EP1880055A1 - Langspaltpresse - Google Patents

Langspaltpresse

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EP1880055A1
EP1880055A1 EP06708764A EP06708764A EP1880055A1 EP 1880055 A1 EP1880055 A1 EP 1880055A1 EP 06708764 A EP06708764 A EP 06708764A EP 06708764 A EP06708764 A EP 06708764A EP 1880055 A1 EP1880055 A1 EP 1880055A1
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EP
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roll
press
nip
extended
diameter
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EP06708764A
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Andreas Meschenmoser
Thomas Augscheller
Peter Mirsberger
Andreas SCHÜTTE
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218—Shoe presses

Definitions

  • the invention relates to an extended-nip press for dewatering a paper, board, tissue or another fibrous web in a machine for producing and / or finishing the same, consisting of a press roll with a flexible roll shell and a pressing element with a concave pressing surface which the roll shell for Forming an extended press nip presses to a cylindrical counter roll, wherein the diameter of the press roll is less than 1 m.
  • Such presses are often used in conversions and can replace conventional presses because of the small space required.
  • the object of the invention is therefore to reduce the burden of the flexible roll shell with the smallest possible space requirement of the press arrangement.
  • this object is achieved in that the diameter of the counter roll is less than 1, 4 m and the ratio between the length of the pressing surface in the web running direction and the diameter of the press roll is greater than 0.08 and / or the press roll counter-roll at the end of each roll at least 25 cm surmounted.
  • the diameter of the counter roll should not exceed a diameter of 1, 4 m because of the space required and the weight. He should, however - 2 -
  • the load on the roll shell of the press roll as a result of the deformation in the press nip area is further reduced if the diameter of the press roll is smaller than the diameter of the counter roll, as a result results in a lower convex curvature of the press nip in the web running direction.
  • the average pressing pressure in the press nip should be greater than 2 MPa, preferably greater than 3 MPa and in particular greater than 4 MPa.
  • the pressing surface in the web running direction has a length of more than 80 mm, preferably more than 100 mm. - 3 -
  • the pressing surface in the web running direction has a length of more than 140 mm, preferably more than 160 mm.
  • the advantages of the invention are obtained especially in presses in which the width of the press roll is less than 7.5 m, preferably less than 6.8 m and in particular less than 5.5 m ,
  • the reduced load on the roll mantle results in the press roll, i. her roll mantle only only at most 1, 4 m, preferably at most 1 m wider than the counter roll, i. whose lateral surface must be.
  • the roll mantle of the press roll should project axially beyond the mantle surface of the mating roll by at least 300 mm, preferably by at least 350 mm.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through an extended-nip press
  • FIG. 2 shows a side view of the extended nip press
  • FIG. 3 shows a representation of the pressure-pressure profile in the extended nip.
  • the extended press nip for dewatering a fibrous web 1, in particular a paper web in a paper machine, is formed by a cylindrical counter-roller 5 and a press roller 4 arranged above it.
  • the roller axles are mounted on both sides in a roller frame 10.
  • the fibrous web 1 passes through the press nip here by way of example together with a respective dewatering belt 2, 3 in the form of a press felt on both sides.
  • Dewatering belts 2, 3 take up a large part of the water pressed in the press nip from the fibrous web 1 and transport it out of the press nip.
  • the press roll 4 has a flexible roll shell 9 made of fiber-reinforced plastic, which is pressed by a hydraulic pressing element 6 with a concave pressing surface to the counter roll 5.
  • the pressing member 6 is formed as an axially extending press shoe.
  • the counter roll 5 has a diameter of 1 m.
  • the pressing surface of the pressing element 6 has in the web running direction 11 has a length L of about 160 mm, so that the ratio between this length L and the diameter of the press roll 4 is 0.2.
  • the thus-dimensioned extended-nip press is a very compact press unit and is therefore ideal for the replacement of conventional press units with a short press nip.
  • the axis of rotation 8 of the roll mantle 9 of the press roll 4 is offset by an amount a against the web running direction 11 to the press plane 7 passing through the supports of the press roll 4 and the mating roll 5.
  • the pressing pressure at the inlet of the press nip should gradually rise to a maximum and then drop suddenly from there to the outlet.
  • the width of the press roll 4 is about 6.5 m, which has a low deflection of the backing roll 5 result.
  • the roll mantle 9 Since the ends of the flexible roll mantle 9 of the press roll 4 are supported by cylindrical side windows 12, the roll mantle 9 requires a transition region from the concave shape of the press nip to the circular shape of the side window 12 shown in FIG.
  • This transition is also referred to as guy length h, b and corresponds to the length by which the roll shell 9 of the press roll 4 projects axially beyond the mantle surface of the counter roll 5.
  • This guy length li, I 2 can be the same or different lengths.
  • the press roll 4 projects beyond the counter roll 5 on both sides by the same length U, I 2 of approximately 30 cm, so that the press roll 4 is 0.6 m longer than the counter roll 5.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Description

Langspaltpresse
Die Erfindung betrifft eine Langspaltpresse zur Entwässerung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben, bestehend aus einer Presswalze mit einem flexiblen Walzenmantel und einem Presselement mit konkaver Pressfläche, welches den Walzenmantel zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes zu einer zylindrischen Gegenwalze drückt, wobei der Durchmesser der Presswalze unter 1 m liegt.
Derartige Pressen kommen oft bei Umbauten zum Einsatz und können dabei wegen des geringen Raumbedarfs konventionelle Pressen ersetzen.
Langspaltpressen erlauben wegen der längeren Verweilzeit im Pressspalt eine intensive und dennoch schonende Entwässerung der Faserstoffbahn.
Jedoch steht dem die große Belastung des flexiblen Walzenmantels im Pressspaltbereich infolge Verformung, insbesondere bei relativ kleinen Walzendurchmessern entgegen. Außerdem ist der Pressimpuls und damit auch die Entwässerungsleistung begrenzt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei möglichst geringem Raumbedarf der Pressanordnung die Belastung des flexiblen Walzenmantels zu vermindern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Durchmesser der Gegenwalze kleiner als 1 ,4 m und das Verhältnis zwischen der Länge der Pressfläche in Bahnlaufrichtung und dem Durchmesser der Presswalze größer als 0,08 ist und/oder die Presswalze die Gegenwalze am Walzenende um jeweils zumindest 25 cm überragt.
Der Durchmesser der Gegenwalze sollte wegen des Raumbedarfs und des Gewichtes einen Durchmesser von 1 ,4 m nicht überschreiten. Er sollte jedoch so - 2 -
groß sein, dass eine ausreichende Belastbarkeit ohne eine zu starke Durchbiegung derselben gewährleistet ist.
Der dennoch mögliche, relativ große Durchmesser der Gegenwalze hat aber auch eine verminderte Krümmung der Pressfläche und damit auch eine geringere Belastung des flexiblen Walzenmantels zur Folge. Dies erlaubt es, die Pressfläche des Presselemente soweit zu vergrößern, dass die Realisierung höherer Pressimpulse möglich wird, ohne einen größeren Durchmesser des Walzenmantels erforderlich zu machen.
Im Übergangsbereich von der konkaven Pressfläche zu der zylindrischen Einspannung des Walzenmantels an den Enden der Presswalze kommt es zu einer Belastung des flexiblen Walzenmantels infolge Verformung. Diese Belastung vermindert sich durch das relativ starke Überragen des Walzenmantels erheblich.
Durch die längere Pressfläche und die sich damit ergebende längere Verweilzeit der Faserstoffbahn im Pressspalt wird auch bei höheren Pressimpulsen eine volumenschonende Entwässerung der Faserstoffbahn gewährleistet.
Die Belastung des Walzenmantels der Presswalze infolge der Verformung im Pressspaltbereich wird noch weiter vermindert, wenn der Durchmesser der Presswalze kleiner als der Durchmesser der Gegenwalze ist, da sich im Ergebnis eine geringere konvexe Krümmung des Pressspaltes in Bahnlaufrichtung ergibt.
Um die sich hierdurch ergebenden Möglichkeiten im Verhältnis zum Aufwand optimal nutzen zu können, sollte der mittlere Pressdruck im Pressspalt größer als 2 MPa, vorzugsweise größer als 3 MPa und insbesondere größer als 4 MPa sein.
Dabei hat es sich in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen, insbesondere den Anforderungen, die durch die zu entwässernde Faserstoffbahn gestellt werden, als vorteilhaft erwiesen, wenn die Pressfläche in Bahnlaufrichtung eine Länge von mehr als 80 mm, vorzugsweise mehr als 100 mm aufweist. - 3 -
Für eine Realisierung von besonders langen Pressflächen und somit auch langen Verweilzeiten kann es insbesondere bei hohen Maschinengeschwindigkeiten und/oder zur Volumenschonung von Vorteil sein, wenn die Pressfläche in Bahnlaufrichtung eine Länge von mehr als 140 mm, vorzugsweise mehr als 160 mm aufweist.
Wegen der hohen mittleren Pressdrücke und den kleinen Walzendurchmessern sind die Vorteile der Erfindung vor allem bei Pressen zu erhalten, in denen die Breite der Presswalze weniger als 7,5 m, vorzugsweise weniger als 6,8 m und insbesondere weniger als 5,5 m beträgt.
Die verminderte Belastung des Walzenmantels führt dazu, dass die Presswalze, d.h. ihr Walzenmantel nur noch lediglich höchstens 1 ,4 m, vorzugsweise höchstens 1 m breiter als die Gegenwalze, d.h. deren Mantelfläche sein muss.
Um jedoch die Belastung des Walzenmantels zu begrenzen, sollte der Walzenmantel der Presswalze die Mantelfläche der Gegenwalze axial jeweils um mindestens 300 mm, vorzugsweise um mindestens 350 mm überragen.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
Figur 1 : einen schematischen Querschnitt durch eine Langspaltpresse, Figur 2: eine Seitenansicht der Langspaltpresse und Figur 3: eine Darstellung des Pressdruckverlaufs im Langspalt.
Gemäß Figur 1 wird der verlängerte Pressspalt zur Entwässerung einer Faserstoffbahn 1 , insbesondere einer Papierbahn in einer Papiermaschine von einer zylindrischen Gegenwalze 5 und einer darüber angeordneten Presswalze 4 gebildet. Dabei sind die Walzenachsen beidseitig in einer Walzenstuhlung 10 gelagert.
Die Faserstoffbahn 1 durchläuft den Pressspalt hier beispielhaft gemeinsam mit beidseitig je einem Entwässerungsband 2,3 in Form eines Pressfilzes. Diese - A -
Entwässerungsbänder 2,3 nehmen einen großen Teil des im Pressspalt aus der Faserstoffbahn 1 gepressten Wassers auf und transportieren dieses aus dem Pressspalt.
Zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes besitzt die Presswalze 4 einen flexiblen Walzenmantel 9 aus faserverstärktem Kunststoff, welcher von einem hydraulischen Presselement 6 mit konkaver Pressfläche zur Gegenwalze 5 gedrückt wird.
Hierbei ist das Presselement 6 als sich axial erstreckender Pressschuh ausgebildet.
Wegen des langen Pressspaltes und der damit verbundenen längeren Verweilzeit der Faserstoffbahn 1 im Pressspalt ist eine intensive, aber dennoch schonende Entwässerung selbst bei hohen Maschinengeschwindigkeiten möglich.
Während der Durchmesser der Presswalze hier beispielhaft bei 0,8 m liegt, hat die Gegenwalze 5 einen Durchmesser von 1 m.
Die Pressfläche des Presselementes 6 hat in Bahnlaufrichtung 11 eine Länge L von ca. 160 mm, so dass das Verhältnis zwischen dieser Länge L und dem Durchmesser der Presswalze 4 bei 0,2 liegt.
Die derart dimensionierte Langspaltpresse stellt eine sehr kompakte Presseinheit dar und eignet sich dadurch hervorragend für den Ersatz konventioneller Presseinheiten mit kurzem Pressspalt.
Wegen des größeren Durchmessers der Gegenwalze 5 können relativ lange Pressschuhe zum Einsatz kommen, ohne große Presswalzen 4 erforderlich zu machen.
Dies wiederum erlaubt es größere Pressimpulse zu erzeugen, wobei hier der mittlere Pressdruck p im Pressspalt größer 4 MPa ist. - 5 -
Wie in Figur 1 zu sehen, ist die Rotationsachse 8 des Walzenmantels 9 der Presswalze 4 um einen Betrag a entgegen der Bahnlaufrichtung 11 zu der durch die Träger der Presswalze 4 und der Gegenwalze 5 laufenden Pressebene 7 versetzt angeordnet.
Dieses Versetzen der Pressfläche führt zu einem asymmetrischen Pressdruckverlauf.
Gemäß Figur 3 soll der Pressdruck am Einlauf des Pressspaltes allmählich bis zu einem Maximum ansteigen und von dort bis zum Auslauf plötzlich abfallen.
Die Breite der Presswalze 4 beträgt etwa 6,5 m, was eine geringe Durchbiegung der Gegenwalze 5 zur Folge hat.
Da die Enden des flexiblen Walzenmantels 9 der Presswalze 4 von zylindrischen Seitenscheiben 12 getragen werden, benötigt der Walzenmantel 9 einen in Figur 2 dargestellten Übergangsbereich von der konkaven Form des Pressspaltes zur Kreisform der Seitenscheibe 12.
Dieser Übergang wird auch als Abspannlänge h, b bezeichnet und entspricht der Länge, um die der Walzenmantel 9 der Presswalze 4 die Mantelfläche der Gegenwalze 5 axial überragt.
Diese Abspannlänge l-i, I2 kann gleich oder unterschiedlich lang sein.
Hier überragt die Presswalze 4 die Gegenwalze 5 beidseitig um die gleiche Länge U, I2 von ca. 30 cm, so dass die Presswalze 4 0,6 m länger als die Gegenwalze 5 ist.

Claims

- 6 -Patentansprüche
1. Langspaltpresse zur Entwässerung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1 ) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben, bestehend aus einer Presswalze (4) mit einem flexiblen Walzenmantel (9) und einem Presselement (6) mit konkaver Pressfläche, welches den Walzenmantel (9) zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes zu einer zylindrischen Gegenwalze (5) drückt, wobei der Durchmesser der
Presswalze (4) unter 1 m liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Gegenwalze (5) kleiner als 1 ,4 m und das Verhältnis zwischen der Länge (L) der Pressfläche in Bahnlaufrichtung (11 ) und dem Durchmesser der Presswalze (4) größer als 0,08 ist und/oder die Presswalze (4) die Gegenwalze (5) am Walzenende um jeweils zumindest 25 cm überragt.
2. Langspaltpresse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Presswalze (4) kleiner als der Durchmesser der Gegenwalze (5) ist.
3. Langspaltpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Pressdruck p im Pressspalt größer als 2 MPa, vorzugsweise größer als 3 MPA und insbesondere größer als 4 MPa ist.
4. Langspaltpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressfläche in Bahnlaufrichtung (11 ) eine Länge (L) von mehr als 80 mm, vorzugsweise mehr als 100 mm aufweist.
5. Langspaltpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - 7 -
die Pressfläche in Bahnlaufrichtung (11 ) eine Länge (L) von mehr als 140 mm, vorzugsweise mehr als 160 mm aufweist.
6. Langspaltpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Presswalze (4) weniger als 7,5 m, vorzugsweise weniger als 6,8 m und insbesondere weniger als 5,5 m beträgt.
7. Langspaltpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Presswalze (4) höchstens 1 ,4 m, vorzugsweise höchstens 1 m breiter als die Gegenwalze (5) ist.
8. Langspaltpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Presswalze (4) die Gegenwalze (5) am Walzenende um jeweils zumindest zumindest 30 cm, vorzugsweise zumindest 35 cm überragt.
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