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Title:
PRESSING ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/030509
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pressing arrangement for dewatering a paper or cardboard web (1) with a weight per unit area of between 60 and 250 g/m2 and at a machine speed of up to 1800 m/min, consisting of four pressing rollers (2, 3, 4, 5) for the formation of three pressure nips, through which the web (1) runs together with in each case at least one endlessly circulating, water-absorbing dewatering belt (6, 7, 9). Here, high drynesses with secure web guidance and costs which are as low as possible are to be made possible by virtue of the fact that the first and the third pressure nip are of extended configuration in each case via the interaction of a shoe pressing roller (2, 5) with a cylindrical pressing roller (3, 4), and the first shoe pressing roller (2) is arranged below the web (1) and the second shoe pressing roller (5) is arranged above the web (1).

Inventors:
GRONYCH DANIEL (DE)
HORN RICHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/070687
Publication Date:
February 13, 2020
Filing Date:
July 31, 2019
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
D21F3/04; D21F1/32; D21F5/04; D21F7/04
Domestic Patent References:
WO1997015718A11997-05-01
WO2001063042A12001-08-30
WO2017207475A12017-12-07
Foreign References:
DE102005036903A12007-02-08
EP1754822A22007-02-21
DE19702575A11998-07-30
DE102007021879A12008-11-13
DE102011004565A12012-08-23
DE19912497A12000-09-21
EP0276203A21988-07-27
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Claims:

1. Pressanordnung zur Entwässerung einer Papier- oder Kartonbahn (1 ) mit einem Flächengewicht zwischen 60 und 250 g/m2 und bei einer Maschinengeschwindigkeit von bis zu 1800 m/min bestehend aus vier Presswalzen (2, 3, 4, 5) zur Bildung von drei Presspalten, durch welche die Bahn (1 ) gemeinsam mit jeweils wenigstens einem endlos umlaufenden, wasseraufnehmenden Entwässerungsband (6,7,9) läuft, dadurch gekennzeichnet,

dass der erste und der dritte Pressspalt jeweils über das Zusammenwirken einer Schuh-Presswalze (2,5) mit einer zylindrischen Presswalze (3,4) verlängert ausgebildet sind und die erste Schuh-Presswalze (2) unter und die zweite Schuh-Presswalze (5) über der Bahn (1 ) angeordnet ist.

2. Pressanordnung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet,

dass die Bahn (1 ) durch mindestens einen verlängerten Pressspalt gemeinsam mit beidseitig je einem Entwässerungsband (6,7,9) läuft.

3. Pressanordnung nach Anspruch 1 oder 2

dadurch gekennzeichnet,

dass der erste verlängerte Pressspalt höchstens so lang wie der zweite verlängerte Pressspalt ist.

4. Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass die Linienlast im ersten verlängerten Pressspalt höchstens so groß wie im zweiten verlängerten Pressspalt ist.

5. Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass die Bahn (1 ) die entsprechende zylindrische Presswalze (3,4) vor und nach jedem verlängerten Pressspalte mit wenigstens 20 mm umschlingt. 6. Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass die erste Schuh-Presswalze (2) mehrere, quer zur Bahnlaufrichtung (20) nebeneinander angeordnete und separat steuerbare Druck-Zonen besitzt.

7. Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass die zylindrische Presswalze (3) des ersten verlängerten Pressspaltes besaugt ist und vorzugsweise eine Mantelstärke von zumindest 40 mm aufweist.

8. Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass die Entwässerungsbänder (6,7,9) gemeinsam mit der Bahn (1 ) besaugte Walzen (3,10) umschlingen, von denen mindestens eine angetrieben ist.

9. Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass der Bahn (1 ) innerhalb der Pressanordnung zumindest ein Dampfblaskasten (11 ) zur Dampfbeaufschlagung der Bahn (1 ) zugeordnet ist.

10. Pressanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass die zylindrische Presswalze (4) des zweiten verlängerten Pressspaltes von einem endlos umlaufenden, semipermeablen oder einem impermeablen Transferband (8) umschlungen ist, welches die Bahn (1 ) ohne freien Zug an ein Trockensieb (12) einer folgenden Trockeneinheit zur Trocknung der Bahn (1 ) übergibt.

11. Pressanordnung nach Anspruch 10

dadurch gekennzeichnet,

dass dem Transferband (8) nach der Abgabe der Bahn (1 ) ein Reinigungsaggregat (13) zur Fluidbeaufschlagung des Transferbandes (8) sowie wenigstens ein Schaber (14) zugeordnet sind. 12. Pressanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass die Bahn (1 ) innerhalb der auf die Pressanordnung folgenden Trockeneinheit vom Trockensieb (12) mänderförmig abwechselnd über beheizte Trockenzylinder (15) und Leitwalzen (16) geführt wird, wobei dem ersten Trockenzylinder (15) wenigstens ein Schaber (17) zugeordnet ist.

13. Pressanordnung nach Anspruch 12

dadurch gekennzeichnet,

dass unter und zwischen dem ersten Trockenzylinder (15) und der folgenden Leitwalze (16) ein Pulper (18) angeordnet ist.

14. Pressanordnung nach Anspruch 12 oder 13

dadurch gekennzeichnet,

dass Achse des ersten Trockenzylinders (15) und die Achse der folgenden Leitwalze (16) vertikal zueinander versetzt sind und einen horizontalen Abstand voneinander haben, der größer als 80%, vorzugsweise größer als 90% und insbesondere größer als 95% der Summe der Radien dieses Trockenzylinders (15) und dieser Leitwalze (16) ist.

Description:
Pressanordnunq

Die Erfindung betrifft eine Pressanordnung zur Entwässerung einer Papier- oder Kartonbahn mit einem Flächengewicht zwischen 60 und 250 g/m 2 und bei einer Maschinengeschwindigkeit von bis zu 1800 m/min bestehend aus vier Presswalzen zur Bildung von drei Presspalten, durch welche die Bahn gemeinsam mit jeweils wenigstens einem endlos umlaufenden, wasseraufnehmenden Entwässerungsband läuft.

Derartige Anlagen sind seit langem bekannt, wobei die aus Altpapier hergestellten Faserstoffsuspensionen einen erhöhten Anteil an Verunreinigungen aufweisen.

Dementsprechend führen die daraus hergestellten Faserstoffbahnen zu einer stärkeren Verschmutzung der damit in Kontakt kommenden Elemente, insbesondere wenn diese Elemente eine relativ hohe Adhäsion, insbesondere eine glatte Oberfläche haben.

Aus diesem Grund besitzen die Pressspalte häufig zwei separate Entwässerungsbänder, so dass die Faserstoffbahn sicher zwischen den beiden geführt werden kann. Allerdings ist dies dann auch mit hohen Kosten sowie einer hohen Rückbefeuchtung der Faserstoffbahn nach den Pressspalten verbunden.

Zur Minderung dieser Rückbefeuchtung ist es auch bekannt, durch den zweiten Pressspalt nur ein, meist oberes Entwässerungsband zu führen. Die Faserstoffbahn haftet dann nach dem zweiten Pressspalt an der glatten Manteloberfläche der entsprechenden Presswalze und wird mit offenem Zug an ein Band einer folgenden Maschineneinheit übergeben.

Problematisch sind hierbei die Übergabe der Faserstoffbahn mittels offenem Zug, besonders bei hohen Maschinengeschwindigkeiten und das aufwändige Überführen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher hohe Trockengehalte bei sicherer Bahnführung und möglichst geringen Kosten zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen. Anhand von zwei Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren 1 und 2 zeigen zwei unterschiedlich gestaltete Pressanordnungen zur Entwässerung einer Papier- oder Kartonbahn 1 mit einem Flächengewicht zwischen 60 und 250 g/m 2 bei einer Bahnlaufgeschwindigkeit von bis zu 1800 m/min in schematischer Darstellung.

Nachfolgend werden diese detaillierter beschrieben.

Die Faserstoff-Bahn 1 wird bei beiden Ausführungen von einem Formersieb 19 eines vorgelagerten Formers an ein wasseraufnehmendes, oberes Entwässerungsband 7 der Pressanordnung übergeben.

Dieses Entwässerungsband 7 führt die Bahn 1 anschließend gemeinsam mit einem unter der Bahn 1 verlaufenden, wasseraufnehmenden Entwässerungsband 6 durch einen ersten Pressspalt der Pressanordnung.

Dieser Pressspalt ist verlängert ausgebildet und wird hierzu von einer unteren Schuh- Presswalze 2 und einer oberen, besaugten Presswalze 3 gebildet.

Schuhpresswalzen 2, 5 besitzen einen flexiblen Walzenmantel, der von einem Pressschuh mit konkaver Pressfläche zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes zur zylindrischen Gegen-Presswalze 3,4 gedrückt wird. Sie ermöglichen wegen der verlängerten Verweilzeit der Bahn 1 im Pressspalt eine intensive und dennoch schonende Entwässerung.

Da die Bahn im ersten Pressspalt einen relativ hohen Feuchtegehalt hat, genügt es zur Schonung des Volumens, wenn die Schuhlänge der entsprechenden Schuh-Presswalze 2 kleiner als 270 mm, vorzugsweise kleiner als 220 mm und insbesondere kleiner als 140 mm ist.

Dabei sollte die Linienlast im ersten Pressspalt größer 100 kN/m, vorzugsweise größer als 150 kN/m und insbesondere größer als 175 kN/m sein. Um die Entwässerung über die Bahnbreite besser beeinflussen zu können, ist es ebenso von Vorteil, wenn die Schuh-Presswalze 2 des ersten Pressspaltes mehrere, vorzugsweise drei quer zur Bahnlaufrichtung 20 nebeneinander angeordnete und separat steuerbare Druck-Zonen besitzt.

Die besaugte Presswalze 3 besitzt ebenso wie die von einem luftdurchlässigen Entwässerungsband 6,7,9 der Pressanordnung umschlungenen Saug-Leitwalzen 10 einen perforierten Walzenmantel, dessen Innenraum, zumindest teilweise mit einer Unterdruckquelle verbunden ist.

Wegen der erhöhten Belastung im ersten Pressspalt sollte allerdings die zylindrische, besaugte Presswalze 3 des ersten verlängerten Pressspaltes eine Mantelstärke von zumindest 40 mm aufweisen.

Dabei ist es außerdem vorteilhaft, wenn mindest eine der, von einem der Entwässerungsbänder 6,7,9 gemeinsam mit der Bahn 1 umschlungenen, besaugten Walzen 3,10 mit einem Antrieb gekoppelt ist.

Der Unterdrück unterstützt hier nicht nur die Abführung des aus der Bahn 1 gepressten Wassers, sondern auch die Haftung der Bahn 1 am entsprechenden Entwässerungsband 7, so dass das untere Entwässerungsband 6 nach dem ersten Pressspalt problemlos von der Bahn 1 weggeführt werden kann.

Nach dem ersten Pressspalt läuft die Bahn 1 gemeinsam mit dem oberen Entwässerungsband 7 durch einen zweiten Pressspalt der Pressanordnung, welcher von der besaugten Presswalze 3 und einer weiteren zylindrischen Presswalze 4 mit einer glatten Mantelfläche gebildet wird.

Anschließend wird die Bahn 1 allein an der glatten Mantelfläche der Presswalze 4 zu einem dritten Pressspalt geführt, der ebenfalls verlängert ausgebildet ist und hierzu von der weiteren, zylindrischen Presswalze 4 und einer weiteren, über der Bahn 1 angeordneten und von einem wasseraufnehmenden Entwässerungsban 9 umschlungenen Schuh-Presswalze 5 gebildet wird. Da der Feuchtegehalt im ersten, verlängerten Pressspalt wesentlich größer als im zweiten verlängerten Pressspalt ist, genügt es zur Schonung des Bahnvolumens, wenn der erste verlängerte Pressspalt höchstens so lang wie der zweite verlängerte Pressspalt und/oder die Linienlast im ersten verlängerten Pressspalt höchstens so groß wie im zweiten verlängerten Pressspalt ist.

Zur Intensivierung der Entwässerung kann die Bahn 1 innerhalb der Pressanordnung über einen oder mehrere Dampfblaskästen 11 mit heißem Dampf beaufschlagt werden. Hierfür eignen sich besonders die Bereiche zwischen dem ersten und dem zweiten sowie zwischen dem zweiten und dem dritten Pressspalt.

Des Weiteren kann die Bahnführung im Bereich der verlängerten Pressspalte verbessert werden, indem die Bahn 1 die entsprechende zylindrische Presswalze 3,4 vor und nach jedem verlängerten Pressspalte mit wenigstens 20 mm umschlingt.

Die wasseraufnehmenden Entwässerungsbänder 6,7,9 sind als Pressfilze ausgebildet.

Bei Figur 1 wird das obere Entwässerungsband 9 nach dem dritten Pressspalt von der Bahn 1 weg und die Bahn 1 allein am Mantel der glatten zylindrischen Presswalze 4 bis zur Übergabe an ein Trockensieb 12 einer folgenden Trockeneinheit zur Trocknung der Bahn 1 weitergeführt.

Im Unterschied hierzu ist bei Figur 2 die zylindrische Presswalze 4 des zweiten verlängerten Pressspaltes von einem endlos umlaufenden, semipermeablen oder einem impermeablen und glatten Transferband 8 umschlungen, welches dementsprechend unterhalb und gemeinsam mit der Bahn 1 durch den zweiten und dritten Pressspalt läuft.

Nach dem dritten Pressspalt und einer Nachumschlingung deren unterer Presswalze 4 wird die Bahn 1 dann ohne freien Zug vom Transferband 8 an das Trockensieb 12 der folgenden Trockeneinheit übergeben.

Die zylindrische Presswalze 4 gemäß Figur 1 und das Transferband 8 gemäß Figur 2 sind so glatt, dass es zu einer ausreichenden Haftung der Bahn 1 an der Presswalze 4 bzw. am Transferband 8 kommt und das Entwässerungsband 9 nach dem dritten Pressspalt von der Bahn 1 weggeführt werden kann. Verstärkt wird diese Haftung jedoch noch durch eine kurze Nachumschlingung der unteren Presswalze 4 durch das obere Entwässerungsband 9.

Um die Übergabe an das luftdurchlässige Trockensieb 12 zu unterstützen, umschlingt diese während der Übernahme eine Saug-Leitwalze 21 , deren Vakuum bei Abnahme von der Presswalze 4 jedoch nicht größer als 20 kPa ist.

Bei der Abnahme der Bahn vom Transferband 8 gemäß Figur 2 sollte die Saug- Leitwalze 21 mehrere separate Saugzonen besitzen, wobei zur Realisierung einer Hochvakuum-Zone das Vakuum einer Saugzone mindestens 20 kPa, vorzugsweise wenigstens 25 kPa und insbesondere zumindest 30 kPa beträgt.

In der Trockeneinheit wird die Bahn 1 vom Trockensieb 12 gestützt, mäanderförmig abwechselnd über beheizte Trockenzylinder 15 und Saug-Leitwalzen 16 geführt.

Dabei sind dem ersten Trockenzylinder 15 der folgenden Trockengruppe ein Abnahme- Schaber 17 sowie eventuell auch noch ein folgender Reinigungs-Schaber zugeordnet. Der Abnahme-Schaber 17 trennt die Bahn 1 beim Überführen vom Trockenzylinder 15 und leitet diese dann in einen unter und zwischen dem ersten Trockenzylinder 15 und der folgenden Leitwalze 16 befindlichen Pulper 18.

Um dies beim bahnbreiten Überführen der Bahn 1 sicher und stabil zu gestalten, sind die Achse des ersten Trockenzylinders 15 mit dem Abnahme-Schaber 17 und die Achse der folgenden, besaugten Leitwalze 16 vertikal zueinander versetzt. Darüber hinaus haben diese Achsen einen horizontalen Abstand voneinander, der größer als 80%, vorzugsweise größer als 90% und insbesondere größer als 95% der Summe der Radien dieses Trockenzylinders 15 und dieser Leitwalze 16 ist.

Auf Grund ihres hohen Anteils an Verunreinigungen ist durch den Kontakt der Bahn 1 mit dem Transferband 8 mit einer relativ starken Verschmutzung desselben zu rechnen. Um dennoch einen möglichst langen und zuverlässigen Betrieb zu ermöglichen, sind dem Transferband 8 nach der Abgabe der Bahn 1 ein Reinigungsaggregat 13 zur Fluidbeaufschlagung des Transferbandes 8 sowie wenigstens ein Schaber 14 zugeordnet. Diese Reinigungsvorrichtung 13 richtet ein Reinigungsfluid, hier Wasser mit einem Druck von mindestens 50, insbesondere wenigstens 100 und vorzugsweise zumindest 120 bar auf die bahnführende Seite des Transferbandes 8. Die Fluidbeaufschlagung erfolgt über wenigstens eine, bevorzugt mindestens zwei, vorzugsweise schräg und dabei mit Vorteil entgegengesetzt geneigt zur Bandoberfläche ausgerichtete Düsenreihen.

Zur Intensivierung kommen dabei Düsen mit kleinem Öffnungsdurchmesser von unter 0,9, vorzugsweise weniger als 0,7 und insbesondere höchstens 0,5 mm zum Einsatz. Nach der Fluidbeaufschlagung werden die gelösten Verunreinigungen von dem folgenden Schaber 14 vom Transferband 8 entfernt.

Wegen des hohen Drucks stützen sich das Transferband 8 im Bereich der Reinigungsvorrichtung 13 sowie des Schabers 14 auf wenigstens einer Leitwalze ab.