<Desc/Clms Page number 1>
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
<Desc/Clms Page number 2>
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)
<Desc/Clms Page number 3>
tragen die Sektoren ungleiche Mengen von Wasser (s) auf das bahnförmige Material auf.
<Desc / Clms Page number 1>
Method for controlling drying processes on webs of non-textile material The present invention relates to a method which makes it possible to maintain a predetermined moisture content in web-shaped non-textile fabrics made of paper, plastic, leather or similar materials at the end of a drying process. The method according to the invention also makes it possible to maintain a predetermined final temperature.
In the past few years, various production methods have been developed which require that certain humidity and temperature ranges be kept constant. So far, certain moisture contents in drying units have been set in such a way that either the heating power is varied by changing the energy supply, the speed of the goods to be dried is changed at constant heating power, or both factors are controlled in a suitable manner.
In the former case, the known inertia of temperature changes must be taken into account. This means that the desired adjustment is only achieved after a relatively large amount of goods has been throughput. On the other hand, the change in the speed of the goods causes changing production outputs, which is undesirable for known reasons.
Analogously, the same difficulties arise in cases where web-shaped goods are not dried to a certain residual moisture level, but have to be dried or subjected to a heat treatment while maintaining certain maximum temperatures.
Theoretically, these difficulties could be avoided by controlling the amount of treatment liquor to be applied in accordance with the desired final temperature or residual moisture, ie. H. the amount of water to be removed by the heat treatment varies. This could e.g. B. by reducing the squeezing pressure on a padder or by diluting the treatment baths and a correspondingly increased application of water.
However, the practical implementation of such procedures is opposed by various difficulties. On the one hand, it is known, for mechanical reasons, that the customary application units such as padding machines, squeeze rollers etc. do not allow the application quantities to be controlled within wide limits. On the other hand, since it requires a continuous change in the water content depending on the desired residual moisture or final temperature, such a control also produces a corresponding change in the concentration of chemicals to be applied and thus undesirable scatter in the properties of the finished product.
The invention now relates to a method for achieving a constant, predetermined residual moisture or final temperature for webs made of non-textile material, which are guided at constant speed through a drying section with constant heating power, which is characterized in that the residual moisture or the final temperature of the webs either after Passing the drying section or measured in this and used to control means by which the amount of water necessary to achieve the predetermined residual moisture or final temperature is applied to the webs immediately before entering the drying section.
In cases where the production process requires the application of aqueous, chemical-containing treatment liquors, the amount of water required for setting the temperature or humidity is applied in a separate stage. The total amount of water ultimately on the track will be
<Desc / Clms Page number 2>
therefore applied in two stages in such cases.
In the first stage, a constant amount of water is applied, depending only on the type and desired concentration of the chemicals to be applied or the effects to be achieved, while the application of pure water in the second stage is regulated by the control unit according to the residual moisture or final temperature to be set. If, on the other hand, the production process only requires drying to a certain level of residual moisture or maintaining or not exceeding certain final temperatures without chemicals having to be applied. so the first stage is omitted. Then only the temperature resp.
Moisture adjustment required amount of water applied.
The device controlling the residual moisture or final temperature thus consists of a suitable application device, a drying section, measuring devices suitable for temperature or moisture measurement and control devices connected to them.
The application device preferably consists of a roller immersed in a trough containing water and optionally wetting agent, over which the web is brushed. The amount of water applied is determined by the relationship between the peripheral speed of this roller and the web speed. According to the invention, this ratio is controlled by the measuring and regulating devices at a constant speed of the web.
If necessary, this application device can be used both for applying the treatment liquid and the amount of water required for the control by switching two such application rollers in series, the first wake applying the treatment liquid and the second applying the additional, varying amount of water. The treatment liquid can in a first stage also by known methods, for. B. by means of a padder or other squeezing devices.
Cases have become known where it is desirable to achieve zones of different moisture contents in the longitudinal direction of the web. The setting of such different moisture contents can be controlled according to the invention in that the application roller consists of different, unevenly rotating sectors and the water contents of the corresponding zones are measured and regulated individually, as described above.
The surface condition of the application roller or application rollers depends on the condition of the web to which the water is to be applied, or on the desired differences in the longitudinal direction of the webs. The rollers can therefore be smooth or structured. Any sectors of the rollers can have different surfaces.
For the method according to the invention, other application methods can also be used, such as. B. spraying, brushing, steaming, etc. In the latter case, the regulation of the water application is done in a simple manner by controlling the steam throughput through the steamer.
The zone-wise application of water described above can take place in this device, for example, by using a damper tube divided into segments, the steam pressure and thus the amount of steam blown onto the web can be set individually in each segment. The steam pressure in the segments is controlled in the same way as with the application of water described above by means of an application roller divided into sectors. To achieve discrete track zones with different water content, either the distance between the damper tube and the track can be selected to be very small, or screens can be built between the segments to prevent the steam jets from mixing.
Machines known to those skilled in the art, such as. B. stenter frames, flotation dryers, hanging dryers, infrared dryers, drying cylinders, etc. can be used. The measuring and control devices can be assembled from known elements. According to the invention, either the final temperature or the residual moisture is measured by customary methods, the measured values are transferred to appropriate control devices and the water application device is controlled accordingly by these devices. The measurement is preferably carried out at the end of the drying section, but can, if necessary, also be carried out within the drying unit.
The method according to the invention is used for the purpose of achieving a constant, predetermined residual moisture or final temperature after drying of web-like non-textile fabrics made of paper, plastic, leather or similar materials. The following figures illustrate some possibilities for technical implementation of the method according to the invention.
In Fig. 1, (a) means the path. which is soaked with the treatment liquor (b) and squeezed off by the squeegee rollers (c) to a constant water content. The web now brushes over the application device, consisting of application roller (e), which, depending on the speed, applies more or less water (d) to the product (a). The goods then pass through the drying unit (g), at the outlet of which a humidity or temperature measuring device (h) measures the residual humidity or final temperature. The measuring device (h) acts on the controller (f), which in turn controls the speed of the application roller (e).
2 shows an arrangement with similar application devices connected in series. The application roller (k) dips into the treatment liquid (1), which contains the desired chemicals, and transfers them to one side of the web (i) at a constant peripheral speed and thus in a constant amount.
After deflection, it passes over the application roller (m), which applies different amounts of water (n) to the other side of the material web (i) at varying speeds. This is followed by drying in the cylinder drying unit (p) to the desired residual moisture or a predetermined final temperature. The sensor (q) transfers the measured values to the controller (o), and the application roller (m) is changed in its peripheral speed by the controller (o) depending on the necessary water absorption.
3 shows in a top view the structure of an application roller, the two sectors (u and t) of which are driven by the units (v and r) independently of one another at unequal speeds. These speeds are controlled by two separate measurement and control arrangements. Due to the unequal peripheral speed of the sectors (u and t)
<Desc / Clms Page number 3>
the sectors apply unequal amounts of water (s) to the sheet material.