EP0767271B1 - Pressvorrichtung mit verlängerter Presszone - Google Patents

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EP0767271B1
EP0767271B1 EP96114344A EP96114344A EP0767271B1 EP 0767271 B1 EP0767271 B1 EP 0767271B1 EP 96114344 A EP96114344 A EP 96114344A EP 96114344 A EP96114344 A EP 96114344A EP 0767271 B1 EP0767271 B1 EP 0767271B1
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EP
European Patent Office
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pressing
accordance
pressing device
press
belt
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Ernst Dipl.-Ing. Kohler
Ulrich Dr. Altenhofen
Bernd Sabrowski
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Wuerttembergische Filztuchfabrik D Geschmay GmbH
Wurttembergische Filztuchfabrik D Geschmay GmbH
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Wuerttembergische Filztuchfabrik D Geschmay GmbH
Wurttembergische Filztuchfabrik D Geschmay GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218—Shoe presses

Definitions

  • the invention relates to a pressing device with an extended Press zone, which is a press roll, at least one press felt Press belt and a press shoe, wherein between Press shoe and press belt a lubricant film is located.
  • a paper web becomes one subjected to continuous drying process. It goes through the paper web also one or more drying stages, in which they raised between heated rolls of a Temperature and a significant pressure is exposed. Here becomes the water still contained in the paper web mostly evaporated.
  • the paper web which is fed to the drying stage, only a little Contains water because a smaller amount of water evaporates faster or with less energy input.
  • the purpose of the drying step is at least one Pressing device with an extended press zone (long gap presses or shoe presses) upstream.
  • Such a press device has a larger pressure zone than two in the machine direction conventional, counter-rotating rollers.
  • the Press device consists of a press roll and a corresponding press shoe. The paper web runs between Press roll and press shoe. So every area of the Paper web exposed to increased pressure for a long time and thus more drained.
  • Press shoe and press roll at least one liquid impermeable press belt.
  • the paper side is between one or two press felts.
  • the press felts suck the emerging Water on.
  • press belt To reduce the friction between the press belt and press shoe decrease, the press belt is generally with oil lubricated. For this reason, it must be completely be impermeable to liquids, because otherwise the oil through the Press the press belt and press felt and the paper web would pollute. Therefore, press belts are usually used one made of a basic fabric (carcass) with uniform Layer and a resin coating of uniform thickness exist and mostly with a fiber reinforcement (because of the high contact pressure) are provided. Through the coating however, the press belt becomes relatively stiff. This is from Disadvantage, because there are very large pressures on the press shoe Deflecting rolls of considerable flexing work and mostly also is subjected to considerable tensile stress.
  • U.S. Patent 4,482,430 there is also one Liquid-impermeable press belt described with Water is lubricated.
  • the side of the press shoe applied coating consists of a compressible Material and has grooves for absorbing the water. During the pressing process, the coating is compressed, and the press belt floats on a film of water.
  • the disadvantage of it is the low resilience of the compressible material with flexing and tensile stress.
  • the object of the present invention is therefore a To create press device with an extended press zone at which the press belt satisfactorily flexible, tensile and is low wear.
  • the press belt is permeable to liquid and the lubricant film Water or a mono- or polyhydric alcohol with up to 12 carbon atoms or a mixture of two or more of these substances.
  • the pressing device according to the invention has the great advantage that the conflict described above is avoided.
  • On liquid-permeable press belt is inevitable more flexible than a coated, liquid impermeable Tape.
  • water or alcohol as Lubricant does no harm if part of the Lubricant through the press belt into the paper web crosses.
  • the amount necessary for lubrication is compared to that Very little amount of water present in the paper web.
  • the alcohols used according to the invention can be based on their relatively high vapor pressure in the subsequent Drying process easily removed from the paper web become.
  • the alcohols can also be obtained by thermal means alone Action with the substances contained in the paper web not react.
  • Suitable is e.g. on porous press belt made of a base fabric and a porous one Coating.
  • base fabric all spinnable, temperature and water resistant plastics suitable deliver a fiber with high tensile strength. It happens all stabilized polyester, numerous polyamides, High modulus polyolefins, but also polyaramides. Also plastics with aromatic or heterocyclic Monomers are suitable, as are polyfluorinated ones Hydrocarbons.
  • a coating is available porous, generally slotted or perforated film on. It can be done by heat activation with the base fabric connected or glued to the base fabric. As Porous coating can also be made from a needled fleece Serve filaments. The same materials as are suitable for the base fabric, also mineral fibers, Glass fibers or carbon fibers.
  • the press belt can just as well be a simple spiral belt be or a simple fabric with no coating.
  • the press shoe itself can be made of metal, plastic or Ceramics exist. Plastic and ceramics are on offer especially because they have reduced friction.
  • the lubricant is sprayed on Infeed of the paper web sprayed onto the press belt from below.
  • the sprayer at the inlet can also be aligned in this way be that not the press belt, but the press shoe is sprayed.
  • water e.g. one or polyhydric butyl alcohols, amyl alcohols or hexyl alcohols as well as ethylene glycol, diethylene glycol or glycerin become.
  • the pressing device according to the invention can be among the usual Conditions like the conventional pressing devices operate.
  • Figure 1 shows a pressing device 1 with an extended Press zone 2, in which a paper web 7 between a press belt 3 (e.g. press felt) and a paper machine felt 3 'in Arrives in the direction of arrow A.
  • the press device 1 consists essentially of a press roll 4 and a Press shoe 5, in the direction of arrow B. Contact pressure between the press roll 4 and press shoe 5 lying paper web 7 is exercised.
  • the press shoe 5 is made e.g. made of ceramic. It points to the press roller 4 facing side a concave surface 6 on which the Press belt 3 rests.
  • the press belt 3 consists of a usual plastic fabric that on the bottom 8, so on the side facing the press shoe 5, with a e.g. porous smooth film is laminated.
  • the press belt 3 rotates Roll 12 um.
  • a nozzle 13 which via a supply line with a lubricant containing Storage container is connected (not shown). So that will the bottom 8 of the press belt 3 with a lubricant (a mixture of e.g. water and glycerin) sprayed, see above that between press shoe 5 and press belt 3 Lubricant film 9 is formed. Dash-dotted is one further possible arrangement of the nozzle 14 shown in the not the bottom 8 of the press belt 3, but the Surface 6 of the press shoe 5 is sprayed.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Preßvorrichtung mit verlängerter Preßzone, die eine Preßwalze, mindestens einen Preßfilz, ein Preßband und einen Preßschuh aufweist, wobei sich zwischen Preßschuh und Preßband ein Schmiermittelfilm befindet.
Während der Papierherstellung wird eine Papierbahn einen fortlaufenden Trocknungsprozeß unterzogen. Dabei durchläuft die Papierbahn auch eine oder mehrere Trocknungsstufen, in denen sie zwischen beheizten Walzen einer erhöhten Temperatur und einem erheblichen Druck ausgesetzt ist. Dabei wird das noch in der Papierbahn enthaltene Wasser größtenteils verdampft.
Aus Kostengründen ist es wünschenswert, daß die Papierbahn, die der Trocknungsstufe zugeführt wird, nur noch wenig Wasser enthält, denn eine geringere Wassermenge verdunstet schneller bzw. unter geringerer Energiezufuhr. Zu diesem Zweck wird der Trocknungsstufe mindestens eine Preßvorrichtung mit verlängerter Preßzone (Langspaltpressen bzw. Schuhpressen) vorgelagert. Eine solche Preßvorrichtung hat in Maschinenrichtung eine größere Andruckzone als zwei konventionelle, gegeneinanderlaufende Walzen. Die Preßvorrichtung besteht aus einer Preßwalze und einem korrespondierenden Preßschuh. Die Papierbahn läuft zwischen Preßwalze und Preßschuh. So wird jeder Bereich der Papierbahn über längere Zeit einem erhöhten Druck ausgesetzt und damit stärker entwässert.
Bei den bisher üblichen Preßvorrichtungen läuft zwischen Preßschuh und Preßwalze mindestens ein flüssigkeitsundurchlässiges Preßband. Auf der der Preßwalze zugewandten Seite befindet sich die Papierbahn zwischen ein oder zwei Preßfilzen. Die Preßfilze saugen das austretende Wasser auf.
Um die Reibung zwischen Preßband und Preßschuh zu verringern, wird das Preßband im allgemeinen mit Öl geschmiert. Aus diesem Grund muß es auch völlig flüssigkeitsundurchlässig sein, weil sonst das Öl durch das Preßband und den Preßfilz durchtreten und die Papierbahn verschmutzen würde. Daher setzt man üblicherweise Preßbänder ein, die aus einem Grundgewebe (Karkasse) mit gleichförmiger Lage und einer Harzbeschichtung mit gleichförmiger Dicke bestehen und meist mit einer Faserverstärkung (wegen des hohen Anpreßdrucks) versehen sind. Durch die Beschichtung wird das Preßband jedoch relativ steif. Das ist von Nachteil, weil es am Preßschuh sehr großen Drücken, an den Umlenkwalzen einer erheblichen Walkarbeit und meistens auch einer erheblichen Zugspannung ausgesetzt ist.
Es gibt daher zahlreiche Vorschläge, das Preßband flexibel und gleichzeitig flüssigkeitsundurchlässig zu gestalten. In der europäischen Patentschrift EP 0 194 602 ist z.B. ein solches Band und ein Verfahren zu seiner Herstellung beschrieben. Es besteht im wesentlichen aus einem Grundgewebe, das mit einer wasserundurchlässigen Polymerschicht imprägniert ist. In der deutschen Patentschrift DE 32 35 468 ist ein nur einseitig, nämlich zur Seite des Preßschuhs hin beschichtetes Preßband beschrieben. Ein ähnliches Preßband ist auch in der deutschen Patentschrift DE 32 31 039 beschrieben. Die resultierenden Preßbänder sind aber immer noch unbefriedigend steif.
In der US-Patentschrift 4 482 430 ist ein ebenfalls flüssigkeitsundurchlässiges Preßband beschrieben, das mit Wasser geschmiert ist. Die zur Seite des Preßschuhs hin aufgebrachte Beschichtung besteht aus einem komprimierbaren Material und weist Rillen zum Aufnehmen des Wassers auf. Beim Preßvorgang wird die Beschichtung zusammengedrückt, und das Preßband schwimmt auf einem Wasserfilm. Nachteilig daran ist die geringe Belastbarkeit des komprimierbaren Materials bei Walk- und Zugbeanspruchung.
Die zahlreichen Anstrengungen auf diesem Gebiet signalisieren, daß ein optimales Preßband, welches sowohl flüssigkeitsundurchlässig als auch biegsam, zugfest und verschleißarm ist, noch nicht gefunden wurde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Preßvorrichtung mit verlängerter Preßzone zu schaffen, bei der das Preßband befriedigend biegsam, zugfest und verschleißarm ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das Preßband flüssigkeitsdurchlässig ist und der Schmiermittelfilm aus Wasser oder einem ein- oder mehrwertigen Alkohol mit bis zu 12 C-Atomen oder einer Mischung aus zwei oder mehreren dieser Stoffe besteht.
Die erfindungsgemäße Preßvorrichtung hat den großen Vorteil, daß der oben geschilderte Konflikt vermieden wird. Ein flüssigkeitsdurchlässiges Preßband ist zwangsläufig flexibler als ein beschichtetes, flüssigkeitsundurchlässiges Band. Bei der Verwendung von Wasser oder Alkohol als Schmiermittel schadet es nichts, wenn ein Teil des Schmiermittels durch das Preßband in die Papierbahn übertritt. Die zum Schmieren nötige Menge ist gegenüber der Menge des in der Papierbahn vorhandenen Wassers sehr gering. Die erfindungsgemäß eingesetzten Alkohole können aufgrund ihres relativ hohen Dampfdrucks beim nachfolgenden Trocknungsvorgang leicht wieder aus der Papierbahn entfernt werden. Die Alkohole können auch allein durch thermische Einwirkung mit den in der Papierbahn enthaltenen Substanzen nicht reagieren.
Damit stehen für das Material und den Aufbau des Preßbandes zahlreiche Alternativen zur Verfügung. Geeignet ist z.B. ein poröses Preßband aus einem Grundgewebe und einer porösen Beschichtung. Für das Grundgewebe sind alle verspinnbaren, temperatur- und wasserbeständigen Kunststoffe geeignet, die eine Faser mit hoher Zugfestigkeit liefern. Es kommen vor allem stabilisierte Polyester, zahlreiche Polyamide, Hochmodulpolyolefine, aber auch Polyaramide in Betracht. Auch Kunststoffe mit aromatischen oder heterozyklischen Monomeren sind geeignet, ebenso polyfluorierte Kohlenwasserstoffe. Als Beschichtung bietet sich eine poröse, im allgemeinen geschlitzte oder perforierte Folie an. Sie kann durch Wärmeaktivierung mit dem Grundgewebe verbunden oder auf das Grundgewebe aufgeklebt werden. Als poröse Beschichtung kann auch ein genadeltes Vlies aus Filamenten dienen. Geeignet sind dieselben Materialien wie für das Grundgewebe, darüberhinaus mineralische Fasern, Glasfasern oder Kohlefasern.
Das Preßband kann aber ebenso gut ein schlichtes Spiralband sein oder ein einfaches Gewebe ohne Beschichtung.
Wenn man sich für ein Gewebe entscheidet, bietet sich ein Rippengewebe besonders an, weil dann das Preßband nur mit einer verringerten Oberfläche auf dem Schuh aufliegt, was auch zu einer verminderten Reibung führt.
Wenn das Preßband zum Preßschuh hin mit Kunststoffäden versehen ist, erreicht man ebenfalls einen zusätzlichen reibungsmindernden Effekt von oben.
Der Preßschuh selbst kann aus Metall, Kunststoff oder Keramik bestehen. Kunststoff und Keramik bieten sich besonders an, weil sie eine verringerte Reibung aufweisen.
Das Schmiermittel wird mit Hilfe einer Sprühvorrichtung am Einlauf der Papierbahn von unten auf das Preßband gesprüht. Die Sprühvorrichtung am Einlauf kann auch so ausgerichtet sein, daß nicht das Preßband, sondern der Preßschuh eingesprüht wird.
Als Schmiermittel können außer Wasser auch z.B. ein- oder mehrwertige Butylalkohole, Amylalkohole oder Hexylalkohole sowie Ethylenglycol, Diethylenglycol oder Glycerin verwendet werden. Besonders geeignet ist eine Mischung aus Wasser und Glycerin.
Die erfindungsgemäße Preßvorrichtung kann unter den üblichen Bedingungen wie die herkömmlichen Preßvorrichtungen betrieben werden.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Preßvorrichtung wird im folgenden mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Figur 1
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Preßvorrichtung.
Figur 1 zeigt eine Preßvorrichtung 1 mit verlängerter Preßzone 2, in der eine Papierbahn 7 zwischen einem Preßband 3 (z.B. Preßfilz) und einem Papiermaschinenfilz 3' in Richtung des Pfeils A einläuft. Die Preßvorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer Preßwalze 4 und einem Preßschuh 5, über den in Richtung des Pfeils B ein Anpreßdruck auf die zwischen Preßwalze 4 und Preßschuh 5 liegende Papierbahn 7 ausgeübt wird. Der Preßschuh 5 besteht z.B. aus Keramik. Er weist auf seiner der Preßwalze 4 zugewandten Seite eine konkave Oberfläche 6 auf, auf der das Preßband 3 aufliegt. Das Preßband 3 besteht aus einem üblichen Kunststoffgewebe, das auf der Unterseite 8, also auf der dem Preßschuh 5 zugewandten Seite, mit einer z.B. porösen glatten Folie kaschiert ist. Das Preßband 3 läuft um Walzen 12 um. Neben dem Preßschuh 5 auf der Seite des Einlaufs der Papierbahn 7, befindet sich eine Düse 13, die über eine Zuleitung mit einem das Schmiermittel enthaltenden Vorratsbehälter verbunden ist (nicht gezeigt). Damit wird die Unterseite 8 des Preßbands 3 mit einem Schmiermittel (eine Mischung aus z.B. Wasser und Glyzerin) besprüht, so daß zwischen Preßschuh 5 und Preßband 3 ein Schmiermittelfilm 9 entsteht. Strichpunktiert ist eine weitere mögliche Anordnung der Düse 14 dargestellt, bei der nicht die Unterseite 8 des Preßbandes 3, sondern die Oberfläche 6 des Preßschuhs 5 eingesprüht wird.
Auf der anderen Seite des Preßschuhs 5 befindet sich eine Absaugwalze 15, die das Schmiermittel vom Preßband 3 wieder aufnimmt. Das Preßband 3 läuft anschließend über eine Umlenkwalze 16 und dann über die Walzen 12 zum Einlauf der Preßvorrichtung 1 zurück.

Claims (18)

  1. Preßvorrichtung (1) mit verlängerter Preßzone (2), die eine Preßwalze (4), mindestens einen Preßfilz (3), ein Preßband (3) und einen Preßschuh (5) aufweist, wobei sich zwischen Preßschuh (5) und Preßband (3) ein Schmiermittelfilm (9) befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband (3) flüssigkeitsdurchlässig ist und der Schmiermittelfilm aus Wasser oder einem ein- oder mehrwertigen Alkohol mit bis zu 12 C-Atomen oder einer Mischung aus zwei oder mehreren dieser Stoffe besteht.
  2. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Preßfilz (3') vorgesehen ist.
  3. Preßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband (3) porös ist.
  4. Preßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband (3) ein Grundgewebe und auf seiner Unterseite (8) eine poröse Beschichtung aufweist.
  5. Preßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine geschlitzte oder perforierte Kunststoffolie ist.
  6. Preßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung ein Vlies ist.
  7. Preßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies aus Kunststoff-, Kohlefaser-, Mineralfaser- oder Glasfaser-Filamenten besteht.
  8. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundgewebe aus Verbundwerkstoffen besteht.
  9. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundgewebe ein Gewebe oder Gelege ist.
  10. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundgewebe ein Rippengewebe ist.
  11. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband (3) ein Spiralsieb ist.
  12. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband (3) auf seiner Unterseite (8) mit Kunststoffäden versehen ist.
  13. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Nähe des Preßschuhs (5) eine Sprühvorrichtung (13, 14) befindet.
  14. Preßvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühvorrichtung auf die Unterseite (8) des Preßbandes (3) gerichtet ist.
  15. Preßvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühvorrichtung (13, 14) auf die Oberfläche (6) des Preßschuhs (5) gerichtet ist.
  16. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol ein ein- oder mehrwertiger Butylalkohol, Amylalkohol oder Hexylalkohol oder Ethylenglycol oder Glycerin ist.
  17. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelfilm aus einer Mischung aus Wasser und Glycerin besteht.
  18. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerte Preßzone 5 bis 25 cm lang ist.
EP96114344A 1995-10-06 1996-09-07 Pressvorrichtung mit verlängerter Presszone Expired - Lifetime EP0767271B1 (de)

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