DE19619531A1 - Maschine zur Herstellung einer Materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstel­ lung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US-PS 5,291,666 ist eine Maschine der hier angesprochenen Art bekannt. Sie weist eine Trocken­ partie mit einer Trockengruppe auf, innerhalb derer wenigstens ein beheizter Trockenzylinder vorgesehen ist. Die Bahn ist zwischen einem Trockensieb und einem Metallband angeordnet und wird mit diesen ge­ meinsam um den Trockenzylinder geführt. Nachteilig bei einer derartigen Trocknung ist, daß die aus der Bahn austretende Flüssigkeit nicht in einem ausrei­ chenden Maße von dem Trockensieb aufgenommen wird, wodurch die Entwässerungsleistung der Trockengruppe beziehungsweise Trockenpartie vermindert ist. Dies bedingt, daß häufig zusätzliche und/oder ver­ größerte Trockengruppen vorgesehen werden müssen. Dies führt zu einer vergrößerten Baulänge der Ma­ schine, wodurch deren Herstellungskosten deutlich erhöht sind.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Maschine zu schaffen, deren Trockenpartie bei gleicher Bau­ länge eine erhöhte Trocken- und Entwässerungslei­ stung aufweist.

Die Aufgabe wird mit einer Maschine gelöst, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Die Ma­ schine zeichnet sich dadurch aus, daß das außen um den beheizten Trockenzylinder herumgeführte Metall­ band und/oder das zwischen der Materialbahn und dem Metallband angeordnete Trockensieb stark vorge­ spannt sind und daß dem Metallband eine Kühlein­ richtung zugeordnet ist. Durch die starke Vorspan­ nung des Metallbandes und/oder des Trockensiebs wirken senkrecht auf der Oberfläche der Material­ bahn stehende Druckkräfte, die die Materialbahn auf den Umfang des Trockenzylinders pressen. Dies führt zu einem erhöhten Wärmetransport sowohl vom Trocken­ zylinder auf die Materialbahn als auch innerhalb der Materialbahn, wodurch die Austragsrate der in der Materialbahn gebundenen Flüssigkeit erhöht ist. Durch das gleichzeitige Kühlen des Metallbandes mittels der Kühleinrichtung stellt sich ein Tempe­ raturgefälle vom beheizten Trockenzylinder in Rich­ tung des Metallbandes ein, wodurch wiederum sowohl der Wärmefluß gesteigert als auch die Austragrich­ tung der als Dampf aus der Materialbahn austreten­ den Flüssigkeit einstellbar sind. Die Flüssigkeit tritt also bevorzugt auf der dem Trockensieb zuge­ wandten Seite der Materialbahn aus. Die Flüssigkeit schlägt sich unmittelbar nach Austritt aus der Ma­ terialbahn als Kondensat auf dem Trockensieb nieder und wird von diesem aufgenommen. Dieser Vorgang wird zusätzlich dadurch unterstützt, daß das an dem relativ kühlen Metallband anliegende Trockensieb von diesem gekühlt wird, also einen Teil seiner aufgenommenen beziehungsweise gespeicherten Wärme abgibt. Die Trockenpartie weist eine sehr hohe Ent­ wässerungsleistung sowie hohe Trocknungsraten auf, so daß zusätzliche oder größere Trockengruppen nicht erforderlich sind.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform der Maschine, die sich dadurch auszeichnet, daß das Metallband von der Kühleinrichtung in dem Bereich gekühlt wird, in dem das Metallband um den Trockenzylinder herumgeführt ist. Dadurch stellt sich ein besonders hohes Temperaturgefälle vom beheizten Trockenzylin­ der zu dem gekühlten Metallband ein, was zu einem besonders hohen Wärmefluß und somit zu einer erhöh­ ten Trocknungsrate führt.

Bevorzugt wird auch eine Ausführungsform der Ma­ schine, die sich dadurch auszeichnet, daß die Kühl­ einrichtung als Saug-, Blas- oder Saugblaskasten ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich, Luft als Kühlmedium zu verwenden, die einerseits kostenlos aus der Umgebung angesaugt werden kann und für die andererseits kein geschlossener, kostenintensiver Kühlkreislauf benötigt wird.

Weiterhin wird eine Ausführungsform der Maschine bevorzugt, bei der die Vorspannung des Metallbandes und/oder des Trockensiebs einstellbar ist, so daß sich vorzugsweise eine Flächenpressung von 10 kPa bis 100 kPa ergibt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt aus einer Trockenpartie, nämlich den Übergang zwischen zwei Trockengruppen.

Die im folgenden beschriebene Maschine kann allge­ mein für die Herstellung einer Materialbahn einge­ setzt werden. Rein beispielhaft wird davon ausge­ gangen, daß es sich hier um eine Maschine zur Her­ stellung einer Papierbahn handelt.

Die Figur zeigt einen Teil einer Papierherstel­ lungsmaschine 1 mit einer Trockenpartie 3 in sche­ matischer Seitenansicht. Die Trockenpartie 3 umfaßt mindestens eine, in diesem Ausführungsbeispiel zwei Trockengruppen 5 und 7, von denen hier lediglich der letzte Trockenzylinder 9 der Trockengruppe 5 und der erste Trockenzylinder 11 der Trockengruppe 7 dargestellt ist.

Die Trockengruppe 5 weist ein Metallband 13 auf, das mittels Umlenkrollen 15 bis 21 in einer ge­ schlossenen Schleife derart geführt ist, daß es an den Trockenzylinder 9 über einem Winkelbereich von annähernd 180° anliegt. An die Umlenkrolle 15 ist ein auch als Filz bezeichnetes Trockensieb 23 herangeführt und umläuft an dem Metallband 13 an­ liegend ebenfalls den Trockenzylinder 9. Das Trocken­ sieb 23 wird nach Ablaufen vom Trockenzylinder 9 mittels der Umlenkrolle 17 und einer weiteren Um­ lenkrolle 25 an den Anfang der Trockengruppe 5 oder auf die Umlenkrolle 15 zurückgeführt.

Innerhalb der von dem endlosen Metallband 13 ausge­ bildeten Schlaufe ist eine als vorzugsweise Saug­ blaskasten ausgebildete Kühleinrichtung 27 angeord­ net. Durch die Kühleinrichtung 27 wird das Metall­ band 13 in dem Bereich gekühlt, in dem es außen um den Trockenzylinder 9 herumgeführt ist.

Die Papierbahn 29 wird in einem Übergangsbereich 35 mittels Umlenkrollen 31 und 33 von dem Trockenzy­ linder 9 abgenommen und dem Trockenzylinder 11 der Trockengruppe 7 so zugeführt, daß die Papierbahn 29 wechselseitig getrocknet wird. Auf die Umlenkrolle 33 werden hier ein Trockensieb 23′ und ein Metall­ band 13′ auf- und mit der Papierbahn 29 zusammenge­ führt, so daß diese gemeinsam den Trockenzylinder 11 umlaufen. Der Aufbau der Trockengruppe 7 ist spiegelbildlich zu dem der Trockengruppe 5, wobei die Trockengruppe 7 ebenfalls eine Kühleinrichtung für das Metallband aufweisen kann.

Die Papierbahn 29 wird im Bereich der Umlenkrolle 15 gemeinsam mit dem Trockensieb 23 und dem Metall­ band 13 auf den beheizten Trockenzylinder 9 aufge­ führt, wobei das Trockensieb 23 zwischen der Pa­ pierbahn 29 und dem Metallband 13 angeordnet ist. Durch die hohe Vorspannung des Trockensiebs und/oder des Metallbandes wird die Papierbahn 29 auf den Umfang des Trockenzylinders 9 gepreßt, wo­ durch diese - ähnlich wie in einer Presseneinrich­ tung - verdichtet und der Wärmetransport innerhalb der Papierbahn sowie vom Trockenzylinder in Rich­ tung der Kühleinrichtung gesteigert wird. Weiterhin wird der Wärmetransport durch das große Temperatur­ gefälle vom beheizten Trockenzylinder 9 in Richtung auf das von der Kühleinrichtung 27 gekühlte Metall­ band 13 verbessert. Die in Richtung des Temperatur­ gefälles als Dampf aus der Papierbahn austretende Flüssigkeit schlägt sich als Kondensat an dem Trocken­ sieb 23 nieder und wird von diesem aufgenommen. Damit sind eine optimale Entwässerung der Papier­ bahn 29 sowie der Austrag der Flüssigkeit aus dem Trocknungsbereich realisiert. Die Papierbahn 29 wird in der spiegelbildlich aufgebauten Trocken­ gruppe 7 bevorzugt auf identische Art und Weise entwässert und getrocknet, so daß auf die obenste­ henden Ausführungen verwiesen werden kann.

Die durch das Anpressen der an dem Trockenzylinder anliegenden Papierbahn hervorgerufene Verdichtung führt neben dem erhöhten Flüssigkeitsaustrag und Wärmetransport zu einer Vergleichmäßigung der Pa­ pierbahneigenschaften, also zu einer qualitativen Verbesserung der Bahn. Eine Qualitätssteigerung stellt sich weiterhin durch die Trocknung der Pa­ pierbahn während des Anliegens am Trockenzylinder ein, da hier ein freies Schrumpfen der Bahn behin­ dert ist. Die auf die Papierbahn wirkende Flächen­ pressung kann durch die Vorspannung des Metallban­ des/Trockensiebs eingestellt werden und beträgt vorzugsweise 10 kPa bis 100 kPa, was einem Vielfa­ chen der aus dem Stand der Technik bekannten Flä­ chenpressung entspricht, die lediglich 2 kPa bis 4 kPa beträgt.

Die Trockenzylinder 9 und 11 können mit Dampf be­ heizt werden und weisen an ihrer Oberfläche Tempe­ raturen von 150°C bis 300°C auf. Die als Saug­ blaskasten ausgebildete Kühleinrichtung 27 beauf­ schlagt das Metallband mit einem Luftstrom, der eine geringere Temperatur aufweist, als die an der Oberfläche der Trockenzylinder vorherrschende Tem­ peratur. Die Temperatur des Luftstroms beträgt vor­ zugsweise 100°C bis 200°C.

Unter dem hohen Druck und unter Einwirkung der ho­ hen Temperatur ergeben sich für die Papierbahn sehr hohe Festigkeitseigenschaften, die auf die Erwei­ chung des im Papier vorhandenen Lignins und der He­ micellulose sowie der vermehrten Faserverbin­ dungsstellen beruhen.

Der Trockenzylinder 9 der Trockengruppe 5 weist hier nur beispielhaft einen größeren Durchinesser auf, als der Trockenzylinder 11 der Trockengruppe 7. Der Durchmesser der Trockenzylinder 9 und 11 kann gleich sein und in einem Bereich von 1,5 m bis 5,0 m liegen, wobei Trockenzylinder mit einem Durchmesser von 2,2 m bevorzugt werden.

Aus alldem wird deutlich, daß durch die hohe Flä­ chenpressung der Bahn, das Einstellen eines großen Temperaturgefälles und den optimierten Austrag der aus der Bahn austretenden Flüssigkeit mittels des - in die bevorzugte Austragsrichtung betrachtet - nachgeordneten Trockensiebs eine Trockenpartie re­ alisiert ist, die eine hohe Entwässerungsleistung und hohe Trocknungswerte/-raten aufweist. Eine der­ artig leistungsfähige Trockenpartie baut im Ver­ gleich zu herkömmlichen Trockenpartien sehr kurz, wodurch die Gesamtlänge der Maschine zur Herstel­ lung der Materialbahn ebenfalls reduziert ist.

Claims (4)

1. Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einer Trockenpartie, die mindestens eine Trockengruppe mit wenigstens einem Trockenzylinder umfaßt, in der die Materialbahn gemeinsam mit einem Trockensieb und mit einem Metallband mäanderförmig um den Trocken­ zylinder geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das außen um den Trockenzylinder (9) herumge­ führte Metallband (13) und/oder das zwischen der Materialbahn (Papierbahn (29)) und dem Metallband (13) angeordnete Trockensieb (23) stark vorgespannt sind und daß dem Metallband (13) eine Kühleinrich­ tung (27) zugeordnet ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Metallband (13) von der Kühleinrich­ tung (27) in dem Bereich gekühlt wird, in dem das Metallband (13) um den Trockenzylinder (9) herumge­ führt ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kühleinrichtung (27) als Saug-, Blas- oder Saugblaskasten ausgebildet ist.

4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung des Metallbands (13) und/oder des Trockensiebs (23) einstellbar ist, so daß sich vorzugsweise eine Flä­ chenpressung von vorzugsweise 10 kPa bis 100 kPa ergibt.