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Die
Erfindung betrifft eine Trocknungsanordnung zur Trocknung einer
Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer
Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit mehreren
Trocknungsabschnitten, wobei die Faserstoffbahn in wenigstens einem
Impingement-Trocknungsabschnitt von wenigstens einem endlos umlaufenden,
luftdurchlässigen
Stützband
gestützt
wird, das Stützband
mit der außen
liegenden Faserstoffbahn zumindest eine besaugte Führungs-Leitwalze teilweise
umschlingt und nach der Umschlingung einer besaugten Wende-Leitwalze
die Führungs-Leitwalze
auf der radial etwa gegenüberliegenden
Seite in umgekehrter Richtung teilweise umschlingt und die Faserstoffbahn
von wenigstens einer gegenüber
dieser angeordneten Heißlufthaube
mit Heißluft
beblasen wird.
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Derartige
Maschinen werden beispielsweise in der
WO 2005/068713 beschrieben. Dabei
muss die Faserstoffbahn nach einem Abriss oder einer Produktionsunterbrechung
von der Pressenpartie durch die Impingement-Trocknungsabschnitte bahnbreit möglichst
bis zum ersten konventionellen, beheizten Trockenzylinder überführt werden.
Dies ist besonders kritisch und unsicher.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es daher das bahnbreite Überführen der
Faserstoffbahn durch den Impingement-Trocknungsabschnitt mit möglichst
geringem Aufwand zu ermöglichen
oder zumindest zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wurde
die Aufgabe dadurch gelöst,
dass das Stützband
die Faserstoffbahn vor und/oder während der Umschlingung der
Führungs-Leitwalze
von einem Führungsband übernimmt
und die Führungs-Leitwalze
zwei separate, jeweils einem Umschlingungsbereich des Stützbandes zugeordnete
Saugzonen besitzt.
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Die
beiden Umschlingungsbereiche werden jeweils vom Stützband-
bzw. Bahnauflaufpunkt sowie dem Stützband- bzw. Bahnablaufpunkt
begrenzt.
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Durch
den Einsatz von zwei separat steuerbaren Saugzonen können diese
besser an die Erfordernisse angepasst und so der Vakuumbedarf minimiert
werden.
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Im
Folgenden wird als erster Umschlingungsbereich bzw. als erste Saugzone
immer der in Bahnlaufrichtung erste Umschlingungsbereich bzw. erste
Saugzone der Führungs-Leitwalze
betrachtet.
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Dabei
gewährleisten
die Führungs-
und Wende-Leitwalzen nicht nur eine gute Führung des Stützbandes
und damit auch der Faserstoffbahn, insbesondere bei hohen Maschinengeschwindigkeiten, sondern
auch eine einfache, wartungsarme Konstruktion. Die Führung der
Faserstoffbahn am Stützband
wird insbesondere durch die Besaugung der Leitwalzen verbessert,
da der Unterdruck der Leitwalzen die Faserstoffbahn im Umschlingungsbereich des
Stützbandes
an das Stützband
saugt. Die Besaugung der Leitwalzen sorgt auch für eine Absaugung der vom Stützband mitgeschleppten
Luftgrenzschicht, was ein Abheben des Stützbandes von der Leitwalze
oder gar der Faserstoffbahn vom Stützband beim Auflaufen des Stützbandes
auf eine Leitwalze verhindert.
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Eine
einfache und platzsparende Konstruktion ergibt sich dabei, wenn
die Führungs-Leitwalze und die
Wende-Leitwalze in einer vorzugsweise senkrecht oder geringfügig schräg zur Senkrechten verlaufenden
Reihe angeordnet sind.
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Wegen
des bereits recht hohen Trocknungsgehalt der Faserstoffbahn nach
dem Impingement-Trocknungsabschnitt und der damit verbundenen, relativ
hohen Festigkeit der Bahn kann diese zur Begrenzung des Aufwandes
in wenigstens einem, dem Impingement-Abschnitt folgendem Kontakttrocknungs-Abschnitt über beheizte
Trockenzylinder geführt
werden.
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Um
den vorhandenen Raum, vor allem auch den Maschinenkeller optimal
nutzen zu können,
ist es vorteilhaft, wenn die Führungs-Leitwalze
und die Wende-Leitwalze wenigstens unter dem folgenden, vorzugsweise
unter allen Trockenzylindern angeordnet sind.
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Zur
Gewährleistung
einer möglichst
intensiven Trocknung sollte die Faserstoffbahn vor und nach der
Wende-Leitwalze mit Heißluft
beblasen wird.
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Die
Führung
der Faserstoffbahn am Stützband
kann im Bereich der freien Strecken, d.h. außerhalb der Führung des
Stützbandes
von einer Leitwalze oder anderen Leiteinrichtungen dadurch verbessert
werden, dass in den Zwischenräumen
insbesondere in den Zwischenräumen
zwischen der Führungs-Leitwalze
und der Wende-Leitwalze Stützwalzen
vorhanden sind.
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Um
die Leitwalzen besaugen zu können, sind
diese perforiert ausgeführt
und/oder mit Umfangsrillen versehen.
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Der
Unterdruck der Wende-Leitwalze ist vorzugsweise größer als
der der Führungs-Leitwalzen und liegt
vorzugsweise zwischen 500 und 3000 Pa.
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Alle
Angaben zur Höhe
des Unterdrucks beziehen sich hier auf den Zustand ohne Faserstoffbahn
vor dem Überführen.
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Mit
Vorteil liegt der Durchmesser der Führungs-Leitwalze und vorzugsweise
auch der Wende-Leitwalze zwischen 800 und 3000 mm, vorzugsweise
zwischen 1000 und 2000 mm.
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Um
die Faserstoffbahn möglichst
sicher vom Führungsband
abnehmen zu können
und den Vakuumbedarf zu begrenzen, sollte der Unterdruck in der, in
Bahnlaufrichtung ersten Saugzone der Führungs-Leitwalze größer als
in der zweiten Saugzone sein. Dies begründet sich auch dadurch, dass
im zweiten Umschlingungsbereich die Faserstoffbahn lediglich am
Stützband
gehalten werden muss. Dementsprechend sollte der Unterdruck in der
ersten Saugzone der Führungs-Leitwalze
mindestens 1000, vorzugsweise mindestens 1500 Pa und der Unterdruck
in der zweiten Saugzone der Führungs-Leitwalze
wenigstens 200 Pa betragen. In jedem Fall genügt es jedoch, wenn der maximale
Unterdruck in der ersten Saugzone bei höchstens 10 000 Pa und in der zweiten
Saugzone bei maximal 1000 Pa liegt.
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Um
das Ansaugen von Falschluft zu begrenzen, sollten die Abschnitte
zwischen den Saugzonen der Führungs-Leitwalze
nicht besaugt werden. Dies lässt
sich einfach insbesondere dadurch realisieren, dass wenigstens einem
Abschnitt der Führungs-Leitwalze, der nicht
im Kontakt mit dem Stützband
steht, innerhalb und/oder außerhalb
des Walzenmantels der Führungs-Leitwalze
eine Abdeckung zugeordnet wird.
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Um
eine ausreichende Besaugung des Stützbandes gewährleisten
zu können,
sollte zumindest die Führungs-Leitwalze
einen perforierten Walzenmantel besitzen. Dabei sollte wenigstens
eine, vorzugsweise die erste Saugzone von einem innerhalb des Walzenmantels
angeordneten Saugkasten besaugt werden. Der innere Saugkasten vereinfacht die
Schaffung eines hohen Unterdrucks.
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Je
nach Anforderung und konstruktiven Gegebenheiten kann es vorteilhaft
sein, wenn beide Saugzonen von je einem innerhalb des Walzenmantels
angeordneten Saugkasten besaugt werden. Es kann aber auch von Vorteil
sein, wenn die andere, vorzugsweise die zweite Saugzone von einem
außerhalb
des Walzenmantels im nichtumschlungenen Umfangsbereich angeordneten
Saugkasten besaugt wird.
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Für die sichere Übergabe
der Faserstoffbahn ist meist eine lange Kontaktstrecke zwischen
abgebenden Führungsband
und aufnehmenden Stützband
vorteilhaft. Daher sollte das Stützband
bereits vor der Umschlingung der Führungs-Leitwalze mit der Faserstoffbahn
in Kontakt kommen und in diesem Bereich von einer Hochvakuum-Saugzone
besaugt werden, welche zur Vereinfachung des Aufbaus vorzugsweise
an einem äußeren Saugkasten
angeordnet sein sollte.
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Für diese
Anordnung genügt
es, wenn die Umschlingungsbereiche der Führungs-Leitwalze jeweils eine Ausdehnung von
4 bis 25° aufweisen.
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Zur
Begrenzung des Vakuumbedarfs kann es auch vorteilhaft sein, wenn
die perforierte Fläche des
Walzenmantels in Abschnitten axial entlang der Walze unterschiedlich
ist. Dies führt
zu Umfangsstreifen mit erhöhter
und verminderter Ansaugung des Faserstoffbahn. Die starke Ansaugung
in einigen Streifen genügt,
um die Faserstoffbahn sicher am Stützband zu halten und die verminderte
Ansaugung in den anderen Streifen begrenzt den Energiebedarf für die Unterdruckschaffung.
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Dabei
ist es vorteilhaft, wenn die perforierte Fläche des Walzenmantels in zumindest
einem Abschnitt mit hoher Besaugung doppelt so groß ist, wie in
einem benachbarten Abschnitt mit verminderter Besaugung. Unabhängig davon
sollte jedoch die mittlere, perforierte Fläche des Walzenmantels höchstens
5% der Mantelfläche
entsprechen.
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Außerdem sollten
die Abschnitte mit größerer, perforierter
Fläche
20 bis 50% der gesamten perforierten Fläche des Walzenmantels ausmachen. Dies
sichert die Bahnführung
bei begrenztem Aufwand.
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Je
nach Art und Trockengehalt der Faserstoffbahn kann es von Vorteil
sein, wenn das Führungsband
die Faserstoffbahn von einer Pressenpartie zur Entwässerung
der Faserstoffbahn zum Stützband
führt.
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Es
kann aber, insbesondere im Interesse einer höheren Trocknungsrate auch vorteilhaft
sein, wenn das Führungsband
die Faserstoffbahn von einem Trocknungsabschnitt, vorzugsweise einem
Impingement-Trocknungsabschnitt der Trocknungsanordnung, in dem
die Faserstoffbahn zur Trocknung vorzugsweise mit Heißluft beblasen
wird, zum Stützband
führt.
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Jedoch
sollte die Faserstoffbahn in beiden Fällen von einer, vor dem ersten
Trocknungsabschnitt der Trocknungsanordnung angeordneten Pressenpartie
zur Entwässerung
der Faserstoffbahn ständig
von einem Band und/oder einer Walze gestützt zum Stützband geführt werden. Dies gewährleistet
eine sichere Bahnführung
auch beim bahnbreiten Überführen der
Faserstoffbahn, vor allem in diesem Bereich zwischen Pressenpartie
und den konventionellen Trockenzylindern, in dem die Faserstoffbahn
noch einen relativ hohen Feuchtegehalt halt.
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Falls
der Impingement-Trocknungsabschnitt unmittelbar nach der Pressenpartie
angeordnet ist, so sollte der Pressen-Pulper zum Auffangen der Faserstoffbahn
oder Resten davon erst nach dem Impingement-Trocknungsabschnitt
angeordnet werden.
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Besonders
vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Führungs-Leitwalze wegen der besonderen
Schwierigkeiten bei der Bahnüberführung in
Fällen,
in denen die Faserstoffbahn vor der ersten Umschlingung der Führungs-Leitwalze
durch wenigstens einen Impingement-Trocknungsabschnitt geführt wird.
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Dies
bedeutet, dass die Faserstoffbahn bereits vor der Führungswalze
mit Heißluft
beblasen wird.
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In
allen Fällen
erfolgt das Überführen der
Faserstoffbahn durch die Impingement-Trocknungsabschnitte bahnbreit, wobei
der Pressen-Pulper vorzugsweise nach dem letzten Impingement-Trocknungsabschnitt
angeordnet ist.
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Nachfolgend
soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In der beigefügten
Zeichnung zeigt:
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1:
einen schematischen Querschnitt durch eine Trocknungsanordnung und
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2 und 3:
unterschiedliche Ausführungen
von Führungs-Leitwalzen 3.
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In
Allgemeinen wir die Faserstoffbahn 1 in einem wesentlichen
Trocknungsabschnitt, dem Kontakt-Trocknungsabschnitt abwechselnd über beheizte
Trockenzylinder 8 und Leitwalzen geführt. Dabei stützt sich
die Faserstoffbahn 1 an einem endlos umlaufenden, luftdurchlässigen Stützband 2 in
Form eines Trockensiebes ab, welches die Faserstoffbahn 1 gegen
die Mantelfläche
der Trockenzylinder 8 drückt.
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Zur
Erhöhung
der Trocknungsleistung und unter Ausnutzung des vorhandenen Raumes
im Maschinenkeller wird vor diesem Kontakt-Trocknungsabschnitt gemäß 1 eine
Trocknung mittels Heißluftbeblasung
realisiert.
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Hierzu
sind vor den Trockenzylindern 8 eine besaugte Führungs-Leitwalzen 3 und
eine untere, ebenfalls besaugte Wende-Leitwalze 4 zur Bildung eines
senkrechten Impingement-Trocknungsabschnittes übereinander angeordnet.
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Das
Stützband 2 des
Kontakt-Trocknungsabschnitts wird mit der außen liegenden Faserstoffbahn 1 an
den Führungs-Leitwalzen 3 und
nach der Umschlingung der Wende-Leitwalze 4 an den Führungs-Leitwalzen 3 auf
der radial etwa gegenüberliegenden
Seite in umgekehrter Richtung entlanggeführt. Dabei umschlingt die Faserstoffbahn 1 die
Führungs-Leitwalze 3 jeweils
teilweise.
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Nach
der letzten Umschlingung der Führungs-Leitwalze 3 führt das
Stützband 2 die
Faserstoffbahn 1 dann über
die beheizten Trockenzylinder 8, wobei die Trockenzylinder 8 über der
Führungs-Leitwalze 3 angeordnet
sind.
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Das
Stützband 2 übernimmt
die Faserstoffbahn 1 von einem luftdurchlässigen Führungsband 9 in
Form eines Trockensiebes eines vorgelagerten, ersten Impingement-Trocknungsabschnittes.
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In
dem ersten Impingement-Trocknungsabschnitt der Trocknungsanordnung
wird die Oberseite der Faserstoffbahn 1 von einer Heißlufthaube 14 zur Trocknung
mit Heißluft
beblasen.
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Dabei
läuft das,
die Unterseite der Faserstoffbahn 1 stützende Führungsband 9 annähernd waagerecht.
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Vor
dem ersten Impingement-Trocknungsabschnitt durchläuft die
Faserstoffbahn 1 gemeinsam mit Transfer- und/oder Entwässerungsbändern 16 zumindest
einen, von gegeneinander gedrückten Presswalzen 17 gebildeten
Pressspalt zur Entwässerung.
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Beispielhaft
wird dann die Faserstoffbahn 1 vom unteren Entwässerungsband 16 an
ein Transferband 15 und von diesem an das unter der Faserstoffbahn 1 laufende
Führungsband 9 des
ersten Impingement-Trocknungsabschnittes übergeben.
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Die Übergabe
an das Führungsband 9 wird von
einer vom Führungsband 9 umschlungenen,
besaugten Leitwalze 20 unterstützt.
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Am
Ende des ersten Impingement-Trocknungsabschnittes umschlingt das
Führungsband 9 eine
besaugte Leitwalze 13, in dessen Umschlingungsbereich das
Stützband 2 des
folgenden Trocknungsabschnittes mit der Faserstoffbahn 1 in
Kontakt kommt.
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Zusätzlich oder
alternativ kann das Führungsband 9 allerdings
auch die Führungsleitwalze 3 umschlingen.
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Dies
bedeutet, dass die Faserstoffbahn 1 vom letzten Pressspalt
bis zum ersten beheizten Trockenzylinder 8 ständig von
einem Band oder einer Walze gestützt
ist, was die Bahnführung,
insbesondere das bahnbreite Überführen sicherer
macht.
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Vor
und nach der Wende-Leitwalze 4 der senkrechten Impingment-Trocknungsabschnitte
befindet sich gegenüber
der freien Fläche
der Faserstoffbahn 1 je eine Heißlufthaube 5, welche
die Unterseite Faserstoffbahn 1 zur Trocknung mit Heißluft bebläst.
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Die
Führungs-Leitwalze 3 sowie
die Wende-Leitwalze 4 sind relativ groß und haben einen Durchmesser
zwischen 1000 und 2000 mm.
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Die
Führungs- 3 und
Wende-Leitwalzen 4 können
zur Vereinfachung gleich groß sein.
Zwischen der Führungs- 3 und
der Wende-Leitwalze 4 stützt sich das Stützband 2 auf
Stützwalzen 6 ab,
die kleiner als die Leitwalzen 3, 4 sind. Dies
ermöglicht einen
gekrümmten
Verlauf des Stützbandes 2 zwischen
Führungs- 3 und
Wende-Leitwalze 4, was den Bahnlauf verbessert.
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In
den Zwischenräumen
zwischen der Führungs-Leitwalze 3,
den Stützwalzen 6 und
der Wende-Leitwalze 4 befinden sich Saugkästen 7.
Diese Saugkästen 7 besaugen
die ungestützte,
d.h. freie Strecke des Stützbandes 2.
Im Ergebnis wird das Stützband 2 unter
Erhöhung
der Bandspannung zum entsprechenden Saugkasten 7 und die
Faserstoffbahn 1 dabei gleichzeitig an das Stützband 2 gesaugt.
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Beides
stabilisiert die Bahnführung,
was insbesondere bei hohen Maschinengeschwindigkeiten von Bedeutung
ist.
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Die
Führungs- 3 und
Wende-Leitwalzen 4 besitzen eine perforierte und mit Umfangsrillen
versehene Mantelfläche
und können
daher auch über die
entsprechenden Saugkästen 7 besaugt
werden, was den Aufwand verringert.
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Dabei
wird die Perforation der Leitwalzen-Mantelfläche über durchgehende Bohrungen realisiert,
wobei die perforierte Fläche
des Walzenmantels zumindest der Führungs-Leitwalze 3 in
Abschnitten axial entlang der Walze unterschiedlich ist. Dies schafft
Abschnitte mit verstärkter
und verminderter Ansaugung, was den Aufwand zur Unterdruckbereitstellung
bei Aufrechterhaltung einer sicheren Bahnführung begrenzt.
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Die
Besaugung der Leitwalzen 3, 4 verbessert die Haftung
der Faserstoffbahn 1 am Stützband 2 und verhindert
ein Abheben der Faserstoffbahn 1 vom Stützband 2, wenn dieses
mit der mitgeführten Luftgrenzschicht
auf die Leitwalze 3, 4 aufläuft. Diese Luftgrenzschicht
wird so nicht durch das Stützband 2 gedrückt, sondern
in die Leitwalze 3, 4 gesaugt.
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Um
die Besaugung der Führungs-Leitwalze 3 an
die Erfordernisse anpassen zu können
und somit den Aufwand für
die Unterdruckerzeugung zu minimieren, besitzt diese mehrere Saugzonen 11, 12, von
denen jeweils eine, jedem Umschlingungsbereich des Stützbandes 2 zugeordnet
ist.
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Die
Saugzonen 11, 12 erstrecken sich dabei über 10 bis
15° des
Walzenumfangs, wobei der Unterdruck in der in Bahnlaufrichtung 19 ersten
Saugzone 11 zwischen 1500 Pa und 10 000 Pa und in der zweiten
Saugzone 12 zwischen 200 Pa und 1000 Pa liegt.
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Da
die erste Saugzone 11 nicht nur für die Führung der Faserstoffbahn 1 am
Stützband 2,
sondern auch für
eine sichere Übergabe
der Faserstoffbahn 1 vom Führungsband 9 des ersten
Impingement-Trocknungsabschnittes sorgen muss, ist der Unterdruck
in der ersten Saugzone 11 auch höher als in der zweiten 12.
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Bei
der in 2 gezeigten Ausführung wird die erste Saugzone 11 von
einem separaten Saugkasten 21 innerhalb des Walzenmantels
der Führungs-Leitwalze 3 gebildet.
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Die
Besaugung der zweiten Saugzone 12 erfolgt durch den perforierten
Walzenmantel über
einen äußeren Saugkasten 10,
der über
der Führungs-Leitwalze 3 im
nicht-umschlungenen Umfangsbereich angeordnet ist.
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Dieser äußere Saugkasten 10 deckt
gleichzeitig diesen Umfangsbereich ab und reduziert so die Ansaugung
von Falschluft.
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Falls
das Stützband 2 bereits
vor der Umschlingung der Führungs-Leitwalze 3 mit
der Faserstoffbahn 1 in Kontakt kommt, kann die Übernahme noch
durch eine Hochvakuum-Saugzone 18 unterstützt werden,
welche sich hier etwa gegenüber
der besaugten Leitwalze 13 des übergebenden Führungsbandes 9 am äußeren Saugkasten 10 der
Führungs-Leitwalze 3 befindet.
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3 zeigt
hierzu eine alternative Gestaltung, bei der beide Saugzonen 11, 12 der
Führungs-Leitwalze 3 von
einem eigenen inneren Saugkasten 21, 22 gebildet
werden. Dabei werden die Umfangsabschnitte der Führungs-Leitwalze 3 zwischen
den Saugzonen 11, 12 nicht besaugt.
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- 1
- Faserstoffbahn
- 2
- Stützband
- 3
- Führungs-Leitwalzen
- 4
- Wende-Leitwalze
- 5
- Heißlufthaube
- 6
- Stützwalzen
- 7
- Saugkästen
- 8
- Trockenzylinder
- 9
- Führungsband
- 10
- Saugkasten
- 11
- Saugzone
- 12
- Saugzone
- 13
- Leitwalze
- 14
- Heißlufthaube
- 15
- Transferband
- 16
- Entwässerungsbänder
- 17
- Presswalzen
- 18
- Hochvakuum-Saugzone
- 19
- Bahnlaufrichtung
- 20
- Leitwalze
- 21
- Saugkasten
- 22
- Saugkasten