DE69631683T2

DE69631683T2 - Presspartie für eine papiermaschine mit einer breit-nip-presse

Info

Publication number: DE69631683T2
Application number: DE1996631683
Authority: DE
Inventors: Jorma Laapotti
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2016-10-17
Also published as: EP0868567A1; FI955014A0; CN1080789C; JPH11500793A; CN1200155A; EP0868567B1; ATE260361T1; WO1997015718A1; KR19990064326A; BR9611330A; US5810974A; FI955014A; CA2235329A1; KR100289091B1; DE69631683D1; JP3326182B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pressenpartie bei einer Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Des weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Pressenpartie bei einer Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene geschlossene und kompakte Pressenpartien bekannt, bei denen verschiedene Pressenspalte vorhanden sind, die zwischen Presswalzen ausgebildet sind, wobei zwischen den Spalten die Bahn einen geschlossenen Zug hat. Von diesen Pressenpartien sollten die Pressenpartien erwähnt werden, die von der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter den Erzeugnisnamen „Sym-Press II"^TM und „Sym-Press O"^TM auf den Markt gebracht worden sind, wobei bei diesen Pressen drei aufeinanderfolgende Walzenspalte in Verbindung mit einer kompakten Kombination an Walzen vorhanden sind. Bei Bedarf können diese Pressenpartien mit einem vierten separaten Pressenspalt versehen werden.
Mit konstant zunehmenden Laufgeschwindigkeiten von Papiermaschinen ist die Pressenpartie zu einem Engpass bei der Erhöhung der Geschwindigkeiten geworden. Dies rührt hauptsächlich von dem Umstand her, dass die Verweilzeiten der Bahn, die zu pressen ist, bei kurzen Walzenspalten unzureichend kurz bleiben, und andererseits der Kompressionsdruck nicht unendlich erhöht werden kann, ohne dass die Struktur der Bahn zerstört wird. Bis zu einem konstant zunehmenden Maße sind sogenannte Langspaltpressen eingeführt worden, bei denen die Länge der Pressspaltzone (5...10) x der Länge einer Walzenspaltzone beträgt. In Bezug auf den Stand der Technik betreffend Pressenpartien, die verschiedene Langspalte und dergleichen verwenden, wird beispielsweise auf die folgenden US-Patente: 4 561 939 4 704 192; 4 915 790 und 5 120 399, auf die europäischen Patentanmeldungen 0 401 90 A3 und 0 608 533 A1 und auf die deutsche Patentanmeldung 43 21 405 A1 und auf das europäische Patent 0 337 973 verwiesen.
Langspalte sind ebenfalls bei geschlossenen und kompakten Pressenpartien in ähnlicher Weise wie bei den vorstehend erwähnten angewendet worden, wobei in dieser Hinsicht auf die Druckschrift Wochenblatt für Papierfabrikation 5, 1988; A. Meinecke und K. Steiner: „Zum Einsatz von Schuhpressen bei Schreib- und Druckpapieren", 16, Seite 178 verwiesen wird.
Des weiteren ist es aus dem Stand der Technik bekannt, verschiedene Heizvorrichtungen bei Pressenpartien, wie beispielsweise Dampfkästen, Infrarot- oder Induktionsheizeinrichtungen zu verwenden, wobei durch diese Einrichtungen die Temperatur der Papierbahn so erhöht wird, dass das Entwässern in den Walzenspalten verstärkt wird. Dieses verstärkte Entwässern rührt hauptsächlich, wie dies gut bekannt ist, von der verringerten Viskosität des in dem Fasernetz der Bahn vorhandenen Wassers und von der erhöhten Elastizität der Bahn her, die sich aus der erhöhten Temperatur ergibt.
In Bezug auf den Stand der Technik, der sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, wird außerdem auf die finnischen Patentanmeldungen 870 308 und 870 309 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen. In der finnischen Patentanmeldung 870 308 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen der Bahn von einer mit einer glatten Seite versehenen Pressenwalze an einem ungestützten Zug beschrieben, wobei bei diesem Verfahren die Temperatur der Pressenwalze reguliert wird und durch diese Regulierung das Anhaften zwischen der Walzenfläche und der abzutrennenden Papierbahn beeinflusst wird, und wobei dadurch der Abtrennwinkel und / oder die Abtrennspannung der Papierbahn innerhalb eines optimalen Bereiches eingestellt ist / sind. In der finnischen Patentanmeldung 870 309 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen die Bahn von einer glatten Walzenfläche als ein ungestützter Zug abgetrennt wird, und in dem Bereich des Abtrennpunktes die Bahn einem vorübergehenden und örtlichen Induktionserwärmungseffekt von der Außenseite der mit der glatten Seite versehenen Pressenwalze unterworfen wird, wobei mittels dieses Erwärmungseffektes das zwischen der Bahn und der Walzenfläche angeordnete Wasser örtlich in dem Bereich des Abtrennpunktes erwärmt wird, vorzugsweise verdampft wird, um so die Bahn von der Walzenfläche abzutrennen.
In diesem Zusammenhang wird des weiteren auf das finnische Patent 92 941 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen, in dem ein Verfahren beschrieben ist, bei dem eine Übertragungszone angewendet wird, über die ein Pressengewebe oder ein spezielles Übertragungsgewebe so tritt, dass ein geschlossener Zug der Bahn verwirklicht wird, und wobei die Übertragungszone und das Gewebe so eingerichtet sind, dass ein Übertragungsspalt oder eine Übertragungszone mit der Walzenfläche ausgebildet wird, und wobei bei diesem Verfahren an dem Übertragungspunkt die Höhe der Temperatur der Walzenfläche und / oder der Bahn eingestellt oder reguliert wird. Bei dem vorstehend definierten Verfahren in dem finnischen Patent 92 941 ist es neu, dass bei dem Verfahren die Übertragungszone einem Unterdruck unterworfen wird und dass bei dem Übertragungspunkt die Höhe der Temperatur der Walzenfläche und / oder der Bahn ausreichend hoch so eingestellt oder gesetzt wird, dass der Druck entsprechend der Temperatur des gesättigten Dampfes des in Verbindung mit der Bahn und der Walzenfläche vorhandenen Wassers im Wesentlichen gleich wie oder höher als der Druck ist, der dazu gebracht worden ist, dass er in der Übertragungszone vorhanden ist, wobei dieser Druck geringer als der Umgebungsdruck ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ebenfalls die Anwendung der Verfahren und die Bahnabtrenn- und Bahnübertragungsanordnungen, die in den finnischen Patentanmeldungen 870 308 und 870 309 und in dem finnischen Patent 92 941 beschrieben sind, in synergetischer Weise in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.
Außerdem sind aus dem Stand der Technik bei dem Entwässern einer Papierbahn die eigentlichen Heißpressvorrichtungen bekannt, bei denen ein sogenanntes Impulstrocknen angewendet wird. Bei diesem Modus zum Trocknen tritt die Bahn in Verbindung mit einer Fläche, üblicherweise eine Walzenfläche, deren Oberflächentemperatur in einer Größenordnung von 150...500°C ist. Es ist außerdem aus dem Stand der Technik bekannt, eine Kombination aus Impulstrocknen und Langspaltzone anzuwenden, wobei in Bezug darauf auf das internationale Patent WO 95/21 962 der Beloit Technologies Inc. (Veröffentlichungsdatum 17. August 1995) verwiesen wird. In dieser Veröffentlichung wird die Papierbahn gegen eine Walze, die auf ungefähr 150...500°C erwärmt worden ist, in einer Langspaltzone gepresst. Das Erwärmen der Walze wird insbesondere mittels Induktionserwärmen ausgeführt und der Zweck der Pressvorrichtung ist es, den Trockengehalt der Bahn um ungefähr 10...15 Prozenteinheiten zu erhöhen und einen Trockengehalt in einer Höhe von bis zu 65...75 zu erreichen.
Aus dem Stand der Technik sind außerdem Walzen bekannt, die in verschiedenen Weisen erwärmt werden und die für eine Verwendung bei Pressenpartien und Finishingvorrichtungen von Papiermaschinen gedacht sind, wie beispielsweise Kalander, wobei in Bezug auf diese beispielsweise auf die finnischen offengelegten Veröffentlichungen Nr. 87 485, 88 419, 89 087, 91 297, 92 733 und auf die finnischen Patentanmeldungen Nr. 924 754, 925 634 und 930 349 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen wird.
In der europäischen Patentanmeldung 0 549 553 A1 ist eine kompakte Pressenpartie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in 2 gezeigt. Eine Pressenpartie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8 ist andererseits in 1 gezeigt. In Verbindung mit der Presswalze in dem letzten Langspalt in 1 können Erwärmungsvorrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise Infrarotheizeinrichtungen. Diese Erwärmungsvorrichtungen ermöglichen ein Steuern der Temperaturhöhe und / oder des Quertemperaturprofils der Pressenwalze, um das Entwässern in dem Langspalt zu intensivieren und / oder das Abtrennen der Bahn von der Außenfläche der Pressenwalze nach dem Langspalt zu steuern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei dem vorstehend erwähnten Stand der Technik als Ausgangspunkt die Pressenpartien von Papiermaschinen, insbesondere von kompakten geschlossenen Pressenpartien, so weiter zu entwickeln, dass erhöhte Laufgeschwindigkeiten von Papiermaschinen aufgrund einer wesentlich verbesserten Entwässerungsleistung der Pressenpartie möglich sind. Es sollte in diesem Zusammenhang betont werden, dass die Pressenpartie gemäß der vorliegenden Erfindung nicht als eine eigentliche Heißpresse arbeiten soll und dass ein Impulstrocknen bei der Erfindung nicht angewendet wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Pressenpartie zu schaffen, bei der der Betrieb der Presse wesentlich verbessert werden kann, indem insbesondere kostengünstige Dampfenergie angewendet wird, um die Entwässerungsleistung zu erhöhen, und wobei bei der Erfindung die Anwendung von kostspieliger elektrischer Energie und somit ebenfalls von Induktionserwärmen vermieden werden soll, wobei das Induktionserwärmen hauptsächlich bei der Pressenpartie gemäß der Veröffentlichung WO 95/21 962 angewendet wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Pressenpartie zu schaffen, nach der der Trockengehalt der Bahn in Abhängigkeit von der Papiersorte, von ihrem Rohmaterial und von der Geschwindigkeit der Maschine in einer Größenordnung von 50...58% ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Pressenpartie zu schaffen, bei der das Querrichtungskompressionsdruckprofil der Bahn und aufgrund dessen das Querrichtungsprofil des Trockengehalts der Bahn sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Querrichtung reguliert werden kann.
Im Hinblick auf die Lösung der vorstehend dargelegten Aufgaben und jener, die aus dem weiteren Zusammenhang hervorgehen, ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung hauptsächlich durch die Merkmale in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gekennzeichnet.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Pressenpartie gemäß der vorliegenden Erfindung ist hauptsächlich durch die Merkmale in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 8 gekennzeichnet.
Bei der vorliegenden Erfindung werden mittels des Langspaltpressens und mittels einer erwärmten Pressenwalze, die in diesem Zusammenhang arbeitet, insbesondere mittels der mittleren Walze einer geschlossenen Pressenpartie zueinander synergetische Effekte erzielt. Diese Effekte sind auf den Umstand gegründet, dass bei einer erfindungsgemäßen Pressenpartie eine günstige thermische Leitfähigkeit zwischen der Papierbahn, die gepresst wird, und der erwärmten Walzenfläche erzielt wird und in einem derartigen Fall die feuchte Papierbahn dazu gebracht werden kann, eine große Menge an Energie zu binden. Somit kann die Temperatur der Papierbahn, die gepresst wird, ausreichend erhöht werden, und diese erhöhte Temperaturhöhe ist in dem Langspalt eine ausreichend lange Zeitspanne lang und über eine ausreichend lange Entfernung effektiv. In dieser Weise wird der Betrieb der Presse wesentlich intensiviert. Jedoch werden bei der vorliegenden Erfindung ein Heißpressen und ein eigentliches Impulstrocknen nicht angesprochen, da die erwärmte Walzenfläche vorzugsweise in der Regel auf eine Temperatur von weniger als 100°C, in der Regel auf eine Temperatur in dem Bereich von 60...95°C, erwärmt wird. In Ausnahmefällen ist es ebenfalls möglich, eine Walzenfläche anzuwenden, die auf eine Temperatur erwärmt worden ist, die geringfügig höher als 100°C erwärmt worden ist, insbesondere dann, wenn neben der Zirkulation eines Erwärmungsmediums in der heißen Walze andere Außenvorrichtungen zum Erwärmen der Bahn verwendet werden, wie beispielsweise ein Dampfkasten, Heißwasserstrahlen und / oder dergleichen.
Bei einer Presse gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise eine derartige erwärmte Mittenwalze verwendet, die mit einem Mantel mit axialen Bohrungen versehen ist, wobei in dem Mantel heißes Wasser, Öl oder Wasserdampf zirkuliert. In dieser Weise ist es möglich, relativ kostengünstige Dampfenergie beispielsweise mittels eines Wärmetauschers anzuwenden, und es ist nicht erforderlich, ein Induktionserwärmen anzuwenden und kostspielige elektrische Energie zu verbrauchen.
Bei der Erfindung kann die Oberflächentemperatur der Mittenwalze oder von einer entsprechenden mit einer glatten Seite versehenen Walze in einem separaten Spalt reguliert werden oder eingestellt werden, so dass ein Abtrennen der Papierbahn von der Mittenwalze erleichtert wird, beispielsweise wenn Verfahren und Anordnungen, die in den finnischen Patentanmeldungen 870 308 und 870 309 und in dem finnischen Patent 92 941 beschrieben sind, synergetisch angewendet werden.
Obgleich in der vorstehend dargelegten Erörterung und in der nachfolgenden Beschreibung von der Pressenpartie einer -Papiermaschine und einer Papierbahn gesprochen wird, sollte betont werden, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung ebenfalls Pressenpartien umfasst, die für ein Entwässern von Kartonbahnen gedacht sind, wobei für diese Pressenpartien die Erfindung gut geeignet ist.
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei die Erfindung in keiner Weise auf die Einzelheiten der Ausführungsbeispiele streng begrenzt ist.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht der vorliegenden Erfindung bei Anwendung bei einer Drei-Spalt-Pressenpartie der Art „Sym-Press II"^TM der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung.
2 zeigt eine schematische Darstellung von einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei einer Pressenpartie der Art „Twinver"^TM.
3 zeigt eine Abwandlung der Pressenpartie gemäß 2, wobei ein dritter separater Pressenspalt zusätzlich angewendet ist.
4 zeigt eine Pressenpartie der Art „S-Prress O"^TM der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung als eine Anwendungsumgebung der Erfindung.
5 zeigt eine Abwandlung der Pressenpartie von 1, bei der ein Langspalt als eine zusätzliche separate vierte Pressenzone angewendet ist.
6 zeigt eine derartige Pressenpartie hauptsächlich der Art „Sym-Press II"^TM oder der Art „Twinver"^TM, bei der ein zusätzlicher Langspalt als der erste Pressenspalt vorhanden ist.
7 zeigt ein spezielles Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem zwei aufeinanderfolgende separate Langspaltzonen angewendet sind.
7A zeigt eine derartige Abwandlung des hinteren Endes der Pressenpartie gemäß 7, wobei dem letzten Langspalt ein Vorwalzenspalt vorangeht, der den Bahnerwärmungseffekt verstärkt.
8 zeigt eine Mittelachsenschnittansicht einer heißen Walze mit variabler Bombierung, die bei der Erfindung angewendet werden kann.
8A zeigt eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie A-A von 8.
8B zeigt eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie B-B von 8.
8C zeigt eine horizontale Schnittansicht entlang der Linie C-C von 8.
9 zeigt eine Mittelachsenschnittansicht einer steifen heißen Walze mit nicht variabler Bombierung der röhrenartigen Art, die bei der Erfindung angewendet werden kann.
9A zeigt eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie A-A von 9.
9B zeigt eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie B-B von 9.
9C zeigt eine horizontale Schnittansicht entlang der Linie C-C von 9.
Die Pressenpartie gemäß der vorliegenden Erfindung, die in 1 gezeigt ist, hat eine Basisgeometrie einer Pressenpartie, die durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Markennamen „Sym-Press II" auf den Markt gebracht worden ist, bei der drei aufeinanderfolgende Entwässerungspressenspalte N₁, N₂ und NP₁ vorhanden sind. Anders als bei einer normalen Pressenpartie „Sym-Press II" ist der letzte Spalt NP₁ ausdrücklich ein Langspalt, dessen Langspaltzone eine Länge in einer Größenordnung von 100...300 mm in der Maschinenrichtung hat. Die Länge der Langspaltzone NP₁ in der Maschinenrichtung beträgt ungefähr (3...10) x der entsprechenden Länge der Walzenspalte N₁ und N2. Das gleiche Verhältnis gilt natürlich auch bei den Presszeiten in den einzelnen Spalten. Außerdem wird bei breiteren Maschinen (≈ ≥ 4,5 m) bei einer erfindungsgemäßen Pressenpartie als die mittlere Walze ausdrücklich eine spezielle heiße Walze 20 mit variabler Bombierung angewendet, wobei von deren Aufbau ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nachstehend detaillierter hauptsächlich unter Bezugnahme auf die 8, 8A, 8B und 8C beschrieben ist. Bei schmaleren Maschinen (Breite ≈ ≤ 4,5 m) ist es ebenfalls möglich, als eine heiße Walze eine Walze ohne variable Bombierung anzuwenden, wobei von dieser Walze ein Beispiel die heiße Walze 20A ist, die in den 9, 9A, 9B und 9C dargestellt ist und die nachstehend beschrieben ist.
Wie dies in 1 gezeigt ist, wird die Papierbahn W mittels der Saugzone 11a der Aufnahmewalze 11 von dem Formersieb 10 abgetrennt und tritt an der unteren Fläche des Aufnahmefilzes 12 in den ersten Walzenspalt N₁. Der erste Walzenspalt N₁ ist ein Spalt mit zwei Filzen und durch diesen Spalt läuft neben dem Aufnahmefilz 12 außerdem ein Wasser aufnehmender unterer Filz 15, der durch Führungswalzen 16 geführt wird. Die untere Walze in dem Pressspalt N₁ ist eine Pressenwalze 14, die mit einer -hohlen Seite versehen ist, beispielsweise eine mit Nuten versehene Fläche 14', und die obere Walze ist eine Presssaugwalze 13, die zwei aufeinanderfolgende Saugzonen 13a und 13b hat. In dem Spalt N₁ findet das Ablaufen von Wasser in zwei Richtungen in die Filze 12 und 15 durch beide Seiten der Bahn statt. Die Presssaugwalze 13 ist mit einem perforierten Mantel 13' versehen und an ihrer ersten Saugzone 13a werden der Aufnahmefilz 12 und die an seiner Außenfläche angeordnete Bahn W in den zweiten Walzenspalt N₂ gekrümmt, an dessen Presszone die zweite Saugzone 13b vorhanden ist, in der vorzugsweise ein höherer Unterdruck als in der Formerzone 13a angewendet wird. Der zweite Walzenspalt N₂ ist zwischen der Presssaugwalze 13 und einer speziellen erwärmten Mittenwalze 20 mit variabler Bombierung ausgebildet, die erfindungsgemäß angeordnet ist. In Verbindung mit der Saugzone 13a der Saugwalze 13 ist in der Nähe der Außenfläche der Bahn W ein Dampfkasten 34 vorhanden, wobei durch diese Einrichtung die Temperaturhöhe der Bahn vor dem zweiten Walzenspalt N₂ und bevor die Bahn in Verbindung mit der erwärmten Fläche 21' des Mantels 21 der heißen Walze 20 tritt, erhöht wird.
Nach dem Walzenspalt N₂ folgt die Bahn W der glatten Fläche 21' der mittleren Walze 20 in den dritten Pressenspalt, der erfindungsgemäß ausdrücklich ein Langspalt NP₁ ist. Durch die Langspaltzone NP₁ läuft ein Wasser aufnehmender Pressenfilz 32, der durch Führungswalzen 38 geführt wird. Die Langspaltzone NP₁ ist zusammen mit der erwärmten Mittenwalze 20 durch die Langspaltwalze 30 ausgebildet, die beispielsweise eine mit einem Schlauchmantel 31 versehene Langspaltwalze ist, bei der ein Pressschuh 33 an der Presszone NP₁ vorhanden ist, und es möglich ist, dass der Presseffekt des Pressschuhs in der Querrichtung profiliert werden kann. Für die Langspaltwalze 30 in dem Langspalt NP₁ gemäß 1 wird vorzugsweise eine Langspaltwalze der von der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Markennamen „Sym-Belt S"^TM auf den Markt gebrachten Art verwendet, wobei bei dieser Walze der Gleitriemenmantel 31 an fest gelagerten Endringen angebracht ist. In Bezug auf die Einzelheiten des Aufbaus und des Betriebs einer Walze „Sym-Belt S"^TM wird auf die folgenden Patente FI-70 952, EP-0 345 500 und EP-0 527 881 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen.
An der Langspaltzone NP₁ ist an der Innenseite des Mantels 21 der Mittenwalze 20 eine Reihe an Belastungsgleitschuhen 26 vorhanden, und das Querrichtungspressprofil der Spaltzone NP₁ kann gesteuert werden, indem die Belastungsdrücke der Schuhe reguliert werden. Außerdem ist es möglich, an dem Spalt N₂ eine zweite Reihe an Gleitschuhen 26a entsprechend der Reihe an Gleitschuhen 26 anzuwenden, wobei mittels der Gleitschuhe 26a es möglich ist, das Querrichtungskompressionsdruckprofil des Walzenspaltes N₂ zu regulieren, und wobei mittels der Gleitschuhe das Abflachen und die Abweichung des Mantels der Mittenwalze 20, die durch den Walzenspalt N₂ erzeugt werden, gesteuert werden können.
Zwischen den Spalten N₂ und NP₁ haftet die Papierbahn W an der glatten Fläche 21' der Mittenwalze 20 so an, dass die Bahn W eine freie Außenseite hat, wobei in Verbindung damit ein Dampfkasten oder eine Infrarot- und / oder Induktionserwärmungsvorrichtung 17 sitzt. Vorzugsweise wird ein Dampfkasten oder eine Infrarotheizeinrichtung 17 verwendet, dessen bzw. deren Erwärmungseffekt hauptsächlich an der freien Außenseite der Bahn W aufgebracht wird, wohingegen die Innenseite der Bahn W mittels des Erwärmungseffektes des Mantels 21 der heißen Walze 20 in einer nachstehend aufgeführten Weise erwärmt wird.
Nach der Langspaltzone NP₁ folgt die Bahn W der glatten Fläche 21' der Mittenwalze 21, von der die Bahn W vorzugsweise als ein kurzer freier Zug W_f abgetrennt wird und an einer Saugzone zu dem Trocknungssieb 40 der ersten Zylindergruppe in der Trockenpartie übertragen wird, die nach der Pressenpartie folgt, wobei das Trocknungssieb 40 um eine Führungswalze 41 oder eine Unterdruckwalze umläuft. Nach der Führungswalze oder Unterdruckwalze 41 sitzt an der freien Außenseite der Bahn W eine Infrarot-und / oder Dampfheizeinrichtung 43, wobei gegenüberstehend zu der Heizeinrichtung Blassaugkästen 42 arbeiten, die die Bahn W an der unteren Seite des Trocknungssiebes 40 halten und gleichzeitig das Durchdringen des Erwärmungseffektes 43 in die Bahn W verstärken. Danach tritt die Bahn W an dem Trocknungssieb 40 über den ersten Trocknungszylinder 44 oder über einen gleichwertigen Einführzylinder und weiter als ein geschlossener Zug durch die erste Siebgruppe in der Trockenpartie.
In 1 sind darüber hinaus an dem Langspalt NP₁ Kühlwasserstrahlvorrichtungen 37a und 37b für den Pressenfilz 32 gezeigt, und nach dem Langspalt NP₁ ist ein Wasserablauftrog 35 gezeigt, der in Verbindung mit dem Mantel 31 der Schlauchwalze 30 sitzt und wobei in Verbindung mit diesem Wasch- und / oder Kühlstrahlvorrichtungen 36 für den Langspaltwalzenmantel 31 vorhanden sind, wobei die Strahlvorrichtungen auf ein Sprühen von Wasser oder Luft gegründet sind. Die Außenfläche des Gleitriemenmantels 31 der Langspaltwalze 30 ist entweder glatt oder hohl, beispielsweise mit Nuten versehen. Mittels der Kühlstrahlvorrichtungen 36, 37a, 37b wird ein Risiko eines Beschädigens verhindert, das sich aus der erhöhten Temperatur des Mantels 21 der heißen Walze 20 ergibt, die von dem schnellen Anhalten der Pressenpartie herrührt. Darüber hinaus zeigt die 1 Schaber 18 an dem freien unteren Sektor der Mittenwalze 20 und in Verbindung mit den Klingen der Schaber sind Schmierstrahlvorrichtungen 19 vorhanden, die auf ein Sprühen von heißem Wasser oder Dampf gegründet sind, wodurch es möglich ist, zu einem Erhöhen der Temperaturhöhe T_S der Außenfläche 21' des Mantels 21 der Walze 20 beizutragen und ein Reinigen des Walzenspaltes zu intensivieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Mittenwalze 20 mit einer internen Erwärmung versehen, die beispielsweise mittels zirkulierendem erwärmtem Wasser oder Öl verwirklicht wird, das in die Bohrungen 22 in dem Mantel 21 der Mittenwalze tritt, was nachstehend unter Bezugnahme auf die 8...8C und 9...9C detaillierter beschrieben ist. Die Bahn W, die in dem ersten Walzenspalt N₁ gepresst worden ist und deren Trockengehalt in einer Größenordnung von k₁ ≈ 25...40% ist, erhält einen sehr guten Kontakt mit der glatten Außenfläche 21' des Mantels 21 der Mittenwalze 20 in dem scharfen Walzenspalt N₂. Dies ist der Grund, weshalb in dem Spalt N₂ und nach diesem in der Langspaltzone NP₁ eine besonders effiziente Wärmeübertragung von dem Mantel 21 der heißen Mittenwalze 20 zu der Bahn W verwirklicht wird. Zwischen den Spalten N₂ und NP₁ wird die Bahn W von der Seite ihrer Außenseite mittels eines Dampfkastens oder in Ausnahmefällen mittels einer Infraroterwärmungseinrichtung 17 erwärmt. Was eine Beschichtung an dem Mantel 21 der Mittenwalze 20 anbelangt, so wird beispielsweise eine geeignete keramische Beschichtung oder eine Wolfram-Karbid-Metalllegierung verwendet. Aufgrund einer effizienten Wärmeübertragung gibt es ein Risiko eines Aufbrechens bei der Beschichtung aufgrund eines Thermoschocks. Um dies zu vermeiden, wird vorzugsweise die Wärmeströmung von dem Inneren des Walzenmantels 21 zu der Außenfläche 21' so eingeschränkt, dass die Temperatur T_f des Erwärmungsmediums so gewählt wird, dass sie gerade bei T_f ≈ 110°C niedrig ist, und bei Bedarf tritt zusätzliche Wärmeenergie zu der Fläche des Mantels mittels der Heißwasser- / Dampfschmierstrahlen 19 der Schaber 18 und / oder mittels einer Erwärmungseinrichtung 17. In dieser Weise kann die Temperatur T_S der Außenfläche 21' des Mantels 21 der erwärmten Mittenwalze 20 ausreichend hoch gestaltet werden. In der Regel wird diese Temperatur T_S in dem Bereich von T_S ≈ 60...95°C, vorzugsweise T_S 70...85°C gewählt, wobei mit dieser Temperatur ein besonders effizientes Entwässern in dem Langspalt NP₁ verwirklicht wird. Bei einem Ausnahmefall kann die Temperaturhöhe T_S geringfügig über 100°C erhöht werden, insbesondere dann, wenn Hilfserwärmungsvorrichtungen in Verbindung mit der Walzenfläche verwendet werden, wie beispielsweise Wasserstrahlen 19 und / oder ein Dampfkasten 17, wie dies gut bekannt ist, wird mittels einer erhöhten Temperaturhöhe die Viskosität des in dem Fasernetz in der Bahn vorhandenen Wassers verringert und die elastischen Eigenschaften des Fasernetzes werden so geändert, dass das Entwässern intensiviert wird. Da dieser Effekt ausdrücklich in dem Langspalt NP₁ erzeugt wird, ist eine angemessene Wirkzeit im Hinblick auf das Intensivieren des Entwässerns vorhanden. Die relativ feuchte Bahn, die in Verbindung mit der Außenfläche 21' der heißen Walze 20 angeordnet ist, kann dazu gebracht werden, dass sie eine große Menge an Energie bindet, und die Übertragung der Energie zu der Bahn W wird durch einen günstigen Wärmeübertragungskontakt und durch eine ausreichend große Wärmeübertragungsfläche zwischen der Bahn W und der Walzenfläche 21' verstärkt.
Bei einer in 1 gezeigten Pressenpartie sind die linearen Belastungen in dem Walzenspalt N₁ und N₂ in der Regel in einem Bereich von N₁ ≈ 50...100 kN/m und N₂ ≈ 50...120 kN/m gewählt. In dem Langspalt NP₁ kann die Druckverteilung in der Maschinenrichtung und in der Querrichtung in einer an sich bekannten Weise reguliert werden. Die durchschnittliche lineare Belastung in dem Langspalt NP₁ wird in der Regel in einem Bereich von NP₁ ≈ 300...1200 kN/m gewählt.
Wenn bei einer in 1 gezeigten Pressenpartie der Trockengehalt k₁ der Bahn vor dem Spalt N₂ typischerweise k₁ 25...40% beträgt, beträgt der Trockengehalt k₂ nach dem Langspalt typischerweise k₂ ≈ 50...58%. Der Trockengehalt k₀ der Bahn W vor dem ersten Spalt N₁; NP₁₀; NP₁₂ in der Pressenpartie beträgt typischerweise k₀ ≈ 13...23%.
Das sich aus der vorliegenden Erfindung ergebende verstärkte Entwässern kann als eine höhere Geschwindigkeit der Papiermaschine und / oder als ein erhöhter Anteil des Entwässerns, das durch Pressen stattfindet, in Bezug auf das Entwässern durch Verdampfen, das vom Gesichtspunkt der Energieökonomie günstig ist, verwirklich werden. Die Wärmekapazität P_H, die zu der Papierbahn W durch und in Verbindung mit der erwärmten Mittenwalze 20 tritt, wird in der Regel pro Meter an Breite der Maschine in den Bereich P_H 100...300 kW/m gewählt, so dass bei einer Maschine mit einer Breite von 10 Metern die Gesamtwärmekapazität P_HT, die betroffen ist, Pk_T ≈ 1...3 MW ist.
2 zeigt eine Pressenpartie der Art „Twinver" als eine Anwendungsumgebung der Erfindung, wobei diese Pressenpartie sich von der in 1 gezeigten Pressenpartie in der Hinsicht unterscheidet, dass kein erster Walzenspalt in Verbindung mit dem Aufnahmefilz 12 und der Saugwalze 13A vorhanden ist, sondern der erste Spalt N₁₀ bei der Pressenpartie zwischen der Presssaugwalze 13A und der erwärmten Mittenwalze 20 ausgebildet ist, die erfindungsgemäß angeordnet ist. Die zweite Presszone in 2 ist eine Langspaltpresse NP₁ in der in 1 dargestellten Weise. Zusätzlich zu 1 zeigt 2 die Führungs- und Spannwalzen 12a und die Konditioniervorrichtungen 12b des Aufnahmefilzes 12 und auch die Führungs-, Ausricht- und Spannwalzen 32a und die Konditioniervorrichtungen 32b des Wasser aufnehmenden Pressenfilzes 32 des Langspaltes NP₁. Des weiteren zeigt 2 zwei Kontakttrocknungszylinder 44 in der ersten Trocknergruppe und eine Umkehrsaugwalze 45, die mit einem mit einer hohlen Seite versehenen Mantel 45' versehen ist, der einem Unterdruck unterworfen wird. Da im Vergleich zu 1 die in 2 gezeigte Pressenpartie den ersten mit zwei Filzen versehenen Walzenspalt N₁ nicht hat, ist die in 2 gezeigte Pressenpartie für niedrigere Maschinengeschwindigkeiten und / oder für dünnere Papiersorten als die in 1 gezeigte Pressenpartie geeignet.
3 zeigt eine derartige Abwandlung der in 2 gezeigten Pressenpartie, bei der neben dem Walzenspalt N₁₀ und dem -Langspalt NP₁ ein separater Walzenspalt N₂₀ vorhanden ist. Die Papierbahn W wird von der glatten Fläche 21' der erwärmten Mittenwalze 20 als ein kurzer freier Zug W_f1 mittels der Übertragungswalze 51A abgetrennt und tritt mit der Hilfe der Saugzone 51a der Übertragungssaugwalze 51 zu dem unteren Filz 50, an dessen oberer Fläche die Bahn W in den zweiten Walzenspalt N₂₀ tritt. Dieser Spalt N₂₀ ist zwischen einer mit einer glatten Seite 55' versehenen oberen Walze 55 mit großem Durchmesser und einer mit einer hohlen Seite 56' versehenen unteren Pressenwalze 56 ausgebildet. Der untere Filz 50 wird durch Spann-, Ausricht- und Führungswalzen 53 geführt und durch die Vorrichtungen 54 konditioniert. Vor dem Walzenspalt N₂₀ ist ein Saugkasten 52 vorhanden und nach dem Walzenspalt N₂₀ folgt die Bahn W der glatten Fläche 55' der oberen Walze 55, von der sie mittels der Übertragungswalze 46 als ein kurzer freier Zug W_f2 abgetrennt wird und zu dem Trocknungssieb 40 übertragen wird. In Verbindung mit der mit der glatten Fläche 55' versehenen oberen Walze 55 des Spaltes N₂₀ ist ein Reinigungsschaber 57 und ein Fertigungsabfallförderer 58 vorhanden. In restlicher Hinsicht ist der Aufbau und der Betrieb der in 3 gezeigten Pressenpartie ähnlich wie bei der Beschreibung in Bezug auf 1 und 2.
4 zeigt eine Pressenpartie der Art „Sym-Press O" als eine Anwendungsumgebung der Erfindung, wobei diese Pressenpartie sich von der in 1 gezeigten Pressenpartie in der Hinsicht unterscheidet, dass in 4 die als eine obere Walze des mit zwei Filzen 12, 15 versehenen Walzenspaltes N₁ angeordnete Presssaugwalze 13B keinen Pressenspalt mit der erwärmten Mittenwalze 20 ausbildet, jedoch nach der Saugzone 13a der Presssaugwalze 13B die Bahn W und der Aufnahmefilz 12 einen annähernd vertikalen freien Zug zu der erwärmten Mittenwalze 20 haben, wobei in Verbindung mit dieser der zweite Walzenspalt N₂ vorhanden ist. Dieser Spalt N₂ ist durch eine mit einer hohlen Fläche 60' versehenen Pressenwalze 60 ausgebildet. In restlicher Hinsicht sind der Aufbau und der Betrieb der in 4 gezeigten Pressenpartie ähnlich wie bei der in 1 gezeigten Darstellung.
5 zeigt eine derartige Pressenpartie der Art „Sym-Press II", die für Hochgeschwindigkeitspapiermaschinen und / oder für dickere Papiersorten speziell gedacht ist, da sie mit einem separaten vierten Spalt versehen ist, der ausdrücklich ein Langspalt NP₂ ist. Somit sind der Betrieb und der Aufbau der in 5 gezeigten Pressenpartie ähnlich wie bei der vorstehend dargelegten Beschreibung in Bezug auf 3 mit der Ausnahme, dass der in 3 gezeigte separate Walzenspalt N₂₀ durch einen Langspalt NP₂ ersetzt worden ist, dessen untere Walze eine Langspaltwalze 56A ist, die mit einem Schlauchmantel 56a versehen ist und eine Reihe an Belastungsschuhen 59 hat. Die obere Walze des Langspaltes NP₂ ist eine mit einer glatten Seite 55a versehene Presswalze 55A, von der die Bahn W als ein freier Zug W_f2 zu der Übertragungswalze 46 und weiter zu dem Trocknungssieb 40 in der vorstehend beschriebenen Weise tritt. Wenn es bei dem Langspalt NP₂ erwünscht ist, die Verstärkung des Entwässerns gemäß der vorliegenden Erfindung anzuwenden, die mittels der erhöhten Temperatur erzielt wird, kann ähnlich wie bei dem ersten Langspalt NP₁ und bei dem Walzenspalt N₂ die obere Walze 55A des letzteren Langspaltes NP₂ durch eine Walze ersetzt werden, die mit einem erwärmten Mantel versehen ist, die in 5 mit dem Bezugszeichen 20 in Klammern dargestellt ist.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem eine geschlossene Pressenpartie der Art „Sym-Press II" oder „Twinver" vorhanden ist, der ein Langspalt NP₁₀ als der erste Entwässerungsspalt vorangeht. Durch den Langspalt NP₁₀ läuft der Aufnahmefilz 12A als das obere Gewebe und der untere Filz 15A als das untere Gewebe, wobei der untere Filz 15A die Bahn W zu der Saugwalze 13A trägt. In Verbindung mit der Saugwalze 13A kann bei Bedarf ein Walzenspalt eingerichtet sein, der durch das Bezugszeichen N₁ in Klammern und durch die untere Presswalze 14a dargestellt ist, die mit einer gestrichelten Linie gezeichnet ist. Der erste Langspalt NP₁₀ ist durch die Langspaltwalze 61 ausgebildet, die innerhalb der Schleife 15A des unteren Filzes angeordnet ist und die mit einer glatten Seite oder einer hohlen Seite versehenen Schlauchmantel 61' versehen ist und bei der eine Reihe an Pressgleitschuhen 69 vorhanden ist. Die untere Walze in dem ersten Langspalt NP₁₀ ist eine mit einer hohlen Seite 62' versehene Presswalze 62, die bei Bedarf als eine Walze mit variabler Bombierung eingerichtet werden kann. In dem ersten Langspalt NP₁₀ wird ein wesentlicher Anteil des Entwässern so ausgeführt, dass in den folgenden Spalten N₁, N₂ und NP₁₁ ein besonders hoher Trockengehalt sogar bei hohen Geschwindigkeiten W erzielt wird.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung und bei jenen, die aus dem weiteren Zusammenhang hervorgehen, kann die Temperatur des Zylinders der mittleren Walze 20 auch im Hinblick auf die Aufgabe reguliert oder eingestellt werden, dass das Abtrennen der Papierbahn von der Mittenwalze 20 oder von den Presswalzen 20B der Langspalte, die in 7 und 7A gezeigt sind, erleichtert oder optimiert werden kann. In dieser Verbindung ist es möglich, die in den finnischen Patentanmeldungen Nr. 870 308 und 870 309 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen zu verwenden. Des weiteren ist es möglich, beispielsweise das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel so abzuwandeln, dass bei der Position der Walze 41 eine Übertragungssaugwalze angewendet wird, die mit einer Saugzone 41a versehen ist und die so angeordnet ist, dass sie einen Übertragungsspalt N_S mit geringer Belastung mit dem Mantel 22 der Mittenwalze 20 ausbildet. In einem derartigen Fall ist die Bahn mit einem gänzlich geschlossenen Zug zu dem Trocknungssieb 40 ohne einen offenen Zug W_f versehen. Im Hinblick auf die Einrichtung dieses Übertragungsverfahrens wird auf das finnische Patent Nr. 92 941 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen.
7 zeigt eine Pressenpartie gemäß einem zweiten speziellen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die sich wesentlich von den vorstehend beschriebenen unterscheidet und bei der zwei separate Langspaltzonen NP₁₂ und NP₂₂ verwendet werden. Nach dem ersten Langspalt NP₁₂ folgt die Bahn W dem unteren Gewebe, das vorzugsweise ein mit einer glatten Seite versehener Übertragungsriemen 15B ist, der im Wesentlichen kein Wasser aufnimmt, oder das ein Wasser aufnehmender Pressenfilz ist. Die Übertragung der Bahn W zu dem unteren Gewebe 15B kann mittels einer Saugvorrichtung 15c wie beispielsweise ein Saugschuh oder eine Saugwalze unterstützt werden. An dem Übertragungsriemen 15B oder dergleichen wird die Bahn W zu dem oberen Filz 65 des zweiten Langspaltes NP₂₂ mittels der Saugzone 64a der Übertragungssaugwalze 64 übertragen, wobei danach die Bahn W an der unteren Fläche des oberen Filzes 65 in die zweite Langspaltzone NP₂₂ tritt. Das Halten der Bahn W an der unteren Fläche des oberen Filzes 65 wird mittels Unterdruckkästen oder Blassaugkästen 68 sichergestellt. Die obere Walze dieser Langspaltzone NP₂₂ ist eine Langspaltwalze 63, die mit einem Schlauchmantel 63' versehen ist, wobei diese Walze 63 eine Reihe an Pressgleitschuhen 69 hat. Die untere Walze in der zweiten Langspaltzone NP22 ist gemäß dem zweiten speziellen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine erwärmte Walze 20B, deren Mantel so eingerichtet werden kann, dass er ähnlich wie bei den Manteln der Mittenwalzen 20; 20A bei den vorstehend beschriebenen Pressenpartien erwärmt werden kann. Die Temperaturhöhe der Walze 20B wird in der Regel auf einen Bereich von T_S ≈ 65...95°C, vorzugsweise T_S ≈ 70...85°C erhöht, wodurch das Entwässern unterstützt wird und in dem letzteren Langspalt NP₂₂, der durch die erwärmte Walze 20B ausgebildet wird, verstärkt wird.
7A zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels von dem hinteren Ende der in 7 gezeigten Pressenpartie. In Verbindung mit der mit der glatten Seite versehenen unteren Pressenwalze 20B, die erfindungsgemäß erwärmt wird, ist vor der zweiten Langspaltzone NP₂₂ ein Vorwalzenspalt N₀₂ angeordnet. Der Vorspalt N₀₂ ist zwischen der erwärmten Pressenwalze 20B und der mit der hohlen Seite 81 versehenen Pressenwalze 80 ausgebildet.
Der Durchmesser der Pressenwalze 80 beträgt vorzugsweise gerade ungefähr die Hälfte des Durchmessers der erwärmten Pressenwalze 20B. Mittels dieses Vorspaltes N₀₂ wird der Erwärmungseffekt der Bahn W intensiviert. Darüber hinaus entfernt der Vorspalt N₀₂ Wasser zu dem oberen Filz 65. Es sollte betont werden, dass das in den 7 und 7A gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung gänzlich getrennt und unterschiedlich von den in den 1 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispielen insbesondere in der Hinsicht ist, dass in den 7 und 7A eine ausdrücklich erwärmte Mittenwalze 20 bei einer geschlossenen und kompakten Presswalzengeometrie nicht gezeigt ist, bei der zumindest eine Langspaltzone vorhanden ist. Jedoch ist ein gemeinsames Merkmal ein synergetischer gemeinschaftlicher Betrieb einer innen erwärmten Pressenwalze 20B und einer Langspaltzone NP₂₂, die in ihrer Verbindung angeordnet ist, und ein möglicher Vorspalt N₀₂, sofern dieser vorhanden ist, um so das Entwässern zu intensivieren, indem ausreichend lange Verweilzeiten der Bahn W und ausreichend hohe Höhen an Wassertemperatur bei dem Fasernetz in der Bahn verwendet werden, die in dem Langspalt N₂₂ verwirklicht werden.
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die 8, 8A, 8B und 8C ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erwärmten Mittenwalze 20 für eine Verwendung bei der Erfindung beschrieben. Die Mittenwalze 20 mit einer variablen Bombierung weist eine statische Mittelachse 23 auf, die von den Achslagern 23a und 23b der Mittenachse 23 mittels Lagern 24a und 24b gestützt ist, die ein Biegen ermöglichen, und wobei diese Lager an den (nicht gezeigten) Lagerstützen der Walze 20 angebracht sind. Umlaufend an der statischen Mittenachse 23 ist ein zylindrischer Walzenmantel 21 montiert, der eine glatte zylindrische Außenfläche 21' und eine entsprechende Innenfläche 21" hat. In der Mittenachse 23 ist an dem Langspalt NP₁ eine Reihe an Belastungsgleitschuhen 26 vorhanden, wobei durch diese Einrichtung ein Regulieren der Belastungshilfskraft und ein Biegen des Mantels 21 erzeugt wird, um das Querrichtungsdruckprofil in dem Spalt NP₁ zu steuern. Die Reihe an Gleitschuhen 26 wird mittels separat einstellbarer Fluiddrücke p₁...pn ≈ 1,5...20 Mpa belastet, die in die Zylinderräume 27 durch die Rohre 28 treten. Der Mantel 21 der Walze 20 ist an den Enden 21a und 21b angebracht, wobei durch diese Einrichtung die Walze 20 so montiert ist, dass sie um und an der Achse 23 umläuft. Die Walze 20 wird mechanisch angetrieben und zu diesem Zweck ist in Verbindung mit einem Ende 21a ein Zahnriemen 73 vorhanden, der durch die Welle 71 des Antriebsmotors 70 mittels eines Zahnrades 72 angetrieben wird. An dem Walzenende, das entgegengesetzt zu dem Antriebsgetriebe 70...73 der Walze 20 ist, sitzt eine statische Verteilerkupplung 25 für die Zirkulationsströmung F_in-F_out des Erwärmungsmediums. Die Verteilerkupplung 25 sitzt um das Umlaufachsenlager 21b herum und ihre Innenringkanäle 22b und 22c sind durch Dichtungen 25a definiert.
Wie dies in den 8 bis 8C gezeigt ist, ist in dem Mantel 21 der heißen Walze 20 eine Reihe an axialen Strömungskanälen 22 vorhanden, die mittels radialen Kanälen 22a mit den ringartigen Räumen 22b und 22c in der Kupplung verbunden sind. Bei dem Ende des Walzenmantels 21, das zu der Kupplung 25 entgegengesetzt ist, sind benachbarte Strömungskanäle 22' und 22" mittels Endkanälen 22d so miteinander verbunden, dass die Strömung F_lin des Erwärmungsmediums entlang der Kanäle 21' tritt und in dem Endkanal 22d durch den benachbarten Kanal 22" als eine Rückströmung F_lout umkehrt und in den ringartigen Raum 22c zurückkehrt und aus diesem Raum zu der (nicht gezeigten) Quelle des Erwärmungsmediums hinausströmt. Wie dies in 8C gezeigt ist, sind die Endkanäle 22d durch die Endwände 22e definiert. In dieser Weise wird eine relativ gleichförmige Verteilung der Temperatur T_s in der Außenfläche 21' des Walzenmantels 21 erzielt. Eine Strömungsverteilungskupplung 25 ist lediglich an einem Ende der heißen Walze 20 mit der variablen Bombierung vorgesehen, da die Walze 20 mit einem mechanischen Antrieb 70...73 versehen sein muss. In 8B ist außerdem eine zweite Reihe an Belastungsschuhen 26a durch gestrichelte Linien gezeigt, wobei diese Reihe an dem Walzenspalt N₁ angeordnet ist, um sein Querrichtungsprofil der linearen Last zu steuern. Die Reihe 26; 26a an Belastungsschuhen kann entweder hydrostatisch oder hydrodynamisch sein oder sie können mittels einer Kombination aus denselben arbeiten. Die Temperatur T_f des in den Strömungskanälen 22 zirkulierenden Erwärmungsmediums wie beispielsweise Öl, Wasser oder Wasserdampf wird in der Regel in dem Bereich von T_f ≈ 70...180°C, vorzugsweise T_f ≈ 90...140°C, gewählt.
In den 9, 9A, 9B und 9C ist ein alternatives Ausführungsbeispiel von einer bei der Erfindung anwendbaren heißen Walze 20A gezeigt. Die heiße Walze 20A ist eine steife Walze einer röhrenartigen Art, die nicht mit einer variablen Bombierung versehen ist. Die heiße Walze 20A kann beispielsweise bei schmaleren Maschinen und / oder an Positionen verwendet werden, an denen die Spaltbelastung nicht besonders hoch ist. Die Walze 20A weist einen zylindrischen Walzenmantel 210 auf, dessen Außenfläche eine glatte oder hohle Fläche 211 ist und der eine Innenfläche 212 hat. Der Walzenmantel 210 ist an Endstücken 213 und 214 angebracht, die die fixierten Achslager 231 und 232 der Walze 20A umfassen. Die Walze 20A ist an Lagerstützen 241 und 242 so montiert, dass sie an den Lagern 233 und 234 umläuft, und sie wird mittels eines Antriebszahnrades 70 über die Welle 71 angetrieben. An dem Ende der Walze 20A, das zu dem Antriebszahnrad 70 entgegengesetzt ist, befinden sich Kupplungsanordnungen für die Zirkulationsströmung F_out-F_in des Erwärmungsmediums. Der Mantel 210 der Walze 20A ist mit Axialströmungskanälen 220 versehen, deren Einlasskanäle 220' über radiale Kanäle 221 mit einem Mittelströmungskanal 223 in Verbindung stehen, der in dem Achslager 232 angeordnet ist. An dem Ende des Achslagers 232 ist eine Strömungsverteilungskupplung 250 vorhanden, von der die Einlassströmung F_in des Erwärmungsmediums durch den Kanal 226 zunächst in den Kanal 223 tritt, von dem sie in radiale Kanäle 221 und weiter in die axialen Einlasskanäle 220' in dem Walzenmantel 210 (siehe 9C) geteilt wird, um Einlassströmungen F_lin zu bilden, die durch die Endkanäle 227, die durch die Wände 228 definiert sind, zu benachbarten Kanälen 220" treten, um Rückströmungen F_lout zu bilden. Diese Rückströmungen F_lout treten mittels radialer Kanäle 222 zu axialen Kanälen 224 und von diesen weiter zu dem ringartigen Kanal 225 an dem Ende der Verteilungskupplung 250 und durch die Kanäle 251 und 252, die in Verbindung mit dem ringartigen Kanal 225 angeordnet sind, um eine Rückströmung F_out des Erwärmungsmediums zu gestalten.
Außerdem sind viele andere unterschiedliche Ausführungsbeispiele der erwärmten Mittenwalze 20; 20A; 20B möglich, wenn die Erfindung angewendet wird. Im Hinblick auf diese wird beispielsweise auf das finnische Patent Nr. 89 085 und auf die finnische Patentanmeldung Nr. 882 312 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen.
Nachstehend sind die Patentansprüche dargelegt und die verschiedenen Einzelheiten der vorliegenden Erfindung können Variationen innerhalb des Umfangs der erfinderischen Idee aufzeigen, die in den Ansprüchen definiert ist, und sich von der vorstehend dargelegten Beschreibung lediglich beispielartig unterscheiden.

Claims

Pressenpartie bei einer Papiermaschine, wobei die Pressenpartie eine kompakte Kombination an Walzen aufweist, wobei die Walzen eine Anzahl an Pressspalten miteinander ausbilden, wobei die Spalte Wasser aus der Papierbahn (W) entfernen, und wobei zwischen den Spalten die Papierbahn (W) einen geschlossenen Zug gestützt durch ein Pressengewebe oder durch eine Walzenfläche hat, und wobei die Pressenpartie eine mittlere Walze (20; 20A) hat, wobei in Verbindung mit ihr zumindest zwei Pressspalte (N₂, NP₁; N₂, NP₁₁) vorhanden sind, wobei der letzte Spalt, der in Verbindung mit der mittleren Walze (20; 20A) angeordnet ist, ein Langspalt (NP₁; NP₁₁) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantel (21; 210) der mittleren Walze (20; 20A) mit einer Anzahl an axialen Kanälen (22; 220) versehen ist, die sich von einem ersten Ende des Mantels zu einem zweiten Ende des Mantels erstrecken und in Paaren (22', 22"; 220', 220") durch Endkanäle (22d; 227) an dem zweiten Ende des Mantels miteinander verbunden sind, und die axialen Kanäle (22, 220) mit einer Erwärmungsmediumströmungskupplung (25; 250) an dem ersten Ende des Mantels verbunden sind.
Pressenpartie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der mittleren Walze (20) ein erster scharfer und kurzer Walzenspalt (N₂) vorhanden ist, durch den der erste Wasser aufnehmende Pressenfilz (12) in der Pressenpartie tritt, wobei dieser Filz außerdem als ein Aufnahmefilz wirkt, an dem die Bahn (W) von dem Bahnbildungssieb (10) zu der Pressenpartie übertragen wird, und die letzte Pressenzone in Verbindung mit der mittleren Walze (20) der Langspalt (NP₁; NP₁₁) ist, durch den ein Wasser aufnehmender Pressenfilz (32) tritt, der als das zweite obere Gewebe in der Pressenpartie wirkt.
Pressenpartie gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Walze (20) eine Walze ist, die mit einer Einrichtung (26, 27, 28) zum Erzeugen einer Belastungskraft und / oder einer veränderlichen Bombierung versehen ist und des weiteren vorzugsweise mit Anordnungen zum Regulieren des Querrichtungskompressionsdruckprofils in der Langspaltzone versehen ist.
Pressenpartie gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der erwärmten mittleren Walze (20) Einrichtungen (26a) für ein Regulieren der Belastungskraft und / oder der Duschbiegung vorhanden sind, die auch dem ersten Walzenspalt (N₂) zugewandt angeordnet sind, der in Verbindung mit der mittleren Walze (20) ausgebildet ist.
Pressenpartie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Presse einen Pressenspalt separat von der kompakten Kombination an Walzen hat, wobei der separate Pressenspalt entweder ein Walzenspalt (N₂₀) oder ein Langspalt (NP₂) ist und wobei bei dem Spalt die mit der glatten Seite versehene obere Walze (55; 55A) vorzugsweise eine erwärmte Walze ist.
Pressenpartie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der mittleren Walze (20; 20A) zusätzliche Erwärmungsvorrichtungen vorhanden sind, die die Höhe der Temperatur (T_s) an der äußeren Fläche (21') des Walzenmantels (21) erhöhen, wie beispielsweise Heißwasserstrahlen (19), die vorzugsweise in Verbindung mit dem Schaber oder mit den Schabern (18) der mittleren Walze (20;20A) angeordnet sind, ein Dampfkasten (17) und/oder eine äquivalente Infrarotheizeinrichtung, die vorzugsweise zwischen dem ersten Walzenspalt (N₂), der in Verbindung mit der mittleren Walze (20; 20A) angeordnet ist, und dem folgenden Langspalt (NP₁, NP₁₁) sitzt.
Pressenpartie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten oder zweiten Walzenspalt (N₂) in Verbindung mit der erwärmten mittleren Walze (20) in der Pressenpartie der erste Spalt in der Pressenpartie ein separater Pressenspalt ist, vorzugsweise ein Langspalt (NP₁₀), dessen oberes Gewebe ein Aufnahmefilz (12A) ist (siehe 6).
Pressenpartie bei einer Papiermaschine, wobei die Pressenpartie zwei oder mehr separate Pressenspalte (NP₁₂, NP₂₂) aufweist, wobei von diesen Spalten zumindest der letzte Spalt ein Langspalt (NP₂₂) ist, der zwischen einer Schuhwalze (63) und einer Pressenwalze (20B) ausgebildet ist, und wobei zwischen den Pressenspalten die Papierbahn (W) einen geschlossenen Zug gestützt durch eine Walzenfläche oder ein Pressengewebe (12A, 15B, 65) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (21) der Pressenwalze (20B) bei dem letzten Langspalt (NP₂₂) mit einer Anzahl an axialen Kanälen (22; 220) versehen ist, die sich von einem ersten Ende des Mantels zu einem zweiten Ende des Mantels erstrecken und die in Paaren (22'; 22"; 220', 220") durch Endkanäle (22d; 227) an dem zweiten Ende des Mantels miteinander verbunden sind, und die axialen Kanäle (22, 220) mit einer Erwärmungsmediumströmungskupplung (25; 250) an dem ersten Ende des Mantels verbunden sind.
Pressenpartie gemäß Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass vor dem letzten Langspalt (NP₂₂) in Verbindung mit der erwärmten Pressenwalze (20B) ein Vorwalzenspalt (N₀₂) vorhanden ist (siehe 7A).
Pressenpartie gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Spalt in der Pressenpartie, der vorzugsweise ein Langspalt (NP₁₂) ist, das obere Gewebe (12A) ein Aufnahmegewebe ist, das die Bahn (W) von dem Bahnbildungssieb (10) in den ersten Pressenspalt (NP₁₂) bringt, und in dem ersten Pressenspalt (NP₁₂) das untere Gewebe (15B) ein Pressenfilz oder ein gleichwertiger Übertragungsriemen ist, der die Bahn (W) zu dem oberen Gewebe (65) des Langspaltes (NP₂₂) trägt, der nach dem ersten Spalt (NP₁₂) folgt, wobei dieses obere Gewebe (65) vorzugsweise ein Pressenfilz ist, der als das obere Gewebe in dem letzten Pressenspalt (NP₂₂) wirkt, wobei dieser Spalt für seinen Teil durch die erwärmte Pressenwalze (20B) ausgebildet ist (siehe 7).
Pressenpartie gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Pressenwalze (20B) eine Pressenwalze ist, die mit einer Zirkulation eines Erwärmungsmediums gemäß Anspruch 3 oder 4 versehen ist.
Pressenpartie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit der erwärmten mittleren Walze (20) oder mit der erwärmten Pressenwalze (20B) ein Übertragungsspalt (N_S) eingerichtet ist, der durch eine Übertragungssaugwalze (41,41a) ausgebildet ist.