DE3428884A1 - Vorrichtung und verfahren zur konditionierung von papiermaschinen-filzen - Google Patents

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Konditionierung von Papiermaschinen-Filzen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Konditionieren eines Pilzes, der sich im besonderen für eine Papiermaschine eignet, bei welcher umlaufende Filze Wasser von einer Päpa^r^-^oder Pappbahn absorbieren, die von der Maschine hergestellt wird. IJm einen effizienten Maschinenbetrieb sicherzustellen, ist es erforderlich, den Pilz zu entwässern und andere Materialien , die durch den Filz von der Papierbahn aufgenommen worden sind wie etwa lose Fasern, Ton usw. zu entfernen.

Im Preßbereich einer Papiermaschine werden obere und untere endlose Presßfilze eingesetzt, um das Wasser von der hergestellten Papier- oder Pappbahn zu entfernen. Für eine entsprechende Funkfcion der endlosen Filze ist es erforderlich, alles Wasser, das von den Filzen bei jeder Umdrehung aufgenommen worden ist, zu entfernen, da sonst der Filz übersättigt wird. Es ist im besonderen wichtig, das absorbierte Wasser aus dem Filz zu entfernen, bevor dieser den Walzenzwischenraum erreicht, so daß der Filz entsprechend konditioniert ist, d.h. daß das Wasser entfernt ist, um den Filz in die Lage zu versetzen, eine maximale Wassermenge aus der Papierbahn zu absorbieren. In der herkömmlichen Praxis sieht man häufig, daß eine Papiermaschine mit einem nassen Zwischenraum betrieben wird, d. h. es besteht ein Wasserrückstrom zur Eingangs-

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seite des Preßwalzen-Zwischenraumes, worin eine deutliche Indikation dafür liegt, daß der Filz übersättigt ist. Ein nasser Zwischenraum Jtritt ein, da die den Filz konditionierenden Saugkammern nicht die Wasserquantität entfernen, die von dem Filz während eines jeden Filzumlaufes aufgenommen wird. Ein übersättigter Filz, der mit einer Geschwindigk~ei1r~vürr915 m pro Minute umläuft, unterliegt hohen hydraulischen Kräften am Preßwalz en-Zwischenraum, wodurch Feinstoffe aus der Papierbahn entfernt werden, weshalb es erforderlich ist, den Preßwalzendrück zu verringern, um die hydraulischen Kräfte zu vermeiden, die die Bahn zerstören wurden. Natürlich wird bei einem verminderten Anpreßdruck weniger Wasser aus der Bahn entfernt.

Dementsprechend unterliegen herkömmliche Filz-Konditionierungs-Techniken an laufenden Papiermaschinen diesen Einschränkungen, so daß die Filze nicht entsprechend getrocknet werden.

Bei der FiIz-Konditionierung mit Saugkammern wird der gesättigte Filz über eine Vakuumöffnung oder einen Schlitz geführt, der sich unterhalb des Filzes quer über die Maschine erstreckt. Bei Maschinengeschwindigkeiten von 915 m/pro Minute besitzt der Filz eine Verweilzeit von 1,6 msec, über einen Schlitz von einer Breite von 2,54- cm. Wenn die Maschinengeschwindigkeit ansteigt, wird die Verweilzeit kurzer und begrenzt das Wasservolumen, das durch den Vakuumschlitz abgezogen werden kann. Darüber hinaus erfordert der

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Wasserabzug aus einem laufenden Pilz in die Saugkammer/ hinein einen Luftzug durch den Filz, um jeden Tropfen, der sich mit Maschinengeschwindigkeit mit dem Pilz bewegt, abzulenken. Je größer die Maschinengeschwindigkeit ist, umso größer ist die Kraft, die erforderlich ist, um das Wasser aus dem Pilz zu entfernen. Um diese Einschränkungen

-~" zu überwinden und einen erhöhten Wasser ab zug bei größeren Maschinengeschwindigkeiten zu erreichen, kann man mehr als einen Saugschlitz anordnen, wobei jedoch die Kosten für diese Verbesserung in einer wesentlich verkürzten Lebensdauer des Pilzes liegen.

In der Praxis werden die Saugkammern auf der Papierseite des Pilzes angeordnet, da sich die zu entfernenden Verunreinigungen auf der Papierseite des Pilzes befinden. Daher nutzen die Saugkammern den plaum des Pilzes ab und vermindern seine Fähigkeit, Wasser zu absorbieren. Saugkammern werden auch an einem horizontal laufenden oberen Pilz angpordnet, nachdem die Papierseite des Pilzes über eine Außenwalze gelaufen ist, die die Verunreinigungen in den Pilz eindrückt, bevor die Saugkammer erreicht ist.

Eine andere Technik zur Konditionierung von Pilzen ist in der Wabenwalze zubinden,- die in der US-PS 4 116 762 (Gardiner) beschrieben ist. Nach dieser Patentschrift läuft der Pilz über eine rotierende Wabenwalze, während Kbnditionierungslüft durch die Wabenstruktur der rotierenden Walze und durch den Pilz strömt. Da sich die Wabenwalze dreht, wird die Konditionierungsluft durch eine stationäre

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Kammer innerhalb der Walze in axialer Sichtung von beiden Enden der Walze zugeführt. Die Luftzufuhr durch die Walze in axialer Richtung ist jedoch ungeeignet, da extrem hohe Luftgeschwindigkeiten erforderlich sind, um das notwendige Luftvoiumen durch den Filz zu dessen Konditionierung hindurchzuführen. Die Luft hoher Geschwindigkeit verliert an-Druck, während sie—durch-die axialen Zuführrohre strömt, χ mit dem Ergebnis eines Verlustes an Temperatur und Volumen, wobei die Fähigkeit zur Konditionierung des Filzes verringert wird. Der Durchmesser der Wabenwalze kann nicht erhöht

werden, um ein größeres Konditionierungsluftvolumen mit '"' niedrigeren Luftgeschwindigkeiten zu erreichen, da der Maximaldruck der Konditionierungsluft umgekehrt proportional ist zum Krümmungsradius des Filzes, der bei einer vorgegebenen Filzspannung die Walze umläuft. Hieraus folgt, daß jede Vergrößerung des Wabenwalzen-Durchmessers einen niedrigeren Druck der Konditionierungsluft erfordert, um zu vermeiden, daß sich" der Filz von der Oberfläche der Wabenwalze abhebt.

FiläBrsteller empfehlen eine Minimalströmung der Konditionie-

p rungsluft für die Wabenwalze von 0,4396 1/sec. pro cm des Filzes oder etwa 18,58 1/sec. pro cm Filzbreite. Für einen Filz von 762 cm Breite sind 14160 1/sec. Kondition!erungsluft erforderlich mit einer Geschwindigkeit in der Nähe von 7620 m/min. Während die Konditionierungsluft durch eine Wabenwalze expandiert, fällt unter diesen Bedingungen die Temperatur des Wassers., das von dem Filz getragen wird, bis zum Gefrierpunkt ab. Außerdem erhöht sich mit der Temperatur-

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abnähme die Viskosität des Wassers und verhindert dessen Entfernung aus dem Pilz.

Eine weitere Einschränkung der Wabenwalze liegt in der Natür der Wabenwalze selbst. Wenn der sich bewegende ZPiIz mit der Oberfläche der Wabenwalze zum Eingriff kommt, wird

~~" eine Tasche aus Umgebungsluft in den Zellen eingeschlossen, die durch die Wabenstruktur gebildet werden zwischen dem EiIz und dem unter Druck stehenden Luftraum innerhalb der Walze. Die lilzkonditionierungsluft im Inneren der Luftkammer der Wabenwalze muß dementsprechend zunächst die eingeschlossene Umgebungsluft komprimieren, bevor diese durch den Filz hindurch dringt. Außerdem besitzt die eingeschlossene Umgebungsluft eine niedrigere Temperatur als diejenige der heißen Eonditionierungsluft. Diese Einschränkung führt dazu, daß Zeit verloren geht und die Wirksamkeit der Könditionierungsluft verringert wird. Es ist unwahrscheinlich, daß diese Lufttaschen eliminiert werden können, da der Wabenwalzenaufbau eine vorbestimmte Tiefe der Waben erfordert, um eine Walzenfestigkeit zu erzielen, die ausreicht, um den unter Spannung stehenden Filz abzustützen. Weiterhin muß entsprechend dem gegenwärtigen Trend der Industrie, weitere Majifechinen zu bauen, die Wabenstruktur größere tadiale Dimensionen aufweisen, um die 3?estigkeitsanforderungen zu erfüllen. Dementsprechend ist der Einsatz der Wabenwalze zur Filzkonditionierung mittels durch den Pilz hindurchgeblasener Druckluft einschränkt und hat sich in der Papierindustrie kommerziell nicht durchgesetzt.

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Eine weitere Filz-Konditionierungs-Vorrichtung ist in der US-PS 3 34-7 74-0 (Goumeniouk) beschrieben. Diese Vorrichtung verwendet entweder ein rotierendes oder ein stationäres Rohr zur Zuführung von Druckluft, um die Leerräume aufzufüllen, die innerhalb des sich_fortbewegenden Filzes entstehen, während dieser unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft das Wasser abschleudert. Um eine hinreichende Zentrifugalkraft für die Wasserentfernung zu erzeugen, ist ein Rohr oder eine Walze von sehr kleinem Durchmesser erforderlich. Nach allem ist aus den oben beschriebenen Gründen eine Filzkonditionierung durch den Einsatz der Zentrifugalkraft und durch die Führung von Luft durch den Filz physikalisch nicht miteinander in Einklang zu bringen und beide Techniken zusammen lassen sich nicht vorteilhaft einsetzen.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile die Vorrichtung und das Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine Filz-Konditionierung sichergestellt ist, bei welcher das Wasser, das von den Filz während eines jeden Betriebszyklus absorbiert worden ist, vollständig entfernt wird, so daß die Papiermaschine an den Anpreß-Walzen mit einem trockenen Walzenzwischenraum arbeitet und dementsprechend ein höherer Preßdruck möglich ist.

Dabei soll während der Konditionierung die Rückseite des Filzes behandelt werden, ohne daß sich die Papierseite des Filzes hierdurch abnutzt.

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Weiterhin soll die Filz-Smditionierung so ausgestaltet sein, daß ein hinreichendes Volumen heißer Luft zur Entfernung von Wasser und Verunreinigungen von dem Filz zur Verfugung steht.

Außerdem soll gleichzeitig mit der Filz-Könditionierung der Filz quer zur_Maschinenlaufrichtung gestreckt werden, um die Entfernung von Wasser und Verunreinigungen zu fördern.

Schließlich soll der volumetrische Strom der Konditionie-

'■■■■' ' rungsluft auf einen konstanten Druck einstellbar sein, um die Filzspannung im wesentlichen konstant zu halten.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen auf die Merkmale der Unteransprüche verwesen wird.

Nach der Erfindung wird unter Druck stehende Luft dem Filz zugeführt, um das aufgenommene Wasser und die eingeschlossenen Substanzen wie Papierfasern, Ton und ähnliches zu entfernen, die sich in dem Filz angesammelt haben im Laufe der Übernahme des Wassers von der entstehenden Papier- oder Pappbahn.

Nach der Erfindung ist eine stationäre Luftzufuhrkammer auf der Rückseite desFilzes vorgesehen zur Zuführung der Konditionierungsluft zum Filz. Der Luftauslaß aus der Kammer

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- /feist mit einer Anzahl von Stützrippen versehen, 6ie mit der

,,Rückseite des fortbewegten Filzes zum Eingriff kommen und diesen strecken, während .die Kbnditionierungsluft in einer radialen Richtung durch den Pilz strömt. Vorzugsweise wird heiße Luft von einer geeigneten Quelle, wie etwa dem End- ^ trockner-Bereich der Maschine, Komprimiert und der Luftzuführkammer als unterdruck stehende Eonditionierluft zugeleitet. Das Innere der Kammer ist mit Leitblechen versehen zur Ausrichtung der Kondition!erungsluft radial in Richtung auf den Filz. In dem System tritt nur ein geringer Verlust an Lufttemperatur ein und der Druckabfall, bevor die erhitzte und unter Druck stehende Luft durch den Filz zur Entfernung des Wassers geführt wird, ist vernachlässigbar. Die heiße Luft vermindert die Wasserviskosität, wodurch die Entfernung des Wassers aus dem erleichtert wird.

Gemäß einer beborzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Stützrippen in der Form eines "Fischgrätenmusters" ausgebildet, d. h. in einem spitzen Winkel zur Maschinenlaufrichtung um den Filz seitlich zu strecken, -väirend er konditioniert wird. Gemäß der Erfindung besitzen die gekrümmten Stützrippen einen relativ kleinen Krümmungsradius und sind dementsprechend in der Lage, den Vorteil de? Zentrifugalkraft zurünterstützung der Wasserentfernung auszunutzen, wobei anzumerken ist, daß die Zentrifugalkraft nur bei der Entfernung des Sättigungswassers aus dem Filz hilft und hiernach einen vernachlässigbaren Wert besitzt.

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Wenn die Filze"fortlaufend in Betrieb and, sammeln sich Verunreinigungen, die die Permeabilität oder Durchlässigkeit des Filzes vermindern, weshalb es erforderlich ist, das dem Filz zugeführte Volumen zu reduzieren, um zu vermeiden, daß der Luftdruck ansteigt, der den Filz von den

Stützrippen der Luft zufuhr kammer abheben würde. Gemäß der "~ "Erfindung wird das Volumen der Kondition!erungsluft, die "den Filz durchströmt, durch die Überwachung des Luftkammerdruckes und der Filzspannung eingestellt. -

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Figur 1 eine schematische Darstellung des Preßbereiches einer Papiermaschine mit dem installierten Konditionierungssystem gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine detaillierte Schemadarstellung des FiIz-Könditionierungssystems gemäß der Erfindung, das in dem Preßbereich einer Papiermaschine istaiiiert ist.

Figur 3 eine Vorderansicht einer Filz-Konditionierungs-Luftkammer gemäß der Erfindung,

Figur 4· einen Schnitt durch die Luftkammer entlang der Schnittlinie 4—4 der Figur 3,

Figur 5 eine Teildraufsicht auf den mittleren Bereich der Luftkammer unter Darstellung der Filzstützrippen,

Figur 6 eine schematische Darstellung zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Spannung in dem Maschinenfilz und eines im wesentlichen konstanten Luftdruckes^ in der Kondition! er luft kammer,

Figur 7 eine perspektivische Teildarstellung einer anderen Ausführungsform der Luftkammer gemäß der Erfindung,

Figur 8 einen Querschnitt durch die Luftkammer gemäß Figur 7»

Figur 9 <3.ie Seitenansicht einer modifizierten Luftkammer gemaß der Erfindung, und

Figur 10 einen Schnitt entlang aer Schnittlinie 10-10 der Einrichtung gemäß Figur 9·

Ih den Zeichnungen und hier im besonderen in Figur 1 ist der Preßbereich 10 einer Papiermaschine dargestellt mit einer nicht unterstützten Papierbahn W, diedSn Zwischenraum zwischen rlen zusammenwirkenden Anpreßwalzen 14 und 16 zusammen mit den endlosen Filzen 18 und 20 durchläuft, welche Wasser und Rückstände von Fasern, Ton usw. von der Papierbahn entfernen. Jeder Filz wird von einer Anzahl von Filzwalzen 22 und Führungswalzen 24 getragen und durchläuft eine FiIζkonditionierStation 26 mit dem Filzkonditionier-System 28 gemäß der E-findung. Ein Sammelsetzkasten 30 sammelt und drainiert

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das Wasser und die Verunreinigungen, die an jeder FiIz-Eönditionier-Station von dem_Filz entfernt werden. Hierzu ist anzumerken, daß nur ein Filz-Konditionier-System für jeden Preßfilz erforderlich ist. Die Filz-Kbnditionier-Stationen entsprechend der Darstellung in Figur 1 sind typisch, wobei sie jedoch an jedem zugänglichen Punkt des

~~~ Umlaufes angeordnet sein können. Eine Spritzanlage 29 zum Spülen des Filzes befindet sich oberhalb einer jeden FiIz-Kbnditionier-Station.

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Das in cfen Figuren 2 bis 5 dargestellte Filz-Kbnditionier-• System gemäß der Erfindung umfaßt eine Luftkammer 32 mit einem kastenförmigen Aufbau mit einem Deckel 34, einer Vorderwand 36, einer Rückwand 38 sowie Endabschlußwänden 40 und.

42, die in geeigneter Weise luftdicht miteinander verbunden sind. Ein Luftzufuhranschluß 44 befindet sich vorzugsweise innerhalb einer der Endwandungen, wie dies in den Figuren und 3 gezeigt ist. Luftleitbleche 46 sind innerhalb der Luftkammer zwischen der Vorderwand 36 und der Rückwand 38 angeordnet, um die Kbnditionierungsluft in radialer Richtung auf den Filz und durch diesen hindurchzulenken. Gewünschtenfalls kann eine Luftzufuhr in jeder der Endwandungen der Luftkammer vorgesehen sein, wobei in diesem Fall die Luftleitbleche mit jeder Luftzuführung zusammenarbeiten, um die Kbnditionierungsluft radial in Richtung auf den Filz abzzulenken.

Wie die Figuren 3 bis 5 zeigen, umfaßt die Filz-Könditionierkammer ein offenes Ende 48, das begrenzt wird durch eine

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Anzahl von Rippen 50, die sich entlang eines vorbestimmten Krümmungsradius von der Vorderwand 36 zur Rückwand 38 der Luftkammer erstrecken^- Bei den Rippen handelt es sich vorzugsweise um Stahlstäbe mit kreisförmigem Querschnitt, um einen minimalen Reibkontakt mit dem Pilz zu erzielen und _ den Bereich zu minimieren, in welchem der Pilz durch die Rippen abgedeckt wird, während des Pilz-Könditionier-Betriebes, Jede Rippe ist am vorderen Endbereich 52 und hinteren End-~ bereich 53 mit der vorderen und hinteren Wandung verbunden. Ein Metallschirm "54- deckt die vorderen und hinteren Anschlußteile der Rippen 50 ab, um eine Abnutzung des Pilzes zu verhindern. Im Abstand voneinander angeordnete Versteifungsschienen 5° halten den gewünschten Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Rippen aufrecht.

Um das Strecken des Pilzes während des Eönditionier-Betriebes zu unterstützen, sind" die Stützrippen von der Maschinenmitte in einem spitzen ^winkel zur Maschinenlaufrichtung weg orientiert. Wenn dementsprechend der Pilz sich über die geneigten Stützrippen in der durch die Pfeilrichtung in den ^ Figuren 4- und 5 angegebenen Richtung bewegt, wird der Pilz quer zur Maschinenlaufrichtung gestreckt, um die Zwischenräume in dem Pilz zu öffnen und eine wirkungsvollere Wasserentfernung durch die londitionierungsluft zu ermöglichen.

Um einen gleichmäßigen Luftstrom in allen Bereichen des Pilzes sicherzustellen, sind vorzugsweise die Stützrippen so ausgerichtet, daß der rückwärtige Haltebereich 53 einer jeden Rippe quer zur Laufrichtung der Maschine in bezug auf den vorwärtigen Halteteil 52 um einen Abstand versetzt ist,

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der etwa dem doppelten Durchmesser entspricht.

.Diese bevorzugte Beziehung ist am deutlichsten in Figur 5 dargestellt, in welcher der Pfeil A die Maschinenlaufrichtung angibt und der vordere Endbereich 52 der Rippe 50 um einen Abstand von 2 d quer zur Maschinenlaufrichtung von dem vorderen Ansehlußende 53 versetzt ist. Dieser Abstand und die Ausrichtung der Rippen ist wesentlich, um einen gleichförmigen Öffnungsbereich für den Filz quer zur Maschinenlaufrichtung zu erreichen. —-

Für die Filz-Eonditionierung vird ein Preßfilz, der mit Wasser und Verunreinigungen beladen ist, von der Papierbahn und der Filz-Sättigungs-Spritzanlage übernommen und über das offene Ende der Eönditionierkammer geführt. Wie beschrieben, laufen die Stützrippen in Richtung des Filztransportes auseinander und strecken den Filz quer zur Maschinenlaufrichtung, TObei die Filzzwischenräume geöffnet werden, so daß sie der Reinigungswirkung der Eonditionierluft ausgesetzt sind. Erhitzte Luft, die vorzugsweise aus dem Endtrocknerbereich der Maschine entnommen worden ist, wird komprimiert und durch den Lufteinlaß 44 in die Luftkammer 28 geführt, worauf sie radial nach außen durch el en Filz gelenkt wird zur Entfernung des Wassers und der Verunreinigungen, wie dies durch Pfeile ic den Figuren 3 und 4- angegeben ist.

Zur Erleichterung der Fabrikation können die Stützrippen, die das offene Ende der Luftkammer bilden," hergestellt werden, indem man eine Edelstahlplatte in dem gewünschten

Krümmungsradius biegt, wobei die Stützrippen gebildet werden durch das Einstanzen von Schlitzen in das gebogene Blech. Die auf diese Weise—gebildeten Rippen besitzen bearbeitete Seitenkanten, so daß jede Rippe eine gekrümmte Oberfläche besitzt, die in Eingriff mit. dem sich bewegenden Filz steht. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Rippen ebenfalls in einer diverdierenden Weise ausgerichtet, wobei der vorwärtige Anschlußteil· der Rippe den zweifachen Abstand seines effektiven Querschnittsdurchmessers von dem rückwärtigen Anschlußteil quer zur Maschinenlaufrichtung besitzt.

Es ist noch festzustellen, daß die Außenkanten der Luftkammer-Öffnung mit Dichtstreifen 58 und 60 versehen sind, die mit den Seitenkanten des Pilzes in Eingriff stehen, um zu verhindern, daß die Luft seitlich aus der Kammer austritt.

In den Figuren 7 und 8 ist eine modifizierte Ausfuhrungsform der Luftkammer 80 dargestellt mit den Seitenwänden 82 und 84, bei welcher der Querschnitt im wesentlichen eiförmig ausgebildet ist mit einem offenen Ende 86, das sich durch einen kleinen Krümmungsradius r auszeichnet und einem geschlossenen rückwärtigen Ende 88 mit einem großen Krümmungsradius R. Durch diesen Aufbau der Luftkammer paßt sich der Pilz F, während er sich über das offene Ende bewegt, dem kleinen Radius r an, so daß die Pilzspannung T bei einem vorgegebenen Druck bei einem minimalen Wert gehalten wird. Dementsprechend werden die vollen Vorteile der Erfindung erreicht, indem man den Pilz über einen Radius führt, der so klein wie möglich ist bei voller Luftströmung bei einem vorgegebenen Druck

durch den Filz ohne daß es erforderlich ist, die Filz-Spannung zu erhöhen. Um eine Luft dichtung vorzusehen, ist es zweckmäßig, den Pilzkontakt mit der Luftkammer eine kleine Strecke, d. h. etwa 5,08 cm vor dem Punkt a zu beginnen und den Kontakt in einer ähnlichen Weise nach dem Punkt b in den Figuren 7 und ^S zu beenden.

In der Praxis kann die eiförmige Luftkammer 80 ein offenes Ende 86 haben mit einem Krümmungsradius r zwischen 2,54 un<3 12,7 cm und vorzugsweise 7>62 und 8,80 cm mit einer

öffnung von 7₅&2 bis 30,48 und vorzugsweise 7,62 und 8,89 cm „. . gemessen entlang der Erümmung ec zwischen den Punkten a und b. Die Rückwand 88 der Luftkammer besitzt einen größeren Krümmungsradius R zwischen etwa 15*24- und 35?56 cm, so daß die Kammer ein hinreichendes Volumen aufweist, um das erforderliche Luftvolumen zur Reinigung des Filzes aufzunehmen. Der Luftstrom kann in die Kammer durch eine geeignete Endöffnung eintreten, wie dies bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 dargestellt ist. Die Außenfläche der Seitenwande sind aus Gründen der Stabilität gekrümmt. Das offene Ende der eiförmigen Luftkömmer ist mit einer Anzahl von Rippen 50 versehen, wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 5· Die Seitenwände 82 und 84 der Kammer erstrecken sich über die volle Breite der Maschine wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 3· Mit einer Luftkammer, die diese Dimensionsbereiche aufweist, und einem Luftdruck zwischen 0,211 und 0,703 kg/cm , vor-

p
zugsweise 0,211 und 0,492 kg/cm und einer Temperatur zwischen 4,44 und 48,89 ⁰C läßt sich ein Luftstrom durch

ο den Filz von 0,512 bis 1,892 1/sec. pro cm des offenen Endes

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ρ? er Luft kammer erzielen. Dieser Strömungsbereich, der Luft

ausreichend, um das Wasser aus Pilzen zu vertreiben, die eine DurchlässigkeÜLjaa._5OJ3„bis 3048 mm (Wassersäule) besitzen. Außerdem wird dieser Strömungsbereich und/die FiIzreinigung erzielt unabhängig von der- naschinengeschwindig- ^ keit, worin ein bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung zu sehen ist. ^N >·

In den Figuren 9 "und 10 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt mit einer eiförmigen Luftkammer 80 der Figuren 7 und 8, die versehen ist mit einer sich verjüngenden Luftzuführung 90, die die Luft durch eine öffnung 92 zuleitet, welche sich über die gesamte Länge des großen Endes der Luftkammer erstreckt.

Der maximale Druck der Kbnditionierungsluft ist eine Funktion der Filzspannung und des Krümmungsradius der Kbnd.it ioni er ζ one. Bei einem vorgegebenen Krümmungsradius ist es erforderlich, die Filzspannung bei einem bekannten Wert zu halten, so daß die Kbnditionierungsluft einen hinreichenden Druck für eine wirkungsvolle Reinigung des Filzes besitzt. Für einen problemlosen Betrieb ist die Spannung in dem Filz größer als das Produkt des Kammerluftdrucks in Pfund pro Linearzoll mal dem Krümmungsradius (in Zoll) des offenen Endes der Luftkammer.' Wenn ein neuer Filz eingesetzt wird, neigt dieser dazu, sich zu strecken oder zu kriechen, und es ist erforderlich, dieses Nachgeben auszugleichen und eine konstante Filzspannung aufrecht zu erhalten. Dementsprechend ist eine Emery-Lastzelle (Figur 6) oder ein Dehnungsmesser an dem Lager der Filzwalze

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vorgesehen, um eine .Änderung in der Filzspannung zu ermitteln. Die Zelle kooperiert mit einer bewegbaren StreckweLze 64-über" eine Betätigungsmembran 66, um die gewünschte PiIzspannung wiederherzustellen. Wie die Figur 6 zeigt, ermittelt die Zelle 62 die Filzspannung und führt ein Signal einer Differenzialschaltung 8 zu, die das Signal mit einem Bezugs-

~~ wert für die Filzspannung vergleicht. Wenn sich die Filzspannung unterhalb eines Sollwertes befindet, betätigt die Differenzialschaltung ein Luftventil 70, das Druckluft der Membran 66 zuführt, die die gleitend gehaltene Streckwalze ._ 64 verschiebt, um die Spannung des Filzes 20 wieder auf den - Sollwert zu führen. Ein Ablaßventil 62 erlaubt die Verminderung des Membrandrucks, falls es erforderlich ist, die Filz-Spannung bei einem Betriebsnotfall zu reduzieren.

Ein Druckfilz sammelt normalerweise eingebettete Verunreinigungen im Laufe seines Betriebslebens an, die nicht entfernt werden können, was zu einer Abnahme der Durchlässigkeit des Filzes gegenüber der Ebnditionierungsluft führt. Wenn dementsprechend ein Filz altert, nimmt der Druck für ein vorgegebenes Volumen von Ebnditionierungsluft durch den Filz zu und neigt dazu, den Filz von den Stützrippen abzuheben, so daß die Kbnditionierungsluft an den Kanten des Filzes entweicht, ohne daß sie durchgeht. Wenn dies der Fall ist,· wird es notwendig, Maßnahmen vorzusehen, um den gleichen Könditionierungs-Luftdruck aufrecht zu erhalten und das Volumen der Luft d.urch den Filz zu reduzieren, wenn er gealtert ist. Wie in Figur 6 dargestellt ist, ermittelt ein Drucktransduzer innerhalb des Filz-Kbiiditionierungs-Systems

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Veränderungen des Luftdruckes in der Luftzufuhrkammer. ^, Das jJrucktransduzer-Signal wird von aer Differenzialschaltung 68 mit einem Standardwert- für den Kammerluftdruck verglichen.

Wenn das Signal einen vorbestimmten Anstieg überschreitet, öffnet oder schließt die Differenzialschaltung ein jJämpfungsventil 26 in dem Luftkammer-Versorgungs-System 78, um aas Volumen der Eintrittsluft in die Kammer auf einem konstanten Druck zu halten. Auf diese Weise gibt es keinen Druckaufbau in,der Luftkammer, während der Filz seine Durchlässigkeit verliert. Es ist zu beanhten, daß die Durchlässigkeit von neuen Filzen sich verändert und das vorbeschriebene System kann auf die gewünschten Werte von PiIzspannung und Luftkammerdruck eingestellt werden.

Beim Betrieb wird d as Filz-Könditionier-System gemäß der Erfindung für jeden Filz eingesetzt, der im Preßbereich der Papiermaschine Verwendung findet. Jeder Filz, der den Preßwalzen-Zwischenraum verläßt, ist mit Wasser beladen, das von der Papierbahn absorbiert ist,und trägt Verunreinigungen, die von der Bahn.aufgenommen sind. Wenn der Filz sich der FiIz-Kbnditionierungs-Station nähert, wird er mittels einer Spritzanlage geflutet, um ihn für die Reinigung vorzubereiten. Der Filz läuft dann über die Luftreinigungsöffnung mit einem vorbestimmten Krümmungsradius, wobei die Rückseite des Filzes mit den divergierenden Rippen in Kontakt tritt, die den Filz strecken und öffnen für die Reinigungswirkung der Konditionierungsluft, die Wasser und Verunreinigungen entfernt. Der Luftdruck (Überdruck) in der Kammer kann im Bereich von 0,1 bis 0,52 kg/cm und vorzugsweise zwischen 0,24· und 0,28 kg/cm

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liegen. Luft unter Druck und einer erhöhten Temperatur strömt durch aie Luftkammer in radialer Richtung und durch den Filz, um diesen zu konditionieren. Die Wasser entfernung wird, unterstützt durch die Zentrifugalkraft, die in dem Pilz entwickelt wird, während dieser die Könditionierungs-Station mit einer hohen Geschwindigkeit durchläuft. Ein Filz-Kbnditionierungs-System mit einem Krümmungsradius von 10,Ί6 cm in der Konditionierzone stellt einen "beträchtlichen Betriebsfortschritt über herkömmliche Saugkammern mit einem Saug- schlitz von 2,54- cm Breite dar. Das Fdlz-Ebnditionier-System stellt einen zehnfachen Anstieg der Filzverweildauer inner-

. ' ' halb der Ebnditionierzone zur Verfugung, so daß ein wesentlich effektiveres Reinigen des Filzes ermöglicht wird.. Außerdem eliminiert das System die Notwendigkeit für eine teure Vakuum-Pumpe und etwa 378 500 Liter einer Wasserelichtung, die eine Vakuum-Pumpe in einem Saugkammer-System erfordert. Die Spannung innerhalb des Filzes wird auf einem konstanten Wert gehalten mit Hilfe einer Meßclose, die mit einer membranbetätigten Spannungswalze zusammenarbeitet, die ein Kriechen ausgleicht, das bei einem kontinuierlichen Einsatz des Filzes auftritt. Darüber hinaus ist bei einem allmählichen Verlust der Durchlässigkeit im Verlaufe des Alterns des Filzes ein Druck-Überwachungssystem vorgesehen, das einen Druckaufbau der Luft in der Eonditionierungs-Luftkammer ermittelt bei abnehmender FilzcJurchlässigkeit. Wenn dies eintritt, wird das in die Luftkammer eintretende Luftvolumen reduziert. Auf diese Weise wird ein maximaler Konditionierungs-Luftaruck bei einer konstanten Filzspannung erzielt.

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Aus rl er vorangehenden Beschreibung wird deutlich, daß durch ^-" die Erfindung ein neues und verbessertes System zur Verfügung gestellt wird zur-Zuführung von Konditionierungsluft durch einen Papiermaschinenfilz, um diesen Pilz zu reinigen, so daß er an dem Preßwalζen-Zwischenraum in einem trockenen Zustand ankommt.

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Claims (22)

1. Vorrichtung und Verfahren zur Konditionierung von Papiermaschinen-Filzen

   Pat ent anspräche

   rl J Vorrichtung zur Konditionierung von Papiermaschiner»- Filzen mit einer der Papierbahn zugewandten Seite sowie einer Rückseite, gekennzeichnet durch eine stationäre Luftkammer (32) mit aufrechten Vorder-, Rück- und Seitenwänden (36, 38, 40, 4-2), die sich im wesentlichen über die gesamte Breite des Filzes (18, 20) quer zur Maschinenlaufrichtung erstreckt, wobei die Luft-

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   kammer (32) ein offenes Ende (48) aufweist, das der Rück- ^. seite,des Pilzes (18, 20) gegenüberliegt, während sich ,. ■ ' - eine Anzahl von Rippen-(50) zwischen der Vorder- und Rückwand (36, 38) über die Öffnung der Kammer erstreckt, die an der Rückseite des zu konditionierenden Filzes (18, 20) ___ anliegen und einen vorbestimmten Krümmungsradius in bezug auf das offene Ende~X48) der Luftkammer (32) besitzen sowie einen Abstand voneinander quer zur Maschinenlaufrichtung aufweisen unter Bildung einer Mehrzahl von luft- ~ 10 durchlassen von der Vorderwand (36) bis zur Rückwand (38) der Luftkammer (32), die den gleichen Krümmungsradius wie die Rippen (50) besitzen, wobei das offene Ende (48) der Luftkammer (32) an die Rückseite des Filzes (18, 20) angeschlossen ist und die Führung einer Luftströmung unter minimaler Behinderung durch die Rippen (50) gestattet, während die Umfangskanten des offenen Endes J*

   mit Dichtelementen (58, 60) zur Verhinderung eines Luftaustrittes entlang der Filzoberfläche versehen sind, und eine Kbnditionierungsluftzufuhr mit einem Druck von etwa zwischen 0,1 und 0,52 kg/cm in de Kammer (32) und im wesentlichen in radialer Richtung auf den Filz (18,,20) vorgesehen ist, den sie in einer Menge von etwa 0,512

   bis 1,892 1/sec. pro cm der Kammeröffnung unter Entfernung von Schmutz und Wasser aus dem Filz durchströmt.

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2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (50) eine gekrümmte Oberfläche quer zur Maschinenlaufrichtung auf-

   ^ weisen für einei minimalen Oberflächeneingriff mit der

   30

   Kickseite des Filzes (18, 20).
3. 3· Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch. gekennzeichnet, daß die Rippen (50) in der Form eines "Fischgrat"-Masters in laufabwärtiger Richtung diverdierend angeordnet sind zur seitlichen Streckung ~~- und Porenöffnung des Filzes (18, 20) unter Unterstützung der Kbnditionierungswirkung der Luft bei der Entfernung von Schmutz und Wasser aus dem Filz (18, 20).

   ■
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Endbereich

   (52) einer jeden Rippe (50) zum rückwärtigen Endbereich

   (53) quer zur Maschinenlaufrichtung um einen Abstand versetzt ist, der dem doppelten Durchmesser der Rippe (50) entspricht.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit mindestens einem umlaufenden endlosen Filz, der in dem Preßwalzenabschnitt einer Papiermaschine angeorndet ist zur Absortion des Wassers an der Papierseite von der Papierbahn., während der Filz und die Papierbahn einen Preßwalzenzwischenraum durchlaufen, gekennzeichnet durch eine Luftkammer, die aus Luft dicht aneinander gefüllten Wandelementen besteht, einer Einrichtung zur Zuführung von Druckluft zu der Luftkammer, die ein offenes Ende besitzt, das sich im wesentlichen über die gesamte Filzbreite erstreckt und in einem Abstand von der Rückseitedes Filzes angeordnet ist, eine

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   Mehrzahl von Rippen, die sich über das offene Ende der - Luftkammer mit einem untereinander gleichen Krümmungsradius erstrecken -und-mittler Rückseite des Filzes in Eingriff stehen, wobei die Rippen so ausgerichtet sind, daß sie den Pilz unter öffnung—der Gewebezwischenräume zur Wasserentfernung durch die Konditionierungsluft

   spreizen und einen Abstand voneinander quer zur Maschinenrichtung besitzen unter Bildung einer Mehrzahl von Luftdurchlässen, die sich quer über das offene Ende der Luft-" 1° kammer erstrecken" und den gleichen Krümmungsradius wie die Rippen aufweisen, wobei das offene Ende der Luftkammer mit der Rückseite des Filzes in Verbindung steht und einen Luftstrom von der Kammer zu dem Filz mit einer minimalen Hinderung durch die Rippen führt, eine Einrichtung zur Zuführung von unter Druck stehender Konditionierungsluft zur Kammer, eine Einrichtung zur Ausrichtung der Konditionierungsluft in radialer Richtung durch die Luftkammer und d.urch den Filz zur Entfernung von Wasser und Schmutz hieraus unter Überführung des Filzes in einen trockenen Zustand sowie, eine Einrichtung zur Abdichtung des Umfanges des offenen Endes der Kammer gegenüber dem Filz zur Verhinderung eines Luftaustrittes aus der Luftkammer entlang der rückseitigen Oberfläche des Filzes.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführeinrichtung Konditionierungsluft mit einem maximalen Druckabfall von

   76,2 mm Wassersäule beim Eintreten und Durchströmen λ der Kammer zur Verfügung stellt.

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7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer Filzumlenkwalze (22) eine Kraftmeßdose (62) zugeordnet ist zur Überwachung der Filzspannung, wobei die Spannung über eine verschiebbare Streckwalze (64) einstellbar ist, und die Kraftmeßdose (62) in Steuerungsverbindung mit der verschiebbaren Streckwalze_(64) steht zur Aufrechterhaltung einer konstanten Filzspannung.
8. 8· Vorrichtung nach Anspruch 7? dadurch g._e kennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Reduzierung des Luftvolumens, das den Filz bei einem konstanten Druck durchströmt, vorgesehen ist, während die Filzdurchlässigkeit abnimmt.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkammer (80) einen eiförmigen Querschnitt besitzt, wobei der kleine Krümmungsradius das offene Ende (86) begrenzt, während der große Krümmungsradius das rückwärtige Abschlußende (88) bildet.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9j dadurch gekennzeichnet , daß der kleine Krümmungsradius am offenen Ende (86)der Luftkammer (80) eine Größe zwischen 5,08 cm unä 12,7 cm besitzt, während der große Krümmungsradius am rückwärtigen Ende (88) der Luftkammer (80) zwischen 15,24 und 35»56 cm liegt.

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11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch g e kennz ei chnet , daß der kleine Radius (r) am offenen Ende (86-)—der-Luft kammer (80) zwischen 7>62 und 8,89 cm liegt, während, der große Krümmungsradius am rückwärtigen Ende (88) jim.Bereich zwischen 15_?24 cm und 35>56 cm liegt.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Ende der Luftkammer (80) mit einer Längsöffnung (92) versehen ist, an welche sich eine sich verjüngende Zuführung (90) anschließt zur Zuführung der Kondition!erungsluft zu der Kammer (80).
13. 15· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsbreite des offenen Endes (86) der Luftkammer (80) 7,62 bis .8,89 cm beträgt gemessen entlang der Krümmung des Winkels &^ der Kammer (80) zwischen den Punkten a und b.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e ken nzeichnet , daß die Öffnungsbreite des offenen Endes (86) der Luft kammer (80) zwischen 7,62 und 30,4-8 liegt gemessen entlang dem Radius der Krümmung.
15. 15· Verfahren zum Konditionieren von Papiermaschinenfilzen, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Druck stehende Luft einer Luftkammer mit einem offenen Ende zuführt, die eine gerkümmte Oberfläche be-

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    sitzt mit einem Krümmungsradius von zwischen 5>O8 und 12,7 cm zur Führung des zu konditionierenen Filzes und daß man von der Luftkammer ein hinreichendes Luftvolumen von zwischen 4-,W- ° und 48,89 ⁰C und einem Druck zwischen 0,211 und 0,703 kg/cm bei einem Mengenfluß zwischen 0,512 und 1,892 Liter/sec. pro cm des Filzes, der über das-offene Ende geführt wird, ausleitet.
16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch g e -10 kennzeichnet, daß man die Spannung innerhalb des Filzes auf einem größeren Wet hält, als das Produkt des Luftdruckes innerhalb der Kammer über die lineare Längeneinheit χ dem Krümmungsradius des Offenen Endes.
17. 17· Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß man den Filz über einen Krümmungsradius führt, der durch das offene Ende der Luftkammer definiert ist, der Kammer

    ο Luft mit einem Druck im Bereich von 0,1 bis 0,52 kg/cm

    in einer Strömungsmenge von 0,512 bis 1,892 1/sec. pro

    2 .

    cm des offenen Endes zuführt, die Luft von der Kammer durch die Rückseite des Filzes mit diesem Mengenstrom zur Konditionierung des Filzes leitet und die umlaufenden Kanten des offenen Endes der Luftkammer gegenüber dem Filz abdichtet zur Verhinderung des Luftaustrittes entlang der Filzoberfläche.

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18. 18. Verfahren nach. Anspruch 17 > dadurch gekennzeichnet , daß die Lufttemperatur innerhalb der Luftkammer_zwischen 4,44 und 48,89 ⁰C liegt.
19. 19· Verfahren nach den Ansprüchen 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß man den Filz während seines~Öl5e~ftrittes über das offene Ende der ^x Luftkammer unterstützt zur gleichmäßigen Durchführung der unter Druck stehenden Luft durch alle Bereiche des Pilzes.
20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius zwischen 5»08 und 12,7 cm liegt.
21. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß man den Pilz mit einer Verweilzeit über das offene Ende der Luftkammer führt, die ausreicht, den Pilz wirkungsvoll auszublasen.
22. 22. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß man die Luft von-ider Rückseite zur Papierseite des Pilzes hindurchführt.-

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