DE19946978A1

DE19946978A1 - Vorrichtung zur Entwässerung einer Materialbahn

Info

Publication number: DE19946978A1
Application number: DE1999146978
Authority: DE
Inventors: Hannes Vomhoff; Joachim Grabscheid; David Allen Beck; Peter Mirsberger; Ulrich Begemann; Karl Josef Boeck; Thomas Elenz; Hans Dahl
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-05

Abstract

Vorrichtung zur Entwässerung einer Materialbahn (7), insbesondere in Form einer Schuhpresse mit einem Preßschuh (1) mit konkav verlaufender Preßfläche (2), über den ein Preßmantel (3) aus flexiblem Material geführt ist, und einer Gegenwalze (4), deren Walzenmantel (5) mit der Preßfläche (2) des Preßschuhs (1) den Preßspalt (6) bildet, einem auf der einen Seite der Materialbahn (7) mit dieser durch den Preßspalt (6) hindurchführbaren ersten Bahn (8) aus wasseraufnahmefähigem Material, insbesondere Filz, und einem auf der anderen Seite der Materialbahn (7) ebenfalls zusammen mit dieser durch den Preßspalt (6) hindurchführbaren zweiten Band (9) aus gasgefülltem, kompressiblem Material, welches in der Bandebene zumindest weitgehend gasundurchlässig und/oder randseitig abgedichtet und senkrecht zur Bandebene zumindest in Richtung auf die Materialbahn (7) gasdurchlässig ist. Die Vorrichtung ist in der Herstellung verhältnismäßig einfach und weist verhältnismäßig geringe Betriebskosten auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entwässerung ei ner Materialbahn.

Zur Entwässerung einer Materialbahn, beispielsweise einer Papierbahn bei der Papierherstellung, ist es bekannt, anstelle einer rein mechanischen Kompression der Materialbahn Druckluft zu verwenden, durch welche das Wasser aus der Materialbahn getrieben wird. Eine Vorrichtung benutzt hierfür vier zueinander parallele Preßwalzen, die derart neben- und über einander angeordnet und abgedichtet sind, daß sie zwischen sich einen mit Druckluft beaufschlagbaren Raum bilden. Auf diese Weise kann Luft durch die Materialbahn gepreßt und damit Wasser aus der Materialbahn entfernt werden.

Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist das Erfordernis von vier großen Walzen, die zudem hoch belastet sind. Die Vorrichtung ist dadurch aufwendig und teuer. Darüberhinaus sind die Abdichtung und die Druckluftversorgung aufwendig und verursachen hohe Betriebskosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Entwässe rung einer Materialbahn anzugeben, die diese Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll die Vorrichtung konstruktiv unaufwendig und günstig sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb sein.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Entwässerung einer Materialbahn, insbesondere in Form einer Schuhpresse mit einem Preß schuh mit konkav verlaufender Preßfläche, über den ein Preßmantel aus flexiblem Material geführt ist, und einer Gegenwalze, deren Walzenmantel mit der Preßfläche des Preßschuhs den Preßspalt bildet, einem auf der ei nen Seite der Materialbahn mit dieser durch den Preßspalt hindurchführ baren ersten Band aus wasseraufnahmefähigem Material, insbesondere Filz, und einem auf der anderen Seite der Materialbahn ebenfalls zusam men mit dieser durch den Preßspalt hindurchführbaren zweiten Band aus gasgefülltem, kompressiblem Material, welches in der Bandebene zumin dest weitgehend gasundurchlässig und/oder randseitig abgedichtet und senkrecht zur Bandebene zumindest in Richtung auf die Materialbahn gasdurchlässig ist.

Durch das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene zweite Band wird im Preßspalt ein Gasdruck erzeugt, der auf die Materialbahn wirkt und darin vorhandenes Wasser austreibt. Dies geschieht dadurch, daß das zweite Band im Preßspalt komprimiert wird. Das komprimierte Gas, insbesondere Luft, kann nur in Richtung des wasseraufnahmefähi gen ersten Bandes aus dem zweiten Band entweichen, da das Band in den anderen Richtungen entweder selbst gasdicht ausgebildet ist oder durch den Preßmantel sowie randseitige Dichtungen gasdicht abgedichtet wird, und drückt dadurch das Wasser aus der Materialbahn in das erste Band. Durch die Ausbildung als Schuhpresse wird ein langer Preßspalt erreicht, der ein ausreichendes Einwirken des durch das zweite Band erzeugten Gasdruckes auf die Materialbahn gewährleistet.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das zweite Band zwei ein ander gegenüberliegende Flachseiten mit dazwischen vorhandenen Gas aufnahmeräumen auf, die mit der Umgebung in gasdurchlässiger Verbin dung stehen. In konstruktiv geschickter Weise kann so ein gasgefülltes Band gebildet werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die der Material bahn zugewandte Flachseite feine Gasdurchtrittsöffnungen auf. Die feinen Gasdurchtrittsöffnungen ermöglichen ein Austreten des Gases aus dem zweiten Band, wenn dieses im Preßspalt unter Druck gesetzt wird. Über den Öffnungsquerschnitt der Gasdurchtrittsöffnungen können Druck und Ausströmgeschwindigkeit des Gases eingestellt werden, wobei der Öff nungsquerschnitt bevorzugt wesentlich kleiner gewählt ist als die Dicke der Materialbahn, um eine möglichst gleichmäßige Komprimierung des Papiers zu erreichen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die der Materialbahn zugewandte Flachseite des zweiten Bandes offen gestaltet und durch eine gasdurchlässige Membran abgedichtet, die als weiteres Band mit der Ma terialbahn durch den Preßspalt hindurchführbar ist. Bei dieser Ausge staltung bestimmt also die Membran die Gasdurchlässigkeit und damit den Gasdruck und die Gasdurchflußmenge, mit der das Wasser aus der Materialbahn ausgetrieben wird. Auch für die Poren der Membran gilt, daß diese bevorzugt wesentlich kleiner sind als die Dicke der Material bahn.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Band wasserundurchlässig. Das Austreiben des Wassers aus der Materialbahn wird dadurch verbessert.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Membran wasser- undurchlässig ausgebildet. Dadurch wird auch bei dieser Variante das Austreiben des Wassers aus der Materialbahn verbessert.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Band als Endlosband ausgebildet und besteht aus elastischem Material. Durch die endlose Ausgestaltung des zweiten Bandes ist dessen Einsatz vereinfacht. Durch die Herstellung des zweiten Bandes aus elastischem Material ist dabei gewährleistet, daß das Band nach dem Austreten aus dem Preßspalt wieder Gas, insbesondere Umgebungsluft aufnimmt, die dann beim er neuten Eintreten des Bandes in den Preßspalt wieder komprimiert wird und Wasser aus der Materialbahn austreibt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen den bei den Flachseiten des zweiten Bandes Stege aus elastischem Material vorge sehen, die zwischen sich Hohlräume bilden, die insbesondere über die Gasdurchtrittsöffnungen oder die Membran mit der Umgebung in Verbin dung stehen. Ein derartiges Band ist einfach in der Herstellung und funk tionssicher.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bildet das zweite Band zugleich den um den Preßschuh geführten Preßmantel. Damit wird ein Bestandteil der Vorrichtung eingespart.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Gegenwalze einen Walzenmantel mit offener Struktur auf. Dadurch kann das ausge triebene Wasser besser abgeführt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der über den Preßschuh geführte Preßmantel eine Oberfläche mit offener Struktur auf. Dies ist eine alternative Lösung zur besseren Abführung des ausgetriebe nen Wassers.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Gegenwalze einen Walzenmantel aus elastisch komprimierbarem Material auf. Die Er zeugung des Preßdruckes im Spalt wird hierdurch verbessert.

Die erfindungsgemäße Methode kann grundsätzlich auch mit einem her kömmlichen mechanischen Pressen zur zusätzlichen Entwässerung der Materialbahn kombiniert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer weiteren Variante der erfindungs gemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 ist der grundsätzliche Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung entnehmbar. Sie ist als Schuhpresse ausgebildet und. umfaßt einen um einen Preßschuh 1 mit konkav verlaufender Preßfläche 2 herumgeführten Preßmantel 3 aus flexiblem Material. Desweiteren umfaßt sie eine Gegen walze 4, deren Walzenmantel 5 mit der Preßfläche 2 des Preßschuhs 1 den Preßspalt 6 bildet. Schuhpreßwalze 1, 3 und Gegenwalze 4 können dabei in herkömmlicher Weise ausgebildet sein. Die Gegenwalze 4 kann insbe sondere einen Walzenmantel 5 aus elastisch komprimierbaren Material aufweisen. Preßschuh 1 und Preßmantel 3 können in herkömmlicher Wei se abgestützt sein. Außerdem ist ein Mantel, im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel der Preßmantel 3, glatt und ein Mantel, im dargestellten Ausführungsbeispiel der Walzenmantel 5, mit einer offenen Struktur aus gebildet.

Durch den Preßspalt 6 ist zusammen mit einer Materialbahn 7, insbeson dere einer Papierbahn, ein Filzband 8 in Bahnlaufrichtung I hindurch führbar. Das Filzband 8 ist dabei auf der dem Walzenmantel 5 mit offener Struktur zugewandten Seite der Materialbahn 7 angeordnet, damit das von dem Filzband 8 aufgenommene Wasser über die offene Struktur des Walzenmantels 5 abgeführt werden kann. Auf der anderen Seite der Ma terialbahn 7 ist ein zweites Band 9 durch den Preßspalt 6 hindurchge führt, das aus gas-, insbesondere luftgefülltem, kompressiblem Material besteht, wie es im einzelnen in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt ist. Außerdem ist zwischen dem zweiten Band 9 und der Materialbahn 7 noch eine Mem bran 10 durch den Preßspalt 6 hindurchgeführt, die aus gasdurchlässi gem, aber wasserundurchlässigem Material besteht. Sowohl das Filz band 8, das zweite Band 9 als auch die Membran 10 können endlos aus gebildet sein, wobei zur Führung in herkömmlicher Weise Umlenkwalzen eingesetzt werden können.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante, weist das zweite Band 9 zwei ein ander gegenüberliegende Flachseiten 11, 12 auf, zwiachen denen Gasauf nahmeräume 13 ausgebildet sind. Insbesondere sind zwischen der ersten Flachseite 11, die dem Preßmantel 3 zugewandt ist, und der zweiten Flachseite 12, die der Gegenwalze 4 zugewandt ist, Stege 14 aus elasti schem Material vorgesehen, zwischen denen die Gasaufnahmeräume 13 ausgebildet sind. Im Bereich dieser Gasaufnahmeräume 13 sind in der der Gegenwalze 4 zugewandten Flachseite 12 des zweiten Bandes 9 Gas durchtrittsöffnungen 15 vorhanden, über welche die Aufnahmeräume 13 mit der Umgebung in Verbindung stehen.

Wie man sieht, wird das zweite Band 9 beim Einlaufen in den Preßspalt 6 komprimiert. Dabei verformen sich die elastischen Stege 14 derart, daß sich das Volumen der Gasaufnahmeräume 13 verkleinert. Das in den Gasaufnahmeräumen 13 vorhandene Gas wird dadurch unter Druck ge setzt und entweicht durch die Gasdurchtrittsöffnungen 15. Das austre tende Gas beaufschlagt die Materialbahn 7 und preßt das in dieser vor handene Wasser in Richtung auf das Filzband 8 aus. Beim Auslaufen aus dem Preßspalt 6 expandiert das zweite Band 9 wieder, wodurch sich die Gasaufnahmeräume 13 vergrößern und dadurch wieder mit Gas füllen. Dieses Gas kann dann beim nächsten Einlaufen des entsprechenden Ab schnittes des zweiten Bandes 9 in den Preßspalt 6 wieder zum Austreiben von Wasser aus der Materialbahn 7 dienen.

Die in Fig. 3 dargestellte Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung weicht von den Varianten der Fig. 1 und 2 dadurch ab, daß das zweite Band 9 zugleich den um den Preßschuh 1 herumgeführten Preßmantel bildet. Zudem ist die zweite Flachseite 12 des Bandes 9 weitgehend offen ausgestaltet. Zur Erzeugung eines Gasaustritts gewünschter Größe aus den Gasaufnahmeräumen 13 ist bei dieser Variante wieder wie bei der er sten Variante eine Membran 10 vorgesehen, die zwischen Band 9 und Materialband 7 durch den Preßspalt 6 hindurchgeführt wird. Anstelle der Membran 10 könnte aber auch bei dieser Variante das zweite Band 9 ent sprechend der Variante von Fig. 2 ausgebildet sein. Die Membran 10 sowie die zweite Flachseite 12 bei der Variante von Fig. 2 können zudem wasser- undurchlässig ausgebildet sein. Die grundsätzliche Funktion ist stets die selbe, nämlich derart, daß das zweite Band 9 im Preßspalt 6 komprimiert und dadurch das Gas in den Gasaufnahmeräumen 13 unter Druck ge setzt wird, so daß dieses über die Gasdurchtrittsöffnungen 15 bzw. die Membran 10 kontrolliert aus den Gasaufnahmeräumen 13 austritt und Wasser aus der Materialbahn 7 in Richtung auf das Filzband 8 austreibt. Auch die Abfuhr des ausgetretenen Wassers über eine offene Struktur des Walzenmantels 5 ist hier wie bei den zuvor beschriebenen Varianten.

Bei allen Varianten könnte statt des Walzenmantels 5 auch der Preßman tel 3 mit offener Struktur und dafür der Walzenmantel 5 glatt ausgebildet sein, wenn die Materialbahn 7 und die Bänder 8, 9, 10 in entsprechend umgekehrter Orientierung durch den Preßspalt 6 geführt werden. Bevor zugt ist die Verwendung von Umgebungsluft als Gas, da dann keine zu sätzlichen Einrichtungen erforderlich sind und insbesondere das Wieder auffüllen der Gasaufnahmeräume 13 nach dem Austreten aus dem Preß spalt 6 mit Umgebungsluft unkompliziert ist.

Bezugszeichenliste

1

Preßschuh

2

Preßfläche von

1

3

Preßmantel

4

Gegenwalze

5

Walzenmantel

6

Preßspalt

7

Materialbahn

8

erstes Band

9

zweites Band

10

Membran

11

erste Flachseite von

9

12

zweite Flachseite von

9

13

Gasaufnahmeraum

14

Steg

15

Gasdurchtrittsöffnung
I Bahnlaufrichtung

Claims

1. Vorrichtung zur Entwässerung einer Materialbahn (7), insbesondere in Form einer Schuhpresse mit einem Preßschuh (1) mit konkav verlaufender Preßfläche (2), über den ein Preßmantel (3) aus flexi blem Material geführt ist, und einer Gegenwalze (4), deren Walzen mantel (5) mit der Preßfläche (2) des Preßschuhs (1) den Preß spalt (6) bildet, einem auf der einen Seite der Materialbahn (7) mit dieser durch den Preßspalt (6) hindurchführbaren ersten Band (8) aus wasseraufnahmefähigem Material, insbesondere Filz, und einem auf der anderen Seite der Materialbahn (7) ebenfalls zusammen mit dieser durch den Preßspalt (6) hindurchführbaren zweiten Band (9) aus gasgefülltem, kompressiblem Material, welches in der Bandebe ne zumindest weitgehend gasundurchlässig und/oder randseitig ab gedichtet und senkrecht zur Bandebene zumindest in Richtung auf die Materialbahn (7) gasdurchlässig ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß das zweite Band (9) zwei einander gegenüberliegende Flachsei ten (11, 12) mit dazwischen vorhandenen Gasaufnahmeräumen (13) aufweist, die mit der Umgebung in gasdurchlässiger Verbindung stehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Materialbahn (7) zugewandte Flachseite (12) des zweiten Bandes (9) feine Gasdurchtrittsöffnungen (15) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Materialbahn (7) zugewandte Flachseite (12) des zweiten Bandes (9) offen gestaltet und durch eine gasdurchlässige Mem bran (10) abgedichtet ist, die als weiteres Band mit der Material bahn (7) durch den Preßspalt hindurchführbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, . dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (10) wasserundurchlässig ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Band (9) wasserundurchlässig ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Band (9) als Endlosband ausgebildet ist und aus ela stischem Material besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Flachseiten (11, 12) des zweiten Ban des (9) Stege (14) aus elastischem Material vorgesehen sind, die zwi schen sich Hohlräume (13) bilden, die insbesondere über die Gas durchtrittsöffnungen (15) oder die Membran (10) mit der Umgebung in gasdurchlässiger Verbindung stehen.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Band (9) zugleich den um den Preßschuh (1) ge führten Preßmantel bildet.

10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (4) einen Walzenmantel (5) mit offener Oberflä chenstruktur aufweist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der über den Preßschuh (1) geführte Preßmantel (3) eine Ober fläche mit offener Struktur aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (4) einen Walzenmantel aus elastisch kompri mierbarem Material aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur zusätzlichen Entwässerung der Materialbahn (7) durch mechanisches Pressen vorgesehen sind.