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Die Erfindung betrifft eine Presseinrichtung bestehend aus zwei Presswalzen, die miteinander einen Nip bilden, durch den eine Papier-Karton- oder andere Faserstoffbahn, gestützt von einer umlaufend geführten Tragstruktur, durchführbar ist, wobei die Faserstoffbahn, vor dem Einlauf in den Nip von der Tragstruktur übernommen werden kann, umfassend eine der Tragstruktur abgewandten Bahnseite der Faserstoffbahn zugeordnete Bedampfungseinrichtung.
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In der Praxis setzt man Bedampfungseinrichtungen innerhalb der Pressenpartie einer Faserstoffbahn-Herstellungsmaschine ein. Mit der Bedampfungseinrichtung bringt man heißen Dampf auf die Bahnoberfläche auf, der dort kondensiert und die Bahn aufheizt. Die Temperatur der Bahn steigt also, wodurch die Viskosität des Wassers, welches man ja aus der Bahn entfernen möchte, abnimmt. Die Entwässerungsleistung im Nip wird dadurch verbessert. Außerdem wird der Trockengehalt nach dem Nip bzw. nach der Presse deutlich erhöht, wodurch wiederum später Trockenenergie gespart wird.
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Die wie beschrieben erfolgte Aufheizung der Faserstoffbahn erfolgt aber nur während die laufende Bahn die Bedampfungseinrichtung (in der Praxis als Dampfblaskasten bezeichnet) passiert. In der Regel baut man nämlich die Bedampfungseinrichtung unterhalb der, der Presse vorgeschalteten Bahnleitwalze bzw. Pick up-Walze ein, mittels der die Bahn vor dem Einlauf in den Nip von bzw. auf die Tragstruktur übernommen werden kann.
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Im weiteren Laufweg der Faserstoffbahn zum Pressnip hin ist die Bahn dann der kalten und relativ trockenen Umgebungsluft ausgesetzt, wodurch es zur Abkühlung der Faserstoffbahn kommt, was nicht gewünscht ist.
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Man könnte die Bedampfungseinrichtung zwar direkt vor dem Nip montieren, wo es nicht mehr zur Abkühlung kommt. Allerdings müsste man dabei einen größeren Abstand zur Faserstoffbahn einhalten, da diese sonst gegen die Bedampfungseinrichtung schwingt. Aufgrund des notwendigen größeren Abstandes kommt aber eine größere Menge Luft in Form von Luftgrenzschichten in den Zwickel vor dem Nip-Einlauf. Dort kann der Dampf dann nur bei Temperaturen kondensieren, die durch den Partialdruck im Luft/ Dampf-Gemisch definiert sind, was ebenfalls nicht optimal ist.
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In jedem Fall ist die Aufwärm- bzw. Aufheizphase der Faserstoffbahn relativ kurz, da sie eben auf die Verweilzeit der Faserstoffbahn über der Bedampfungseinrichtung bzw. dem Dampfblaskasten beschränkt ist.
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So genannte Dampfblaskästen, d.h. Dampf abgebende Befeuchtungseinrichtungen für Kalander bzw. Satiniereinrichtungen sind beispielsweise aus der
DE 102 55 716 A1 sowie der
EP 1 541 757 B1 bekannt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung eine Presseinrichtung anzugeben, bei der keine Abkühlung der Faserstoffbahn zwischen Bedampfungseinrichtung und Pressnip stattfindet und eine höhere Entwässerungsleitung als bisher erreichbar ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Bedampfungseinrichtung einen wesentlichen Teil der Strecke a, zwischen dem Übernahmepunkt der Faserstoffbahn durch die Tragstruktur und dem Nip, derart abdeckt, dass die Faserstoffbahn, auf der der Tragstruktur abgewandten Bahnseite, gegenüber der Umgebungsluft abschirmt ist bzw. die Bedampfungseinrichtung einströmende Luftgrenzschichten ablenkt. Dadurch kann unter anderem die Bahntemperatur vorteilhaft erhöht werden.
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Eine Abkühlung der Faserstoffbahn zwischen Bedampfungseinrichtung und dem zwischen den nachfolgenden Presswalzen befindlichem Nip wird dadurch vermieden, zumindest aber stark vermindert, sodass durch die erhöhte Bahntemperatur eine höhere Entwässerungsleitung als bisher erreicht wird.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bedampfungseinrichtung aus mindestens zwei Bedampfungselementen, einem Bedampfung- und einem Nachbedampfungselement besteht, die je eine Dampfwirkstrecke (b1, b2) abdecken. So wird erreicht, dass die Bedampfung der Bahn Stufenweise erfolgen kann. Die notwendige Feuchtigkeit kann in zwei Schritten aufgetragen werden, sodass der Gesamtfeuchtigkeitsauftrag besser an die Eigenschaften der Faserstoffbahn angepasst werden kann.
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So können beispielsweise die Dampfwirkstrecken b1, b2 unterschiedlich lang sein, wobei die Dampfwirkstrecke b1 vorzugsweise länger ist als die Dampfwirkstrecke b2.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Gesamtdampfwirkstrecke (b) der Bedampfungseinrichtung mindestens 50% der Länge der Gesamtstrecke (a) zwischen Übernahmepunkt und Nip beträgt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind Bedampfungs- und/oder Nachbedampfungselement jeweils selbst verlängerbar aufgebaut oder mit zusätzlichen Elementen verlängerbar, um so an die Eigenschaften der Faserstoffbahn optimal angepasst werden zu können. In vorteilhafter Weise ist es möglich die Aufwärm- bzw. Aufheizphase und damit die Verweilzeit der Faserstoffbahn über der Bedampfungseinrichtung zu verlängern, indem die Bedampfungseinrichtungen selbst oder mit zusätzlichen anbaubaren Elementen verlängerbar sind.
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Die zuvor beschriebene Verlängerung des Bedampfung- und/oder Nachbedampfungselements lässt sich dadurch erreichen, dass die Bedampfungseinrichtung aus einem ersten Bedampfungselement und einem anbaubaren ersten Isolierelement und falls gewünscht einem zweiten Bedampfungselement einem zweiten Isolierelement besteht. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das erste Isolierelement an seinem hinteren Ende Öffnungen, zur Ableitung des überflüssigen Luft-Dampfgemisches vor dem zweiten Bedampfungselement, aufweist. Dadurch erhöht man den Partialdruck von Dampf nach dem zweiten Bedampfungselement. Mit dem zweiten Bedampfungselement kann nämlich der kondensierte Dampf ausgeglichen werden.
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Bevorzugt sollten das erste Isolierelement und das zweite Isolierelement jeweils fest mit dem ihm zugeordneten Bedampfungselement verbunden sein. Damit entsteht eine sehr kompakte Baueinheit, die gut händelbar ist.
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Dem zweiten Bedampfungselement kann ein solches Isolierelement folgen, das beheizt ist. Dadurch kann man die Temperatur in der Bedampfungszone hochhalten und eine Verringerung des Partialdrucks der Dampfmenge durch Vermischung mit Umgebungsluft verhindern.
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Daneben kann das Bedampfung- und Nachbedampfungselement unterschiedliche Abstände (c1, c2) zur Faserstoffbahn aufweisen, vorzugsweise ist c1 < c2. Der Abstand c1 kann dabei kleiner als 50mm, vorzugsweise kleiner als 20mm sein. Je kleiner der Abstand, um so kleiner der Einfluss der Umgebungsluft auf die Faserstoffbahn. Die Umgebungsluft wird daran gehindert oder zumindest wird es ihr erschwert in den Spalt der Bedampfungsstrecke bzw. Verweilzone einzudringen.
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Um die Luftgrenzschicht ablenken zu können, vor allem aber um die Umgebungsluftmenge in der Bedampfungsstrecke bzw. Verweilzone noch weiter verringern zu können, ist es außerdem von Vorteil, wenn die Bedampfungseinrichtung an ihrem Anfangsbereich mit einer zusätzlichen Düse und/oder mit einem Ablenkelement ausgerüstet ist.
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Diese Düse, die ebenfalls auf die Unterseite der Faserstoffbahn hin gerichtet ist, ist mit Dampf oder mit Druckluft beaufschlagbar. Das zusätzlich oder auch alternativ angebrachte Ablenkelement kann beispielsweise eine Art Schaberklinge sein.
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Die besagten Isolierelemente, die ebenso wie die Bedampfungselemente bahnbreit ausgeführt sind, können aber auch unbeheizt bleiben.
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Des Weiteren kann das erste Bedampfungselement (7a) und/oder das Nachbedampfungselement mit einer Feuchtequerprofilregelung versehen ist, die weiterhin vorzugsweise zonenweisen aufgeteilt ist, um eine Feuchtequerproflregelung realisieren zu können.
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Beim Nachbedampfungselement kann aber auch auf die Zonenregelung verzichtet werden, um eine kompaktere Bauweise zu ermöglichen, wohingegen das erste Bedampfungselement (A) mit einer zonenweisen Feuchtequerprofilregelung versehen ist.
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Die zuvor beschriebene Verlängerung der Aufwärm- bzw. Verweilzone oder Bedampfungsstrecke lässt sich dadurch erreichen, indem die Bedampfungseinrichtung aus einem ersten Bedampfungselement und einem anbaubaren ersten Isolierelement und gewünschtenfalls einem zweiten Bedampfungselement und einem zweiten Isolierelement besteht. Dabei ist es vorteilhaft, dass das erste Isolierelement an seinem Ende Öffnungen aufweist, zur Ableitung eines sich ausbildenden Luft-Dampfgemisches noch vor dem zweiten Bedampfungselement. Dadurch erhöht man den Partialdruck von Dampf nach dem zweiten Bedampfungselement. Mit dem zweiten Bedampfungselement kann nämlich der kondensierte Dampf ausgeglichen werden. Beim zweiten Bedampfungselement ist bevorzugt keine Zonenregelung vorgesehen, um eine kompaktere Bauweise zu ermöglichen, wohingegen das erste Bedampfungselement (A) mit einer zonenweisen Feuchtequerprofilregelung versehen ist.
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Bevorzugt sollten das erste Isolierelement und das zweite Isolierelement jeweils fest mit dem ihm zugeordneten Bedampfungselement verbunden sein. Damit entsteht eine sehr kompakte Baueinheit, die gut händelbar ist.
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Dem zweiten Bedampfungselement kann ein solches Isolierelement folgen, das beheizt ist. Dadurch kann man die Temperatur in der Bedampfungszone hochhalten und eine Verringerung des Partialdrucks der Dampfmenge durch Vermischung mit Umgebungsluft verhindern.
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Die besagten Isolierelemente, die ebenso wie die Bedampfungselemente bahnbreit ausgeführt sind, können aber auch unbeheizt bleiben.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht neben der Verbesserung der Laufeigenschaften (Runnability) und der Qualität der Bahn vor allem in der Energieeinsparung, weil weniger Trockenleistung aufgrund der verbesserten Entwässerung notwendig ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist für verschiedene Arten von Pressen, nämlich Single-, Tandem- und Duo-Pressen verwendbar.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1: einen grobschematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Presseinrichtung,
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2: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Presseinrichtung im Querschnitt,
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3: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Presseinrichtung im Querschnitt,
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In den Figuren sind jeweils gleiche Elemente mit gleichem Bezugszeichen angegeben.
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In der 1 ist eine erfindungsgemäße Presseinrichtung 1 bestehend aus zwei miteinander einen Nip 2 bildenden Presswalzen 3 und 4 gezeigt. Den Nip 2 durchläuft eine Faserstoffbahn 5 auf einer Tragstruktur 16 in Laufrichtung L, wobei die Faserstoffbahn in einem vorherigen, nicht mit dargestelltem, Bahnbildungsabschnitt einer Herstellungsmaschine gebildete wird. Die Tragstruktur kann ein Sieb oder ein Filz sein, wie sie zur Entwässerung von Faserstoffbahnen eingesetzt werden. Die Faserstoffbahn wird von einer Bahnleitwalze 6 bzw. Pick up-Walze, die von der Tragstruktur 16 umschlungen wird, übernommen und auf dieser durch die Presseinrichtung mit den Presswalzen 3, 4 geführt und von dieser gestützt. In der 1 erkennt man, dass die Faserstoffbahn 5 mit ihrer einen Bahnseite 5a (das ist hier die Bahnoberseite) auf der Tragstruktur liegt bzw. gestützt wird und die Bahnseite 5b zur Bedampfungseinrichtung (7) zeigt. Zwischen Bahnleitwalze 6 und Nip 2 wird die Bahn 5 von der Tragstruktur 16 getragen und ist mittels der Bedampfungseinrichtung 7 behandelbar.
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Die Bedampfungseinrichtung 7 deckt dabei einen wesentlichen Teil der Strecke des freien Bahnzugs a ab, wobei auch Umgebungsluft abgeschirmt bzw. einströmende Luftgrenzschichten LG abgelenkt werden.
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Aus 1 ist weiterhin ersichtlich, dass die Bedampfungseinrichtung 7 aus zwei Bedampfungselementen 7a, 7b, einem Bedampfung-(7a) und einem Nachbedampfungselement (7b) besteht, die je eine Dampfwirkstrecke (b1, b2) abdecken, die unterschiedlich lang sind, wobei die Dampfwirkstrecke b1 vorzugsweise länger ist als die Dampfwirkstrecke b2. Die Bedampfungsstrecke d. h. die besagte Aufheiz- bzw. Verweilzone b sollte aber mindestens 1m lang sein und beträgt vorzugsweise mindestens 50% der Länge der Gesamtstrecke des freien Bahnzugs a.
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Die Bedampfungselemente selbst sind mit zusätzlichen Elementen 8, 9 bzw. Isolierelementen verlängert. Die komplette Bedampfungseinrichtung 7 besteht also aus einem ersten Bedampfungselement 7a, einem ersten Isolierelement 8, einem zweiten Bedampfungselement 7b und einem zweiten nachgeordneten Isolierelement 9. Das erste Bedampfungselement 7a und das zweite Bedampfungselement 7b sind prinzipiell gleich aufgebaut, jedoch ist das erste Element 7a mit einer zonenweisen Feuchtequerprofilregelung (nicht dargestellt) versehen, wohingegen das zweite Bedampfungselement 7b ohne zonenweise Feuchtequerprofilregelung auskommt. Mit dem zweiten Bedampfungselement 7b ist der kondensierte Dampf ausgleichbar.
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Das erste Isolierelement 8 ist fest mit dem ersten Bedampfungselement 7a und das zweite Isolierelement 9 ebenfalls fest mit dem zweiten Bedampfungselement 7b verbunden, so das eine kompakte Baueinheit besteht. Das zweite Isolierelement 9 ist im gezeigten Beispiel beheizt, um die Temperatur in der Bedampfungszone b hochzuhalten.
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Die Bedampfungseinrichtung 7 bzw. 7a weist an ihrem Anfangsbereich einen geringeren Abstand c zur Faserstoffbahn 5 auf als an ihrem verlängerten Bereich. Außerdem ist eine starke Anfangsströmung der Dampfstrahlen D sinnvoll. Dadurch wird die mit der Faserstoffbahn einströmende Luftgrenzschicht LG abgelenkt und auch die Luftmenge in der Bedampfungs- bzw. Verweilzone b verringert.
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Der Abstand c zur Faserstoffbahn 5 beträgt weniger als 50mm.
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Um die Luftmenge in der Bedampfungs- bzw. Verweilzone b weiter zu vermindern, ist die Bedampfungseinrichtung 7 bzw. 7a an ihrem Anfangsbereich mit einer zusätzlichen Düse 10 versehen. Diese Düse 10 ist mit Dampf oder mit Druckluft beaufschlagbar und den einströmenden Luftgrenzschichten L entgegengerichtet. Zusätzlich ist noch ein Ablenkelement 11 angebracht, wodurch die Luftgrenzschichten LG in eine unschädliche Richtung gebracht werden.
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In 1 ist auch zu erkennen, dass das erste Isolierelement 8 an seinem Ende Öffnungen 12 aufweist zur Ableitung eines sich ausbildenden Luft-Dampfgemisches, wie der nach unten gerichtete gestrichelt gezeichnete Pfeil andeuten soll.
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Zur Isolierung des Zwickels Z vor dem Nip 2 ist ein zusätzliches Abstreifelement 13 vorgesehen. Es schirmt den Zwickel Z von zuströmenden Luftgrenzschichten LG ab, die mit einem Untersieb 14 oder Transferband mitströmen. Es stellt sich dadurch ein weitgehend gesättigtes Luft/Dampfgemisch ein, was die Abkühlung der Bahn 5 weiter vermindert.
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In 2 ist ebenfalls die Presseinrichtung 1 dargestellt. Die Bedampfungseinrichtung 7, bestehend aus den Bedampfungselementen 7a und 7b und den Isolierelementen 8, 9, ist hier nur angedeutet. Es soll in 2 nur gezeigt sein, dass zusätzliche seitliche Schutzblenden 15 an der Bedampfungseinrichtung 7 bzw. 7a und 7b vorhanden sind. Diese seitlichen Schutzblenden 15 sind beidseitig, also an Führerund Triebseite der Maschine, vorhanden und sollen den Zwickel Z am Nipeinlauf isolieren. Diese Schutzblenden können einen geringen Staudruck aufbauen und damit den Einzug von kalter trockener Luft verhindern. Sie dienen aber auch dazu, dass ein Ausschwaden von Dampf verhindert wird.
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In 3 ist eine sogenannte Tandem Nipcoflex Presse schematisch dargestellt, bei der eine erste Presseinheit I der Presseinrichtung 1 aus den 1 und 2 entspricht und bei der von der zweiten Presseinheit II hier nur die Leitwalze noch zu sehen ist, die hier mit 60 bezeichnet ist. Die 3 soll auch zeigen, dass die Bedampfungseinrichtung 7 für Reinigungs- oder Servicezwecke nach unten oder in seitliche Richtung schwenkbar ist. Dies ist mit dem gebogenen Pfeil S (Schwenkbewegung) angedeutet.
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Die Schwenkbewegung ist über eine hier nicht dargestellte pneumatische Vorrichtung oder seitliche Führungsschienen ausführbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Presseinrichtung
- 2
- Nip
- 3
- Presswalze
- 4
- Presswalze
- 5
- Faserstoffbahn
- 5a
- eine Bahnseite
- 5b
- andere Bahnseite
- 6, 60
- Leitwalze
- 7
- Bedampfungseinrichtung
- 7a
- Bedampfungselement
- 7b
- Nachbedampfungselement
- 8
- erstes Isolierelement
- 9
- zweites Isolierelement
- 10
- Düse
- 11
- Ablenkelement
- 12
- Öffnung
- 13
- Abstreifelement
- 14
- Untersieb
- 15
- Schutzblende
- 16
- Tragstruktur
- a
- freier Bahnzug
- b
- Verweil- bzw. Aufheizzone bzw. Bedampfungsstrecke
- c
- Abstand
- L
- Bahnlaufrichtung
- LG
- Luftgrenzschicht
- D
- Dampfstrahl
- S
- Schwenkbewegung
- Z
- Zwickel
- I, II
- Presseinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10255716 A1 [0007]
- EP 1541757 B1 [0007]
