EP1621263A1 - Verfahren zur Reinigung der Oberflächen von Walzen - Google Patents

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EP1621263A1
EP1621263A1 EP05105190A EP05105190A EP1621263A1 EP 1621263 A1 EP1621263 A1 EP 1621263A1 EP 05105190 A EP05105190 A EP 05105190A EP 05105190 A EP05105190 A EP 05105190A EP 1621263 A1 EP1621263 A1 EP 1621263A1
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EP
European Patent Office
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laser
roller
cleaned
lasers
wavelength
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Withdrawn
Application number
EP05105190A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Dr. Dölle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH, Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1621263A1 publication Critical patent/EP1621263A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G3/00—Doctors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • B08B3/123—Cleaning travelling work, e.g. webs, articles on a conveyor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
    • B08B7/0042—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like by laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2235/00—Cleaning
    • B41P2235/10—Cleaning characterised by the methods or devices
    • B41P2235/12—Cleaning characterised by the methods or devices using laser energy

Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning the surfaces of rolls of a machine for producing and / or finishing a paper, cardboard or other fibrous web.
  • the fibrous web On its way through a machine for producing and / or refining the fibrous web, the fibrous web is passed over a plurality of rolls (e.g., guide rolls, drying cylinders, press rolls, coating rolls, smoothing rolls) on whose surfaces undesirable deposits form with increasing service life.
  • rolls e.g., guide rolls, drying cylinders, press rolls, coating rolls, smoothing rolls
  • These come from treatment agents and from abrasion (especially Stickies as sticky impurities) from the fibrous web.
  • These impurities are organic as well as inorganic.
  • rollers were cleaned mainly with mechanically acting scrapers, which ultimately damaged the roller surfaces and thus wear earlier.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method by which the surfaces of rollers can be cleaned more gently than before.
  • This object is achieved by the surfaces of the rollers are cleaned very gently with a laser. This laser cleaning process incinerates the impurities without damaging the base material, ie the roll mantle. This procedure works fast, safe and clean.
  • the method can be suitably designed when the laser is mounted on a crossbeam. This Traverse spans the rotating roller to be cleaned. The laser can thus completely shut off the roll surface. In this case, oscillating or continuous or stepwise movements, in particular over the length of the respective roller, are expedient.
  • an advantageous energy density of the laser to be used was a size between 0.1 W / cm 2 and 0.5 MW / cm 2 and a wavelength of 100 nm to 400 nm for the application of excimer lasers, 1000 nm to 2000 nm for the application of ND-Yag lasers and 5000 nm to 12000 nm for the application of CO2 lasers found in which melting of the base material is avoided.
  • the pulse time of the laser to be used should be a time between 1ms and 1fs.
  • the laser frequency then results from the pulse time.
  • the energy density is in turn determined by the pulse length and the energy introduced.
  • a further expedient configuration of the method can be achieved by sucking off the impurities removed by the laser from the respective roll surface (and, as already explained, burnt). As a result, contamination of the environment or the adjacent components is avoided. As a suction all conventional devices come into consideration.
  • roll surfaces can be cleaned with the method according to the invention, but also screens and felts on which the current fibrous web is supported and also pollute.
  • the inventive method allows a relatively inexpensive, but above all very gentle cleaning and an increase in service life of the paper machine rolls while saving on cleaning chemicals and mechanical cleaning agents.
  • the figure shows a schematically illustrated paper machine roll, which is cleaned by the method according to the invention.
  • a roller 1 is shown, over which runs a fibrous web 2 made of paper or cardboard during its manufacturing and / or finishing process.
  • the fibrous web 2 is therefore drawn in the example only by dashed lines.
  • 1 different deposits 3 have accumulated on the surface 1a of the roller, which contribute to an unfavorable running behavior of the web 2 and even affect the function of the roller, but above all can reduce their service life.
  • the surface 1a of the roller 1 is cleaned at certain intervals. This is done with a laser 4, which is arranged on a traverse 5 and moves off the roll surface.
  • the movement of the laser 4 and its laser beam 4a can be carried out stepwise (Variant I), oscillating (Variant II), but also continuously (Variant III) in one direction.
  • Variant I stepwise
  • Variant II oscillating
  • Variant III continuously
  • These variants I, II and III are indicated above the roller with arrow lines.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Reinigung der Oberflächen (1a) von Walzen (1) einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn (2) ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Oberflächen (1a) der Walzen (1) mit einem Laser (4) gereinigt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Oberflächen von Walzen einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn.
  • Auf ihrem Laufweg durch eine Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung der Faserstoffbahn wird die Faserstoffbahn über eine Vielzahl an Walzen (z.B. Leitwalzen, Trockenzylinder, Presswalzen, Streichwalzen, Glättwalzen) geführt, auf deren Oberflächen mit zunehmender Einsatzdauer sich unerwünschte Ablagerungen bilden. Diese stammen von Behandlungsmitteln und von Abrieb (vor allem auch Stickies als klebrige Verunreinigungen) aus der Faserstoffbahn. Diese Verunreinigungen sind organischer als auch anorganischer Natur.
  • Bisher reinigte man die Walzen vor allem mit mechanisch wirkenden Schabern, wodurch aber letztendlich die Walzenoberflächen beschädigt werden und dadurch früher verschleißen.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Oberflächen von Walzen schonender als bisher gereinigt werden können.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, indem die Oberflächen der Walzen sehr schonend mit einem Laser gereinigt werden.
    Durch diesen Laser-Reinigungsprozess werden die Verunreinigungen verbrannt, ohne dass das Grundmaterial, also der Walzenmantel, beschädigt wird. Dieses Verfahren arbeitet schnell, sicher und sauber.
  • Die sich auf der Walzenoberfläche absetzenden Verunreinigungen bzw. Ablagerungen sind von anorganischer oder organischer Natur. Das können also korrosive Ablagerungen, Stickies, Schleim, Harz, Öle und Fette, Kalziumcarbonat und/oder Chemikalien sein. Dabei ist es unerheblich, ob die Walzenoberflächen komplett oder nur teilweise mit den unerwünschten Ablagerungen überzogen sind. Bei allen Arten wird ein gleich hoher Reinigungseffekt durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht.
  • Das Verfahren lässt sich zweckmäßig ausgestalten, wenn der Laser jeweils auf eine Traverse montiert wird. Diese Traverse überspannt die zu reinigende drehende Walze. Der Laser kann somit die Walzenoberfläche komplett abfahren. Zweckmäßig sind dabei oszillierende oder kontinuierliche oder schrittweise Bewegungen insbesondere über die Länge der betreffenden Walze hinweg.
  • Als vorteilhafte Energiedichte des einzusetzenden Lasers wurde eine Größe zwischen 0,1 W/cm2 und 0,5 MW/cm2 sowie eine Wellenlänge von 100 nm bis 400 nm für die Anwendung von Excimer-Lasern, 1000 nm bis 2000 nm für die Anwendung von ND-Yag Lasern und 5000 nm bis 12000 nm für die Anwendung von CO2-Lasern gefunden, bei denen ein Aufschmelzen des Grundmaterials vermieden wird.
  • Als Pulszeit des einzusetzenden Lasers sollte eine Zeit zwischen 1ms und 1fs eingestellt werden. Die Laserfrequenz ergibt sich dann aus der Pulszeit. Die Energiedichte wird wiederum bestimmt durch die Pulslänge und die eingebrachte Energie.
  • Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens lässt sich dadurch erreichen, indem die vom Laser von der jeweiligen Walzenoberfläche abgetragenen (und wie bereits ausgeführt, verbrannten) Verunreinigungen abgesaugt werden. Dadurch wird ein Verschmutzen der Umgebung bzw. der angrenzenden Bauteile vermieden. Als Absaugeinrichtungen kommen alle herkömmlichen Geräte in Betracht.
  • Es soll noch erwähnt sein, dass nicht nur Walzenoberflächen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren reinigbar sind, sondern auch Siebe und Filze auf denen die laufende Faserstoffbahn abgestützt ist und die ebenso verschmutzen.
  • Je nach der Materialart der zu reinigenden Oberfläche sind Bauteile aus Kunststoff, Nichteisen-Werkstoff, Keramik, Sinterwerkstoff, Stahl und Metall-Legierungen mit einem Schmelzpunkt von 50°C bis 3500°C mittels Laser reinigbar.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine relativ kostengünstige, vor allem aber sehr schonende Reinigung sowie eine Standzeiterhöhung der Papiermaschinen-Walzen bei gleichzeitiger Einsparung an Reinigungschemikalien und mechanischen Reinigungsmitteln.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles kurz beschrieben werden.
  • Es zeigt die Figur eine schematisch dargestellte Papiermaschinenwalze, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gereinigt wird.
  • In der Figur ist eine Walze 1 dargestellt, über die eine Faserstoffbahn 2 aus Papier- oder Karton während ihres Herstellungs- und/oder Veredelungsprozesses läuft. Die Faserstoffbahnbahn 2 ist deshalb im Beispiel nur gestrichelt gezeichnet. Im Laufe der Zeit haben sich auf der Oberfläche 1a der Walze 1 verschiedene Ablagerungen 3 angesammelt, die zu einem ungünstigen Laufverhalten der Bahn 2 beitragen und sogar die Funktion der Walze beeinträchtigen, vor allem aber deren Standzeit verringern können. Aus diesem Grunde wird die Oberfläche 1a der Walze 1 in gewissen Zeitabständen gereinigt. Das erfolgt mit einem Laser 4, welcher auf einer Traverse 5 angeordnet ist und die Walzenoberfläche abfährt. Die Bewegung des Lasers 4 und dessen Laserstrahl 4a kann schrittweise (Variante I), oszillierend (Variante II), aber auch kontinuierlich (Variante III) in eine Richtung erfolgen. Diese Varianten I, II und III sind über der Walze mit Pfeillinien angedeutet. Darüber hinaus ist es denkbar, den Laserstrahl in einem bestimmten Winkel, der veränderbar bzw. einstellbar ist, auf die Walzenoberfläche 1a (oder andere zu reinigende Oberfläche) zu richten.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Reinigung der Oberflächen (1a) von Walzen (1) einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn (2),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Oberflächen (1a) der Walzen (1) mit einem Laser (4) gereinigt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Laser (4) jeweils auf eine die zu reinigende Walze (1) überspannende Traverse (5) montiert ist und der Laser (4) oszillierend, kontinuierlich oder schrittweise insbesondere über die Länge der betreffenden Walze (1) hinweg bewegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Energiedichte des einzusetzenden Lasers (4) zwischen 0,1 W/cm2 und 0,5 MW/cm2 sowie eine Wellenlänge von 100 nm bis 400 nm für die Anwendung von Excimer-Lasern, 1000 nm bis 2000 nm die Anwendung von ND-Yag Lasern und 5000 nm bis 12000 nm für die Anwendung von CO2-Lasern gefunden, gewählt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    als Pulszeit des einzusetzenden Lasers (4) zwischen 1 fs und 1ms eingestellt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Wellenlänge des einzusetzenden Lasers (4) zwischen 500 und 900nm gewählt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die vom Laser (4) von der jeweiligen Oberfläche (1a) abgetragenen Ablagerungen bzw. Verunreinigungen (3) abgesaugt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein bestimmter Auftreffwinkel des Lasers (4) bzw. seines Laserstrahles (4a) auf die Oberfläche (1a) der Walze (1) eingestellt wird.
EP05105190A 2004-07-30 2005-06-14 Verfahren zur Reinigung der Oberflächen von Walzen Withdrawn EP1621263A1 (de)

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