JP4331278B2

JP4331278B2 - 圧搾装置

Info

Publication number: JP4331278B2
Application number: JP27904097A
Authority: JP
Inventors: メ−シェンモーゼルアンドレアス
Original assignee: フォイトズルツァーパピーアマシーネンゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 1996-10-14
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2017-10-13
Also published as: CA2218201A1; US6030502A; EP0837183B1; JPH10131077A; DE59705464D1; CA2218201C; ATE209272T1; DE19642401A1; EP0837183A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙料ウェブの走行方向に延長された圧搾ニップ内で前記紙料ウェブを処理するための、抄紙機又は厚紙製造機の圧搾装置であって、前記圧搾ニップがシュー付き圧搾ロールと対圧ロールとの間に形成されており、前記シュー付き圧搾ロールが、回動不能の支持体をめぐって循環するフレキシブルな圧搾ジャケットを有し、該圧搾ジャケットが前記圧搾ニップの領域内で圧着ユニットの少なくとも１つの圧搾シューを介してガイドされており、該圧搾シューが、夫々１つのピストン／シリンダユニットによって構成された所属の少なくとも１つの動力エレメントを介して支持体に支持されており、前記圧搾ジャケットが前記圧搾ニップの領域外では少なくとも実質的に円筒形状にガイドされており、かつ前記支持体の対称平面内に配置された支持体軸と前記対圧ロールの軸とが同一の鉛直平面内に位置し、該鉛直平面が前記支持体の対称平面に合致しており、かつ前記鉛直平面に対して前記圧着ユニットの中心平面が少なくとも実質的に平行であり、該中心平面に関して前記の少なくとも１つの動力エレメントが対称的に配置されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記形式の圧搾装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７０８１８９号明細書に基づいて公知である。この形式の圧搾装置は特に、抄紙機又は厚紙製造機の圧搾部において採用されて効果を挙げている。脱水すべき紙料ウェブは概ね少なくとも１つのフェルトベルトと共に圧搾ニップを通してガイドされる。紙料ウェブの走行方向に延長された圧搾ニップは特に、より高い搾水効率を得るという利点をもたらす。圧搾ニップの領域外では少なくとも実質的に円筒形状でガイドされる圧搾ジャケットの内室は外部に対して密閉されるので、これによって、外部へ侵出する潤滑剤によって環境が汚染される虞れは排除される。更に圧搾ジャケットの内室に圧力空気を供給して、これによって該圧搾ジャケットを膨張させることが可能になり、ひいては圧搾ジャケットの静かな回転が改善されることになる。圧搾ジャケットが、支持体に回転可能に支承された支持円盤によってガイドされている場合には、これに基づいて、圧力空気により発生される内圧と相俟って、支持体をめぐって循環する圧搾ジャケットは、圧搾シューの面に沿ってだけを摺動し、それ以外の部位では無接触状態で循環することになる。
【０００３】
ところで前記形式の圧搾装置における一般的な問題は、圧搾ニップから進出する紙料ウェブが、なお或る程度の距離にわたって圧搾ジャケット及び、該圧搾ジャケットと紙料ウェブとの間に設けたフェルトベルトと一緒に走行した上で初めて紙料ウェブがフェルトベルトから剥離される点にある。この連動走行距離が比較的短いとしても、紙料ウェブが、先に搾出された液体の一部分を再度吸収するという、戻り給湿作用の生じる危険がある。このような戻り給湿作用の危険は、圧搾ジャケットを膨張させ、ひいては連動走行距離が更に延長されることによって更に増強される。
【０００４】
この問題に対処するために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７０８１８９号明細書に基づいて公知になっている圧搾装置では、圧搾ジャケット並びに、該圧搾ジャケットに配設された両支持円盤の回転軸は、圧搾ジャケットの回転方向とは逆向きに圧搾平面に対してずらされており、この場合該圧搾平面は、この公知の圧搾装置では支持体の支持体軸と対圧ロールの軸とを通って延びている。圧搾平面に対する圧搾ジャケット及び所属の両支持円盤の回転軸の前記ずらしは、前記支持体軸に対して圧搾ジャケットの循環軌道を偏心させることによって得られる。従って公知の圧搾装置は、特に圧搾ジャケットの両端に設けられた両支持円盤のような、圧搾ジャケットのための当該ガイドエレメントも偏心的に配置されねばならないという欠点を特に有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の圧搾装置を改良して、構造を著しく単純にしかつ稼働信頼性を高めると共に、圧搾ニップから進出する紙料ウェブに可能な限り高い乾燥分を得させることを保証することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の構成手段は、圧搾ニップの領域外では少なくとも実質的に円筒形状にガイドされる圧搾ジャケットの循環軌道が支持体軸に対して同心的であり、圧着ユニットの中心平面が、対圧ロールの軸と支持体の支持体軸とを通って延びる鉛直平面に対して紙料ウェブの走行方向にずらされている点にある。
【０００７】
【作用】
前記構成手段に基づいて、圧搾装置の構造が著しく単純でかつ稼働信頼性が著しく高いにも拘わらず、紙料ウェブと圧搾ジャケットとの間で一緒に走行するフェルトベルトから、該紙料ウェブを極めて早期の時点に離間させることが達成される。従って紙料ウェブ、フェルトベルト及び圧搾ジャケットが一緒に走行する区間は最小限の距離になり、この場合実際にはこの一緒の走行区間距離長をほぼ零にすることすら可能である。従って紙料ウェブが圧搾ニップの進出口で直ちに当該フェルトベルトから離間させられるので、紙料ウェブに戻り給湿が事実上生じることは決してない。更に又、圧搾ニップの進入口においても最適の幾何学的関係が生じる。すなわち紙料ウェブの走行方向で見て前部を丸く面取りされた圧搾シューにおいて、この丸い面取り部が相応の曲率半径を有し、かつ圧搾ジャケットの円筒形状の循環軌道に近似している場合がこれに該当する。その場合該紙料ウェブの膨出・座屈は事実上排除されている。支持円盤を使用する場合、この支持円盤のために、互いに共軸のセンタリング支承面をもった単純な支承エレメントを使用することが可能である。
【０００８】
可能な限り僅かな戻り給湿作用という利点は、２つのフェルトベルトを使用する場合にも該当し、その場合、紙料ウェブの両面側で圧搾ニップを通ってガイドされるフェルトベルトを適当に配置又はガイドすることによって戻り給湿作用は更に低減される。
【０００９】
圧搾ニップの領域内で測定された、圧着ユニットの中心平面と、対圧ロールの軸及び支持体の支持体軸を通って延びる鉛直平面との間の間隔は１０ｍｍよりも大、特に１５ｍｍよりも大であるのが有利であり、しかも２０ｍｍのオーダー範囲にあるのが殊に有利である。
【００１０】
実地において有利な実施形態では圧搾シューは、圧搾ジャケットに対面していて流体動力学式及び／又は流体静力学式に潤滑される摺動面を備えており、該摺動面は、対圧ロールに適合された凹面状摺動面区分を有している。
【００１１】
圧搾シューの摺動面は圧搾ニップの進入口側に凸面状摺動面区分を有し、該凸面状摺動面区分の曲率半径は３０ｍｍよりも大、特に７０ｍｍよりも大で、殊に１００ｍｍのオーダー範囲にあるのが特に有利である。その場合前記曲率半径は、曲面が、圧搾ジャケットの円筒形状の循環軌道に少なくともほぼ接するように選ばれているのが有利である。これによって圧搾ジャケットの膨出・座屈する虞れは事実上除かれる。従ってその結果として外側での圧搾ジャケットの伸びは一層僅かになり、このことは、圧搾ジャケット布が肉厚で両面にコーテイング処理が施されている場合に有利である。更にまた圧搾ニップの手前における潤滑オイルのための流出抵抗が大きくなる。圧搾ニップの進入口は移送塊片にも左右されなくなる。
【００１２】
圧搾シューの摺動面は圧搾ニップの進出口側に凸面状摺動面区分を有し、該凸面状摺動面区分の曲率半径は１２ｍｍよりも大、特に３０ｍｍよりも大で、５０ｍｍのオーダー範囲にあるのが殊に有利である。このようにシュー進出口曲率半径を大きくすることによって、圧搾ジャケットの伸び応力の顕著な減少が得られ、このことは特に、圧搾ジャケット布の両面にコーティング処理が施されている場合にも矢張り該当する。
【００１３】
実地において殊に有利な実施形態では圧搾シューには、少なくとも１対の動力エレメントが配設されており、該動力エレメント対の、殊に有利には夫々１つのピストン−シリンダユニットによって構成された両動力エレメントは、紙料ウェブの走行方向で見て互いに相前後して、かつ圧着ユニットの中心平面に対して対称的に配置されている。この場合、各動力エレメント対の両動力エレメントは夫々単独にかつ／又は互いに異なった圧力で給圧可能であるのが有利である。
【００１４】
これによって操業中にも圧力プロフィールを任意に調整する可能性が得られる。このような圧力プロフィールの調整は、全ての型式の対圧ロールにおいて、またモノ油圧系を有するＮＩＰＣＯロールの場合にも適用可能である。
【００１５】
【実施例】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１６】
抄紙機又は厚紙製造機に所属する略示した圧搾装置１０は、紙ウェブ又は厚紙ウェブ１２（本明細書では紙ウェブ又は厚紙ウェブを総称して、以下「紙料ウェブ１２」と呼ぶ）を、走行方向Ｌに延長された圧搾ニップ１４において処理するために使用される。
【００１７】
この延長された圧搾ニップ１４は図示の実施例では、下位の圧搾面と上位の圧搾面とによって制限されている。この場合、圧搾ニップ１４の下側を制限する下位圧搾面は、少なくとも１つの圧搾シュー１６を介してガイドされる下部のシュー付き圧搾ロール２０のフレキシブルな圧搾ジャケット１８によって形成されている。上位の圧搾面を形成するために前記シュー付き圧搾ロール２０の圧搾ジャケット１８に対向して円筒形の対圧ロール２２が配置されており、該対圧ロールは、本実施例では剛性のロール周壁を有している。しかしながら原理的には、圧搾ニップ１４の上位側でも、少なくとも１つの圧搾シューを介してガイドされる圧搾ジャケットを設けておくことも可能である。
【００１８】
下部のシュー付き圧搾ロール２０のフレキシブルな圧搾ジャケット１８は、圧搾シュー１６によって該圧搾シュー１６と圧搾ジャケット１８との間に流体クッションを形成しつつ、対圧ロール２２によって形成される対向圧搾面に圧着可能である。その場合圧搾シュー１６は、夫々ピストン−シリンダユニット２４によって形成される多数の動力エレメントを介して対圧ロール２２に圧着可能であり、前記動力エレメントは、その下に位置しているシュー付き圧搾ロール２０の回動不能な支持体２６に支持されており、該支持体をめぐって前記フレキシブルな圧搾ジャケット１８は循環する。
【００１９】
処理すべき紙料ウェブ１２と一緒に、脱水のために役立つフェルトベルト２８が圧搾ニップ１４を通ってガイドされ、該圧搾ニップは本例では、シュー付き圧搾ロール２０と、処理すべき紙料ウェブ１２との間に位置している。原理的には複数の脱水フェルトを設けることも可能であり、この場合該脱水フェルトは特に、処理すべき紙料ウェブ１２の異なった側にも、つまり両面に位置することができる。
【００２０】
圧搾シュー１６並びに、該圧搾シューに配設されたピストン−シリンダユニット２２は圧着ユニット３０の構成部分であり、該圧着ユニットは更に又、ストッパ３２をも含み、稼働中に該ストッパに対して圧搾シュー１６は圧着される。
【００２１】
回動不能の支持体２６をめぐって循環しかつ圧搾ニップ１４の領域内では圧搾シュー１６を介してガイドされる圧搾ジャケット１８は、前記圧搾ニップ１４の領域外では少なくとも実質的に円筒形状にガイドされている。
【００２２】
図示は省いたが支持体２６の対称平面Ｓ内に配置された支持体軸及び、やはり図示を省いた対圧ロール２２の軸は、本例では鉛直平面Ｅ内に位置し、該鉛直平面は支持体２６の対称平面Ｓに合致している。支持体２６の支持体軸と対圧ロール２２の軸とを通って延びる前記鉛直平面Ｅに対して、圧着ユニット３０の中心平面Ｍは少なくとも実質的に平行であり、該中心平面Ｍに関して、図１から判る通り紙料ウェブ１２の走行方向Ｌで相前後して位置する両ピストン−シリンダユニット２４は対称的に配置されている。
【００２３】
圧搾ニップ１４の領域外において少なくとも実質的に円筒形状にガイドされる圧搾ジャケット１８の循環軌道は前記支持体軸に対して同心的である。これに対して圧着ユニット３０の中心平面Ｍは、対圧ロール２２の軸と支持体軸とを通って延びる鉛直平面Ｅに対して、紙料ウェブ１２の走行方向Ｌにずらされている。
【００２４】
圧着ユニット３０の中心平面Ｍと、対圧ロール２２の軸及び支持体軸を通って延びる鉛直平面Ｅとの間の間隔ａは本例では２０ｍｍのオーダー範囲にあるのが有利である。
【００２５】
原理的には、圧着ユニット３０の中心平面Ｍを、対圧ロール２２の軸及び支持体軸を通って延びる鉛直平面Ｅに対して傾斜させておくことも考えられる。この場合は、圧搾ニップ１４の領域内で測定された、圧着ユニット３０の中心平面Ｍと、対圧ロール２２の軸及び支持体軸を通って延びる鉛直平面Ｅとの間の間隔は２０ｍｍのオーダー範囲にある。
【００２６】
圧搾シュー１６は、圧搾ジャケット１８に対面した流体動力学式及び／又は流体静力学式に潤滑される摺動面３４を備え、該摺動面は、対圧ロール２２に適合された凹面状摺動面区分３６を有している。
【００２７】
圧搾ニップ１４の進入口側において圧搾シュー１６の摺動面３４は凸面状摺動面区分３８を有し、該凸面状摺動面区分の曲率半径Ｒ１は本例では１００ｍｍのオーダー範囲にあるのが有利である。
【００２８】
圧搾ニップ１４の進出口側において圧搾シュー１６の摺動面３４は凸面状摺動面区分４０を有し、該凸面状摺動面区分の曲率半径Ｒ２は本例では５０ｍｍのオーダー範囲にあるのが有利である。
【００２９】
圧搾シュー１６には、ピストン−シリンダユニット２４によって構成された少なくとも１対の動力エレメントが配設されており、該動力エレメント対を成す２つのピストン−シリンダユニット２４は、紙料ウェブ１２の走行方向Ｌで相前後して配置されている。更に又、図１から判る通り、両方のピストン／シリンダユニット２４は圧着ユニット３０に対して対称的に配置されている。
【００３０】
両方のピストン／シリンダユニット２４は夫々、圧搾シュー１６と結合されたピストン４２とシリンダ４４とから成り、該シリンダ内で各ピストン４２は１つのパッキンディスク４６によってガイドされており、該パッキンディスクは、所属のピストン４２の周溝４８内で半径方向に摺動可能に支承されている。
【００３１】
各動力エレメント対の両ピストン／シリンダユニット２４は、図１において２つの圧力Ｐ１，Ｐ２で示唆したように、夫々単独にかつ／又は互いに異なった圧力で給圧可能である。
【００３２】
互いに可変に設定可能な圧力によるダブルピストンの圧着作用に基づいて、シュー支持合力の作用線は固定的には規定されてはいない。シリンダ圧着力は対圧ロールの圧搾力に対して直線を形成していない。むしろシュー支持合力はピストン力と水平スラスト成分とから成っている。この水平スラスト成分は、稼働中に圧搾ジャケット１８と圧搾シュー１６との間で発生する摩擦力に加えて、熱的影響に基づく圧搾シュー１６の曲げ応力に付加的に対抗する。すなわち圧搾シュー１６は稼働中、最大の曲げ内部応力よりも大きな力で強制的にストッパ３２に圧着され、これによって真直ぐに保持される。
【００３３】
シュー付き圧搾ロール２０の圧搾ジャケット１８は両端側において、支持体軸に対して同心的に支持体２６に回転可能に支承された支持円盤に固定されていてもよい。
【００３４】
対圧ロール２２の軸と支持体２６の支持体軸とを通って延びる鉛直平面Ｅに対して圧着ユニット３０がずらされていることに基づいて、圧搾ジャケット１８は、圧搾ニップ１４を進出した直後に比較的急勾配をなして下方へ向かって走行するので、これによって紙料ウェブ１２とフェルトベルト２８は、圧搾ニップ１４の進出口から最小限の距離を隔てた部位で相互に離間することとができる。これと同等のことは、紙料ウェブ１２と、多分設けられている上位のフェルトベルトとに就いても該当する。従ってその結果として、圧搾ニップ１４において紙料ウェブ１２からフェルトベルトへ搾出された水が、圧搾ニップ１４から進出した後に事実上もはや紙料ウェブ１２へ逆流することはあり得ない。
【００３５】
従って構造が著しく単純になりかつそれに相応して操業信頼性が高くなると共に、圧搾ニップから進出する紙料ウェブにおいて、可能な限り高い乾燥分を得ることが保証される。更にまた進入口領域において最適の幾何学的関係が生じる。前部のシュー曲率半径は、圧搾ジャケット１８の円筒形循環軌道にほぼ接している。従って圧搾ジャケットの膨出や座屈が避けられる。圧搾シュー１６の進入口側の凸面状摺動面区分３８の曲率半径が比較的大きいことによって、圧搾ジャケットの伸び又は外側のジャケット布の伸びが一層僅かになる。これは、ジャケット布が比較的肉厚で両面にコーティング層を有している場合に特に重要である。更に又、圧搾ニップの手前において得られる潤滑オイルのための流出抵抗が一層大きくなる。最後に進入口は移送塊片に左右されなくなる。
【００３６】
圧搾シュー１６の進出口側の凸面状摺動面区分４０が比較的大きな曲率半径Ｒ２を有していることに基づいて、圧搾ジャケット１８の伸び応力が著しく低くなり、これは、圧搾ジャケットの両面にコーティングが施されている場合に特に重要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】抄紙機又は厚紙製造機に所属した本発明の圧搾装置の部分的な概略断面図である。
【符号の説明】
１０圧搾装置、１２紙料ウェブ、１４圧搾ニップ、１６圧搾シュー、１８圧搾ジャケット、２０シュー付き圧搾ロール、２２対圧ロール、２４ピストン−シリンダユニット、２６支持体、２８フェルトベルト、３０圧着ユニット、３２ストッパ、３４摺動面、３６凹面状摺動面区分、３８，４０凸面状摺動面区分、４２ピストン、４４シリンダ、４６パッキンディスク、４８周溝、ａ間隔、Ｅ鉛直平面、Ｌ紙料ウェブの走行方向、Ｍ圧着ユニットの中心平面、Ｒ１，Ｒ２曲率半径、Ｓ支持体の対称平面

Claims

紙料ウェブ（１２）の走行方向（Ｌ）に延長された圧搾ニップ（１４）内で前記紙料ウェブ（１２）を処理するための、抄紙機又は厚紙製造機の圧搾装置（１０）であって、前記圧搾ニップ（１４）がシュー付き圧搾ロール（２０）と対圧ロール（２２）との間に形成されており、前記シュー付き圧搾ロール（２０）が、回動不能の支持体（２６）をめぐって循環するフレキシブルな圧搾ジャケット（１８）を有し、該圧搾ジャケットが前記圧搾ニップ（１４）の領域内で圧着ユニット（３０）の少なくとも１つの圧搾シュー（１６）を介してガイドされており、該圧搾シューが、夫々１つのピストン／シリンダユニットによって構成された少なくとも１つの動力エレメント（２４）を介して支持体（２６）に支持されており、前記圧搾ジャケット（１８）が前記圧搾ニップ（１４）の領域外では少なくとも実質的に円筒形状にガイドされており、かつ前記支持体（２６）の対称平面（Ｓ）内に配置された支持体軸と前記対圧ロール（２２）の軸とが同一の鉛直平面（Ｅ）内に位置し、該鉛直平面が前記支持体（２６）の対称平面（Ｓ）に合致しており、かつ前記鉛直平面（Ｅ）に対して前記圧着ユニット（３０）の中心平面（Ｍ）が少なくとも実質的に平行であり、該中心平面に関して前記の少なくとも１つの動力エレメント（２４）が対称的に配置されている形式のものにおいて、圧搾ニップ（１４）の領域外では少なくとも実質的に円筒形状にガイドされる圧搾ジャケット（１８）の循環軌道が支持体軸に対して同心的であり、圧着ユニット（３０）の中心平面（Ｍ）が、対圧ロール（２２）の軸と支持体（２６）の支持体軸とを通って延びる鉛直平面（Ｅ）に対して紙料ウェブ（１２）の走行方向（Ｌ）にずらされており、前記圧着ユニット（３０）は、さらに側方に圧搾シュー（１６）の水平方向の力を受け止めるためのストッパ（３２）を含んでおり、
前記圧搾シュー（１６）は発生する力の水平方向の力成分を受けた場合に前記ストッパ（３２）に圧着されるようになっていることを特徴とする、圧搾装置。
圧搾ニップ（１４）の領域内で測定された、圧着ユニット（３０）の中心平面（Ｍ）と、対圧ロール（２２）の軸及び支持体（２６）の支持体軸を通って延びる鉛直平面（Ｅ）との間の間隔（ａ）が２０ｍｍ台である、請求項１記載の圧搾装置。
圧搾シュー（１６）が、圧搾ジャケット（１８）に対面していて流体動力学式及び／又は流体静力学式に潤滑される摺動面（３４）を備えており、該摺動面が、対圧ロール（２２）に適合された凹面状摺動面区分（３６）を有している、請求項１又は２記載の圧搾装置。
圧搾シュー（１６）の摺動面（３４）が圧搾ニップ（１４）の進入口側に凸面状摺動面区分（３８）を有し、該凸面状摺動面区分の曲率半径（Ｒ１）が１００ｍｍ台である、請求項３記載の圧搾装置。
圧搾シュー（１６）の摺動面（３４）が圧搾ニップ（１４）の進出口側に凸面状摺動面区分（４０）を有し、該凸面状摺動面区分の曲率半径（Ｒ２）が５０ｍｍ台である、請求項３又は４記載の圧搾装置。
圧搾シュー（１６）には少なくとも１対の動力エレメントが配設されており、該動力エレメント対の、夫々１つのピストン−シリンダユニットによって構成された両動力エレメント（２４）が、紙料ウェブ（１２）の走行方向（Ｌ）で見て互いに相前後して、かつ圧着ユニット（３０）の中心平面（Ｍ）に対して対称的に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の圧搾装置。
各動力エレメント対の両動力エレメント（２４）が夫々単独にかつ／又は互いに異なった圧力で給圧可能である、請求項６記載の圧搾装置。