EP0771903A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoff- oder Papierbahn - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoff- oder Papierbahn Download PDF

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EP0771903A1
EP0771903A1 EP96114759A EP96114759A EP0771903A1 EP 0771903 A1 EP0771903 A1 EP 0771903A1 EP 96114759 A EP96114759 A EP 96114759A EP 96114759 A EP96114759 A EP 96114759A EP 0771903 A1 EP0771903 A1 EP 0771903A1
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EP
European Patent Office
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press
roll
cooling
felt belt
roller
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EP96114759A
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English (en)
French (fr)
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EP0771903B1 (de
Inventor
Christian Schiel
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Sulzer Papiermaschinen 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 present invention relates to a method for treating a fibrous or paper web in a press device, in which the web is guided through a press nip formed between a press roll and a counter element, preferably a counter roll, with an especially extended press zone, the press roll being a rotating one Has plastic, in particular polyurethane, existing roll shell and a stationary crosshead axially penetrating the roll shell and the roll shell can be pressed in the direction of the counter element by a press shoe supported on the crosshead by at least one support element.
  • the invention relates to a device for performing this method.
  • press devices with a so-called extended press zone are frequently used, as are known, for example, from US Pat. No. 4,555,305.
  • the press nip is usually formed between a press roll with a flexible jacket and a rigid counter roll, the press roll consisting of a fixed crosshead, around which a flexible press jacket, which is supported at the ends by co-rotating clamping disks, rotates.
  • Between the crosshead and roll shell is a continuous press shoe that can be pressed in the direction of the counter roll and is supported against the crosshead by one or more support elements.
  • the support surface of the support element facing the counter roller is formed essentially complementary to the shape of the outer circumference of the counter roller, so that a flat pressing zone is formed between the press shoe and the counter roller.
  • the object of the invention is to provide a method and an apparatus for treating fibrous or paper webs of the type mentioned at the outset, with which it is possible to increase the service life of the roll shells.
  • a device according to the invention for treating a fibrous or paper web accordingly has a cooling device in order to cool the outer surface of the roll shell in the axial direction of the press roll at least in regions.
  • the roller jacket may be sufficient to use the roller jacket only in the areas that are very hot, i.e. especially near the center of the roller. In a preferred embodiment, however, the cooling advantageously takes place over the entire axial length of the press roll.
  • the surface of the roll shell should be kept at a temperature below 50 ° C, if possible below 45 ° C, since it has been shown that the abrasion resistance of the plastic layer on the outside of the roll shell decreases sharply above these temperature limits.
  • the cooling of the roll shell surface can advantageously take place in that a cooling fluid flow is directed against the outer surface of the roll shell.
  • the web to be treated is passed through the press nip on a felt belt
  • the cooled felt belt then cools the outer surface of the roll shell in the press nip.
  • the felt band counteracts heat transfer from the warm fibrous web to the roll shell.
  • a cooling fluid flow can also be directed into the wedge gap between the felt belt and the roller jacket at the outlet of the press zone, whereby the roller jacket and the felt belt are cooled in the same way. Since the felt belt and the roll jacket surface are at their highest temperature at the outlet of the press zone, the cooling capacity achievable by the cooling fluid flow is comparatively high here.
  • Cold water or cold and / or unsaturated air can be used as the cooling fluid and are directed against the outer surface of the roll shell or the felt belt.
  • Figure 1 shows a first embodiment of an apparatus for the treatment of a fibrous or paper web P according to the present invention.
  • the device includes a press roll 1 which, together with a counter roll 6, forms a press nip 5 through which a web P to be treated is transported.
  • the press roll 1 comprises a rotating roll shell 2, which consists of plastic, in particular of a polymer and preferably of polyurethane, and a roll shell 2 stationary crosshead 3 penetrating in the axial direction.
  • the roller jacket 2 can be pressed from the crosshead 3 towards the counter-roller 6 by a press shoe 16 which is supported by a plurality of hydraulic support elements 4 which are arranged side by side in the axial direction of the press roller 1 and can be acted upon separately from one another.
  • the press shoe 16 can also be inserted into a plenum of pressure in the crosshead 3.
  • the contact surface 18 of the press shoe 16 assigned to the counter roller 6 is designed to form an extended press zone complementary to the outer surface of the counter roller 6.
  • the web P to be treated is guided between the two felt belts 7, 19, which run over rollers 20, 21 and form closed loops, through the press nip 5.
  • a cleaning device For cleaning the felt belt 7, a cleaning device is provided, to which a cleaning spray pipe 22, through which a cleaning liquid is applied to the outer surface 12 of the felt belt 7, and a suction device 23 arranged behind the cleaning spray pipe 22 in the transport direction of the felt belt 7, through which the cleaning liquid with the fibers and contaminants contained therein is suctioned off the felt belt 7 again.
  • the press roll 1 is surrounded by a trough 24, which serves to collect splash water which can be thrown off by the centrifugal force from the rotating roll shell 2.
  • a scraper 25 is provided on the inside of the tub 24 in order to scrape water adhering to the roll shell 2 into the tub 24.
  • a spray device 9 is provided in the tub 24 for direct cooling of the outer surface of the roll shell 2.
  • the Spraying device 9 comprises a plurality of nozzles 9a directed onto the roller jacket 2 of the press roller 1, which are arranged next to one another in the longitudinal direction X of the press roller 1, in order to spray the outer surface 8 of the roller jacket 2 over its entire length with cold water, which is supplied via a supply line 9a becomes.
  • Another spray device 10 is provided in the upper region of the trough 24 at the outlet of the press zone and comprises, distributed in the axial direction of the press roll 1, a plurality of nozzles 10a which are directed into the wedge gap between the felt belt 7 and the roll shell 2 at the outlet of the press zone and one Blow cooling air flow into the wedge gap via a supply line 10b.
  • a spray device 11 is provided to cool the felt belt 7 coming into contact with the roll shell 2 of the press roll 1 shortly before entering the press zone 5.
  • the spray device 11 comprises a plurality of nozzles 11a distributed over the width of the felt web 7, which are supplied with cold water through a common supply line 11b and which direct a flow of cooling water against the surface 12 of the felt belt 7 which comes into contact with the roller jacket 2.
  • Two further spray devices 26, 27 for cooling the felt belt 7 with air are provided in the area of the felt belt loop and each comprise a plurality of nozzles 26a, 27a distributed over the width of the felt belt 7, which are supplied with cooling air via supply lines 26a, 27a.
  • the spray devices 26, 27 are each arranged in the transport direction of the felt belt 7 directly behind one of the rollers 20 over which the felt belt 7 is guided.
  • Valves are assigned to the nozzles 9a, 11a of the spray device 9, which cools the outer surface 8 of the roll shell 2 directly with cold water, and to the spray device 11, which cools the felt belt 7 shortly before entering the press zone 5 with cold water which the cooling water quantity supplied to the nozzles 9a, 11a can be set differently in the axial direction of the press roll 1.
  • a desired temperature profile in the axial direction of the roll shell 2 can be set in a targeted manner.
  • the cooling of the roll shell 2 can take place in such a way that the temperature of the roll shell surface in the axial direction of the press roll 1 is essentially the same.
  • the temperature profile can also be controlled in the axial direction of the press roll 1 by supplying the nozzles 9a, 11a lying next to one another in the axial direction of the press roll 1 with cooling fluid of different temperatures.
  • the web P is guided between the felt belts 7, 19 through the press nip 5 of the press device.
  • the felt belts 7, 19 and the roll shell 2 of the press roll 1 and the counter roll 6 are heated by the warm web P, the temperature of which can reach about 70 ° to 90 ° C.
  • the temperature of the roll jacket 2 is highest in the middle of the press roll 1 and drops towards the roll edges.
  • the temperature of the outer surface 8 of the roll shell 2, as shown in FIG. 3, is lowered by a value ⁇ T in the central region of the press roll 1.
  • the spray device 9, which sprays cold water onto the outer surface 8 of the roller shell 2, causes direct cooling of the roller shell 2, which can be selected differently in the axial direction of the roller shell 1 by appropriate adjustment of the valves assigned to the nozzles 9a.
  • the spray device 11 furthermore cools the felt belt 7 shortly before it enters the press zone 5.
  • the felt belt 7 then cools the roll shell 2 in the press zone 5 and further prevents heat transfer from the web P to the roll shell 2.
  • the cooling air flow which is blown through the spray device 10 into the wedge gap between the felt belt 7 and the roll jacket 2 and which is preferably taken from a forced ventilation system for the drive motors of the press device, simultaneously cools the felt belt 7 and the roll jacket 2, due to the a high cooling effect is achieved directly after the exit from the press zone of comparatively high temperatures of the felt belt 7 and the roll shell 2.
  • the felt belt 7 is evenly cooled during its circulation around the rollers 20 by the further spray devices 26, 27 and by the dry air which is blown into the felt belt loop via the air supply line 28 and freed of adhering fibers and impurities by the cleaning device.
  • FIGS. 4 and 5 show a further embodiment of a pressing device according to the invention.
  • the press device has essentially the same basic structure as the press device shown in FIG. 1 and comprises a press roll 1 which, together with a counter roll 6, forms a press nip 5 with an extended press zone through which a web P to be treated is transported between two felt belts 7, 19 .
  • the press roll 1 comprises a circumferential, plastic roll shell 2 and a stationary crosshead 3 penetrating the roller shell 2 in the axial direction.
  • the roller shell 2 can be pressed from the crosshead 3 in the direction of the counter roller 6 by a press shoe 16 which is supported by hydraulic support elements 4 and whose contact surface 18 assigned to the counter roller 6 is complementary to the outer surface of the counter roller 6 to form the extended press zone.
  • the press roll 1 is surrounded by a trough 24, which is open laterally in the region of the axial ends of the press roll 1 and serves to collect splash water which is thrown off by the rotating roll shell 2 of the press roll 1.
  • an air feed pipe 13 projects into one of the open sides, which is aligned parallel to the longitudinal axis X of the press roll 1 and serves to blow dry air into the tub 24.
  • the air supply pipe is designed as a pulse exchange tube 13, into which an injector nozzle 14 is inserted laterally, through which a cooling air flow supplied under pressure via a pump 28 and a line 29 parallel to the axis X of the press roll 1 into the pulse exchange tube 13 can be blown in, the high-energy outlet jet of the injector nozzle 14 sucking ambient air into the pulse exchange tube 13 through pulse exchange and guiding it as a cooling air stream into the tub 24.
  • the cool and dry air supplied through the impulse exchange tube 13 is distributed in the tub 24 and absorbs moisture at the moving boundary layers of the roller shell 2 and the felt belt 7, whereby it is rotated by the rotation of the roller shell 2 in the direction of the arrows A on the opposite side of the Press roll 1 is transported and blown out of the tub 24.
  • the absorption of moisture by the air creates evaporative cooling, by means of which the temperature of the outer surface 8 of the roll shell 2 can be kept below 45 ° C.

Abstract

Dargestellt und beschrieben werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoff- oder Papierbahn in einer Preßvorrichtung, bei dem die Bahn durch einen zwischen einer Preßwalze (1) und einem Gegenelement (6), gebildeten Preßspalt (5) geführt wird, wobei die Preßwalze einen umlaufenden, aus Kunststoff bestehenden Walzenmantel (2) und ein den Walzenmantel axial durchsetzendes stationäres Querhaupt (3) aufweist und der Walzenmantel (2) durch einen über wenigstens ein Stützelement (4) an dem Querhaupt (3) abgestützten Preßschuh (16) in Richtung des Gegenelements preßbar ist, und wobei zur Erhöhung der Abriebsfestigkeit des Walzenmantels (2) der Preßwalze die Außenoberfläche des Walzenmantels in Axialrichtung der Walze wenigstens bereichsweise gekühlt wird. <IMAGE>

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Faserstoff- oder Papierbahn in einer Preßvorrichtung, bei dem die Bahn durch einen zwischen einer Preßwalze und einem Gegenelement, vorzugsweise einer Gegenwalze, gebildeten Preßspalt mit insbesondere verlängerter Preßzone geführt wird, wobei die Preßwalze einen umlaufenden, aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan, bestehenden Walzenmantel und ein den Walzenmantel axial durchsetzendes stationäres Querhaupt aufweist und der Walzenmantel durch einen über wenigstens ein Stützelement an dem Querhaupt abgestützten Preßschuh in Richtung des Gegenelements preßbar ist.
  • Desweiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • In Papiermaschinen werden insbesondere im Naßpreßbereich häufig Preßvorrichtungen mit einer sogenannten verlängerten Preßzone eingesetzt, wie sie beispielsweise aus der US-PS 4,555,305 bekannt sind. Bei diesen Preßvorrichtungen mit verlängerter Preßzone wird der Preßspalt üblicherweise zwischen einer Preßwalze mit flexiblem Mmantel und einer starren Gegenwalze gebildet, wobei die Preßwalze aus einem feststehenden Querhaupt besteht, um das herum ein flexibler Preßmantel, der an den Enden durch mitrotierende Spannscheiben gestützt ist, umläuft. Zwischen Querhaupt und Walzenmantel befindet sich ein in Richtung der Gegenwalze anpreßbarer, durchgehender Preßschuh, der über ein oder mehrere Stützelemente gegenüber dem Querhaupt abgestützt ist. Die der Gegenwalze zugewandte Stützfläche des Stützelemente ist im wesentlichen komplementär zu der Form des Außenumfangs der Gegenwalze ausgebildet, so daß zwischen dem Preßschuh und der Gegenwalze eine flächige Preßzone entsteht.
  • Derartige Preßvorrichtungen mit verlängerter Preßzone haben sich in der Praxis durchaus bewährt. Sie sind jedoch wegen der geringen Lebensdauer ihrer flexiblen Walzenmäntel, die durch die geringe Abriebsfestigkeit der an der Außenseite der Walzenmäntel vorgesehenen Polymerschichten bedingt ist, nur wenig für den Einsatz in schnellaufenden Papiermaschinen geeignet.
  • Um diesem Problem zu begegnen, wurde bereits versucht, die Abriebsfestigkeit der verwendeten Polymere durch andere Molekularstrukturen zu steigern. Diese Versuche führten jedoch nicht zu befriedigenden Ergebnissen, da die Erhöhung der Abriebsfestigkeit stets zu einer unerwünschten Erhöhung der Sprödigkeit der Polymerschichten führte.
  • Insbesondere bei schnellaufenden Hochleistungspapiermaschinen, bei denen zur Erreichung der für die Laufstabilität der Papierbahn notwendigen hohen Endtrockengehalte eine starke Erwärmung der Papierbahn vor der Preßvorrichtung erfolgt, ist eine lange Lebensdauer der Walzenmäntel von besonderer Wichtigkeit.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff- oder Papierbahnen der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen es möglich ist, die Lebensdauer der Walzenmäntel zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß zur Erhöhung der Abriebsfestigkeit des Walzenmantels der Preßwalze die Außenoberfläche des Walzenmantels in Axialrichtung der Walze wenigstens bereichsweise gekühlt wird. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoff- oder Papierbahn weist entsprechend eine Kühlvorrichtung auf, um die Außenoberfläche des Walzenmantels in Axialrichtung der Preßwalze zumindest bereichsweise zu kühlen.
  • Es hat sich herausgestellt, daß durch die erfindungsgemäß vorgesehene Kühlung der Außenoberfläche des Walzenmantels die Abriebsfestigkeit von üblichen Walzenmänteln aus Polymeren, insbesondere aus Polyurethanen, erheblich erhöht werden kann. Dieser vorteilhafte Effekt, der durch die Kühlung der Außenoberfläche des Walzenmantels hervorgerufen wird, ist insofern überraschend, als an der Innenseite des Walzenmantels, wo im Vergleich zu den Temperaturen an der Außenoberfläche hohe Temperaturen vorliegen, kaum Abnutzungsprobleme auftreten, so daß ein direkter negativer Einfluß einer hohen Temperatur auf die Abriebsfestigkeit bisher nicht angenommen werden konnte.
  • Prinzipiell kann es ausreichend sein, den Walzenmantel nur in den sich stark erwärmenden Bereichen, d.h. insbesondere nahe der Walzenmitte, zu kühlen. In vorteilhafter Weise erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform die Kühlung jedoch über die gesamte axiale Länge der Preßwalze.
  • In vorteilhafter Weise sollte die Walzenmanteloberfläche auf einer Temperatur unterhalb von 50°C, möglichst unterhalb von 45°C, gehalten werden, da es sich gezeigt hat, daß oberhalb dieser Temperaturgrenzen die Abriebsfestigkeit der Kunststoffschicht an der Außenseite des Walzenmantels stark abnimmt.
  • Die Kühlung der Walzenmanteloberfläche kann in vorteilhafter Weise dadurch erfolgen, daß ein Kühlfluidstrom gegen die Außenoberfläche des Walzenmantels gerichtet wird.
  • Alternativ oder ergänzend ist es in den Fällen, in denen die zu behandelnde Bahn auf einem Filzband durch den Preßspalt geführt wird, auch möglich, das Filzband an seiner mit dem Walzenmantel in Berührung kommenden Oberfläche zu kühlen. Durch das gekühlte Filzband erfolgt dann eine Kühlung der Außenoberfläche des Walzenmantels im Preßspalt. Außerdem wirkt das Filzband einem Wärmeübergang von der warmen Faserstoffbahn zu dem Walzenmantel entgegen.
  • In vorteilhafter Weise kann auch ein Kühlfluidstrom in den Keilspalt zwischen dem Filzband und dem Walzenmantel am Auslauf der Preßzone gerichtet werden, wodurch der Walzenmantel und das Filzband in gleicher Weise gekühlt werden. Da am Auslauf der Preßzone das Filzband und die Walzenmanteloberfläche ihre höchste Temperatur besitzen, ist die durch den Kühlfluidstrom erzielbare Kühlleistung hier vergleichsweise hoch.
  • Als Kühlfluid kann beispielsweise kaltes Wasser oder kalte und / oder ungesättigte Luft verwendet werden, die gegen die Außenoberfläche des Walzenmantels beziehungsweise das Filzband geleitet werden.
  • Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Erläuterung von Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoff- oder Papierbahn verwiesen. In der Zeichnung zeigt:
    • Figur 1
    einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Preßvorrichtung;
    Figur 2
    ein Diagramm, das den sich im Betrieb an der Außenoberfläche eines Walzenmantels ohne eine Kühlung einstellenden Temperaturverlauf in Längsrichtung der Preßwalze darstellt,
    Figur 3
    ein Diagramm, das den Temperaturverlauf an der Außenoberfläche eines Walzenmantels über die Länge einer Preßwalze einer erfindungsgemäßen Preßvorrichtung darstellt;
    Figur 4
    eine zweite Ausführungsform einer Preßvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und
    Figur 5
    die Preßvorrichtung aus Figur 6 im Schnitt entlang der Linie VI-VI.
  • Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung für die Behandlung einer Faserstoff- oder Papierbahn P gemäß der vorliegenden Erfindung. Zu der Vorrichtung gehört eine Preßwalze 1, die zusammen mit einer Gegenwalze 6 einen Preßspalt 5 bildet, durch den eine zu behandelnde Bahn P transportiert wird.
  • Die Preßwalze 1 umfaßt einen umlaufenden Walzenmantel 2, der aus Kunststoff, insbesondere aus einem Polymer und vorzugsweise aus Polyurethan, besteht, und ein den Walzenmantel 2 in Axialrichtung durchsetzendes stationäres Querhaupt 3. Der Walzenmantel 2 ist vom Querhaupt 3 her zur Gegenwalze 6 hin durch einen Preßschuh 16 anpreßbar, der durch eine Mehrzahl von in Axialrichtung der Preßwalze 1 nebeneinanderliegend angeordneten und getrennt voneinander beaufschlagbaren hydraulischen Stützelementen 4 abgestützt ist. Alternativ kann der Preßschuh 16 auch in ein Druckplenum im Querhaupt 3 eingesetzt sein. Die der Gegenwalze 6 zugeordnete Anlagefläche 18 des Preßschuhs 16 ist zur Bildung einer verlängerten Preßzone komplementär zu der Außenfläche der Gegenwalze 6 ausgebildet.
  • Die zu behandelnde Bahn P wird zwischen zwei Filzbändern 7, 19, die über Rollen 20, 21 laufen und geschlossene Schlaufen bilden, durch den Preßspalt 5 geführt.
  • Zur Reinigung des Filzbandes 7 ist eine Reinigungsvorrichtung vorgesehen, zu der ein Reinigungsspritzrohr 22, durch welches eine Reinigungsflüssigkeit auf die äußere Oberfläche 12 des Filzbandes 7 aufgebracht wird, und eine in Transportrichtung des Filzbandes 7 hinter dem Reinigungsspritzrohr 22 angeordnete Saugvorrichtung 23, durch welche die Reinigungsflüssigkeit mit den darin enthaltenen Fasern und Schmutzstoffen von dem Filzband 7 wieder abgesaugt wird, gehören.
  • Die Preßwalze 1 ist von einer Wanne 24 umgeben, die zum Auffangen von Spritzwasser dient, welches durch Fliehkraft von dem sich drehenden Walzenmantel 2 abgeschleudert werden kann. An der Innenseite der Wanne 24 ist ein Abstreifer 25 vorgesehen, um an dem Walzenmantel 2 anhaftendes Wasser in die Wanne 24 abzustreifen.
  • Zur direkten Kühlung der Außenoberfläche des Walzenmantels 2 ist in der Wanne 24 eine Sprühvorrichtung 9 vorgesehen. Die Sprühvorrichtung 9 umfaßt eine Mehrzahl von auf den Walzenmantel 2 der Preßwalze 1 gerichteten Düsen 9a, die in Längsrichtung X der Preßwalze 1 nebeneinanderliegend angeordnet sind, um die Außenoberfläche 8 des Walzenmantels 2 über dessen gesamte Länge mit Kaltwasser zu besprühen, das über eine Versorungsleitung 9a zugeführt wird.
  • Eine weitere Sprühvorrichtung 10 ist im oberen Bereich der Wanne 24 am Auslauf der Preßzone vorgesehen und umfaßt in Axialrichtung der Preßwalze 1 verteilt eine Mehrzahl von Düsen 10a, die in den Keilspalt zwischen dem Filzband 7 und dem Walzenmantel 2 am Auslauf der Preßzone gerichtet sind und einen über eine Versorgungsleitung 10b zugeführten Kühlluftstrom in den Keilspalt einblasen.
  • Desweiteren ist eine Sprühvorrichtung 11 vorgesehen, um das mit dem Walzenmantel 2 der Preßwalze 1 in Berührung kommende Filzband 7 kurz vor dem Eintritt in die Preßzone 5 zu kühlen. Die Sprühvorrichtung 11 umfaßt über die Breite der Filzbahn 7 verteilt eine Mehrzahl von Düsen 11a, die durch eine gemeinsame Versorgungsleitung 11b mit kaltem Wasser versorgt werden und einen Kühlwasserstrom gegen die mit dem Walzenmantel 2 in Berührung kommende Oberfläche 12 des Filzbandes 7 richten.
  • Zwei weitere Sprühvorrichtungen 26, 27 zur Kühlung des Filzbandes 7 mit Luft sind im Bereich der Filzbandschlaufe vorgesehen und umfassen jeweils eine Mehrzahl von über die Breite des Filzbandes 7 verteilte Düsen 26a, 27a, die über Versorgungsleitungen 26a, 27a mit Kühlluft versorgt werden. Die Sprühvorrichtungen 26, 27 sind in Transportrichtung des Filzbandes 7 jeweils unmittelbar hinter einer der Rollen 20 angeordnet, über die das Filzband 7 geführt ist.
  • In die durch das Filzband 7 gebildete Schlaufe ragt eine Luftzuführleitung 13 hinein, um trockene Umgebungsluft in die Filzbandschlaufe einzublasen. Diese trockene Umgebungsluft verteilt sich in der Filzbandschlaufe und wird dabei mit Feuchtigkeit gesättigt, wobei Verdunstungskühlung auftritt.
  • Den Düsen 9a, 11a der Sprühvorrichtung 9, welche die Außenoberfläche 8 des Walzenmantels 2 mit kaltem Wasser direkt kühlt, und der Sprühvorrichtung 11, welche das Filzband 7 kurz vor dem Eintritt in die Preßzone 5 mit kaltem Wasser kühlt, sind jeweils Ventile zugeordnet, durch welche die den Düsen 9a, 11a zugeführte Kühlwassermenge in Axialrichtung der Preßwalze 1 unterschiedlich eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann gezielt ein gewünschtes Temperaturprofil in Axialrichtung des Walzenmantels 2 eingestellt werden. Insbesondere kann die Kühlung des Walzenmantels 2 derart erfolgen, daß die Temperatur der Walzenmanteloberfläche in Axialrichtung der Preßwalze 1 im wesentlichen gleich hoch ist.
  • Alternativ oder ergänzend kann auch eine Steuerung des Temperaturprofils in Axialrichtung der Preßwalze 1 erfolgen, indem die in Axialrichtung der Preßwalze 1 nebeneinander liegenden Düsen 9a, 11a mit Kühlfluid unterschiedlicher Temperatur versorgt werden.
  • Im Betrieb wird die Bahn P zwischen den Filzbändern 7, 19 durch den Preßspalt 5 der Preßvorrichtung geführt. Dabei werden die Filzbänder 7, 19 sowie der Walzenmantel 2 der Preßwalze 1 und die Gegenwalze 6 durch die warme Bahn P, deren Temperatur etwa 70° bis 90°C erreichen kann, erwärmt. Dabei ist, wie in Figur 2 gezeigt ist, die Temperatur des Walzenmantels 2 in der Mitte der Preßwalze 1 am höchsten und fällt zu den Walzenrändern hin ab.
  • Durch die vorgesehenen Sprühvorrichtungen 9, 10, 11, 26, 27 wird die Temperatur der Außenoberfläche 8 des Walzenmantels 2, wie in Figur 3 dargestellt ist, im Mittelbereich der Preßwalze 1 um einen Wert ΔT abgesenkt.
  • Dabei bewirkt die Sprühvorrichtung 9, welche kaltes Wasser auf die Außenoberfläche 8 des Walzenmantels 2 sprüht, eine direkte Kühlung des Walzenmantels 2, die in Axialrichtung des Walzenmantels 1 durch eine entsprechende Einstellung der den Düsen 9a zugeordneten Ventile unterschiedlich gewählt werden kann.
  • Die Sprühvorrichtung 11 bewirkt weiterhin eine Kühlung des Filzbandes 7 kurz vor dessen Eintritt in die Preßzone 5. Das Filzband 7 kühlt dann in der Preßzone 5 den Walzenmantel 2 und verhindert weiterhin einen Wärmeübergang von der Bahn P an den Walzenmantel 2.
  • Am Auslauf der Preßzone bewirkt der durch die Sprühvorrichtung 10 in den Keilspalt zwischen dem Filzband 7 und dem Walzenmantel 2 eingeblasene Kühlluftstrom, der vorzugsweise einem Fremdbelüftungssystem für die Antriebsmotoren der Preßvorrichtung entnommen wird, eine gleichzeitige Kühlung des Filzbandes 7 und des Walzenmantels 2, wobei aufgrund der direkt nach dem Austritt aus der Preßzone vergleichsweise hohen Temperaturen des Filzbandes 7 und des Walzenmantels 2 eine hohe Kühlwirkung erzielt wird.
  • Das Filzband 7 wird während seines Umlaufs um die Rollen 20 durch die weiteren Sprühvorrichtungen 26, 27 und durch die trockene Luft, weiche über die Luftzuführleitung 28 in die Filzbandschlaufe eingeblasen wird, gleichmäßig abgekühlt und durch die Reinigungsvorrichtung von anhaftenden Fasern und Verunreinigungen befreit.
  • In den Figuren 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Preßvorrichtung dargestellt. Die Preßvorrichtung hat im wesentlichen den gleichen Grundaufbau wie die in Figur 1 dargestellte Preßvorrichtung und umfaßt eine Preßwalze 1, die zusammen mit einer Gegenwalze 6 einen Preßspalt 5 mit verlängerter Preßzone bildet, durch den eine zu behandelnde Bahn P zwischen zwei Filzbändern 7, 19 transportiert wird.
  • Die Preßwalze 1 umfaßt einen umlaufenden, aus Kunststoff bestehenden Walzenmantel 2 und ein den Walzenmantel 2 in Axialrichtung durchsetzendes stationäres Querhaupt 3. Der Walzenmantel 2 ist vom Querhaupt 3 her in Richtung der Gegenwalze 6 durch einen Preßschuh 16 anpreßbar, der durch hydraulische Stützelemente 4 abgestützt ist und dessen der Gegenwalze 6 zugeordnete Anlagefläche 18 zur Bildung der verlängerten Preßzone komplementär zu der Außenfläche der Gegenwalze 6 ausgebildet ist.
  • Die Preßwalze 1 ist von einer Wanne 24 umgeben, die im Bereich der axialen Enden der Preßwalze 1 seitlich offen ist und zum Auffangen von Spritzwasser dient, welches von dem sich drehenden Walzenmantel 2 der Preßwalze 1 abgeschleudert wird.
  • In die Wanne 24 ragt, wie insbesondere in Figur 5 im einzelnen dargestellt ist, von einer der offenen Seiten her ein Luftzuführrohr 13 hinein, welches parallel zur Längsachse X der Preßwalze 1 ausgerichtet ist und zum Einblasen von trockener Luft in die Wanne 24 dient. Das Luftzuführrohr ist als Impulsaustauschrohr 13 ausgebildet, in welches eine Injektordüse 14 seitlich hineingeführt sind, durch die ein über eine Pumpe 28 und eine Leitung 29 unter Druck zugeführter Kühlluftstrom parallel zu der Achse X der Preßwalze 1 in das Impulsaustauschrohr 13 eingeblasen werden kann, wobei der energiereiche Austrittstrahl der Injektordüse 14 durch Impulstausch Umgebungsluft in das Impulsaustauschrohr 13 saugt und als Kühlluftstrom in die Wanne 24 leitet.
  • Die durch das Impulsaustauschrohr 13 zugeführte kühle und trockene Luft verteilt sich in der Wanne 24 und nimmt an den bewegten Grenzschichten des Walzenmantels 2 und des Filzbandes 7 Feuchtigkeit auf, wobei sie durch die Drehung des Walzenmantels 2 in Richtung der Pfeile A auf die gegenüberliegende Seite der Preßwalze 1 transportiert und aus der Wanne 24 ausgeblasen wird. Durch die Feuchtigkeitsaufnahme der Luft entsteht eine Verdunstungskühlung, durch welche die Temperatur der Außenoberfläche 8 des Walzenmantels 2 unterhalb von 45°C gehalten werden kann.
  • Zusätzlich ist es möglich, eine direkte Kühlung des Walzenmantels 2 bzw. des Filzbandes 7 vorzusehen, wie es im Zusammenhang mit der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Preßvorrichtung beschrieben worden ist, insbesondere um das Temperaturprofil über die Länge der Preßwalze 1 gezielt einstellen zu können.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Preßwalze
    2
    Walzenmantel
    3
    Querhaupt
    4
    Stützelement
    5
    Preßspalt
    6
    Gegenwalze
    7
    Filzband
    8
    Außenoberfläche
    9
    Sprühvorrichtung
    9a
    Düse
    9b
    Versorgungsleitung
    10
    Sprühvorrichtung
    10a
    Düse
    10b
    Versorgungsleitung
    11
    Sprühvorrichtung
    11a
    Düse
    11b
    Versorgungsleitung
    12
    Oberfläche
    13
    Impulsaustauschrohr
    14
    Injektordüse
    15
    Austrittsöffnung
    16
    Preßschuh
    18
    Anlagenfläche
    19
    Filzband
    20
    Umlenkrolle
    21
    Umlenkrolle
    22
    Reinigungsspritzrohr
    23
    Saugvorrichtung
    24
    Wanne
    25
    Abstreifer
    26
    Sprühvorrichtung
    26a
    Düse
    26b
    Versorgungsleitung
    27
    Sprühvorrichtung
    27a
    Düse
    27b
    Versorgungsleitung
    28
    Pumpe
    29
    Leitung

Claims (22)

  1. Verfahren zur Behandlung einer Faserstoff- oder Papierbahn in einer Preßvorrichtung, bei dem die Bahn durch einen zwischen einer Preßwalze und einem Gegenelement, vorzugsweise einer Gegenwalze, gebildeten Preßspalt mit insbesondere verlängerter Preßzone geführt wird, wobei die Preßwalze einen umlaufenden, aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan, bestehenden Walzenmantel und ein den Walzenmantel axial durchsetzendes stationäres Querhaupt aufweist und der Walzenmantel durch einen über wenigstens ein Stützelement an dem Querhaupt abgestützten Preßschuh in Richtung des Gegenelements preßbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Erhöhung der Abriebsfestigkeit des Walzenmantels der Preßwalze die Außenoberfläche des Walzenmantels in Axialrichtung der Walze wenigstens bereichsweise gekühlt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Außenoberfläche des Walzenmantels in Axialrichtung der Preßwalze unterschiedlich gekühlt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Außenoberfläche des Walzenmantels ausschließlich oder verstärkt in den sich stärker erwärmenden Bereichen des Walzenmantels gekühlt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kühlung des Walzenmantels derart erfolgt, daß der Walzenmantel über seine Breite ein vorgebbares Temperaturprofil aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kühlung des Walzenmantels derart erfolgt, daß die Temperatur der Walzenmanteloberfläche in Axialrichtung der Preßwalze im wesentlichen gleich hoch ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Walzenmanteloberfläche auf einer Temperatur unterhalb von 50° C gehalten wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Kühlung der Walzenmanteloberfläche ein Kühlfluidstrom gegen die Außenoberfläche des Walzenmantels gerichtet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bahn auf einem Filzband durch den Preßspalt geführt und der Kühlfluidstrom in den Keilspalt zwischen dem Filzband und dem Walzenmantel am Auslauf der Preßzone gerichtet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bahn auf einem Filzband durch den Preßspalt geführt wird und zur indirekten Kühlung der Außenoberfläche des Walzenmantels ein Kühlfluidstrom gegen die mit dem Walzenmantel in Berührung kommende Oberfläche des Filzbandes gerichtet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß als Kühlfluid kaltes Wasser verwendet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß als Kühlfluid kalte und / oder ungesättigte Luft verwendet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die kalte und / oder ungesättigte Luft einem Fremdbelüftungssystem für die Antriebsmotoren der Preßvorrichtung entnommen wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Filzband eine geschlossene Schlaufe bildet und ein Kühlluftstrom in das Innere der Filzbandschlaufe geleitet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kühlluftstrom durch wenigstens eine Injektordüse in das Innere der Filzbandschlaufe geleitet wird, wobei der energiereiche Austrittskernstrahl der Injektordüse durch Impulsaustausch größere Mengen von ungesättigter Umgebungsluft ansaugt und zusammen mit dem Kühlluftstrom dem Inneren der Filzbandschlaufe zuführt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kühlluftstrom nahe dem Auslauf der Preßzone in Axialrichtung der Walze in den Keilspalt zwischen dem Walzenmantel und dem Filzband gerichtet wird.
  16. Vorrichtung für die Behandlung einer Faserstoff- oder Papierbahn (P), mit einer Preßwalze (1) mit einem umlaufenden, aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyurethan, bestehenden Walzenmantel (2) und einem den Walzenmantel (2) in Axialrichtung (X) durchsetzenden stationären Querhaupt (3), wobei der Walzenmantel (2) durch einen über wenigstens ein Stützelement (4) an dem Querhaupt (3) abgestützten Preßschuh (16) in Richtung eines mit der Preßwalze (1) zur Bildung eines Preßspaltes (5) mit insbesondere verlängerter Preßzone zusammenwirkenden und insbesondere als Gegenwalze (6) ausgebildeten Gegenelements (6) preßbar ist, wobei die Bahn (P) insbesondere auf einem Filzband (7) durch den Preßspalt (5) geführt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Kühlvorrichtung vorgesehen ist, um die Außenoberfläche (8) des Walzenmantels (2) in Axialrichtung (X) der Preßwalze (1) zumindest bereichsweise zu kühlen.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kühlvorrichtung zur Kühlung der Außenoberfläche (8) des Walzenmantels (2) wenigstens eine Sprühvorrichtung (9, 10, 11, 26, 27) aufweist, um einen Kühlfluidstrom, insbesondere kaltes Wasser oder kalte bzw. ungesättigte Luft, gegen die Außenoberfläche (8) des Walzenmantels (2) und / oder gegen die mit der Außenoberfläche (8) des Walzenmantels (2) in Berührung kommende Oberfläche (12) des Filzbandes (7) zu richten.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens eine Sprühvorrichtung (9, 11) mehrere in Axialrichtung der Preßwalze nebeneinanderliegende Sprühabschnitte bildet, die einzeln oder in Gruppen ansteuerbar sind.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, um die Menge und / oder die Temperatur des von den einzelnen Sprühabschnitten ausgestoßenen Kühlfluids entsprechend einem vorgebbaren Temperaturprofil für die Außenoberfläche des Walzenmantels einzustellen.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Austrittsdüsen wenigstens einer Sprühvorrichtung (11) am Auslauf der Preßzone in den Keilspalt zwischen dem Filzband (7) und dem Walzenmantel (2) gerichtet sind.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zum Einblasen eines Kühlluftstroms in das Innere einer durch das Filzband (7) gebildeten geschlossenen Schlaufe oder einer die Preßwalze (1) umgebenden Wanne (24) ein mit Seinem einen axialen Ende in die Filzbandschlaufe bzw. die Wanne (24) hineinragendes und an seinem anderen axialen Ende mit der Umgebungsluft verbundenes Luftzuführrohr (13) vorgesehen ist.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Luftzuführrohr ein Impulsaustauschrohr (13) ist, und daß durch eine Injektordüse (14) mit einer in Längsrichtung des Impulsaustauschrohrs (13) weisenden Austrittsöffnung (15) ein Kühlluftstrom in das Impulsaustauschrohr (13) einblasbar ist, wobei der energiereiche Austrittsstrahl der Injektordüse (14) durch Impulstausch Umgebungsluft in das Impulsaustauschrohr (13) saugt und mit dem Kühlluftstrom dem Inneren der Filzbandschlaufe bzw. der Wanne (24) zuführt.
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