EP0771903B1 - 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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EP0771903B1
EP0771903B1 EP96114759A EP96114759A EP0771903B1 EP 0771903 B1 EP0771903 B1 EP 0771903B1 EP 96114759 A EP96114759 A EP 96114759A EP 96114759 A EP96114759 A EP 96114759A EP 0771903 B1 EP0771903 B1 EP 0771903B1
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EP
European Patent Office
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roll
press
accordance
roll jacket
cooling
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EP96114759A
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English (en)
French (fr)
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EP0771903A1 (de
Inventor
Christian Schiel
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Sulzer Papiertechnik Patent 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 treatment a fibrous or paper web in a press device, in which the web is through a between a press roll and a counter element, preferably a counter roller Press nip with a particularly extended press zone is, the press roller a rotating, made of plastic, especially roller jacket made of polyurethane and a stationary one that axially penetrates the roller shell Has crosshead and the roller shell by an over at least one support element supported on the crosshead Press shoe can be pressed in the direction of the counter element.
  • the invention relates to a device for Performing this procedure.
  • the press nip is usually between a press roll with a flexible jacket and a rigid counter roll formed, the press roll from a fixed crosshead, around which a flexible Press jacket, which at the ends by rotating rotating washers is supported, rotates.
  • a pressable in the direction of the counter roll continuous press shoe that over one or more Support elements is supported against the crosshead.
  • The is the support surface of the support element facing the counter roller substantially complementary to the shape of the outer circumference the counter roll formed so that between the press shoe and a flat press zone is created for the counter roll.
  • Such pressing devices have an extended pressing zone has proven itself in practice. However, they are because the short life of their flexible roller shells, the due to the low abrasion resistance on the outside the polymer layers provided for the roll shells is conditional, little for use in high-speed paper machines suitable.
  • the object of the invention is a method and an apparatus for the treatment of fibrous or paper webs to create the kind mentioned above, with which it is possible is to increase the life of the roller shells.
  • this object is essentially achieved by that to increase the abrasion resistance of the roll shell the press roll the outer surface of the roll shell in Axial direction of the roller cooled at least in some areas becomes.
  • An inventive device for treating a Corresponding fibrous or paper web has a cooling device on the outer surface of the roll shell in To cool the axial direction of the press roll at least in regions.
  • roller jacket in the warming areas, i.e. in particular near the center of the roll to cool.
  • cooling takes place however over the entire axial length of the press roll.
  • the roller jacket surface should advantageously be on a temperature below 50 ° C, if possible below 45 ° C, as it has been shown that above these temperature limits the abrasion resistance of the plastic layer decreases sharply on the outside of the roll shell.
  • the cooling of the roll shell surface can be advantageous Are done in such a way that a cooling fluid flow against the Outside surface of the roll shell is directed.
  • the felt tape on its with the To cool the roller jacket in contact with the surface.
  • the cooled felt belt then cools the Outer surface of the roll shell in the press nip.
  • the felt tape acts as a heat transfer from the warm Fibrous web towards the roll jacket.
  • a cooling fluid stream can also flow into the Wedge gap between the felt belt and the roller jacket at the outlet the pressing zone are directed, causing the roll shell and the felt belt can be cooled in the same way. Since on Outlet of the press zone, the felt belt and the roll surface have their highest temperature, is by the cooling power flow achievable cooling power here comparatively high.
  • Cold water or cold water for example, can be used as the cooling fluid and / or unsaturated air can be used against the Outer surface of the roll shell or the felt belt be directed.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a device for the treatment of a fibrous or paper web P according to of the present invention.
  • the press roll 1 comprises a rotating roll shell 2, the made of plastic, in particular of a polymer and preferably made of polyurethane, and the roller shell 2 axially penetrating stationary crosshead 3.
  • the Roller jacket 2 is from the crosshead 3 towards the counter roller 6 can be pressed by a press shoe 16 by a plurality from lying side by side in the axial direction of the press roll 1 arranged and acted upon separately hydraulic support elements 4 is supported.
  • the press shoe 16 in a pressure plenum in the crosshead 3rd be used.
  • the contact surface assigned to the counter roller 6 18 of the press shoe 16 is an elongated to form Press zone complementary to the outer surface of the counter roll 6 trained.
  • the web P to be treated is between two felt belts 7, 19 running over rollers 20, 21 and closed loops form, passed through the press nip 5.
  • a cleaning device is used to clean the felt belt 7 provided to which a cleaning spray tube 22 through which is a cleaning liquid on the outer surface 12 of the felt belt 7 is applied, and one in the transport direction of the felt belt 7 behind the cleaning spray tube 22 arranged suction device 23 through which the Cleaning liquid with the fibers and contained therein Contaminants are sucked off from the felt belt 7 again, belong.
  • the press roll 1 is surrounded by a trough 24, which is for collection of splash water, which is caused by centrifugal force of the rotating roller shell 2 are thrown off can.
  • a scraper 25 On the inside of the tub 24 is a scraper 25 provided to in water adhering to the roll shell 2 in to strip the tub 24.
  • a spray device 9 is provided in the tub 24.
  • the Spray device 9 comprises a plurality of on the roll shell 2 of the press roll 1 directed nozzles 9a in Longitudinal direction X of the press roll 1 arranged side by side are around the outer surface 8 of the roll shell 2 to spray with cold water over its entire length, the is supplied via a supply line 9a.
  • Another spray device 10 is in the upper area of the Trough 24 is provided at the outlet of the press zone and includes in Axial direction of the press roll 1 distributes a plurality of Nozzles 10a in the wedge gap between the felt belt 7 and the roll shell 2 are directed at the outlet of the press zone and one supplied via a supply line 10b Blow the cooling air flow into the wedge gap.
  • a spray device 11 is provided to the coming into contact with the roll shell 2 of the press roll 1 Cool the felt belt 7 shortly before entering the press zone 5.
  • the spray device 11 comprises across the width of the Felt web 7 distributes a plurality of nozzles 11a that pass through a common supply line 11b with cold water be supplied and a cooling water flow against that with the Roller jacket 2 coming in contact surface 12 of the Straighten the felt tape 7.
  • Two further spray devices 26, 27 for cooling the Felt tape 7 with air are in the area of the felt tape loop provided and each include a plurality of over the Width of the felt belt 7 distributed nozzles 26a, 27a, which over Supply lines 26a, 27a are supplied with cooling air.
  • the spray devices 26, 27 are in the transport direction of the Felt belt 7 each immediately behind one of the rollers 20 arranged over which the felt belt 7 is guided.
  • the nozzles 9a, 11a of the spray device 9, which the outer surface 8 of the roll shell 2 with cold water directly cools, and the spray device 11, which the felt belt 7th shortly before entering the press zone 5 with cold water cools, valves are assigned through which the Nozzles 9a, lla supplied amount of cooling water in the axial direction the press roll 1 can be set differently.
  • a desired temperature profile can be targeted Axial direction of the roll shell 2 can be set.
  • the roller shell 2 can be cooled in such a way that the temperature of the roll shell surface in the axial direction the press roll 1 is substantially the same height.
  • the temperature profile can also be controlled take place in the axial direction of the press roll 1, by the side by side in the axial direction of the press roll 1 lying nozzles 9a, 11a with different cooling fluid Temperature are supplied.
  • the web P between the felt belts 7, 19th passed through the press nip 5 of the pressing device.
  • the felt belts 7, 19 and the roll shell 2 of the Press roll 1 and the counter roll 6 through the warm web P, whose temperature can reach about 70 ° to 90 ° C, heated.
  • the temperature of the Roll shell 2 in the middle of the press roll 1 highest and drops to the edges of the rollers.
  • the spray device 9 causes cold water sprays on the outer surface 8 of the roll shell 2, a direct cooling of the roll shell 2 in the axial direction of the roll shell 1 by a corresponding setting of the the valves assigned to the nozzles 9a are selected differently can be.
  • the spray device 11 continues to cool the Felt belt 7 shortly before it enters the press zone 5. Das 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 roller shell 2.
  • the felt belt 7 is around the rollers 20 during its circulation through the further spray devices 26, 27 and through the dry air, which via the air supply line 28 into the Felt belt loop is blown in, cooled evenly and through the cleaning device of adhering fibers and Free of impurities.
  • FIGS show a pressing device according to the invention.
  • the Press device has essentially the same basic structure as the pressing device shown in Figure 1 and includes a press roll 1, which together with a counter roll 6 a Press nip 5 with an extended press zone forms through one web P to be treated is transported between two felt belts 7, 19 becomes.
  • the press roll 1 comprises a circumferential, made of plastic existing roller shell 2 and a roller shell 2 in Axial direction penetrating crosshead 3.
  • the Roll shell 2 is from the crosshead 3 in the direction of Counter roll 6 can be pressed by a press shoe 16, which by hydraulic support elements 4 is supported and the Counter roll 6 associated contact surface 18 to form the extended pressing zone complementary to the outer surface of the Counter roll 6 is formed.
  • the press roll 1 is surrounded by a tub 24 which in Area of the axial ends of the press roll 1 is open laterally and serves to collect splash water, which from the rotating roller shell 2 of the press roll 1 is thrown off becomes.
  • Air supply pipe 13 which is parallel to the longitudinal axis X the press roll 1 is aligned and for blowing in driers Air in the tub 24 is used.
  • the air supply pipe is as Pulse exchange tube 13 formed, in which an injector nozzle 14 are inserted laterally, through which one over one Pump 28 and a line 29 pressurized cooling air flow parallel to the axis X of the press roll 1 in the pulse exchange tube 13 can be blown in, the high-energy exit jet of the injector 14 through Impulse exchange of ambient air into the impulse exchange tube 13 sucks and conducts into the tub 24 as a cooling air stream.
  • the cool and supplied through the pulse exchange tube 13 dry air is distributed in the tub 24 and takes on the moving boundary layers of the roll shell 2 and the felt belt 7 Moisture, caused by the rotation of the roll shell 2 in the direction of arrows A to the opposite Side of the press roll 1 transported and out of the tub 24 is blown out. Due to the moisture absorption of the Air creates an evaporative cooling, through which the Temperature of the outer surface 8 of the roll shell 2 below can be kept at 45 ° C.
  • roller shell directly 2 or the felt band 7 it is also possible to cool the roller shell directly 2 or the felt band 7 to provide, as it is related with the first embodiment shown in Figure 1 a pressing device according to the invention has been described is, especially about the temperature profile over the length to be able to adjust the press roll 1 in a targeted manner.

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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 Mantel 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 4 im Schnitt entlang der Linie V-V.
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, lla 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, welche 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 trokkener 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
2
7 Sprühvorrichtung
27a
Düse
27b
Versorgungsleitung
28
Pumpe
29
Leitung

Claims (22)

  1. Verfahren zur Behandlung einer Faserstoff- oder Papierbahn (P) in einer Preßvorrichtung, bei dem die Bahn durch einen zwischen einer Preßwalze (1) und einem Gegenelement (6), vorzugsweise einer Gegenwalze, gebildeten Preßspalt (5) mit insbesondere verlängerter Preßzone geführt wird, wobei die Preßwalze (1) einen umlaufenden, aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan, bestehenden Walzenmantel (2) und ein den Walzenmantel (2) 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 (6) preßbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Erhöhung der Abriebsfestigkeit des Walzenmantels (2) der Preßwalze (1) die Außenoberfläche (8) des Walzenmantels (2) in Axialrichtung (X) der Walze (1) wenigstens bereichsweise gekühlt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Außenoberfläche (8) des Walzenmantels (2) in Axialrichtung (X) der Preßwalze (1) unterschiedlich gekühlt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Außenoberfläche (8) des Walzenmantels (2) ausschließlich oder verstärkt in den sich stärker erwärmenden Bereichen des Walzenmantels (2) gekühlt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kühlung des Walzenmantels (2) derart erfolgt, daß der Walzenmantel (2) über seine Breite ein vorgebbares Temperaturprofil aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kühlung des Walzenmantels (2) derart erfolgt, daß die Temperatur der Walzenmanteloberfläche (8) in Axialrichtung (X) der Preßwalze (1) im wesentlichen gleich hoch ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Walzenmanteloberfläche (8) 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 (8) ein Kühlfluidstrom gegen die Außenoberfläche (8) des Walzenmantels (2) gerichtet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bahn (P) auf einem Filzband (7) durch den Preßspalt (5) geführt und der Kühlfluidstrom in den Keilspalt zwischen dem Filzband (7) und dem Walzenmantel (2) am Auslauf der Preßzone gerichtet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bahn (P) auf einem Filzband (7) durch den Preßspalt (5) geführt wird und zur indirekten Kühlung der Außenoberfläche (8) des Walzenmantels (2) ein Kühlfluidstrom gegen die mit dem Walzenmantel (2) in Berührung kommende Oberfläche des Filzbandes (7) 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 (7) eine 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 (14) in das Innere der Filzbandschlaufe geleitet wird, wobei der energiereiche Austrittskernstrahl der Injektordüse (14) 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 (X) der Walze (1) in den Keilspalt zwischen dem Walzenmantel (2) und dem Filzband (7) 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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