SE469600B - Trycksko - Google Patents

Description

15 20 25 30 469 600 två olika bearbetningslägen, vilket således försvårar tillverkningen av tryckskon med åtföljande ökade till- verkningskostnader. Under drift skapas ett hydrodynamiskt tryck inom området för den bakre landytan, och den branta övergången mellan tryckfickan och denna landyta medför att det hydrodynamiska trycket ökar mycket hastigt, då det inledes omedelbart efter tryckfickan. Detta innebär i sin tur att pappersbanan och pressfiltarna utsättes för en relativt kraftig komprimering inom en relativt kort rörelsesträcka där denna hastiga ökning av det hydrodyna- miska trycket äger rum. En sådan hastig komprimering av pressfiltarna kan åtminstone för en kort stund försämra deras förmåga att absorbera vatten från pappersbanan, men framför allt kan inte önskvärda vattenströmmar uppstå i pappersbanan så att fiberorienteringen och fibertätheten kan ändras med åtföljande försämring av papperskvalite- ten. Problemet är särskilt allvarligt vid höga hastighe- ter hos pappersbanan och utgör således ett hinder för att öka hastigheten. Vid s.k. spetsdragning av pappersbanan kan tjockare partier s.k. kladd bildas på grund av att den oavsiktligt vikes dubbel. Sådana tjockare partier kan även förekomma i den kontinuerliga pappersbanan i form av veck, fiberansamlingar eller liknande. De nämnda tjockare partierna i pappersbanan kommer att förskjutas i riktning mot tryckfickan under inverkan av motvalsen i det att bandorganet är flexibelt och kommer därefter att via bandorganet påverkas av den branta övergången mellan tryckfickan och den bakre landytan för att omedelbart därefter nå det bakre landområdet, där en mycket hastig ökning av det hydrodynamiska trycket äger rum såsom nämnts ovan med åtföljande komprimering av pappersbanan.

Kombinationen av inverkan från den nämnda branta övergången och inverkan från en hastig komprimering inom en kort rörelsesträcka innebär en stor risk för att brott kan uppstå i pappersbanan. Dessutom kan förekomsten av kladd, särskilt om denna är av det större slaget, 10 l5 20 25 30 469 600 åstadkomma skador i bandorganet. Även i dessa fall är problemen särskilt allvarliga vid höga hastigheter. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åtminstone väsentligt reducera de ovan beskrivna problemen hos kända tryckskor och åstadkomma en trycksko, som är mindre känslig för tjockare partier i pappersbanan, gör det möjligt att komprimera pappersbanan med ett ökande hydrodynamiskt tryck under en längre rörelsesträcka av pappersbanan och som är enklare att tillverka.

Enligt föreliggande uppfinning uppnås detta vid en trycksko av det inledningsvis nämnda slaget genom att (i) tryckfickan har en första fickzon, i vilken ett hydrodynamiskt tryck skall skapas, och vilken innefattar en plan bottenyta, som är belägen på ett gradvis minskat djup från tryckskons konkava ytparti sett i bandorganets rotationsriktning, vilket djup är noll vid tryckfickans bakre ände, och som bildar en vinkel a av från O° till omkring 2° med en tangent till tryokskons konkava ytparti vid tryckfickans bakre ände; och att (j) den första fickzonen föregås av en andra fickzon, som innefattar en plan bottenyta, som bildar en vinkel ß av från O° till omkring ilO° med ett plan som sammanfaller med den första fickzonens bottenyta.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till de efterföljande ritningarna.

Figur 1 är en schematisk ändvy av en dubbelfiltad våt- press med förlängt pressnyp bildat mellan en motvals och en skopressvals med en trycksko enligt föreliggande uppfinning.

Figur 2 är ett tvärsnitt av tryckskon i huvudsak enligt figur l och visande en tryckficka enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen. 10 15 20 25 30 469 600 Figur 3 är ett tvärsnitt av en trycksko av samma grund- utförande som den enligt figur 2, men med en tryckficka enligt en annan utföringsform av uppfinningen.

Figur 4 är ett tvärsnitt av en trycksko av samma grund- utförande som den enligt figur 2, men med en tryckficka enligt en tredje utföringsform av uppfinningen.

Figur 5 är ett diagram som visar variationen av nyptryck utmed en trycksko som har en hydrostatisk tryckficka av konventionell form.

Figur 6 är ett diagram som visar variationen av nyptryck utmed en trycksko som har en hydrostatisk tryckficka i huvudsak enligt den i figur 2 visade utföringsformen.

Den i figur 1 visade skopressen innefattar ett ändlöst, vätskeogenomträngligt flexibelt bandorgan 1, som på känt sätt är roterbart anordnat i den med en pil angivna riktningen. Vid den visade utföringsformen har bandorga- net 1 formen av en valsmantel som kan vara monterad på det sätt som beskrives och visas i SE-B-464 032. Vals- manteln 1 kan vara av konventionellt utförande och bestå exempelvis av armerad polyeten. En stationär, icke roterbar bärbalk 2 sträcker sig axiellt genom den flexibla manteln 1 och är vid sina ändar försedd med axeltappar (ej visade), som sträcker sig genom gavlar (ej visade) och är lagrade vid lagerenheter (ej visade).

Manteln 1 är med sina motstående kantpartier fast mon- terad vid nämnda gavlar.

Skopressvalsen innefattar vidare en trycksko 3, som har ett konkavt ytparti 4, och hydrauldon 5 för att pressa tryckskons 3 konkava ytparti 4 mot den flexibla manteln 1 för att manteln 1 tillsammans med en motvals 6 skall bilda ett i mantelns 1 rotationsriktning förlängt press- nyp. Motvalsen 6 utgöres lämpligen av en vals med 10 15 20 25 30 35 469 600 reglerbar nedböjning (controlled deflection roll), före- trädesvis en sådan som av Valmet Paper Machinery Inc. saluföres under varumärket SYM-Z vals. Två pressfiltar 7, 8 är anordnade att löpa i var sin slinga över ett flertal valsar (ej visade) och genom det förlängda pressnypet.

Under drift löper en kontinuerlig våt pappersbana 9 genom det förlängda pressnypet tillsammans med manteln 1 och pressfiltarna 7, 8, vilka pressfiltar 7, 8 mellan sig innesluter pappersbanan 9 för att mottaga vätska som pressas ur pappersbanan 9, då denna passerar det för- längda pressnypet. Vidare innefattar skopressvalsen don 10 för tillförsel av ett vätskeformigt smörjmedel till tryckskons 3 anliggningsyta ll mot den flexibla manteln 1, vilken anliggningsyta 11 innefattar nämnda konkava ytparti 4. Alternativt är skopressvalsen enkelfiltad.

Hydrauldonen 5 för anpressning av tryckskon 3 mot man- telns 1 insida innefattar vid den visade utföringsformen ett flertal dubbelverkande hydrauliska domkrafter 12, vilka är anordnade i två parallella rader utmed och radiellt innanför tryckskons 3 framkant och bakkant.

Domkrafterna 12 är lämpligen sammanförda i hydraul- cylinderblock av det principiella utförande som framgår av EP-A1-0 345 500, men de två raderna av domkrafter 12 är här i stället uppdelade i separata block.

Domkrafterna 12 är fästa på ovansidan av den lådformade bärbalkens 2 överdel 13 medelst skruvar (ej visade) och har utskjutande kolvstänger 14. Tryckskon 3 är medelst skruvar (ej visade) fäst på en bärplatta 15 som i sin tur medelst skruvar (ej visade) är fäst vid några av kolv- stängerna 14. Vid sin bakkant är bärplattan 15 utformad med en längsgående rundning avsedd att samverka med en framkant på en avbärare 16 som från övre partiet av en bakre väggdel 17 av bärbalken 2 sträcker sig framåt mot bärplattan 15. Den nämnda rundningen vid bärplattans 15 bakkant gör det möjligt att erhålla stöd i 10 15 20 25 30 469 600 maskinriktningen för den på bärplattan 15 monterade tryckskon 3 även i de fall då domkrafterna 12 i de två raderna arbetar på sådant sätt att t.ex. bakkanten på tryckskon 3 ansättes hårdare än framkanten. För att medge en sådan ansättning är den nämnda fastskruvningen av bärplattan 15 vid nâgra av kolvstängerna 14 utförd med glapp av erforderlig storlek. De övriga kolvstängerna 14 har sfäriskt rundade ändar som anligger på bärplattan 15 antingen direkt eller via sfäriskt rundade lagerskålar (ej visade).

I figur 2 visas tryckskon i ett tvärsnitt för att åskåd- liggöra dess olika funktionella partier, vilkas gränser eller gemensamma ändar betecknas med tl, tz, t3, t4, t5, t6 och t7 och förklaras närmare i det följande.

Tryckskon 3 är företrädesvis försedd med ett flertal bredvid varandra i en rad liggande hydrostatiska tryck- fickor 18, vilka föregås och efterföljes av främre respektive bakre landytor 19, 20, vilka i mantelns 1 rotationsriktning har en bredd som är tillräcklig för att tryckskon 3 skall vara av kombinerad hydrodynamisk och hydrostatisk typ. Den främre landytans 19 främre ände tz övergår tangentiellt i en inloppsyta 21 och den bakre landytans 20 bakre ände t7 övergår tangentiellt i en utloppsyta 22. Presszonen bildas alltså av tryckfickorna 18, landytorna 19, 20 och ett mot den främre landytan angränsande plant parti 23 av inloppsytan 21, vilket inledes vid en främre ände tl. ,_~ En matarledning 24 (se figur 1) för tillförsel av vätske- formigt smörjmedel till de hydrostatiska tryckfickorna 18 är fastsatt på bärplattans 15 undersida i en position - mellan de två åtskilda raderna av hydraulcylinderblock 12. Smörjmedlet har även en kylande effekt på de relativt varandra rörliga ytorna av manteln 1 och tryckskon 3.

Från matarledningen 24 sträcker sig en kanal 25 till 10 15 20 25 30 469 690 varje tryckficka 18. I varje sådan kanal 25 finns en fast strypning (ej visad), som kan ha formen av en lång axiell borrning med liten diameter genom en i kanalen 25 insatt skruv (ej visad), för att tillförsäkra att varje tryck- ficka 18 får ett förutbestämt oljeflöde av förutbestämt tryck.

Varje tryckficka 18 är i enlighet med föreliggande uppfinning utformad på ett unikt sätt så att den inne- fattar dels en första fickzon 26, i vilken en film av smörjmedlet skall bildas så att det hydrodynamiska trycket inledes redan i tryckfickans 18 första fickzon 26, dels en andra fickzon 27, som föregår den första fickzonen 26.

Den första fickzonen 26 är kilformig och har en plan bottenyta 28, som är belägen på ett gradvis minskat djup från tryckskons 3 konkava ytparti 4 sett i mantelns 1 rctationsriktning, vilket djup är noll vid tryckfickans 18 bakre ände t6. Vid den visade utföringsformen bildar bottenytan 28 en vinkel a av omkring 1° med en tangent 29 till tryckskons 3 konkava ytparti 4 vid tryckfickans 18 bakre ände t6. Allmänt kan denna vinkel a vara från O° till omkring 2°. Då vinkeln a är 0° sammanfaller således bottenytan 28 med nämnda tangent 29 och då vinkeln a är större än 0° upp till omkring 2° skär bottenytan 28 tangentpunkten, som således motsvarar tryckfickans 18 bakre ände t6.

Den andra fickzonen 27 har en plan bottenyta 30, som vid den i figur 2 visade utföringsformen ligger i samma plan som den första fickzonens 26 bottenyta 28. Allmänt gäller att den andra fickzonen 27 bildar en vinkel B av från O° enligt den i figur 2 visade utföringsformen till omkring :lO° med nämnda plan, som sammanfaller med den första fickzonens 26 bottenyta 28. Funktionen av den andra fickzonen 27 är att skapa en så mjuk övergång som möjligt 10 15 20 25 30 469 600 till den första fickzonen 26 så att ingen (O°) eller en mycket liten brytpunkt ts (i10°) bildas. Genom att bottenytorna 28, 30 vid den i figur 2 visade utföringsformen sammanfaller med varandra i ett och samma plan finns ingen synlig gräns mellan dem, vilken gräns betecknas med ts. Läget för denna skenbara gräns t5, dvs det ställe där en film börjar att bildas, varierar beroende på olika driftsparametrar, som i första hand innefattar mantelns 1 hastighet och smörjmedlets viskositet, för ett givet värde på vinkeln a.

Tryckfickans 18 djup vid gränsen ts motsvarar således tjookleken av den film som kan bildas vid denna gräns vid en bestämd mantelhastighet och en bestämd viskositet hos smörjmedlet. Ändras dessa parametrar kommer tjockleken av den film som kan bildas att ändras så att gränsen ts för- flyttas till ett nytt läge till vänster eller höger om det i figur 2 visade läget.

Vid utföringsformerna enligt figurerna 3 och 4 innefattar den andra fickzonen 27 en plan bottenyta 30, som bildar en vinkel ß av högst lO° med det plan som sammanfaller med den första fickzonens 26 bottenyta 28, varvid botten- ytan 30 är belägen nedanför (figur 3) eller ovanför (figur 4) detta plan. Gränsen ts har i båda fallen antagits ligga vid övergången mellan de två bottenytorna 28, 30. Det inses dock att denna gräns för bildningen av en film av smörjmedlet även i detta fall kan variera, om de nämnda driftsparametrarna ändras så att gränsen ts ligger till höger eller till vänster om den visade. Den första fickzonen 26 kan därför i sig även innefatta en plan bottenyta, som bildar nämnda vinkel ß med ett plan som sammanfaller med bottenytan 28, eller kan den första fickzonens 26 bottenyta utgöra en del av den visade bottenytan 28. 4\ 10 15 20 25 30 469 600 Den sammanlagda längden av de två fickzonerna 26, 27 räknat i mantelns 1 rotationsriktning är lämpligen 8-60 mm, företrädesvis 20-40 mm.

Vid den främre änden t4 av den andra fickzonen 27 har tryckfickan 18 ett djup av 0,3-1,8 mm, företrädesvis 1,4-1,7 mm för att säkerställa hydrostatiskt tryck i tryckfickan. Den andra fickzonen 27 kan utgöra en huvud- del av tryckfickan 18, och beroende på tryckfickans längd kan den andra fickzonens främre ände t4 sammanfalla med tryckfickans 18 främre ände t3.

Vid de i figurerna 2-4 visade utföringsformerna inne- fattar tryckfickan 18 dessutom en tredje fickzon 31, som har en bottenyta 32, som kan utformas på olika sätt såsom illustreras med både heldragna och streckade linjer.

Utföringsformen enligt figur 2 är särskilt fördelaktig ur tillverkningssynpunkt i det att fräsverktyget endast behöver inställas i ett enda bearbetningsläge för att åstadkomma den färdiga tryckfickan 18. Tryckfickans djup vid den främre änden t3 kan vara från noll upp till flera millimeter, t.ex. 2-10 mm.

Tryckskon består lämpligen av ett metallmaterial som har bättre värmeavledningsegenskaper och är lättare att bearbeta än stål. Ett särskilt lämpligt metallmaterial är en aluminiumlegering.

I figurerna 5 och 6 anger de heldragna linjerna nyp- trycksprofilerna, som är summan av det hydrostatiska trycket enligt de streckade linjerna och det hydro- dynamiska trycket enligt de prickade linjerna. De streckade områdena anger det vätskeformiga smörjmedlet under tryck.

Figur 5 visar nyptrycksprofilen som erhålles vid en bestämd belastning av en känd tryckskos 3a framkant och 10 15 20 469 6ÛÜ 10 bakkant, som har en tryckficka l8a med i huvudsak konstant djup från tryckskons 3a konkava ytparti 4a. På grund av den branta övergången mellan tryckfickan 3a och den bakre landytan 20a skapas ett hydrodynamiskt tryck mycket snabbt vid tryckfickans l8a bakre ände så att nyptrycket stiger mycket hastigt såsom illustreras genom den med 33 betecknade tryckprofildelen, varvid hänvis- ningssiffran 34 anger kurvan för det hydrodynamiska trycket inom den bakre landytan 20a.

Figur 6 visar nyptrycksprofilen som erhålles vid samma belastning som ovan av en tryckskos 3 framkant och bakkant, som har en tryckficka 18 som är utformad i enlighet med föreliggande uppfinning och i huvudsak enligt den i figur 2 visade utföringsformen. Såsom illustreras med kurvan 35 uppbygges det hydrodynamiska trycket redan inom den bakre fickdelen 26 av tryckfickan 18 och under en flackare stigning än vad som är fallet för den kända tryckskon 31. Nyptrycket stiger sålunda långsammare såsom illustreras genom den med 36 betecknade tryckprofildelen, och denna stigning från ett konstant nyptrycksförlopp inledes redan inom tryckfickans 18 område. Nyptrycksprofilen närmar sig följaktligen den idealiska tryckkurveformen.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 469 690 ll P A T E N T K R A V

1. Trycksko (3) för en press av skotyp med förlängt pressnyp, vilken press har (a) ett ändlöst, roterbart, vätskeogenomträngligt flexibelt bandorgan (l); (b) en axiellt igenom det ändlösa bandorganet (1) sig sträckande stationär, icke-roterbar bärbalk (2); (c) vilken trycksko (3) uppbäres justerbart av nämnda bärbalk (2) och uppvisar ett konkavt ytparti (4): (d) hydrauldon (5) för att pressa tryckskons (3) konkava ytparti (4) mot bandorganet (1) för att band- organet (1) tillsammans med en motvals (6) skall bilda ett i bandorganets (1) rotationsriktning förlängt press- HYP7 (e) don (10) för tillförsel av ett vätskeformigt smörjmedel till en yta (ll) av tryckskon (3) som anligger mot bandorganet (l); (f) vilken trycksko (3) har en eller flera hydro- statiska tryckfickor (18), som vardera föregås och efterföljes av en främre landyta (19) respektive en bakre landyta (20): (g) vilket don (10) för tillförsel av smörjmedel innefattar en kanal (25) som utmynnar i den hydrostatiska tryckfickan (18) för att i tryckfickan (18) inmata smörjmedlet under tryck; (h) och vilka landytor (19, 20) har i nämnda rotationsriktning av bandorganet (1) en dimension som är tillräcklig för att tryckskon (3) skall vara av kombi- nerad hydrostatisk och hydrodynamisk typ; k ä n n e t e c k n a d a v att (i) tryckfickan (18) har en första fickzon (26), i vilken ett hydrodynamiskt tryck skall skapas, och vilken innefattar en plan bottenyta (28), som är belägen på ett gradvis minskat djup från tryckskons (3) konkava ytparti (4) sett i bandorganets (1) rotationsriktning, vilket 10 15 20 25 30 469 600 12 djup är noll vid tryckfickans (18) bakre ände (t6), och som bildar en vinkel a av från 0° till omkring 2° med en tangent (29) till tryckskons (3) konkava ytparti (4) vid tryckfickans (18) bakre ände (t6); och att (j) den första fickzonen (26) föregås av en andra fickzon (27), som innefattar en plan bottenyta (30), som bildar en vinkel ß av från 0° till omkring i10° med ett plan som sammanfaller med den första fickzonens (26) bottenyta (28).

2. Trycksko enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den första fickzonens (26) bottenyta (28) är med sin främre ände (ts) belägen på ett djup av 0,2-0,8 mm, företrädesvis 0,5-0,7 mm, från tryckskons (3) konkava ytparti (4).

3. Trycksko enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att den andra fickzonens (27) bottenyta (30) är med sin främre ände (t4) belägen på ett djup av 0,3-1,8 mm, företrädesvis 1,4-1,7 mm från tryckskons (3) konkava ytparti (4).

4. Trycksko enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a d a v att de två fickzonernas (26, 27) bottenytor (28, 30) är belägna i samma plan, och att den andra fickzonen (27) utgör en huvuddel av tryckfickan (18) och sträcker sig från tryckfickans (18) främre ände (ts).

5. Trycksko enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a d a v att den andra fickzonen (27) inne- fattar en bottenyta (30) som bildar en vinkel ß av högst 10° med ett plan, som sammanfaller med den första fick- zonens (26) bottenyta (28), och är belägen ovanför eller nedanför nämnda plan.

6. Trycksko enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - 10 15 20 25 30 469 600 13 t e c k n a d a v att den sammanlagda längden av de första och andra fickzonerna (26, 27) räknat i band- organets (1) rotationsriktning är 8-60 mm, företrädesvis 20-40 mm.

7. Trycksko enligt något av kraven 1-6, k ä n n e - t e c k n a d a v att den har ett flertal identiska hydrostatiska tryckfickor (18) belägna vid sidan av varandra.

8. Trycksko enligt något av kraven 1-7, k ä n n e - t e c k n a d a v att den består av ett metallmaterial som har bättre värmeavledningsegenskaper och är lättare att bearbeta än stål.

9. Trycksko enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda metallmaterial är en aluminiumlegering.

10. Trycksko (3) för en press av skotyp med förlängt pressnyp, vilken press har (a) ett ändlöst, roterbart, vätskeogenomträngligt flexibelt bandorgan (l); (b) en axiellt igenom det ändlösa bandorganet (l) sig sträckande stationär, icke-roterbar bärbalk (2); (c) vilken trycksko (3) uppbäres justerbart av nämnda bärbalk (2) och uppvisar ett konkavt ytparti (4); (d) hydrauldon (5) för att pressa tryckskons (3) konkava ytparti (4) mot bandorganet (1) för att band- organet (1) tillsammans med en motvals (6) skall bilda ett i bandorganets (1) rotationsriktning förlängt press- HYPI (e) don (10) för tillförsel av ett vätskeformigt smörjmedel till en yta (ll) av tryckskon (3) som anligger mot bandorganet (1): (f) vilken trycksko (3) har en eller flera hydro- statiska tryckfickor (18), som vardera föregås och 10 15 20 469 6GB 14 efterföljes av en främre landyta (19) respektive en bakre landyta (20): (g) vilket don (10) för tillförsel av smörjmedel innefattar en kanal (25) som utmynnar i den hydrostatiska tryckfickan (18) för att i tryckfickan (18) inmata smörjmedlet under tryck; (h) och vilka landytor (19, 20) har i nämnda rotationsriktning av bandorganet (1) en dimension som är tillräcklig för att tryckskon (3) skall vara av kom- binerad hydrostatisk och hydrodynamisk typ; k ä n n e t e c k n a d a v att (i) tryckfickan (18) har en plan bottenyta (28, 30), som är belägen på ett gradvis minskat djup från tryckskons (3) konkava ytparti (4) sett i bandorganets (1) rotationsriktning, vilket djup är noll vid tryck- fickans (18) bakre ände (t6); och att (j) tryckfickans (18) bottenyta (28, 30) bildar en vinkel a av från O° till omkring 2° med en tangent (29) till tryckskons (3) konkava ytparti (4) vid tryckfickans (18) bakre ände (t6), så att ett hydrodynamiskt tryck skapas i en bakre så bildad kilformig fickzon (26).