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Verfahren und Vorrichtung zum Waschen kontinuierlich fortbewegter
Stoff-oder gewebter Metallbahnen, insbesondere von Naßfilzen oder Sieben in Papiermaschinen
od. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Waschen kontinuierlich fortbewegter
Stoff- oder Metallgewebebahnen, wie Naßfilzen oder Sieben in Papiermaschinen od.
dgl., unter Anwendung von Schwingungen der Waschflüssigkeit und eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens.
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Es sind Verfahren zur Reinigung von kontinuierlich fortbewegten Stoff-
oder gewebten Metallgewebebahnen, insbesondere für die Papierindustrie, bekannt,
bei denen die Bahn mittels Bürsten oder Filzschlägern od. dgl. mechanisch bearbeitet
wird, um Verunreinigungen, beispielsweise Faser- oder Füllstoffe oder Leimungsmittel,
aus der Bahn zu lösen. Bei derartigen Verfahren werden infolge der mechanischen
Behandlung die Güte der Bahn und deren Lebensdauer sehr stark beeinträchtigt.
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Um den Nachteil des erhöhten Verschleißes bei der mechanischen Behandlung
auszuschalten, wurde vorgeschlagen, die Bahn mittels eines Unterwasserstromes so
abzuspülen, daß die Verunreinigungen von der Bahn weggeschwemmt werden. Es zeigte
sich jedoch, daß insbesondere bei der Reinigung von Filzbahnen in der Papierfabrikation
auf diese Weise infolge der Kürze der für die Reinigung zur Verfügung stehenden
Zeit die Verunreinigungen, beispielsweise die Papier-oder Leimrückstände, nicht
vollständig aus der Bahn gelöst werden können. Bei einem anderen Reinigungsverfahren
wurde eine Vorrichtung geringer Breite verwendet, die periodisch quer zur Filzbahn
über die gesamte Breite derselben verschoben wird und die örtlich eine Durchspülung
und anschließende Trockensaugung des Filzgewebes bewerkstelligt. Bei diesem Verfahren
wurde jedoch keine gleichmäßige Reinigung der gesamten Bahn erzielt. Weiterhin wurde
bereits vorgeschlagen, die Bahn mittels Vibratoren od. dgl. zu »beschallen«, d.
h. auf die Bahn Druckschwankungen der Reinigunsflüssigkeit einwirken zu lassen.
Es zeigte sich nun, daß durch diese Behandlung zwar eine Auflockerung der Verunreinigungen
der Filzbahn erreicht werden kann, jedoch diese nicht von der Filzbahn entfernt,
beispielsweise von ihr weggeschwemmt werden.
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Die zuletzt genannten Nachteile treten auch bei den bekannten Verfahren
auf, bei denen zur Naßbehandlung von Textilgut die Textilgutbahn durch eine pulsierende
Waschflüssigkeit hindurchgezogen wird. Eines dieser bekannten Verfahren verwendet
eine Vorrichtung, bei der die zu behandelnde Textilgutbahn innerhalb der Flotte
von einer rasch schwingenden gelochten Führungstrommel geführt wird, innerhalb deren
eine nicht gelochte Trommel mit Schaufeln angeordnet ist. Diese bekannte Vorrichtung
ist jedoch schon deswegen zum Waschen kontinuierlich fortbewegter Stoff- und Metallgewebebahnen
nicht geeignet, weil an den Stellen, an denen die Bahn an der Wandung der Führungstrommel
anliegt, keine Reinigung der Bahn erzielt werden kann.
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Ein älterer Vorschlag betrifft ferner eine Vorrichtung zum Waschen
der einseitig beschmutzten Filze von Papier-, Pappen- oder dergleichen Maschinen
während des Betriebes mit einem in der Waschflüssigkeit umlaufenden, diese gegen
die unbeschmutzte Seite der durch sie geführten Filzbahn schleudernden Schaufelrad.
Nach diesem Vorschlag soll das Schaufelrad mit Schöpfeinrichtungen versehen sein,
derart, daß das Waschwasser beim Umlaufen des Schaufelrades in diese geschöpft und
nach Austritt des Schaufelrades aus der Waschflüssigkeit aus ihnen wieder herausgeschleudert
wird. Da aber die bei der Drehung des Schaufelrades entstehenden Zentrifugalkräfte
über den ganzen Bereich des Umlaufes konstant sind und beim Eindringen der Schöpfeinrichtungen
in die Waschflüssigkeit noch von der Schwerkraft überlagert werden, tritt in die
Schöpfeinrichtungen praktisch keine Waschflüssigkeit ein, so daß das Schaufelrad
gemäß diesem Vorschlag lediglich die Wirkung eines gewöhnlichen Schaufelrades aufweist.
Eine solche Beaufschlagung der Filzbahn ist jedoch für eine befriedigende Reinigung
meist unzureichend.
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Der Reinigung von Filzbahnen, beispielsweise in Papiermaschinen od.
dgl., kommt aber eine erhebliche Bedeutung zu, da die Wirtschaftlichkeit der Papierherstellung
und die Güte des Produktes weitgehend von der Güte der Filzbahn abhängig sind. Verunreinigungen,
beispielsweise
von Faser- oder Füllstoffen oder von Leimungsmitteln, die bei einem Durchlauf der
Filzbahn nicht durch die Reinigungsvorrichtung entfernt wurden, werden in den meisten
Fällen auch bei den weiteren Durchläufen der Filzbahn nicht mehr entfernt, da sie
bei jedem Durchlauf tiefer in das Gewebe eingepreßt werden. Die Filzbahn wird also
bei ungenügender Reinigung bald, wenigstens stellenweise, verhältnismäßig steif.
Das Filzgewebe wird dadurch und durch die harten, zum Teil scharfkantigen Verunreinigungen
bei seinen weiteren Durchläufen, insbesondere durch die Pressen, verhältnismäßig
großen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, die seine Lebensdauer stärker herabsetzen,
als es dem natürlichen Verschleiß entspricht. Außerdem kann die Filzbahn dann ihre
eigentliche Aufgabe, nämlich Abnahme des Papiervlieses und Abfuhr des ausgepreßten
Wassers, nicht mehr vollständig erfüllen, da durch das stellenweise Verkleben der
Filzbahn mit Verunreinigungen, das sogenannte »Verlegen<;, auch das Papiervlies
bzw. die Papierbahn ungleichmäßig entwässert oder nicht abgenommen wird, wodurch
Ausschuß und Stillstände entstehen. Beides bedeutet Produktionsausfall und Kostenerhöhung.
Durch geeignete Reinigung wäre das zu vermeiden. An die Reinigung der Filzhahnen
müssen aus diesen Gründen folgende Grundanforderungen gestellt werden: 1. Die auf
der Oberfläche der Filzbahn nach dem Abnehmen der Papierbahn zurückbleibenden Verunreinigungen
müssen unmittelbar kontinuierlich und vollständig durch die Reinigung von der Filzbahn
entfernt werden.
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2. Durch die Reinigung soll die Filzbahn nicht mechanischen Beanspruchungen
und Abnutzungen ausgesetzt werden.
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3. Durch die Reinigung soll das Gewebe der Filzbahn so aufgelockert
werden, daß die Fasern in ihre Ausgangslage zurückkehren.
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Der Reinigungsvorgang soll die gesamte Breite der Filzbahn gleichmäßig
erfassen.
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5. Die Reinigungswirkung soll den Betriebsverhältnissen, beispielsweise
dem Verschmutzungsgrad der Filzbahn und der Durchlaufgeschwindigkeit der Filzbahn
durch die Papiermaschine, anpaßbar sein.
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6. Durch die Reinigung sollen keine ins Gewicht fallenden Kosten entstehen.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die 1; achteile der
bekannten Verfahren zum Waschen hontiiiuierlich fortbewegter Stoff- oder @letallge,#vebebahnen
zu beseitigen und ein derartiges Verfahr.°n so auszubilden, daß die oben angegebenen
Grundanforderungen erfüllt sind.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, bei dem die zu waschende Bahn
durch eine pulsierende Waschflüssigkeit hindurchgezogen wird, gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß über der zu waschenden Bahn mittels einer Pumpeinrichtung eine
sich über den Spiegel der Waschflüssigkeit erhebende Flüssigkeitssäule erzeugt und
in Schwingungen von etwa 15 bis 150 Hz versetzt wird. Durch die Bildung einer Flüssigkeitssäule
können bisher nicht bekannte Wirkungen erzielt werden. Die Flüssigkeitssäule besitzt
eine bestimmte Eigenfrequenz, die von den räumlichen Abmessungen des sie begrenzenden
Behälters abhängt. Das Verfahren gemäß der .Erfindung ermöglicht es, die Schwingungsfrequenz
der Flüssigkeitssäule mit dieser Eigenfrequenz in geeignete Beziehung zu bringen,
wobei die durch die Schwingung der Flüssigkeitssäule erzielte Wirkung von dem Verhältnis,
in dem die Vibrationsfrequenz zur Eigenfrequenz steht, sehr stark beeinflußt wird.
Hierbei ist es nicht notwendig, daß unmittelbare Resonanz vorliegt.
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Eine bevorzugte Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der
Erfindung kann darin bestehen, daß in einem in die Waschflüssigkeit eintauchenden
Gehäuse mit einer unter dem Spiegel der Waschflüssigkeit angeordneten Öffnung Pumpwerkzeuge
zur Erzeugung eines Unterdruckes im Gehäuse vorgesehen sind. Hierbei kann zur Erzeugung
der Pulsationen in an sich bekannter Weise ein in die Waschflüssigkeit tauchender
Rotationskörper vorgesehen sein, wobei nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
im zylindrischen Hohlraum des Gehäuses ein sich über die ganze Länge der Öffnung
erstreckender Zylinder drehbar gelagert ist, der den Ringraum zwischen Zylinder
und Gehäuse bestreichende Schaufeln aufweist, wobei der Hohlraum mit der Außenluft
durch ein einstellbares Ventil verbunden ist.
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Die Drehzahl des Zylinders ist zweckmäßigerweise regelbar, und zwar
vorzugsweise selbsttätig in Abhängigkeit von der Verschmutzung und/oder der Laufgeschwindigkeit
der Bahn.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Die Figur zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
besteht im wesentlichen aus einem sich über die gesamte Breite der zu reinigenden
Filzbahn 1 erstreckenden zylindrischen Gehäuse 2, in dem ein Zylinder 3 umläuft.
Der Zylinder 3 ist mit Schaufeln 4 besetzt, die den zwischen dem Zylinder 3 und
dem Gehäuse 2 gebildeten Ringraum 5 bestreichen. Der Ringraum 5 steht über eine
Leitung 6 mit einem Schnüffelventil 7 in Verbindung.
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Die in üblicher Weise endlos ausgebildete Filzbahn 1 läuft - bevorzugt
von links nach rechts -über nicht dargestellte Führungswalzen od. dgl. in einen
ebenfalls nicht dargestellten, vorzugsweise v erhältnismäßigflach ausgebildeten
und mit einer Waschflüssigkeit, beispielsweise mit Waschmitteln versetztem Wasser,
gefüllten Trog. Der Spiegel der Waschflüssigkeit ist bei 8 angedeutet. Die Führung
der Filzbahn 1 kann dabei je nach den Umständen so erfolgen, daß ihre den Papierstoff
oder die Papierbahn aufnehmende Oberfläche dem Flüssigkeitsspiege18 der Waschflüssigkeit
zugekehrt oder diesem abgewendet ist. Es können auch beispielsweise zwei Reinigungströge
hintereinandergeschaltet sein, die von der Filzbahn 1 so durchlaufen werden, daß
ihre den Papierstoff aufnehmende Oberfläche einmal oben und einmal unten liegt.
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Das Gehäuse 2 der Vorrichtung weist an seiner Unterseite eine sich
über die ganze Gehäuselänge erstreckende Öffnung 9 auf. Die Vorrichtung wird nun
in den Waschtrog so eingesetzt, daß die Öffnung 9 unter dem Spiegel 8 der Waschflüssigkeit
über der Filzbahn 1 zu liegen kommt.
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Diese Wirkungsweise der Vorrichtung läßt sich folgendermaßen erläutern:
Die dargestellte Vorrichtung wirkt im wesentlichen wie eine Kreisel- oder Zentrifugalpumpe,
die einen bestimmten Ansaugdruck auf die Waschflüssigkeit ausübt. Durch den Umlauf
des mit Schaufeln besetzten Zylinders entsteht in dem Ringraum ein der Drehzahl
entsprechender Unterdruck, der in bezug auf die Öffnung 9 von gleicher Wirkung ist
wie eine Standhöhe 12 der. Waschflüssigkeit. Der Unterdruck ist
über
die Leitung 6 mit dem Instrument 13 meßbar. Die Leitung 6 ist vorzugsweise mit einem
Schnüffelventil 7 gegen die Außenluft abgeschlossen.
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Auf die Waschöffnung wirkt also ein für die Flüssigkeitseinströmung
nutzbarer Druck von der Größe H. Unter dem Einfluß dieses Druckes strömt die Waschflüssigkeit
in das Gehäuse ein und erreicht dort eine Höhe, die der Eindringgeschwindigkeit,
also der Höhe H, und der Einströmzeit, also der Zeit, die bis zur Einwirkung der
nächsten Schaufel 4 verstreicht, entspricht.
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Zum Anlassen der Vorrichtung kann bei stehendem Zylinder mittels des
Druckknopfes 14 eine entsprechende Luftmenge aus dem Ringraum 5 herausgelassen werden,
bis auch im Gehäuse 2 die Höhe 8 erreicht ist. Wenn in diesem Zustand der Zylinder
anläuft, wird aus dem Gehäuse gegen den Flüssigkeitsverschluß unter der Einwirkung
der Zentrifugalkraft so lange Luft herausgefördert, bis bei dem Unterdruck 12 ein
Gleichgewicht erreicht ist, das durch Einstellen des Schnüffelventils 7 verändert
werden kann.
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Die sich nun durch die Drehung des Zylinders 3 an der Waschöffnung
9 vorbeibewegenden Schaufeln 4 fördern die eingedrungene Waschflüssigkeit wie eine
Zentrifugalpumpe durch die Waschöffnung 9 hinaus. Sofort hinter der Schaufel beginnt
sich das gleiche Spiel zu wiederholen.
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Die Ausströmrichtung setzt sich aus der Umfangskomponente und der
Abströmkomponente zusammen. In der Stellung 4a ist die Abströmkomponente praktisch
gleich Null, also nur die Umfangskomponente maßgebend. Aus der Zusammenwirkung aller
einzelnen Abströmrichtungen bei der Bewegung der Schaufeln über das Öffnungssegment
findet daher die Ausströmung in der Gesamtrichtung 10 a statt, während die Einströmung
in der Gesamtrichtung 10 b erfolgt, wie aus analogen Überlegungen hervorgeht. Diese
beiden Strömungen verursachen also im Waschtrog durch das zu waschende Gewebe eine
Zirkulationsströmung, die in sich im Rhythmus der Schaufelstöße pulsiert. Kleinere
Luftblasen, die von der Waschflüssigkeit aus dein Gehäuse mitgerissen werden und
außerhalb des Bereiches des die Öffnung 9 begrenzenden Flansches 15 gelangen, werden
von dem Schnüffelventil 7 über die Leitung 6 ersetzt, so daß der Druck im Ringraute
5 und damit die Größe des jeweils von den Schaufeln 4 erfaßten Waschflüssigkeitsvolumens
im wesentlichen konstant bleibt. Bei geschlossenem Schnüffelventil stellt sich ein
Gleichgewichtszustand konstanten Unterdruckes ein. Der Zylinder 3 rotiert vorzugsweise
mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 300 bis 3000 U/min. Bei der Anordnung von
beispielsweise drei Schaufeln 4 auf dem Zylinder 3 verlassen dementsprechend etwa
15 bis 150 Waschflüssigkeitsvolumina in der Sekunde die Öffnung 9 in Richtung des
Astes 10 a des Pfeiles 10. Es stellt sich dementsprechend eine pulsierende Strömung
ein, die einerseits infolge der in ihr herrschenden Druckschwankungen das Gewebe
der Filzbahn 1 auflockert, in der Filzbahn enthaltene Verunreinigungen von dieser
löst und die andererseits die gelösten Verunreinigungen von der Filzbahn wegschwemmt.
Auf der Druckseite der Vorrichtung stellt sich in ähnlicher Weise durch die intermittierende
Entnahme von Waschflüssigkeitsvolumina eine längs des Astes 10b des Pfeiles 10 verlaufende
Druckströmung ein.
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Bei der dargestellten Ausführungsform entspricht bei einer Drehzahl
von n = 1400 des Zylinders 3 dem Ansaugdruck der Pumpe unter den angegebenen Betriebsbedingungen
eine Wassersäule von ungefähr 650 mm. Die Eintauchtiefe des Flansches 15 in die
Waschflüssigkeit wird nun so gewählt, daß ein sicherer Abschluß über die gesamte
Bahnbreite gewährleistet ist und daß insbesondere auf der Einströmseite keine Luft
in das Gehäuse 2 eindringen kann.
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Durch Drehzahländerungen kann der Ansaugdruck der Pumpe und damit
die Abströmgeschwindigkeit und die Abströmrichutng der Waschflüssigkeitsvolumina
in weiten Grenzen verändert werden und so die Intensität der Waschwirkung den Betriebsbedingungen,
beispielsweise der Durchlaufgeschwindigkeit der Filzbahn 1 und deren Verschmutzung,
angepaßt werden. Bei unveränderter Drehzahl können diese Faktoren ebenfalls durch
entsprechende Einstellung des Schnüffelventils 7 in einem bestimmten Bereich geregelt
werden.
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Durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung werden,
wie Versuche bestätigt haben, die Verunreinigungen der Filzbahn von dieser fortlaufend
vollständig gelöst, ohne daß sie in das Gewebe der Bahn eindringen könnten. Da die
Filzbahn in der Waschvorrichtung mit keinem festen Körper in Berührung kommt, wird
sie weitgehend geschont. Außerdem wird durch die Durchsetzung der Filzbahn mit einem
pulsierenden Flüssigkeitsstrom eine ausgezeichnete Auflockerung des Gewebes, insbesondere
des Wollhaargefüges der Filzbahn, erreicht. Ferner ermöglicht die Vorrichtung gemäß
der Erfindung eine gleichmäßige Reinigung der Filzbahn 1 über deren gesamte Breite.
Die Wirksamkeit der Vorrichtung kann, wie erwähnt, leicht dem Verschmutzungsgrad
der Filzbahn und deren Durchlaufgeschwindigkeit angepaßt werden, sie ist sparsam
im Betrieb und benötigt fast keine Überwachung.
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Ein erheblicher Vorteil ist noch darin zu sehen, daß im Gegensatz
zu den Vibratoren die Vorrichtung zwar einen schwingenden Flüssigkeitsstrom erzeugt,
jedoch im wesentlichen keine Vibrationsschwingungen, die sich auf andere Konstruktionsteile
übertragen und ungünstig auswirken können oder als unangenehmes Geräusch störend
empfunden werden.
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Ein besonderer Vorteil ergibt sich dadurch, daß verhältnismäßig flache
Tröge zur Aufnahme der Waschflüssigkeit verwendet werden können, wodurch eine erhebliche
Einsparung an Waschmitteln erzielt werden kann. Die Waschflüssigkeit wird vorzugsweise
dem Trog kontinuierlich entnommen und gegebenenfalls im Kreislauf in einem entsprechenden
Filter gereinigt.