WO2011076575A1 - Vorrichtung und verfahren zur überwachung einer pressvorrichtung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur überwachung einer pressvorrichtung Download PDF

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WO2011076575A1
WO2011076575A1 PCT/EP2010/069233 EP2010069233W WO2011076575A1 WO 2011076575 A1 WO2011076575 A1 WO 2011076575A1 EP 2010069233 W EP2010069233 W EP 2010069233W WO 2011076575 A1 WO2011076575 A1 WO 2011076575A1
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oil
press
lubricating device
abrasion
oil lubricating
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PCT/EP2010/069233
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Wolfgang Klotzbücher
Hartmut Faber
Tobias Hafner
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Voith Patent Gmbh
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218—Shoe presses
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G5/00—Safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N29/00—Special means in lubricating arrangements or systems providing for the indication or detection of undesired conditions; Use of devices responsive to conditions in lubricating arrangements or systems

Definitions

  • the invention relates to a device for monitoring a pressing device, such as a shoe press or a smoothing roll, with a flexible press cover, for treating a paper, cardboard or other fibrous web in a machine for producing and / or refining thereof.
  • a method for monitoring a pressing device relates to a method for monitoring a pressing device.
  • a flexible roll shell or press shell rotates during operation between a pressure shoe, which has a concave pressing surface to form an extended press or nip, and a counter-pressure element, for example a cylindrical counter-roll. At least the material web is in operation between the counter-roller and the press cover.
  • the lubrication of the gap between the press cover and the pressure shoe is usually hydrodynamic and / or hydrostatic with a suitable oil.
  • the required flow rate can be up to 4000 l / min, which requires an oil reserve of about 25,000 l - 30,000 l in the oil circuit, which is kept in a catch tank.
  • the press jacket and the improvement of the lubricating device it has not been possible to prevent damage and abrasion on the press cover. Abrasion and larger fragments are flushed with the oil flow in a collecting container and settle there because of their higher specific gravity, so that they are not sucked back directly from the oil circuit pump and it comes to a lubricating film break. Due to the size of the collection container, the amount of larger fragments that would have to be recorded to monitor the press cover, can be determined only very poorly. In addition, the container can be cleaned only bad.
  • the invention is therefore based on the object, an oil lubrication device and a method to propose the / that allows reliable monitoring of the press jacket.
  • the oil lubricating device for a shoe press of a web-processing machine in particular a machine for producing paper, cardboard or tissue from an oil supply, for supplying an oil flow into the contact gap between an inner race surface of a press jacket and a contact surface of a press shoe, a settling tank and a hydraulic unit to generate the required oil pressure.
  • an element for monitoring the press jacket is provided in the oil lubricating device, with which the degree of abrasion on the inner surface of the press cover can be determined.
  • the proposed element is preferably a collecting container with which the abrasion is collected and collected, so can be determined in a simple manner, the amount of abrasion, for example by regular monitoring through a viewing window.
  • the preferred collection container consists of an inlet space and an outlet space, which are functionally separated from each other.
  • a filter can be arranged between the inlet space and the outlet space to absorb the abrasion.
  • the filter is preferably designed so that it only catches the relatively large abrasion parts, since experience shows that only major disturbances occur when large parts detach from the press cover.
  • the filter has passage openings or a mesh width of 0.5 to 20 mm, preferably 2-10 mm.
  • a level sensor arranged so that the backwater level can be monitored. This can be done for example by means of an ultrasonic sensor, as it is used in the prior art for level monitoring.
  • the inlet into the inlet space is designed so that the oil flow from the inlet passes into a guide channel, which calms the flow of oil.
  • the degree of abrasion on the inner surface of the press jacket is determined by means of an element provided in the oil lubricating device.
  • the abrasion is preferably collected in a collecting container by means of a filter which clogs with increasing abrasion and causes a reduction of the flow.
  • the degree of abrasion is determined by measuring the backwater level of the oil, for example by means of an ultrasonic sensor.
  • Figure 1 shows a section of a shoe press in section to illustrate the press shoe of the press jacket and the counter-roller Figure 2 shows a device according to the invention
  • FIG. 1 shows a section of a shoe press 6 in section to illustrate the press shoe 3, the press cover 5 and the counter roll 4th
  • one or more dewatering belts are preferably guided in the form of press felts for receiving the water pressed out in the press nip.
  • the oil 20 is introduced via the oil supply into the contact gap 8 between the inner race 9 of the press jacket 5 and the contact surface 10 of a press shoe 3, so that an optimal lubricating film is formed.
  • the oil is collected behind the press shoe and returned to the oil circuit.
  • FIG. 2 shows a corresponding collecting container which makes it possible to monitor the press cover.
  • the return oil coming from the press (s) flows via the inlet 12 into the inlet space 14 and from there through the filter 17 into the outlet space 15, which is connected to the settling tank 11.
  • sedimentation tank 1 In sedimentation tank 1 1 smallest particles (abrasion 7), which are not filtered out by the filter, settle.
  • the oil is pumped by means of a hydraulic unit to generate the required oil pressure to the oil supply and introduced through this into the contact gap 8 between the inner race 9 of the press jacket 5 and the contact surface 10 of a press shoe 3.
  • the filter 17 in the collecting container 13 there is a separation of the oil 20 from the abrasion 7, wherein the filter 17 has relatively large passages and the free Flow area is selected so that a backwater is formed as soon as there is too much abrasion 7 in the filter 17.
  • a correspondingly installed level sensor 19 in the inlet space 14 monitors the level. If the level is too high, this is a clear indication of too much abrasion 7.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ölschmiervorrichtung (1) für eine Schuhpresse (6) einer bahnverarbeitenden Maschine, insbesondere einer Maschine zur Herstellung von Papier, Karton oder Tissue, umfassend eine Ölzuführeinrichtung (7) zum Zuführen eines Ölstroms in den Kontaktspalt (8) der Innenlauffläche (9) eines Pressmantels (5) und der Kontaktfläche (10) eines Pressschuhs, einem Absetzbecken (11) und einer Hydraulikeinheit (12) zum erzeugen des erforderliche Öldrucks wobei in der Ölschmiervorrichtung (1) ein Element zum Überwachen des Pressmantels (5) vorgesehen ist, mit dem der Grad des Abriebes an der Innenfläche des Pressmantels (5) ermittelt werden kann.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Pressvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen einer Pressvorrichtung, wie einer Schuhpresse oder einer Glättwalze, mit einem flexiblen Pressmantel, zur Behandlung einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung einer Pressvorrichtung.
In einer Pressvorrichtung, wie einer Schuhpresse, rotiert ein flexibler Walzenman- tel oder Pressmantel während des Betriebes zwischen einem Anpressschuh, der zur Bildung eines verlängerten Press- oder Glättspaltes eine konkave Pressfläche aufweist, und einem Gegendruckelement, beispielsweise einer zylindrischen Gegenwalze. Zwischen der Gegenwalze und dem Pressmantel befindet sich im Betrieb zumindest die Materialbahn.
Um die Reibung im Spalt zwischen dem angepressten Pressmantel und dem feststehenden Anpressschuh zu reduzieren, ist es erforderlich eine Schmierung vorzusehen. Die Schmierung des Spaltes zwischen dem Pressmantel und dem Anpressschuh erfolgt in der Regel hydrodynamisch und/oder hydrostatisch mit einem geeigneten Öl.
Durch die hohe Umfangsgeschwindigkeit des bis zu 12m breiten Walzenmantels und die Breite des Spaltes sind sehr große Mengen Öl zur Schmierung der Kontaktfläche notwendig.
Der erforderliche Volumenstrom kann bis zu 4000 l/min betragen, wodurch ein Ölvorrat von etwa 25.000 I - 30.000 I im Ölkreislauf erforderlich ist, der in einem Auffangbehälter bereitgehalten wird. Trotz der Optimierung des Anpressschuhs, des Pressmantels und der Verbesserung der Schmiervorrichtung ist es bisher nicht gelungen zu verhindern, dass es zu Beschädigungen und Abrieb am Pressmantel kommt. Abrieb und größere Bruchstücke werden mit dem Ölstrom in einen Auffangbehälter gespült und setzen sich dort aufgrund ihres höheren spezifischen Gewichts ab, so dass diese nicht direkt wieder von der Ölkreislaufpumpe angesaugt werden und es zu einem Schmierfilmabriss kommt. Durch die Größe des Auffangbehälters kann die Menge an größeren Bruchstücken, die erfasst werden müssten um den Pressmantel zu überwachen, nur sehr schlecht ermittelt werden. Zudem kann der Behälter nur schlecht gereinigt werden.
Dies hat zur Folge, dass während des Betriebs der Maschine Beschädigungen an der Innenseite des Pressmantels erst bemerkt werden, wenn diese gravierend sind und/oder es zu Produktionsstörungen kommt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ölschmiervorrichtung sowie ein Verfahren vorzuschlagen die/das eine zuverlässige Überwachung des Pressmantels ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Ölschmiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß besteht die Ölschmiervorrichtung für eine Schuhpresse einer bahnverarbeitenden Maschine, insbesondere einer Maschine zur Herstellung von Papier, Karton oder Tissue, aus einer Ölzuführeinrichtung, zum Zuführen eines Ölstroms in den Kontaktspalt zwischen einer Innenlauffläche eines Pressmantels und einer Kontaktfläche eines Pressschuhs, einem Absetzbecken und einer Hydraulikeinheit, zum erzeugen des erforderlichen Öldrucks. Dabei ist erfindungsgemäß in der Ölschmiervorrichtung ein Element zum Überwachen des Pressmantels vorgesehen, mit dem der Grad des Abriebes an der Innenfläche des Pressmantels ermittelt werden kann. Das vorgesehene Element ist vorzugsweise ein Auffangbehälter, mit dem der Abrieb aufgefangen und gesammelt wird, so kann auf einfache Art und Weise die Menge des Abriebs, zum Beispiel durch regelmäßiges überwachen durch ein Sichtfenster, bestimmt werden. Der bevorzugte Auffangbehälter besteht aus einem Einlaufraum und einem Auslaufraum, die funktionell voneinander getrennt sind.
So kann zwischen dem Einlaufraum und dem Auslaufraum ein Filter angeordnet werden, um den Abrieb aufzufangen. Der Filter ist dabei vorzugsweise so ausgelegt, dass er nur die relativ großen Abriebsteile auffängt, da es Erfahrungs- gemäß nur zu größeren Störungen kommt, wenn sich große Teile vom Pressmantel lösen.
Um den relevanten Abrieb ausfiltern zu können, hat der Filter Durchlassöffnungen oder eine Maschenweite von 0,5 bis 20mm, vorzugsweise von 2-10mm.
Zur Überwachung des Ölfüllstandes im Einlaufraum ist dort ein Füllstandssensor so angeordnet, dass die Rückstauhöhe überwacht werden kann. Das kann beispielsweise mittels eines Ultraschallsensors erfolgen, wie er auch im Stand der Technik zur Füllstandsüberwachung eingesetzt wird.
Des Weiteren ist der Einlauf in den Einlaufraum so gestaltet, dass der Ölstrom vom Einlauf in einen Leitkanal übergeht, der den Ölstrom beruhigt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Grad des Abriebs an der Innenfläche des Pressmantels mit Hilfe eines in der Ölschmiervorrichtung vorgesehen Elements ermittelt. Dabei wird vorzugsweise der Abrieb in einem Auffangbehälter mittels eines Filters aufgefangen, der sich mit steigendem Abrieb zusetzt und eine Verringerung des Durchflusses verursacht.
Der Grad des Abriebs wird dadurch ermittelt, dass die Rückstauhöhe des Öls, zum Beispiel mittels Ultraschallsensor, gemessen wird.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Schuhpresse im Schnitt zur Darstellung der Pressschuhs des Pressmantels und der Gegenwalze Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung
Die Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Schuhpresse 6 im Schnitt zur Darstellung des Pressschuhs 3, des Pressmantels 5 und der Gegenwalze 4.
Der flexible Pressmantel 5 besteht aus faserverstärktem Kunststoff, welcher von einem Pressschuh 2 zu einer zylindrischen Gegenwalze 4 gedrückt wird. Da der Pressschuh 3 eine, der Gegenwalze 4 zugewandte, konkave Pressfläche besitzt, wird der Pressmantel 5 an die Kontur der Gegenwalze 9 angepasst.
Dadurch kommt es zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes, welcher wegen der verlängerten Verweilzeit der Faserstoffbahn im Pressspalt eine intensive, aber dennoch volumenschonende Behandlung der Faserstoffbahn erlaubt. Während die Faserstoffbahn zur Glättung allein durch den Pressspalt läuft, werden bei der Entwässerung der Faserstoffbahn ein oder mehrere Entwässerungsbänder vorzugsweise in Form von Pressfilzen zur Aufnahme des im Pressspalt ausgepressten Wassers durch diesen geführt.
Die Anpressung des Pressschuhs 3 erfolgt über zwei Reihen von axial nebenein- ander angeordneten, hydraulischen Anpresskolben.
Das Öl 20 wird über die Ölzuführeinrichtung in den Kontaktspalt 8 zwischen der Innenlauffläche 9 des Pressmantels 5 und der Kontaktfläche 10 eines Pressschuhs 3 eingebracht, so dass ein optimaler Schmierfilm entsteht. Das Öl wird hinter dem Pressschuh aufgefangen und dem Ölkreislauf wieder zugeführt.
Figur 2 zeigt einen entsprechenden Auffangbehälter der es ermöglicht den Pressmantel zu überwachen. Das von der oder den Pressen kommende Rück- lauföl läuft über den Einlauf 12 in den Einlaufraum 14 ein und von dort durch den Filter 17 in den Auslaufraum 15, der mit dem Absetzbecken 1 1 verbunden ist. Im Absetzbecken 1 1 können sich kleinste Partikel (Abrieb 7), die nicht durch den Filter ausgefiltert werden, absetzen.
Aus dem Absetzbecken wird das Öl mit Hilfe einer Hydraulikeinheit, zum erzeugen des erforderliche Öldrucks, zur Ölzuführeinrichtung gepumpt und durch diese in den Kontaktspalt 8 zwischen der Innenlauffläche 9 des Pressmantels 5 und der Kontaktfläche 10 eines Pressschuhs 3 eingebracht.
Nach dem das Öl den Kontaktspalt durchlaufen hat, fließt es zusammen mit dem Abrieb 7 zurück in den Auffangbehälter 13. Mittels des Filters 17 im Auffangbehälter 13 erfolgt eine Trennung des Öls 20 vom Abrieb 7, wobei der Filter 17 relativ große Durchlässe aufweist und die freie Durchflussfläche so gewählt ist, dass sich ein Rückstau bildet, sobald sich zu viel Abrieb 7 im Filter 17 befindet. Ein entsprechend eingebauter Füllstandssensor 19 im Einlaufraum 14 überwacht den Füllstand. Ist der Füllstand zu hoch ist dies ein eindeutiger Hinweis auf zu viel Abrieb 7.
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Bezugszeichenliste
1 Anpresskolben
2 Ölzuführeinrichtung
3 Pressschuh
4 Gegenwalze
5 Pressmantel
6 Schuhpresse
7 Abrieb
8 Kontaktspalt
9 Innenlauffläche
10 Kontaktfläche des Pressschuhs
1 1 Absetzbecken
12 Einlauf
13 Auffangbehälter
14 Einlaufraum
15 Auslaufraum
16 Filter
17 Sichtfenster
18 Leitkanal
19 Füllstandssensor
20 Öl

Claims

Patentansprüche
1 . Ölschmiervorrichtung für eine Schuhpresse (6) einer bahnverarbeitenden Maschine, insbesondere einer Maschine zur Herstellung von Papier, Karton oder Tissue, umfassend eine Ölzuführeinrichtung (2) zum Zuführen eines Ölstroms in den Kontaktspalt (8) zwischen einer Innenlauffläche (9) eines Pressmantels (5) und der Kontaktfläche (10) eines Pressschuhs (3), einem Absetzbecken (1 1 ) und einer Hydraulikeinheit zum erzeugen des erforderlichen Öldrucks
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Ölschmiervorrichtung ein Element zum Überwachen des Pressmantels (5) vorgesehen ist, mit dem der Grad des Abriebes an der Innenfläche des Pressmantels (5) ermittelt werden kann.
2. Ölschmiervorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Element ein Auffangbehälter (13) ist.
3. Ölschmiervorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auffangbehälter (13) einen Einlaufraum (14) und einen Auslaufraum (15) aufweißt.
4. Ölschmiervorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Einlaufraum (14) und dem Auslaufraum (16) ein Filter (17) angeordnet ist.
5. Ölschmiervorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Filter (17) Durchlassöffnungen von 0,5 bis 20mm, vorzugsweise von 2- 10mm, aufweißt.
6. Ölschmiervorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Einlaufraum (15) ein Sichtfenster (17) zur Überwachung des Füllstandes aufweißt.
7. Ölschmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Einlaufraum (15) einen Füllstandssensor (19) zur Überwachung des Füllstandes aufweißt.
8. Ölschmiervorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Füllstandssensor (19) ein Ultraschallsensor ist.
9. Ölschmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Einlauf in den Einlaufraum (16) einen Leitkanal (18) umfasst, der den Ölfluss beruhigt in den Einlaufraum (16) einfließen lässt.
10. Verfahren zum Überwachen eines Pressmantels in einer Schuhpresse, einer bahnverarbeitenden Maschine, insbesondere einer Maschine zur Herstellung von Papier, Karton oder Tissue, nach einem der Ansprüche 1 bis 9
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Ölschmiervorrichtung ein Element vorgesehen ist, mit dem der Grad des Abriebes (7) an der Innenfläche des Pressmantels (6) ermittelt wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 9
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abrieb (7) in einem Auffangbehälter mittels eines Filters aufgefangen wird, der sich mit steigendem Abrieb zusetzt und eine Verringerung des Durchflusses verursacht. Verfahren nach Anspruch 9 und 10
dadurch gekennzeichnet,
dass der Grad des Abriebs (7) dadurch ermittelt wird, dass die Rückstauhöhe des Öls (20) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 11
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messung mittels Ultraschallsensor erfolgt.
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DE102012205185A1 (de) 2012-03-30 2013-10-02 Voith Patent Gmbh Pressvorrichtung für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
WO2021058166A1 (de) * 2019-09-27 2021-04-01 Voith Patent Gmbh Verfahren zum betreiben einer schuhpresse, schuhpresse, maschine umfassend einer schuhpresse und verwendung eines farbstoffs in einer schmierflüssigkeit einer schuhpresse

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