DE69133030T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Entwässerung einer Papierbahn durch Pressen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern einer Papierbahn oder Pappbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wobei es gegründet ist auf das Dokument "zum Einsatz von Schuhpressen bei Schreib- und Druckpapieren", Wochenblatt für Papierfabrikation Nr. 3, 1988, Seite 177, Fig. 15.
• Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Papierherstellmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7, wobei diese auf das vorstehend erwähnte Dokument des Standes der Technik gegründet ist.
• Eines der wichtigsten Qualitätserfordernisse bei sämtlichen Papier- und Pappqualitäten ist die Gleichmäßigkeit der Struktur sowohl im mikroskopischen als auch im makroskopischen Sinne. Die Struktur des Papiers und insbesondere von Druckpapier muss außerdem symmetrisch sein. Die bei Druckpapier erforderlichen guten Druckeigenschaften bedeuten eine gute Glätte, Gleichmäßigkeit und bestimmte Absorptionseigenschaften an beiden Seiten. Die Eigenschaften von Papier und insbesondere die Dichtesymmetrie werden erheblich durch den Betrieb der Pressenpartie bei einer Papiermaschine beeinflusst, was eine ausschlaggebende Bedeutung für die Gleichmäßigkeit der Querprofile und Längsprofile des Papiers auch hat.
• Zunehmende Laufgeschwindigkeiten von Papiermaschinen schaffen neue Probleme, die sich hauptsächlich auf die Laufqualität der Maschine beziehen. Gegenwärtig werden Laufgeschwindigkeiten von bis zu ungefähr 1400 m/min angewendet. Bei diesen Geschwindigkeiten arbeiten sogenannte geschlossene Pressenpartien, die eine kompakte Kombination aus um eine mit glatter See versehene Mittelwalze eingesetzte Pressenwalzen aufweisen, üblicherweise zufriedenstellend. Als ein Beispiel von derartigen Pressenpartien sollten die Pressenpartien "Sym- Press II" und "Sym-Press O" (Warenzeichen) der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung erwähnt werden. Ein Punkt, der Entwicklung verlangt, ist die Mittelwalze bei den kompakten Pressenpartien und das Material der Walze, das für gewöhnlich Gestein ist, das jedoch, da es ein natürliches Material ist, gewisse Nachteile hat.
• Das Entwässern mittels eines Pressens ist in Bezug auf den Energieverbrauch gegenüber dem Entwässern durch Verdampfen vorzuziehen. Deshalb sind Versuche unternommen worden, einen maximalen Anteil an Wasser aus einer Papierbahn durch Pressen zu entfernen, damit der Anteil des Wassers, der durch Verdampfen entfernt werden muss, so gering wie möglich gestaltet werden kann. Die zunehmenden Laufgeschwindigkeiten der Papiermaschine schaffen jedoch neue und bislang ungelöste Probleme insbesondere bei dem Entwässern, das durch Pressen stattfindet, da der Pressimpuls nicht ausreichend durch die im Stand der Technik bekannten Einrichtungen erfüllt werden kann, vor allem weil bei hohen Geschwindigkeiten die Spaltzeiten übermäßig kurz bleiben und andererseits der Spitzenkompressionsdruck nicht bis über einen bestimmten Grenzwert hinaus erhöht werden kann, ohne die Struktur der Bahn zu zerstören.
• Wenn die Laufgeschwindigkeiten von Papiermaschinen zunehmen, werden die Probleme der Laufqualität von Papiermaschinen noch schwerwiegender, da eine wässrige Bahn mit geringer Festigkeit nicht einem außerordentlichen hohen und plötzlichen Impuls des Kompressionsdrucks oder der durch die hohen Geschwindigkeiten erzeugten dynamischen Kräfte wiederstehen kann, sondern die Bahn reißt und andere Betriebsstörungen mit den sich ergebenden Stillständen bewirkt werden. Bei modernen Druckpapiermaschinen belaufen sich die Kosten eines Unterbrechungsstillstands gegenwärtig auf ungefähr 40 000 FIM pro Stunde.
• Weitere Nachteile der Pressenpartien des Standes der Technik umfassen die Erfordernis an einer Saugenergie der Saugwalzen, die in ihnen für gewöhnlich angewendet wird, und auch die Geräuschprobleme, die bei den Saugwalzen auftreten. Außerdem sind die Saugwalzen mit ihren perforierten Mänteln, Innensaugkästen und anderen Saugsystemen Bauteile, die kostspielig sind und eine wiederholte Wartung erforderlich machen.
• Weitere Probleme, die bei hohen Geschwindigkeiten von Papiermaschinen noch schwerwiegender werden und für die, zumindest nicht für alle von ihnen, zufriedenstellende Lösungen bislang gefunden worden, umfassen die sich auf die Erfordernisse in Bezug auf die Gleichmäßigkeit der Längs- und Quereigenschaftsprofile der Papierbahn beziehenden Qualitätsprobleme. Die Gleichmäßigkeit der herzustellenden Bahn beeinflusst auch die Laufqualität der gesamten Papiermaschine und ist also ein bedeutender Qualitätsfaktor des fertigen Papiers, was im Hinblick auf Kopierpapier und Druckpapier noch schwerwiegender ist, wenn die Erfordernisse an die Geschwindigkeiten von Kopier- und Druckmaschinen und an die Gleichförmigkeit des Druckergebnisses zunehmen. Die Eigenschaftsprofile des herzustellenden Papiers in der Maschinenrichtung werden ebenfalls durch Schwingungen der Pressenpartie, Queränderungen der Eigenschaften durch die Querprofile der Spaltdrücke in den Pressspalten außerordentlich beeinflusst, und bei zunehmenden Laufgeschwindigkeiten der Maschine neigen diese Profilprobleme dazu, außerordentlich zuzunehmen.
• Bislang sind Laufgeschwindigkeiten sogar bis zu einer Höhe von ungefähr 40 m/s = 2400 m/min als Laufgeschwindigkeiten von Papiermaschinen erwogen worden. Die Verwirklichung von derart hohen Geschwindigkeiten insbesondere bei breiten Maschinen erzeugt noch ernsthaftere zu lösende Probleme, wobei von diesen Problemen die wichtigsten Probleme die Laufqualität der Maschine und die angemessene Entwässerungsleistung bei hohen Geschwindigkeiten sind.
• In Bezug auf den zu der Erfindung nächstgelegenen Stand der Technik wird auf die US Patente Nr. 4 483 745 (Beloit Corp.), 4 526 655 (Valmet Oy), 4 561 939 (Beloit Corp.) und auf die veröffentlichten Patentanmeldungen WO-85/00 841 (J. M. Voith GmbH), DE-OS-37 42 848 (Sulzer-Escher Wyss GmbH) und auf die finnischen Patentanmeldungen 842 114 (Valmet Oy), 842 115 (Valmet Oy) und 850 665 (Valmet Oy) verwiesen.
• Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, neue Lösungen für die vorstehend erörterten Probleme dahingehend zu schaffen, dass die vorstehend dargelegten Nachteile des Standes der Technik und die Nachteile, die aus dem weiteren Zusammenhang hervorgehen, im Wesentlichen vermieden werden.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Entwässern einer Papierbahn durch ein Pressen bei hohen Geschwindigkeiten und insbesondere bei Geschwindigkeiten von ungefähr 25 bis 40 m/s dahingehend zu schaffen, dass die Einstellbarkeit der Pressenpartie vielseitig ist, die Qualitätseigenschaften der hergestellten Bahn hoch gehalten werden können und die Bahn nicht übermäßigen dynamischen Kräften, die ein Reißen bewirken, ausgesetzt wird. Des Weiteren ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, dass der Gesamtaufbau der Pressenpartie und insbesondere ihr Rahmenaufbau derart sein soll, dass das Austauschen von Pressenwalzen und Pressengeweben schnell verwirklicht werden kann, um so die Stillstandszeiten minimal zu gestalten.
• Im Hinblick auf die Lösung der vorstehend aufgeführten Aufgaben und jener, die aus dem weiteren Zusammenhang hervorgehen, ist das erfindungsgemäße Verfahren durch die Merkmale des kennzeichnenden Abschnitts von Anspruch 1 gekennzeichnet.
• Andererseits ist die Papierherstellmaschine der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Abschnitts von Anspruch 7 gekennzeichnet.
• Bei der vorliegenden Erfindung ist es in zufriedenstellender Weise möglich geworden, bestimmte Teillösungen in einer neuen und erfinderischen Weise zu kombinieren, wobei einige dieser Lösungen an sich in der Papiermaschinentechnologie bekannt sind, so dass die vorstehend erörterten Probleme, die von verschiedenen Naturen sind, unter Kontrolle gebracht worden und mittels eines neuen Gesamtkonzeptes gelöst worden sind.
• Die wichtigste durch die vorliegenden Erfindung gelöste Aufgabe ist eine zufriedenstellende Laufqualität der Papiermaschine sogar bei Geschwindigkeiten in einer Höhe von ungefähr 30 bis 40 m/s. Dies wurde erreicht aufgrund eines "linearen" Zuges der Bahn und eines Spaltaufbaus, der ausreichend lange Spaltzeiten schafft.
• Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Pressenpartie sind für eine Verwendung hauptsächlich mit dünnen Papierqualitäten gedacht, deren flächenbezogene Masse geringer als 120 g/m² ist und bei denen ein geschlossener Zug der Bahn bei den in der Erfindung erwähnten hohen Bahngeschwindigkeiten unerlässlich ist.
• Die Erfindung erzielt außerdem einen ausreichend behutsamen und sanften Start des Entwässerns, was von Bedeutung ist, da bei hohen Geschwindigkeiten der Wassergehalt in der Bahn nach dem Former ebenfalls dazu neigt, höher zu sein.
• Gemäß der Erfindung sind die Langspaltpressen durch Schlauchwalzen oder Bandwalzen verwirklicht und mit einer Anzahl an verschiedenen Möglichkeiten des Einstellens oder der aktiven Regulierung versehen, wodurch es möglich ist, die
• Eigenschaftsprofile der Bahn sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Querrichtung zu steuern.
• Bei dem vorteilhaftesten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine neue Langspaltpresse in einer neuen Weise genutzt, die durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung entwickelt worden ist und durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Warenzeichen "Sym-Belt Press" auf den Markt gebracht worden ist und die auf die Verwendung einer sogenannten Schlauchwalze gegründet ist. Wenn sie in der erfindungsgemäßen Umgebung eingesetzt wird, schafft die "Sym- Belt Presse" verschiedene synergetische Vorteile, von denen erwähnt werden sollte, dass die Presse praktisch überhaupt keine Schwankungen erzeugt, wobei sie aus diesem Grund auch für sehr hohe Geschwindigkeiten gut geeignet ist, wobei die Presse ein Halten der Spaltlasten bei einer ausreichend niedrigen Höhe insbesondere bei dem Anfangsabschnitt der Pressenpartie erlaubt und ein Halten der Spaltzeiten bei einer angemessenen Höhe sogar bei sehr hohen Geschwindigkeiten (30 bis 40 m/s) ermöglicht.
• Des Weiteren schafft die "Sym-Belt Presse" völlig neue Möglichkeiten zum Steuern und zum Regulieren der Verteilung der Spaltdrücke in der Langspaltzone sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Querrichtung. Weitere Vorteile umfassen einen geringen Energieverbrauch, die Beseitigung von Schwierigkeiten in Bezug auf die Ölbehandlung, einen verringerten Verschleiß des Mantels der Schlauchwalze und einen angemessenen Trockengehalt der Bahn sogar bei hohen Geschwindigkeiten (30 bis 40 m/s). In Bezug auf die Einzelheiten des Aufbaus der Schlauchwalzen wird auf das US Patent Nr. 4 584 059 und auf die finnischen Patentanmeldungen Nr. 892 517 und 892 518 und das finnische Patent Nr. 66 932 der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung verwiesen.
• Eine Möglichkeit zum Verwirklichen der bei der Erfindung angewendeten Langspaltzone ist die in der finnischen Patentanmeldung Nr. 891 380 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung beschriebenen Pressenlösung, bei der die Pressenwandschleife relativ kurz ist und einen Lauf hat, der durch einen Pressenschuh und eine Führungswalze oder ein gleichwertiges Führungselement geführt wird, und wobei bei dieser Lösung die Enden des Bandes in einer neuartigen Weise abgedichtet sind. Somit besteht kein Risiko an einem Ölspritzen und die Verteilungen der Spaltdrücke sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Querrichtung sind einstellbar.
• Nachstehend ist die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf einen Anzahl an verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei die Erfindung keineswegs streng auf die Einzelheiten dieser Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
• Fig. 1 zeigt eine Version der durch zwei aufeinanderfolgende "Sym-Belt Pressen" (Warenzeichen der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung) vorgesehenen Erfindung, wobei von den Langspalten ein Pressengewebe bei dem letzteren Spalt angewendet wird.
• Fig. 2 zeigt eine axonometrische ausschnittartige Schnittansicht von einer Schlauchwalze einer bei der Erfindung anwendbaren "Sym-Belt Presse".
• Fig. 3 zeigt eine axonometrische Ansicht eines Pressenschuhs, der in einer vielseitigen Weise belastet und profiliert werden kann und der innerhalb der Schlauchwalze sitzt und bei einer in Fig. 10 gezeigten Presse angewendet wird.
• Fig. 4 zeigt einen alternativen Aufbau, der einen Langspalt verwirklicht und der mit einer geschlossenen Gleitriemenschleife versehen ist.
• Zunächst sind die Merkmale des Aufbaus der in Fig. 1 gezeigten Pressengeometrien beschrieben. Wie dies in Fig. 1 bei einem geschlossenen Zug der Bahn in einer Papiermaschine oder Pappmaschine gezeigt ist, weißt die Pressenpartie ein erstes oberes Gewebe 20 auf, das Wasser aufnimmt, wobei an dem Gewebe die Bahn W an der Saugzone 21a der Aufnahmewalze 21 an der Aufnahmestelle P von dem Bahnbildungssieb 10 übertragen wird, dessen Rücklauf von der Siebantriebswalze 12 beginnt. Gemäß Fig. 1. hat die Presse zwei aufeinanderfolgende Pressspalte, die Wasser aus der Bahn W effizient entfernen und zwischen denen die Bahn W einen vollständig geschlossenen Zug derart hat, dass sie durch ein Gewebe konstant gestützt ist. In Fig. 1 sind beide Spalte NP&sub1; und HP&sub2; sogenannte Langspalte, deren Presszone wesentlich länger als bei einem normalen scharfen Walzenspalt ist. Auf die detaillierten Ausführungsbeispiele der Langspalte wird nachstehend hauptsächlich in Verbindung mit der sich auf die Fig. 2, 3 und 4 beziehenden Beschreibung erneut Bezug genommen.
• In Fig. 1 wird das erste obere Gewebe durch Ausricht-, Spann- und Führungswalzen 22 geführt und durch Konditioniervorrichtungen 23 konditioniert. Der erste Langspalt NP&sub1; hat ein unteres Gewebe 30, das Wasser aufnimmt und durch Ausricht-, Spann- und Führungswalzen 32 geführt wird und durch Konditioniervorrichtungen 33 konditioniert wird. Der erste Langspalt NP&sub1; und auch der zweite Langspalt NP&sub2; sind bei einer "Sym-Belt Presse" der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwirklicht und die Einzelheiten des Aufbaus dieser Presse sind nachstehend erläutert. In Bezug auf seine Hauptmerkmale ist der Aufbau der Presse derart, dass der Langspalt NP&sub1; aus einem flexiblen Mantel und einer Gegenwalze zusammengesetzt ist. Innerhalb des Schlauchmantels befindet sich ein hydrostatisch und/oder hydrodynamisch geschmierter Gleitschuh 210, wobei die hydraulische Belastungseinrichtung in Verbindung mit dem Schuh eingesetzt ist, und den Schuh 210 gegen die mit einer hohlen Seite versehene Gegenwalze 35, 55 presst. Die Gegenwalze 35, 55 ist eine mit einer hohlen Seite versehene Presswalze wie z. B. die einstellbare Bombierungswalze "Sym-Z Roll" (Warenzeichen) der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung.
• Gemäß Fig. 1 hat die Pressenpartie ein zweites oberes Gewebe 40, an dem die Bahn W als ein geschlossener Zug mittels der Saugzone 41a der Saugwalze 41 übertragen wird. Nach dem ersten Spalt NP&sub1; ist sichergestellt, dass die Bahn W dem ersten unteren Gewebe 30 mittels eines Saugkastens 36 oder eines entsprechenden Foilaufbaus folgt. Das zweite obere Gewebe 40 wird durch Ausricht-, Spann- und Führungswalzen 42 geführt und durch Konditioniervorrichtungen 43 konditioniert.
• Gemäß Fig. 1 ist der zweite Langspalt NP&sub2; auch in Verbindung mit einer Schlauchwalze 45 ausgebildet, die ähnlich der Schlauchwalze bei dem Langspalt NP&sub1; ist. Das untere Pressenelement an dem Spalt NP&sub2; ist eine mit einer glatten Seite 105' versehene Pressenwalze 105, wobei in Verbindung mit deren unteren Sektor eine Rakel 107 tätig ist, die die Bahn WO rakelt, die zur Fertigungsausschußbehandlung und dem Führungsband zu dem unterhalb angeordneten Fertigungsausschußbehandlungsaufbau (der nicht gezeigt ist) geht. Die glatte Seite 105' der Presswalze 105 stellt sicher, dass nach dem Langspalt NP die Bahn W der Seite 105' der unteren Walze 105 folgt, von der sie mittels eines Übertragungsspaltes Ns abgelöst wird und gestützt an dem Trocknungssieb 80, das durch die Führungswalze 81 geführt wird, zu der Trockenpartie übertragen wird, von der die ersten erwärmten Trocknungszylinder 82 und Führungszylinder 83 in den Zeichnungen gezeigt sind. Ein Einzelsiebzug wird zumindest bei der ersten Zylindergruppe in der Trockenpartie angewendet.
• Aus Fig. 1 kann direkt entnommen werden, dass der Lauf der zu pressenden Bahn W durch die Pressenpartie hochgradig linear ohne größere Kurven ist. Aufgrund der linearen Bewegungsbahn der Bahn bleiben die auf die Bahn aufgebrachten dynamischen Kräfte ausreichend gering im Hinblick auf das Minimieren des Risikos an einem Bahnreis. Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Größe des Winkels a der Richtungsänderung der Bahn W in dem Bereich a rund 10 bis 30º und in der Regel beträgt a < 15º. Eine Ausnahme davon kann durch die Aufnahmewalze 21 und ihre Saugzone gebildet werden, an der örtlich sogar ein hoher Unterdruck angewendet werden kann, und in Fig. 1 durch die mit der glatten Seite 105' versehene untere Pressenwalze 105 und ihren Wendesektor b. Aus den vorstehend dargelegten Gründen wird eine in Fig. 1 gezeigte Pressengeometrie nicht bevorzugt, wenn der maximale Geschwindigkeitsbereich (30 bis 40 m/s) der Anwendungen der Erfindung angewendet wird.
• Bei dem vorstehend beschriebenen Pressenaufbau wird der geschlossene Zug so verwirklicht, das ein Minimieren der auf die Bahn W aufgebrachten dynamischen Kräfte und der Risiken im Hinblick auf ein Bahnreisen ermöglicht wird. Somit ist die Laufqualität zufriedenstellend sogar bei hohen Geschwindigkeiten (30 bis 40 m/s). Wenn darüber hinaus Langspalte NP&sub1; und NP&sub2;, die mittels Schlauchwalzen 200; 300 verwirklicht werden, bei einer erfindungsgemäßen Pressenpartie angewendet werden, ist es möglich, eine ausreichende Entwässerungsleistung und einen ausreichenden Trockengehalt sogar bei hohen Geschwindigkeiten sicherzustellen, ohne dass Kompressionsstufen mit außerordentlich hohen Spitzendrücken auf die Bahn W aufgebracht werden. Es ist eine weitere bedeutungsvolle Eigenschaft der Langspaltpressen, die bei der Erfindung angewendet werden, das bei ihnen praktisch keine Schwingungen auftreten.
• Es ist ein weiteres bedeutendes Merkmal der Erfindung, dass die Länge z der Langspaltzonen NP&sub1; und NP&sub2; (z ist in der Regel in dem Bereich von z = 100 bis 300 mm) in der Maschinenrichtung ausreichend lang ist, so dass ausreichend lange Spaltzeiten bei den hohen Geschwindigkeiten (25 bis 40 m/s) und auch ein ausreichender Kompressionsimpuls erzeugt werden, obwohl der Kompressionsspitzendruck angemessen und derart gehalten wird, das sogar eine Bahn mit einem sehr hohen Wassergehalt (beispielsweise k&sub0; 10%) ohne Verschlechterung der Struktur der Bahn gepresst werden kann. Die Länge z der Langspaltzonen NP&sub1; und NP&sub2; in der Maschinenrichtung beträgt bei der Erfindung in der Regel stets z > 100 bis 300 mm und vorzugsweise z = 200 mm. In einem derartigen Fall ist es bei den Langspalten NP&sub1; und NP&sub2; möglich, maximale Kompressionsdrücke anzuwenden, die in der Größenordnung von p = 3-9 MPa und vorzugsweise in dem Bereich von p = 5-8 MPa sind.
• Wie dies aus Fig. 1 vorgeht, ist das Hindurchtreten der Papierbahn W durch die gesamte Pressenpartie außerordentlich "linear" und im Wesentlichen horizontal.
• Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3 und 4 die Schlauchwalzen 200 und 300 beschrieben, die bei den Ausführungsbeispielen der bei der erfindungsgemäßen Pressenpartie verwendeten Langspalte NP angewendet werden.
• Gemäß Fig. 2 weist die Schlauchwalze 200 einen elastischen Mantel 201 auf, der beispielsweise aus einem faserverstärkten Polyurethan hergestellt ist, so dass der Schlauchmantel 201 aus einem gummiartigen sich dehnenden Material hergestellt ist, dessen maximale Dehnung beispielsweise ungefähr 20 bis 40% beträgt. Die Dicke des Schlauchmantels 201 beträgt beispielsweise ungefähr 2 bis 5 m. An dem Schlauchmantel 201 sind ringartige Enden 202a und 202b permanent fixiert, wobei Innenabschnitte der Enden an sich drehenden Achszapfen 207a und 207b fixiert und abgedichtet sind, die an den Rahmenabschnitten 110 der Maschine mittels fixierter Lagerstützen montiert sind. Die Schlauchwalze 200 hat einen ortsfesten Innenrahmen 205, um den der Schlauchmantel 201 mit seinen Enden 202a und 202b an den Lagern 206a und 206b umläuft.
• Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, sind Zylinderblocksätze 203, d. h. zwei Sätze Seite an Seite in den Innenrahmen 205 eingesetzt. In den in den Sätzen der Zylinderblöcke 203 angeordneten Bohrungen wirken hydraulische Stützelemente 206 und 207 des Gleitschuhs 210, wobei diese Elemente somit in zwei Reihen beispielsweise mit einem Abstand von ungefähr 20 cm in der Querrichtung hintereinander angeordnet sind. Die zwei Reihen der hydraulischen Stützelemente 206 und 207 stützen eine Stützplatte 209, an der ein Gleitschuh 210 beispielsweise aus Aluminium angebracht ist, in dessen Bereich eine Langspaltzone NP an einer Gegenwalze ausgebildet ist. Der Gleitschuh 210 ist mit einer glatten Gleitseite 211 versehen, die als ein Presselement gegen die glatte Innenseite des Schlauchmantels 201 wirkt. Der Gleitschuh 210 hat eine Reihe an hydrostatischen Kammern 212, die hintereinander angeordnet sind, wobei diese Kammern zu dem Ausbilden eines hydrostatischen Belastungsdrucks und zu der Ölschmierung der Gleitseite 211 beitragen. Jeder der aufeinanderfolgenden Zylinderblöcke 203 steht mit einem Rohranschluss 214 in Verbindung, zu dem Rohre 213 für ein Belastungsmedium so treten, dass ein separat einstellbarer Druck zu jedem einzelnen Block in der Reihe der Zylinderblöcke 203 treten kann. In dieser Weise kann das Druckprofil in einer Langspaltzone NP in einer verschiedenartigen Weise sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Querrichtung eingestellt und genau gesteuert werden. Das Druckverhältnis p&sub2;/p&sub1; der zwei verschiedenen Reihen an Stützelementen 206 und 207 wird in der Regel unveränderlich als p&sub2;/p&sub1; = 1,5 bis 2 gewählt, wohingegen der zu jedem Block tretende Druck innerhalb bestimmter Grenzwerte frei einstellbar ist.
• Ein Beispiel der Verteilung des Spaltdruckes in einer Langspaltzone NP ist eine derartige Verteilung in der Maschinenrichtung, bei der der Spaltdruck (der auf die Bahn W aufgebrachte Druck) an dem vorderen Rand des Schuhs 210 aufgrund des hydrodynamisch erzeugten Drucks auf ungefähr 40 Bar ansteigt, woraufhin der Druck bei diesem Wert unveränderlich bleibt, und in dem nachlaufenden Bereich des Schuhs findet immer noch eine Druckzunahme statt, während der Spitzendruck ungefähr 70 Bar beträgt, wobei von diesem Wert der Druck plötzlich an dem nachlaufenden Rand des Schuhs 210 zu 0 wird. Wie dies aufgeführt ist, kann die Verteilung des Drucks so variiert werden, das ein optimales Pressergebnis erzielt wird. In jedem Fall kann der Kompressionsdruck an der Schlauchwalze 200 und die Verteilung des Drucks in der Maschinenrichtung derart eingerichtet sein, dass der Start des Entwässerns, während der Trockengehalt der Bahn W noch relativ gering ist, derart sanft ausgeführt werden kann, dass die Faserstruktur der Bahn W nicht verschlechtert wird.
• In Fig. 2 ist ein sich auf die Erfindung beziehendes Einstellsystem dargestellt, durch das die Druckprofile des Langspaltes NP in der Querrichtung und in der Maschinenrichtung gesteuert werden können. Das Einstellsystem ist durch den Block 250 dargestellt, von dem eine Serie an Einstellsignalen c&sub1; erteilt wird, die die durch die Rohre 213 zugeführten hydraulischen Drücke einstellen. Zudem Einstellsystem 250 wird ein Rückkopplungssignal von separaten Leitungen 214 empfangen, was durch die Serie an Signalen c&sub2; dargestellt ist. Des Weiteren steht das System 250 mit einem Messaufbau 260 in Verbindung, durch welches die verschiedenen Profile der erzeugter Papierbahn W wie beispielsweise das Feuchtigkeitsprofil oder das Dickenprofil gemessen werden und von dem eine Serie an Rückkopplungssignalen c&sub1; für das Einstellsystem 250 vorgesehen wird, das die Serie an Einstellsignalen c&sub1; erzeugt.
• Die Schlauchwalze 200 ist öldicht und das Innere des Schlauches 201 kann bei geringfügiger Druckbeaufschlagung eingerichtet sein. Von den Gleitseiten der Gleitschuhe 210 findet eine geringfügige Ölleakage statt, wobei dieses Öl von der Innenseite des Schlauchmantels 201 gesammelt wird und durch das Rohr 215 zu dem Ölumlauf zurück tritt.
• Die in den Fig. 2 und 3 gezeigte Schlauchwalze 200 ist vorzugsweise an fixierten Lagerstützen montiert, wobei in diesem Fall der Langspalt NP mittels einer Bewegung der Gegenwalze geöffnet werden muss. Dies ist erforderlich, da ein Spiel von beispielsweise ungefähr 40 mm für die Bewegung der Gleitschuhe 210 der Schlauchwalze nicht zum ausreichenden Öffnen des Spaltes NP beispielsweise für ein Austauschen der Gewebe ausreichend ist.
• Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schlauchwalze 300. Dabei wird eine Schleife aus einem Band 301 verwendet, das länger als der kreisartige Schlauchmantel 201 ist. Das Band 301 wird von der Innenseite geführt und der Langspalt NP wird durch einen hydrostatisch und hydronamisch belasteten Gleitschuh 310 belastet, der innerhalb der Schleife des Bandes 301 sitzt und eine hydrostatisch belastbare Reihe an Druckfluidkammern 2312 in dem Bereich des Langspaltes NP hat. Innerhalb der Bandschleife 301 sitzt ein Balken 305, der mit einer Reihe an Hydraulikbelastungselementen 306 und 307 versehen ist, durch die der Gleitschuh 310 in einer gesteuerten Weise belastet werden kann. Die Bandschleife 301 wird durch eine Führungswalze 311 geführt, wobei in diesem Zusammenhang eine Breitstreckwalze 312 wirksam ist. Die beiden Enden der Bandschleife 301 sind mittels Endstücken so geschlossen, dass Ölleakagen und Spritzer verhindert werden, wobei von den Endstücken ein Stück 312a in Fig. 4 gezeigt ist. Das in Fig. 4 gezeigte detaillierte Ausführungsbeispiel der Bandwalze geht aus der finnischen Patentanmeldung Nr. 891 380 (die der US Patentanmeldung 486 754 entspricht) der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung hervor.
• Die bei einem in Fig. 4 gezeigten Langspalt NP verwendete Gegenwalze ist eine Walze 160 mit einstellbarer Bombierung und beispielsweise eine Walze mit einstellbarer Bombierung, die durch die Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter dem Warenzeichen "Sym-Z Roll" auf den Markt gebracht worden ist, die einen Langspalt NP mittels ihres Sektors C mit der Bandwalze 300 ausbildet. Eine entsprechende Walze kann zusammen mit der Schlauchwalze 200 verwendet werden. Die Walze 160 hat einen Zylindermantel 161, gegen dessen glatter Innenseite 162 eine Reihe an Gleitschuhen 165 wirkt, die mit einer hydraulischen Schmierung und Belastungskammern 166 versehen sind. Die Reihe an Schuhen 165 wird mittels einer Reihe an hydraulischen Betätigungsgliedern 164 belastet. Wenn die Gegenwalze 160 zusammen mit dem Gewebe 60 als ein Element, das Wasser aufnimmt, angewendet wird, ist die Außenseite des Mantels 160 mit einer hohlen Seite versehen. Wenn andererseits der Hauptzweck der Walze 160 das Erwärmen der Bahn 60 beispielsweise mittels Induktionsheizvorrichtungen 170 ist, wird die glatte Mantelseite an der Walze angewendet.
• Gemäß Fig. 4 ist in Verbindung mit dem Mantel 161 der Walze 160 eine Heizvorrichtung vorgesehen, d. h. beispielsweise eine Induktionsheizvorrichtung 170, durch die das Temperaturprofil des Walzenmantels und dadurch das Profil und die Entwässerungsleistung des Langspaltes beeinflusst werden kann. Die Walze 160 kann außerdem so angewendet werden, dass sie eine glatte Außenseite hat und dass durch sie die Bahn W direkt gepresst wird, wobei in diesem Fall kein Gewebe 60 dazwischen sich befindet, und in dieser Weise kann die Bahn W direkt erwärmt werden, wodurch die Viskosität des in der Bahn vorhandenen Wassers und die elastischen Eigenschaften der Bahn W beeinflust werden, womit das Entwässern und das Querprofil des Trockengehalts unterstützt werden.
• Der Trockengehalt kout der Bahn liegt, wenn diese aus der erfindungsgemäßen Pressenpartie heraustritt, in der Regel in dem Bereich kout = 35 bis 65 und vorzugsweise in dem Bereich kout = 40 bis 55.

Claims (13)

1. Verfahren zum Entwässern einer Papierbahn oder Pappbahn durch ein Pressen bei einer Papiermaschine, in der die Bahn (W) von einer Bahnbildungspartie zu einer Pressenpartie und anschließend zu einer Trockenpartie tritt, wobei die Papierbahn in der Bahnbildungspartie einem Ablaufen unterworfen wurde, wobei das Entwässern bewirkt wird, indem die Papierbahn an Wasseraufnahmegeweben durch die Pressenpartie tritt, die zwei aufeinander folgende Entwässerungslangspaltpressen (NP1, NP2) hat, die durch eine Schlauchwalze oder eine Bandwalze und einer Gegenwalze ausgebildet sind, wobei die Bahn einen geschlossenen Zug hat, der durch ein Wasseraufnahmegewebe von der Aufnahmestelle (P) des Bahnbildungssiebes (10) zu dem zweiten Langpressenspalt (NP2) konstant gestützt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

a) Übertragen der Bahn von der Aufnahmestelle (P) an dem Bahnbildungssieb (10) zu der unteren Seite eines ersten oberen Wasseraufnahmegewebes (20);

b) Treten der Bahn zwischen dem ersten oberen Gewebe (20) und einem ersten unteren Wasseraufnahmegewebe (30) durch den ersten Langpressenspalt (NP1)

c) Bewirken, dass die Bahn dem ersten unteren Gewebe (30) nach dem ersten Langpressenspalt (NP1) folgt;

d) Übertragen der Bahn von dem ersten unteren Gewebe (30) zu einem zweiten oberen Wasseraufnahmegewebe (40);

e) Treten der Bahn zusammen mit dem zweiten oberen Gewebe (40) durch den zweiten Langpressenspalt (NP2);

e1) wobei der zweiten Langpressenspalt (NP2) zwischen der Schlauchwalze oder der Bandwalze an einer oberen Position und einer mit einer glatten Seite versehen zylindrischen Gegenwalze 105 an einer unteren Position ausgebildet ist;

e2) wobei die Bahn in einem direkten Kontakt mit der mit der glatten Seite versehenen zylindrischen Gegenwalze (105) während des Hindurchtretens durch den zweiten Langspalt (NP2) steht; und

f) Treten der Bahn entlang eines Teiles des Umfangs der zylindrischen Gegenwalze (105) nach der zweiten Langspaltpresse (NP2),

dadurch gekennzeichnet, dass

A) die Papierbahn von der mit der glatten Seite versehenen zylindrischen Gegenwalze (105) des zweiten Langpressenspaltes (NP2) zu dem Trocknungssieb (80) mittels eines Übertragungsspaltes übertragen wird, der zwischen der Gegenwalze und einer Führungswalze (81) ausgebildet ist, um die herum das Trocknungssieb für ein Vorbeitreten eingerichtet ist;

B) die Länge von jedem der beiden aufeinanderfolgenden Langspalte (NP1, NP2) mehr als ungefähr 100 mm beträgt;

C) die Bahn durch die Pressenpartie bei einer Geschwindigkeit tritt, die mehr als ungefähr 25 m/s beträgt;

D) die Übertragung der Bahn von dem ersten unteren Gewebe (30) zu dem zweiten oberen Gewebe (40) mittels einer Saugwalze (41) bewirkt wird, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Langpressenspalt befindet;

E) die Verteilung des Kompressionsdruckes in zumindest einem der Langpressenspalte sowohl in der Querrichtung der Bahn als auch in der Maschinenrichtung der Bahn zum Einstellen oder Steuern der verschiedenen Profile der Eigenschaften der Bahn geregelt und/oder gewählt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugwalze (41) durch das zweite obere Gewebe (40) umschlungen ist.

3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der maximale Kompressionsdruck (P) der in den Langspaltzonen (NP1, NP2) verwendet wird, auf den Bereich 3-9 MPa und vorzugsweise auf 5-8 MPa eingestellt ist, und

die Verteilung des Druckes vorzugsweise derart eingestellt wird, dass an dem Anfangsabschnitt der Langpressenspalte der Kompressionsdruck steil ansteigt, woraufhin der Kompressionsdruck im wesentlichen unveränderlich gehalten wird und an dem hinteren Ende der Langpressenspalte der Kompressionsdruck derart geregelt wird, dass er höher als in dem Bereich des unveränderlichen Kompressionsdruckes ist.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Entwässerungspressen der Bahn (W) gestartet wird, wenn der Trockengehalt der Bahn (W) 10% beträgt, und Wasser aus der Bahn entfernt wird, so dass nach der Pressenpartie ihr Trockengehalt kout = 35-65% und vorzugsweise kout = 40-55% beträgt.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass Anwenden einer Rakelvorrichtung (104) an der mit der glatten Seite versehenen zylindrischen Gegenwalze (105).

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass Konditionieren der ersten Gewebe (20, 30) und des zweiten Gewebes (40) mit Konditioniervorrichtungen.

7. Papierherstellmaschine, bei der eine Papierbahn oder Pappbahn (W), die durch ein Pressen entwässern wird, von einer Bahnbildungspartie zu einer Pressenpartie und weiter in einer Trockenpartie tritt, wobei die Pressenpartie zwei aufeinander folgende Langpressspalte NP1, NP2 und Wasseraufnahmepressgewebe ( 39, 40 ) aufweist, die durch die Langpressenspalt .

einer derartigen Weise eingesetzt sind, dass die zu entwässernde Papierbahn einen geschlossenen Zug hat, der durch ein Wasseraufnahmepressgewebe von der Aufnahmestelle (P) an den Bahnbildungssieb (10) zu dem zweiten Langpressenspalt (NP2) konstant gestützt ist, wobei die Maschine folgendes aufweist:

a) eine erste Schleife eines oberen Wasseraufnahmepressgewebes (20), das so eingerichtet ist, dass es durch den ersten Langspalt (NP1) tritt;

b) ein erstes unteres Wasseraufnahmepressgewebe (30), das so eingerichtet ist, dass es durch den ersten Langpressenspalt tritt;

c) wobei die erste Langspaltpresse (NP1) zwischen einer Schlauchwalze oder Bandwalze (25) und einer gegenüberstehenden Gegenwalze (35) ausgebildet ist;

d) eine erste Saugaufnahmewalze (21) innerhalb der Schleife des ersten oberen Pressgewebes (20) für ein Übertragen der Bahn von dem Bahnbildungssieb zu dem ersten oberen Pressgewebe (20);

e) ein zweites oberes in einer Schleife vorgesehenes Wasseraufnahmepressgewebe (40), das so eingerichtet ist, dass es durch den zweiten Langpressenspalt (NP2) tritt;

f) wobei der zweite Langpressenspalt (NP2) zwischen einer mit einer glatten Seite versehenen zylindrischen Gegenwalze (105) an einer unteren Position und einer Schlauchwalze an einer oberen. Position ausgebildet ist, wobei die Papierbahn in einem direkten Kontakt mit der mit der glatten Seite versehenen Gegenwalze (105) in dem zweiten Langpressenspalt steht und der Seite der Gegenwalze nach dem zweiten Langpressenspalt folgt,

dadurch gekennzeichnet, dass

A) die Papierbahn (W) von der mit der glatten Seite versehenen zylindrischen Gegenwalze (105) des zweiten Langpressenspaltes (NP2) zu dem Trocknungssieb (80) mittels eines Übertragungsspaltes (S) übertragen wird, der zwischen der Gegenwalze und einer Führungswalze (81) ausgebildet ist, um die herum das Trocknungssieb für ein Vorbeitreten eingerichtet ist;

B) die Länge der beiden Längspressenspalte (NP1, NP2) mehr als ungefähr 100 mm beträgt;

C) eine zweite Saugaufnahmewalze (41) zwischen dem ersten und dem zweiten Langpressenspalt vorgesehen ist, um die Bahn von dem ersten unteren Pressengewebe (30) zu dem zweiten oberen Pressengewebe (40) zu übertragen;

D) eine Rakel (107) an der mit der glatten Seite versehenen zylindrischen Gegenwalze des zweiten Langpressenspaltes (NP2) angeordnet ist.

8. Papierherstellmaschine gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Saugaufnahmewalze (41) innerhalb der Schleife des zweiten oberen Gewebes (30) angeordnet ist.

9. Papierherstellmaschine gemäß einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Langpressenspalt (NP1) zwischen einer zylindrischen mit einer hohlen Seite versehenen Pressenwalze (35) an einer unteren Position und der Schlauchwalze oder Bandwalze (201) an einer oberen Position ausgebildet ist.

10. Papierherstellmaschine gemäß einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rakel (107) eingerichtet ist, damit die Papierbahn zu einer Abfallstoffbehandlung tritt.

11. Papierherstellmaschine gemäß einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Walze der Bandwalze oder Schlauchwalze (200, 300) eine flexible Bandschleife (301) mit geschlossenen Enden aufweist.

12. Papierherstellmaschine gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Walze der Bandwalze oder Schlauchwalze (200, 300) eine Schlauchwalze mit geschlossenen Enden ist.

13. Papierherstellmaschine gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch Konditioniervorrichtungen (23; 33; 43) für ein Konditionieren der ersten Gewebe (20,30) und des zweiten Gewebes (40).