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Die Erfindung bezieht sich auf eine Trockenvorrichtung zum Trocknen einer Papier-, Karton-, Textil-od. dgl. faserigen oder porigen Bahn, bestehend aus zwei beweglichen Flächen, Führungseinrichtungen für eine zueinander parallele Führung der Flächen auf einem Teil ihrer Bewegungsbahn und einem zwischen den genannten Flächen in deren Bewegungsrichtung laufenden Trockensieb oder Trockenfilz zur Führung der zu trocknenden Bahn zwischen die genannten Flächen und zu ihrer Einschliessung auf ihrer gesamten Breite zwischen den Flächen, wobei die eine Fläche aus einem die Bahn berührenden rotierenden luftdichten Zylindermantel, der Einrichtungen zur Aufheizung des Zylindermantels aufweist, und die andere Fläche aus einem das Trockensieb bzw. den Trockenfilz berührenden Band besteht.
Zum grössten Teil erfolgt das Trocknen von Papier und Karton heute mit Zylindertrocknern, die mehrere von innen mit Dampf erwärmte rotierende Zylinder aufweisen, gegen deren Mantelfläche die Bahn mit einem Filz oder Trockensieb gedrückt wird. Nachteilig an dieser Trockenmethode sind jedoch die Grösse der Trockenanlage, der hohe Anschaffungspreis, hohe Betriebskosten, von Brüchen verhältnismässig oft verursachte Betriebsstörungen und Gefahrensituationen.
In geringerem Masse werden'auch Schwebetrockner verwendet, in denen die Bahn waagrecht von einer Heissluftdüsenmatte getragen wird. Die fertige Bahn hat eine weniger ebene Oberfläche als bei Zylindertrocknern, und die Trockenkosten sind ausserdem grösser als bei Zylinder trocknern.
Bei dieser Trocknerart ist weiters die Bruchgefahr der Bahn gross, was die BeLriebszuverlässig- keit der Anlage beeinträchtigt.
Auch Infrarottrockner werden verwendet, bei denen die Strahlung entweder durch elektrische Widerstandsdrähte oder durch Gasbrenner zustandegebracht wird. Diese Art von Anlagen ist jedoch in erster Linie nur als Hilfstrockner vorgesehen.
Aus der US-PS Nr. 3, 354, 035 ist eine Trockenvorrichtung bekannt, bei der die zu trocknende Bahn und der Trockenfilz mittels eines perforierten Bandes gegen einen erhitzten Zylinder angepresst wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trockenvorrichtung zu schaffen, deren Wirkungsgrad erheblich grösser ist als der bekannter Vorrichtungen, und die zuverlässiger und betriebssicherer ist als solche Trockner.
Die gestellte Aufgabe wird mit einer Trockenvorrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss das Band luftdicht ist, dass dem luftdichten Band Einrichtungen zur Abkühlung des Bandes zugeordnet sind und dass eine Einrichtung zur Entfernung der in der zu trocknenden Bahn und dem diese trocknenden Trockensieb bzw.-filz befindlichen Luft vorgesehen ist.
Der die Bahn berührende Zylinder erhitzt das in der Bahn befindliche Wasser, wodurch dieses verdampft und an dem die Bahn sowie den Trockenfilz bedeckenden gekühlten Band kondensiert ; da die Luftmoleküle einem andern Weg folgen als der Dampf, wird der Trockenvorgang beschleunigt und verbessert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das den Zylinder umgebende Band keinen Pressdruck ausübt ; vielmehr besteht zwischen dem Zylinder und dem Band ein Unterdruck. Das Band braucht also bloss diejenige Spannung aufzuweisen, die zu seiner Führung entlang seiner Bewegungsbahn erforderlich ist.
Die Erfindung ist zum Trocknen einer Papier- oder Kartonbahn gemäss dem sogenannten Saugtrockenprinzip vorgesehen, welches Prinzip sich im allgemeinen darauf gründet, dass die abzuführende Flüssigkeit nur mit Dampf in Berührung kommt. Wenn der Dampfdruck durch Kondensieren auf einer kalten Fläche niedrig gehalten wird, erfolgt die Verdampfung bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck. Trotz der niedrigen Verdampfungstemperatur kann die Verdampfungsgeschwindigkeit sehr hoch sein, denn die verdunstende Flüssigkeit siedet, und die erwärmte Fläche kann auf einer beträchtlich höheren Temperatur liegen als die Flüssigkeit selbst. Die Temperatur der Flüsigkeit erreicht also einen Wert, der zwischen der Temperatur dieser Fläche und der der kondensierenden Fläche ist.
Durch Führung der zu trocknenden Bahn und des Trockenfilzes, aus welchem die Luft entfernt worden ist, zwischen die Flächen, von denen die eine aufgeheizt und die andere
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Gemäss der Erfindung wird eine Trockenvorrichtung geschaffen, bei welcher die an die Bahn anliegende Fläche ein metallischer Zylindermantel ist. Der Zylindermantel kann entweder von innen mit Dampf unter Überdruck aufgeheizt werden, wie dies der Fall bei heutigen Trockenzylindern ist, oder von innen mit gesättigtem Dampf unter einem Druck von etwa 1 bar, oder von aussen auf dem Sektor des Mantels, der nicht vom Band bedeckt ist.
Weitere Vorteile der erfindungsgemässen Trockenvorrichtung sind der niedrige Anschaffungspreis, niedrige Energiekosten und mässige Wartungskosten. Die Trockenvorrichtung ist auch von geringer Grösse, geräuschlos und sicher. Das Trockenverfahren bedingt keine Flächengewichts-, Geschwindigkeits- oder Qualitätsbegrenzungen, und die Spitzenführung und der Wechsel zu einer andern Bahnqualität sind leicht durchführbar. Das Trocknen der Bahn erfolgt bei niedriger Temperatur, so dass die Qualität gut ist und Risse selten vorkommen.
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dung hoch.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind ; es zeigen Fig. l einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel der Trockenvorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. l, Fig. 3 einen Querschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel der Trockenvorrichtung und Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie II - II in Fig. 3.
Die in Fig. l dargestellte Trockenvorrichtung weist einen Trockenzylinder --1-- auf, der um eine waagrechte Achse --A-- läuft. Die zu trocknende nasse Bahn --2-- ist um den metallischen Zylindermantel --1a-- des Trockenzylinders --1-- geführt, wobei die Bewegungsbahn --B-- der Bahn --2-- winkelgerecht zur Achse --A-- des Trockenzylinders --1-- liegt. Zur Führung der Bahn --2-- auf dem Zylinder --1-- und vom Zylinder --1-- weg sind eine Zulaufwalze --3-- und eine Ablaufwalze --4-- vorgesehen. Die Bahn --2-- wird auf dem Zylinder --1-- zusammen mit
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ordnet, mittels welcher die Bahn --2-- und das Trockensieb --5-- miteinander in Berührung gebracht werden.
Zur Führung des Trockensiebes --5-- nach Ablauf vom Zylinder --1-- ist vor der Ablaufwalze --4-- für die Bahn --2-- eine Walze --7-- zur Umlenkung des Trockensiebes --5-- angeordnet. Zur Führung des Trockensiebes --5-- zur Zulaufseite des Zylinders --1-- sind mehrere Führungs-, Steuerungs- und Spannwalzen --8-- vorgesehen. Die Trockenvorrichtung weist auch ein luftdichtes endloses Band --9-- auf, das über den Zylinder --1-- und von diesem weg mittels der oben genannten Zulaufwalze --3-- und der Walze --7-- für das Trockensieb --5-- geleitet wird.
Für die Leitung des Bandes entlang einer geschlossenen Bahn zur Zulaufseite des Zylinders-lsind mehrere Führungs-, Steuerungs- und Spannwalzen --10-- vorgesehen.
Zwischen der Zulaufwalze --3-- und der Walze --6-- ist eine als Luftabsaugkasten ausgebildete Einrichtung --11-- zur Entfernung der in der Bahn --2-- sowie dem Trockensieb --5-- befindlichen Luft angeordnet, die Düsen --12-- für die Zufuhr von überhitztem Dampf (z. B. rund 120 C bei 1 bar) zur Bahn --2-- sowie zum Trockensieb --5-- und Abströmöffnungen --13-- für Dampf und Luft zur Wärmegewinnung aufweist.
Der Luftabsaugkasten --11-- ist an beiden Seiten geschlossen und mit Abdichtungen --14-- gegenüber der Walze --6-- und der darauf laufenden Bahn--2--, mit einer Abdichtung --15-- gegenüber dem über die Zulaufwalze --3-- laufenden Band --9-- und mit einer Abdichtung --16-- gegenüber dem Trockenzylinder --1-- abgedichtet.
Der Mantel --la-- des Trockenzylinders --1-- ist im Bereich zwischen der Zulauf- und Ablauf- walze --3 bzw. 4-- von einer Einrichtung zur Abkühlung des Bandes --9-- umgeben, die einen Kasten --17-- mit Düsen --18-- für das Einspritzen von Kühlwasser aufweist. Das aus dem
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Abstreifen des auf der Aussenseite des Bandes --9-- verbliebenen Wassers ist vor der Walze --7-ein Rakel angeordnet.
Die Bahn --2-- wird zwecks Trocknung zur Walze --6-- geleitet, wo sie an das Trockensieb --5-- angelegt und zusammen mit demselben durch den Luftabsaugkasten --11-- zur Zulauf-
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walze --3-- geführt wird. Auf der Zulaufwalze --3-- gelangt das Trockensieb --5-- samt Bahn - mit dem Band --9-- in Berührung und läuft zusammen mit dem Band --9-- auf den Zylindermantel --la-- des Trockenzylinders --1-- auf. Die Bahn --2-- kommt somit zwischen dem Zylindermantel --la-- und dem Trockensieb --5-- und dem Trockensieb --5-- selbst zwischen der Bahn --2-- und dem Band --9-- zu liegen.
Das Trocknen der Bahn --2-- erfolgt zwischen dem erhitzten Zylindermantel-la-des Trockenzylinders --1-- und dem gekühlten Band --9--. Vom Trockenzylinder-l-geht zur Bann --2-- Wärme über, und von der Bahn --2-- verdunstet Wasser bei niedrigem Druck, denn zwischen dem Zylindermantel --la-- des Trockenzylinders --1-- und dem Band --9-- entsteht ein starker Unterdruck nach der Stelle, wo die Abkühlung des Bandes --9-- beginnt. Von der Bahn --2-- verdampft dabei Wasser mit sehr hoher Geschwindigkeit (etwa 5- bis 10mal so schnell wie ohne Unterdruck), und dieser Dampf kondensiert an der Innenseite des Bandes --9-- und an der dem Band --9-- zugekehrten Seite des Trockensiebes --5--.
Nachdem die Bahn --2-- auf dem Trockenzylinder --1-- etwa 180 bis 330 umgelaufen ist und je nach der Grösse des Zylinders --1--, den Zufuhr- und Abfuhrregelungen, den Heizungsregelungen und der Geschwindigkeit, laufen das Band --9-- und das Trockensieb --5-- vom Trockenzylin- der-l-ab und um die Walze --7--. Die Bahn --2-- bleibt noch eine Strecke auf dem Trockenzylinder --1--, denn es muss verhindert werden, dass vom Trockensieb --5-- und vom Band --9-auf die Walze --7-- spritzendes Kondenswaser auf die Bahn --2-- gelangt. Zu diesem Zweck ist bei der Walze --7-- eine Auffangrinne --21-- vorgesehen. Die getrocknete Bahn --2-- verlässt den Zylinder --1-- über die Ablaufwalze --4--.
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Vom Band --9-- wird mit einer Rakel --22-- restliches Kondenswasser abgeleitet.
Dieses Kondenswasser läuft auch in eine Rinne --23-- ab. Das Trockensieb --5-- wird mittels einer Brause --24-gewaschen und mit einem Saugkasten --25-- getrocknet.
Wenn das Trockensieb --5-- aus mehreren getrennten Schichten besteht, muss für jede dieser Schichten eine eigene Führungseinrichtung angeordnet sein.
Zum Abstreifen des Trockenzylinders --1-- ist eine Rakel --26-- vorgesehen.
In einigen Fällen kann es von Vorteil sein, das auf dem Trockenzylinder --1-- befindliche
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einer Saugkraft zwischen dem Band --9-- und dem Trockenzylinder-l-nahe dem Luftabsaugka- sten --11-- zu verhindern. Sollte eine Saugkraft nahe dem Luftabsaugkasten --11-- entstehen, könnte zu viel Dampf durch das Trockensieb --5-- in dessen Längsrichtung zwischen das Band --9-und den Trockenzylinder --1-- gelangen und an der Innenseite des Bandes --9-- kondensieren. Das Kondenswasser würde in derartiger Menge anfallen, dass der in der Bahn --2-- später ent- wickelte Dampf nicht mehr ausreichend Platz zur Kondensation hat.
Wenn der Trockenzylinder --1-- in herkömmlicher Weise aufgeheizt wird, ist er wegen der Dampfzufuhr und Kondenswasserentfernung relativ schwer. Wenn man dagegen für die Aufheizung innerhalb des Zylinders gesättigten Dampf von nur 100 C bei 1 bar verwendet, kann der Trockenzylinder-l-viel leichter und billiger konstruiert werden.
In Fig. 2 ist eine für die letztgenannte Heizungsweise geeignete Ausführungsform der Trockenvorrichtung dargestellt. Vom Gesichtspunkt der Festigkeit kann der Zylindermantel-30-- des Trockenzylinders --29-- jetzt ziemlich dünn sein. Mit der Achse --31-- ist der Zylindermantel --30-- über Scheiben --32- und eventuelle Stützspeichen verbunden. Ausserdem kann ein innenseitiger
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An der Verbindungsstelle der Scheiben-32-- mit dem Zylindermantel --30-- sind Kondenswasser- löcher --33-- vorgesehen, durch welche das Kondenswasser --34-- unter Wirkung der Schwerkraft und der Fliehkraft abgeleitet und in ortsfeste Kondenswasserrinnen-35-abgeführt wird, die das Ende bzw. die Enden des Zylinders --29-- umgeben. Ansonsten ist kein Kondenswasserableitungssystem erforderlich.
Der Dampf gelangt in den Trockenzylinder --29-- durch eine in der hohlen Ach-
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se --31-- angeordnete Leitung --36--. Der Druck des Dampfes ist derart höher als der atmosphärische Luftdruck, dass durch die Kondenswasserlöcher --35-- ständig etwas Dampf ausströmt. Diese Strömung führt diejenigen inerten Gase mit sich, die sich auf der Kondensationsfläche des Zylin- ders --29-- gesammelt haben.
Die Fig. 3 und 4 stellen eine zweite Ausführungsform des bei der Trockenvorrichtung verwen-
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--39-- aus 1Metallblech besteht. Der Zylindermantel --39-- läuft um seine Achse --A-- von Rollen --40-- gestützt und wird von Walzen --41-- angetrieben. Die an den Enden der Rollen --40-- gelegenen Lager --42-- befinden sich ausserhalb der in diesem Fall stillstehenden Scheiben-43-- der Trockenvorrichtung. Die Rollen --40-- können mittels Stellvorrichtungen --44, 45-- auf einen gewünschten Abstand von der Achse --A-- des Zylindermantels --39-- eingestellt werden. Die Wellen --46-- der Rollen --40-- verlaufen durch an den Scheiben --43-- vorgesehene abgedichtete Bohrungen --47--.
Der zwischen den Scheiben --43-- und innerhalb des Zylindermantels --39-- gelegene Raum ist während des Betriebes mit gesättigtem Dampf von etwa 1000C und einem Druck, der etwas oberhalb des atmosphärischen Luftdruckes liegt, gefüllt. Der Dampf wird ständig durch ein Rohr --48-zugeführt. Zwischen den Rollen-40-können z. B. Gleitschuhe-49-mit einer Oberfläche aus Polytetrafluoräthylen od. dgl. gelegen sein, welche an einer festen Stützkonstruktion --50-- befe- stigt sind. Diese Konstruktion --50-- behindert weder den Zugang des Dampfes zum Zylindermantel --39-- noch das Ableiten des Kondenswassers.
Die Rollen --40-- ziehen von der Innenseite des Zylindermantels --39-- darauf gebildetes Kondenswasser --51-- ab und leiten es zu einem innerhalb der Trockenvorrichtung gelegenen I < ondenswassersammeltrog --52--, aus welchem das Kondenswasser durch eine der Scheiben --43-- durch ein Rohr --53-- abfliesst. Zur Einstellung des Feuchteprofils der Bahn --2-- ist ein Rohr --54-- vorgesehen, durch welches überhitzter Dampf auf die Innenseite des Zylindermantels --39-- in verschiedenen Mengen oder mit verschiedenen Geschwindigkeiten oder mit verschiedenen Temperaturen an verschiedene Stellen der Trockenvorrichtung in der Längsrichtung des Rohres --54-- geblasen werden kann.
In ihren Einzelheiten kann die Trockenvorrichtung im Rahmen der Erfindung verschiedentlich abgewandelt werden. Zum Beispiel kann an Stelle des Zylindermantels auch eine prismatische auf-
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dermantels von innen her ist es auch möglich, die Aufheizung des Zylindermantels von aussen durchzuführen, u. zw. auf einem Sektor des Zylinders, der nicht von der Bahn bedeckt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Trockenvorrichtung zum Trocknen einer Papier-, Karton-, Textil-od. dgl. faserigen-oder porigen Bahn, bestehend aus zwei beweglichen Flächen, Führungseinrichtungen für eine zueinander
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ten Flächen in deren Bewegungsrichtung laufenden Trockensieb oder Trockenfilz zur Führung der zu trocknenden Bahn zwischen die genannten Flächen und zu ihrer Einschliessung auf ihrer gesamten Breite zwischen den Flächen, wobei die eine Fläche aus einem die Bahn berührenden rotieren-
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und die andere Fläche aus einem das Trockensieb bzw.
den Trockenfilz berührenden Band besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (9) luftdicht ist, dass dem luftdichten Band (9) Einrichtungen (17, 18) zur Abkühlung des Bandes (9) zugeordnet sind, und dass eine Einrichtung (11) zur Entfernung der in der zu trocknenden Bahn (2) und dem diese trocknenden Trockensieb (5) bzw.
- filz befindlichen Luft vorgesehen ist.
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