erstreckt. Weiter umfasst das Düsenteil 19 Stützelemente 20, die das Düsenteil 19 im Wesentlichen an der Oberfläche der Walze 10 anliegend halten, so dass also das Düsenteil 19 und die daran befindlichen Luftleitvorrichtungen 17 exakt der Oberfläche der Walze 10 folgen. Weiter sind auf der der Walze 10 zugewandten Seite des Düsenteils 19 Stützflächen 21 und 21' vorhanden, die sich in Drehrichtung der Walze 10 betrachtet beiderseits der Luftleitvorrichtungen 16 befinden. In der Praxis bildet sich dadurch zwischen dem Düsenteil und der Walze ein Luftkissen, so dass sich das Düsenteil stets in einem knapp von der Walzenoberfläche abgehobenen Zustand befindet und somit die Walzenoberfläche weder verschleißt noch sonstwie beschädigt. Gleichzeitig wird so die Druckluft namentJ ich in die Rillen geleitet. Entsprechend wird auch das Düsenteil selbst nicht abgenutzt, so dass die Einrichtung fast wartungsfrei ist.

Dank der Stützelemente folgt das Düsenteil exakt der Walzenoberfläche. Somit eignet sich die Einrichtung ausgezeichnet auch für den Einsatz zusammen mit der Druckschuhwalze obgleich deren Gurtmantel in radialer Richtung "lebt". Da das Düsenteil diesen Mantel nicht berührt, kann dieser mit dem Düsenteil auch abgestützt und somit in seinem radialen Schlag gedämpft werden. Verringern lässt sich dieses "Leben" des Mantels auch durch Einsatz eines gegenüber dem Düsenteil 19 angeordneten Stützschuhs (Fig. 1a) zum Beispiel des im FI-Patent 104274 beschriebenen Typs. Wie in den Figuren gezeigt, ist das Düsenteil 19 bevorzugt in Form einer Kammerkonstruktion mit endständigen Anschlussstutzen 16 ausgeführt. Die Stutzen 16 bestehen wie in Fig. 2c und 2d bevorzugt aus flexiblen Schläuchen 16', so dass sich das Düsenteil ungehindert bewegen kann. Auch durch Herstellung des Düsenteils zum Beispiel aus einem Verbundwerkstoff kann dessen Beweglichkeit und Anschmiegevermögen an die Walzenoberfläche noch verbessert werden. Außerdem entspricht der Krümmungsradius der gegen die Walzenoberfläche gerichteten Düsenteilseite im Wesentlichen dem Krümmungsradius der Walzenoberfläche. Durch eine solche Formgebung wird die Bildung des Luftkissens gefördert und das Entstehen von Beschädigungen bei einer eventuellen Berührung zwischen Düsenteil und Walzenoberfläche vermieden.

Da das Düsenteil bevorzugt von geringem Gewicht und sensibel beweglich ist, müssen die Stützelemente stabil genug, aber dennoch elastisch ausgeführt sein. Gemäß der Erfindung umfassen die Stützelemente 20 einen Tragbalken 23 und Tragarme 24 sowie mit diesen verbunden Belastungs- und Stellvorrichtungen. 25 zum Halten des Düsenteils 19 an der Oberfläche der Walze 10. Diese Tragarme 24 bestehen hier aus elastischen Blechen und erlauben ein Bewegen des Düsenteils 19. Über die Tragarme 24 ist das Düsenteil 19 außerdem am Tragbalken 23 befestigt, der im Hinblick auf ausreichende Tragfähigkeit starr ausgebildet ist. In den Fig. 1b, 2a und 2b ist der Tragbalken 23 schwenkbar, so dass das Düsenteil 19 an die gewünschte Stelle positioniert werden kann. Durch Schwenken des Tragbalkens kann das Düsenteil auch gegen die Walze belastet oder von dieser abgehoben werden. Zu diesem Zweck hat der Tragbalken (nicht dargestellte) passende Organe. In Fig. 1c ist der Tragbalken 23 stationär, hat aber besondere Belastungs- und Stellvorrichtungen 25 zum Bewegen des Düsenteils 19. In diesem Fall basieren die Belastungs- und Stellvorrichtungen 25 auf dem Einsatz von Belastungsschläuchen 26, die bevorzugt mit Druckluft beschrieben werden. Die elastischen Tragarme können zum Beispiel aus Verbundwerkstoff oder irgendeinem anderen elastischen Material hergestellt werden. Der Tragbalken hingegen besteht bevorzugt aus Metall.

In Fig. 1a umfassen die Organe 18 zum Sammeln und Abführen des Wassers einen aus Blech gefertigten Wassersammeltrog 27, der das Düsenteil 19 einschließlich Tragbalken 23 umhüllt. Durch diesen Sammeltrog 27 wird ein Abwandern des aus den Rillen 15 geblasenen Wassernebels in die Umgebung der Walze 10 verhindert. An den Sammeltrog wird bevorzugt auch ein Vakuum gelegt. Der an seinen Enden geschlossene Sammeltrog 27 erstreckt sich beiderseits des Düsenteils 19 bis fast an die Oberfläche der Walze 10 ohne diese jedoch zu berühren.

Allerdings erfordert dieser Wassersammeltrog Platz und passt somit nicht für alle Positionen. Unter beengten Verhältnissen kann die in Fig. 2b gezeigte Ausführungsform eingesetzt werden, bei der der Tragbalken 23 als Vakuumkammer 28 ausgebildet ist. Hier umfassen die Organe 18 ein elastisches Schaberblech 29, das zusammen mit dem Düsenteil 19 den Vakuumraum 30 begrenzt. Das Schaberblech 29 entfernt außerdem an der Oberfläche der Walze 10 eventuell verbliebenes Wasser und lenkt das Wasser gleichzeitig über die Unterdruckstutzen 31 in die Vakuumkammer 28.

Eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in Fig. 3a gezeigt. Hier befindet sich innerhalb des Düsenteils 19 eine sich im Wesentlichen über dessen gesamte Länge erstreckende Vakuumkammer 28'. Außerdem sind an der Wandung der Vakuumkammer 28' zur Bildung der Organe 18 sich zu den Stützflächen 21 und 21' hin öffnende Unterdruckstutzen 31' beiderseits der Luftleitvorrichtungen angeordnet. Dabei geht dann das von der Walze 10 abgeblasene Wasser, wie in Fig. 3b gezeigt, direkt in die Vakuumkammer 28', so dass sich die oben beschriebenen Blechkonstruktionen oder Schaberbleche hier erübrigen. Wahlweise kann der Unterdruckstutzen nur an der einen der Stützflächen angeordnet werden. Aus der Vakuumkammer wird das Wasser aus der Einrichtung abgeführt. Diese Ausführungsform ist von einfacher Konstruktion und erfordert wenig Platz.

Die Luftleitvorrichtungen können unterschiedlich ausgeführt sein. Bevorzugt bestehen sie aus Luftschlitzen oder passenden Düsen. Das Wesentliche dabei ist, dass die Luftöffnungen so bemessen werden, dass über die gesamte Länge des Düsenteils ein zusammenhängender Luftstrahl, also ein Luftmesser von gleichmäßiger Intensität erzielt wird. Außerdem kann durch Ausrichten der Luftleitvorrichtungen die Entwässerungsleistung verbessert werden. Bei der ersten und zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung sind die die Luftleitvorrichtungen bildenden Luftschlitze gegen die Walzendrehrichtung gerichtet, wobei der Luftstrahl das Wasser gleichzeitig in die richtige Richtung treibt. Bevorzugt wird die Einrichtung auch in möglichst kurzem Abstand hinter dem Nip angeordnet, weil dann verhindert wird, dass sich das spontan von der Walze abgehende Wasser im Umraum der Walze ausbreitet.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist effektiv, von geringer Baugröße und erfordert nur wenig Wartung. Sie eignet sich für den Einsatz in verschiedenen Positionen und entfernt dass Wasser ohne nachteilige Bildung von Wassernebel. Besonders das bisher problematische Entwässern von Druckschuhwalzen geschieht mit der erfindungsgemäßen Einrichtung problemlos.

Claims (5)

1. Zur Abführung des Wassers insbesondere aus einer Papiermaschinen-Rillenwalze dienende Einrichtung, die sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Walze (10) erstreckt und
Anschlussstutzen (16) zum Einleiten von Druckluft in die Einrichtung,
in Verbindung mit der Walze (10) angeordnete Luftleitvorrichtungen (17) zum Leiten von Druckluft zur Oberfläche der Walze (10) hin und damit zum Entfernen des Wassers aus den Rillen (15) der Walze (10), und in Verbindung mit den Luftleitvorrichtungen (17) angeordnete Organe (18) zum Sammeln des aus den Walzenrillen (15) entfernten Wassers und Ableiten desselben aus der Einrichtung umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitvorrichtungen (17) an dem zu der Einrichtung gehörenden und sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Walze (10) erstreckendem Düsenteil (19) angeordnet sind, welches Stützelemente (20) hat, die das Düsenteil (19) im Wesentlichen an der Oberfläche der Walze (10) halten, und an dessen der Walze (10) zugewandten Fläche in Drehrichtung der Walze (10) betrachtet beiderseits der Luftleitvorrichtungen (17) Stützflächen (21, 21') ausgebildet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzen (16) an das als Kammerkonstruktion ausgeführte Düsenteil (19) gefügt sind, dessen gegen die Oberfläche der Walze (10) zu liegen kommende Seite im Wesentlichen den gleichen Krümmungsradius wie die Oberfläche der Walze (10) hat.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Düsenteils (19) eine im Wesentlichen über dessen gesamte Länge reichende Vakuumkammer (28') vorhanden ist, in deren Wandung zwecks Bildung der Organe (18) sich zu der einen oder zu beiden Stützflächen (21, 21') hin öffnende Unterdruckstutzen (31') angeordnet sind.

4. Einrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (20) einen Tragbalken (23) und Tragarme (24) sowie damit verbundene, das Düsenteil (19) gegen die Oberfläche der Walze (10) liegend haltende Belastungs- und Stellvorrichtungen (25) umfassen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbalken (23) als Vakuumkammer (28) ausgebildet ist, in die das von der Walze (10) entfernte Wasser über an der Vakuumkammer (28) ausgebildete Unterdruckstutzen (31), von den Organen 18, 29 gelenkt, geleitet wird.