EP1693509A1 - Presswalzenüberwachung - Google Patents

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EP1693509A1
EP1693509A1 EP05111361A EP05111361A EP1693509A1 EP 1693509 A1 EP1693509 A1 EP 1693509A1 EP 05111361 A EP05111361 A EP 05111361A EP 05111361 A EP05111361 A EP 05111361A EP 1693509 A1 EP1693509 A1 EP 1693509A1
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EP
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roll
lubricant
monitoring unit
fibrous web
monitoring
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Josef Schneid
Jörg Dr. Rheims
Thomas Wöhner
Thomas Hermsen
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
Voith Paper 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0088—Lubricating means
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0036—Paper-making control systems controlling the press or drying section
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B3/00—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs
    • B30B3/04—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs co-operating with one another, e.g. with co-operating cones

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a press roll for treating a paper, cardboard, tissue or other fibrous web in a machine for producing and / or finishing the same, which has a rotatable roll shell, which is supported on a stationary pressing element, wherein the gap between the roll shell and the pressing surface of the pressing member is lubricated with a liquid lubricant.
  • the smoothing rollers are previously placed under the heated counter-rollers. If, however, the underside of the fibrous web is to come into contact with the heated counter-roller, it is guided around the upper counter-roller in the opposite direction through the calendering nip.
  • the object of the invention is therefore to enable the simplest possible and reliable monitoring of the state of the roll shell.
  • this object is achieved in that at least one spaced from the roll shell, optical and / or thermographic monitoring unit monitors the condition of the roll shell and provides leakage signal or imminent leakage of the lubricant an interference signal to the machine control.
  • the distance to the press roller, the risk of damage or contamination of the monitoring unit can be greatly reduced.
  • the accessibility of the press assembly is not affected by the monitoring arrangement.
  • the machine controller receives an interference signal that indicates a leak or the risk of leakage, so the press nip, which forms the press roll with a counter roll, should be opened immediately.
  • the supply of lubricant to the press roll and the rotation of the roll mantle should be reduced or preferably stopped.
  • the monitoring unit can detect the entire width of the press roll or the fibrous web or only a part thereof. In a partial detection, the monitoring unit should traverse axially along the press roll or several monitoring units are arranged axially next to one another.
  • a monitoring system can be realized in that the monitoring unit is designed as a digital video camera, which recognizes damage thereof on the basis of changes in the surface of the roll mantle.
  • a further monitoring system is possible in that the monitoring unit preferably monitors the surface of the fibrous web facing the press roller.
  • the monitoring unit should send an interference signal to the machine unit in strip-like discoloration of the surface of the fibrous web.
  • a third monitoring system is possible by detecting the surface temperature of the roll shell.
  • the optical recognition of leaking lubricant can be substantially improved if the lubricant is added to signal substances which are visually easily recognizable.
  • Fluorescent substances are particularly suitable as signal substances.
  • the optical detection can be improved simply by irradiating the surface of the roll mantle with ultraviolet light.
  • the press arrangement serves to smooth a fibrous web 1 and is formed by a press roll 4 and a cylindrical and heated counter roll 5 arranged underneath.
  • the press roll 4 has a rotating, flexible roll shell 2 made of plastic, which is pressed by a pressing element 3 to the counter roll 5 out.
  • the pressing element 3 has a concave pressing surface to form an extended press nip, the gap between this pressing surface and the inside of the roll shell 2 being lubricated with a liquid lubricant. Hydraulic oil, which is supplied to the pressing element 3 via a supply line 11, is often used as the lubricant.
  • the state of the roll mantle 2 is hereby monitored, for example, directly or indirectly by three independent monitoring systems.
  • the monitoring units 6, 7, 8 of these monitoring systems send an interference signal to the machine control 10.
  • the machine control 10 stops in case of failure via a valve 12 in the supply line 11, the further supply of lubricant and thus limits the possible damage.
  • the machine control 10 opens the press nip and brakes the roll shell 2 of the press roll 4.
  • a first monitoring unit 6 detects temperature changes on the surface of the roll mantle 2 by means of thermographic monitoring methods. If local temperature increases are detected, this indicates overloading of the roll shell 2 and thus the risk of cracking or hole formation. Therefore, this leads to generation of a noise signal.
  • a local temperature reduction leads to the transmission of an interference signal. Since the temperature of the supplied lubricant is usually about 20 to 30 ° C lower than the temperature of the surface of the roll shell 2, a leakage of lubricant usually has a lowering of the surface temperature in the leak area result.
  • the monitoring unit 7 is formed by a digital video camera. This optical monitoring unit 7 observes the surface of the roll mantle 2. To make leaking lubricant more visible to the video camera, a fluorescent substance is added to the lubricant.
  • the surface of the roll shell 2 is irradiated with ultraviolet light, resulting in the luminescent substance in the licking lubricant.
  • the third monitoring system is also formed by an optical monitoring unit 8 which monitors the surface of the fibrous web 1 facing the press roller 4.
  • this monitoring unit 8 can also detect local discoloration of the fibrous web 1 as a result of leakage of lubricant.
  • strip-like discoloration indicate that there is a problem with leaking lubricant and cause the transmission of an interfering signal.
  • the monitoring units 6, 7, 8 can be traversed transversely to the fibrous web 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Presswalze (4) zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben, welche einen rotierbaren Walzenmantel (2) besitzt, der sich auf einem stationären Presselement (3) abstützt, wobei der Spalt zwischen dem Walzenmantel (2) und der Pressfläche des Presselementes (3) mit einem flüssigen Schmiermittel geschmiert wird.
Dabei wird der Zustand des Walzenmantels (2) relativ einfach und sicher von zumindest einer, vom Walzenmantel (2) beabstandeten, optischen und/oder thermografischen Überwachungseinheit (6,7,8) überwacht, welche bei Leckage oder drohender Leckage des Schmiermittels ein Störsignal an die Maschinensteuerung (10) liefert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Presswalze zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben, welche einen rotierbaren Walzenmantel besitzt, der sich auf einem stationären Presselement abstützt, wobei der Spalt zwischen dem Walzenmantel und der Pressfläche des Presselementes mit einem flüssigen Schmiermittel geschmiert wird.
  • Auf Grund der großen Belastungen kann es bei derartigen Presswalzen leicht zu einer Beschädigung, insbesondere des Walzenmantels kommen. Leckende Flüssigkeit kann dabei Maschinenteile und insbesondere auch die Faserstoffbahn verschmutzen. Fehlendes oder zu geringes Schmiermittel kann außerdem die Zerstörung der gesamten Presswalze zur Folge haben.
  • Wenn beispielsweise Schmier- und/oder Drucköl auf die heiße Mantelfläche einer beheizten Gegenwalze leckt, so kann dies auch zu einem Brand führen.
  • Daher werden die Glättwalzen bisher unter den beheizten Gegenwalzen angeordnet. Falls allerdings die Unterseite der Faserstoffbahn mit der beheizten Gegenwalze in Kontakt kommen soll, so wird diese um die obere Gegenwalze herum in umgekehrter Richtung durch den Glättspalt geführt.
  • Dies ist mit einem erheblichen Aufwand für die Bahnführung verbunden, erfordert mehr Raum und es kann zur Abkühlung und Austrocknung der Faserstoffbahn infolge längerer Bahnführungen kommen.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine möglichst einfache und sichere Überwachung des Zustands des Walzenmantels zu ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest eine vom Walzenmantel beabstandete, optische und/oder thermografische Überwachungseinheit den Zustand des Walzenmantels überwacht und bei Leckage oder drohender Leckage des Schmiermittels ein Störsignal an die Maschinensteuerung liefert.
  • Durch den Abstand zur Presswalze kann die Gefahr einer Beschädigung oder Verschmutzung der Überwachungseinheit stark vermindert werden. Außerdem wird so die Zugänglichkeit der Pressanordnung von der Überwachungsanordnung nicht beeinträchtigt.
  • Wenn die Maschinensteuerung ein Störsignal erhält, welches auf eine Leckage oder die Gefahr einer Leckage hinweist, so sollte der Pressspalt, den die Presswalze mit einer Gegenwalze bildet, sofort geöffnet werden.
  • Des weiteren sollte die Zufuhr von Schmiermittel zur Presswalze sowie die Rotation des Walzenmantels vermindert oder vorzugsweise gestoppt werden.
  • Dies verringert nicht nur den Umfang der Verschmutzung durch die weitere Leckage sondern auch die Brandgefahr erheblich.
  • Die Überwachungseinheit kann die gesamte Breite der Presswalze bzw. der Faserstoffbahn oder aber nur einen Teil davon erfassen. Bei einer teilweisen Erfassung sollte die Überwachungseinheit axial entlang der Presswalze traveriseren oder aber es werden mehrere Überwachungseinheiten axial nebeneinander angeordnet.
  • Es kann außerdem vorteilhaft sein, mehrere voneinander unabhängige Überwachungssysteme einzusetzen. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Überwachung erheblich.
  • Ein Überwachungssystem kann dadurch realisiert werden, dass die Überwachungseinheit als digitale Videokamera ausgebildet ist, welche auf der Basis von Veränderungen der Oberfläche des Walzenmantels Beschädigungen desselben erkennt.
  • Ein weiteres Überwachungssystem wird dadurch möglich, dass die Überwachungseinheit vorzugsweise die, der Presswalze zugewandte Oberfläche der Faserstoffbahn überwacht.
  • Bei einer Leckage des Schmiermittels gelangt zumindest ein Teil davon auf die Faserstoffbahn, was an einer Verfärbung der verschmutzten Faserstoffbahn sichtbar wird.
  • Daher sollte die Überwachungseinheit bei streifenförmigen Verfärbungen der Oberfläche der Faserstoffbahn ein Störsignal an die Maschineneinheit senden.
  • Ein drittes Überwachungssystem wird durch die Erfassung der Oberflächentemperatur des Walzenmantels möglich.
  • Dabei weist eine lokale Temperaturerhöhung in der Regel auf eine Überlastung und des Beschädigung des Walzenmantels und damit auf eine drohende Leckage hin. Daher sollte dies zur Erzeugung eines Störsignals an die Maschinensteuerung führen.
  • Eine Leckage des im allgemeinen kühleren Schmiermittels führt andererseits zu einer lokalen Temperaturabsenkung an der Walzenoberfläche. Daher sollte auch dies zu einem Störsignal an die Maschinensteuerung führen.
  • Die optische Erkennung leckenden Schmiermittels kann wesentlich verbessert werden, wenn dem Schmiermittel Signalstoffe zugesetzt werden, welche optisch leicht erkennbar sind.
  • Als Signalstoffe eignen sich insbesondere fluoreszierende Substanzen. In diesem Fall kann die optische Erkennung einfach dadurch verbessert werden, dass die Oberfläche des Walzenmantels mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
  • Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur einen schematischen Querschnitt durch eine Pressanordnung.
  • Die Pressanordnung dient zur Glättung einer Faserstoffbahn 1 und wird von einer Presswalze 4 und einer darunter angeordneten, zylindrischen und beheizten Gegenwalze 5 gebildet.
  • Die Presswalze 4 hat einen rotierenden, flexiblen Walzenmantel 2 aus Kunststoff, der von einem Presselement 3 zur Gegenwalze 5 hin gedrückt wird.
  • Das Presselement 3 besitzt zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes eine konkave Pressfläche, wobei der Spalt zwischen dieser Pressfläche und der Innenseite des Walzenmantels 2 mit einem flüssigen Schmiermittel geschmiert wird. Als Schmiermittel dient oft Hydrauliköl, welches dem Presselement 3 über eine Versorgungsleitung 11 zugeführt wird.
  • Der Zustand des Walzenmantels 2 wird hier beispielhaft von drei unabhängigen Überwachungssystemen direkt oder indirekt überwacht.
  • Bei einer Störung, d.h. einer Leckage oder zumindest einer drohenden Leckage senden die Übenrvachungseinheiten 6,7,8 dieser Überwachungssysteme ein Störsignal an die Maschinensteuerung 10.
  • Die Maschinensteuerung 10 stoppt bei einer Störung über ein Ventil 12 in der Versorgungsleitung 11 die weitere Zufuhr von Schmiermittel und grenzt so den möglichen Schaden ein.
  • Außerdem öffnet die Maschinensteuerung 10 den Pressspalt und bremst den Walzenmantel 2 der Presswalze 4 ab.
  • Eine erste Überwachungseinheit 6 erfasst Temperaturveränderungen an der Oberfläche des Walzenmantels 2 mittels thermografischer Überwachungsmethoden. Sollten dabei lokale Temperaturerhöhungen erkannt werden, so deutet dies auf eine Überlastung des Walzenmantels 2 und damit die Gefahr einer Riss- oder Lochbildung hin. Daher führt dies zur Erzeugung eines Störsignals.
  • Auch eine lokale Temperaturabsenkung führt zum Senden eines Störsignals. Da die Temperatur des zugeführten Schmiermittels in der Regel ca. 20 bis 30°C niedriger als die Temperatur der Oberfläche des Walzenmantels 2 ist, hat eine Leckage von Schmiermittel meist eine Absenkung der Oberflächentemperatur im Leckbereich zur Folge.
  • Bei einem anderen Überwachungssystem wird die Überwachungseinheit 7 von einer digitalen Videokamera gebildet. Diese optische Überwachungseinheit 7 beobachtet die Oberfläche des Walzenmantels 2. Um leckendes Schmiermittel für die Videokamera besser sichtbar zu machen, wird dem Schmiermittel eine fluoreszierende Substanz beigemischt.
  • Über einen UV-Strahler 9 wird die Oberfläche des Walzenmantels 2 mit ultraviolettem Licht bestrahlt, was zum Leuchten der fluoreszierenden Substanz im leckenden Schmiermittel führt.
  • Auch das dritte Überwachungssystem wird von einer optischen Überwachungseinheit 8 gebildet, welche die, der Presswalze 4 zugewandte Oberfläche der Faserstoffbahn 1 überwacht.
  • Neben bestimmten Parametern der Faserstoffbahn 1 kann diese Überwachungseinheit 8 auch lokale Verfärbungen der Faserstoffbahn 1 infolge einer Leckage von Schmiermittel erkennen. Insbesondere streifenförmige Verfärbungen deuten auf eine Verschmutzung mit leckendem Schmiermittel hin und führen zum Senden eines Störsignals.
  • In allen Überwachungssystemen sind die Überwachungseinheiten 6,7,8 quer zur Faserstoffbahn 1 traversierbar.
  • Wegen des Abstandes der Überwachungseinheiten 6,7,8 zur Presswalze 4 wird die Zugänglichkeit der Pressanordnung nur gering beeinträchtigt.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Überwachung einer Presswalze (4) zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben, welche einen rotierbaren Walzenmantel (2) besitzt, der sich auf einem stationären Presselement (3) abstützt, wobei der Spalt zwischen dem Walzenmantel (2) und der Pressfläche des Presselementes (3) mit einem flüssigen Schmiermittel geschmiert wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zumindest eine vom Walzenmantel (2) beabstandete, optische und/oder thermografische Überwachungseinheit (6,7,8) den Zustand des Walzenmantels (2) überwacht und bei Leckage oder drohender Leckage des Schmiermittels ein Störsignal an die Maschinensteuerung (10) liefert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Maschinensteuerung (10) nach Empfang eines Störsignals die Zufuhr von Schmiermittel zur Presswalze (4) vermindert, vorzugsweise stoppt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Maschinensteuerung (10) nach Empfang eines Störsignals die Rotation des Walzenmantels (2) vermindert oder vorzugsweise stoppt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
    gekennzeichnet, dass
    die Überwachungseinheit (7) als digitale Videokamera ausgebildet ist, welche auf der Basis von Veränderungen der Oberfläche des Walzenmantels (2) Beschädigungen desselben erkennt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
    gekennzeichnet, dass
    die Überwachungseinheit (8) vorzugsweise die, der Presswalze (4) zugewandte Oberfläche der Faserstoffbahn (1) überwacht.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Überwachungseinheit (8) bei streifenförmigen Verfärbungen der Oberfläche der Faserstoffbahn (1) ein Störsignal an die Maschineneinheit (10) sendet.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
    gekennzeichnet, dass
    von der Überwachungseinheit (6) die Oberflächentemperatur des Walzenmantels (2) erfasst wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    bei einer lokalen Temperaturerhöhung ein Störsignal an die Maschinensteuerung (10) gesendet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    bei einer lokalen Temperaturabsenkung ein Störsignal an die Maschinensteuerung (10) gesendet wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
    gekennzeichnet, dass
    dem Schmiermittel Signalstoffe zugesetzt werden, welche die optische Erkennung des leckenden Schmiermittels verbessern.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Signalstoffe von einer fluoreszierenden Substanz gebildet werden und die Oberfläche des Walzenmantels (2) mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
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