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Die Erfindung betrifft eine Trocknungsanordnung zur Trocknung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, umfassend mindestens eine kurze Trockengruppe und mindestens eine lange Trockengruppe.
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Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. In den letzten Jahren verschärften sich jedoch die wirtschaftlichen Anforderungen im Bereich der Papiermaschinen und der Papierveredlungsmaschinen, insbesondere bezüglich der Anschaffungskosten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und dennoch betriebssichere Lösung für eine Trocknungsanordnung zum Trocknen einer Faserstoffbahn anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch eine Trocknungsanordnung zur Trocknung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, insbesondere in einer Papiermaschine oder in einer Papierveredlungsmaschine gelöst, wobei die Trocknungsanordnung mindestens eine kurze Trockengruppe (14, 15) und mindestens eine lange Trockengruppe (1) umfasst. Erfindungswesentlich ist, dass der mindestens einen langen Trockengruppe (1) mindestens eine kurze Trockengruppe (14, 15) vor und oder nachgeordnet ist und wobei die mindestens eine lange Trockengruppe (1) mindestens 7 Trockenzylinder (2) und die mindestens eine kurze Trockengruppe (1) höchstens 5 Trockenzylinder aufweist.
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Die Trockengruppen sind durch Trennstellen von einander getrennt, an denen die Faserstoffbahn an das Trockensieb der nachfolgenden Trockengruppe oder an eine nachfolgenden Abschnitt der Papiermaschine oder Papierveredlungsmaschine übergeben wird.
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Der Vorteil dieser Lösung liegt zum einen darin, dass die Länge der einzelnen Trockengruppen im Verlauf des Trocknungsprozesses in der Trockenanordnung an die Betriebsbedingungen und die Faserstoffbahneigenschaften entsprechend der Erfindung angepasst ist. So ermöglichen kurze Trockengruppen am Beginn der Trocknungsanordnung eine schonende Einstellung der Züge, das heißt der Geschwindigkeitsdifferenzen der aufeinanderfolgenden Trockengruppen, bei einem niedrigen Trockengehalt und somit noch geringen Festigkeiten der Faserstoffbahn. Auf der anderen Seite können anschließend an die kurzen Trockengruppen längere Trockengruppen vorgesehen werden, sodass, im Vergleich zum Stand der Technik, insgesamt weniger Trockengruppen notwendig werden. Dies reduziert die Anschaffungskosten der Trocknungsvorrichtung für eine Papiermaschine und für eine Papierveredlungsmaschine.
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In einer bevorzugten praktischen Ausführungsform sind mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei lange Trockengruppen (1) direkt hintereinander angeordnet.
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Zweckmäßigerweise sind mindestens zwei kurze Trockengruppen vor der mindestens einen langen Trockengruppe angeordnet.
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Bevorzugt ist nur eine kurze Trockengruppe der mindestens einen langen Trockengruppe nachgeordnet. Dadurch können Falten und Einrisse der Faserstoffbahn infolge von Schrumpfungsspannungen vermieden werden. Je nach Papiersorte sind jedoch auch mehrere kurze Trockengruppen möglich.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Trockengehalt der Faserstoffbahn am Beginn der ersten langen Trockengruppe größer als 56%, insbesondere größer als 60%, vorzugsweise größer als 65% ist. Durch die dadurch bedingte höhere Festigkeit der Faserstoffbahn können kostengünstige lange Trockengruppen eingesetzt werden ohne die Runability der Papiermaschine und der Papierveredlungsmaschine zu gefährden.
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Zweckmäßigerweise weist die mindestens eine lange Trockengruppe mindestens 8, insbesondere mindestens 9 Trockenzylinder auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die mindestens eine kurze Trockengruppe höchstens 4 Trockenzylinder auf.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform umfasst die mindestens eine lange Trockengruppe mehrere Umlenkwalzen und mehrere Trockenzylinder, sowie mindestens eine Spannwalze und mindestens eine Reglerwalze und ein Trockensieb das eine Schlaufe bildet und in Maschinenlaufrichtung mäanderförmig abwechselnd um die Umlenkwalzen und um die Trockenzylinder und anschließend im Rücklauf über die Spannwalze und über die Reglerwalze geführt ist, wobei die Faserstoffbahn auf der Außenseite der Schlaufe des Trockensiebes angeordnet ist und in direktem Kontakt mit den Trockenzylindern ist. Durch die große Anzahl von Trockenzylindern in dieser langen Trockengruppe sind weniger Trockengruppen in einer Trocknungsanordnung einer Papiermaschine und Papierveredlungsmaschine zur Trocknung der Faserstoffbahn notwendig. Es werden Ausrüstungen, wie beispielsweise Siebe, Sieblaufregler, Spannungsregler, Reinigungsvorrichtungen etc. eingespart. In einem Praxisbeispiel können so vier Trockengruppen mit jeweils sechs Trockenzylindern durch drei Trockengruppen mit jeweils acht Trockenzylindern ersetzt werden. An diesem Beispiel wird auch deutlich, dass auch die Zahl der Trennstellen zwischen den Trockengruppen durch die erfindungsgemäße Lösung reduziert wird. Dies erhöht die Betriebssicherheit, insbesondere beim Überführen der Papierbahn nach einem Abriss oder nach dem Wiederanfahren.
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In einer bevorzugten Ausführung ist mindestens eine Stützwalze im Rücklauf innerhalb der Schlaufe des Trockensiebes angeordnet.
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Der Einsatz einer Stützwalze im Rücklauf des Trockensiebes, zusätzlich zu der Spannwalze und der Reglerwalze und zu den gegebenenfalls vorhandenen Leitwalzen jeweils am Beginn und am Ende des Rücklaufes des Trockensiebes, verbessert die Laufruhe des Trockensiebes bei den erfindungsgemäß größeren Trockengruppen. Die Anordnung der Stützwalze innerhalb der Trockensiebschlaufe, an der der von der Faserstoffbahn berührten Seite abgewandten Seite des Trockensiebes, verringert zum einen die Verschmutzungsneigung und zum andern sind dadurch Lösungen mit geringer Bauhöhe möglich. Da die erfindungsgemäße Trocknungsanordnung innerhalb einer Trocknungshaube, beispielsweise einer Trockenpartie einer Papiermaschine, angeordnet ist, kann infolge geringerer Bauhöhe auch die Höhe der Trocknungshaube, zumindest im Bereich der erfindungsgemäßen Trocknungsanordnung, reduziert werden. Dies führt ebenfalls zu einer Kostenreduzierung.
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In einer bevorzugten Variante ist die Stützwalze zwischen der Spannwalze und der Reglerwalze angeordnet. Dadurch lassen sich vorteilhafte Betriebsbedingungen dieser Komponenten besonders gut einstellen.
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Die Stützwalze ist vorzugsweise im Rücklauf des Trockensiebes so angeordnet, dass die ungestützte Länge des Trockensiebes weniger als 12 m, vorzugsweise weniger als 10 m, insbesondere weniger als 8 m, beträgt. Dies unterstützt die Stabilisierung des Trockensiebes insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten.
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In einem praktischen Fall kann vorgesehen sein, dass die Spannwalze, die Reglerwalze und die Stützwalze im Rücklauf des Trockensiebes so angeordnet sind, dass das Trockensieb – nach einer optional vorhandenen, direkt nach dem letzten Trockenzylinder der Trockengruppe angeordneten Leitwalze – zuerst über die Spannwalze geführt ist.
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Es ist auch ferner möglich, dass die Spannwalze, die Reglerwalze und die – Stützwalze im Rücklauf des Trockensiebes so angeordnet sind, dass im Rücklauf des Trockensiebes das Trockensieb – nach einer optional vorhandenen, direkt nach dem letzten Trockenzylinder der Trockengruppe angeordneten Leitwalze – zuerst über die Reglerwalze geführt ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist im Rücklauf des Trockensiebes die Reglerwalze zwischen der Stützwalze und der Spannwalze angeordnet.
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Zweckmäßigerweise umschlingt das Trockensieb die Stützwalze und die Reglerwalze teilweise derart, dass der Umschlingungswinkel der Reglerwalze größer oder gleich ist als der Umschlingungswinkel der Stützwalze. Durch diese Aufteilung lässt sich die Bauhöhe der Trockengruppe minimieren, ohne die Betriebsbedingungen dieser Komponenten zu verschlechtern.
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In einer praktischen Ausführungsform umschlingt das Trockensieb die Stützwalze teilweise und der horizontale und vertikale Abstand der Spannwalze und/oder der Reglerwalze sind so gewählt, dass der Umschlingungswinkel an der Stützwalze größer als 4°, insbesondere größer als 6°, vorzugsweise größer als 8° beträgt. Dies begünstigt zum einen, dass der Schlupf zwischen Trockensieb und Stützwalze nicht zu groß wird und zum andern eine stabile Führung des Trockensiebes.
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Es ist im Sinne einer geringen Bauhöhe auch vorteilhaft, wenn der Umschlingungswinkel an der Stützwalze kleiner als 15°, insbesondere kleiner als 13°, vorzugsweise kleiner als 11° ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt der vertikale Abstand des höchsten Punktes des Rücklaufes des Trockensiebes zur Maschinenebene maximal das 4,5-fache, insbesondere maximal das 4,0-fache, vorzugsweise maximal das 3,5-fache des Durchmessers eines Trockenzylinders.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Trockensieb die Reglerwalze teilweise umschlingt und die Position der Reglerwalze so gewählt ist, dass der Umschlingungswinkel im Bereich von 15° bis 35°, insbesondere von 20° bis 30°, vorzugsweise von 22° bis 27° liegt.
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Tritt zwischen der mindestens einen Stützwalze und dem Trockensieb ein zu großer Schlupf auf, so ist zweckmäßigerweise der mindestens einen Stützwalze ein Antrieb zugeordnet.
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Zweckmäßigerweise ist mindestens ein Trockenzylinder beheizbar ausgeführt. Vorteilhafterweise ist mindestens ein Trockenzylinder dampfbeheizbar ausgeführt.
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In einer praktischen Ausführungsform ist mindestens ein Trockenzylinder beheizbar. Vorzugsweise sind, zumindest in der Haupttrocknungszone einer Trockenpartie einer Papiermaschine, alle Trockenzylinder beheizbar ausgeführt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die mindestens eine lange Trockengruppe und/oder die mindestens eine kurze Trockengruppe als einreihige Trockengruppen ausgeführt.
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Vorzugsweise sind bei der einreihigen Trockengruppe die Trockenzylinder in einer Ebene oberhalb der Umlenkwalzen angeordnet. Dies begünstigt die Beseitigung von Resten der Faserstoffbahn bei einem Abriss.
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Vorteilhafterweise sind die Umlenkwalzen besaugbar ausgeführt.
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Insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten von über 1200 m/min sind zwischen den Trockenzylindern und den Umlenkwalzen Bahnstabilisatoren zur Stabilisierung des Laufes der Faserstoffbahn vorgesehen.
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In einer praktischen Ausführungsform ist innerhalb der Schlaufe des Trockensiebes der Trockengruppe, neben den Umlenkwalzen, Spann-, Stütz- und Reglerwalze zusätzlich je eine Trockensiebleitwalze am Beginn und am Ende des Rücklaufes des Trockensiebes angeordnet. Es sind somit keine außen liegenden Walzen, außer den Trockenzylindern, vorgesehen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Es zeigen
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1 eine erfindungsgemäße Trocknungsanordnung in schematischer Darstellung.
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2 eine Ausführungsform einer langen Trockengruppe mit 8 Trockenzylindern;
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Trocknungsanordnung 20 in schematischer Darstellung. Diese Trocknungsanordnung 20 besteht aus drei langen Trockengruppen 1, wobei diesen 2 kurze Trockengruppen 14 vorangehen und eine kurze Trockengruppe 15 nachgeordnet ist. In diesem Beispiel sind die kurzen Trockengruppen 14, 15 jeweils mit 4 Trockenzylindern 2 ausgerüstet. Die langen Trockengruppen 1 bestehen jeweils aus 8 Trockenzylindern 2. Alle Trockengruppen 1, 14, 15 sind einreihig ausgeführt.
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Die 2 zeigt eine langen Trockengruppe 1 als Teil der Trocknungsanordnung zur Trocknung einer Faserstoffbahn 10, insbesondere einer Papier-, Tissue- oder Kartonbahn am Beispiel einer langen Trockengruppe 1 einer Papiermaschine mit acht Trockenzylindern 2. Dieses Beispiel steht auch stellvertretend für die Ausführungen mit 7 oder 9 Trockenzylindern 2. Diese Trockengruppe 1 ist als eine einreihige Trockengruppe mit oben liegenden Trockenzylindern 2 ausgeführt. Diese Anordnung begünstigt die Abfuhr von Faserstoffbahnresten im Falle von Abrissen der Faserstoffbahn 10 während der Produktion. Das Trockensieb 4 der Trockengruppe 1 nimmt die Faserstoffbahn 10 vom Trockenzylinder der vorhergehenden Trockengruppe 14 ab und läuft zusammen mit der Faserstoffbahn 10 mäanderförmig abwechselnd in Maschinenlaufrichtung 9 um die Umlenkwalzen 3 und um die Trockenzylinder 2. Dabei kommt die Faserstoffbahn 10 in direkten Kontakt mit der Oberfläche der beheizbaren Trockenzylinder. Im Bereich der Umlenkwalzen 3 wird die Faserstoffbahn 10 auf dem Trockensieb 4 liegend außen geführt. Die Umlenkwalzen 3 sind direkt über die Lagerzapfen oder indirekt über die Bahnstabilisatoren 16, welche jeweils in den Taschen zwischen zwei benachbarten Trockenzylindern 2 und einer Umlenkwalze 3 angeordnet sind, besaugt. Dies gewährleistet einen stabilen Lauf der Faserstoffbahn 10. Am letzten Trockenzylinder 2 wird die Faserstoffbahn 10 vom Trockensieb 4 getrennt und auf der Trockenzylinderoberfläche liegend zum Trockensieb der nachfolgenden Trockengruppe 15 geführt. Das Trockensieb 4 wird nach dem letzten Trockenzylinder 2, am Beginn des Rücklaufes 8 des Trockensiebes 4, über eine Leitwalze 17 zur Spannwalze 5 und anschließend über eine Stützwalze 6 und Reglerwalze 7 zu einer weiteren Leitwalze 17, am Ende des Rücklaufes 8, geführt. Die Stützwalze 6 ist zwischen der Spannwalze 5 und der Reglerwalze 7 angeordnet. Die ungestützte Länge des Trockensiebes 4 beträgt weniger als 12 m. Das Trockensieb 4 umschlingt die Stützwalze 6 teilweise und der horizontale und vertikale Abstand der Spannwalze 5 und/oder der Reglerwalze 7 sind so gewählt, dass der Umschlingungswinkel 12 an der Stützwalze 6 größer als 4°, insbesondere größer als 6°, vorzugsweise größer als 8° beträgt. Dies begünstigt zum einen, dass der Schlupf zwischen Trockensieb 4 und Stützwalze 6 nicht zu groß wird und zum andern eine stabile Führung des Trockensiebes 4. Der vertikale Abstand des höchsten Punktes des Rücklaufes 8 des Trockensiebes 4 beträgt zur Maschinenebene 11 maximal das 4,5-fache, insbesondere maximal das 4,0-fache, vorzugsweise maximal das 3,5-fache des Durchmessers eines Trockenzylinders 2. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Darstellung in der 1 nicht maßstäblich ist und nur ein Schema zeigt. Es ist im Sinne einer geringen Bauhöhe der Trockengruppe 1 auch vorteilhaft, wenn der Umschlingungswinkel an der Stützwalze kleiner als 15°, insbesondere kleiner als 13°, vorzugsweise kleiner als 11° ist. Die Position der Reglerwalze ist so gewählt, dass der Umschlingungswinkel 13 im Bereich von 15° bis 35°, insbesondere von 20° bis 30°, vorzugsweise von 22° bis 27° liegt. Der gestrichelt dargestellte Verlauf des Trockensiebes 4 zwischen der Leitwalze 17 und der Stützwalze 6 zeigt zum einen verschiedene Positionen der Spannwalze 5, 5', 5'', zum anderen ist ersichtlich welchen Einfluss die Position der Spannwalze 5 auf den Umschlingungswinkel 12 der Stützwalze hat. Diese ist, entsprechend der Erfindung, bei der Auslegung langer Trockengruppen mit mehr als 6 Trockenzylinder 2 zu berücksichtigen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- lange Trockengruppe
- 2
- Trockenzylinder
- 3
- Umlenkwalze
- 4
- Trockensieb
- 5
- Spannwalze
- 6
- Stützwalze
- 7
- Reglerwalze
- 8
- Trockensieb-Rücklauf
- 9
- Maschinenlaufrichtung
- 10
- Faserstoffbahn
- 11
- Maschinenebene
- 12
- Umschlingungswinkel Stützwalze
- 13
- Umschlingungswinkel Reglerwalze
- 14
- voraus gehende kurze Trockengruppe
- 15
- nachgeordnete kurze Trockengruppe
- 16
- Bahnstabilisatoren
- 17
- Leitwalze
- 20
- Trocknungsanordnung
