DE1939078A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Abgabe von trockenem Dampf - Google Patents

Description

• "Verfahren und Vorrichtung zur Abgabe von trockenem Dampf" Die Erfindung besieht eich auf die Behandlung von Dampf in einer Dampfabgabevorrichtung, um die Einführung von Feuchtigkeit in die Dampfdüsen, insbesondere beim Anfahren, zu vermeiden. Die Vorrichtung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abgabe von im wesentlichen trockenm Dampf.
• Bei vielen Herstellungsverfahren ist es erwünscht, trockenen Dampf auf das ZU behandelnde Material einwirken zu lassen. Beispielsweise kann in der Papierindustrie trockener Dampf auf eine laufende Papierbahn während der Herstellung derselben angewendet werden, um die Geschwindigkeit der Wasserabgabe aus der Bahn zu erhöhen, die Kalandriervorgänge zu modifizieren usw, Bei Verfahren dieser Art ist es erwünscht, aber schwierig, den Dampf im wesentlichen trocken und frei von mitgefuhrter Feuchtigkeit zu halten.
• Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Düsen nur absatzweise gebraucht werden, da, wenn die Dampfabgabevorrichtung zum ersten Mal angeschaltet wird, das Kondensat, das sich in der Vorrichtung angesammelt hat, mit ziemlicher Wahrscheinlichkeit im ernten aus der Düse abgegebenen Dampfstrahl mitgerissen wird. Ein Versuch zur Lösung dieses Problems ist in der USA-Patentschrift 2 838 982 gezeigt, gemäß der die Dampföffnungen 25 durch eine Reihe von Kondensatabführungen, die eich unterhalb der Öffnungen befinden, getrennt sind.
• Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Abgabe von im wesentlichen trockenem Dampf vorgeschlagen, bei welchem Dampf in eine erste Kammer eingeführt und der Dampf aus der ersten Kammer in eine zweite Kammer eingeführt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen der ersten und der zweiten Kammer einen beträchtlichen Druckunterschied aufrechterhält und den Dampf aus der zweiten Kammer durch die erste Kammer ins Freie führt.
• Gemäß der Erfindung erstreckt sich eine Hochdruckkammer über eine Bahn aus Papier oder einem anderen zu behandelnden Material und dient als Verzweigung ftlr mehrere Niederdruckkammern, die aber die Breite der Bahn angeordnet sind. Eine Reihe von Leitungen erstreckt sich von einer jeden Niederdruckkammer zurück durch die Hochdruckkammer, um Dampf von der Niederdruckkammer auf die Bahn zu führen. Wenn Dampf durch die Leitungen hindurchgeht, wird Jegliche dort befindliche Feuchtigkeit verdampft, da die Leitungen eine höher Temperatur als der die Leitungen betretende Dampf besitzen. Es wird darauf hingewiesen, daß sich diese Konstruktion besonders fUr einen absatzweisen Betrieb eignet, da in den ersten Sekunden des Betriebs die Leitungen die gleiche Temperatur wie der Hochdruckdampf aufweisen. Natürlich stellt sich nach einer Betriebszeit von wenigen Sekunden ein Temperaturgradient zwischen dem Inneren und dem Äusseren der Leitungen ein, und die Temperatur im Inneren der Leitungen wird dann etwas kleiner sein als die Anfangstemperatur. Sie wird jedoch beträchtlich größer sein als die jenige des von der Niederdruckkammer kommenden Dampfes und sie wird ausreichen, eine kontinuierliche Trocknung des Dampfes herbeizuführen. Jedoch ergibt die zusätzliche Kapazität, die in jeder Niederdruckdampfkammer zur Verfügung eteht, wenn diese in Betrieb gesetzt wird, einen zusätzlichen Vorteil, da es gerade zu diesem Zeitpunkt am wahrscheinlichsten ist, dass Peuchtigkeit angetroffen wird. Es wird auch darauf hingewiesen, daß bei der erfindungsgemäßen Dampfabgabevorrichtung die DampfdUsen nach aufwärts oder nach abwirts oder in jede andere Richtung gerichtet werden können, ohne daß Feuchtigkeit von Dampf aufgenommen wird, Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
• In den Zeichnungen zeigen: Figur 1 schematisch die erfindungsgemäße Dampfabgabevorrichtung in der Anwendung auf einen Kalandrierprozeß; Figur 2 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Dampfabgabevorrichtung; Figur 3 eine Aufsicht der Vorrichtung von Figur 2; und Figur 4 einen Querschnitt sn der Linie 4-4 von Figur 3.
• Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders für die Behandlung einer Papierbahn mit Dampf während der Herstellung derselben. Beispielsweise könnte Dampf auf das nasse Ende einer Feurdrinier-Maschine angewendet werden, um die Wasserentfernungsgeschwindigkeit durch Absaugen, Folien, Tischwalzen und dergleichen zu steigern. Es könnte auch Dampf kurz vor den Pressen oder Trocknen angewendet werden, um die Wasserentfernungsgeschwindigkeit bei diesen Abschnitten der Papierherstellungsmaschine zu erhöhen. Ausserdem könnte trockner Dampf auf die Bahn kurz vor den Kalander angewendet werden, um die Stärke der den Kalander verlassenden Bahn zu beeinflussen. Wenn man beispielsweise Dampf auf ausgewUhlte Bereiche guer zur Bahn anwendet, dann wird die Temperatur der entsprechenden Teile der Kalanderwalzen erhöht. Diese Temperaturerhöhung der Kalanderwalzen verursacht eine ausdehnung an den entsprechenden Stellen und eine Erhöhung der Preßwirkung der um die Walzen laufenden Bahn.
• Dies hat eine Verringerung der Stärke derjenigen Teile der Papierbahn zur Folge, auf die Dampf angewendet wird. Dieeeer Verfahren ist genauer in der USA-Patentschrift 3 359 643 beschrieben. Diese Art von Verfahren ist schematisch in Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen dargesgtellt, worin eine Papierbahn 1 über eine Dampfabgabevorrichtung 2 und dann um mehrere Kalanderwalzen 3 zu einer Aufwickelvorrichtung geführt wird.
• Gemäß Fig. 2 der Zeichnungen besitzt die Dampfabgabevor-' richtung eine Kammer 5 mit hoher Temperatur und hohem Druck, die eine Eintrittsleitung 6 und eine Kondensatableitung 7 aufweist. An der Wandung von Fig. 5, die in Fig. 2 ala Bodenwandung zu sehen ist, sind eine Reihe von Kammern 8 mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur angeordnet. Jede Kammer 8 ist an die Kammer 5 mit Hilfe eines Paars nach unten weisender Schraubenbolzen 9 befestigt. Wie aug Fig. 4 ersichtlich ist, wird durch ein Ventil 10, daa mit einem Luftzylinder betätigt wird, eine Verbindung zwischen der Kammer 5 und jeder Kammer 8 geschaffen. Eine Reihe von Leitungen 11 sind in der Kammer 5 angeordnet, wobei nich die Eintrittsenden 12 in die Niederdruckkammer 8 erstrecken und ihre Austrittsenden 13 mit der Aussenwelt in Verbindung stehen. Beim Betrieb wird Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur über die Eintrittsleitung 6 in die Kammer 5 eingeführt. Von der Kammer 5 strömt der Dampf durch die Vetile 10 in die Kammern 8. Wenn der Dampf durch die Ventile 10 hindurchgeht, wird sein Druck verringert. Hierbei wird ein Druckunterschied zwischen der Kammer 5 und den Kammern 8 geschaffen. Von den Kammern 8 strömt der Dampf durch die Leitungen 11 zur Aussenwelt, wo er beispielsweise auf eine laufende Papierbahn angewendet wird Jegliches Kondensat, das sich in der Kammer 5 bildet wird durch die Kondensatableitung 7 abgeführt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, können die Eintrittsenden der Ventile 10 über der Bodenwandung 14 der Kammer 5 angeordnet sein, um zu verhindern, daß dieses Kondensat in die unteren Kammern gezogen wird.
• Wenn ein ausreichender Druckunterschied zwischen den Kammern 5 und 8 aufrechterhalten wird, dann häle die Temperatur in der oberen Kammer 5 die Leitungen 11 auf eine höhere Temperatur, als sie der Dampf in den unteren Kammern 8 aufweist.
• Wenn der Dampf die Kammer 8 durch die Leitungen 11 verläßt, dann wird seine Temperatur rasch erhöht, wodurch jegliche im Dampf mitgeführte Feuchtigkeit verdampft wird.
• Zwar kann sich der Druckunterschied, der zur Erzielung dieses Resultats nötig ist, mit den verwendeten Materialien etwas ändern, womit sich auch die Wärmeübergangseigenschaften der Vorrichtung ändern, aber in den meisten Fällen ist ein Druckunterschied zwischen den oberen und den unteren Kammern von mindestons 0,7 at nötig. Zwar ist der Druck unterschied zwischen den Eintritts- und Austrittsenden der Leitungen 11 nicht in einer ähnlichen Weise kritisch, aber aus praktischen Gründen sollte dieser Druckunterschied auf weniger als 0,07 at gehalten werden. Bei einer richtigen Anlage wurde gefunden, daß zufriedenstellende Resultate ersielt werden, wenn eine Vorrichtung aus rostfreiem Stahl und eine Temperatur und ein Druck in der Kammer 5 von aanähernd 177°C bzw. 10,5 at und eine Temperatur und ein Druck in der Kammer 8 von annähernd 100°C bzw. weniger als 0,07 atü verwendet werden. Wenn Dampf auf eine laufende Bahn angewendet wird, dann wird sich in den meisten Fällen auch die Dampfmenge ändern, die auf die verschidenen Stellen quer zur Bahn angewendet wird. Deshalb kann die in jede Kammer 8 aus der Kammer 5 eingeführte Dampfmenge mit Hilfe eines Ventils, wie z.B. des Ventils 10, besinflußt werden, wie es die Bedingungen beim Papierherstellujgsprozeß erfordern. Wenn eine bestimmte Kammer 8 kontinuierlich Dampf aus der Kammer 5 zugeführt erhält, dann stellt eich durch die Wandung der Leitung 11 ein Temperaturgradient ein. Wenn jedoch ein hoher Druckunterschied zwischen den Kammern 5 und 8 gewählt wird, dann wird die Temperatur der inneren Oberflächen in der Leitung 11 ausreichen, eine Feuchtigkeit, die im Dampf an den Austritten der Kammern 8 vorliegt, zu verdampfen.
• Eine besondere Schwierigkeit, welche sich ergibt, wenn eine Dampfabgabevorrichtung für einen absatzweisen Betrieb verwendet wird, besteht darin, daß sich Feuchtigkeit in der Vorrichtung ansammelt, wenn diese gerade nicht in Betrieb ist. Hier sollte hervorgehoben werden, daß bei der erfindungsgemäßen Dampfabgabevorrichtung eine zusätzlich Kapazität zum Trocknen des in der Kammer 8 vorliegenden Dampfs besteht, wenn eine bestimmte Kammer 8 in Betrieb gesetzt wird, da, während die Kammer 8 nicht in Betrieb ist, die Leitungen 11 die volle Sättigungstemperatur des Hochdruckdampfs in der Kammer 5 erreichen. Somit steht eine zusätzliche Kapazität genau dann zur Verfügung, wenn sie am meisten gebraucht wird.
• Zwar wurde die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ein Kalandrierverfahren beschrieben, aber es wird darauf hingewiesen, daß sie auch auf jedes Verfahren anwendbar ist, bei dem die Anwendung von Dampf erwünscht ist. Es wird weiter darauf hingewiesen, daß die Dampfabgabevor richtung in jeder gewänschten Lage angeordnet werden kann, auch wenn die Dampfabgabevorrichtung so beschrieben wurde, daß die Kammer mit hohem Druck und hoher Temperatur oberhalb der Kammer 8 mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur angeordnet ist und sich die Düsen nach oben erstrecken. »ie einzige Abwandlung, die hierbei nötig ist, besteht in einer anderen Anordnung der Kondensatabführung 7.

Claims (10)

P A T E N T A N S P R Ü C H E :

1. Verfahren zur Abgabe von im wesentlichen trockenem f, bei welchem Dampf in eine erste Kammer eingeführt und der Dampf aus der ersten Kammer in eine zweite Kammer eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man einen beträchtlichen Druckunterschied zwischen der ersten und der zweiten Kammer aufrechterhält und daß man den Dampf aue der ersten Kammer durch die zweite Kammer nach aussen führt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckunterschied zwischen der ersten und der zweiten Kammer dadurch aufrechterhalten wird, daß man den Druck des Dampfs in der ersten Kammer beim Übertritt in die zweite Kammer verringert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennseichnet, daß der Druckunterschied zwischen der ersten und der zweiten Kammer auf mindestens 0,7 at gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der AnsprUche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckunterschied zwischen der zweiten Kammer und der Aussenwelt auf woniger als 0,07 at gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprllche, dadurch gekennzeichnet, daß man den aus der zweiten Kammer kommenden Dampf während des Durchgangs durch die erste Kammer auf im wesentlichen atmosphärische Bedingungen entspannt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man Kondensat aus der ersten Kammer abftihrt.

7. Vorrichtung sur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden AnsprUch., dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile aufweist: eine erste Hochdruckkammer (5), eine zweite Niederdruckkammer (8), eine 13inrichtung (10), die eine Verbindung zwischen der ersten Kammer (5) und der zweiten Kammer (8) herstellt, und eine Einrichtung (91), die Dampf aus der zweiten Kammer (8) durch die erste Kammer (5) zur Aussenwelt führt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (11) aus einer Leitung besteht, die in der ersten Kammer (5) angeordnet ist und eine Verbindung zwischen der zweiten Kammer (8) und der Aussenwelt herstellt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10), die eine Verbindung zwischen der ersten Kammer (5) und der zweiten Kammer (8) herstellt, au einem Ventil besteht, das die beiden Kammern verbindet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile aufweist: eine Reihe von Öffnungen (13), die in einer Wandung der ersten Kammer (5) ausgebildet sind, eine Reihe von Öffnungen (12), die in einer Wandung der zweiten Kammer ausgebildet sind, wobei die Leitung (11) Eintritts- und Austrittsenden aufweisen und die Eintrittsenden der Leitung (11) in den Öffnungen (12) der zweiten Kammer (8) liegen und die Austrittsenden der Leitungen (11) in den Öffnungen (13) der ersten Kammer (5) liegen, eine Einrichtung (6) für die Zufllhrung von Dampf in die erste Kammer (5) und eine Einrichtung (7) zur Abführung von Kondensat aus der ersten Kammer (5).