DE3408118A1 - Nasspresse zum entwaessern einer faserbahn - Google Patents

Nasspresse zum entwaessern einer faserbahn

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Description

ESCHER WYSS GMBH, D-7980 Ravensburg Nasspresse zum Entwässern einer Faserbahn
Die Erfindung betrifft eine Nasspresse zum Entwässern einer Faserbahn mit einer rotierenden Walze und einer Anpresseinrichtung, zwischen denen die Faserbahn zusammen mit mindestens einem wasseraufnehmenden Band in einem Pressspalt entlang eines Teiles des Walzenumfanges geführt ist, wobei die Anpresseinrichtung ein hydrostatisches Druckelement aufweist, das einen in Pressrichtung beweglichen Stützschuh aufweist, welcher in Laufrichtung der Faserbahn im Pressspalt hintereinander mindestens zwei Drucktaschen besitzt, die mit Kanälen mit einem gemeinsamen, mit Druckmedium versorgten Druckraum verbunden sind.
Solche Nasspressen sind beispielsweise aus DE 23 13 bekannt und dienen der Entwässerung einer Papier- oder Pappenbahn oder eines anderen Fasermaterials, wobei die Faserbahn zusammen mit beispielsweise einem wasseraufsaugenden Filzband und einem wasserundurchlässigen Pressband durch einen Pressspalt geführt wird, der durch eine Walze und ein hydrostatisches Druckelement gebildet wird. Hierbei wird zwar eine gleichmässige Anpressung im Pressspalt über eine gewisse Länge der Faserbahn in Laufrichtung erreicht, so dass die Entwässerung der auszupressenden Faserbahn deutlich besser ist als bei Nasspressen mit zwei nur in einer Linie quer zur Faserbahn wirkenden Walzen.Die Entwässerungsleistung ist jedoch noch nicht optimal, da der Anpressdruck im Pressspalt über die gesamte Länge nahezu konstant bleibt.
Es ist zwar bereits bekannt, beispielsweise aus DE 31 05 276 oder US 3 783 097, bei einer Nasspresse mit einer Walze und einer mit dieser in einem Press-
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spalt bestimmter Länge zusammenwirkenden Anpresseinrichtung einen im Pressspalt sukzessive ansteigenden Anpressdruck vorzusehen. Dies wird bei diesen Nasspressen dadurch erreicht, dass in Laufrichtung hintereinander mehrere Druckkammern oder mehrere hydraulisch anpressbare Lagerschuhe vorgesehen sind. Zur Erzielung eines in Laufrichtung ansteigenden Anpressdruckes müssen die einzelnen hintereinander angeordneten Druckkammern oder Lagerschuhe mit einem verschiedenen und sukzessive ansteigenden Druck mit einem geeigneten Druckmittel versorgt werden.Dies bedingt jedoch eine aufwendige Steuerung des Druckes in den einzelnen Druckräumen und eine Vielzahl von Steuereinrichtungen und Steuerleitungen. Ausserdem sind in Laufrichtung mehrere unabhängige Lagerelemente erforderlich, was den konstruktiven Aufwand in unerwünschtem Masse vergrössert. Weiterhin tritt zwischen den Lagerschuhen ein Druckabfall auf, der zu einer unerwünschten Rückbefeuchtung der Faserbahn führt.
Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend erwähnten Nachteile vorbekannter Nasspressen zu vermeiden und insbesondere eine Nasspresse zu schaffen, bei welcher eine verbesserte Entwässerung einer Faserbahn ohne die Notwendigkeit einer komplizierten Steuerung mehrerer Druckeleraente und unter Vermeidung einer Vielzahl solcher Druckelemente in Laufrichtung erreichbar ist, wobei trotzdem mit geringstmöglichem Aufwand eine Entwässerung mit sukzessive steigendem Anpressdruck und minimaler Rückbefeuchtung erzielt wird.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Anpresseinrichtung einen relativ zum Druckraum beweglichen Kolben aufweist, der relativ zum Stützschuh unsymmetrisch derart angeordnet ist, dass die Fläche der Drucktaschen, in Laufrichtung der Faserbahn gesehen, vor der Mittelachse des Kolbens grosser ist als die Fläche der Drucktaschen hinter der Mittelachse des Kolbens.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Querschnitte der in Laufrichtung der Faserbahn hintereinander vorgesehenen Drucktaschen eine abnehmende Pressfläche und/oder dass die zugehörigen Kanäle einen steigenden Querschnitt aufweisen.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich infolge der unsymmetrischen geometrischen Ausbildung des Druckelementes, insbesondere der asymmetrischen Anordnung des Kolbens, unterstützt von der unterschiedlichen Ausbildung der Drucktaschen und Kanäle, infolge des Bestrebens des Druckelementes einem Kippmoment entgegenzuwirken, sich in den Drucktaschen im Betrieb unterschiedliche Drücke einstellen, obwohl sämtliche Drucktaschen über die koctntunizierenden Kanäle mit dem gleichen Druckraum verbunden sind.
Dabei ist besonders vorteilhaft, die Asymmetrie des Kolbens, die wirksame Druckfläche,und den Querschnitt der Kanäle für die im gemeinsamen Stützschuh vorgesehenen Drucktaschen so zu wählen und so aufeinander abzustimmen, dass der im Betrieb entsthende Spalt zwischen der Oberfläche der Druckelemente und der Gegenfläche über den gesamten Umfang angenähert konstant ist. Tritt beispielsweise einlaufseitig ein grösserer Spalt auf als an der Auslaufseite des Druckelementes, so kann der Querschnitt des Kanales der einlaufseitigen Drucktasche soweit vermindert werden, dass sich an beiden Seiten ein gleichgrosser Spalt einstellt.
Es ist auf diese Weise möglich, die Druckelemente in Laufrichtung der Faserbahn gesehen derart unsymmetrisch auszubilden und die Asymmetrie des Kolbens relativ zu den Drucktaschen so zu wählen, dass die resultierende Presskraft etwa im Mittelpunkt des Kolbens angreift.
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Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Nasspresse im Längsschnitt.
Figur 2 zeigt eine zweite Anpresseinrichtung im Längsschnitt.
Figur 3 zeigt eine dritte Anpresseinrichtung in der Aufsicht.
Figur 4 zeigt eine vierte Anpresseinrichtung in der Aufsicht.
Figur 5 zeigt eine Anpresseinrichtung mit mehreren Druckelementen in der Aufsicht.
Figur 6 zeigt eine Anpresseinrichtung mit mehreren Kolben.
Figur 7 zeigt eine weitere Anpresseinrichtung mit mehreren Kolben.
Die in Figur 1 in schematischer Darstellung wiedergege bene Nasspresse besteht aus einer Walze 1 und einer Anpresseinrichtung 2, zwischen denen die Faserbahn, beispielsweise eine Papierbahn 3 zusammen mit einem wasseraufnehmenden Band 4,zum Beispiel einem Filzband und einem flexiblen, wasserundurchlässigen Mantel 5,in einen Pressspalt 6 entlang eines Teiles A des Walzen-Umfanges geführt ist. Während des Durchganges der Papierbahn 3 durch diesen Pressspalt 6 erfolgt die Entwässerung der Papierbahn mit sukzessive steigendem Pressdruck, wobei das aus der Papierbahn 3 austretende Wasser vom Filzband 4 aufgenommen wird. Nötigenfalls können noch weitere Bänder, beispielsweise ein Siebband, zusätzlich durch den Pressspalt geführt werden.
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Die Walze 1 kann als Massiv-, Rohr- oder Saug-Walze ausgeführt sein, oder auch als Durchbiegungsausgleichswalze, wie beispielsweise in US 3 802 044 beschrieben.
Der wasserundurchlässige Mantel 5 kann als flexibler Walzenmantel ohne Führungsrollen ausgebildet sein oder als endloses Band, welches nötigenfalls über mehrere Führungsrollen geführt ist. In jedem Fall muss eine hinreichende Flexibilität und Anpassbarkeit an die Oberfläche der Walze im Pressspalt 6 gewährleistet sein.
Die Anpresseinrichtung 2 besteht aus einem oder mehreren quer zur Laufrichtung nebeneinander angeordneten hydrostatischen Druckelementen 11, die beispielsweise analog zu US 3 802 044 ausgeführt sein können. Die Kolben 20 dieser Druckelemente sind in zylindrischen oder nutenförmigen Druckräumen 12 eines Querträgers 13 in Pressrichtung P beweglich und in gewissem Grade gegen die Pressrichtung neigbar, so dass die Stützschuhe 30 der Druckelemente an die Gegenfläche, d.h. die Walzen-Oberfläche, anpassbar sind. Der Druckraum 12 ist an eine Leitung 14 angeschlossen und wird über diese mit einem geeigneten Druckmittel, z.B. OeI oder Wasser, mit einem bestimmten Druck versorgt. Die Stützschuhe 30 der Druckelemente 11 weisen an ihrer Pressfläche mehrere Lagertaschen auf, beispielsweise in Laufrichtung L hintereinander zwei Lagertaschen 15 und 16. Dabei kann die wirksame Druckfläche der einlaufseitigen Lagertasche 15 grosser sein als die wirksame Druckfläche der auslaufseitigen Drucktasche Beide Drucktaschen 15 und 16 sind über Kanäle mit dem gemeinsamen Druckraum 12 verbunden, und zwar die einlauf sei tige Drucktasche 15 mittels eines Kanales 17 geringeren Querschnittes und die auslaufseitige Drucktasche 16 mit einem Kanal 18 grösseren Querschnittes.
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Dabei ist der Kolben 20 des Druckelementes relativ zu dem von ihm getragenen Stützschuh 30 unsymmetrisch angeordnet, und zwar so, dass die in Laufrichtung L gesehen vor der Mittelachse M des Kolbens 20 liegende wirksame Druckfläche, d.h. im wesentlichen die Druckfläche der Drucktaschen 15, 16, grosser ist als die hinter der Mittelachse M des Kolbens 20 liegende wirksame Druckfläche, d.h. im wesentlichen die Druckfläche der Drucktasche 16.
Durch die beschriebene Ausbildung der Druckelemente wird erreicht, dass sich im Betrieb in der Drucktasche 16 ein höherer Druck einstellt als in der Drucktasche 15, obwohl beide Drucktaschen in kommunizierender Verbindung mit dem gemeinsamen Druckraum 12 stehen, so dass eine verbesserte Entwässerung der Papierbahn 3 unter sukzessive ansteigendem Pressdruck ermöglicht wird. Dabei ist in Laufrichtung nur ein einziges Anpresselement erforderlich, und es sind keine separaten Regeleinrichtungen für die in Laufrichtung hintereinander vorgesehenen Drucktaschen erforderlich. In den beschriebenen unsymmetrischen Druckelementen stellt sich automatisch ein in Laufrichtung sukzessive ansteigender Pressdruck ein.
Im allgemeinen wird sich bei einer asymmetrischen Ausbildung eines Druckelementes der im Betrieb entstehende Spalt zwischen der Pressfläche des Druckelementes und der Gegenfläche entlang des ümfanges der Druckfläche verschieden gross ausbilden, d.h. einlaufseitig wird der Spalt einen anderen Wert haben als auslaufseitig. Die Grosse dieses Spaltes stellt sich in der Regel so ein, dass die aus dem Spalt aus den Drucktaschen ausfliessende Menge des Druckmittels der vom Druckraum über die Kanäle in die Drucktaschen nachgelieferten Menge des Druckmittels entspricht. Durch eine Aende-
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rung des Querschnittes der Kanäle 17 und 18 kann daher die Grosse des einlaufseitigen, beziehungsweise auslaufseitigen Spaltes variiert und auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. In der Regel wird man die Querschnit te der Kanäle an die Geometrie der Drucktaschen 15 bzw. 16 so anpassen, dass der Spalt am ganzen Umfang der Druckfläche des Druckelementes gleich ist. Eine solche Anpassung der Kanäle an die zugehörigen Drucktaschen kann entweder durch Berechnung oder durch Beobachtung der praktisch entstehenden Spaltweiten und entsprechende Aenderung der Kanalquerschnitte erfolgen.
Das Druckmittel fliesst aus den Drucktaschen 15 und 16 nicht nur in den Aussenbereich aus, sondern da sich in beiden Drucktaschen ein Druckunterschied einstellt, besteht die Tendenz, dass Druckmittel aus der Drucktasche 16 mit höherem Druck in die Drucktasche 15 mit niedrigerem Druck hinüberfliesst. Zur Verhinderung dieses Effektes können auf der Pressfläche des Druckelementes zwischen den Drucktaschen 15 und 16 Schlitze vorgesehen sein, die mit einer Druckmittelabflussleitung 19 in Verbindung stehen.
Wegen des asymmetrischen Aufbaues der Druckelemente 11 und der unsymmetrischen Anordnung des Kolbens 20 relativ zum Stützschuh 30 ergibt sich ein unterschiedlicher Druck in den Drucktaschen 15 und 16 des Stützschuhes 30 derart, dass die resultierende Presskraft der Drucktaschen etwa in der Kolbenmittelachse M angreift und ein Kippmoment vermieden wird.
Es sei noch erwähnt, dass für jede der Drucktaschen statt eines einzigen Verbindungs-Kanales mit dem Druckraum 12 auch mehrere Kapillaren vorgesehen sein können. Der für die Wirkung massgebende Querschnitt ist in diesem Falle die Summe der Querschnitte der einzelnen Kapillaren für die entsprechende Drucktasche.
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Wie in Figur 2 dargestellt, kann das Druckelement 11 in Laufrichtung L hintereinander auch mehr als zwei Drucktaschen aufweisen, beispielsweise drei Drucktaschen 21, 22 und 23 mit sukzessive steigendem Druck. Dabei nimmt die wirksame Druckfläche in den drei Drucktaschen in Laufrichtung L sukzessive ab. Mit dem gemeinsamen Druckraum 12 sind die drei Drucktaschen mit Kanälen 24, 25 und 26 verbunden, deren Querschnitt in Laufrichtung L sukzessive ansteigt. Auch hier ist die Stützfläche 30 wiederum unsymmetrisch zur Mittelachse M des Kolbens 20 angeordnet und ausgebildet.
Figur 3 zeigt die Pressfläche einer Anpresseinrichtung in der Aufsicht. Quer zur Laufrichtung L sind jeweils eine bestimmte Anzahl von Drucktaschen nebeneinander in zwei Reihen 15 und 16 angeordnet. Dabei ist die Kolbenleiste 20 unsymmetrisch zu der Pressfläche angeordnet, die Druckfläche der einlaufseitigen Drucktaschen 15 ist grosser als die der auslaufseitigen Drucktaschen 16, und der Querschnitt der zugehörigen Kanäle 17 der einlaufseitigen Drucktaschen ist kleiner als der der Kanäle 18 der auslaufseitigen Drucktaschen 16.
Wie Figur 4 zeigt, kann die Anzahl der Drucktaschen in den beiden Reihen 15 und 16 verschieden sein, beispielsweise wie dargestellt, können die einlaufseitigen Drucktaschen 15 breiter ausgeführt sein als die auslaufseitigen Drucktaschen 16. Wichtig ist lediglich, dass die Drucktaschen relativ zum Kolben die vorstehend angegebene Asymmetrie aufweisen.
Wie in Figur 5 gezeigt, kann statt einer als über die gesamte Breite der Papierbahn durchgehenden Leiste mit in mehreren Reihen nebeneinanderliegenden Drucktaschen die Anpresseinrichtung auch aus mehreren quer zur Laufrichtung L nebeneinander angeordneten einzelnen Druck-
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elementen 27 ... 27 bestehen. Bei einer quadratischen oder rechteckigen Ausbildung der Pressfläche der Druckelemente, wie dies die Regel ist, ergeben sich jedoch Schwierigkeiten dadurch, dass zwischen den einzelnen Druckelementen notwendigerweise Spalten vorhanden sind, die einen Druckabfall zwischen den einzelnen Druckelementen bewirken. Ein solcher Druckabfall entsteht zwangsläufig an den Grenzen zweier benachbarter Druckelemente auch dann, wenn diese dicht an dicht über die Breite gepackt sind. Dies führt zu einer ungleichmässigen Entwässerung über die Breite der Faserbahn und beispielsweise zu einer unerwünschten Streifigkeit des erzeugten Papieres. Zur Vermeidung dieses Effektes ist es vorteilhaft, die Spalten 28^ ... 28^ zwischen den einzelnen Druckelementen 27 ' ... 27-> in einer von der Laufrichtung L der Papierbahn abweichenden Richtung vorzusehen. Im Beispiel nach Figur 5 verlaufen die Spalten 28^ ... 28^ in spitzem Winkel, d.h. schräg zur Laufrichtung L. Dabei sind die Pressflächen der einzelnen Druckelemente 27^ ... 27^ als Parallelogramme ausgebildet. Natürlich kann auch eine andere Ausbildung vorgesehen sein, nur muss sichergestellt sein, dass die Spalten nicht durchgehend parallel zur Laufrichtung L verlaufen. Damit wird in jedem Fall erreicht, dass quer zur Papierbahn sämtliche Zonen mit einem hinreichenden Pressdruck behandelt und entwässert werden, wodurch eine Streifigkeit des erzeugten Papieres vermieden wird.
Wie in Figur 6 und 7 gezeigt, kann die Anpresseinrichtung zwar einen als durchgehende Leiste ausgebildeten Stützschuh 30 aufweisen, der jedoch statt von einer Kolbenleiste von mehreren separaten Kolben 20"·, 202, 20^ getragen wird, die jeweils zu mehreren Drucktaschen gehören, z.B. in Figur 6 vier Drucktaschen 151, 152, 16^,162 mit gleicher Druckfläche und in Figur 7 zwei unterschiedliche Drucktaschen 15, 16. Auch hier sind die
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Drucktaschen unsymmetrisch zur Mitte M des Kolbens angeordnet, so dass auch in diesem Falle ein sukzessive ansteigender Pressdruck erreicht wird.
Es wird bemerkt, dass Varianten im Rahmen des Erfindungs gedankens möglich sind. Während in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Kolben mit dem Stützschuh fest verbunden und zusammen mit diesem in einem feststehenden Druckraum beweglich ist, kann umgekehrt auch der Kolben feststehend und mit dem Querträger verbunden sein, während der Druckraum in der Form einer Kappe an der Rückseite des Stützschuhes vorgesehen und relativ zum Kolben beweglich ist.
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Claims (11)

Patentansprüche
1. Nasspresse zum Entwässern einer Faserbahn (3) mit einer rotierenden Walze (1) und einer Anpresseinrichtung (2), zwischen denen die Faserbahn (3) zusammen mit mindestens einem wasseraufnehmenden Band (4) in einem Pressspalt (6) entlang eines Teiles (A) des Walzen-Umfanges geführt ist, wobei die Anpresseinrichtung (2) ein hydrostatisches Druckelement (11) aufweist, das einen in Pressrichtung (P) beweglichen Stützschuh (30) aufweist, welcher in Laufrichtung (L) der Faserbahn (3) im Pressspalt (6) hintereinander mindestens zwei Drucktaschen (15, 16; 21, 22, 23) besitzt, die mit Kanälen (17,18; 24,25,26) mit einem gemeinsamen ,mit Druckmedium versorgten Druckraum (12) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinrichtung (2) einen relativ zum Druckraum (12) beweglichen Kolben (20) aufweist, der relativ zum Stützschuh (30) unsymmetrisch derart angeordnet ist, dass die gesamte Fläche der Drucktaschen (15, 16, 21, 22) in Laufrichtung (6) der Faserbahn (3) gesehen, vor der Mittelachse (M) des Kolbens (20) grosser ist als die gesamte Fläche der Drucktaschen (16,22, 23) hinter der Mittelachse (M) des Kolbens (20).
2. Nasspresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksamen Druckflächen der Drucktaschen (15,16; 21,22,23) in Laufrichtung (L) abnehmen.
3. Nasspresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der die Drucktaschen (15,16; 21, 22, 23) mit dem gemeinsamen Druckraum (12) verbindenden Kanäle (17,18; 24,25,26) in Laufrichtung (L) zunehmen.
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4. Nasspresse nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die unsymmetrische Anordnung des Kolbens (20) relativ zum Stützschuh (30), das Verhältnis der Druckfläche der in Laufrichtung (L) aufeinanderfolgenden Drucktaschen (15,16; 21,22,23), sowie das Verhältnis der Querschnitte der die Drucktaschen mit dem gemeinsamen Druckraum verbindenden
Kanäle (17,18; 2.4,25,26) so aufeinander abgestimmt et (tr. ÄrW^/?^/e
et (tr ÄW^/?^/,e
sind, dass 'G , in Laufrichtung (L) gesehen, angenähert konstant ist.
5. Nasspresse nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die unsymmetrische Anordnung des Kolbens (20) relativ zum Stützschuh (30) und das Verhältnis der Druckflächen der in Laufrichtung (L) aufeinanderfolgenden Drucktaschen (15,16; 21,22,23) so aufeinander abgestimmt sind, dass die Resultierende der Kräfte der Drucktaschen wenigstens angenähert in der Mittelachse (M) des Kolbens (20) angreift.
6. Nasspresse nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrostatische Druckelement (11) in Laufrichtung (L) der Faserbahn (3) mehr als zwei Drucktaschen (21, 22, 23) besitzt, wobei die gesamten wirksamen Druckquerschnitte der Drucktaschen in Laufrichtung (L) abnehmen und/oder die Querschnitte der zum gemeinsamen Druckraum (12) führenden Kanäle (24, 25, 26) zunehmen.
7. Nasspresse nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (11) in Laufrichtung (L) hintereinander mehrere Reihen von Drucktaschen (15, 16) aufweist, wobei in jeder dieser Reihen quer zur Laufrichtung (L) nebeneinander mehrere Drucktaschen vorgesehen sind.
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8. Nasspresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (11) wenigstens einen in einem feststehenden Druckraum (12) beweglichen, wenigstens einen Stützschuh (30) tragenden Kolben (20) aufweist.
9. Nasspresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (11) mehrere, einen gemeinsamen Stützschuh (30) tragende Kolben (201,202,203) aufweist, wobei jeder Kolben mehreren Drucktaschen (15,16; 151, 152, 16"I, 162) aus mehreren Reihen zugeordnet ist.
10. Nasspresse nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass in Laufrichtung zwischen wenigstens zwei Drucktaschen (15, 16) eine Druckmittelabflusseinrichtung (19) vorgesehen ist.
11. Nasspresse nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinrichtung (2) mehrere quer zur Laufrichtung (L) nebeneinander angeordnete Druckelemente (27^ ... 27^) aufweist, und die Spalten (28^ ... 28 ) zwischen den einzelnen Druckelementen (271 ... 27^) zumindest teilweise in einem spitzen Winkel zur Laufrichtung (L) verlaufen.
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2. 3.1 qR4 Xi
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