-
Die
Erfindung betrifft eine Saug- oder Blaswalze einer Maschine zur
Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder
einer anderen Faserstoffbahn mit einem rotierbaren, Öffnungen
aufweisenden Walzenmantel und zumindest einem sich nur über einen
Teil des Walzenumfangs erstreckenden Druckbereich, der von einem
zum Walzenmantel hin offenen, feststehenden Druckkasten im Walzeninneren
gebildet wird, wobei der Druckkasten mit einer Unter- oder Überdruckquelle
verbunden und gegenüber
dem Walzenmantel mit wenigstens einem Dichtelement abgedichtet ist.
-
Derartige
Unter- oder Überdruckzonen
in Form eines Druckkastens, der an eine bewegte Fläche wie
den Walzenmantel angrenzt, kommen an verschiedenen Stellen einer
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer
Papiermaschine, zum Einsatz, beispielsweise in der Formerpartie,
in der Pressenpartie und/oder in der Trockenpartie. Die Druckkästen lassen
sich etwa innerhalb von Saugwalzen einsetzen. Diese besitzen gewöhnlich feststehende,
innere Saugkästen,
die Zonen unterschiedlicher Druckniveaus bilden, wobei die Abdichtung
der Unterdruckzonen durch Dichtelemente erfolgt, die sich in der
Regel zumindest im wesentlichen über
die gesamte Walzenlänge
erstrecken.
-
Die
offenen Volumina der bewegten Fläche, d.
h. die Perforationen oder Öffnungen
in dem Walzenmantel, werden durch den Unterdruck in der Unterdruckzone
evakuiert. Auch nach dem Abgleiten der offenen Volumina über die
Dichtelemente bleibt in den offenen Volumina ein Restvakuum erhalten.
Dieses Restvakuum wurde bislang durch Einströmen von umgebender Luft aus
dem Außenbereich
abgebaut. Wenn nämlich
die Perforationen aus dem Druckbereich gelangen, so kommt es zu
einem Ausgleich des Luftdrucks (Unterdruck) in der Perforation mit
dem der Umgebung (Atmosphärendruck).
Für Blaswalzen
gilt das Umgekehrte: Erst allmählich
wird der in den Öffnungen
des Walzenmantels vorhandene Überdruck
abgebaut und dem Luftdruck der Umgebungsluft angepasst.
-
Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Saug- oder Blaswalze zu schaffen,
in der der Unterdruck bzw. der Überdruck
optimal ausgenützt
wird.
-
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass im Bereich der Wegführung
der Faserstoffbahn von der Saug- bzw. Blaswalze in Rotationsrichtung
nach der Saug- bzw. Blaswalze ein Hohlraum angeordnet ist, der in
Richtung zu den Öffnungen
im Walzenmantel und zu der Faserstoffbahn wenigstens teilweise offen
ist und eine sich zwischen dem Walzenmantel und der Faserstoffbahn
erstreckende Wand aufweist.
-
Dabei
wird die Faserstoffbahn im allgemeinen von einem Entwässerungsband
in Form eines Siebes oder Filzes gestützt. Dies bedeutet, dass sich das
Entwässerungsband
zwischen der Walze und der Faserstoffbahn befindet.
-
Auf
diese Weise wird im Fall einer Saugwalze das in den offenen Volumina
der bewegten Fläche,
d. h. der Saugwalze bzw. des Walzenmantels, vorhandene Restvakuum
noch zur weiteren Entfeuchtung der Papier- oder Faserstoffbahn verwendet.
-
Durch
den Einsatz der Erfindung wird infolge der weiteren Entfeuchtung
der Papier- bzw.
der Faserstoffbahn ein höherer
Trockengehalt. Der Hohlraum hat außerdem eine schallreduzierende
Wirkung, weil infolge geringerer Druckgradienten bei der Wiederbefüllung der
offenen Volumina in der bewegten Fläche und mit einer Abschottung
der Bereiche mit hoher Schalldruckentwicklung zu rechnen ist. Entsprechendes
gilt auch für
den Einsatz von Überdruckzonen
bei Blaswalzen. Auch hier verringert sich die Lärmentwicklung.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen.
-
Um
den Hohlraum in Richtung zu den Öffnungen
in dem Walzenmantel und/oder zum Entwässerungsband mit der Faserstoffbahn
durchlässig
zu machen, ist dieser in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
perforiert und/oder geschlitzt.
-
Der
Hohlraum weist eine Wand auf, die den Hohlraum über eine die Faserstoffbahn
bzw. deren Entwässerungsband
mit der Saug- oder Blaswalze verbindende Fläche abschließt und wenigstens
eine, insbesondere verschließbare, Öffnung enthält.
-
In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der Hohlraum in axialer
Richtung ganz oder wenigstens über
einen Teil der Breite der Saug- oder Blaswalze erstreckt oder dass
mehrere Hohlräume
in axialer Richtung an der Saug- oder Blaswalze
angeordnet sind.
-
Der
Hohlraum kann verschiedene geometrische Abmessungen haben und sich
beispielsweise in Umfangsrichtung des Walzenmantels nur über eine Länge von
wenigstens einigen Millimetern erstrecken; er kann sich aber auch über einen
großen
Bereich des Walzenmantels erstrecken.
-
In
einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest an ein
Dichtelement eine wenigstens im wesentlichen luftundurchlässige, in
Umfangsrichtung verlaufende und außerhalb des Druckkastens angeordnete
Abdeckung angrenzt bzw. in der Nähe
einer Seitenwand des mindestens einen Druckkastens an der Innenseite
des Walzenmantels angeordnet ist, wobei die Abdeckung entweder mit dem
Walzenmantel in Kontakt steht oder einen Abstand von weniger als
100 mm zu diesem besitzt. Die Abdeckung ist somit entweder ganz
luftundurchlässig oder
lässt Luft
nur zu einem geringen Teil hindurch.
-
Die
Abdeckung ist entweder auf der Innenseite des Walzenmantels angeordnet,
wo sie vorzugsweise unmittelbar an eine Wandung des Druckkastens
angrenzt, oder in einem geringen Abstand zu der Wandung des Druckkastens
angebracht. Oder es ist vorgesehen, dass die Abdeckung bis auf einen
definierten, insbesondere auch erfindungsgemäß veränderbaren Abstand an den Berührungsbereich
zwischen dem Band und dem Walzenmantel heranreicht.
-
Diese
Abdeckung verhindert den Druckausgleich zwischen der Perforation
und dem Walzeninneren erheblich oder sogar gänzlich. Im Ergebnis ist ein
Druckausgleich im wesentlichen nur mit dem Außenbereich der Walze oder je
nach Ausführungsform im
wesentlichen nur mit dem Innenbereich der Walze möglich.
-
Der
im Bereich dieser Walzen häufig
vorhandene Wassernebel erhöht
den Strömungswiderstand,
so dass der Druckausgleich allmählicher
und damit auch mit weniger Lärm
erfolgt. Außerdem
bildet sich im sich öffnenden
Spalt zwischen der Faserstoffbahn oder einem diese stützenden
Entwässerungsband
und der Walze am in Rotationsrichtung liegenden Ende des Druckbereiches
ein Unterdruck, der bei Saugwalzen einer Belüftung der Perforation nach
dem Druckbereich entgegenwirkt.
-
Um
die Luftströmung
im Walzeninneren erheblich zu reduzieren, sollte der Abstand zwischen der
Abdeckung und dem Walzenmantel kleiner als 20 mm, vorzugsweise kleiner
als 10 mm sein.
-
Je
nach Anwendungsfall und den Anforderungen kann der Abstand zwischen
Walzenmantel und Abdeckung überall
im wesentlichen gleich sein oder vom Druckkasten weg zunehmen oder
abnehmen oder sogar in Längs-
und/oder in Querrichtung der Maschine schwanken (wellenförmige Abdeckung).
-
Besonders
effizient ist es, wenn sich die Abdeckung an ein etwa quer zur Bahnlaufrichtung
verlaufendes Dichtelement anschließt. Dabei kann die Luftströmung in
der Perforation besonders deutlich gesenkt werden, wenn sich eine
Abdeckung an das in Rotationsrichtung liegende Ende des Druckkastens
anschließt.
-
Um
die größtmögliche Wirksamkeit
der Abdeckung erreichen zu können,
sollte sich die Abdeckung über
einen Umfangsbereich von wenigstens 100 mm, vorzugsweise zumindest über einen
Umfangsbereich von wenigstens 10 mm und insbesondere mehr als 200
mm erstrecken.
-
Die
größtmögliche Lärmreduzierung
wird natürlich
erreicht, wenn sich die Abdeckung axial zumindest über den
gesamten Öffnungen
aufweisenden Bereich des Walzenmantels erstreckt.
-
Es
kann jedoch zur Minimierung des Aufwandes bereits auch ausreichen,
wenn sich die Abdeckung axial nur über einen Teil der Öffnungen,
d. h. Perforationen, aufweisenden Bereichs des Walzenmantels erstreckt.
Dies gilt insbesondere für
Walzen mit mehreren axial nebeneinander angeordneten Druckbereichen.
Hier kann die Anordnung der Abdeckung im Bereich des Druckbereiches
mit dem größten Unter-
oder Überdruck
genügen.
-
Mit
Vorteil ist an der Saug- oder Blaswalze eine Verstellvorrichtung
vorhanden, durch die eine Abdeckung axial über ihre gesamte Breite oder über einen
Teil ihrer Breite bezüglich
ihres Abstandes oder ihres Anstellwinkels zu dem Walzenmantel veränderbar
ist. Die Verstellvorrichtung lässt
sich beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch verstellen.
-
Die
Position lässt
sich in einer Ausgestaltung der Erfindung durch eine Regeleinrichtung
verstellen, die einen Regler umfasst. Dieser beaufschlagt in Abhängigkeit
von einer von einer Messeinrichtung gemessenen Regelgröße über eine
Signalgröße die Verstellvorrichtung,
die entsprechend der Signalgröße die Position
einer Abdeckung verändert.
Die von der Messeinrichtung gemessene Regelgröße ist beispielsweise der Druck
in dem Druckkasten oder die Feuchtigkeit der Faserstoffbahn oder
des Siebes oder des Filzes, über
das die Faserstoffbahn geführt wird.
-
In
einer weiteren Ausgestaltung der Saug- oder Blaswalze wird mit Vorteil
ein weiterer Regler eingesetzt, der in Abhängigkeit von einer von einer Messeinrichtung gemessenen
Regelgröße über eine Signalgröße ein zweiter
Regler vorhanden ist, der in Abhängigkeit
von einer von einer Messeinrichtung gemessenen Regelgröße entsprechend
der Signalgröße ein Verschlussmittel
zum Verschließen
der Öffnung
in der Wand betätigt
und dadurch die Größe der mindestens
einen Öffnung
in der Wand einstellt.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. In
der beigefügten
Zeichnung zeigen:
-
1:
einen schematischen Querschnitt mit mehreren Abdeckungen,
-
2:
einen Querschnitt mit einer durchgehenden Abdeckung und
-
3:
einen Querschnitt mit einer einzigen Abdeckung, die über einen
Abstandshalter und eine Verstellvorrichtung verstellbar ist.
-
Bei
den Walzen handelt es sich um Saugwalzen mit einem Öffnungen
aufweisenden, rotierbaren Walzenmantel 1, wie sie in Papiermaschinen
insbesondere im Former bei der Blattbildung, in der Pressenpartie
sowie in der Trockenpartie zum Einsatz kommen.
-
Diese
Saugwalzen werden hier von einem luftdurchlässigen Band 3, also
beispielsweise einem Sieb oder einem Filz oder einem aus einem sonstigen
Stoff bestehenden Band, und der außen liegenden Faserstoffbahn 2 umschlungen,
wobei der Unterdruckbereich 9 im Umschlingungsbereich liegt.
Dieser Unterdruckbereich 9 wird von einem zum Walzenmantel 1 hin
offenen, feststehenden Druckkasten 6 im Walzeninneren gebildet.
Das Innere des Druckkastens 6 ist mit einer Unterdruckquelle
verbunden. Um die Leckluft zu minimieren, ist der Druckkasten 6 vollständig über Dichtelemente 5 in
Form von Dichtleisten gegenüber
dem Walzenmantel 1 hin abgedichtet.
-
Auf
diese Weise bewirkt der Unterdruck des Druckkastens 6 durch
die Löcher
der Perforation des Walzenmantels 1 ein Ansaugen der Faserstoffbahn 2 an
das luftdurchlässige
Band 3 im Druckbereich 9.
-
In 1 schließen sich
an die axial verlaufenden Dichtelemente 7 in Umfangsrichtung
verlaufende, luftundurchlässige
Abdeckungen 5 an. Diese Abdeckungen 5 haben nur
einen geringen Abstand von weniger als 10 mm zum Walzenmantel 1,
wobei der Abstand von dem Druckkasten 6 weg zunimmt. In einer
anderen Ausführung
bleibt der Abstand zwischen dem Walzenmantel 1 und einer
der Abdeckungen 5 oder beiden Abdeckungen 5 konstant.
-
Diese
Abdeckungen 5 vermindern am Einlauf des Druckkastens 6 die
Leckluft und am Auslauf die Belüftung
der Perforation vom Walzeninneren her. Im Ergebnis kommt es zu einer
erheblichen Verminderung der Lärmemission.
Am Einlauf überdeckt die
Abdeckung 5 etwa einen Bereich von 25° und am Auslauf von 50°.
-
In
dem sich öffnenden
Zwickel zwischen dem Band 3 und der Saugwalze im Bereich
der Bahnablösung,
d. h. in unmittelbarer Nähe
zu dem ablaufseitigen Dichtelement 7 des Druckkastens 6,
ist ein Hohlraum 8 angebracht. Er hat zwei gerade Längsseiten 10, 11 und
eine an den von dem Walzenmantel 1 gebildeten Kreisbogen
angepasste bogenförmige
Seite 12.
-
Der
Hohlraum 8 ist in Richtung der offenen Volumina der Saugwalze
und in Richtung der bewegten Faserstoffbahn 2 offen oder
wenigstens teilweise offen. Die Seiten 10 und 12 werden
daher von Wänden
gebildet, die mit Bohrungen, Perforationen, Schlitzen und dgl. ausgestattet
sind. Durch die Öffnungen
in der Wand 10 kann durch das Band 3 hindurch
Feuchtigkeit aus der Faserstoffbahn 2 in den Hohlraum 8 eintreten,
so dass die Entfeuchtung der Faserstoffbahn 2 auch durch
den Hohlraum 8 unterstützt
wird.
-
In 2 wird
eine Ausführung
gezeigt, bei der sich die Abdeckung 5 in Umfangsrichtung über den
gesamten, außerhalb
des Druckkastens 6 liegenden Bereich erstreckt. Dies verhindert
gänzlich eine
Belüftung
von innen, insbesondere dann wenn der Abstand zwischen der Abdeckung 5 und
dem Walzenmantel 1 im Bereich von wenigen Millimetern liegt
oder die Abdeckung 5 sogar mit dem Walzenmantel 1 in
Kontakt steht. In axialer Richtung erstrecken sich die Abdeckungen 5 hier über den
gesamten, Öffnungen
aufweisenden Bereich des Walzenmantels 1.
-
Die
Wirksamkeit der Erfindung wird durch eine Abdichtung der offenen
Volumina in dem Walzenmantel 1 durch den Einsatz der geschlossenen Abdichtungen
weiter erhöht.
-
Auch
der Hohlraum 8 erstreckt sich vorzugsweise in axialer Richtung über die
ganze Breite des Bereiches, in dem Öffnungen in dem Walzenmantel 1 vorhanden
sind. Anstelle eines einzigen Hohlraums 8 kann auch eine
Mehrzahl einzelner Hohlräume
in axialer Richtung nebeneinander oder mit Unterbrechungen angeordnet
sein.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
der Saug- oder Blaswalze (3) sind
Abstandshalter 13, 14 an der Abdeckung 5 angebracht.
Die Abstandshalter 13, 14 bestehen entweder aus
Kunststoff oder Metall und sind entweder als Stäbe oder als Dichtleisten, insbesondere
aus Blech, ausgebildet.
-
Die
Position der Abdeckung 5 wird durch eine Verstellvorrichtung 15 verändert. Diese
ist beispielsweise über
eine Druckleitung 16 mit den Abstandshaltern 13, 14 verbunden,
so dass sich der Abstand der Abdeckung 5 bezüglich des
Walzenmantels 1 sowohl am vorderen Ende als auch am hinteren Ende
der Abdeckung 5, 10 durch ein über die Leitung 16 zugeführtes fluides
Medium (Öl,
Wasser, Luft) hydraulisch oder pneumatisch verändern lässt.
-
Die
Vorrichtungen 15 wird beispielsweise durch eine Messeinrichtung
mit einer Signalgröße beaufschlagt,
die aus einem in dem Druckkasten 6 als Regelgröße gemessenen
Druck gewonnen wird.
-
Gemäß der in 3 dargestellten
Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Hohlraum 8 ist in der
Wand 11 mindestens eine Öffnung 17 vorhanden, durch
die Luft in kontrollierter Menge in den Hohlraum 8 einströmen kann.
Die Öffnung 17 kann
jedoch je nach Bedarf auch verschlossen werden. Vorzugsweise ist
eine Regeleinrichtung mit einer Stelleinrichtung 18 vorhanden,
die über
eine Leitung 19 ein Verschlussmittel 20 zum Verschließen oder Öffnen der Öffnung 17 betätigt.
-
Der
teilweise geöffnete
Hohlraum 8 bewirkt, dass die evakuierten Volumina in dem
Walzenmantel 1 nicht wie üblich von deren Umgebung mit
Luft befüllt
werden, sondern gezwungenermaßen
Luft durch die Papierbahn 2 ansaugen. Dadurch wird die
Rückbefeuchtung
der abgleitenden Bahn 2 reduziert, eine weitere Entfeuchtung
der über
den Hohlraum 8 bewegten Bahn 2 ist möglich.
-
Beim
Einsatz eines Hohlraums 8 in Verbindung mit einer Blaswalze
kann auch aus dem Hohlraum noch Druckluft durch die Faserstoffbahn 2 hindurchgedrückt werden.
-
Es
ist gemäß 3 auch
möglich,
den Hohlraum 8 in Bahnlaufrichtung 4 zu verschieben
und so den Abstand zwischen der Walze und dem Hohlraum einzustellen.