EP1893805B1 - Langspaltpresse - Google Patents

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EP1893805B1
EP1893805B1 EP06743206A EP06743206A EP1893805B1 EP 1893805 B1 EP1893805 B1 EP 1893805B1 EP 06743206 A EP06743206 A EP 06743206A EP 06743206 A EP06743206 A EP 06743206A EP 1893805 B1 EP1893805 B1 EP 1893805B1
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press
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diameter
nip
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Andreas Meschenmoser
Thomas Augscheller
Peter Mirsberger
Andreas SCHÜTTE
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Voith Patent GmbH
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Voith 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 invention relates to an extended-nip press for dewatering a paper, board, tissue or other 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 concave pressing surface, which covers the roll shell 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 requirement.
  • 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 more than 0.8 m and the press roll is at most 0.6 m wider than the counter roll and the diameter of the press roll is smaller than the diameter of the counter roll.
  • the relatively large diameter of the counter roll ensures sufficient load capacity without excessive deflection of the same.
  • the relatively large diameter of the counter roll has a reduced curvature of the pressing surface and thus a lower load on the flexible roll shell result.
  • This makes it possible to increase the pressing surface of the pressing elements so far that the realization of higher pressing pulses is possible without making a larger diameter of the roll shell required.
  • the load on the roll shell of the press roll as a result of the deformation in the press nip area is further reduced by the fact that 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 up to 80 mm, preferably of up to 100 mm and in particular of to 140 mm.
  • the pressing surface in the web running direction has a length of up to 160 mm, preferably up to 190 mm and in particular up to 230 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 press roll i. its roll mantle may only be at most 0.5 m, preferably at most 0.4 m wider than the mating roll, i. whose lateral surface must be.
  • the extended press nip for dewatering a fibrous web 1, in particular a paper web in a paper machine, is formed by a cylindrical mating roll 5 and a press roll 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.
  • These drainage 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 shell 9 of the press roll 4 is offset by an amount a against the web running direction 11 to the current through the support of the press roll 4 and the backing roll 5 press plane.
  • the pressure at the inlet of the press nip should gradually rise to a maximum and suddenly drop 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 an in FIG. 2 illustrated transition region from the concave shape of the press nip to the circular shape of the side window 12th
  • This transition is also referred to as guy length I 1 , I 2 and corresponds to the length by which the roll shell 9 of the press roll 4 extends beyond the lateral surface of the counter roll 5 axially.
  • This guy length I 1, 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 I 1 , I 2 of approximately 25 cm, so that the press roll 4 is 0.5 m longer than the counter roll 5.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Description

  • 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 (vgl. WO-A-2004/088229 ) 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 mehr als 0,8 m beträgt und die Presswalze höchstens 0,6 m breiter als die Gegenwalze ist und der Durchmesser der Presswalze kleiner als der Durchmesser der Gegenwalze ist.
  • Dabei sorgt der relativ große Durchmesser der Gegenwalze für eine ausreichende Belastbarkeit ohne eine zu starke Durchbiegung derselben.
  • Außerdem hat der relativ große Durchmesser der Gegenwalze eine verminderte Krümmung der Pressfläche und damit auch eine geringere Belastung des flexiblen Walzenmantels zur Folge. Dies erlaubt es, die Pressfläche der Presselemente soweit zu vergrößern, dass die Realisierung höherer Pressimpulse möglich wird, ohne einen größeren Durchmesser des Walzenmantels erforderlich zu machen. Dem sind jedoch Grenzen gesetzt.
  • 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. Wegen des relativ großen Durchmessers der Gegenwalze ist diese Belastung jedoch bereits so weit vermindert, dass die Presswalze die Gegenwalze um nur noch 0,6 m überragen muss, was den Aufwand und die Maschinenbreite vermindert.
  • 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 dadurch noch weiter vermindert, dass 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 bis zu 80 mm, vorzugsweise von bis zu 100 mm und insbesondere von bis zu 140 mm aufweist.
  • 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 bis zu 160 mm, vorzugsweise bis zu 190 mm und insbesondere von bis zu 230 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.
  • Auf Grund des relativ großen Durchmessers der Gegenwalze ergibt sich, wie bereits ausgeführt, eine geringere Belastung des flexiblen Walzenmantels im Übergangsbereich von der konkaven Pressfläche zu der zylindrischen Einspannung des Walzenmantels an den Enden der Presswalze. Dies führt dazu, dass die Presswalze, d.h. ihr Walzenmantel unter Umständen nur noch lediglich höchstens 0,5 m, vorzugsweise höchstens 0,4 m breiter als die Gegenwalze, d.h. deren Mantelfläche sein muss.
  • 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 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.
  • 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 I1, I2 bezeichnet und entspricht der Länge, um die der Walzenmantel 9 der Presswalze 4 die Mantelfläche der Gegenwalze 5 axial überragt.
  • Diese Abspannlänge I1, I2 kann gleich oder unterschiedlich lang sein.
  • Hier überragt die Presswalze 4 die Gegenwalze 5 beidseitig um die gleiche Länge I1, I2 von ca. 25 cm, so dass die Presswalze 4 0,5 m länger als die Gegenwalze 5 ist.

Claims (7)

  1. Langspaltpresse zur Entwässerung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung 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) mehr als 0,8 m beträgt, der Walzenmantel der Presswalze (4) höchstens 0,6 m breiter als die Mantelfläche der Gegenwalze (5) und der Durchmesser der Presswalze (4) kleiner als der Durchmesser der Gegenwalze (5) ist.
  2. Langspaltpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Länge (L) der Pressfläche in Bahnlaufrichtung (11) und dem Durchmesser der Presswalze (4) kleiner als 0,25 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 weniger als 140 mm, vorzugsweise weniger als 100 mm und insbesondere weniger als 80 mm aufweist.
  5. Langspaltpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Pressfläche in Bahnlaufrichtung (11) eine Länge (L) von weniger als 230 mm, vorzugsweise von weniger als 190 mm und insbesondere von weniger als 160 mm aufweist.
  6. Langspaltpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Breite des Walzenmantels 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
    Der Walzenmantel der Presswalze (4) höchstens 0,5 m, vorzugsweise höchstens 0,4 m breiter als die Mantelfläche der Gegenwalze (5) ist.
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