DE10335581A1

DE10335581A1 - Vorrichtung zur Führung und Trocknung einer laufenden Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE10335581A1
Application number: DE10335581A
Authority: DE
Inventors: Richard Dr. Aust; Juan Paniagua; Frank Schicht; Herbert Sommer
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24
Also published as: EP1502991B1; DE502004010146D1; ATE444395T1; EP1502991A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung und Trocknung einer laufenden Faserstoffbahn in Maschinen zur Herstellung und/oder Veredelung dieser Faserstoffbahn, insbesondere einer gestichenen Papier- oder Kartonbahn. Die Vorrichtung umfasst wenigstens einem Blasluft (7)-beaufschlagten, kastenartig aufgebauten Düsenbalken (3), welcher eine Reihe von Düsenöffnungen (3b) aufweist, aus denen die Blasluft (7) in Richtung der Faserstoffbahn (1) austritt und dabei ein Druckpolster (6) ausbildet. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung (2) eine bogenförmige Bahnführungsfläche (5) bildet, wobei neben dem wenigstens einen Düsenbalken (3) ein Saugspalt (4) vorhanden ist und wobei die Breite (B¶D¶) des Düsenbalkens (3) zur Breite (B¶S¶) des Saugspaltes (4) in folgendem Verhältnis steht: DOLLAR A 2 < B¶D¶/B¶S¶ < 50.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist in der noch nicht veröffentlichten DE 102 56 512.0 (PU11425) beschrieben.
Eine Faserstoffbahn, insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn, wird gegenwärtig aus Wirtschaftlichkeitsgründen in immer größerer Breite, die oftmals 10m und mehr betragen kann, hergestellt. Dies geschieht bei hohen Maschinengeschwindigkeiten. Außerdem wird die Faserstoffbahn, insbesondere zum Zwecke der besseren Bedruckbarkeit häufig mit Streichfarbe, Stärke oder Leim beschichtet. Dabei soll ein, über die gesamte Bahnbreite reichender gleichmäßiger Auftrag, sowie eine sichere Bahnführung möglich sein.
Diese Forderung ist insbesondere dann sehr anspruchsvoll, wenn die Bahn bei hohen Zügen gleichzeitig umgelenkt und getrocknet werden soll und ist um so schwieriger zu realisieren, je schneller die Bahn in der Maschine läuft. Außerdem spielt dabei die Qualität der Faserstoffbahn und das Auftragsmedium eine wichtige Rolle.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine geeignete Vorrichtung zum berührungslosen Führen, Ändern der Richtung und Trocknen einer laufenden Faserstoffbahn zu schaffen.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Erfinder haben erkannt, dass es dabei vor allem auf das Verhältnis von Düsenbalkenbreite und Saugspaltbreite ankommt.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist die Ausbildung eines ausgeprägten Druckpolsters zwischen Faserstoffbahn und erfindungsgemäßer Vorrichtung erstmalig ohne größeren Aufwand möglich. Das Druckpolster ist dabei sogar so stark ausgeprägt, dass es Gleichgewicht zu einem hohen eingestellten Bahnzug halten kann, was bisher nur, insbesondere bei hohen Lufttemperaturen, eingeschränkt möglich war.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich deshalb besonders effektiv zur Trocknung der Faserstoffbahn, insbesondere zur Trocknung einer frisch aufgebrachten Beschichtung auf eine Bahnseite einsetzen, wodurch die empfindliche Auftragsschicht geschont wird.
Der Trocknungseffekt erfolgt durch das Blasen von erhitzter Luft. Die erhitzte Luft belädt sich durch ihren Kontakt mit der feuchten Faserstoffbahn mit Wasserdampf und wird zwischen den einzelnen Düsenbalken durch erfindungsgemäße Saugspalte abgesaugt. Damit wird eine zweidimensionale Strömungsführung erzielt, wodurch das Feuchtequerprofil der Faserstoffbahn im Gegensatz zu herkömmlichen Vorrichtungen nicht negativ beeinflusst wird.
Gleichzeitig wird im Bereich des Düsenbalkens zwischen einer Düsenbalkenaußenfläche und der vorzugsweise bestrichenen Seite der Faserstoffbahn das oben beschriebene stabile Druckpolster geschaffen, auf dem die Faserstoffbahn berührungslos laufen kann, eine gewollte, definierte Richtungsänderung erfährt und wie gesagt auch getrocknet wird.
Dies ist um so bedeutender, da die Ausbildung eines stabilen, ausgeprägten Druckpolsters bisher in der Praxis nur durch Erhöhung der ausgeblasenen Luftmenge möglich war.
Diese erhöhten Luftmengen erfordern aber höheren Energieaufwand. Konstante Austrittsquerschnitte führen bei erhöhten Luftmengen zu einem erhöhten Turbulenzgrad, der wiederum zu Vibrationen und Bahnflattern führt.. Außerdem sind der Größe der Austrittsquerschnitte im Hinblick auf die Gleichverteilung der zugeführten Luftmenge Grenzen gesetzt. Außerdem nehmen bei hohen Luftmengen die Strömungsgeräusche über ein tolerierbares Maß hinaus zu.
Des weiteren würden größere Luftmengen größere Abmessungen der Vorrichtung und der mit ihr verbundenen Einrichtungen (wie Rohrleitungen, Ventilatoren, Brennkammern, Wärmetauscher usw.) erfordern oder der Druckverlust innerhalb der Vorrichtung wird zu groß.
Diese negativen Auswirkungen werden durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung vermieden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Es zeigt
1: einen Teilbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Maschinenquerrichtung gesehen in schematischer Darstellung Innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoffbahn ist zur kontaktlosen Führung, Umlenkung und Trocknung der im Beispiel gewählten laufenden Kartonbahn 1 eine Vorrichtung 2 vorgesehen. Die Vorrichtung 2 entspricht in ihrer Länge dabei mindestens der Breite der über sie laufenden Kartonbahn 1.
Die Kartonbahn 1 wurde im gewählten Beispiel in einem vorherigen, nicht dargestellten Schritt mit einem flüssigen bis pastösen Beschichtungsmedium (z.B.
Streichfarbe) versehen und läuft in Laufrichtung L einem nächsten (im Beispiel nicht näher bestimmten) Behandlungsschritt N zu, wodurch eine kontaktlose Führung derselben relativ schwierig zu bewerkstelligen ist.
Die besagte Vorrichtung 2 besteht deshalb aus einer bogenförmigen Aneinanderreihung von mehreren kastenartigen, hohlen Düsenbalken 3 und mehreren dazwischen liegenden Saugkanälen 4, so dass eine bogenförmige, konvexe Bahnführungsfläche 5 entsteht. Je nachdem wie groß der Umschlingungs- bzw. Umlenkungswinkel α sein soll, werden entsprechend viele Düsenbalken 3 und dazwischen befindliche Saugkanäle 4 gewählt. Den Anfang und das Ende der Vorrichtung – in Querrichtung gesehen – bildet je ein Düsenbalken 3.
Zur Ausbildung eines stabilen Druckpolsters 6 zwischen der Vorrichtung 2, das heißt zwischen einer Außenflächen 3a eines des Düsenbalkens 3 bzw. der Bahnführungsfläche 5 aller vorhanden Düsenbalken (siehe strichpunktierte Linie) und der Faserstoffbahn 1, steht die Breite eines Düsenbalkens 3 im bestimmten Verhältnis zur Breite eines dazwischen liegenden Saugkanals 4.
Mit dem gewähltem Breitenverhältnis wird ein optimales Verhältnis zwischen zuströmender Blasluft 7 und der mit Wasserdampf beladenen durch den Saugkanal 4 abzuführenden bzw. abzusaugenden Luft 8 pro zugeführtem Bereich der Faserstoffbahn 1 geschaffen, ohne dass die zugeführte Menge an Blasluft 7 erhöht werden muss. Außerdem sind dadurch hohe Bahnzüge beherrschbar.
Es ist vorgesehen, dass die Breite B_D eines Düsenbalkens 3, zwei bis fünfzig mal größer, vorzugsweise drei bis zehn mal größer als die Breite B_S eines in das Innere der Vorrichtung 2 gerichteten Saugkanals 4 ist.
Im Beispiel ist die dreifache Größe des Düsenbalkens 3 gegenüber dem Saugkanal 4 gewählt.
Ein solcher Düsenbalken 3 weist an seinen beiden oberen Außenrändern jeweils eine über seine gesamte Länge reichende Reihe an Düsenöffnungen 3b für die Zuführung der Blasluft 7 auf.
Die ansonsten ebene, der Faserstoffbahn 1 zugewandte, Außenfläche 3a des Düsenbalkens 3 ist dazu an diesen Rändern in einem Winkel φ von 10° bis 80°, vorzugsweise 30° bis 60° nach dem Inneren hin bzw. zur Mitte des Düsenbalkens 3 zeigend abgewinkelt, wodurch auch die Düsenöffnungen 3b in diesem Winkel geneigt sind. Die ausströmende Blasluft 7 erzeugt dadurch besonders effektiv das Druckpolster 6.
Die Blasluft 7 hat eine Austrittsgeschwindigkeit von 30 bis 80 m/s und weist eine Temperatur von bis zu 450 °C auf, wodurch die Faserstoffbahn 1 bzw. die frisch aufgetragene Mediumsschicht kontaktlos getrocknet wird.
Die Düsenöffnungen 3b sind dabei in Form von kreisförmig, elliptisch oder polygonartig ausgebildeten Lochungen oder auch in Form von langgestreckten Schlitzen in Frage. Kreisförmige Öffnungen sind allerdings einfacher herstellbar und besonders günstig hinsichtlich der Wärmeübertragungseigenschaften..

Claims

Vorrichtung zur Führung und Trocknung einer laufenden Faserstoffbahn in Maschinen zur Herstellung und/oder Veredelung der Faserstoffbahn, insbesondere einer gestrichenen Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einem Blasluft (7) – beaufschlagten,, kastenartig aufgebauten Düsenbalken (3), welcher eine Reihe von Düsenöffnungen (3b) aufweist, aus denen die Blasluft (7) in Richtung der Faserstoffbahn (1) austritt und dabei ein Druckpolster (6) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) eine bogenförmige Bahnführungsfläche (5) bildet, wobei neben dem wenigstens einen Düsenbalken (3) ein Saugspalt (4) vorhanden ist und wobei die Breite (B_D) des Düsenbalkens (3) zur Breite (B_S) des Saugspaltes (4) in folgendem Verhältnis steht : 2 < B_D/B_S < 50.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verhältnis der Breiten zwischen Düsenbalken (3) und Saugspalt (4) 3 < B_D/B_S < 10 gewählt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnungen (3b) im Düsenbalken (3) in einem Winkel φ zwischen 10° und 80°, insbesondere 30° und 60° zu Mitte des Düsenbalkens (3) hin geneigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsgeschwindigkeit der Blasluft (7) aus den Düsenöffnungen (3b) 30 bis 80 m/s beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur kontaktlosen Trocknung der Faserstoffbahn (1) die Blaslufttemperatur auf bis zu 450°C einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnungen (3b) kreisförmig, elliptisch, polygonartig oder schlitzförmig ausbildbar sind.