DE4303315A1 - Paper-making roller scraper - acts together with moist air to reduce blade wear - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung endlos umlaufender Oberflächen beim Betreiben einer Papiermaschine, ferner eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens. Die Erfindung geht von dem im Europäischen Patent Nr. 03 64 114 genannten Verfahren zur Übergabe feuchter Faserstoffbahnen innerhalb der einzelnen Funktionseinheiten der Pressenpartie einer Papiermaschine und der im US-Patent Nr. 44 16 070 beschriebenen Vorrichtung zur Verbesserung des Ablösens von Faserstoffbahnen von der Mantelfläche rotierender zylindrischer Körper einer Trockenpartie einer Papiermaschine aus.

Es ist bekannt, daß zur Oberflächenreinhaltung an glatten Walzen, zur Beseitigung von Belägen und zur Verhinderung des Einwickelns der Walzen bei Abriß der Faserstoffbahn in den Bereichen Pressenpartie, Trockenpartie sowie Schluß­ gruppe von Papiermaschinen Schaber erforderlich sind. Die Schaber sind vorzugsweise als Blasluftschaber ausgeführt, die durch die zusätzliche Zufuhr von Luft zur Verbesserung der Ablösung der Faserstoffbahn von einer Walze bei Übergabe auf eine andere Walze beitragen. Der Einsatz von Luft führt jedoch zur Abtrocknung der Walzenoberfläche und damit zu einer Erhöhung des Reibungskoeffizienten der Reibpaarung Mantelfläche/Schaberklinge, die sich in einem erhöhten Schaberklingenverschleiß beim Angriff der Schaberklinge an der Mantelfläche der Walze wiederspiegelt. In Analogie dazu tritt dieses Problem auch bei der Reinigung eines umlaufenden undurchlässigen Bandes auf, wie es beispielsweise aus DE 41 02 356 bekannt ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung von umlaufenden Oberflächen der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß der Schaberklingenverschleiß reduziert wird.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist laut den Ansprüchen 1 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Schabers eine Einrichtung zum Aufbringen von feuchter Luft auf die Oberfläche im von der Faserstoffbahn freien Teil mit dem Ziel angeordnet wird, eine Befeuchtung derselben zu erreichen. Die Befeuchtung bewirkt neben einer Intensivierung des Reinigungseffektes eine Verringerung der Reibungszahl der Reibpaarung umlaufende Oberfläche/Schaberklinge, was sich in einer Verringerung des Schaberklingenverschleißes niederschlägt. Zur Realisierung dessen wird man die Einrichtung so im Bereich des Schabers anordnen, daß hauptsächlich feuchte Luft vor der Schaberklingenangriffslinie an der Oberfläche in deren Umlaufrichtung aufgebracht wird.

Als umlaufende Oberflächen kommen dabei im wesentlichen die Mantelfläche eines rotierenden zylindrischen Körpers oder die Oberfläche eines umlaufenden Bandes in Betracht.

Feuchte Luft ist ein Gasgemisch aus trockener Luft und Wasserdampf und kann im Grenzfall nur aus Wasserdampf bestehen. Der Wasserdampf kann dann als trocken gesättigter Dampf, Naßdampf oder Heißdampf vorliegen. Die Wahl der Größe der einzelnen Anteile trockener Luft zu Wasserdampf und der Zustandsgrößen dieses Gasgemisches bzw. des Dampfes hängen vom konkreten Einsatzfall ab. Vorteilhaft ist, daß durch die geeignete Wahl der Zustandsgrößen, insbesondere der Temperatur, günstige Nebeneffekte erreicht werden können, beispielsweise eine zusätzliche Erwärmung oder Abkühlung einer Oberfläche.

Das Grundprinzip der Erfindung soll nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 Darstellung des Grundprinzips am Beispiel einer Pressenpartie,

Fig. 2 eine beidseitig mit Dampf umströmte Schaberklinge,

Fig. 3.a und 3.b Möglichkeiten der Luftzufuhr an Schaberklingen von Blasschabern, die mit einer zusätzlichen Blasdüse ausgerüstet sind,

Fig. 4 Schaber mit Spritzrohr,

Fig. 5 Breitenverstellbare Schaber,

Fig. 6 Randschaber,

Fig. 7a Anordnung von Schabern hintereinander zum Aufbringen von Dampf auf eine Mantelfläche eines rotierenden zylindrischen Körpers und zur gleichzeitigen Abführung des dabei entstehenden Kondenswassers,

Fig. 7b Anordnung von Schabern hintereinander zum Aufbringen von Dampf auf eine Mantelfläche eines rotierenden zylindrischen Körpers und zur gleichzeitigen Abführung des dabei entstehenden Kondenswassers mit seitlicher Dampfeinströmung,

Fig. 8 Schaberanordnung für ein Glättwerk,

Fig. 9 Abschaben von Luftgrenzschichten an rotierenden zylindrischen Körpern.

Das Grundprinzip des Verfahrens ist in Fig. 1 wiedergegeben. Fig. 1 stellt einen Teil einer Pressenpartie dar, der aus einer Walze 1, einer glatten Walze 2, vorzugsweise einer Steinwalze, einer weiteren Walze 3 und einer Ansaugwalze 4 besteht, wobei die Walze 1 mit der glatten Walze 2 einen Preßnip 5 und die Walze 2 mit der Walze 3 einen Preßnip 6 bilden. Die Walze 1 wird auf einem Teil ihres Umfanges von einem Filz 7 und einer Faserstoffbahn 8 umschlungen. Die Faserstoffbahn wird nach Ablauf des Entwässerungsvorganges im Preßnip 5 vom Filz 7 getrennt und entlang der Steinwalze 2 zum Preßnip 6 geführt. Nach Beendigung des Entwässerungsvorganges im Preßnip 6 wird die Faserstoffbahn 8 weiter entlang der Oberfläche der Steinwalze 2 geführt, um dann in einem offenen Zug an eine Saugwalze 4 weitergeleitet zu werden. Ein Schaber 9, der mit einer Einrichtung 10 zum Aufbringen der feuchten Luft eine Einheit bildet, wird als Blasschaber 11 bezeichnet. Der Blasschaber 11 liegt in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Bahngleitfläche 12 parallel zur Laufrichtung der Faserstoffbahn 8. Über den Blasschaber wird zwischen Ablauflinie der Faserstoffbahn und der Angriffslinie der Schaberklinge 13 an der Steinwalze 2 feuchte Luft 14 an die Mantelfläche der Steinwalze 15a herangeführt. Die Zuluftmenge ist dabei so geregelt, daß die mit der Faserstoffbahn abgeführte Luftmenge gerade durch den Blasschaber wieder herangeführt wird.

Da die Steinwalze 2 aufgrund des Feuchtigkeitsentzuges aus der Faserstoffbahn bereits über eine befeuchtete Oberfläche verfügt, wird man die Zustandsgrößen und anteilmäßige Zusammensetzung der feuchten Luft vorzugsweise so wählen, daß ein Abdampfen dieser Feuchtigkeit von der Walzenoberfläche vermieden und evt. zusätzlich Feuchtigkeit aufgetragen oder durch Kondensation aufgebracht wird. Es besteht dabei die Möglichkeit mit Wasserdampf gesättigte feuchte Luft der Mantelfläche zuzuführen mit einer Temperatur, die gleich der Walzenoberflächentemperatur ist, d. h. es erfolgt kein Wärmeübergang zwischen feuchter Luft und Walzenoberfläche bzw. der feuchten Grenzschicht an der Walzenoberfläche und damit kein Abdampfen bzw. Verdunsten der Feuchtigkeit. Oder es wird feuchte gesättigte Luft mit einer Temperatur genutzt, die geringfügig über der Walzenoberflächentemperatur liegt, wodurch aufgrund des Wärmeentzuges durch Wärmeübergang zwischen der feuchten Luft und der Oberfläche Kondensation hervorgerufen wird. Bei geringfügig höherer Temperatur der gesättigten feuchten Luft gegenüber der Walzenoberflächentemperatur bewirkt der Entzug der Wärmemenge eine Temperaturverringerung der feuchten Luft bei gleichbleibendem Wasserdampfgehalt bis zum Sättigungszustand. Der weitere Wärmemengenentzug bedingt dann die Kondensation einer Dampfmenge.

Als Blasluft findet vorzugsweise Haubenabluft oder Vakuumgebläseluft Verwendung. Weitere, in der Figur nicht dargestellte Blasdüsen führen die Faserstoffbahn 8 vom Blasschaber 11 weg zu einer Übergabestelle 4 an ein Trockensieb bzw. an die Trockenpartie.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Blasschabers 11, der mit seiner Schaberklinge 13 an die Mantelfläche eines rotierenden zylindrischen Körpers 15b im von der Faserstoffbahn freien Bereich angreift und bei dem die Schaberklinge 13 beidseitig von feuchter Luft 14 mit den gleichen Eigenschaften, charakterisiert durch gleiche Zustandsgrößen, insbesondere die Temperatur, umströmt wird, um eine temperaturbedingte Durchbiegung der Schaberklinge zu vermeiden.

Die Fig. 3.a und 3.b verdeutlichen schematisch die Möglichkeiten der Luftzufuhr an einem Blasschaber 11, der zusätzlich mit Blasdüsen, welche hier nicht im einzelnen dargestellt sind, ausgestattet ist.

In Fig. 3.a weist der Blasschaber gegenüber der Blasdüse eine getrennte Luftzufuhr auf. Der Blasschaber 11 wird dabei zur Befeuchtung der Mantelfläche eines rotierenden zylindrischen Körpers 2 vorzugsweise mit Luft eines hohen Feuchtigkeitsgehaltes (Luft 1) arbeiten, während die Blasdüse, die zur Führung der Faserstoffbahn vom Blasschaber weg zu einer Übergabestelle dient, vorzugsweise Luft eines geringeren Feuchtigkeitsgehaltes (Luft 2) nutzen wird. Die Luft 1 ist gegenüber der Luft 2 durch andere Eigenschaften und Zustandsgrößen charakterisiert. Die Luft 1 wird über den Kammerquerschnitt 16 des Blasschabers einer umlaufenden Oberfläche und die Luft 2 über den Kammerquerschnitt 17 den Blasdüsen zugeführt. Blasschaber und Blasdüse verfügen über getrennte Zuführeinrichtungen und Luftquellen.

Fig. 3.b gibt die Luftzufuhr bei einem Blasschaber mit zusätzlicher Blasdüse wieder. Blasschaber und Blasdüse verfügen über eine gemeinsame Luftzufuhr, d. h., daß die durch den Blasschaber an die Manteloberfläche eines zylindrischen Körpers geführte Luft durch die gleichen Eigenschaften und Zustandsgrößen charakterisiert ist wie die zum Transport der Papierbahn durch die Blasdüsen ausgeströmte Luft. Luftquelle und Zuführeinrichtung sind für Blasschaber und Blasdüse gleich. Die zugeführte Luft wird über den gleichen Kammerquerschnitt 18 zu Blasdüsen bzw. an Manteloberfläche geleitet.

Zur Intensivierung der Reinigung kann ein Blasschaber 11 wie in Fig. 4 dargestellt zusätzlich mit einem oder mehreren Spritzrohren 19 ausgestattet sein. Die Spritzrohre dienen im wesentlichen dem Aufbringen von Wasser und Reinigungsmitteln auf die Mantelfläche eines rotierenden zylindrischen Körpers 15b, um den Schmutz besser ablösen zu können.

Fig. 5 verdeutlicht, daß ein Schaber, hier als Blasschaber 11 ausgeführt, über eine einstellbare Breite verfügen kann, wodurch z. B. über eine bestimmte Breite der Mantelfläche eines rotierenden zylindrischen Körpers 15b Feuchtigkeit aufgebracht und zusätzlich Wärme übertragen werden kann. Der Blasschaber 11 kann dabei beispielsweise aus mehreren Teilschabern 11a und 11b bestehen, die eine gemeinsame Schaberklingenangriffslinie bilden und zwecks Veränderung der wirksamen Schaberlänge relativ zueinander verschiebbar sind.

Die Fig. 6-9 stellen Ausführungsbeispiele dar, die einen weiteren Aspekt der Erfindung verdeutlichen, bei dem zusätzlich zur Verbesserung der Reinigung und des Herabsetzens des Schaberklingenverschleißes durch Befeuchtung auch noch eine Änderung der Oberflächentemperatur erreicht werden kann.

Aus Fig. 6 wird ersichtlich, daß ein vorzugsweise als Blasschaber 11 ausgebildeter Schaber, der eine einstellbare Breite besitzt, auch als Randschaber einsetzbar ist. Der Randschaber wirkt dabei auf einem von der Faserstoffbahn 8 nicht umschlungenen Teil der Mantelfläche eines rotierenden zylindrischen Körpers 15b, dem Walzenende 20. Durch Verwendung von Dampf mit einer bestimmten Temperatur kann in einigen Einsatzfällen z. B. an einem Trockenzylinder einer Trockenpartie oder einer Glättwalze einer Schlußgruppe ein Kühleffekt der Walzenränder 20 hervorgerufen werden, um ein Austrocknen der Papierbahn in diesen Bereichen zu verhindern sowie eine in ihren Abmaßen, besonders in der Dicke, gleichmäßige Papierbahn zu erzielen.

Um gleichzeitig zu befeuchten und zu kühlen, ist es erforderlich, Naßdampf mit geringerer Temperatur als die Temperatur der Walzenoberfläche zu verwenden, der nach erfolgter Wärmemengenaufnahme infolge des Wärmeüberganges vom Walzenrand zum Dampf immer noch als Naßdampf vorliegt, d. h., daß nur ein Teil der im Naßdampf enthaltenen Flüssigkeitsteilchen verdampft sind. Die Temperatur des Dampfes wird so gewählt, daß die Walzenränder 20 soweit abgekühlt werden, bis über die gesamte Walzenbreite wieder eine gleichmäßige Temperaturverteilung vorherrscht.

Fig. 7a verdeutlicht eine Anordnung aus zwei Schabern, wie sie vorzugsweise in der Trockenpartie einer Papiermaschine eingesetzt werden kann, um die Mantelfläche eines Trockenzylinders zu befeuchten und gleichzeitig zu erwärmen. Zwei Schaber, ein Blasschaber 11 und ein Schaber 9, sind hintereinander angeordnet. Der Blasschaber 11, dessen Schaberklinge beidseitig von Dampf umströmt ist, führt Dampf 14 an die Mantelfläche eines Trockenzylinders 15c. Der Dampf ist durch eine wesentlich höhere Temperatur als die Oberfläche gekennzeichnet. Er kann als Heißdampf, trocken gesättigter Dampf oder Naßdampf vorliegen. Vor der Schaberklingenangriffslinie in Umlaufrichtung der Oberfläche wird aufgrund der Wärmeübertragung dem Dampf Wärme entzogen, so daß eine bestimmte Dampfmenge kondensiert. Bei Verwendung von Heißdampf kühlt sich der Dampf durch Wärmeentzug soweit ab, bis er den gesättigten Zustand erreicht hat. Erst der weitere Wärmeentzug führt zur Kondensation; es liegt Naßdampf vor. Das anfallende Kondensat befeuchtet die Oberfläche.

Analog dazu läuft der Vorgang hinter der Schaberklingenangriffslinie ab, denn die Schaberklinge wird beidseitig von Dampf umströmt. Der zweite Schaber 9 führt gleichzeitig das anfallende kondensierte Wasser 21 ab. Somit wird in diesem Bereich nur die im Dampf enthaltene Wärme zur Erwärmung der Oberfläche des Trockenzylinders genutzt.

Zusätzlich können zum Aufnehmen des Kondenswassers Rinnen oder Absaugeinrichtungen vorgesehen werden. Verbindungsbleche 22 zwischen den Schabern dienen zur Verhinderung des seitlichen Abströmens des Dampfes.

In Fig. 7b stellt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels in 7a dar. Ein als Blasluftschaber ausgeführter Schaber 11 dient zur Befeuchtung der Oberfläche des Trockenzylinders 15c vor der Schaberklingenangriffslinie an der Oberfläche.

Ein zweiter Schaber 9 ist in Laufrichtung der Oberfläche hinter dem Blasschaber 11 angeordnet. Zwischen beiden Schabern strömt mittels einer hier nicht dargestellten Einrichtung Dampf 14 seitlich vom Walzenrand her ein. Die im Dampf enthaltene Wärmemenge wird, analog wie in Fig. 7a bereits im Einzelnen beschrieben, zur Erwärmung der Trockenzylinderoberfläche genutzt. Das anfallende Kondensat wird mittels Schaber 9 abgeführt.

Eine weitere, hier nicht dargestellte Möglichkeit besteht darin, die Einrichtung zum Aufbringen von Dampf in der Maschinenmitte anzuordnen, d. h. der Dampf wird in Umlaufrichtung der Oberfläche hinter dem Schaber 11 etwa in der Mitte zwischen den Stuhlungsteilen auf die Oberfläche aufgebracht und breitet sich dann in Richtung der Walzenränder aus.

Fig. 8 verdeutlicht eine Anwendungsmöglichkeit eines Blasschabers zum Befeuchten von Oberflächen in einem Glättwerk einer Papiermaschine. Ein Blasschaber 11 dient hier hauptsächlich der Befeuchtung der Oberfläche der Glättwalze 23, um eine günstigere Beeinflussung der Faserstoffbahnoberfläche zu erreichen. Vorzugsweise wird Naßdampf mit einer höheren Temperatur als die der Walzenoberfläche verwendet. Zur zusätzlichen Erwärmung der Mantelfläche können neben Naßdampf auch Heißdampf oder trocken gesättigter Dampf eingesetzt werden. Die Zustandsgröße Temperatur ist dabei so zu wählen, daß aufgrund der dem Dampf entzogenen Wärmemenge infolge Wärmeüberganges immer Kondensat anfällt.

Rotierende Oberflächen sind z. T. von einer Luftgrenzschicht umgeben. Diese kann das Aufbringen von feuchter Luft auf die Oberfläche behindern bzw. das gewünschte Ergebnis beeinträchtigen. Fig. 9 zeigt einen rotierenden zylindrischen Körper, an dessen Oberfläche 15 ein Schaber derart angreift, daß die um eine rotierende Mantelfläche entstehende Luftgrenzschicht 24 abgeschabt wird. Gleichzeitig führt der als Blasluftschaber 11 ausgeführte Schaber Dampf an die Mantelfläche des rotierenden zylindrischen Körpers heran. Das Abschaben der Luftgrenzschicht bietet den Vorteil, daß der Dampf ungehindert und unmittelbar auf die Mantelfläche des rotierenden zylindrischen Körpers aufgebracht wird.

Um die Effekte Abkühlung/Erwärmung von Oberflächen ohne Berücksichtigung des Schaberklingenverschleißes zu verwirklichen, d. h. ohne zwingend eine Befeuchtung zu erreichen, ist nicht der Sättigungsgrad der feuchten Luft oder des Dampfes entscheidend, aufgrund dessen es bei Wärmeentzug zur Kondensation und bei Wärmezufuhr zum Verdampfen kommen kann, sondern einzig und allein die Temperaturunterschiede.

Die jeweilige Ausführung des Schabers und die charakteristischen Zustandsgrößen der feuchten Luft oder des Dampfes werden so gewählt, daß sie ihrer Aufgabe entsprechend den Erfordernissen in den einzelnen Bereichen der Papiermaschine (Pressenpartie, Trockenpartie, Schlußgruppe) voll gerecht werden.

Claims (13)

1. Verfahren zur Reinigung von umlaufenden und endlosen Oberflächen beim Betreiben einer Papiermaschine,
1.1 bei dem eine Faserstoffbahn (8) mit der umlaufenden Oberfläche (15a, 15b, 15c) in Berührung gebracht wird;
1.2 bei dem wenigstens ein Schaber (9) eingesetzt wird, der mit seiner Klinge (13) im von der Faserstoffbahn freien Bereich der umlaufenden Oberfläche angreift,
gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:
1.3 es wird im Bereich des Schabers auf die umlaufende Oberfläche im von der Faserstoffbahn freien Bereich feuchte Luft (14) aufgebracht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchte Luft (14) im wesentlichen über die gesamte Breite der umlaufenden Fläche (15a, 15b, 15c) aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchte Luft (14) vor der Angriffslinie der Schaberklinge in Umlaufrichtung der Oberfläche (15a, 15b, 15c) aufgebracht wird.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1,
4.1 mit einer umlaufenden und endlosen Oberfläche (15a, 15b, 15c);
4.2 mit wenigstens einem Schaber (9), dessen Klinge (13) im von der Faserstoffbahn freien Bereich der umlaufenden Oberfläche angreift;
gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:
4.3 im Bereich des Schabers ist eine Einrichtung vorgesehen, die feuchte Luft (14) auf die Oberfläche im von der Faserstoffbahn freien Bereich aufbringt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Oberfläche die Mantelfläche eines rotierenden zylindrischen Körpers (15a, 15b, 15c) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Oberfläche die Oberfläche eines umlaufenden Bandes ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich des Schabers (9) angeordnete Einrichtung die feuchte Luft (14) im wesentlichen über die gesamte Breite der Oberfläche aufbringt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich des Schabers (9) angeordnete Einrichtung feuchte Luft (14) zwischen der Schaberangriffslinie an der Oberfläche und der Ablauflinie der Faserstoffbahn auf die Oberfläche aufbringt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufbringen der feuchten Luft mit dem Traggestell des Schabers eine Einheit bildet (Blasschaber (11) ).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinge (13) des Blasschabers beidseitig von feuchter Luft (14) umströmt wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsbreite des Schabers (9) verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaber aus wenigstens zwei Teilschabern (11a, 11b) besteht, die eine gemeinsame Schaberklingenangriffslinie an die umlaufende Oberfläche bilden und relativ zueinander verschiebbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaber als Randschaber zum Beschaben von Walzenrändern einsetzbar ist.