EP4168623A1 - Verfahren zur variablen einstellung der entwässerungsleistung einer pressvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur variablen einstellung der entwässerungsleistung einer pressvorrichtung

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Publication number
EP4168623A1
EP4168623A1 EP21730124.1A EP21730124A EP4168623A1 EP 4168623 A1 EP4168623 A1 EP 4168623A1 EP 21730124 A EP21730124 A EP 21730124A EP 4168623 A1 EP4168623 A1 EP 4168623A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressing device
press
roll
volume
fibrous web
Prior art date
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Granted
Application number
EP21730124.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4168623B1 (de
Inventor
Kjell Karlsson
Natalie OSTI
Kerst Aengeneyndt
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP4168623A1 publication Critical patent/EP4168623A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4168623B1 publication Critical patent/EP4168623B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • D21F3/08—Pressure rolls
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for the variable adjustment of the dewatering performance of a pressing device for a machine for producing a fibrous web, such as a paper, tissue or cardboard web.
  • the invention also relates to a roll cover for a pressing device, a pressing device of the same type and a machine for producing a fibrous web, such as a paper, tissue or cardboard web, comprising such a pressing device
  • Such a press device of a machine for producing a fibrous web usually comprises at least one press felt, a press roll and a counter roll, the latter two together forming a press nip.
  • the fibrous web together with the press felt can be passed through this press nip.
  • the press felt is designed in such a way that it has a first cavity volume for absorbing water from the fibrous web.
  • the press roll is assigned a roll cover which has dewatering openings which define a second cavity volume for receiving water from the fibrous web.
  • the two cavity volumes of the press felt and press roll are also called the dewatering volumes of the press device. This available drainage volume significantly influences the drainage performance of the press device.
  • the drainage capacity of the press device will also be lower.
  • the invention relates to such generic pressing devices. Due to natural wear and tear, with increasing service life and aging, the cavity volumes of both the press felt and the press roll decrease. The void volumes are further reduced by fillers, cellulose fibers and chemical and mechanical damage that settle in them.
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages of the prior art.
  • the aim is to create the possibility of actively influencing the dewatering performance of the press device during operation and, for example, to set it in a targeted or optional manner.
  • the object is achieved according to the invention by an embodiment in accordance with the independent claims. Further advantageous features of the embodiment according to the invention can be found in the subclaims.
  • the inventors have achieved the object by making the dewatering volume of such a pressing device variably adjustable. This means that this can optionally be changed during normal operation of the press device or the machine. This can take place, for example, in that the first and / or the second cavity volume is / are actively changed. If the drainage capacity is to be reduced, one and / or both cavity volumes is / are reduced. Conversely, if the drainage capacity is to be increased again from a lower value, the corresponding cavity volume is increased again based on this.
  • set variably means that the drainage capacity is changed or can be changed.
  • the dewatering performance can be changed by reducing the dewatering volume of the press device.
  • the dewatering performance can be increased by increasing the dewatering volume of the press device.
  • the corresponding cavity volume can only be reduced with respect to the actually present, that is to say available, cavity volume.
  • the hollow volume of the press felt or of the roll cover of the press roll is understood to mean the sum of all volumes which are used to absorb water from the fibrous web during normal operation of the press device / machine.
  • the roller cover it is the sum of all individual drainage openings that are made in the roller cover.
  • the drainage openings for absorbing water are formed by the fibers of the press felt itself. Intended operation is to be understood as that operation of the press device or machine in which the press device dehydrates the fibrous web or the machine produces the fibrous web. If only the operation of the pressing device is mentioned, then the intended operation is meant.
  • the dewatering volume of the pressing device is preferably composed of the first cavity volume for absorbing water from the fibrous web, which from a press felt of the press device is made available and / or a second cavity volume, which is made available by a roll cover of a press roll, which comprises dewatering openings for receiving water from the fibrous web.
  • the first void volume of the press felt and / or the second void volume of the roll cover of the press roll could be adjusted within the meaning of the invention.
  • One idea of the invention is therefore to vary the second cavity volume of the roll cover of the press roll without having to remove the roll cover or the roll carrying it from the press device.
  • the adjustment of the cavity volume can also take place when the pressing device is at a standstill.
  • the dewatering volume is preferably set by setting the void volume for absorbing water from the fibrous web, namely the void volume of the roll cover.
  • the void volume of the dewatering openings of roll covers can usually be changed with simpler means than those of press felts.
  • the invention also relates to a roll cover for a press device for a machine for producing a fibrous web, such as paper, tissue or cardboard web, the roll cover having drainage openings on its radially outermost lateral surface which define a second cavity volume for absorbing water from the fibrous web, wherein the roller cover is set up in such a way that the second cavity volume is variably adjustable.
  • the invention also relates to a press device of a machine for producing a fibrous web, such as paper, tissue or cardboard web, the press device comprising a press felt with a first cavity volume for absorbing water from the fibrous web, a press roll and a counter roll which together form a press nip form, through which the fibrous web and the press felt can be passed, wherein the press roll is assigned a roll cover which has dewatering openings that provide a second cavity volume Define uptake of water from the fibrous web, the pressing device being assigned means for adjusting the dewatering volume of the pressing device.
  • the means for adjusting the drainage volume can preferably be designed in such a way that the second cavity volume, that is to say that of the
  • Drainage openings of the roll cover can be changed, in particular by introducing cross-sectional constrictions into the drainage openings, the second cavity volume being optionally adjustable between a maximum value at which there is no cross-sectional constriction of the drainage openings and a minimum value at which the cross-section of the drainage openings are narrowed.
  • the maximum value relates to the actual void volume physically present with the press felt / roll cover. Starting from this value, the void volume cannot be increased, but only reduced with regard to a minimum value.
  • the means can preferably be set up in such a way that the
  • Drainage openings are provided in the roll cover channels and the roll cover is designed to be elastic in such a way that when the channels are pressurized with a pressure medium, they are deformed and a
  • Another advantageous possibility of making the second cavity volume changeable is to introduce one or more thread-like inserts into the grooves of the roll cover. These thread-like inserts can be inserted into the roll cover along the grooves and reduce the available cavity volume of the groove or roll cover. Such thread-like inserts can be removed again when the machine is at a standstill, as a result of which the cavity volume can be increased again.
  • Suitable thread-like inserts can comprise or consist of a monofilament, a multifilament or a twisted thread. Materials that do not swell or hardly swell on contact with water can be used as the material. In this way, a very precise setting of the volume reduction is obtained.
  • a polyester thread, especially a polyester thread, can be used for this, for example. If necessary, it can be advantageous to fix such thread-like inserts in the groove by means of a suitable adhesion promoter.
  • polyamides are suitable for this, for example.
  • Such a polyamide thread can then simply be introduced into the grooves in the dry state. Contact with water when the roller is in operation or in a special swelling step increases the volume of the thread so that it holds securely in the groove by itself.
  • a bonding agent can then be completely or partially dispensed with.
  • Another advantageous possibility is to provide the thread-like inlays with a suitable impregnation.
  • these inserts can be provided with an impregnation which, after the thread-like insert has been introduced, foams under appropriate conditions (moisture, pressure, temperature, radiation, etc.). The resulting foam layer in the groove can make the hydraulic pressure in the groove more even.
  • Such thread-like deposits are usually inserted at the factory before the roller is installed. But it is also possible to build these inserts into an already installed roller, whereby the cavity volume can also be reduced during operation.
  • the invention relates to a machine comprising a press device according to the invention, the machine preferably being set up in such a way that it carries out a method according to the invention.
  • the grooves in the roll cover can extend in the circumferential direction of the roll cover or run spirally over the outer surface of the roll cover.
  • the drainage openings in the form of e.g. grooves and / or bores can be machined.
  • the roll cover according to the invention can also be implemented in the form of a press jacket of a shoe press.
  • FIG. 1 a partially sectioned, schematic side view of a
  • Pressing device with a roll cover according to an embodiment of the present invention.
  • Press roll 12 and counter roll 14 are arranged parallel to one another with regard to their longitudinal axes. Together they form a press nip 22 or limit one.
  • the shoe press roll 12 is composed of a shoe 16, a standing yoke 18 carrying this and a press cover 20.
  • Shoe 16 and yoke 18 are in
  • the press device 10 is particularly suitable for the mechanical dewatering of fibrous webs 24.
  • a fibrous web 24 with one or two press felts 26, 26 ′ is passed through the press nip 22.
  • a pressure is exerted indirectly in the press nip 22 on the fibrous web 24 through the press felts 26, 26 '. This is done in that the radially outermost surface of the counter roller 14 on the one hand and the radially outermost Surface of the press jacket 20 come directly into contact with the corresponding press felts 26, 26 '.
  • the liquid emerging from the fibrous web 24 is temporarily absorbed by the press felts 26, 26 'and the dewatering openings 6 (see FIGS.
  • the press jacket 20 After leaving the press nip 22, the liquid taken up by the drainage openings 6 of the press jacket 20 is thrown off before the press jacket 20 re-enters the press nip 22. In addition, the water taken up by the press felt 26, 26 'can be removed with suction elements after it has left the press nip 22
  • the press felts 26, 26 ' can be dispensed with.
  • the fibrous web 24 is in direct contact on the one hand with the press jacket 20 and on the other hand with the counter roll 14, which together form a press nip.
  • the latter can then be designed as a heated drying cylinder.
  • the press cover 20 corresponds to a roll cover 8 which has corresponding grooves and / or bores as drainage openings 6.
  • FIG. 1 a modification of the embodiment shown in FIG. 1 would also be conceivable in which, instead of the shoe press roll 12, a conventional press roll comprising a roll cover 8 according to the invention with corresponding drainage openings 6, such as grooves and / or bores, is provided.
  • the roller cover 8 as shown in the following figures, can be designed according to the invention.
  • FIGS. 2, 3a, 3b and 4 different embodiments of the invention are each shown in a partially shown cross section, not to scale, through the axis of rotation of the roll cover.
  • the illustration in FIG. 2a shows a detail from a roller cover 8.
  • This comprises a plurality of drainage openings in the form of grooves on its radially outermost lateral surface. All of the volumes of the plurality of drainage openings 6 taken together, which are capable of absorbing water from the fibrous web 24 in the press nip 22, are referred to as the second flea volume in the sense of the invention.
  • the dewatering performance of the pressing device 10 is influenced in that the second volume of the flea space is changed.
  • the filling can be done in that, for example, part of the drainage openings 6, here for example the grooves, is filled.
  • the filling can be done by introducing a filling material into the drainage openings 6.
  • the backfilling can take place when the pressing device 10 is at a standstill.
  • the filling material can be introduced into the drainage openings 6 in a non-positive, positive and / or cohesive manner, for example when the pressing device 10 is at a standstill, that is, when it is not in operation.
  • the filler material can be threads or it can comprise threads.
  • the filling material can basically be removed. However, it could also resolve itself during the operation of the pressing device 10.
  • second flea space volume of the roll cover can be changed in that the cross section of the drainage openings 6 is changed in a targeted manner. This can be done in that channels 4 are embedded in the roller cover 8 and can be acted upon by a fluid. The channels 4 are thus made in one piece with the roller cover 8. The channels 4 are delimited by a wall which at the same time represents a part of the wall of the drainage openings 6, which is able to absorb the water from the fibrous web 24. If the roller cover 8 is formed from a polymer which behaves elastically, then as a result of the application of pressure with the fluid it can elastically deform, that is to say expand.
  • a delivery device such as a pump, could be provided between the fluid pressure source and the channels 4 in order to supply fluid from the fluid pressure source to the channels.
  • the pressure in the channels 4, the volume of the channels 4 and the dewatering performance determined thereby can then be transmitted to a control or determined by such.
  • the channel 4 is located radially on the inside, at the base of the drainage opening 6.
  • a single channel 4 could also be provided on one end face of the drainage opening 6.
  • the alternative according to FIG. 4 is essentially based on a combination of the objects of FIGS. 2, 3a and 3b. This means that a separate channel 4 is introduced into a drainage opening 6 as a filler material, but which is not formed in one piece with the roller cover 8.
  • the channel 4 like the filling material, can also be introduced into the drainage opening 6 in a non-positive, positive or material fit.
  • the drainage openings 6, as shown in FIGS. 2 to 4 do not have to have the rectangular cross section shown. Any cross-sectional shape can be selected. The same applies, of course, to channels 4.
  • FIGS. 2 to 4 have in common that the dewatering performance of the pressing device 10 can be influenced in that the dewatering volume of the pressing device is actively, that is to say, optionally changed. This happens because the drainage openings 6, for example, only temporarily, i.e. for a certain period of time, and this clogging can be removed later.
  • the channels or the filler material are or can be introduced in all or only in a part of the drainage openings 6 arranged distributed over the jacket surface.
  • the dewatering performance can be set in a defined manner along the axis of rotation of the roll cover 8 or over the circumference of the roll cover 8.
  • first flea space volume e.g. of a press felt of the pressing device, or a combination of both, i.e. first and second flea space volumes.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur variablen Einstellung der Entwässerungsleistung einer Pressvorrichtung für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wie Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, wobei die Entwässerungsleistung der Pressvorrichtung durch Variation des - insbesondere aktuell - zur Verfügung stehenden Entwässerungsvolumens der Pressvorrichtung variabel eingestellt wird. Ferner betrifft die Erfindung einen Walzenbezug für eine Pressvorrichtung, einen ebensolche Pressvorrichtung sowie eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wie Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, umfassend eine derartige Pressvorrichtung.

Description

Verfahren zur variablen Einstellung der Entwässerungsleistung einer
Pressvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur variablen Einstellung der Entwässerungsleistung einer Pressvorrichtung für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wie Papier-, Tissue- oder Kartonbahn. Ferner betrifft die Erfindung einen Walzenbezug für eine Pressvorrichtung, eine ebensolche Pressvorrichtung sowie eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wie Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, umfassend eine derartige Pressvorrichtung
Bei der Herstellung von Faserstoffbahnen, wie Papier-, Tissue- oder Kartonbahnen auf entsprechenden Maschinen muss die abgelegte, noch feuchte Faserstoffbahn entwässert werden. Dies geschieht zunächst mechanisch auf entsprechenden Pressvorrichtungen.
Derartige Pressvorrichtung einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn umfassen meist zumindest einen Pressfilz, eine Presswalze und eine Gegenwalze, wobei die beiden letztgenannten zusammen einen Pressnip ausbilden. Durch diesen Pressnip ist die Faserstoffbahn zusammen mit dem Pressfilz hindurchführbar. Der Pressfilz ist derart ausgeführt, dass er ein erstes Hohlraumvolumen zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn aufweist. Der Presswalze ist ein Walzenbezug zugeordnet, der Entwässerungsöffnungen aufweist, die ein zweites Hohlraumvolumen zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn definieren. Die beiden Hohlraumvolumina von Pressfilz und Presswalze werden auch Entwässerungsvolumen der Pressvorrichtung genannt. Dieses zur Verfügung stehende Entwässerungsvolumen beeinflusst die Entwässerungsleistung der Pressvorrichtung maßgeblich. Steht ein vergleichsweise geringes Entwässerungsvolumen im Pressnip zur Verfügung, so wird auch die Entwässerungsleistung der Pressvorrichtung geringer sein. Die Erfindung betrifft derartige gattungsgemäße Pressvorrichtungen. Durch natürlichen Verschleiß kommt es mit zunehmender Betriebsdauer und durch Alterung dazu, dass die Hohlraumvolumina sowohl von Pressfilz als auch der Presswalze abnehmen. Die Hohlraumvolumina werden ferner durch sich in diesen absetzende Füllstoffe, Zellulosefasern, chemische und mechanische Schädigungen weiter verringert.
Es existieren im Stand der Technik unterschiedliche Lösungen, um der Reduktion der Hohlraumvolumina, insbesondere von Pressfilzen zu begegnen. So wurden beispielsweise Pressfilze mit sich im Laufe der Betriebszeit herauslösbaren Fasern vorgeschlagen, um das Hohlraumvolumen wieder zu vergrößern. Diese Lösungen konnten bisher jedoch nicht überzeugen. Auch ist es bekannt, für neu hergestellte Pressfilze einen „Puffer“ an Hohlraumvolumen vorzusehen. So wird mit der Herstellung des Pressfilzes ein vergleichsweise großes Hohlraumvolumen geschaffen, welches sich dann im Laufe der Zeit im Betrieb zusetzen kann. Eine Reduktion des Hohlraumvolumens geschieht somit automatisch und unaufhaltsam während des Betriebs. Sie kann bisher nicht auf die Erfordernisse der Entwässerung von mit demselben Pressfilz nacheinander herzustellenden Faserstoffbahnen mit unterschiedlichen Grammaturen oder unterschiedlicher Sorten. Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Es soll die Möglichkeit geschaffen werden, während des Betriebs dieser auf die Entwässerungsleistung der Pressvorrichtung aktiv Einfluss zu nehmen und diese z.B. gezielt bzw. wahlweise einzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen.
Die Erfinder haben die Aufgabe dadurch gelöst, dass sie das Entwässerungsvolumen einer solchen Pressvorrichtung variabel einstellbar gemacht haben. Das bedeutet, dass diese wahlweise, während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Pressvorrichtung oder der Maschine verändert werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das erste und/oder das zweite Hohlraumvolumen aktiv verändert wird/werden. Soll die Entwässerungsleistung reduziert werden, so wird/werden eines und/oder beide Hohlraumvolumina vermindert. Umgekehrt, wenn die Entwässerungsleistung von einem geringeren Wert wieder erhöht werden soll, so wird das entsprechende Hohlraumvolumen ausgehend hiervon wieder vergrößert.
Variabel eingestellt bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die Entwässerungsleistung verändert wird oder veränderbar ist. Verändert werden kann die Entwässerungsleistung, indem das Entwässerungsvolumen der Pressvorrichtung verringert wird. Umgekehrt kann die Entwässerungsleistung erhöht werden, indem das Entwässerungsvolumen der Pressvorrichtung erhöht wird. Gemäß der Erfindung kann das entsprechende Hohlraumvolumen dabei nur hinsichtlich des tatsächlich vorliegenden, also zur Verfügung stehenden Hohlraumvolumens heraus verringert werden.
Unter Hohlraumvolumen des Pressfilzes bzw. des Walzenbezugs der Presswalze wird die Summe aller Volumina verstanden, die während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Pressvorrichtung/Maschine zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn dienen. Bei dem Walzenbezug ist es die Summe aller einzelnen Entwässerungsöffnungen, die in den Walzenbezug eingebracht sind. Bei Pressfilzen werden die Entwässerungsöffnungen zur Aufnahme von Wasser von den Fasern des Pressfilzes selbst gebildet. Mit bestimmungsgemäßem Betrieb ist jener Betrieb der Pressvorrichtung bzw. Maschine zu verstehen, in der die Pressvorrichtung die Faserstoffbahn entwässert bzw. die Maschine die Faserstoffbahn herstellt. Wenn lediglich von Betrieb der Pressvorrichtung die Rede ist, dann ist damit der bestimmungsgemäße Betrieb gemeint.
Bevorzugt setzt sich das Entwässerungsvolumen der Pressvorrichtung aus dem ersten Hohlraumvolumen zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn, das von einem Pressfilz der Pressvorrichtung zur Verfügung gestellt wird und/oder einem zweiten Hohlraumvolumen, das von einem Walzenbezug einer Presswalze zur Verfügung gestellt wird, welcher Entwässerungsöffnungen zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn umfasst, zusammen. Grundsätzlich könnte also das erste Hohlraumvolumen des Pressfilzes und/oder das zweite Hohlraumvolumen des Walzenbezugs der Presswalze im Sinne der Erfindung eingestellt werden.
Eine Idee der Erfindung ist es also das zweite Hohlraumvolumen des Walzenbezugs der Presswalze zu variieren, ohne den Walzenbezug bzw. die diesen tragende Walze aus der Pressvorrichtung herausnehmen zu müssen. Die Einstellung des Hohlraumvolumens kann ebenso im Stillstand der Pressvorrichtung erfolgen.
Bevorzugt erfolgt die Einstellung des Entwässerungsvolumens durch Einstellen des Hohlraumvolumens zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn, nämlich dem Hohlraumvolumen des Walzenbezugs. Die Entwässerungsöffnungen von Walzenbezügen sind in der Regel mit einfacheren Mitteln in ihrem Hohlraumvolumen änderbar als die von Pressfilzen.
Die Erfindung betrifft auch einen Walzenbezug für eine Pressvorrichtung für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wie Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, wobei der Walzenbezug auf dessen radial äußersten Mantelfläche Entwässerungsöffnungen aufweist, die einen zweites Hohlraumvolumen zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn definieren, wobei der Walzenbezug derart eingerichtet ist, dass das zweite Hohlraumvolumen variabel einstellbar ist.
Auch betrifft die Erfindung eine Pressvorrichtung einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wie Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, wobei die Pressvorrichtung einen Pressfilz mit einem ersten Hohlraumvolumen zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn, eine Presswalze und eine Gegenwalze umfasst, die zusammen einen Pressnip ausbilden, durch den die Faserstoffbahn und der Pressfilz hindurchführbar sind, wobei der Presswalze ein Walzenbezug zugeordnet ist, der Entwässerungsöffnungen aufweist, die einen zweites Hohlraumvolumen zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn definieren, wobei der Pressvorrichtung Mittel zur Einstellung des Entwässerungsvolumen der Pressvorrichtung zugeordnet sind. Dabei können bevorzugt die Mittel zur Einstellung des Entwässerungsvolumen derart ausgeführt sein, dass das zweite Hohlraumvolumen, also das der
Entwässerungsöffnungen des Walzenbezugs veränderbar ist, insbesondere durch Einbringen von Querschnittsverengungen in die Entwässerungsöffnungen, wobei das zweite Hohlraumvolumen zwischen einem Maximalwert, bei dem keine Querschnittsverengung der Entwässerungsöffnungen vorliegt und einem Minimalwert, bei dem die Entwässerungsöffnungen hinsichtlich ihres Querschnitts verengt sind, wahlweise einstellbar ist. Der Maximalwert betrifft das physikalisch mit dem vorliegenden Pressfilz/Walzenbezug tatsächlich vorliegende Hohlraumvolumen. Ausgehend von diesem Wert kann das Hohlraumvolumen nicht vergrößert werden, sondern nur hinsichtlich eines Minimalwerts reduziert werden.
Die Mittel können bevorzugt derart eingerichtet sein, dass um die
Entwässerungsöffnungen im Walzenbezug Kanäle vorgesehen sind und der Walzenbezug derart elastisch ausgeführt ist, dass durch Druckbeaufschlagung der Kanäle mit einem Druckmedium sich diese Verformen und eine
Querschnittsverengung hin zu einem Minimalwert des zweite Hohlraumvolumen erzeugbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit das zweite Hohlraumvolumen veränderbar zu gestalten ist es, in Rillen des Walzenbezugs eine oder mehrere fadenförmige Einlagen einzubringen. Diese fadenförmigen Einlagen können entlang der Rillen in den Walzenbezug eingelegt werden, und verringern das zur Verfügung stehende Hohlraumvolumen der Rille bzw. des Walzenbezugs. Derartige fadenförmige Einlagen können bei einem Stillstand der Maschine wieder entfernt werden, wodurch sich das Hohlraumvolumen wieder vergrößern lässt. So ist es unter anderem möglich, die Rillen im Walzenbezug tiefer auszuführen, als für die Anwendung benötigt. Das so zu viel zur Verfügung gestellte Hohlraumvolumen wird über die fadenförmigen Einlagen verfüllt. Im Betrieb der Walze kommt es zu einem Verschleiß des Walzenbezugs und damit zu einer Abnahme der Rillentiefe sowie des Hohlraumvolumens der Rillen. Ist dieser Verlust an (zweitem) Hohlraumvolumen zu groß, kann der Betreiber sehr einfach und schnell bei einem turnusmäßigen Stillstand der Anlagen die fadenförmigen Einlagen entfernen, und gewinnt dadurch wieder neues Hohlraumvolumen hinzu. Auf diese Weise kann die Einsatzdauer einer solchen Walze massiv verlängert werden, bevor sie ausgebaut und der Walzenbezug neu bearbeitet werden muss.
Geeignete fadenförmige Einlagen können ein Monofilament, ein Multifilament oder einen Zwirn umfassen oder daraus bestehen. Als Material können Materialien verwendet werden, die bei Kontakt mit Wasser nicht oder nahezu nicht quellen. Auf diese Weise erhält man eine sehr präzise Einstellung der Volumenreduktion. Ein Polyesterfaden, speziell ein Polyesterzwirn kann hierfür beispielsweise verwendet werden. Gegebenenfalls kann es vorteilhaft sein, solche fadenförmigen Einlagen mittels eines geeigneten Haftvermittlers in der Rille zu fixieren.
Es kann aber auch vorteilhaft sein Materialien zu verwendet, welche beim Kontakt mit Wasser eine signifikant Quellung aufweisen. Polyamide sind hierfür beispielsweise geeignet. Ein solcher Polyamidfaden kann im trockenen Zustand dann einfach in die Rillen eingebracht werden. Durch den Kontakt mit Wasser im Betrieb der Walze oder in einem speziellen Quellungsschritt vergrößert sich das Volumen des Fadens, so dass er von alleine sicher in der Rille hält. Auf einen Haftvermittler kann dann ganz oder teilweise verzichtet werden. Es ist eine weitere vorteilhafte Möglichkeit, die fadenförmigen Einlagen mit einer geeigneten Imprägnierung zu versehen. Insbesondere können diese Einlagen mit einer Imprägnierung versehen sein, die nach dem Einbringen der fadenförmigen Einlage unter entsprechenden Bedingungen (Feuchtigkeit, Druck, Temperatur, Strahlung etc.) aufschäumt. Durch die dadurch in der Rille entstehende Schaumlage kann eine Vergleichmäßigung des hydraulischen Drucks in der Rille erreicht werden.
Derartige fadenförmige Einlagen werden üblicherweise ab Werk vor der Installation der Walze eingelegt werden. Es ist aber auch möglich, diese Einlagen in eine bereits installierte Walze einzubauen, wodurch das Hohlraumvolumen auch im Betrieb verkleinert werden kann.
Schließlich betrifft die Erfindung Maschine umfassend eine erfindungsgemäße Pressvorrichtung, wobei die Maschine bevorzugt derart eingerichtet ist, dass diese ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt.
Die Rillen im Walzenbezug können sich in Umfangsrichtung des Walzenbezugs erstrecken oder aber spiralig über die Mantelfläche des Walzenbezugs verlaufen. Die Entwässerungsöffnungen in Form von z.B. Rillen und/oder Bohrungen können spanend hergestellt sein.
Der erfindungsgemäße Walzenbezug kann auch in Form eines Pressmantels einer Schuhpresse verwirklicht werden.
Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Einzelnen: Fig. 1 eine teilgeschnittene, schematische Seitenansicht einer
Pressvorrichtung mit einem Walzenbezug gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 bis 4 denkbare Ausführungsformen eines Walzenbezugs jeweils in einen Schnitt durch dessen Längsachse gesehen; In der Fig. 1 ist in einer teilgeschnittenen, schematischen Seitenansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung dargestellt, die vorliegend eine Presswalze 12, wie Schuhpresswalze und eine Gegenwalze 14 umfasst. Presswalze 12 und Gegenwalze 14 sind hinsichtlich ihrer Längsachsen parallel zueinander angeordnet. Sie bilden zusammen einen Pressnip 22 aus oder begrenzen einen solchen.
Während die Gegenwalze 14 hier aus einer um ihre Längsachse rotierenden zylindrisch ausgestalteten Walze mit einem Walzenbezug besteht, ist die Schuhpresswalze 12 aus einem Schuh 16, einem diesen tragenden stehenden Joch 18 und einem Pressmantel 20 zusammengesetzt. Schuh 16 und Joch 18 sind in
Bezug auf die Gegenwalze 14 bzw. den Pressmantel 20 feststehend angeordnet. Das bedeutet, sie rotieren nicht. Dabei wird der Schuh 16 durch das Joch 18 abgestützt und über nicht dargestellte, hydraulische Presselemente an die radial innerste Oberfläche des relativ dazu umlaufenden Pressmantels 20 angepresst. Der Pressmantel 20, der Schuh 16 und Joch 18 in Umfangsrichtung umgibt, dreht sich dabei um seine Längsachse im entgegengesetzten Drehsinn zu der Gegenwalze 14. Aufgrund der konkaven Ausgestaltung des Schuhs 16 an seiner der Gegenwalze 14 zugewandten Seite ergibt sich ein vergleichsweise langer Pressnip 22. Die Pressvorrichtung 10 eignet sich insbesondere zur mechanischen Entwässerung von Faserstoffbahnen 24. Bei dem Betrieb der Pressvorrichtung wird eine Faserstoffbahn 24 mit einem oder zwei Pressfilzen 26, 26' durch den Pressnip 22 geführt. Im vorliegenden Fall sind es genau zwei Pressfilze 26, 26', die die Faserstoffbahn 24 sandwichartig zwischen sich aufnehmen. Beim Durchgang durch den Pressnip 22 wird im Pressnip 22 auf die Faserstoffbahn 24 durch die Pressfilze 26, 26' mittelbar ein Druck ausgeübt. Dies geschieht dadurch, dass die radial äußerste Oberfläche der Gegenwalze 14 einerseits und die radial äußerste Oberfläche des Pressmantels 20 unmittelbar mit den entsprechenden Pressfilzen 26, 26' in Kontakt kommen. Die aus der Faserstoffbahn 24 austretende Flüssigkeit wird von dem bzw. den Pressfilzen 26, 26' und in der Pressmantel- bzw. Walzenbezugoberfläche vorgesehen Entwässerungsöffnungen 6 (siehe Fig. 2 bis 4) vorübergehend aufgenommen. Nach dem Verlassen des Pressnips 22 wird die von den Entwässerungsöffnungen 6 des Pressmantels 20 aufgenommene Flüssigkeit abgeschleudert, bevor der Pressmantel 20 erneut in den Pressnip 22 eintritt. Zudem kann das von dem Pressfilz 26, 26' aufgenommene Wasser nach dem Verlassen des Pressnip 22 mit Saugelementen entfernt werden
Bei einer weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf die Pressfilze 26, 26' verzichtet werden. In einem solchen Fall ist die Faserstoffbahn 24 einerseits mit dem Pressmantel 20 und andererseits mit der Gegenwalze 14, die gemeinsam einen Pressnip ausbilden, unmittelbar in Kontakt. Letztere kann dann als beheizter Trockenzylinder ausgeführt sein. Der Pressmantel 20 entspricht im Sinne der Erfindung einem Walzenbezug 8, der entsprechende Rillen und/oder Bohrungen als Entwässerungsöffnungen 6 aufweist.
Wie bereits erwähnt wäre grundsätzlich auch eine Abwandlung zur in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform denkbar, bei welcher anstelle der Schuhpresswalze 12 eine herkömmliche Presswalze, umfassend einen erfindungsgemäßen Walzenbezug 8 mit entsprechenden Entwässerungsöffnungen 6, wie Rillen und/oder Bohrungen, vorgesehen ist. Unabhängig von den beiden dargelegten Ausführungsformen, kann der Walzenbezug 8 wie in den nachfolgenden Figuren dargestellt, gemäß der Erfindung ausgeführt sein.
In den Fig. 2, 3a, 3b und 4 sind jeweils in einem nicht maßstäblichen, teilweise dargestellten Querschnitt durch die Drehachse des Walzenbezugs unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Die Darstellung der Fig. 2a zeigt einen Ausschnitt aus einem Walzenbezug 8. Dieser umfasst eine Mehrzahl von als Rillen ausgeführten Entwässerungsöffnungen an dessen radial äußerster Mantelfläche. Alle Volumina von der Mehrzahl von Entwässerungsöffnungen 6 zusammengenommen, die im Stande sind Wasser aus der Faserstoffbahn 24 im Pressnip 22 aufzunehmen, werden als zweites Flohlraumvolumen im Sinne der Erfindung bezeichnet. Gemäß der Idee der Fig. 2, wird auf die Entwässerungsleistung der Pressvorrichtung 10 dadurch Einfluss genommen, dass das zweite Flohlraumvolumen verändert wird. Dies kann dadurch geschehen, dass z.B. ein Teil der Entwässerungsöffnungen 6, hier beispielsweise der Rillen verfüllt wird. Das Verfüllen kann durch Einbringen eines Füllmaterials in die Entwässerungsöffnungen 6 geschehen. Das Verfüllen kann im Stillstand der Pressvorrichtung 10 erfolgen. Das Füllmaterial kann dabei kraft-, form- und/oder stoffschlüssig in die Entwässerungsöffnungen 6 eingebracht werden, z.B. im Stillstand der Pressvorrichtung 10, also außerhalb deren Betriebs. Das Füllmaterial können Fäden sein oder er kann Fäden umfassen. Das Füllmaterial kann grundsätzlich entnommen werden. Es könnte sich aber auch selbst auflösen im Betrieb der Pressvorrichtung 10.
Eine weitere Idee ist in der Darstellung der Fig. 3a und 3b gezeigt. Dort kann ein Teil des tatsächlich vorliegenden, also zur Verfügung stehenden zweiten Flohlraumvolumens des Walzenbezugs verändert werden, indem der Querschnitt der Entwässerungsöffnungen 6 gezielt verändert wird. Dies kann dadurch geschehen, dass in den Walzenbezug 8 Kanäle 4 eingebettet sind, die mit einem Fluid beaufschlagbar sind. Die Kanäle 4 sind damit einteilig mit dem Walzenbezug 8 ausgeführt. Die Kanäle 4 werden von einer Wandung begrenzt, die zugleich einen Teil der Wandung der Entwässerungsöffnungen 6 darstellt, welcher in der Lage ist das Wasser aus der Faserstoffbahn 24 aufzunehmen. Ist der Walzenbezug 8 aus einem Polymer gebildet, das sich elastisch verhält, so kann dann infolge der Druckbeaufschlagung mit dem Fluid sich der elastisch verformen, also expandieren. Hierdurch wird das Volumen des Kanals 4 größer, wohingegen das Volumen der entsprechenden Entwässerungsöffnung 6, das von der Wandung des Kanals 4 begrenzt wird, sich verringert. Damit verringert sich der Querschnitt der Entwässerungsöffnungen 6 bei Druckbeaufschlagung. Wird der Druck weggenommen und der Kanal 4 entlastet, so kann sich die Wandung des Kanals 4 wieder in ihre Ausgangsposition zurückstellen und der Querschnitt der entsprechenden Entwässerungsöffnung 6 wird wieder größer, bis auf den ursprünglichen Ausgangswert vor der Druckbeaufschlagung. Eine Rückstellung des Materials der Wandung des Kanals 4 kann durch ein entsprechendes elastisches Polymer des Walzenbezugs 8 erreicht werden. Zur Druckbetätigung können die Kanäle 4 an eine entsprechende, hier nicht dargestellte Fluid-Druckquelle fluidleitend angeschlossen sein. Zwischen der Fluid-Druckquelle und den Kanälen 4 könnte eine Fördereinrichtung, wie Pumpe vorgesehen sein, um Fluid aus der Fluid-Druckquelle den Kanälen zuzuführen. Der Druck in den Kanälen 4, das Volumen der Kanäle 4 und die hierdurch bestimmte Entwässerungsleistung können dann an eine Steuerung übermittelt oder von einer solchen ermittelt werden.
Gemäß der Fig. 3a befindet sich der Kanal 4 radial innen, am Grund der Entwässerungsöffnung 6. Hingegen sind gemäß der Ausgestaltung der Fig. 3b zwei einander gegenüberliegende Kanäle 4 vorgesehen, die an den Stirnseiten der Entwässerungsöffnung 6 angeordnet sind. Es könnte jedoch auch ein einziger Kanal 4 an einer Stirnseite der Entwässerungsöffnung 6 vorgesehen sein. Auch wären Kombinationen der Ausgestaltungen aus Fig. 3a und 3b denkbar. Die Alternative gemäß der Fig. 4 geht im Wesentlichen von einer Kombination der Gegenstände der Fig. 2, 3a und 3b aus. Das bedeutet, dass als Füllmaterial ein separater Kanal 4 in eine Entwässerungsöffnung 6 eingebracht ist, der aber nicht einteilig mit dem Walzenbezug 8 ausgebildet ist. Der Kanal 4 kann, wie das Füllmaterial auch kraft-, form- oder stoffschlüssig in die Entwässerungsöffnung 6 eingebracht sein. Dies hat den Vorteil, dass dieser wieder entfernbar ist, sobald er beschädigt ist oder der Walzenbezug 8 verschlissen ist. Dann kann der Kanal 4 in einem neuen Walzenbezug 8 wiederverwendet werden. Auch hier ist der Kanal 4, wie zu den Fig. 3a und 3b ausgeführt mittels eines Fluids druckbetätigbar.
Die Entwässerungsöffnungen 6, wie sie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt sind, müssen nicht den dargestellten rechteckigen Querschnitt aufweisen. Es können beliebige Querschnittsformen gewählt werden. Selbiges gilt selbstverständlich auch für die Kanäle 4.
Den Ausführungsformen der Fig. 2 bis 4 ist gemein, dass Einfluss auf die Entwässerungsleistung der Pressvorrichtung 10 genommen werden kann, indem das Entwässerungsvolumen der Pressvorrichtung aktiv, also wahlweise verändert wird. Dies geschieht dadurch, dass die Entwässerungsöffnungen 6 z.B. nur temporär, also für einen bestimmten Zeitraum zugesetzt und später diese Zusetzung entfernt werden kann.
Dabei ist es denkbar, dass die Kanäle oder das Füllmaterial in allen oder nur in einem Teil der über der Mantelfläche verteilt angeordneten Entwässerungsöffnungen 6 eingebracht oder einbringbar sind. So kann die Entwässerungsleistung z.B. entlang der Drehachse des Walzenbezugs 8 oder über den Umfang des Walzenbezugs 8 definiert eingestellt werden.
Obwohl die Erfindung anhand der Figuren nur hinsichtlich des zweiten Flohlraumvolumens beschrieben wurde, ist es grundsätzlich möglich, auch das erste Flohlraumvolumen z.B. eines Pressfilzes der Pressvorrichtung zu variieren oder auch in Kombination beide, also erste und zweite Flohlraumvolumina.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur variablen Einstellung der Entwässerungsleistung einer Pressvorrichtung (10) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (24), wie Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, wobei die Entwässerungsleistung der Pressvorrichtung (10) durch Variation des zur Verfügung stehenden Entwässerungsvolumens der Pressvorrichtung (10) variabel eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Entwässerungsvolumen der Pressvorrichtung (10) sich aus einem ersten Hohlraumvolumen zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn (24), das von einem Pressfilz (26, 26‘) der Pressvorrichtung (10) zur Verfügung gestellt wird und/oder einem zweiten Hohlraumvolumen, das von einem Walzenbezug (8) einer Presswalze (12) zur Verfügung gestellt wird, welcher Entwässerungsöffnungen (6) zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn (24) umfasst, zusammensetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (10) zusätzlich zu der Presswalze (12) auch eine
Gegenwalze (14) umfasst, wobei Presswalze (12) und Gegenwalze (14) zusammen einen Pressnip (22) ausbilden, durch den die Faserstoffbahn (24) und der Pressfilz (26, 26‘) hindurchführbar sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Entwässerungsvolumen während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Pressvorrichtung (10) variabel eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Einstellung des Entwässerungsvolumens alleinig durch Einstellen des zweiten Hohlraumvolumens zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn (24), nämlich dem des Walzenbezugs (8), erfolgt.
6. Walzenbezug (8) für eine Pressvorrichtung (10) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (24), wie Papier-, Tissue- oder
Kartonbahn, umfassend eine Mehrzahl von Entwässerungsöffnungen (6), wobei die Entwässerungsöffnungen (6) auf der radial äußersten Mantelfläche des Walzenbezugs (8) angeordnet sind und hinsichtlich ihres Querschnitts wahlweise einstellbar sind
7. Pressvorrichtung (10) einer Maschine zur Herstellung einer
Faserstoffbahn, wie Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, wobei die Pressvorrichtung (10) einen Pressfilz (26, 26‘) mit einem ersten Hohlraumvolumen zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn (24), eine Presswalze (12) und eine Gegenwalze (14) umfasst, die zusammen einen Pressnip (22) ausbilden, durch den die Faserstoffbahn (24) und der Pressfilz (26, 26‘) hindurchführbar sind, wobei der Presswalze (12) ein Walzenbezug (8) zugeordnet ist, der Entwässerungsöffnungen (6) aufweist, die einen zweites Hohlraumvolumen zur Aufnahme von Wasser aus der Faserstoffbahn (24) definieren, wobei der Pressvorrichtung (10) Mittel zur Einstellung des Entwässerungsvolumen der Pressvorrichtung (10) zugeordnet sind.
8. Pressvorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Einstellung des Entwässerungsvolumen derart ausgeführt sind, dass das zweite Hohlraumvolumen, das von den
Entwässerungsöffnungen (6) des Walzenbezugs (8) zur Verfügung gestellt werden, veränderbar ist, insbesondere durch Einbringen von Querschnittsverengungen in die Entwässerungsöffnungen (6), wobei das zweite Hohlraumvolumen zwischen einem Maximalwert, bei dem keine Querschnittsverengung der Entwässerungsöffnungen (6) vorliegt und einem Minimalwert, bei dem die Entwässerungsöffnungen (6) hinsichtlich ihres Querschnitts verengt sind, wahlweise einstellbar ist.
9. Pressvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel derart eingerichtet sind, dass den Entwässerungsöffnungen (6) des Walzenbezugs (8) Kanäle (4) zugeordnet sind und der Walzenbezug (8) derart elastisch ausgeführt ist, dass durch Druckbeaufschlagung der Kanäle (4) mit einem Druckmedium sich diese Verformen und eine Querschnittsverengung hin zu einem Minimalwert des zweiten Hohlraumvolumen erzeugbar ist, um das zweite Hohlraumvolumen und damit die Entwässerungsleistung der Pressvorrichtung (10) zu reduzieren.
10. Pressvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Entwässerungsöffnungen (6) in Form von einer oder mehreren Rillen vorgesehen sind, und als Mittel zur Einstellung des Entwässerungsvolumen fadenförmige Einlagen in die Rillen eingebracht sind.
11. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (24), wie Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, umfassend eine Pressvorrichtung (10), bevorzugt gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Maschine bevorzugt derart eingerichtet ist, dass diese ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausführt.
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