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verfahren zur Regelung von Trocknungsvorgängen an Bahnen aus nichttextilem Material Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, welches es ermöglicht, in bahnförmigen nichttextilen Flächengebilden aus Papier, Kunststoff, Leder oder ähnlichen Materialien am Ende eines Trocknungsvorganges einen vorausbestimmten Feuchtigkeitsgehalt aufrecht zu erhalten. Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht ferner, eine vorausbestimmte Endtemperatur einzuhalten.
In den letzten Jahren wurden verschiedene Produktionsmethoden entwickelt, welche die Konstanthaltung von bestimmten Feuchtigkeits- und Temperaturbereichen erfordern. Bisher wurden bestimmte Feuchtigkeitsgehalte in Trocknungsaggregaten derart eingestellt, dass man entweder die Heizleistung durch Veränderung der Energiezufuhr variierte, die Geschwindigkeit des zu trocknenden Gutes bei konstanter Heizleistung veränderte, oder beide Faktoren in Kombination in geeigneter Weise steuerte.
Im ersteren Falle muss die bekannte Trägheit von Temperaturveränderungen in Rechnung gestellt werden. Dies bedeutet, dass erst nach Durchsatz relativ grosser Warenmengen die gewünschte Anpassung erreicht wird. Andererseits bewirkt die Veränderung der Warengeschwindigkeit wechselnde Produktionsleistungen, was aus bekannten Gründen unerwünscht ist.
Sinngemäss treten die gleichen Schwierigkeiten in den Fällen auf, wo bahnförmige Güter nicht auf eine bestimmte Restfeuchtigkeit getrocknet werden, sondern unter Einhaltung bestimmter Maximaltemperaturen getrocknet bzw. einer Wärmebehandlung unterworfen werden müssen.
Theoretisch könnte man diese Schwierigkeiten umgehen, indem man die Menge der aufzubringenden Behandlungsflotte entsprechend der gewünschten Endtempera- tur bzw. Restfeuchtigkeit steuert, d. h. die durch die Wärmebehandlung zu entfernende Wassermenge variiert. Dies könnte z. B. durch Verringerung des Abquetsch- druckes an einem Foulard oder durch Verdünnung der Behandlungsbäder und entsprechend erhöhten Auftrag von Wasser erfolgen.
Der praktischen Durchführung solcher Verfahrensweisen stehen jedoch verschiedene Schwierigkeiten entgegen Einmal erlauben es bekanntermassen aus mechanischen Gründen die üblichen Applikationsaggregate wie Foulards, Quetschwalzen etc. nicht, die Auftragsmengen in weiten Grenzen zu steuern. Zum andern erbringt eine derartige Steuerung, da sie je nach gewünschter Restfeuchtigkeit bzw. Endtemperatur eine laufende Veränderung des Wassergehaltes voraussetzt, auch entsprechende Änderung der Konzentration an aufzubringenden Chemikalien und damit unerwünschte Streuung in den Eigenschaften des Fertigproduktes.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Erreichung einer gleichbleibenden vorbestimmten Restfeuchtigkeit oder Endtemperatur für Bahnen aus nichttextilem Material, die mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch eine Trocknungsstrecke mit konstanter Heiz- leistung geführt werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Restfeuchtigkeit oder die Endtemperatur der Bahnen entweder nach Passieren der Trocknungsstrecke oder in dieser gemessen und zur Steuerung von Mitteln verwendet wird, durch welche die zur Erreichung der vorbestimmten Restfeuchtigkeit oder Endtemperatur notwendige Wassermenge unmittelbar vor Eintritt in die Trocknungsstrecke auf die Bahnen aufgebracht wird.
In Fällen, wo das Produktionsverfahren das Aufbringen von wässrigen, chemikalienhaltigen Behandlungsflotten erheischt, bringt man die für die Temperatur- bzw. Feuchtigkeitseinstellung notwendige Wassermenge in einer gesonderten Stufe auf. Die schlussendlich auf der Bahn befindliche gesamte Wassermenge wird
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demnach in solchen Fällen in zwei Stufen aufgetragen.
In der ersten Stufe wird eine konstante und lediglich von der Art und gewünschten Konzentration der aufzubringenden Chemikalien bzw. der zu erzielenden Effekte abhängige Wassermenge appliziert, während der Auftrag von reinem Wasser in der zweiten Stufe vom Steuerungsorgan entsprechend der einzustellenden Restfeuchtigkeit bzw. Endtemperatur geregelt wird. Erfordert das Produktionsverfahren andererseits lediglich eine Trocknung bis zu einer bestimmten Restfeuchtigkeit bzw. das Einhalten oder Nichtüberschreiten bestimmter Endtem- peraturen, ohne dass Chemikalien appliziert werden müssen. so entfällt die erste Stufe. Es wird dann lediglich die für die Temperatur- bzw.
Feuchtigkeitseinstellung notwendige Wassermenge aufgebracht.
Die die Restfeuchtigkeit bzw. Endtemperatur steuernde Einrichtung besteht somit aus einer geeigneten Auftragsvorrichtung, einer Trocknungsstrecke, für die Temperatur- bzw. Feuchtigkeitsmessung geeigneten Mess- und an diese angeschlossenen Regelgeräte.
Die Auftragsvorrichtung besteht vorzugsweise aus einer in einen Wasser und gegebenenfalls Netzmittel enthaltenden Trog tauchende Walze, über welche die Bahn streicht. Die Menge aufgebrachten Wassers wird bestimmt durch das Verhältnis zwischen Umfangsgeschwindigkeit dieser Walze und der Bahngeschwindigkeit. Dieses Verhältnis wird erfindungsgemäss bei konstanter Geschwindigkeit der Bahn durch die Mess- und Regelgeräte gesteuert.
Gegebenenfalls kann diese Auftragsvorrichtung sowohl zum Aufbringen der Behandlungsflüssigkeit wie der für die Steuerung notwendigen Wassermenge eingesetzt werden, indem man zwei derartige Applikationswalzen hintereinander schaltet, wobei die erste Wake die Behandlungsflüssigkeit und die zweite die zusätzliche, variierende Wassermenge aufträgt. Die Behandlungsflüssigkeit kann in einer ersten Stufe auch nach bekannten Methoden, z. B. mittels eines Foulards oder anderer Quetschwerke, aufgebracht werden.
Es sind Fälle bekannt geworden, wo die Erzielung von Zonen verschiedener Feuchtigkeitsgehalte in der Längsrichtung der Bahn erwünscht ist. Die Einstellung solcher unterschiedlicher Feuchtigkeitsgehalte lässt sich erfindungsgemäss dadurch steuern, dass die Applika- tionswalze aus verschiedenen, sich ungleich schnell drehenden Sektoren besteht und die Wassergehalte der entsprechenden Zonen individuell, wie vorstehend beschrieben, gemessen und geregelt werden.
Die Oberflächenbeschaffenheit der Applikations- walze bzw. Applikationswalzen richtet sich nach der Beschaffenheit der Bahn, auf welche das Wasser aufzutragen ist, bzw. auf die angestrebten Unterschiede in der Längsrichtung der Bahnen. Die Walzen können demnach glatt oder strukturiert sein. Allfällige Sektoren der Walzen können unterschiedliche Oberflächen aufweisen.
Für das erfindungsgemässe Verfahren können auch andere Auftragsmethoden zur Anwendung gebracht werden, wie z. B. Sprühen, Streichen, Dämpfen, etc. Im letzteren Falle erfolgt die Regelung des Wasserauftrages in einfacher Weise durch Steuerung des Dampfdurchsatzes durch den Dämpfer.
Der oben beschriebene zonenweise Wasserauftrag kann bei dieser Vorrichtung beispielsweise derart erfolgen, dass man ein in Segmente aufgeteiltes Dämpferrohr verwendet, wobei der Dampfdruck und damit die auf die Bahn geblasene Dampfmenge in jedem Segment individuell eingestellt werden können. Die Steuerung des Dampfdruckes in den Segmenten erfolgt analog wie bei dem oben beschriebenen Auftrag von Wasser mittels in Sektoren aufgeteilter Applikationswalze. Zur Erzielung von diskreten Bahnzonen verschiedenen Wassergehaltes kann entweder der Abstand zwischen Dämpferrohr und Bahn sehr klein gewählt werden, oder man baut zwischen die Segmente zur Verhinderung des Vermischens der Dampfstrahlen Blenden ein.
Als Trockenvorrichtung können dem Fachmann bekannte Maschinen wie z. B. Spannrahmen, Schwebetrockner, Hängetrockner, Infrarot-Trockner, Trockenzylinder, etc. verwendet werden. Die Mess- und Regelgeräte können aus bekannten Elementen zusammengestellt werden. Erfindungsgemäss wird entweder die Endtemperatur oder die Restfeuchtigkeit nach üblichen Methoden gemessen, die Messwerte auf entsprechende Regelgeräte übertragen und die Wasserauftragsvorrich- tung von diesen Geräten entsprechend gesteuert. Die Messung erfolgt vorzugsweise am Ende der Trocknungs- strecke, kann jedoch gegebenenfalls auch innerhalb des Trocknungsaggregates vorgenommen werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird zwecks Erreichung einer gleichbleibenden, vorbestimmten Restfeuchtigkeit oder Endtemperatur nach dem Trocknen von bahnförmigen nichttextilen Flächengebilden aus Papier, Kunststoff, Leder oder ähnlichen Materialien verwendet. Die nachstehenden Abbildungen illustrieren einige Möglichkeiten zur technischen Verwirklichung des erfindungsgemässen Verfahrens.
In Fig. 1 bedeutet (a) die Bahn. welche mit der Behandlungsflotte (b) getränkt und durch die Quetsch- walzen (c) auf einen konstanten Wassergehalt abgequetscht wird. Die Bahn streicht nun über die Auftragsvorrichtung, bestehend aus Applikationswalze (e), welche je nach Geschwindigkeit mehr oder weniger Wasser (d) auf das Gut (a) aufträgt. Die Ware passiert dann das Trocknungsaggregat (g), an dessen Austritt ein Feuchtigkeits- oder Temperatur-Messgerät (h) die Restfeuchtigkeit bzw. Endtemperatur misst. Das Messgerät (h) wirkt auf den Regler (f), der seinerseits die Geschwindigkeit der Applikationswalze (e) steuert.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit hintereinander geschalteten gleichartigen Aufragsvorrichtungen. Die Ap- plikationswalze (k) taucht in die Behandlungsflüssigkeit (1), welche die gewünschten Chemikalien enthält, ein und überträgt diese mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit und damit in konstanter Menge auf die eine Seite der Bahn (i).
Nach Umlenkung gelangt diese über die Applikationswalze (m), welche mit variierender Geschwindigkeit auf die andere Seite der Warenbahn (i) verschiedene Mengen Wasser (n) aufbringt. Anschlies- send erfolgt im Zylindertrocknungsaggregat (p) die Trocknung auf die gewünschte Restfeuchtigkeit, bzw. eine vorausbestimmte Endtemperatur. Der Fühler (q) überträgt die Messwerte auf den Regler (o), und die Applikationswalze (m) wird durch den Regler (o) je nach notwendiger Wasseraufnahme in ihrer Umfangsgeschwindigkeit verändert.
Fig. 3 zeigt in der Draufsicht den Aufbau einer Ap- plikationswalze, deren zwei Sektoren (u und t) durch die Aggregate (v bzw. r) unabhängig voneinander mit ungleichen Geschwindigkeiten angetrieben werden. Diese Geschwindigkeiten werden durch zwei separate Mess- und Regelanordnungen gesteuert. Infolge der ungleichen Umfangsgeschwindigkeit der Sektoren (u und t)
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tragen die Sektoren ungleiche Mengen von Wasser (s) auf das bahnförmige Material auf.