SE517426C2

SE517426C2 - Suction roll for a paper or cardboard machine

Info

Publication number: SE517426C2
Application number: SE0003743A
Authority: SE
Inventors: Philip Haakansson
Original assignee: Stora Kopparbergs Bergslags Ab
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2002-06-04
Also published as: SE0003743L; SE0003743D0; AU2001292511A1; WO2002033168A1

Abstract

Suction roll (1) for a paper machine, which suction roll has an axis of rotation (11) and a perforated jacket (2) disposed to rotate around said axis of rotation, at least two stationary zones (S1, S2, O1) extending axially being arranged inside the jacket, of which a first (S1, S2) of these zones is connected to a negative-pressure-producing organ (14) and a second (O1) of said zones is connected to a positive-pressure-producing organ (13). The invention also relates to a paper or paperboard produced using the suction roll.

Description

10 15 20 25 30 35 517 426 l P1516 na glider mot mantelytans insidan då manteln roterar. Ett undertrycksgivande organ, dvs en eller ﬂera vakuumpumpar, är ansluten till suglådan via sugvalsens ihåliga rotations- axel. Den eller de zoner som ej är satta under vakuum är under atmosfärstryck eller un- der ett svagt undertryck orsakat av läckage från vakuumzonen/zonema. 10 15 20 25 30 35 517 426 l P1516 slides towards the inside of the mantle surface as the mantle rotates. A suppressive body, ie one or ﬂ your vacuum pumps, is connected to the suction box via the hollow roller of the suction roller shoulder. The zone or zones not placed under vacuum are under atmospheric pressure or there is a slight negative pressure caused by leakage from the vacuum zone (s).

En påtaglig nackdel med denna konstruktion är att mantelns hål förblir mer eller mindre vätskefyllda även efter det att manteln och pappersbanan passerat vakuumzonen eller vakuumzonerna. Denna vätska återförs till pressﬁlten och pappersbanan och reducerar därvid sugvalsens avvattnande ﬁinktion påtagligt. Denna effekt kan i viss mån minskas genom att valcuumet i vakuumzonen/zonerna ökas, men den negativa följden av detta är att energiåtgången för driﬁen av sugvalsen höjes väsentligt. Ytterligare en negativ kon- sekvens av ett sådant ökat vakuum är att det uppstår markeringar på pappersytan. Dessa markeringar, som benämns sughålsmarkeringar, framträder tydligast på ett oacceptabelt sätt bl.a. då papperet eller kartongen trycks med off-set teknik.A significant disadvantage of this construction is that the holes in the mantle remain more or less even after the jacket and paper web have passed the vacuum zone or the vacuum zones. This liquid is returned to the press and the paper web and reduces thereby the dewatering ﬁ function of the suction roller is noticeable. This effect can be reduced to some extent by increasing the vacuum in the vacuum zone (s), but the negative consequence of this is that the energy consumption of the drive of one of the suction rollers is significantly increased. Another negative con- sequence of such an increased vacuum is that markings appear on the paper surface. These markings, called suction hole markings, appear most clearly in an unacceptable manner put i.a. when the paper or cardboard is printed using off-set technology.

För att minska bildandet av sughålsmarkeringar har utvecklingen gått mot ﬂer antal hål med mindre diameter. Därigenom har dock problemet med vätskefyllda hål ökat, efter- som kapillärkraﬁen blir större vid små hål.To reduce the formation of suction hole markings, the trend has been towards antal your number of holes with smaller diameter. As a result, however, the problem of liquid-filled holes has increased, as capillary ﬁ one becomes larger at small holes.

Ett armat, mindre effektivt, sätt att minska mängden vätska som återförs till pressﬁlt och pappers- eller kartongbana är att anordna en schaberklinga nära sugvalsens mantelyta, strax före ett inledande pressnyp. Nackdelarna med denna lösning är att klingan måste ha ett mycket litet avstånd till valsen för att ha någon eiïekt alls, vilket innebär att den ofta kommer att ligga an mot valsen, med mycket kostsamma haverier som följd. Ärmu en negativ konsekvens av denna lösning är att det skapas ett undertryck på klingans un- dersida, varvid det dras ut ytterligare vätska från sughålen precis före pressnypet, vilken vätska återförs till pressﬁltens ovansida, varigenom således klingas positiva eiïeltt minskar. Ärmu ett problem i samband med sugvalsar är att sughålen tenderar att sättas igen av komponenter som används vid papperstillverkningen. Exempel på sådana komponenter utgöres av lera, styrenbutadienlatex, kalciumkarbonat, och dispersioner av hydrofobe- ringsmedel.An arm, less efficient, way to reduce the amount of fluid returned to the press and paper or board web is to arrange a doctor blade near the mantle surface of the suction roller, just before an initial press pinch. The disadvantages of this solution are that the blade must have a very small distance to the roller to have any eiïekt at all, which means that it will often abut the roller, with very costly breakdowns as a result. Sleeve a negative consequence of this solution is that a negative pressure is created on the blade on the other side, whereby additional liquid is drawn out of the suction holes just before the press nip, which liquid is returned to the upper surface of the press, thus sounding positive eiïeltt reduces. A problem with suction rollers is that the suction holes tend to become clogged components used in papermaking. Examples of such components consists of clay, styrene butadiene latex, calcium carbonate, and dispersions of hydrophobic remedies.

Ett annat problem i samband med sugvalser är att suglådans tätningslister slits och ofta drabbas av mekaniska haverier. De är också anordnade på ett sådant sätt att det är svårt att diagnosticera dem. l0 15 20 25 30 35 517 426 3 P1516 KORT REDOGÖRELSE ÖVER UPPFlNNlNGEN Föreliggande uppﬁnning har till syfte att eliminera eller åtminstone minska ovan nämn- da problem, utan att den positiva elïekten av sugvalsen försämras. Detta åstadkommes medelst sugvalsen såsom den presenteras i patentkrav 1.Another problem in connection with suction rollers is that the sealing strips of the suction box are worn and often suffer mechanical failures. They are also arranged in such a way that it is difficult to diagnose them. l0 15 20 25 30 35 517 426 3 P1516 BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention aims to eliminate or at least reduce the above-mentioned problem, without deteriorating the positive electrics of the suction roller. This is accomplished by means of the suction roller as presented in claim 1.

Det har förvånande visat sig att vatten som ansamlats' i sughålen effektivt transporteras bort då man ansluter en zon direkt efter den konventionella undertryckszonen till ett övertrycksgivande organ. Lämpligen samlas detta vatten upp på mantelns utsida, i en position som motsvarar övertryckszonen, medelst ett uppsamlingskärl, tex. ett tråg eller dylikt. Anslutningen till det övertrycksgivande organet utföres lämpligen på samma, i sig kända sätt, som anslutningen till det undertrycksgivande organ som ger undertrycket i undertryckszonen/zonema. Storleken av övertrycket får optimeras för varje given sug- vals, men ligger lämpligen mellan 0,1 och 10 kPa. Som övertrycksgivande organ utnytt- jas företrädesvis en ﬂälct, men även utnyttjande av en kompressor eller dylikt är natur- ligtvis tänkbart.It has surprisingly been found that water accumulated in the suction holes is efficiently transported away when connecting a zone directly after the conventional negative pressure zone to one overpressure bodies. Preferably, this water collects on the outside of the jacket, in one position corresponding to the overpressure zone, by means of a collecting vessel, e.g. a trough or such. The connection to the overpressure means is suitably performed on the same, i known methods, such as the connection to the negative pressure transmitting means in the negative pressure zone (s). The magnitude of the overpressure may be optimized for each given suction roll, but is suitably between 0.1 and 10 kPa. As overpressure bodies, preferably an ﬂ älct, but also the use of a compressor or the like is natural conceivable.

Det har vidare överraskande visat sig att sugvalsens hål håller sig öppna utan igensätt- ningsproblem, då den uppﬁnningsenliga sugvalsen utnyttjas.It has further surprisingly been found that the holes of the suction roller remain open without clogging. problems, when the suitable suction roller is used.

Enligt en aspekt av uppﬁnningen innefattar sugvalsen också en mätanordning för upp- mätning av ett diíïerenstryck mellan omgivningen och den uppﬁnningsenliga över- tryckszonen och/eller en mätanordning för uppmätning av ett dilferenstryck mellan om- givningen och den eller de konventionella undertryckszonerna. Med ”omgivning” me- nas härmed omgivningen på mantelns utsida. Härigenom uppnås ytterligare en fördel i det att konditionen hos suglådans tätningslister kan diagnosticeras under drift. Denna uppmätning av differenstryck kan också utnyttjas för diagnosticering av en eventuell, men osannolik, igensättning av sughålen sugvalsens mantel. Hur detta kan gå till ex- empliﬁeras i det följande.According to one aspect of the invention, the suction roller also comprises a measuring device for measuring a diameter pressure between the environment and the inventive the pressure zone and / or a measuring device for measuring a dilferencing pressure between and the conventional negative pressure zone or zones. With “environment” means the surroundings on the outside of the mantle. This achieves an additional advantage in that the condition of the suction box sealing strips can be diagnosed during operation. This measurement of differential pressure can also be used to diagnose a possible, but unlikely, clogging of the suction holes of the suction roller sheath. How can this go to ex- are implemented in the following.

Om endast övertrycksﬂäkten är startad och trycket inne i övertryckszonen är större än dess börvärde, så visar detta att sughålen är igensatta. Om däremot endast vakuumpum- pen är startad och undertrycket i undertryckszonen ej är lika stort som dess börvärde, dvs ett sämre undertryck föreligger, så visar detta att tätningslisterna är slitna eller ska- dade. Om både övertrycksﬂäkt och vakuumpump är startade, dvs normalt diiﬁläge, och trycket inne i övertryckszonen är lägre än dess börvärde samtidigt som undertrycket i 10 15 20 25 30 35 517 426 4 P1516 undertryckszonen ej är lika stort som dess börvärde, så indikerar detta att sughålen är öppna men att tätningslistema är slitna eller skadade, etc.If only the overpressure ﬂ is started and the pressure inside the overpressure zone is greater than its setpoint, this indicates that the suction holes are clogged. If, on the other hand, only vacuum pumps the pen is started and the negative pressure in the negative pressure zone is not as large as its setpoint, ie there is a worse negative pressure, this shows that the sealing strips are worn or damaged. dade. If both overpressure and vacuum pump are started, ie normally in position, and the pressure inside the overpressure zone is lower than its setpoint while the negative pressure in 10 15 20 25 30 35 517 426 4 P1516 the negative pressure zone is not as large as its setpoint, this indicates that the suction holes are open but that the sealing strips are worn or damaged, etc.

Enligt en annan aspekt av uppﬁnningen kan det alternativt eller i kombination med nyss beskrivna mätanordning, vara anordnat en eller ﬂera mätanordningar för uppmätning av ett differenstryck mellan övertryckszonen och den eller de konventionella undertrycks- 201161118.According to another aspect of the invention, it may alternatively or in combination with just described measuring device, be arranged one or ﬂ your measuring devices for measuring a differential pressure between the overpressure zone and the conventional negative pressure 201161118.

En väsentlig fördel med uppfinningen är att det med utnyttjande av sugvalsen tillverka- de papperet eller kartongen erhåller en högre kvalitet, främst avseende avsaknad av sughålsmarkeringar, jämfört med ett papper eller en kartong som tillverkats med utnytt- jande av en sugvals enligt känd teknik. Alternativt kan uppﬁnningen naturligtvis utnytt- jas lör tillverkning av papper eller kartong av bibehållen kvalitet vid ökad produktion. Ännu en fördel är att uppﬁnningen även kan implementeras i beﬁntliga sugvalsar, som så kallad retroﬁt.An essential advantage of the invention is that using the suction roller the paper or board receives a higher quality, mainly due to lack of suction markings, compared to a paper or board made using prior art of a suction roller. Alternatively, the invention can of course be utilized. jas lör production of paper or cardboard of maintained quality with increased production. Another advantage is that the invention can also be implemented in dangerous suction rollers, which so-called retro.

DETALJERAD REDOGÖRELSE ÖVER UPPFINNINGEN Uppﬁnningen kommer i det följande att beskrivas med hänvisning till: Fig. 1 som visar en tänkbar utföringsfonn av den uppﬁnningsenliga sugvalsen, vilken är monterad i ett pressparti med två pressnyp gentemot intilliggande pressvalsar.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention will be described in the following with reference to: Fig. 1 showing a possible embodiment of the suction roller according to the invention, which is mounted in a press section with two press nips opposite adjacent press rollers.

IFig. 1 visas en sugvals 1 enligt uppﬁnningen, Sugvalsen 1 uppvisar en yttre roterande mantel 2, med en längd av typiskt 2 - 10 meter och en diameter av typiskt 0,8 - 2 meter.IFig. 1 shows a suction roller 1 according to the invention, the suction roller 1 has an outer rotary mantle 2, with a length of typically 2 - 10 meters and a diameter of typically 0.8 - 2 meters.

Denna uppvisar jämnt fördelade sughål över hela dess mantelyta, t.ex. 20-60 sughål per dmz, med en diameter av typiskt 2,8 - 3,2 mm. Mellan manteln 2 och en inre, koncent- tiskt anordnad cylinder 4, är det anordnat två stationära undertryckszoner, dvs suglådor, S1, S; som avgränsas av tätningslister 10, vilka löper mot insidan 3 av manteln 2, samt en stationär övertryckszon O1.This has evenly distributed suction holes over its entire mantle surface, e.g. 20-60 suction holes per dmz, with a diameter of typically 2.8 - 3.2 mm. Between the jacket 2 and an inner, concentrated cylinder 4, there are two stationary negative pressure zones, i.e. suction boxes, S1, S; bounded by sealing strips 10, which run towards the inside 3 of the jacket 2, and a stationary overpressure zone O1.

En pappers- eller kartongbana W, med en torrhalt av omkring 20%, löper tillsammans med en pressﬁlt F genom ett första pressnyp N1 mellan sugvalsen 1 och en första anlig- gande pressvals 5. Pappersbanan W och ﬁlten F löper däreﬁer på sugvalsens mantelyta 2 och vidare in i ett andra pressnyp Ng, mot en andra pressvals 6. Undertryckzonema S1 och S2 är därvid anordnade mellan det första och andra nypet, N1 respektive Ng, och den uppﬁnningsenliga övertryckszonen O1 är anordnad direkt efter den andra undertrycks- 10 15 20 25 30 35 517 426 5 P1516 zonen S1. Linjelasten i pressnypen kan vara upp till 100 kN/m, eller i vissa fall ärmu högre. I den visade utföringsfonnen är linjelasten i det första pressnypet N1 omkring 40 - 50 kN/m och i det andra pressnypet ornkring 60 -70 kN/m. Undertrycket i den forsta zonen S1 är i den visade utforingsformen omkring 40 kPa och omkring 50 kPa i den andra zonen S2. Efter det andra pressnypet N; har torrhalten hos pappers- eller kartong- banan W höjts med omkring 20 %-enheter.A paper or board web W, with a dry matter content of about 20%, runs together with a press ﬁ lt F through a first press nip N1 between the suction roller 1 and a first contact pressing paper roll 5. The paper web W and F lten F run there on the mantle surface of the suction roll 2 and further into a second press nip Ng, against a second press roll 6. The negative pressure zones S1 and S2 are then arranged between the first and second nips, N1 and Ng, respectively, and the The overpressure zone O1 according to the invention is arranged directly after the second underpressure zone. 10 15 20 25 30 35 517 426 5 P1516 zones S1. The line load in the press nip can be up to 100 kN / m, or in some cases sleeve higher. In the embodiment shown, the line load in the first press nip N1 is about 40 - 50 kN / m and in the second press nip around 60 -70 kN / m. The negative pressure in the first the zone S1 in the embodiment shown is about 40 kPa and about 50 kPa in it second zone S2. After the second press nip N; has the dry matter content of paper or board lane W has been increased by about 20% units.

Enligt uppﬁnningen är övertryckszonen 01 ansluten till en ﬂäkt 13, för skapande av ett övertryck av omkring 0,1 - 10 kPa. Själva anslutningen utföres praktiskt sett på i sig känt sätt, via sugvalsens ihåliga rotationsaxel 11. Undertryckszonema S1, S2, är anslut- na till ett eller ﬂera undertrycksgivande organ, dvs en eller ﬂera vakuumpumpar 14.According to the invention, the overpressure zone 01 is connected to a real 13, for creating a overpressure of about 0.1 - 10 kPa. The connection itself is practically performed on its own known method, via the hollow roller shaft 11 of the suction roller 11. The negative pressure zones S1, S2, are connected to one or ﬂ your negative pressure means, ie one or ﬂ your vacuum pumps 14.

Anslutningama och ﬂäkt 13 och vakuumpump 14 visas endast symboliskt i Fig. 1.The connections and ﬂ shaft 13 and vacuum pump 14 are shown only symbolically in Fig. 1.

I den visade utföringsforrnen sträcker sig övertryckszonen 01 hela vägen från den andra undertryckszonens S; andra ände (sett i rotatíonsriktningen för manteln 2), till den forsta undertryckszonens S1 första ände. Det är naturligtvis också tänkbart att övertryckszonen 01 har en utbredning endast inom en mindre del av detta område, varvid det även kan vara anordnat en huvudsakligen trycklös zon inom detta område. Lämpligen ligger i så fall övertryckszonen direkt eﬁer den andra undertryckszonen S2, och följes av den trycklösa zonen. Det är dock även tänkbart att ordningen är den omvända, varvid den trycklösa zonen ligger direkt efter den andra undertryckszonen S2, och följes av över- tryckszonen O 1.In the embodiment shown, the overpressure zone 01 extends all the way from the other the negative pressure zone S; other end (seen in the direction of rotation of the jacket 2), to the first the first end of the negative pressure zone S1. Of course, it is also conceivable that the overpressure zone 01 has a distribution only within a small part of this area, whereby it can also be arranged a substantially pressureless zone within this area. Conveniently lies in so if the overpressure zone is directly e ﬁ the other underpressure zone S2, and is followed by it the pressureless zone. However, it is also conceivable that the order is the reverse, whereby it the pressureless zone is located directly after the second negative pressure zone S2, and is followed by pressure zones O 1.

Utan att begränsa uppﬁnningen antas det att den uppﬁnningsenliga effekten är större ju lägre rotationshastighet som manteln 2 har, eftersom det konventionellt sett är Centrifu- galelïekten som skall avlägsna kvarvarande vatten i sughålen.Without limiting the acquisition, it is assumed that the inventive effect is greater lower rotational speed of the jacket 2, since it is conventionally Centrifugal the bile duct to remove residual water in the suction holes.

Vid övertryckszonen 01 är det, vid mantelns 2 utsida, anordnat ett uppsamlingskärl 12 för uppsamling av vattnet eller vätskan som av övertycket pressas ut ur sughålen i man- teln 2.At the overpressure zone 01, a collecting vessel 12 is arranged, at the outside of the jacket 2, for collecting the water or liquid which is forced out of the suction holes in the teln 2.

Uppﬁnningen är ej begränsad till ovan beskrivna utföringsfonner, utan kan varieras inom ramen för de eﬁerföljande patentkraven. Det inses t.ex. att antalet undertryckszoner kan vara både större och mindre, samt att det även är tänkbart att anordna mer än en övertryckszon. Vidare kan det även tänkas att uppﬁnningen kan utnyttjas i pappersmaskinens torkparti.The invention is not limited to the embodiments described above, but can be varied within the framework of the e ﬁ compliant patent claims. It is realized e.g. that number negative pressure zones can be both larger and smaller, and it is also conceivable that arrange more than one overpressure zone. Furthermore, it is also conceivable that the invention can used in the drying section of the paper machine.

Claims

517 426 Pl516 PATENT CLAIMS n.. . I ç Ü 'I. . . : ', _' ~ - .. _; _ - _. n ... , s "n. ,, f '~.,. u. s n. g z. ... 2 g - 2...,'" ',; - 2 -. . . . , E. . . . . ,,,, _ _ '_ I __. Suction roller (1) for a paper or board machine, which suction roller has a rotary shaft (1 l) and a perforated jacket (2) arranged to rotate about said rotary shaft, wherein at least two stationary parts are arranged inside the jacket. , axially extending zones (S1, S2, 01), of which a first (S1, S2) of these zones is connected to a negative pressure means (14), characterized in that a second (01) of said zones is connected to a overpressure bodies (13). Suction roller according to claim 1, characterized in that said overpressure-providing means (13) comprises a ﬂ or a compressor, which is arranged to give an overpressure of 0.1 - 10 kPa. Suction roller according to claim 1 or 2, characterized in that said second zone (01) is arranged directly after said first zone (S2), seen in a direction of rotation of the jacket (2), said second zone (01) preferably extending all the way around the jacket, again to said first zone (S2), or to a third zone (S1), which third zone also consists of a negative pressure zone arranged in connection with said first zone (S2). Suction roller according to claim 1 or 2, characterized in that said second zone (01) is arranged directly e ﬁ said first zone (S1, S2), seen in a direction of rotation of the jacket (2), it directly following said second zone (01) is arranged a fourth zone, which fourth zone consists of a substantially pressureless zone. Suction roller according to claim 1 or 2, characterized in that a fourth zone is arranged directly after said first zone (S1, S2), seen in a direction of rotation of the jacket (2), which fourth zone is constituted by a substantially pressureless zone, wherein said second zone (01) is arranged directly or said fourth zone. Suction roller according to one of the preceding claims, characterized in that it is arranged in a press section in said paper or board machine, wherein at least one press roller (5, 6) is arranged against the suction roller (1), for forming a press nip ( N 1, N 2). Suction roller according to one of the preceding claims, characterized in that a liquid collecting vessel (12) is arranged at the outside of the jacket (2), in a position at said second zone (01). P1516 n ° 'I I * ø. u.,

Suction roller according to one of the preceding claims, characterized by a measuring device for measuring a differential pressure between the environment and said second zone (01) and / or a measuring device for measuring a dilferencing pressure between the environment and said first zone (S 1, S2). .

Suction roller according to one of the preceding claims, characterized by a measuring device for measuring a differential pressure between said second zone (01) and said first ZOII (S1, S2).