DE3218748A1

DE3218748A1 - Papiermaschinenpresse mit weiter presszone

Info

Publication number: DE3218748A1
Application number: DE3218748A
Authority: DE
Inventors: Mikko 41330 Vihtavuori Karvinen
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1982-05-18
Publication date: 1982-12-16
Also published as: FI62692B; US4464226A; CA1176890A; FI62692C; FI811557A0; SE8203155L

Description

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Pellmann -

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|1··_§#'·.'^€ IDipi.-lng. H.Tiedtke U ./...' ' ''.,','/.,Dipl.-Chem. G.Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipi.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams

Bavorioring 4, Postfach 202403

8000 Münchon 2

Tel.: 089-539653

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

18. Mai 1982

DE 2153

case FI 811557

Valmet Oy Helsinki / Pinnland

Papiermaschinenpresse mit weiter Presszone

DMtCiM Bank (Munch«» KIo. M/61070 OrMdntr Btnfc (MOnorwn) KIo. 39398*4

Porw (MOnohmt Wo. 6TO-43-eO4

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entwässerungspresse mit weiter Presszone bei einer Papiermaschine, welche Presse eine Presswalze aufweist, in \

Verbindung mit welcher Walze ein Band oder desgleichen als von Leitwalzen gesteuert angebracht ist, und bei welcher Presse die Papier- bzw. Kartonbahn so angeordnet ist, dass sie unter Pressung zwischen der genannten Presswalze und dem genannten Band läuft, und bei welcher Presse gegen eine Fläche bzw. beide Flächen der durch die Presszone laufenden Bahn ein Presstuch bzw. -tücher wirksam sind, und bei welcher Presse innerhalb der Schleife des Bandes eine Druckscheibenvorrichtung bzw. eine Pressschuh-Vorrichtung vorgesehen ist.

Mit Bezug auf den Stand der Technik der vorliegenden Erfindung wird auf die FI-Patentanmeldung Nr. 355V72 (Beloit Corporation, USA) und aufs US-Patent Nr. 3,783,097 (Beloit Corporation, USA) hingewiesen. Aus der ersteren Veröffentlichung kennt man vorher eine solche Pressenkonstruktion bei einer Papiermachine zum Pressen von Waseer aus der Papierbahn, welche Konstruktion auf die Verwendung von biegsamen Bändern gründet, indem durch Spannung der genannten Bänder eine weite Presszone gestaltet wird. Ein Nachteil dieser bekannten Presse "mit langer Pressspalte" ist jedoch, dass die mechanische

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Stärke der Pressbänder und ihrer Leitwalzen eine Begrenrs zung für die Erzeugung einer mit Rücksicht auf effektive

·■ Entwässerung ausreichenden Pressung setzt.

In der obigen US-Patentschrift wird eine solche Presse "mit langer Pressspalte" beschrieben, bei der

die gegen das gegenüberliegende Band und die Presswalze j

gedrückt werden. Es ist ein Nachteil dieser Lösung, dass \ j

die Reibung zwischen den Druckschuhen und dem gegenüber- ! : liegenden Band einen beachtlichen Energieverbrauch ver-

ursacht. Ausserdem sind das genannte Band und die Druck- ( '

schuhe anlässlich der Reibung einem starken Verschleiss ;

ausgesetzt. j

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die \ {

Beseitigung oder wenigstens eine wesentliche Reduzierung l :

der oben hervorgekommenen Nachteile mittels einfacher j '

Apparaturlösungen. . Zum Erreichen dieser und nachstehend Ij

hervorgehender Ziele ist die Erfindung hauptsächlich j \

dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der Druck- _f|

scheibe bzw. der entsprechenden Pressschuhe Ultraschall- [I

detektorvorrichtungen angeordnet sind, mittels deren auf ||

die Presszone ein derartiges Ultraschallfeld gerichtet \\

wird, mit dem die Reibung zwischen der Aussenf lache der ;_:j

Druckscheibe und dem Pressband wesentlich reduziert wird. M

Wie bekannt, versteht man ja mit Ultraschall fi

eine mechanische Wellenbewegung, deren Frequenz höher ist j'j

als die obere Grenzfrequenz des menschlichen Gehörs, die U

im allgemeinen niedriger als 20 kHz ist. Als Ultraschall- f«

bereich wird gewöhnlich der Frequenzbereich von 20 bis |:

5 χ 10⁵ kHz betrachtet. |,

In einigen Fällen werden die Wirkungen der ^₁

Erfindung auch dadurch erreicht, dass Audiofrequenzen Ϊ

oder Audiofrequenzen in Verbindung mit Ultraschallfrequen- L

zen verwendet werden. f

Gemäss der Erfindung können entweder diskrete I

Frequenzen oder Oszillationen von kontinuierlichem ! Spektrum verwendet werden. Die Verwendung von diskreten

Frequenzen ist günstig vor allem, wenn die nachstehend beschriebene sogenannte Resonanztechnik angewendet wird. In einigen Fällen ist ein dem sogenannten weissen Geräusch i ähnliches Oszillationsfeld mit weitem Spektrum vorzu- |

ziehen.

Als eine neue und überraschende Kombinations- >. wirkung der Erfindung kann betrachtet werden, dass mit Ultraschall gleichzeitig sowohl die Reibung zwischen der Druckscheibe bzw. -scheiben reduziert als auch die ,i Entwässerung in der weiten Pressspaltenzone gefördert $

werden kann. *

Bei der Erfindung gründen sich die Wirkungen '<: des Ultraschalls vor allem auf die Reduzierung der inne- '; ren Reibung in der VerbindungsflUssigkeit und bei der Effektivierung der Entwässerung auch auf Reduzierung der Reibung zwischen dem Pasersystem und dem darin enthaltenen Wasser.

Nachstehend wird die Erfindung in Einzelheiten beschrieben mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellt wird, wobei die Erfindung in keiner Weise eng auf die Einzelheiten dieses AusfUhrungsbeispiels begrenzt ist.

Figur 1 stellt einen Längsschnitt einer Pressspalte gemäss der Erfindung dar.

Figur 2 stellt einen Schnitt bei II-II in Figur 1 dar.

Figur 3 stellt schematisch die Verteilung des Pressdruckes in der Presszone dar.

Figur 4 stellt einen Schnitt bei IV-IV in Figur 2 beim Detektor dar.

Die Presse umfasst eine Walze 10, die eine Hohlfläche 10' aufweist. Auf den Sektor odder Walze 10 erstreckt sich eine hydraulische oder pneumatische Druckscheibe I¹J. Die Papierbahn W, aus der Wasser in der Pressspaltenzone oc gepresst wird, läuft zwischen zwei Filzen 12 und 13, zu denen das die Bahn W verlassende

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Wasser übergeht. Die Schleifen der Filze 12 und 13 laufen in der an und für sich bekannten Weise über Pilzrekonditionierungsvorrichtungen (nicht dargestellt). Die Presse umfasst auch ein Stahlband 11 oder desgleichen von hoher Spannung, das als von den Leitwalzen 19a und 19b gesteuert läuft. Das Band 11 erzeugt einen Teil des Pressdruckes in der Zone od, und ausserdem überträgt das

Band die Pressung der Druckscheibe I¹J auf die Pilze 12, '§

13 sowie auf die dazwischen laufende Bahn W. U

In Verbindung mit der Druckscheibe Ik ist ein |

Druckraum 15 bzw. ein Akkumulator vorgesehen, wobei mit ö einem dazu angeschlossenen Kolben 16 in den Druckraum 15 ein Druck ρ von geeigneter Höhe gedrückt wird, welcher Druck über die Druckscheibe I²I aufs Band 11 und dadurch

auf die Presszone od. übertragen wird. Der Kolben 16 ist gj

mit gleitbarem Spiel mit dem den Druckraum 15 gestalten- |

den Zylinder verbunden. An der Einlaufseite der Press- |

zone oc sind Zufuhrvorrichtungen 17 für Flüssigkeit, z.B. I

Wasser, vorgesehen. Diese Vorrichtungen leiten Wasser S p

oder eine Entsprechende Flüssigkeit aufs Band 11. Die |

genannte Flüssigkeit S wird mittels einer Rinnenvorrich- £

tung 18 nach der Presszone <u gesammelt. I

In der Presszone oc gemäss der Erfindung, die i;

auch eine verlängerte Pressspalte genannt werden kann, f,

ist die Reibung zwischen der Druckscheibe I¹J und dem ί

Band 11 dadurch wesentlich reduziert worden, dass in |

die Fläche der Druckscheibe 14 angebrachte leistenförmige |

Ultraschalldetektoren 20 benutzt worden sind, welche |

vorzugsweise im Bereich der gesamten Zone oc sowohl in '£

der Laufrichtung der Bahn W als auch in der Querrichtung |

vorhanden sind. Die Detektoren 20 sind z.B. in mehrere 1

aufeinander folgenden Reihen 20a,20b,20c angeordnet, i

wobei jede Reihe mehrere Ultraschalldetektoren nebenein- f

ander aufweist. Die aufeinander folgenden Detektorreihen 1

20a,20b,20c... können derart stufenweise angeordnet sein, S

dass die Ultraschalleistung möglichst gleichmässig auf |

den gesamten Bereich der Presszone oc verteilt werden kann. ¹U

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Die Ultraschalldetektoren 20 werden mit einer geeigneten Ultraschallfrequenz f von einem Ultraschallgenerator 100 gespeist, wie in Figur 4 schematisch dargestellt wird. Die Detektoren 20 sind an und für sich bekannte, kommerziell zugängliche z.B. piezoelektrische Ultraschalldetektoren, die in in die Fläche der Druckscheibe IM ausgeführten Nuten angebracht sind. Die Aussenfläche der Detektoren 20 ist bearbeitet und geschliffen worden, so dass sie der glatten Druckfläche 14 ' von möglichst geringer Reibung der Druckscheibe I¹J ähnlieh ist.

Die von der Vorrichtung 17 zugeführte Verbindungsflüssigkeit S wirkt als VerbindungsflUssigkeit des Ultraschallfeldes und als Schmierstoff zwischen der Fläche IH¹ und der oberen Fläche 11 des Bandes 11. Est ist festgestellt worden, dass ein Ultraschallfeld von ausreichender Intensität eine beträchtliche, die Reibung reduzierende Wirkung zwischen den Flächen lV und der oberen Fläche des Bandes 11 hat. Ausserdem fördert die Verwendung des Ultraschallfeldes die Entwässerung der Bahn W dadurch, dass das Feld Wasser aus dem Fasersystem der Bahn W losrüttelt, wie z.B. in der FI-Patentanmeldung Nr. 802180 des Anmelders beschrieben worden ist.

In der Praxis gründet sich die günstige Wirkung der Ultraschalloszillationen teilweise auch auf eine Reduktion der inneren Reibung der VerbindungsflUssigkeit. Im Bereich der Presszone cvi können Ultraschalloszillationen vorteilhaft auf die sogenannte Resonanztechnik angewendet werden, womit gemeint wird, dass der Abstand bzw. die Abstände L zwischen der Ausstrahlungsfläche I^' der Ultraschalldetektoren 20 und der als Reflektionsfläche tätigen gegenüberliegenden Aussenfläche des Bandes 11 und/oder der Fläche der Presswalze 10 derartig abgemessen werden, dass L = η χ λ/2, wobei λ= c/f, c = Geschwindigkeit des Ultraschalls, f = Frequenz des Ultraschalls. Wenn die Frequenz f einstellbar angeordnet wird, kann das Band 11 und/oder die Fläche der Press-

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walze 10 als Reflektor verwendet werden. Durch dieses Resonanzverfahren kann man ausser der Reduktion der Reibung zwischen den Flächen I¹* · und 11 gegebenenfalls auch zwischen der Innenfläche des Bandes 11 und der Fläche der Walze 10 ein besonders effektives, die Entwässerung förderndes .Ultraschallfeld veranstalten, die zunächst durch die Reduktion der inneren Reibung des die Bahn W verlassenden Wassers und der Reibung zwischen dem Wasser und den Fasern wirksam ist.

In Figur 3 wird ein Beispiel für die Verteilung des Pressdruckes ρ in der Presszone <x. gegeben; wie aus der Figur hervorgeht, wird der Pressdruck der Zone cc ab Anfang A der Zone derartig erhöht, dass der maximale

Pressdruck P am Punkt Od_n vorhanden ist, welcher Punkt max I

nahe dem Schlusspunkt der Pressspaltenzone oc gelegen ist. Der Grunddruck ρ_η repräsentiert zunächst den durch die Spannung des Bandes 11 erzeugten Pressdruck. Die Verteilung des Druckes ρ gemäss Fig.3 ist möglich durch die Formgebung der Pressscheibe V\ und/oder durch Verteilung des Druc?:raums 15 in der Laufrichtung der Bahn W in mehrere Abteile, in denen unterschiedliche Drucke vorhanden sind. Eine der in Figur 3 dargestellten ähnliche Druckverteilung ist günstig für die Entwässerung.

Bei der Erfindung können entweder diskrete Ultraschallfrequenzen oder Ultraschalloszillationen mit kontinuierlichem Spektrum verwendet werden.

Die Erfindung kann in der Praxis auch derartig ausgeführt werden, dass die Druckscheibe 14 durch mehrere aufeinander folgende Druckschuhe ersetzt wird, in deren Verbindung gemäss dem oben beschriebenen Ultraschalloszillationen angewendet werden zur Reduzierung der Reibung und/oder zur. Effektivierung der Entwässerung der Bahn.

Was die Intensität des Ultraschallfeldes betrifft, mag genannt werden, dass eine geeignete Leistungsdichte in den meisten Fällen im Bereich von 0,1 bis 10 W/cm zu finden ist.

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Gemäss der Erfindung kann man das Ultraschallfeld durch Einstellung der diskreten Frequenzen und durch Wahl der Leistungsdichte entweder für Reduktion der Reibung zwischen den Flächen I¹J' und 11 oder für Effektivierung der Entwässerung oder für beides optimieren.

Was noch den Pressdruck ρ betrifft, ist der maximale Pressdruck ρ geeigneterweise von der Grossen-Ordnung von 1 bis 10 MP, vorzugsweise etwa 3 bis 5 MP. Die Höhe des durch die Spannung des Bandes 11 erzeugten Grunddruckes p, wird dadurch bestimmt, wie grosse Spannkräfte das Band 11 und dessen Leitwalzen aushalten können.

Beiliegend werden die Patentansprüche angegeben, wobei die Einzelheiten der Erfindung im Rahmen des in den Ansprüchen definierten Erfindungsgedankens Variation aufweisen können.

Claims

rn\_ /^ :."..: I"·. .!"I' .:Dipl.-lng.H.Tiedtke U " IrELLKlANM " ^afSafiilS ·..·...· ·..*.:..DiPL-ChQm-G-BUhIiHg Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-lng. R Grupe Dipl.-lng. B. Pellmann Dipl.-lng. K. Grams CC 2 Tel.: O£9-539353 Telox: 5-24845 tipat cable: Gormanlapatent München 18. Hai 1902 DE 2153 CCDO FI 811557 Patentansprüche

1. Entwässerungspresse mit weiter Presszone (oC) bei einer Papiermaschine, welche Presse eine Presswalze (10) aufweist, in Verbindung mit welcher Walze ein Band (11) oder desgleichen als von Leitwalzen (19a, 19b) gesteuert angebracht ist, und bei welcher Presse die Papier- bzw. Kartonbahn (W) so angeordnet ist, dass sie unter Pressung zwischen der genannten Presswalze (10) und dem genannten Band (11) läuft, und bei welcher Presse gegen eine Fläche bzw. beide Flächen der durch die Presszone (od) laufenden Bahn (W) ein Presstuch bzw. -tücher (12, 13) wirksam sind, und bei welcher Presse innerhalb der Schleife (11) des Bandes (11) eine Druckscheibenvorrichtung (11,15,16) bzw. eine Pressschuhvorrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der Druckscheibe (14) bzw. der entsprechenden Pressschuhe Ultraschalldetektorvorrichtungen (20) angeordnet sind, mittels deren auf die Presszone (O6) ein derartiges Ultraschallfeld gerichtet wird, mit dem die Reibung zwischen der. Aussenf lache (I¹I¹) der Druckscheibe (I⁴I) und dem Pressband (11) wesentlich reduziert wird.

2. Eine Vorrichtung gemäss dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die diskrete Frequenz und/oder Frequenzen des genannten Ultraschallfeldes oder die Verteilung des kontinuierlichen Spektrums sowie die

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Intensität derartig gevjählt worden sind, dass mittels '■

des Ultraschallfeldes, ausser der Reduzierung der Reibung, | in der Presszone (co) die Ableitung von Wasser aus der Bahn (W) und die Übertragung des aus der Bahn (W) abge-5 leiteten Wassers ins Presstuch bzw. -tücher (12,13)

wesentlich gefördert werden, indem die mittels des Ultraschallfeldes herbeigeführte Reduzierung der inneren Reibung des aus der Bahn (W) abgeleiteten Wassers und der Reibung zwischen dem Wasser und dem Fasersystem der Bahn 10 (W) mittels des Ultraschallfeldes oder eines Oszillationsfeldes einer Audiofrequenz mit wesentlich gleicher Wirkung H ausgenutzt wird.

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3. Eine Vorrichtung gemäss dem Patentanspruch

I 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anfangs-

1 15 punkt (A) der Presszone (<*O Zufuhrvorrichtungen (17) für I Verbindungs- und/oder SchmierflUssigkeit (S), vorzugsweise

1 Wasser, vorgesehen sind, und dass nach dem Schlusspunkt

ff (B) der Presszone (06) Sammelvorrichtungen (18) für

I Verbindungs- und/oder Schmierflüssigkeit (S) vorgesehen

I 20 sind.

II

4. Eine Vorrichtung gemäss dem Patentanspruch ■| 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn (W) j;; durch die Presszone (06) zwischen zwei Presstüchern (12,

13) läuit.

% 25 5- Eine Vorrichtung gemäss dem Patentanspruch

^f 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Presser; zone (°O in Verbindung mit einer einheitlichen gewölbten

Il Pressscheibe (Ik) und einer Qegenwalze (10) geformt ist

■' und dass in der genannten Pressscheibe (1*0 Ultraschall-

;^; 30 detektoren (20a,20b,20c) angeordnet sind.

6. Eine Vorrichtung gemäss dem Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die' genannte Pressscheibe (IM) ein Konstruktionsteil einer Druckkammer (15) ist und dass in Verbindung mit der genannten Druckkammer (15) 35 Kolbenvorrichtungen (16) vorgesehen sind, mittels deren

;' in dem in der Druckkammer vorhandenen Gas und/oder

>f Flüssigkeit ein Druck (p_Q) erzeugt wird, durch dessen

Wirkung in der Presszone (oC) ein Pressdruck entsteht.

7. Eine Vorrichtung gemäss dem Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschalldetektoren (20a,20b,20c) in in die Druckscheibe (I¹I) ausgeführten Nuten oder Vertiefungen angebracht sind und dass die Aussenflache der Ultraschalldetektoren (20) so bearbeitet worden ist, dass sie mit der glatten Pressfläche (IM¹) der Druckscheibe gleichartig ist.

8. Eine Vorrichtung gemäss dem Patentanspruch 1,2,3,4,5,O oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Presszone (^d) derartig angeordnet ist, dass der Pressdruck vom Anfangspunkt (A) der Presszone zu ihrem Schlussende derartig progressiv zunimmt, dass der maximale Pressdruck (p__a„) an einem geeigneten Punkt (Oi₁) im

IfIaX -L

Bereich des Schlussendes der Presszone vorkommt.

9. Eine Vorrichtung gemäss dem Patentanspruch 1,2,3,¹1,5,6,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressdruck (p,) in der Presszone oder unmittelbar davor oder danach teilweise mittels der Spannkraft des genannten Metallbandes (11) oder desgleichen.erzeugt wird.

10. Eine Vorrichtung gemäss dem Patentanspruch 1»2,3»¹*,5»6»7»8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsdichte des in der Presszone (°£.) verwendeten Ultraschallfeldes sich im Bereich von 0,1 bis 10 W/cm befindet und/oder dass der genannte maximale Pressdruck (p___v) von der Grössenordnung von 1 bis 10 MP ist.

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