SE506721C2 - Långzonpress för pappersmaskin - Google Patents

Description

506 721 10 15 20 25 30 35 2 250 mm långa, presszonen även en jämnare tryckfördel- ning över nypets hela längd. Som följd av detta kan man i skopressar använda betydligt större linjebe- lastningar än i valspressar utan att maximitrycket vid någon punkt stiger för högt. I teknisk mening kan skopressarna indelas i hydrodynamiska och hydro- statiska lösningar på basis av smörjningsmekanismen av det längs skon glidande bandet.

Skopressar som baseras på hydrodynamisk smörj- ning har beskrivits i bl.a. US-Reissue-patentet 30268 och US-patentet 4 427 492. I båda dessa publikationer anförs en lösning, där smörjmedel förs mellan bandet och skon på ingångssidan av det längs skon glidande bandet i skons främre kant, vilket smörjmedel ström- mar med bandet mellan bandet och skon och bildar en kilformig hinna av smörjmedel samt smörjer ytan av bandet och skon. Smörjmedelshinnans bärförmàga beror på hastigheten, med vilken bandet rör sig i förhål- lande till skon. och försvinner' helt då hastigheten närmar sig noll. Då pressen tvingas att fungera med hastigheter som är lägre än den planerade eller om den tvingas att fungera under högre belastningstryck än planerat, måste dessa möjligheter uppmärksammas då smörjmedlets viskositet väljs. I praktiken betyder detta, att viskositeten är överdimensionerad, och som följd. därav blir friktionsförlusterna, att smörjmedlet skär sig, som beror på betydligt större än det praktiska behovet. Vidare lämpar sig den på hydrody- namisk smörjning baserande skolösningen på grund av ovannämnda faktorer dåligt för situationer, ett stort hastighets- i vilka och belastningsområde förut- sätts av pressen.

I hydrostatiska skopressar, vilka beskrivs i bl.a. US-patent 3 853 698, 4 427 492, 4 570 314 och 4 568 423, baseras bärförmágan huvudsakligen på det, lO 15 2.0 25 30 35 3 att genom skon matas ett mellan bandet och skon tryckt smörjmedel, som trycker bandet mot valsen och pressas ut genom kanterna, varvid det smörjer även kontaktytorna mellan bandet och skon. I hydrostatiska smörjningslösningar försvinner skornas belastning och bärförmåga, om strömningen av det under tryck befint- liga smörjmedlet av någon anledning avbryts. Typiskt för dessa lösningar är, att presskoytan uppvisar dju- pa, vanligen i riktning med motvalsens axel gående, lángsträckta fickor, i vilka smörjmedlet tillförs. bandet hydrostatiskt, eftersom ingen hydrodynamisk smörjmedelskil med sti- gande tryck bildas. Således är trycket mot bandet vid fickorna konstant, och behovet av pumpningseffekt för Vid fickorna belastas rent pumpning av smörjmedel i fickan. är väsentligen be- tjocklek och längden av de som tätningskanter fungerande in- och utgàngskanterna i bandets rörelseriktning. Dà en li- ten pumpningsförlust önskas, får man nöja sig med en roende av smörjmedelshinnans önskade tunn hinna och lànga tätningskanter. Fördelen med den hydrostatiska skon är, att genom val av det statiska trycket som skall användas, kan skon anpassas för större funktionsomráden än den hydrodynamiska skon.

Nackdelen är den till följd av detta uppstàende stör- re totaleffektskonsumtionen och sålunda blir även kostnaderna större.

Tryckfördelningen i. pressnypet inverkar tämli- gen mycket pà papprets eller kartongens egenskaper.

Om presstrycket i början av presszonen stiger för snabbt, kan det i banan uppstàende för höga vätske- trycket föranleda vattenströmning i riktning med ba- nan och försvaga sålunda papprets hållfasthetsegen- skaper, eftersom det hindrar bindningar att uppstà mellan fibrerna. I en optimal presshändelse stiger presstrycket jämnt över presszonens hela längd och, 506 721 lO 15 20 25 30 35 4 om trycket når sitt maximivärde alldeles i slutet av pressnypet, kan undertrycket, som det sjunkande presstrycket àstadkommer i banan, undvikas. Pà grund av undertrycket àterkommer en del av det avlägsnade vattnet fràn filten till banan och väter denna igen.

En annan väsentlig faktor med tanke på papprets eller kartongens senare egenskaper är maximitrycket som alstras i pressnypet, vilket tryck bör ligga pà rätt nivà med hänsyn till bàde banans egenskaper och filtarnas funktionsduglighet för uppnàende av en hög torrämneshalt och dessutom bästa möjliga hàllfast- hetsegenskaper hos pappret. Maximitrycket för en valspress kan kalkylatoriskt definieras pà basis av valsdiametrar och beläggningar samt pressfiltarnas kompression. Filtarnas kompression à sin sida kan väljas genom att välja en lämpligast möjlig basvavnad för pressfilten. Filtarnas egenskaper kan trots detta förändras under driften, vilket försvårar situatio- nen. Dà filtarna slits, förlorar de mycket av sin tjocklek, varav följer att maximitrycket i nypet sti- ger. Pà grund av försvagningen i filtarnas funktions- duglighet måste pressarnas linjebelastning pà motsva- rande sätt sänkas för att hälla nypets maximitryck vid önskad nivå. Till följd av detta sjunker banans torrämneshalt efter pressen, eftersom den är direkt beroende av pressimpulsen som àstadkoms i pressen.

Det är typiskt för tryckfördelningen i hydrody- namiska skopressar att trycket i nypets början är stigande och maximivärdet uppnås efter stödpunkten för skon. Tryckfördelningen kan i nàgon màn pâverkas medelst formning av skon och maximitryckets belägen- het kan i nàgon xnán, men begränsat, att förflytta pâverkas genom stödkraftens tyngdpunkt. Trycksänk- ningen pà den hydrodynamiska skons utgàngskant är emellertid tämligen flack. Hydrodynamiska skopressars 10 15 20 25 30 35 cn co ox w ro __) 5 maximitryck kan förändras endast genom att förändra pressarnas linjebelastningar, varav följer att även pressimpulsen och sålunda torrämneshalten hos den från pressen kommande banan förändras. I en hydro- statisk skopress är trycket vid fickan konstant och tryckförändringarna i nypets början respektive slutet är beroende av hur långa tätningskanterna på in- och utgàngssidan är. Genom att välja korta tätningskanter blir trycket väsentligen konstant över hela press- zonen. Följden av detta är dock, att trycket stiger mycket abrupt på ingångssidan och av detta kan följa att vattnet strömmar i banans längdriktning. Genom att använda flera på varandra följande fickor och genom att dimensionera in- och utgångskanternas läng- der olika kan tryckfördelningen förändras något, men vid varje ficka råder fortfarande konstant tryck och trycket förändras stegvis.

Denna uppfinning avser att åstadkomma en sådan pressko, med vilken ett stort funktionsomràde både med tanke på banans hastighet och belastning kan åstadkommas och med vilken en önskad pressning kan erhållas i varje enskild driftsituation med möjligast liten energiförbrukning. Detta åstadkoms enligt upp- finningen så, - att presskons mot glidbandet vända yta uppvi- sar ett fickområde, som är smalare än guesszonen i bandets rörelseriktning och åtminstone väsentligen av samma bredd som fiberbanan, vilket fickomràde upp- visar åtminstone en som en fördjupning 5. presskons yta utförd ficka, - att pressen uppvisar medelskanal (9, 10) åtminstone en smörj- för matning av under tryck be- fintligt smörjmedel till fickområdet (T), - att djupet av fickorna på fickområdet (T) är sådant, att pressen fungerar väsentligen hydrodyna- 506 721 10 15 20 25 30 35 6 miskt, då en förutbestämd banhastighet överstigits.

Den väsentliga tanken i uppfinningen är att i en enligt hydrodynamisk princip fungerande sko har utformats ett fickomràde med en eller flera fickor, vilkas genomsnittliga djup är ca O - 0,75 mm, i vilka under tryck befintligt smörjmedel kan tillföras. Med denna lösning ástadkoms att skon fungerar rent hydro- dynamiskt, dà en viss banhastighet överstigits, och vid lägre hastigheter kan inverkan av hydrostatiskt tryck ökas utan att det hydrodynamiska trycket och sålunda längs hela fickomràdet, går förlorade. tryckfördelningen, som väsentligen stiger Uppfinningen beskrivs närmare i bifogade rit- ningar, där figur 1 visar schematiskt en skopress enligt uppfinningen, figur 2 visar schematiskt en genomskärning av skopressen enligt figur 1, figur 3 visar skopressen enligt figurerna l och 2 i perspektivvy, figur 4 visar presstryckfördelningar av en hyd- rodynamisk och en hydrostatisk press och figur 5 visar tryckfördelningen av pressen en- ligt uppfinningen.

I figur l visas en press, som uppvisar en mot- vals l och en mot denna anliggande pressko 2, som är stödd pà ett underlag 3. Mellan valsen l och presskon 2 löper filtar 4 och 5, mellan vilka en bana 6, som skall torkas, är belägen. Mellan den undre filten 5 och presskon 2 finns ett glidband 7, som glider längs presskons 2 yta smort av ett smörjmedel. I presskons 2 främre kant inmatas smörjmedel genom en kanal 8 och till mitten av presskon genom kanaler 9 och 10. Un- derlaget 3 uppvisar presskolvar ll, under vilka tryckmedium kan matas genom kanaler 12 för belastning 10 15 20 25 30 35 CH CD Ö\ *J NJ _) 7 av' presskon 2. Presskonstruktionen i sig samt dess funktion är allmänt kända och skall därför inte be- skrivas närmare.

I figur 2 visas schematiskt en genomskärning av presskon enligt figur l i större skala. Presskons 2 mot valsen l vända yta är utförd krökt och den uppvi- sar en radie med värdet R, dvs. att ytans krökning är definierad så, att presskon 2 fungerar hydrodyna- miskt. För detta ändamål har' i skons 2 främre del utförts ett med matningskanalen 8 förenat spår 13, i vilket smörjmedlet inmatas och från vilket smörjmed- let medelst det längs presskons 2 yta löpande glid- bandet 7 pressas ut mellan presskon 2 och bandet 7 och smörjer detta med en tunn smörjmedelshinna.

Smörjmedlet som inmatas i spåret 13 genom kanalen 8 har lågt tryck och är enbart avsett att överföra smörjmedlet mellan bandet 7 och sålunda skon och åstadkomma en hydrodynamisk smörjning då bandet 7 rör sig. Enligt uppfinningen har i presskons 2 yta över en med T betecknad längd utformats ett fickområde, som består av en låg ficka. Fickorna i detta område har ett genomsnittligt djup pà högst 0,75 mm. I det i figur 2 visade fallet har i skons 2 yta bildats en fickformig fördjupning, vars radie R' är mindre än skons normala radie R, vilken fördjupning börjar i skons 2 yta och slutar i dess yta med en klar diskon- tinuitetspunkt. För att inmata smörjmedel och vid behov under tryck befintligt smörjmedel i fickan, har på dess område i fickans främre och bakre del bildats smala djupa spår 14 och 15, vari smörjmedel med olika tryck kan inmatas genom kanaler 9 och 10.

I figur 3 åskàdliggörs presskon enligt uppfin- ningen i perspektivvy, varvid man kan se, hur fick- området T bildas i presskons 2 yta så, att det på alla sidor omges av en krans i presskons 2 normala 506 721 10 15 20 25 30 35 8 krökning, och hur matningsspàren l4 och 15 för smörj- medlet är belägna på fickomràdet. Figur 3 visar àskàdligt hur matningsspàren 14 och 15 för smörjmed- let pà fickomrádet kan antingen vara nästan lika lànga som fickomràdet eller utgöras av på varandra följande spàrstycken.

Den i visade figur 4 hydrodynamiska trycksfördelningen beskriver en typisk presstrycks- fördelning enligt lösningen i US-patentet 4 518 460, där trycket stiger jämnt till sitt maximivärde, var- efter det flackt. trycksfördelningen beskriver en presstrycksfördelning enligt lösningen i US-patentet 4 570 314, där trycket på fickomràdet är jämnt. sänker Den hydrostatiska press- Figur 5 visar presstrycksfördelningen hos làngzonpressen enligt uppfinningen, hela skillnad från den hydrodynamiska lösningen är tryck- vari trycket är väsentligen stigande genom presszonen. Till sänkningen pà utgàngssidan väsentligen abruptare.

Smörjmedel med olika tryck kan inmatas i spåren 14 och 15 på fickomrádets främre- och bakre kanter, varvid den jämnt stigande tryckkurvan kan bibehàllas även vid lägre banhastigheter, t.ex. genom att inmata ett smörjmedel med högre tryck i spåret 15, som ett gemensamt resultat av den av bandet 7 àstadkomna hyd- rodynamiska verkan och tryckskillnaderna i smörjmed- let.

I pressen enligt uppfinningen, då presskon 2 fungerar med den planerade hastigheten, utgörs skons bärförmàga huvudsakligen av hydrodynamisk verkan, dvs. pressen fungerar med liten matningseffekt för smörjmedlet. Dà drifthastigheten är lägre än den planenliga eller dà en större presseffekt förutsätts av pressen, bildas ett erforderligt tillägg i press- förmàgan hydrostatiskt genom att mata under tryck press- lO 15 20 25 30 35 9 befintligt smörjmedel till fickomràdet T. Härvid är smörjmedelshinnan styvare än i. en hydrodynamisk si- tuation och förtunningen av smörjmedelshinnan, som föranleds av en ökning i belastningen eller en sänk- ning av hastigheten, mindre. Genom att välja en sà tunn smörjmedelsviskositet som möjligt pà basis av den planerade hastigheten och belastningen, erhàlls en betydligt mindre totaleffektsförbrukning, med be- aktande av alla driftsituationen berörande faktorer, än i kända skopresslösningar. Smörjmedelsmatningen och tryckets jämna fördelning pà fickomràdet baseras pá att, då Smörjmedel matas under tryck sprids det tillräckligt lätt pà ett brett omràde i de relativt djupa och i förhållande till fickomràdets bredd smala spåren på fickomràdet. Genom att placera matningsöpp- ningarna för smörjmedlet pà spárbottnarna störs bil- dandet av den hydrodynamiska bärförmàgan så litet som möjligt. Matningsspàren 14 och 15 för smörjmedlet är åtminstone fem gånger så djupa som fickomràdets ge- nomsnittliga djup och deras bredd är högst en tionde- del av fickomràdets bredd. För att skon skall kunna fungera väsentligen hydrodynamiskt är det ytterst viktigt att djupet pá fickomràdets fickor inte blir för stort. Därför bör- det genomsnittliga djupet pà fickorna pà fickomràdet 'vara högst 0,75 mm, varvid trycket på fickans bredd eller i banans rörelserikt- ning inte kan utjämnas sà, som i kända statiska presslösningar, där fickomràdets djup är mycket stort och där vätsketrycket över hela fickomràdet är vä- sentligen konstant. Med fickomràdets djup avses av- ståndet mellan dess botten och presskons imaginära yta utan fickfördjupningar. I pressen enligt uppfin- bibehàlls fick- omràdet och trycket stiger sålunda väsentligen jämnt, vilket är typiskt för en hydrodynamisk sko. ningen hydrodynamisk kilverkan pà Under 506 721 10 15 20 25 30 10 inverkan av fickomràdet àstadkoms emellertid den för- delen jämfört med den hydrodynamiska skon, att tryckets maximivärde förskjuts närmare presszonens utgángskant samtidigt som man med lämplig utformning av fickomràdet förbättrar den hydrodynamiska bärför- màgan avsevärt. Dà man dessutom använder i och för sig kända lösningar för ändring av tyngdpunkten hos skons stödkrafter kan pressnypets maximitryck regle- ras efter önskan och sänkas vid behov utan att pres- sens linjebelastning behöver sänkas. Ett dylikt sätt för ändring av tyngdpunkt anförs bl.a. i FI-patentet 65103.

I beskrivningen och ritningarna har uppfin- ningen beskrivits som ett exempel men den är pà inget vis begränsad till detta. Även om figurerna visar en med enbart en ficka försedd sko, kan pressen förverk- ligas genom att bilda flera i banans tvärriktning och/eller längdriktning pá varandra följande separata fickor, vilka bildar fickomràdet då de är belägna bredvid. varandra. Härvid bör man alltid komma ihåg att det genomsnittliga djupet av varje självständiga ficka inte får överstiga det ovan definierade djupet 0,75 mm.

Den i figurerna l - 3 visade presskon har en ficka med krökt botten, men den kan även vara rek- tangulär och dess kanter abrupt avvikande från den övriga ytan, behålls fickans ena kant vara vinklig och andra kant, förutsatt att djupets genomsnittsvärde inom det definierade området. Vidare kan såsom figurerna 1 - 3 visar, flack.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 ll PATENTKRAV

1. l. Lågzonspress för en pappersmaskin för avlägsning av vatten från en vát fiberbana (6), vilken press omfat- tar I -len roterande pressvals (1) och åtminstone en mot pressvalsen (l) stödd pressko (2), som är parallell med pressvalsens (l) axel, - ett längs presskons (2) yta mellan presskon (2) och pressvalsen (l) i fiberbanans (6) riktning glidande vätsketätt glidband (7), organ (8, 13) för matning av smörjmedel mellan glid- bandet (7) och presskon (2) i dess inloppskant och - åtminstone en pressfilt (4, 5) för ledning av fiberbanan (6) genom pressen mellan pressvalsen (1) och glidbandet (7) och för upptagning av vatten från fiber- (6), - presskons (2) mot glidbandet (7) vända yta upp- (T), rörelserikt- ning är smalare än presszonen och åtminstone väsentligen av samma bredd som fiberbanan (6), vilket fickomràde upp- visar åtminstone en som en fördjupning i presskons (2) yta utförd ficka, banan varvid visar ett fickområdet som i bandets (7) och varvid - pressen uppvisar åtminstone en smörjmedelskanal (9, 10) för att till fickområdet (T) tillföra smörjmedel under tryck, k ä n n e t e c k n a d därav - att djupet av fickorna i fickområdet (T) är sådant att pressen fungerar väsentligen hydrodynamiskt, då en förutbestämd banhastighet överstigits.

2. Press enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att det genomsnittliga djupet av fickorna pà fickområdet (T) inte överstiger 0,75 mm.

3. Press enligt patentkravet 1 eller 2, t e c k n a d därav, att fickområdet (T) utgörs av en ficka, vars längd i fiberbanans (6) rörelseriktning är 40 - 60% av hela presszonens längd.

4. Press enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att fickområdet (T) utgörs av minst k ä n n e - 506 10 15 20 25 30 721 - H två i fiberbanans (6) riktning på varandra följande fickor.

5. Press enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k - n a d därav, att fickorna är placerade väsentligen bred- vid varandra för att bilda ett enhetligt fickområde.

6. Press enligt något av patentkraven l-5, k ä n - n e t e c k n a d därav, att den uppvisar åtminstone två i pressvalsens (l) axelriktning på varandra följande fickor, vilkas ändar är belägna bredvid varandra.

7. Press enligt något av patentkraven l-6, k ä n - ne t e c k n a d därav, att den uppvisar smörjmedels- kanaler (9) för tillförsel av smörjmedel till varje ficka vid fickans i fiberbanans (6) rörelseriktning främre kant väsentligen över varje fickas hela bredd.

8. Press enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k - n a d därav, att varje ficka uppvisar ett av ett eller flera spår (14, 15) i valsens (l) axelriktning bestående matningsomràde för smörjmedel, varvid varje spår (14, 15) har en bredd som är högst en tiondedel av fickomràdets (T) bredd och ett djup som är minst fem gånger det genom- snittliga djupet på fickomràdet (T).

9. Press enligt patentkraven 7 eller 8, k ä n - n e t e c k n a d därav, att den uppvisar smörjmedels- kanaler (9) för tillförsel av smörjmedel under tryck i åtminstone två i fiberbanans (6) rörelseriktning på var- andra följande delar av fickomràdet (T).

10. Press enligt något av patentkraven 1-9, ne t e c k n a d därav, att den i fiberbanans (6) k ä n - rörelseriktning bakre kanten av en av fickorna blir kil- formigt grundare i fiberbanans (6) rörelseriktning. 12