DE19882896B4

DE19882896B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen einer Papierbahn

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Publication number: DE19882896B4
Application number: DE19882896T
Authority: DE
Inventors: Kristian HAMSTRÖM; Harri Happonen; Antti Kuhasalo; Juha Lipponen; Jarkko Nurmi; Juha Ojanen; Hans Sundqvist
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2018-12-05
Also published as: BR9813814A; CA2311358C; US6365004B1; FI974562A; ATA915198A; DE19883031B4; FI114932B; AT410559B; WO1999032714A1; CA2311358A1; FI974562A0; DE19882896T1; JP2001527170A; BR9813814B1; AU1437599A

Abstract

Verfahren zum Trocknen einer Papierbahn, in dem die Papierbahn (W; 418) gegen die beheizten Zylinderoberflächen von Trockenzylindern (20; 410) mindestens einer Trockenzylindergruppe (R₂; 430) getrocknet wird, bevor die Papierbahn (W; 418) mittels Luftaufpralltrocknung durch mindestens ein Luftaufprallmodul (M₁; 434) getrocknet wird, wobei der endgültige Feuchtigkeitsanteil der Papierbahn (W; 418) gemessen wird und auf Grundlage des Messergebnisses die Luftaufpralltrocknungs-Effizienz reguliert wird, indem die Ausblasgeschwindigkeit, die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit des von dem Luftaufprallmodul (M₁; 434) ausgeblasenen Blasmediums eingestellt wird.

Description

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen einer Papierbahn in einer Trocknerpartie einer Papiermaschine oder dergleichen, in welcher Trocknerpartie die Bahn gegen beheizte Zylinderflächen von Trockenzylindern und mit Hilfe einer Luftaufpralltrocknung mit mindestens einem Luftaufprallmodul getrocknet wird.
Es ist bislang bekannt gewesen, in Mehrzylindertrocknern einer Papiermaschine einen Doppelsiebbahntransfer und/oder einen Einzelsiebbahntransfer zu verwenden. Während der letzten fünfzehn Jahre ist in einem steigenden Ausmaß ein Einzelsiebbahntransfer verwendet worden, in welchem Transfer lediglich ein Trocknersieb in jeder Trockenzylindergruppe vorhanden ist, wobei abgestützt auf diesem Sieb die Bahn durch die gesamte Gruppe derart geleitet wird, dass das Trocknersieb die Bahn mit Hilfe der Trockenzylinder gegen die beheizten Zylinderoberflächen presst, wobei die Bahn an der Seite der Außenkrümmung an dem Umkehrzylindern oder -walzen verbleibt. Somit sind in dem Einzelsiebbahntransfer die Trockenzylinder außerhalb der Siebschleife und sind die Umkehrzylinder oder -walzen innerhalb derselben. Bislang bekannt ist die Bauart von Trocknerpartien, welche lediglich so genannte normale Einzelsiebbahntransfergruppen umfassen, in denen die Trockenzylinder sich in der oberen Reihe und die Umkehrzylinder oder -walzen sich in der Bodenreihe befinden.
Um die Trockenzylinder zu erwärmen, wird in dieselbigen Dampf eingeführt und die Temperatur der Trockenzylinder durch ein Regulieren des Dampfdruckes und/oder der Durchflussrate des Dampfes gesteuert. Es ist ebenso möglich, wenngleich selten angewendet, den endgültigen Feuchtigkeitsanteil, der durch ein Regulieren der Geschwindigkeit der Maschine in der Trocknerpartie erreicht wird, zu steuern. In einem solchen Fall wird der Druck des Dampfes konstant gehalten – in Maschinen in begrenzter Trocknungskapazität gewöhnlich bei einem Maximaldruck – was bedeutet, dass der endgültige Feuchtigkeitsanteil erhöht oder reduziert werden kann, indem das Leiten der Bahn durch die Trocknerpartie beschleunigt oder verlangsamt wird.

Das am häufigsten angewendete Dampfdruckreguliersystem ist eine so genannte Kaskadenregulierung und eine Thermokompressorregulierung, die beispielsweise in der folgenden Veröffentlichung beschrieben sind: TAPPI NOTES, Practical Aspects of Pressing and Drying, Short Course, 1990.

Ein Problem dieser Trocknerpartien der herkömmlichen Art, in denen eine Trocknung vollständig mit Hilfe von Trockenzylindern durchgeführt wird, und zwar unter Anwendung von entweder einem Einzelsiebbahntransfer oder einem Doppelsiebbahntransfer, hat sich auf die Regulierung der Trocknungseffizienz bezogen. Um den erwünschten endgültigen Feuchtigkeitsanteil der Bahn zu erzielen, wird die Trocknungseffizienz der Trockenzylinder generell reguliert, indem der Druck des zu den Zylindern gespeisten Dampfes reguliert wird. Diese Art von Regulierung ist relativ langsam und reagiert daher nicht mit optimaler Geschwindigkeit beispielsweise auf plötzliche Änderungen des Feuchtigkeitsanteils in der Bahn, die in der Pressenpartie oder Siebpartie entstehen. Insbesondere in Verbindung mit einer Änderung einer Papiergüte, einem Anfahren und Bahnrissen ist eine endgültige Regulierung einer Trocknung bis zu dem optimalen Niveau durch ein Regulieren des Druckes des Dampfes gering, und zwar aufgrund der beträchtlichen Masse der Trockenzylinder. In der Regulierung verwendete Verfahren haben eine Trockenfeststoff-Messung basierend auf einer IR-Messung nach dem letzten Trockenzylinder und eine Rückführung zur Steuerung von Dampfdrücken, und zwar gewöhnlich zu der Hauptdampfzylindergruppe der Trocknerpartie, eingeschlossen. Diese Art von Regulierung hat als solche problemlos funktioniert, und zwar wenn eine Standardherstellung bei konstanter Geschwindigkeit in Frage gestanden ist und keine Bahnrisse aufgetreten sind. Regulierprobleme treten allerdings in Verbindung mit einer Änderung einer Papiergüte, mit Bahnrissen oder mit der Papiermaschinenanfahrphase auf.

In Verbindung mit einer Änderung einer Papiergüte werden in den herkömmlichen Trocknerpartien Probleme durch die Tatsache verursacht, dass jeder Trockenzylinder aufgrund seiner großen Masse eine große Wärmekapazität hat, was bedeutet, dass die Temperatur der Trockenzylinder sich langsam ändert. Daher sind die Temperaturänderungen in den Trockenzylindern nicht schnell genug gewesen, was eine Güte-Änderung angeht. In einigen Fällen sind die erforderlichen Änderungen mit Bezug auf die Regulierung einer Trocknungseffizienz bewerkstelligt worden, indem die Belastungen in der Pressenpartie geändert worden sind, wobei dies auch die Qualitäten des Papiers ändert, was offensichtlich gewöhnlich nicht erwünscht ist. Wenn ferner die Belastungen in der Pressenpartie geändert werden, ändert sich auch das Querrichtungsprofil der Papierbahn, was beispielsweise bedeutet, dass oftmals Unzulänglichkeiten in dem Feuchtigkeitsprofil vorhanden sind. Wegen der vorangegangenen Gründe kann eine Bahn mit mangelhaftem endgültigen Feuchtigkeitsanteil oder Qualitätsstandard auf dem Aufroller in Verbindung mit einer Änderung einer Papiergüte aufgerollt werden. Gemäß den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen dauert es etwa 15 bis 20 Minuten nach der Güte-Änderung, bis wieder ein ausgeglichener Zustand erreicht wird. Mit Papiermaschinengeschwindigkeiten von beispielsweise 1500 bis 1800 Meter/Minute wird während dieser Zeitdauer eine große Papiermenge, d.h. Papier von mangelhafter Qualität, hergestellt. Bei einer breiten Maschine kann die Menge 10 bis 20 Tonnen sein.

Während eines Bahnrisses entstehen andererseits Probleme beispielsweise aufgrund der Tatsache, dass die Trockenzylinder überhitzen, wenn kein Papier, das Wärmeenergie von den Zylindern weg transferieren würde, der Trocknerpartie zugeführt wird. Übermäßig heiße Zylinder verursachen Probleme im Aufführen von Bahnstreifen nach einem Bahnriss, da das Bahnstreifen-Aufführseil an den heißen Zylindern anhaftet. Zusätzlich übertrocknen übermäßig heiße Zylinder das Bahnstreifen-Aufführseil, wodurch das Seil spröde wird und es seine Festigkeitseigenschaften verliert, was Probleme im Bahnstreifen-Aufführen verursachen kann. Ferner nimmt es im Stadium, in welchem sich das Bahnstreifen-Aufführseil nach einem Bahnriss aufweitet, lange Zeit in Anspruch, bis die Trockenzylinder zu einer Gleichgewichtstemperatur zurückkehren, und zwar aufgrund der geringen Fähigkeit der Trockenzylinder, ihre Temperatur zu ändern, d.h. aufgrund ihrer großen Wärmekapazität. Im Falle eines Bahnrisses hat es bislang keine andere Möglichkeit gegeben, die Situation unter Kontrolle zu bringen, als durch ein Verringern von Dampfdrücken für die Fortdauer des Bahnrisses. Daraus resultiert wiederum, dass der endgültige Feuchtigkeitsanteil nach einem Bahnriss nicht mit den erwünschten Werten übereingestimmt hat. Ferner hat es eine lange Zeitdauer in Anspruch genommen, bis die Situation wiederhergestellt werden konnte, um normalen Betriebszuständen zu entsprechen.

In dem Papiermaschinenanfahrstadium werden die Dampfdrücke, die für eine besondere Papiergüte zweckmäßig sind, gewöhnlich zunächst aus einem Speicher genommen, in welchem Einstellwerte gesammelt worden sind, die sich in früheren entsprechenden Betriebssituationen als günstig erwiesen haben, beispielsweise aus Tabellen, wobei die Dampfdrücke in den Trockenzylindern mit Hilfe der obigen Daten gesteuert werden. Die ausgewählten Dampfdrücke und deren zeitliche Verzögerung oder Änderung kann auch auf Berechnungsmodelle und dadurch erhaltene Werte basiert werden. Wenn herkömmlicherweise die Bahn zunächst zur Maschine gebracht wird, sind die verwendeten Dampfdrücke etwas unterhalb der optimalen Drücke, woraufhin die Dampfdrücke auf das erwünschte Niveau erhöht werden. Die große Wärmekapazität aufgrund der großen Masse der Trockenzylinder macht ein Anfahren langsam, so dass es eine lange Zeitdauer in Anspruch nimmt, bevor die erwünschte Situation erreicht wird. Dies ist problematisch, da während des Anfahrstadiums eine große Papiermenge von mangelhafter Art hergestellt wird.

Die vorbeschriebenen Probleme beruhen somit hauptsächlich auf der Tatsache, dass die Wärmekapazität der Trockenzylinder groß ist und eine lange Zeitverzögerung vorhanden ist, bevor sie die erforderlichen Temperaturänderungen erzielen.

Die Trocknerpartie ist der Teil der Papiermaschine, der die meiste Energie verbraucht. Es kann davon ausgegangen werden, dass so viel wie über zwei Drittel des Energieverbrauches einer Papiermaschine in der Trocknerpartie stattfindet. Die Trocknerpartie sollte daher so ökonomisch wie möglich eingesetzt werden, d.h. in einer solchen Weise, dass eine möglichst große Verdampfungseffizienz und ein hochqualitatives Trocknungsergebnis sowie ein geringer Energieverbrauch erzielt wird. Eine Trocknung muss auch in der Querrichtung der Bahn gleichmäßig sein. Eine Zylindertrocknung ist derzeit das gebräuchlichste, in Anwendung befindliche Trocknungsverfahren.

Die Bahn kann nicht profiliert werden, d.h. eine Verdampfung kann nicht reguliert werden, um mit Hilfe einer Regulierung des Dampfdruckes der Zylinder oder der Geschwindigkeit der Maschine in der Querrichtung der Bahn gleichmäßig zu sein. In der Trocknerpartie oder selbst vor derselbigen, werden oftmals an einigen Stellen an der Bahn parallel zu der Bewegungsrichtung der Bahn Streifen gebildet, und zwar an Stellen, an denen die Bahn mehr trocknet als an anderen Stellen. Variationen in dem Feuchtigkeitsprofil der zu trocknenden Bahn, wenn diese an dem Luftaufprallmodul ankommt, hängen nicht nur von einer ungleichmäßigen Trocknung in der eigentlichen Trocknerpartie ab, sondern sind oftmals aufgrund einer ungleichmäßigen Entwässerung in der Pressenpartie vorhanden. Variationen in dem Feuchtigkeitsprofil können auch aufgrund eines ungleichmäßigen Feststoffprofils vorhanden sein, das bereits an der Siebpartie auftritt. Änderungen im Trocknungsbedarf ergeben sich auch in Verbindung mit einer Güte-Änderung. Feuchtigkeitsprofilmängel wie diese müssen korrigiert werden.

Bislang ist versucht worden, Feuchtigkeitsprofilmengen dadurch zu korrigieren, dass von Strahlrohren oder Düsen, die quer zu der Bahn an diesen Bereichen angebracht sind, ausgerichteten Wasserstrahlen aufgesprüht werden, um das Bahnfeuchtigkeitsniveau gleichmäßig zu machen. Ein Zusatz von Wasser zu der Bahn ist offensichtlich weniger vorteilhaft vom Gesichtspunkt des Energieverbrauches, da das zum Zwecke einer Regulierung aufgesprühte Wasser in einem späteren Stadium abermals von der Bahn getrocknet werden muss. Eine alternative Möglichkeit zur Korrektur eines Feuchtigkeitsprofilmangels bestand darin, Infrarottrockner zu verwenden, die quer über die Bahn angebracht sind, was Wasser insbesondere aus den Bereichen der Bahn mit den größten Feuchtigkeitsanteil verdampft. Infrarottrockner verbrauchen relativ große Energiemengen.

In der Zylindertrocknung wird die zu trocknende Bahn über die Oberfläche des Trockenzylinders geleitet, und zwar gepresst mittels des Siebes, was bedeutet, dass die Seite, die sich auf dem Bahnzylinder befindet, stets effizienter erwärmt und getrocknet wird als die andere Seite der Bahn. In modernen, schnellen Maschinen, in denen die Bahn unter Anwendung eines Einzelsiebtransfers getrocknet wird, kommt lediglich ein und dieselbe Seite der Bahn mit der Zylinderoberfläche in jeder Trocknergruppe in Kontakt, und trocknet diese somit effizienter als die andere Seite der Bahn. Ein einseitiges Trocknen der Papierbahn wird noch mehr verstärkt, wenn Papierbahn zu den Trockenzylindern geleitet wird, wobei dieselbe Seite immer in Kontakt mit diesen ist, und zwar auch in den verschiedenen Trockenzylindergruppen. In dieser einseitigen Weise getrocknetes Papier neigt dazu einzurollen, wenn es die Form von Blättern hat, was große Probleme in der Oberflächenbearbeitung des Papiers verursacht.

Um das vorangegangene Problem der Einseitigkeit zu lösen, d.h. ein Einrollen, ist vorgeschlagen worden, dass eine so genannte Umkehrgruppe in der Trocknerpartie angebracht wird, durch die die Bahn abgestützt auf dem Sieb geleitet wird, so dass die andere, weniger effizient getrocknete Seite in Kontakt mit den Trockenzylindern verläuft. Diese Lösung erfordert eine unterschiedliche Art von Trocknerpartiekonstruktion, in der in Abweichung von anderen Trocknergruppen der Trockenzylinder und die Siebschleife angepasst sind, um unterhalb der Bahn zu verlaufen. In diesem Fall fällt der während eines Bahnrisses oder eines Anfahrens gebildete Papierfertigungsausschuss in die Taschen, die durch die Siebschleife gebildet werden, und zwar zwischen den Trockenzylindern und dem Sieb, von wo aus es schwierig sein kann, den Fertigungsausschuss zu entfernen. Aufgrund der Schwierigkeiten bezüglich der Entfernung von Fertigungsausschuss ist die Betriebsfähigkeit dieser Bauart einer Umkehrtrocknerpartie in Zusammenhang mit Bahnrissen und Anfahrvorgängen schlecht. In einem herkömmlichen Einzelsiebbahntransfer ist die Siebschleife andererseits angepasst, um oberhalb der Bahn zu laufen, in welchem Fall der in Verbindung mit einem Bahnriss gebildete Fertigungsausschuss frei unterhalb der Maschine fällt, von wo er leicht entfernbar ist.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorbeschriebenen Probleme zu lösen.

Es ist ein besonderes Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Trocknerpartie zu schaffen, in denen eine Schnell-Regulierung einer Trocknungseffizienz möglich ist, und zwar beispielsweise im Zusammenhang mit einer Papiergüte-Änderung, mit Bahnrissen und Anfahrsituationen.

Ein weiteres Ziel besteht darin, ein energie-effizientes Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Schnell-Einstellung einer Gesamtverdampfung beispielsweise in Verbindung mit einer Papiergüte-Änderung, einem Bahnriss und einem Anfahren zu ermöglichen.

Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine genau eingestellte Verdampfungssteuerung ermöglicht, wie etwa eine Steuerung einer Profilierung oder Verdampfung auch in der Querrichtung der Bahn.

Noch eine Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe ein einseitiges Trocknen der Bahn und das daraus folgende Einrollen minimiert werden kann.

Noch ein Ziel besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen zur Regulierung der Trocknung einer Papierbahn, die eine leichte Wartung der Trocknerpartie, ein schnelles Entfernen von Fertigungsausschuss und somit eine gute Betriebsfähigkeit gestattet.

Um die oben erwähnten Zielsetzungen zu erreichen, sieht die Erfindung ein Verfahren und eine Trocknerpartie zum Trocknen einer Papierbahn sowie eine Vorrichtung zum Optimieren der Trocknung einer Papierbahn und/oder des Energieverbrauchs in einer Trocknerpartie einer Papiermaschine vor.

Anstelle einer Trocknerpartie basierend auf einer herkömmlichen Trockenzylindertrocknung bezieht sich die Erfindung auf eine Trocknerpartie, die sowohl eine Luftaufpralltrocknung als auch eine Trocknung mit Hilfe von Trockenzylindern ausübt. Mit Bezug auf diese Art von Trocknerpartie sei beispielsweise auf die finnischen Patentanmeldungen FI971713 und FI971714 der Anmelderin Bezug genommen.

In dieser Anmeldung bezieht sich eine Luftaufpralltrocknung sowohl auf eine Luftaufpralltrocknung, die unmittelbar auf die Bahn gerichtet ist, als auch auf eine Durchflusstrocknung, die durch das Sieb oder ein entsprechendes Förderbandgewebe bewirkt wird. Eine so genannte Durchflusstrocknung, die insbesondere gut geeignet ist zur Trocknung von porösen Bahnen, ist auch in dem Schutzbereich der Luftaufpralltrocknung eingeschlossen. Erfindungsgemäß kann eine Luftaufpralltrocknung auf eine Bahn gerichtet werden, die über einem mit großem Durchmesser versehenen Zylinder, einer Walze, einer Saugwalze, einem Durchflusszylinder oder einer anderen gekrümmten Oberfläche passiert. Eine Luftaufpralltrocknung kann auch linear ausgerichtet sein, beispielsweise auf eine durch ein Sieb oder ein Band abgestützte Bahn, welche abgestützt auf Walzen oder Blaskästen verläuft. Die linear verlaufende Bahn kann so eingerichtet sein, dass sie in einer horizontalen, vertikalen oder geneigten Position verläuft. Heißluft oder überhitzter Dampf werden bevorzugt als das Medium in der Luftaufpralltrocknung verwendet.

Um die oben dargelegten und später ersichtlich werdenden Ziele zu erreichen, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Trocknung einer Papierbahn die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale.

Die erfindungsgemäße Trocknerpartie zur Trocknung einer Papierbahn umfasst die in Anspruch angegebenen Merkmale.

Erfindungsgemäß kann eine Luftaufpralltrocknung während verschiedene Übergangsstadien verwendet werden, wie etwa jener betreffend einer Güte-Änderung, eines Bahnrisses und eines Anfahrens, zur Steuerung von Änderungen in einer Trocknungskapazität und zur Beseitigung oder zumindest zur Minimierung der während dieser Stadien auftretenden Probleme.

Die erfindungsgemäß erzielten Vorteile basieren insbesondere auf der Tatsache, dass ein Luftaufprall extrem schnell auf Einstellmaßnahmen reagiert, was bedeutet, dass sie für die Schnelleinstellung einer Trocknungseffizienz anwendbar ist, die beispielsweise von einer Güte-Änderung, einem Bahnriss oder einem Anfahren erforderlich ist. Zusätzlich zu der Schnelleinstellung einer Trocknungseffizienz werden vorteilhaft gleichzeitig auch die Dampfdrücke der Trockenzylinder in der Trocknerpartie reguliert.

In der Regulierung der Trocknungseffizienz der Trocknerpartie und des Trocknungsverfahrens gemäß der Erfindung kann ein als solcher bekannter Optimieralgorithmus verwendet werden, der die Trocknungskosten und/oder Qualitäten des Papiers optimiert. Erfindungsgemäß kann beispielsweise auch MPC (Modell- Vorhersage-Steuerung), d.h. eine Modellvorhersage-Mehrvariablen-Steuerung verwendet werden.

Wenn eine Luftaufpralltrocknung erfindungsgemäß zur Regulierung einer Trocknungseffizienz verwendet wird, können einer oder mehrere der verschiedenen Luftaufprallparameter optional nach Wunsch in der Luftaufpralltrocknung eingestellt werden: Beispielsweise die Ausblasrate, die Temperatur des Blasmediums, die Feuchtigkeit des Blasmediums, und der Abstand der Lufthaube von der Bahn (vorteilhaft besonders während Bahnrissen). Die Luftaufprallhauben können auch aus in Maschinenrichtung gelegenen Segmenten aufgebaut werden, in welchem Falle es möglich ist, jedes Segment separat einzustellen und/oder falls notwendig abzuschließen. Um das Querrichtungsprofil einzustellen, können die Luftaufprallhauben auch in Querrichtung in Segmente unterteilt werden, in denen die oben erwähnten Luftaufprallparameter entweder zusammen oder separat einstellbar sind.

In Verbindung mit einer Güte-Änderung sind die von der neuen Papiergüte erforderlichen Sollwerte gewöhnlich im voraus bekannt, d.h. beispielsweise die Dampfdrücke der Trockenzylinder, mit deren Hilfe das angestrebte Endprodukt erzielt wird. Der Dampfdruck kann somit in einer erwünschten Höhe eingestellt werden unmittelbar beim Start der Güte-Änderung oder allmählich, und zwar auch dann, wenn das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird. Da jedoch dies Art von Einstellung langsam ist, wird gemäß der Erfindung gleichzeitig ein Luftaufprall reguliert, und zwar entweder auf der Grundlage eines vorhandenen Luftaufprallmodells, mit dessen Hilfe die erforderlichen Reguliermaßnahmen berechnet werden, oder durch eine fortgesetzte Rückführ-Regulierung. Wenn sich die Trocknungseffizienz der Zylinder allmählich ändert, wird die Änderung durch eine entgegen gesetzte Änderung in der Trocknungseffizienz des Luftaufpralls kompensiert.

Im Anfahrstadium einer Papiermaschine werden die Trockenzylinder zunächst gemäß bekannter Heizsequenzen erwärmt. Die Luftaufprallhauben werden in einer entsprechenden Weise vorgewärmt. Anschließend können die Betriebsparameter nach Wunsch gemäß den vorbestimmten Werten oder der Trocknungssimulationsberechnung festgelegt werden. Mittels Rückführung können die Werte der Trockenzylinder und des Luftaufpralls anschließend derart gesteuert werden, dass die erwünschten Qualitätsparameter erhalten werden.

Wenn der Betrieb für eine vollständig neue Papiergüte begonnen hat, werden die Sollwerte, die sich für die nächstliegende Papiergüte unter den vorausgegangenen Betriebssituationen als günstig erwiesen haben, zunächst von dem Speicher ausgewählt und anschließend unter Anwendung dieser Sollwerte und durch Ausübung einer Rückführung der Luftaufprall und vorteilhafter Weise auch Dampfdrücke derart reguliert, dass die erwünschten Werte für die neue Papiergüte erhalten werden.

Im Falle eines Bahnrisses werden die Dampfdrücke der Trockenzylinder abgesenkt, die Luftaufprallhauben geöffnet und der Fertigungsausschuss mit Hilfe von Fertigungsausschussfördergeräten zum Abzug geleitet. Das den Hauben eigene Steuersystem übernimmt eine Umleitungsluftzirkulation innerhalb der Haube, eine Gaszufuhrregulierung und eine Regulierung der Ausblasrate, Abluft und Frischluft. Wenn die Fertigungsstraße nach einer Bahnstreifen-Aufführung erneut gestartet wird, werden diese Maßnahmen natürlich in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt und wird die erforderliche Regulierung einer Trocknungseffizienz mit Hilfe eines Luftaufpralles durchgeführt.

Die Erfindung wird natürlich auch auf ein Regulieren einer Trocknungseffizienz während eines Normalbetriebs angewendet, und zwar zusätzlich zu den vorbeschriebenen besonderen Stadien. Erfindungsgemäß kann die Qualität des Papiers fortlaufend optimiert werden, und zwar auch im Sinne der Qualität, während gleichzeitig die Kostendaten Anwendung finden. Dies bedeutet, dass die Position des Luftaufprallmoduls in der erfindungsgemäßen Trocknerpartie auch ein Regulierparameter werden kann.

Die Position eines Luftaufpralls ist in einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung berücksichtigt worden, in welchem der Trockenfeststoffanteil einer Papierbahn, die aus einer Pressenpartie der Papiermaschine kommt und durch zumindest eine Trockenzylindergruppe geführt wird, sowie auf einen Feststoffanteil von bevorzugt beispielsweise über 70%, selbst über 75%, getrocknet wird, reguliert wird, indem die Papierbahn auf dem Sieb oder dergleichen abgestützt durch einen schlitzförmigen Raum hindurchgeleitet wird, der gebildet ist zwischen

– einer gekrümmten oder linearen Luftaufprallhaube, die sich über eine oder mehrere Bahnen erstreckt, und
– einer gekrümmten oder linearen Oberfläche, wie etwa einem Zylinder, einer Walze oder einem Unterdruckkasten, die sich quer über ein oder mehrere Bahnen erstrecken, und
– durch ein Ausblasen von mehreren, in Reihe gelegenen Heißluftstrahlen vorbestimmter Trocknungseffizienz und in Querrichtung der Bahn, und zwar ausgehend von der einen oder von mehreren Luftaufprallhauben in diesem schlitzförmigen Raum in Richtung auf die Papierbahn. Falls erwünscht können Dampfstrahlen anstelle von Luftstrahlen verwendet werden, in welchem Falle allerdings die speziellen Anforderungen, die aufgrund von Heißdampf an die Haubenkonstruktion der Haube gestellt werden, sowie beispielsweise ihren Dichtungserfordernissen in Betracht gezogen werden müssen.

Die Luftaufprallhaube bezieht sich auf jegliche bekannte kastenartige Konstruktion als solche, von der Heißluft- oder Dampfstrahlen durch Löcher, Schlitze oder andere Düsen auf die Bahn ausgeblasen werden.

Der Unterdruckkasten bezieht sich vorteilhaft auf eine kastenartige Konstruktion, die einen geringen Unterdruck von etwa 100 bis 400 Pa, bevorzugt 200 bis 300 Pa, zwischen dem Unterdruckkasten und dem Sieb/der Bahn verschafft, wobei die Seite der Konstruktion an der Seite der Bahn hauptsächlich eben ist. Sinn und Zweck dieses geringen Unterdrucks besteht darin, die nachteilige Ablösung der Bahn von dem Sieb zu verhindern. Das Ziel besteht darin, mit Hilfe des Unterdruckes zu verhindern, dass die Bahn flattert, und zwar beispielsweise aufgrund der Blasströmung von oben, und mit der Luftaufprallhaube in Kontakt kommt. Das Ziel besteht darin, die Bahn in einer gesteuerten Weise durch den zwischen den Kästen gebildeten Schlitz zu führen. Der erforderliche geringe Unterdruck kann bevorzugt mit Hilfe eines Blaskastens, wie der in 4a unten beschriebene, oder mittels eines Saugkastens vorgesehen werden.

Eine typische Papiermaschinentrocknerpartie kann in drei Teile unterteilt werden:

– einem ersten Teil, in dem die Papierbahn hauptsächlich erwärmt wird, allerdings gleichzeitig der Trockenfeststoffanteil der Bahn typischerweise innerhalb des Bereiches von 40 bis 60% angehoben wird,
– einem zweiten Teil, in welchem ein Großteil des freien Wassers in der Bahn durch eine gleichmäßige Verdampfung in dem Trockenzylindergruppen abgezogen wird, durch die die Bahn in einem Einzelsieb- oder Doppelsiebbahntransfer geleitet wird, und in denen der Trockenfeststoffanteil der Bahn typischerweise innerhalb von 45 bis 85% ansteigt, und
– einem dritten Teil, in dem die Bahn schließlich mit Hilfe der Trockenzylinder getrocknet wird und in dem der Trockenfeststoffanteil der Bahn typischerweise auf einen Bereich von 75 bis 98% ansteigt.

In einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Luftaufprallmodul, das die exakt angestrebte Trocknungseinstellung ermöglicht, in dem Optimalbereich in der Trocknerpartie mit Hinblick auf die Regulierung einer Trocknung und eines Energieverbrauchs angepasst werden, d.h. beispielsweise in einem Bereich, in dem die Bahn bereits einen Trockenfeststoffanteil von mehr als 70%, bevorzugt 75%, erreicht hat. Dieser Bereich ist an dem Ende der Trocknerpartie gelagert, und zwar typischerweise vor der letzten oder zweitletzten Trockenzylindergruppe, einer typischen Trockenzylindergruppe in einer Trocknerpartie, die mit einem Einzelsiebbahntransfer versehen ist, der etwa drei bis acht Trockenzylindern aufweist.

Die relative Trocknungseffizienz der Trockenzylinder fällt, sobald die Bahn einen Trockenfeststoffanteil von mehr als 70%, typischerweise 75%, erreicht hat, d.h., wenn der Hauptteil des leicht verdampften Wassers von der Bahn abgezogen worden ist. Mit Hilfe eines Luftaufpralls kann das fester in der Bahn gebundene Wasser mit guter Trocknungseffizienz abgezogen werden, und zwar selbst von einer Bahn, die so trocken wie diese ist.

In der Lösung gemäß dem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die neue Erkenntnis angewendet, wonach mit Hilfe eine Luftaufpralls, in Form eines effizienten Trockenimpulses, es möglich ist,

– ein Bahntrocknen vorteilhaft zu beeinflussen, und zwar nicht nur in den Anfangstrockenstadien, d.h. während sich die Temperatur der Bahn erhöht, sondern ausdrücklich auch in den Endtrockenstadien. Die Anwendung der Trockenzylinder ist vom Gesichtspunkt einer Energieeffizienz höchst effizient mehr oder weniger in der Mitte der Trocknerpartie;
– das Profilieren der Bahn zu beeinflussen, wenn der Trockenfeststoffanteil der Bahn größer als 70%, selbst größer als 90% ist, solange der Endtrockenfeststoffanteil erreicht wird. Mit dem bislang bekannten Verfahren ist versucht worden, das Profilieren der Papierbahn an dem Ende der Trocknerpartie zu beeinflussen.
– das Einrollen von Papier in einer bevorzugten Weise an dem Endstadium in der Trocknerpartie zu beseitigen, in dem der Trockenfeststoffanteil der Bahn bereits über 70%, typischerweise über 75%, in einem Bereich liegt, nach welchem die Papierbahn nicht mehr so einfach wie in der Mitte der Trocknerpartie dazu neigt, einseitig zu trocknen. Die Anwendung von Umkehrgruppen an dem Ende der Trocknerpartie ist vor kurzem für die Steuerung eines Einrollens vorgeschlagen worden.

Nunmehr ist herausgefunden worden, dass der Optimalbereich für das kombinierte Anheben einer Trocknungseffizienz, eine Profilier- und Einrollsteuerung mit Hilfe eines Luftaufpralls an dem Endteil der Trocknerpartie angeordnet ist, an der der Trockenfeststoffanteil der Papierbahn mehr als 70%, bevorzugt mehr als 75% beträgt, und zwar bis zu einem Trockenfeststoffanteil von etwa 95%, bevorzugt innerhalb des Bereiches von 75% bis 85%. Selbst ein sehr kurzer effektiver Trockenimpuls, der weniger als 1 Sekunde dauert oder selbst weniger als 0,5 Sekunden dauert, ist oftmals ausreichend zur Regulierung einer Trocknung. Ein kurzer, effizienter Trockenimpuls kann durch einen linearen Luftaufprall über eine Länge von 1 bis 20 m, bevorzugt 5 bis 10 m erzielt werden.

Generell kann es vorteilhaft sein, eine Endtrocknung nach einem Luftaufprall mit Hilfe von Trockenzylindern mit einer oder zwei Trockenzylindergruppen durchzuführen. In bestimmten Spezialfällen kann das Luftaufprallmodul auch an dem äußersten Ende der erfindungsgemäßen Trocknerpartie angepasst werden. Dies sollte insbesondere dann bewerkstelligt werden, wenn der endgültige Trockenfeststoffanteil der getrockneten Bahn bei 90% oder lediglich etwas darüber verbleibt.

Die Regulierung einer Trocknungseffizienz basiert gewöhnlich auf dem Trockenfeststoffanteil der Bahn, der nach der Trocknerpartie gemessen wurde, und zwar ungeachtet der Ursache des Bedarfs für eine Änderung in einer Trocknung. Eine Messung kann natürlich auch irgendwo vor oder nach dem Luftaufprallmodul stattfinden. Die Trocknungseffizienz des Luftaufprallmoduls wird ebenso auf der Grundlage des gemessenen Trockenfeststoffanteils eingestellt. Die Trocknungseffizienz einer typischen Luftaufpralleinheit gemäß der Erfindung wird durch Einstellen der Temperatur, des Feuchtigkeitsanteils oder der Geschwindigkeit der geblasenen Luftstrahlen reguliert.

Die in der Luftaufpralleinheit verwendete Gebläseluft ist bevorzugt Gebläseluft, die von dem Papiermaschinenraum oder in einer mittels einer Haube geschlossenen Trocknerpartie geleitet wird, die Rückluft der Haube, oder die Rückluft von der Luftaufprallvorrichtung selbst. Die Temperatur der Gebläseluft wird angehoben und/oder deren Feuchtigkeitsniveau abgesenkt, bevor sie in Richtung der Papierbahn geblasen wird. Die Rückluft der verschiedenen Luftaufprallmodule kann mit Hilfe eines üblichen Brenners, wie etwa ein Gas- oder Ölbrenner oder eine andere gleichartige Heizeinrichtung erwärmt werden, die in einem separaten Raum angrenzend an die Trocknerpartie eingepasst ist. Andererseits kann ein individueller Brenner oder dergleichen in jeder Luftaufpralleinheit oder einem Teil einer Einheit integriert werden, und zwar in der Bahnrichtung oder in der Querrichtung der Bahn, was bedeutet, dass die verschiedenen Luftaufpralleinheiten oder deren Teile unabhängig voneinander eingestellt werden können.

Die Luftaufprallhaube oder -einheit gemäß der Erfindung bläst bevorzugt Heißluft, deren Temperatur zwischen 40°C–500°C, vorteilhaft 200°C bis 400°C in Abhängigkeit von der jeweils erforderlichen Trocknungseffizienz festgelegt ist. Der Feuchtigkeitsanteil der Luftstrahlen variiert typischerweise zwischen 0–300 g H₂O/kg Trockenluft.

Die Trocknungseffizienz der Luftaufpralleinheit kann allerdings auch reguliert werden durch ein Einstellen der Geschwindigkeit der Luftstrahlen. In einem solchen Fall sind die Geschwindigkeiten der Luftstrahlen typischerweise zwischen 40 bis 200 m/s, bevorzugt zwischen 50–150 m/s und am meisten bevorzugt zwischen 70–120 m/s aufrechterhalten.

Mittels des effizienten Heißluft- oder Dampfstrahles des Luftaufprallsystems ist es möglich, eine auf die Papierbahn ausgerichtete Trocknung extrem schnell, praktisch ohne Verzögerung, zu regulieren. Die Änderung einer Einstellung, die in der Luftaufprallhaube stattfindet, ist in ihrem vollen Ausmaß in der Papierbahn innerhalb weniger Sekunden ersichtlich.

Die Temperatur der Heißluft kann einfach durch Einstellen des Brennstoffventils des Brenners reguliert werden. Keine Zeit wird benötigt, um die Temperatur der eigentlichen Vorrichtung zu erhöhen oder abzusenken, wie es in einer Trocknung mit einem Trockenzylinder der Fall ist. Mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Luftaufpralls kann eine Trocknungseffizienz bei 20 bis 100% extrem schnell geändert werden. Eine vollständige Änderung kann typischerweise in weniger als 30 Sekunden, gewöhnlich in weniger als 10 Sekunden erzielt werden, was lediglich ein Bruchteil der Zeitdauer ist, die erforderlich ist, um dieselbe Änderung mit einer herkömmlichen Zylindertrocknung aufzubringen. Ein Regulieren mittels einer Zylindertrocknung nimmt mehrere Minuten in Anspruch.

In der Trocknerpartie können zwei Luftaufpralleinheiten auch aufeinander folgend innerhalb des Optimalbereiches zur Regulierung des Luftaufpralls eingepasst werden, in welchem Falle deren Trocknungseffizienz entweder separat oder zusammen eingestellt werden kann, um ein optimales Trockenergebnis zu erzielen. Es ist gewöhnlich vorteilhaft, aufeinander folgende Aufprallhauben in der Trocknerpartie derart anzupassen, dass die Trocknungseffizienz der von der ersten Luftaufprallhaube kommenden Luftstrahlen im Durchschnitt größer ist als die Trocknungseffizienz der von der darauf folgenden Luftaufprallhaube kommenden Luftstrahlen.

Jedes Luftaufprallmodul hat bevorzugt mehrere benachbarte Reihen von Düsen, die durch Blasdüsen ausgebildet sind, die in einer Aufeinanderfolge über die Bahn angepasst sind. Diese Düsen können derart eingerichtet werden, dass sie alle mittels derselben Einstellung einstellbar sind, und zwar jede Düse separat oder eine bestimmte Gruppe von Düsen separat. Es ist oftmals vorteilhaft, die erfindungsgemäße Luftaufpralleinheit in mehrere Segmente in der Querrichtung in der Bahn zu unterteilen, in welchem Falle die Düsen den verschiedenen Segmenten separat einstellbar sind. Die Segmente können 100 mm schmal sein. Typischerweise variiert die Breite der Segmente zwischen 500 mm bis 2000 m.

Die Erfindung ist nachfolgend ausführlicher anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, auf die die Einzelheiten der Erfindung keinesfalls beschränkt sein sollen. Es zeigen:
1a/1b eine Seitenansicht und ein Beispiel einer Trocknerpartie in einer Papiermaschine, in der das erfindungsgemäße Verfahren zur Einstellung der Trockenzylinder und zur Regulierung eines Luftaufpralls verwendet wird;
2 ein Kennfeld, das beispielhaft die Wirkung der Blastemperatur und Blasgeschwindigkeit einer Luftaufpralltrocknung auf eine Trockenkapazität zeigt;
3a bis 3d in Seitenansicht bislang bekannte Luftaufpralleinheiten, die in Verbindung mit Trockenzylindern und Saugwalzen eingepasst sind;
4 in Seitenansicht einen Querschnitt in der Bahnrichtung einer linearen Luftaufpralleinheit, die erfindungsgemäß angewendet wird und zwischen zwei Trockenzylindergruppen angepasst ist;
4a in grafischer Ansicht eine vergrößerte Ansicht des in 4 gezeigten Unterdruckkastens;
5a in grafischer Ansicht einen Teil der Düsenoberfläche der in 4 gezeigten Luftaufprallhaube;
5b in grafischer Ansicht einen vertikalen Querschnitt eines Teiles der in 4 gezeigten Luftaufprallhaube;
6 in derselben Weise wie in 4 eine zweite lineare Luftaufpralleinheit gemäß der Erfindung;
7 in derselben Weise wie 4 eine dritte lineare Luftaufpralleinheit gemäß der Erfindung;
8 eine typische Trocknungseffizienzkurve der Trockenzylinder in einer Trocknerpartie, die mit einem Einzelsiebbahntransfer versehen ist, und
9 die Feuchtigkeitsprofilkurve der Papierbahn vor und nach einem Profilieren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In 1a ist die Erfindung in Verbindung mit der ersten Trocknerpartie beschrieben, d.h. der Trocknerpartie, die unmittelbar nach der Pressenpartie eingepasst ist. Dies soll allerdings keineswegs die Erfindung darauf beschränken, dass diese sich lediglich auf die erste Trocknerpartie bezieht. Die Erfindung ist auch auf die Zwischentrocknerpartie oder die letzte Trocknerpartie vollständig anwendbar. In der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen bezieht sich der Begriff Trocknerpartie tatsächlich auf die Trocknerpartie insgesamt und deren Teile, wie etwa der ersten, der dazwischen gelegenen und der letzten Trocknerpartie, sofern nichts anderes angegeben ist.
1a zeigt eine besonders vorteilhafte Trocknerpartielösung, in der die Erfindung angewendet wird. In 1a wird die Papierbahn W von der (nicht gezeigten) Pressenpartie der Papiermaschine zu dem Beginn der Trocknerpartie gefördert, und zwar mit Hilfe des Pressfilzes zu deren erster Trocknereinheit R₁. Im Falle der 1a ist die erste Trocknereinheit eine Flach-Trocknereinheit, d.h. das lineare Luftaufprallmodul M₀, das eine Luftaufprallhaube 10 aufweist, von der Heißluft und/oder Dampf auf die auf dem Siebe 12 laufende Bahn W geblasen wird. Die Bahn verläuft unterhalb der Haube 10 auf dem horizontalen Verlauf des Siebes 12, das auf einer Stützeinrichtung 14 abgestützt ist. Diese Einrichtung, die den horizontalen Lauf des Siebes 12 und somit auch der Bahn stützt, umfasst beispielsweise gerillte Walzen und/oder Saug- oder Blaskästen. Mit Hilfe des Luftaufprallmoduls M₀ der Trocknereinheit R₁ wird ein intensiver Trockenenergieimpuls von der Lufthaube auf die Bahn W gerichtet.
Im Luftaufprallmodul M₀ verläuft die Papierbahn linear in der horizontalen Ebene, und zwar abgestützt durch den oberen Verlauf des Trocknersiebs 12 in einer solchen Weise, dass sie keiner großen Richtungsänderung unterworfen wird und somit keine großen dynamischen Kräfte darauf ausgeübt werden, welche einen Bahnriss in der Bahn verursachen könnten, welche immer noch relativ feucht und somit brüchig ist. Innerhalb der Lufthaube 10 befindet sich eine Düsenanordnung zur Herstellung eines Luftaufpralls, wobei mit dieser Anordnung Heißtrockengase, wie etwa Luft oder Dampf, auf die obere Oberfläche der Bahn geblasen werden. In der Trocknereinheit R₁ ist es zusätzlich oder alternativ möglich, Strahler, wie etwa Infrarotheizer, anzuwenden. Die Luftaufprallvorrichtungen und/oder Strahler der Trocknereinheit R₁ können derart eingerichtet werden, dass sie bezüglich ihrer Effizienz in der Querrichtung der Bahn einstellbar sind, um eine Querbahnprofilierung in der Bahn W zu erreichen. Obwohl das in 1a gezeigte Luftaufprallmodul M₀ ein Horizontal-Modell darstellt, ist es offensichtlich, dass an dessen Stelle alternativ oder zusätzlich auch weitere Arten von Einheiten verwendet werden können, wie etwa eine Trocknungsvorrichtung basierend auf einem Luftaufprall, der oberhalb der Saugwalze stattfindet. An dieser Stelle kann das Luftaufprallmodul M₀ sogar durch eine Zylindergruppe ersetzt werden, sofern eine Luftaufpralltrocknung erfindungsgemäß zu einem späteren Stadium in der Trocknerpartie angewendet werden kann. In der Flach-Trocknereinheit M₀ kann anstelle eines herkömmlichen Siebes ein undurchlässiges Band verwendet werden.
In 1a ist die erste so genannte normale (nicht umgekehrte) Trocknereinheit R₂, die eine Trockenzylindergruppe mit einem Einzelsieb 16 aufweist, nach der Flach-Trocknereinheit M₀ eingepasst. Das Sieb 16 ist, wie die meisten anderen Siebe, in der Figur lediglich teilweise gezeigt. Die zweite Trocknereinheit R₂ sowie die nächsten gleichartigen, so genannten normalen, nach unten offenen Trocknereinheiten R₄, R₆, R₈, R₉ und R₁₀, die aus einer Einzelsiebzylindergruppe bestehen, schließen drei oder vier Kontakttrockenzylinder 20 ein, die in der oberen Reihe angepasst sind und mittels Dampf erwärmt werden, und drei oder vier Schwenksaugwalzen 22, beispielsweise eine VAC-Walze, die in der unteren Reihe eingepasst ist. Die zu trocknende Papierbahn W kommt in unmittelbare Berührung mit den Oberflächen der mit Dampf erwärmten Trockenzylinder 20. An den Schwenksaugwalzen 22 verbleibt die Bahn W an der Seite der äußeren Krümmung des Trocknersiebs 16.
In der in 1a gezeigten Trocknerpartie folg auf die Trocknereinheit R₂ eine Luftaufpralltrocknereinheit R₃, die zwei Kontakttrockenzylinder 24, 24' und ein Luftaufprallmodul M₁ aufweist, welches wiederum einen Luftaufprall-/Durchflusszylinder 26 mit großem Durchmesser D₁ mit Bohrungen in seiner Ummantelung, der nachfolgend als Zylinder mit großem Durchmesser bezeichnet wird, und zu öffnende Hauben 28, 28' aufweist, die die Ummantelung des Zylinders 26 großen Durchmessers teilweise abdecken. Ein Trocknersieb 30 ist so angepasst, dass es sich um die Kontakttrockenzylinder 24, 24' und den Zylinder 26 großen Durchmessers windet.
Das Luftaufprallmodul M₁ der Trocknereinheit R₃ ist in den Untergeschoßräumlichkeiten BP unterhalb des Bodenniveaus K₁ der Papiermaschinenhalle eingepasst und am Bodenniveau dieses Raumes angebracht. Die Zentralwellen der Kontakttrockenzylinder 24, 24' der Luftaufpralltrocknereinheit R₃ und gleichartiger folgender Luftaufpralltrocknereinheiten R₅ und R₇ gemäß der Erfindung sind bevorzugt im wesentlich am Bodenniveau K₁ der Papiermaschinenhalle oder nahe an diesem, höchst bevorzugt etwas oberhalb desselben angeordnet.
Die zu trocknende Papierbahn W wird von der Trocknereinheit R₂, die die erste Trockenzylindergruppe aufweist, bevorzugt in einem geschlossenen Transfer zu dem ersten Kontakttrockenzylinder 24 der nächsten Luftaufpralltrocknereinheit R₃ geleitet, woraufhin die Bahn W auf dem Sieb 30 der Einheit R₃ über den Zylinder 26 großen Durchmessers des Luftaufprallmoduls M₁ in einem beträchtlich breiten Sektor b ≈ 180° bis 280° abgestützt mittels des Trocknersiebs 30 geleitet wird, und von dort aus auf den zweiten Kontakttrockenzylinder 24' dieser Einheit R₃ geleitet wird. Von diesem zweiten Zylinder 24' wird die Bahn abermals bevorzugt in einem geschlossenen Transfer zu der nächsten so genannten Normaltrocknereinheit R₄ transferiert, die eine Trockenzylindergruppe umfasst, welche Einheit grundsätzlich der vorbeschriebene Trocknereinheit R₂ gleicht. Anschließend folgt eine weitere Luftaufpralltrocknereinheit R₅, die mit einem Zylinder mit großem Durchmesser ausgerüstet ist, wobei diese Einheit der vorbeschriebenen Luftaufpralltrocknereinheit R₃ gleicht, und deren Zylinder 26 großen Durchmessers ebenso in den Untergeschoßräumlichkeiten BP angeordnet ist. Nach der Trocknereinheit R₅ wird die Bahn W, immer noch bevorzugt in einem geschlossenen Transfer, zur nächsten Trocknereinheit 6 gefördert, die eine Trockenzylindergruppe aufweist, wobei diese Einheit der Trocknereinheiten R₂ und R₄ gleicht. Nach der Trocknereinheit R₆ folgt die dritte Luftaufpralltrocknereinheit R₇, die mit einem Zylinder großen Durchmesser ausgerüstet ist, wobei der Zylinder 26 großen Durchmessers ebenso in den Untergeschoßräumlichkeiten BP angeordnet ist. Nach der Luftaufpralltrocknereinheit R₇ folgen drei aufeinander folgende so genannte Normaltrocknereinheiten R₈, R₉ und R₁₀, die Trockenzylindergruppen aufweisen, von denen jede drei oder vier Trockenzylinder 20 einschließt. Von der letzten Trocknereinheit R₁₀ wird die Bahn W_out aus der Trocknerpartie zu dem (nicht gezeigten) Aufroller oder der Endbearbeitungseinheit gespeist.
Sowohl die so genannten Normaltrocknereinheiten R₂, R₄, R₆, R₈, R₉ und R₁₀ als auch die Luftaufpralltrocknereinheiten R₃, R₅ und R₇ öffnen sich nach unten, was bedeutet, dass ein Papierfertigungsausschuss leicht von diesen abgezogen wird, und zwar auf das Fertigungsausflussfördergerät unterhalb der Einheiten oder auf den darunter befindlichen Stofflöser. Unterhalb der Luftaufprallmodule M₀, M₁, M₂ und M₃ befindet sich in den Untergeschoßräumlichkeiten BP oder sogar unterhalb dieser Räumlichkeiten ausreichend Platz für verschiedene Arten von Ausrüstung, wie etwa Kanäle, durch die das Heizmedium, wie etwa Heizluft oder -dampf, beispielsweise in die Hauben 28, 28' der Module M₁, M₂ und M₃ eingeführt wird. Oberhalb der Trocknereinheiten R₂–R₁₀ befindet sich eine als solche bekannte Entlüftungstrocknerpartiehaube 32.
Das erfindungsgemäße Regulierverfahren ist im folgenden mit Bezug auf die 1a und 1b beschrieben. 1b zeigt eine vereinfachte Darstellung der Steuerungskreise aus 1a. In 1b ist die erste Trocknereinheit R₁ der Trocknerpartie weggelassen, d.h. das Flach-Luftaufprallmodul M₀, wobei es jedoch in derselben Weise wie die Luftaufprallmodule M₁, M₂, M₃ für die schnelle Regulierung einer Trocknungseffizienz, die von der Trocknerpartie benötigt wird, in derselben Weise, wie im folgenden beschrieben, angewendet werden kann. In 1b werden dieselben Bezugszeichen für die entsprechenden Bauteile wie in 1a verwendet.
Nach der letzten Trocknereinheit R₁₀ der Trocknerpartie ist eine Messeinrichtung 34 angeordnet, die den Feuchtigkeitsanteil der Papierbahn W misst. Falls erwünscht kann eine Regulierung natürlich auch auf die Messung anderer Qualitätsparameter der Papierbahn, wie etwa Bahnbreite, oder auf Richtungsprofilmessungen der Papierbahn W basiert werden. Von der Messeinrichtung 34 werden die Messergebnisse durch die Steuereinheit 36 zur Dampfdrucksteuerung 38 der Trockenzylinder 20, 24, 24' gespeist und zu der Luftaufprallsteuereinheit 40, mit deren Hilfe die Trocknung der Papierbahn W in derartiger Weise gesteuert wird, dass die schnelle Wirkung, die von der Trocknung im Zusammenhang mit beispielsweise einem Bahnriss, einer Güte-Änderung und dem Hochstartstadium erforderlich ist, mit Hilfe der Luftaufprallmodule M_o, M₁, M₂, M₃ der Luftaufpralleinheiten bewerkstelligt wird, während die Dampfdrucksteuereinheit 38 gewährleistet, dass die Dampfdrücke der Trockenzylinder 20, 24, 24' auf das erwünschte Niveau eingestellt werden.
Erfindungsgemäß kann die Luftaufprallsteuereinheit 40 verwendet werden, um die Luftaufprallparameter der Luftaufprallmodule M₀, M₁, M₂, M₃, wie etwa die Temperatur, die Geschwindigkeit oder Feuchtigkeit der Gebläseluft/des Gebläsedampfes, oder der Abstand der Haube von der Bahn, entweder in einem der Module M₀, M₁, M₂, M₃ zu einem Zeitpunkt, oder in mehreren Modulen gleichzeitig zu steuern. In dem in den 1a und 1b gezeigten Fall hat jedes der Luftaufprallmodule M₀, M₁, M₂, M₃ seine eigene Steuereinheit 40₀ , 40₁ , 40₂ , 40₃ zum Übertragen ihrer Steuerparameter. Wenn zur Regulierung einer Trocknungseffizienz eine Schnelleinwirkung erforderlich ist, werden entweder eines oder mehrere der Luftaufprallmodule M₀, M₁, M₂, M₃ derart gesteuert, dass der erwünschte Feuchtigkeitsanteil und weitere Eigenschaften des Papiers schnell erhalten werden. In den Luftaufprallmodulen M₀, M₁, M₂, M₃ können eine oder mehrere der folgenden gesteuerten Variablen gleichzeitig gesteuert werden, um die erwünschte Regulierwirkung zu erzielen: Blasgeschwindigkeit, Temperatur der Gebläseluft, Feuchtigkeit der Gebläseluft und/oder Abstand der Lufthaube von der Bahn W. Jegliche Lufthaube oder deren Segment kann andererseits falls erwünscht vollständig abgeschaltet werden.
Andererseits ist es mit Hilfe der Dampfdrucksteuerung 38 der Trockenzylinder möglich, die Dampfdrücke der herkömmlichen Trockenzylinder 20 oder Kontakttrockenzylinder 24, 24' jeder Trocknereinheit M₂, R₃, R₄, R₅, R₆, R₇, R₈, R₉ entweder durch ein Steuern der Dampfdrücke eines oder mehrere Trockenzylinder oder Kontakttrockenzylinder separat oder durch ein Steuern der Dampfdrücke eines oder mehrerer Zylindergruppen separat mit Hilfe von Regulierelementen 38₂ , 38₂', 38₂'', 38₃ , 38₄ , 38₅ , 38₆ , 38₇ , 38₈ , 38₉ , 38₁₀ , 38₁₀', 38_10'' auf der Grundlage der übertragenen Steuersignale. Eine Steuerung der Dampfdrücke mehrerer Trocknergruppen gleichzeitig fällt auch innerhalb des Bereichs der Erfindung, da oftmals beispielsweise aus Kostengründen weniger Dampfgruppen vorhanden sind als Siebgruppen.
Während eines Normalbetriebs kann eine Trocknung und/oder irgendein Qualitätsparameter innerhalb der erwünschten Grenzen gehalten werden, indem beispielsweise lediglich eine oder zwei der Luftaufprallmodule M₀, M₁, M₂, M₃ eingestellt werden. Ein oder mehrere der Blasströmungsparameter dieser Module oder der Abstand der Lufthaube von der Bahn W werden auf der Grundlage der Messergebnisse gesteuert, die aus der Messung 34 des endgültigen Feuchtigkeitsanteil in einer solchen Weise erhalten werden, dass der erwünschte endgültige Feuchtigkeitsanteil oder Qualitätseigenschaften erhalten werden. Falls notwendig kann der endgültige Feuchtigkeitsanteil oder ein anderer Qualitätsparameter auch korrigiert werden durch ein Regulieren des Dampfdruckes eines oder mehrerer Zylinder 20, 24, 24' oder Zylindergruppen der Trockenzylindereinheiten R₂ ... R₁₀, und zwar durch Anwendung einer Dampfdrucksteuerung 38.
Die Blasströmungsparameter werden in den Luftaufprallsteuereinheiten 40, 40₀ , 40₁ , 40₂ , 40₃ entweder auf der Grundlage eines Optimieralgorithmus oder durch Anwendung einer Mehrvariablen-Steuerung gesteuert. Falls notwendig können sowohl der Luftaufprall als auch die Dampfdrücke der Trockenzylinder gleichzeitig gesteuert werden, um die erwünschten Qualitätsparameter zu erreichen.
Wenn die Papiergüte geändert wird, wird die Information bezüglich der erwünschten Güte vom Speicher 42, beispielsweise einem Kennwertfeld, zu dem Steuersystem 36 geleitet, wobei auf der Grundlage dieser Information bezüglich der Güte die Dampfdrücke der Zylinder 20, 24, 24' der ausgewählten Trockenzylindergruppen R₂ ... R₁₀ durch die Steuereinheit 38 gesteuert werden, und zwar mittels der Kennwerte und einer Berechnungsformel beispielsweise in solcher Weise, dass die Dampfdrücke allmählich auf das erwünschte Niveau reguliert werden. Die durch die Güte-Änderung erforderliche Schnellregulierung wird gleichzeitig bewirkt, um ein Papier zu erhalten, das die erwünschten Qualitäten so schnell wie möglich mit Hilfe einer Luftaufprallsteuerung 40 entweder durch ein Steuern des Luftaufpralls auf der Grundlage eines Sollwerts durch Berechnen der erforderlichen Geräteparameter oder durch eine fortlaufende Rückführsteuerung von dem Messpunkt 34 besitzt.
Im Anfahrstadium werden die Trockenzylinder 20, 24, 24' zunächst gemäß bekannter Heizsequenz-Parameter erwärmt und gleichzeitig das Vorheizen der Hauben 10, 28, 28' der Luftaufprallmodule M₀, M₁, M₂, M₃ durchgeführt. Anschließend werden die Betriebs-Parameter auf der Grundlage der vorbestimmten Werte festgelegt und wird ein Luftaufprall mit Hilfe des Rückführsteuermerkmals bzw. des Regelwerts gesteuert, um die erwünschte Qualität schnell zu erhalten, woraufhin ein Luftaufprall fortgesetzt reguliert wird, während sich die Dampfdrücke des Zylinders solange ändern, bis diese die Sollwerte erreicht haben.
Während eines Bahnrisses werden die notwendigen Einstellungen durchgeführt, d.h. die Dampfdrücke der Trockenzylinder 20, 24, 24' werden auf die während eines Bahnrisses angewendeten Bahnriss-Dampfeinstellungen eingestellt, wobei Luftaufprallmodule M₀, M₁, M₂, M₃ gleichzeitig auf der Grundlage einer Maschinenautomationssteuerung eingeschaltet werden. Die inneren Steuersysteme 40₀ ... 40₃ übernehmen eine Umleitungszirkulation innerhalb der Haube, ein Reduzieren der Gaszufuhr und ein Reduzieren der Blasströmungsgeschwindigkeit und ein Absperren der Abluft sowie ein Öffnen der Frischluftzufuhr. Nach dem Riss werden die oben erwähnten Maßnahmen in umgekehrter Reihenfolge und wird eine Schnellqualitätskorrektur durch Einstellen der Luftaufprallparameter durchgeführt, bis die Trockenzylinder 20, 24, 24' die erwünschten Sollwerte erreichen.
Wenn eine neue Papiergüte herzustellen ist, werden die Parameter der Papiergüte, die der neuen Güte am nächsten sind, aus dem Speicher 42, beispielsweise aus einer darin enthaltenen Tabelle, ausgewählt und werden die Luftaufprallmodule M₀, M₁, M₂, M₃ und die Dampfdrücke der Trockenzylinder 20, 24, 24' auf deren Grundlage eingestellt. Mit Hilfe dieser Rückführsteuerung werden die Qualitätsparameter dann derart eingestellt, dass ein Papier erhalten wird, dass die erwünschten Eigenschaften aufweist.
Beim Regulieren des Feuchtigkeitsanteils, der Spannung oder weiteren Qualitätsprofile einer Papier- oder Kartonbahn in verschiedenen Betriebssituationen ist es ebenso vorteilhaft, erfindungsgemäß zu verfahren. Es ist bevorzugt, zumindest Schnell-Korrekturen des Querrichtungsprofils durch ein Regulieren der Luftaufpralleffizienz in der Querrichtung zu bewerkstelligen. Die vorgenommenen Korrekturen können anschließend langfristig mit Hilfe anderer Profiliervorrichtungen bewerkstelligt werden, sofern dies beispielsweise kosteneffizienter ist.
Tabelle 1 zeigt die Wirkung der Blastemperatur und der Blasgeschwindigkeit des Luftaufprallmoduls M₁, M₂, M₃ auf die Trockenkapazität. Die Tabelle basiert auf den Ergebnissen, die durch ein Trocknerpartiesimulationsprogramm erhalten werden, das durch Messergebnisse verifiziert wird, und zwar in einem Fall, in welchem der Luftaufprall eines oder zweier Module M₁, M₂, M₃ bezogen auf 1a reguliert wird. In der Tabelle werden die Luftaufprallmodule mit Bezugzeichen AI1 und AI2 bezeichnet. In dem Simulationsprogramm wurde die Geschwindigkeit der Papiermaschine von 2000m/min und die Breite der Papierbahn von 9,5m sowie das Flächengewicht der Papierbahn von 41,4 mg/m² angenommen. Der erste Teil der Tabelle zeigt, wie oberhalb der Tabelle angegeben, die Regulierwirkung der Blaslufttemperatur auf die Trocknung, wenn die Luftaufprallgeschwindigkeit 90 m/s beträgt. Der zweite Teil der Tabelle zeigt in entsprechender Weise die Regulierwirkung einer Luftaufprallgeschwindigkeit auf eine Trocknung, wenn die Blasströmungslufttemperatur 350°C beträgt. Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass beispielsweise mit Hilfe einer Luftaufpralleinheit bei einem Blasgeschwindigkeitsniveau von 90 m/s eine Feuchtigkeitsanteilkorrektur in der Größenordnung von etwa 2% Punkten durch ein Variieren der Temperatur der Gebläseluft zwischen 250°C und 350°C erreicht werden kann. Gleichermaßen wird durch ein Erhöhen der Blasströmungsgeschwindigkeit von 60 m/s auf 120 m/s eine Änderung von etwa 2,5 Prozentpunkte auf einmal erhalten und von 5% Punkten mit zwei Luftaufpralleinheiten.
Bei der Anwendung der Erfindung kann die Trocknungseffizienz somit erhöht werden und das Querrichtungsprofil eingestellt werden, indem Luftaufpralleinheiten installiert werden, die Heißluft oder heißen/überhitzten Dampf in die Trocknerpartie blasen, und zwar in Verbindung mit darin befindlichen Zylindern, Walzen oder ebenen Siebverläufen. Nachfolgend zeigen die 3a bis 3d einige Luftaufprallmodule, die sich von den bevorzugten Luftaufprallmodulen M₁ bis M₃ zur Ausübung der Erfindung gemäß 1a unterscheiden.
3a zeigt ein Luftaufprallkonzept, in welchem in einer Umkehrtrocknerpartie eine gekrümmte Luftaufprallhaube H, die mit der Oberflächenkontur der dem Trockenzylinder 20 vorangehenden Saugwalze 22 übereinstimmt, über die Saugwalze angepasst ist. Die Heißluftstrahlen der Luftaufprallhaube, die nicht ausführlicher gezeigt sind, sind auf diejenige Seite der Papierbahn ausgerichtet, die gegen die Heißzylinderoberfläche an einem Trockenzylinder anliegt. Im Falle der 3a ist die Luftaufprallhaube außerhalb der Siebschleife eingepasst, was somit eine problemlose Wartung gestattet. Die Papierabfälle oder der Fertigungsausschuss, der in Verbindung mit Rissen oder einem Abschalten der Maschine gebildet wird, fällt in die Tasche P, die an dem Trockenzylinder mittels des Trocknersiebs gebildet wird, von der es schwierig sein kann, den Fertigungsausschuss vor einem abermaligen Anfahren der Maschine zu entfernen.
3b zeigt eine etwas unterschiedliche Luftaufpralllösung, in der die Luftaufprallhaube H über den Trockenzylinder 20 einer Trocknerpartie eingepasst ist, die mit einem Einzelsiebbahntransfer versehen ist, um Heißluft durch das Sieb F zu blasen, und zwar in Richtung auf die Bahn W. Im Falle eines Bahnrisses kann der Fertigungsausschuss frei unter die Maschine fallen. Die Wartung der Haube H kann allerdings schwierig einzurichten sein. Ein Luftaufprall, der in Verbindung mit einem herkömmlichen Trockenzylinder eingerichtet ist, findet durch das Sieb in Richtung auf die Seite der Bahn statt, die von dem Trockenzylinder weggewandt ist. In dieser Weise kann daher zusätzlich zu der generellen Verbesserung einer Trocknungseffizienz eine einseitige Trocknung der Bahn ebenso vergleichmäßigt werden. 3c zeigt einen Teil einer Trocknerpartie, der mit einem Doppelsiebbahntransfer versehen ist, in welchem sich zwei Reihen von Trockenzylindern 20' und 20'' befinden. Die Luftaufprallhaube H ist angepasst, um Heißluft durch das Sieb F in Richtung auf die Bahn W zu blasen, wie in 3b gezeigt ist. Im Falle eines Bahnrisses fällt der Fertigungsausschuss nach unten in eine Tasche P, die durch das untere Sieb F' gebildet ist. Im Falle der 3d ist abweichend vom Falle der 3b eine untere Luftaufprallhaube H' in Verbindung mit dem unteren Trockenzylinder 20'' zusätzlich zu der oberen Luftaufprallhaube H angepasst. Im Falle eines Bahnrisses sammelt sich in diesem Falle auch der Fertigungsausschuss in der Tasche P, die durch das untere Sieb F'' gebildet ist.
Im Falle der 3b bis 3d wird Heißluft durch das Sieb F, F' in Richtung auf diejenige Seite der Bahn W geblasen, die von den Trockenzylinder 20, 20', 20'' weggewandt ist, was die Einseitigkeit einer Trocknung und das Einrollen des Papiers reduziert. Das Sieb F, F' stört allerdings die Luftblasströmung und reduziert die Trocknungseffizienz der Heißluftblasströmung. Bezüglich des Energieverbrauches ist zu erwähnen, dass eine Blasströmung durch das Siebe in Richtung auf die Bahn den Energieverbrauch im Vergleich mit einer Blasströmung unmittelbar auf die Bahn erhöht. Überdies begrenzt ein aus synthetischem Material gefertigtes Sieb die Temperatur der Heißluft. Im Luftaufprall ist es anschließend gewöhnlich nicht möglich, Luft heißer als etwa 300°C zu blasen. Ferner sind in den Fällen der 3b bis 3d die Luftaufprallhauben innerhalb der Siebschleifen eingepasst, was einen Zugang zu den Hauben und somit deren Wartung verhindert. Die oben erwähnten Nachteile treten in den Luftaufprallmodulen M₁ bis M₃ gemäß der 1a und 1b nicht auf.
4 zeigt ein Luftaufprallmodul 428 gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das zwischen den Trockenzylindergruppen 430 und 432 angepasst ist, die mit einem Einzelsiebbahntransfer versehen sind. Das Luftaufprallmodul 428 hat eine lineare Luftaufprallhaube 434, die zusammen mit zwei linearen Unterdruckkästen 436 und 436', die unterhalb der Haube eingepasst sind, einen linearen schlitzförmigen Raum 438 bilden. Die Papierbahn 428 ist so eingerichtet, dass sie durch den schlitzförmigen Raum geht, während sie auf dem Trocknersieb 440 abgestützt ist.
In dieser Lösung ist die Papierbahn bevorzugt so angepasst, dass sie unterhalb der Luftaufpralleinheit verläuft, und zwar gestützt von dem Sieb und dem Unterdruck, der durch den Unterdruckkasten erzeugt wird. Der Unterdruck hält die Bahn in Kontakt mit dem Sieb. Ohne Stützung durch den Unterdruck könnte die Heißluftströmung die Bahn von dem Sieb ablösen. Um einen Unterdruck zu erzeugen, ist es in dieser Lösung bevorzugt, einen Unterdruckkasten anzuwenden, der mit Hilfe von Blasströmungen einen Unterdruck erzeugt, der die Bahn an dem Sieb hält. Falls erwünscht, kann auch eine andere Bauart von Saugkasten verwendet werden, um einen Unterdruck zu erzeugen.
Das die Papierbahn stützende Sieb 440 verläuft gestützt von Walzen 442, beispielsweise Saugwalzen, oberhalb der Unterdruckkästen, ohne diese zu berühren, und bildet eine horizontale Verlauf 444 für die Bahn 428. Das Sieb und die Bahn verlaufen somit gestützt von den Walzen 442 und den Unterdruckkästen 436, 436' in einem geeigneten Abstand von der Abdeckung des Unterdruckkastens und die Seite 446 der Luftaufprallhaube angrenzend an dem Schlitz. Der Abstand der Düsenoberfläche 446 der Luftaufpralleinheit angrenzend an den Schlitz beträgt ausgehend von der Papierbahn typischerweise etwa 10 bis 50 mm, bevorzugt 15 bis 25 mm.
Im Falle der 4 sind unterhalb des Trocknersiebs, das die Bahn 418 fördert, zwei Unterdruckkästen 436 in Übereinstimmung mit 4a innerhalb der Trocknersiebschleife angepasst. Die Unterdruckkästen ziehen Luft von dem Raum zwischen dem Unterdruckkasten 436 und dem Sieb 440 mit Hilfe der durch Pfeile a angegebenen Blasströmung ab, und zwar in der Richtung des Pfeils b, wodurch in diesem Raum ein Unterdruck gebildet wird. Ein Vakuum von typischerweise etwa 100 bis 400 Pa, bevorzugt 200 bis 300 Pa, wird zwischen dem Sieb und der Abdeckung des Kastens gebildet. Dieses Vakuum reicht aus, um die Bahn 418 in einer stabilen Weise auf dem Sieb 414 zu halten. Dieselben Blasströmungen – Pfeile a – halten die Bahn in einem bestimmten Abstand von den Kästen 436, wodurch verhindert wird, dass das Sieb die Oberflächenstruktur 445 der Kästen berührt. Die Saugwalzen 442 oder dergleichen führen den Verlauf des Siebes 440 am Luftaufprallmodul vorbei. Unterhalb der Unterdruckkästen wird der Verlauf der Siebschleife mit Hilfe herkömmlicher Schwenkwalzen 450 geführt.
Die Luftaufprallhaube 434 hat eine gehäuseartige Struktur, an deren hauptsächlich ebener Düsenoberfläche 446, die der Bahn zugewandt ist, d.h. an der Seite angrenzend an die Papierbahn, eine große Anzahl von Düsen gebildet ist, wie etwa Löcher oder Schlitze, von denen Heißluft- oder Dampfblasströmungen in Richtung auf die Bahn geblasen werden. Ein Teil der Düsenoberfläche einer Luftaufprallhaube gemäß der Erfindung ist in den 5a und 5b gezeigt. Mehrere Düsen – in den 5a und 5b Löcher 535 – sind bevorzugt an der Düsenoberfläche 546 in einer Reihenfolge angepasst, und zwar in mehreren benachbarten Reihen, die sich quer über die Bahn erstrecken. Der Öffnungsbereich, der durch Löcher 535 oder Schlitze an der Düsenoberfläche 546 gebildet wird, ist bevorzugt 0,5 bis 5%, noch bevorzugter 1 bis 2,5%, wobei der Abstand zwischen den Löchern 10 bis 100 mm (15 bis 35 mm) beträgt.
Wie durch die Pfeile a in 5b gezeigt, blasen die Düsen 535 Heißluft oder Dampf, bevorzugt ungefähr rechtwinklig zur Bahn 518, auf diejenige Seite der Bahn, die sich nicht in Kontakt mit der heißen Oberfläche der Trockenzylinder in der vorangegangenen Trocknerpartie 430 (4) befand. Somit bildet das Luftaufprallmodul ein Bauteil, das ein Einrollen in der Trocknerpartie reduziert.
In der in 4 gezeigten Lösung wird die Rückluft von der Luftaufprallhaube selbst in den Heißluftstrahlen der Haube verwendet. Die von der Bahn zurückkehrende Luft wird von der Haube 434 durch die in den 5a bis 5b gezeigten Rohrleitungen 537 in den Haubensammelraum 539 aufgenommen. Ausgehend von dem Sammelraum wird die Rückluft mittels der in 4 gezeigten Gebläses 454 durch eine Verbindungsrohrleitung 452 zu dem Heizer 456 geführt und von dort aus zurück, um abermals erwärmt und durch die Lufthaube 434 auf die Bahn geblasen zu werden. Einiges der feuchten Rückluft wird mittels eines Ventilators 458 durch einen Wärmetauscher 460 abgezogen, um die Luftfeuchtigkeit in der Rückluft angemessen zu halten. Neue trockene Gebläseluft kann mittels der Gebläseeinheiten 462, 464 durch den Wärmetauscher 460 und den Brenner 456 in die Rückluft gespeist werden.
In der in 4 gezeigten Lösung wird die Papierbahn in einem geschlossenen Transfer von einer Trockenzylindergruppe 430, die mit einem Einzelsiebbahntransfer arbeitet, zu dem Sieb 440 geleitet, um an der Luftaufprallhaube 434 vorbei gefördert zu werden. Heißluft wird von der Haube in Richtung auf die Bahn geblasen, um den erwünschten effizienten Trockenimpuls zu erzielen, der die Trocknung reguliert, wodurch ein Einrollen beseitigt wird und/oder ein gutes Profilieren erreicht wird. Die Trocknungseffizienz der in Richtung auf die Bahn geblasenen Luft kann durch ein Einstellen der Temperatur, Feuchtigkeit oder Geschwindigkeit der Heißluftstrahlen, die in Richtung auf die Bahn geblasen werden, reguliert werden. Die Temperatur der Heißluft kann einfach beispielsweise dadurch reguliert werden, dass der Brenner 456 eingestellt wird. Die Feuchtigkeit der Heißluft ist entsprechend einfach einstellbar durch ein Entladen eines größeren oder kleineren Teiles der feuchten Rückluft durch die Gebläseeinheit 458. Die Geschwindigkeit der Heißluft kann reguliert werden durch ein Einstellen der Gebläseeinheit 454. In der erfindungsgemäßen Lösung kann die Temperatur der Heißluftstrahlen, die auf die Papierbahn gerichtet sind, in einem Beispiel in mehreren Stufen reguliert werden, was bedeutet, dass die Trocknungseffizienz der Heißluftstrahlen auch unverzüglich einstellbar ist, um größer oder geringer zu sein. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung ist es daher möglich, das Trocknen der Papierbahn auf das richtige Niveau in einer sehr kurzen Zeitdauer zu regulieren, und zwar typischerweise in weniger als 30 Sekunden, selbst in weniger als 10 Sekunden beispielsweise nach einer Güte-Änderung oder einer plötzlichen Änderung, die in der Pressenpartie stattfindet.
Im Falle eines Bahnrisses wird der Papierabfall oder der Fertigungsausfluss in der Luftaufpralleinheit leicht von der linearen Partie abgezogen, indem er mittels des Trocknersiebs gefördert wird, und zwar zwischen der Luftaufpralleinheit und der Trockenzylindereinheit 432 nach unten auf ein Bodenniveau, von wo aus es schnell entfernt werden kann. Ebenso verbessert die erfindungsgemäße Luftaufpralleinheit, die nicht von einer Siebschleife umgeben wird, in deren Tasche Papierabfälle während eines Bahnrisses gesammelt werden könnte, die Betriebsfähigkeit der Maschine. Die Luftaufbaueinheit kann leicht von oberhalb des Trocknersiebs 440 zur Wartung hoch- und weggehoben werden.
Das Luftaufprallmodul kann sehr kurz gemacht werden – die Länge einer kurzen Luftaufprallhaube und eines Unterdruckkastens – sofern das Ziel darin besteht, lediglich ein Einrollen der Papierbahn zu beseitigen oder ein Profilieren zu verbessern. Zum Profilieren reicht selbst eine kurze intensive Trockenimpuls-Präzisionsbehandlung auf dem richtigen Teil der Bahn aus.
Andererseits kann auch das eigentliche Trocknen der Bahn mittels der Luftaufprallhaube gesteigert werden, wobei die Luftaufpralleinheit dann, falls notwendig, verlängert werden kann. 6 zeigt eine längere Luftaufpralleinheit, die aus drei Luftaufprallhauben 634, 634', 634'' besteht. Unterhalb jeder Luftaufprallhaube ist ein separater Unterdruckkasten 636, 636', 636'' eingepasst. Die Luftaufprallhauben und die Unterdruckkästen, die ihrerseits linear und gerade sind, sind in einer solchen Reihenfolge eingepasst, dass dazwischen ein gekrümmter Schlitz gebildet wird, so dass die erste Luftaufprallhaube 634 und der Unterdruckkasten 636 einen Schlitz 638 bilden, der relativ zu der Bahn nach oben gerichtet ist, und zwar in Bewegungsrichtung der Bahn, wobei das zweite Hauben/Kasten-Paar 634' und 636' einen horizontalen Schlitz 638' bilden und das dritte Hauben/Kasten-Paar 634'' und 636'' einen nach unten gerichteten Schlitz 638'' bilden. Der Schlitz schließt einen Winkel kleiner als 45° mit der horizontalen Ebene ein. Die Winkel zwischen den Schlitzen 638, 638', 638'' sind bevorzugt 5 bis 15°.
6 zeigt eine Zeichnung der gesamten Haube 634 schräg von oben betrachtet. An der Haube ist deren Unterteilung in separate Teile oder Segmente 634a, 634b und 634c quer über die Bahn markiert. Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, die Trocknungseffizienz dieser verschiedenen Segmente zu regulieren, was bedeutet, dass beispielsweise Heißluft mit einer geringeren Verdampfungseffizienz von den äußersten Segmenten 634a und 634c aufgeblasen werden kann und Luft mit einer größeren Verdampfungseffizienz von dem Segment 634b im Zentrum aufgeblasen werden kann. Die Bahn trocknet oftmals eher an den Rändern als im Zentrum.
7 zeigt eine Luftaufpralleinheit 728 gemäß 4, die sich allerdings von der obigen dahingehend unterscheidet, als die verwendete Gebläseluft nicht Rückluft ist, sondern anstelle dessen Luft ist, die unmittelbar von unterhalb der Trocknerpartiehaube 766 genommen wird. Die verwendete feuchte Luft wird nicht von dem Bahnbereich eingesammelt; vielmehr ist es der feuchten Luft gestattet, frei in den Raum unterhalb der Haube zu strömen.
8 zeigt eine typische Kurve, die die Variation der Trocknungseffizienz der 68 Trockenzylinder in einer herkömmlichen Zylindertrocknerpartie veranschaulicht, die mit einem Einzelsiebbahntransfer versehen ist. Im ersten Teil der Trocknerpartie in der Stufe 1 befindet sich ein so genannter Bereich ansteigender Verdampfung im Mittelteil der Trocknerpartie; in der Stufe 2 befindet sich ein Bereich konstanter Verdampfung und im letzten Teil der Trocknerpartie, in der Stufe 3 befindet sich ein Bereich verringerter Verdampfung.
In 8 oben ist zusätzlich beispielhaft bezüglich einer Trocknerpartie gezeigt

– der Optimalbereich für einen Luftaufprall, d.h. die Bereiche in der Trocknerpartie, in denen im Vergleich zu einer Zylindertrocknung die Bahn vorteilhaft mit Hilfe eines Luftaufpralls beeinflusst werden kann,
– der Optimalbereich zum Profilieren, d.h. der Bereich in der Trocknerpartie, in welchem das Profilieren der Bahn, d.h. die Querrichtungstrocknung der Bahn, am besten beeinflusst werden kann,
– der Optimalbereich zum Steuern des Einrollens, d.h. der Bereich, in welchem das Einrollen aufgrund einer einseitigen Trocknung der Bahn am besten reduziert werden kann.
– der Optimalbereich zum Steuern des Einrollens, in welchem das Einrollen am besten durch einen Trocknungsimpuls beeinflusst werden kann, beispielsweise mit Hilfe eines kurzzeitigen Luftaufpralls, und
– der Optimalbereich, um den Anstieg der Trocknungseffizienz, das Profilieren und die Einrollsteuerung zu kombinieren.

Es wurde herausgefunden, dass sich der Optimalbereich zum Durchführen eines Luftaufpralls, um die gesamte vorangegangene Trocknungsregulierung zu beeinflussen, innerhalb des Bereiches liegt, in welchem die Papierbahn bereits auf einen Trockenfeststoffanteil von mehr als 70%, allerdings noch nicht auf 95%, getrocknet worden ist, bevorzugt innerhalb eines Bereiches, in welchem die Papierbahn bereits auf einen Trockenfeststoffanteil von mehr als 75%, jedoch noch nicht auf 85% getrocknet worden ist. Der Optimalbereich für einen Luftaufprall fällt oftmals innerhalb eines Bereiches, in welchem die Bahn einen Trockenfeststoffanteil von etwa 75% bis 80% hat. In der Trocknerpartie, die mit dem in 5 gezeigten Einzelsiebbahntransfer versehen ist, der nahezu 70 Trockenzylinder aufweist, fällt dieser Optimalbereich etwa zwischen den 48-ten und 61-ten Trockenzylinder.
9 zeigt ein Beispiel der Profilierung einer Druckpapierbahn gemäß einer erfindungsgemäßen Lösung. Die obere Kurve in der Figur zeigt das Feuchtigkeitsprofil ohne separates Profilieren der Papierbahn, die aus einer Trocknerpartie austritt, die zusätzlich zu den Trockenzylindern eine 5 m lange Luftaufpralleinheit hat. Der durchschnittliche Feuchtigkeitsanteil der Papierbahn beträgt 5,3%, der an den Randbereichen 4,1% und der an dem Mittelbereich 6,5%, während die Temperatur der Aufprallluft etwa 300°C und die Geschwindigkeit konstant quer über die gesamte Bahn bei 80 m/s liegt.
Das Profilieren der Papierbahn wird bewerkstelligt, indem die äußersten Segmente der Luftaufpralleinheit geschlossen werden und die Blasgeschwindigkeit des mittleren Segments auf 150 m/s erhöht wird. In dieser Weise verbleibt das durchschnittliche Feuchtigkeitsniveau nahezu gleich, d.h. bei 5,1%, wobei das Feuchtigkeitsniveau der Ränder ansteigt und das des Mittelteiles abnimmt. Die Feuchtigkeitswerte variieren zwischen 4,7 und 5,4. Das Bahnfeuchtigkeitsprofil ist somit signifikant gleichmäßiger geworden, wie aus der unteren Kurve in 6 ersichtlich ist.
Die Hauptzielsetzung der linearen Luftaufpralleinheit gemäß dem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht nicht notwendigerweise darin, Feuchtigkeit von der Bahn in einer herkömmlichen Weise abzuziehen. Da die Verdampfungseffizienz des Luftaufpralltrockners sehr schnell geändert werden kann, kann die Trocknungseffizienz der Trocknerpartie insgesamt schneller reguliert werden als bei einer herkömmlichen Zylindertrocknung, obwohl lediglich eine Trocknerpartie gemäß der Erfindung in der Maschine vorhanden sein kann. Dies kann vorteilhaft bei einer Güte-Änderung Anwendung finden, bei der mit herkömmlichen Vorrichtungslösungen oftmals noch relativ lange Zeitdauern auftreten, in denen der Trockenfeststoffanteil "kriecht", bevor er einen stabilen Zustand erreicht. Mit Hilfe eines schnell reagierenden Luftaufprallmoduls können diese Erscheinungen entscheidend verringert werden und sogar vollständig beseitigt werden.
Die Tatsache, dass es aufgrund der Schnellregulierung das Abschalten und Anfahren der Maschine schneller bewerkstelligbar ist, kann als ein bemerkenswerter Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung betrachtet werden. Die Struktur des Luftaufprallmoduls trägt auch dazu bei, die Betriebsfähigkeit der Maschine zu verbessern, da beispielsweise der Fertigungsausschussabzug im Bereich des Moduls problemlos durchgeführt werden kann.
Das Luftaufprallmodul eignet sich zum Steuern des Einrollens der Bahn, wenn die Trockenenergie durch die Oberfläche der Bahn gebracht wird, die nicht in Kontakt mit den vorangegangenen Trockenzylindern gestanden hat. Die lineare Luftaufpralleinheit kann auch in einer Weise angepasst werden, die sich von den in 2 bis 4 gezeigten Lösungen derart unterscheidet, dass der Schlitz, durch den die Bahn geht, vertikal ist, sofern dies aus Gründen der Raumnutzung oder anderen Gründen erwünscht ist.
Die Luftaufprallmodule, die von relativ geringer Größe sind, können leicht in einer vorhandenen Trocknerpartie eingepasst werden, um den Betrieb der Trocknerpartie, die Feuchtigkeitsanteilsteuerung, das Einrollen und das Profilieren zu verbessern. Die Luftaufprallmodule können leicht in separate Segmente unterteilt werden, was es möglich macht, das Modul zur Regulierung des Feuchtigkeitsprofils in der Querrichtung der Bahn anzuwenden.
Die Erfindung ist vorhergehend anhand lediglich einiger ihrer vorteilhaften Ausführungsbeispiele beschrieben, auf deren Einzelheiten sich die Erfindung allerdings keinesfalls strikt beschränkt. Viele Modifikationen und Varianten sind innerhalb des Bereiches der in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung möglich.

Claims

Verfahren zum Trocknen einer Papierbahn, in dem die Papierbahn (W; 418) gegen die beheizten Zylinderoberflächen von Trockenzylindern (20; 410) mindestens einer Trockenzylindergruppe (R₂; 430) getrocknet wird, bevor die Papierbahn (W; 418) mittels Luftaufpralltrocknung durch mindestens ein Luftaufprallmodul (M₁; 434) getrocknet wird, wobei der endgültige Feuchtigkeitsanteil der Papierbahn (W; 418) gemessen wird und auf Grundlage des Messergebnisses die Luftaufpralltrocknungs-Effizienz reguliert wird, indem die Ausblasgeschwindigkeit, die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit des von dem Luftaufprallmodul (M₁; 434) ausgeblasenen Blasmediums eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem überdies der endgültige Feuchtigkeitsanteil der Papierbahn (W) und/oder deren Qualität durch ein Einstellen des Dampfdruckes der Trockenzylinder (20) reguliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, in dem der endgültige Feuchtigkeitsanteil der Papierbahn (W) nach der letzten Trockenzylindergruppe (R₁₀) gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in dem auf der Grundlage der Messergebnisse die Eigenschaften der Papierbahn (W) quer über die Gesamtbreite der Papierbahn (W) reguliert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in dem die Luftaufprall-Effizienz und/oder der Dampfdruck der Trockenzylinder (20) auf der Grundlage einer Modellvorhersage-Mehrvariablen-Steuerung reguliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in dem die Luftaufprall-Effizienz und/oder der Dampfdruck der Trockenzylinder (20) auf der Grundlage eines Optimieralgorithmus reguliert wird, der die Qualität und/oder die Herstellungskosten des Papiers optimiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in dem die Luftaufprall-Effizienz durch ein separates Einstellen von in Maschinenrichtung gelegenen Segmente einer Luftaufprallhaube 810) und/oder durch ein Schließen der in Maschinenrichtung gelegenen Segmente der Luftaufprallhaube (10) reguliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in dem während einer Güte-Änderung der Papierbahn (W) die Trocknungseffizienz reguliert wird mit Hilfe von gespeicherten Informationen bezüglich der Güte oder Modellen, die die Güte-Änderung beschreiben, die Dampfdrücke der Trockenzylinder (20) auf der Grundlage der Informationen bezüglich der Güte das mindestens eine gesteuert werden, und Luftaufprallmodul (M₁) gleichzeitig auf der Grundlage eines Sollwerts und/oder mittels des Messergebnisses gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in dem im Anfahrstadium einer Papiermaschine die Trockenzylinder (20) und Luftaufprallhauben (10) des mindestens einen Luftaufprallmoduls (M₁) zunächst vorgewärmt werden, die Betriebsparameter durch Steuern des Luftaufpralls und durch Einstellen des Dampfdruckes der Trockenzylinder (20) auf der Grundlage des Messergebnisses festgelegt werden, und der Luftaufprall reguliert wird, wenn sich die Trocknungseffizienz der Trockenzylinder (20) ändert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in dem während eines Bahnrisses die Dampfdrücke der Trockenzylinder (20) und die Luftaufprall-Effizienz umgeschaltet werden auf Bahnriss-Werte, nach dem Bahnriss die Dampfdrücke der Trockenzylinder (20) und die Luftaufprall-Effizienzen auf normale Betriebswerte geschaltet werden, und durch Einstellen der Luftaufprallparameter eine Korrektur der Qualität der Papierbahn (W) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem die aus der Pressenpartie der Papiermaschine kommende Papierbahn (418) in der mindestens einen Trockenzylindergruppe (R₂) auf einen durchschnittlichen Trockenfeststoffanteil von mehr als 70%, bevorzugt mehr als 75% getrocknet wird, und der Trockenfeststoffanteil der Papierbahn (418) reguliert wird, indem die Papierbahn (418) bevorzugt abgestützt auf einem Sieb (440) oder dergleichen durch einen schlitzförmigen Raum (438) geleitet wird, der gebildet wird zwischen – einer gekrümmten oder linearen Luftaufprallhaube (434), die sich quer über eine oder mehrere Bahnen erstreckt, und – einer gekrümmten oder linearen Oberfläche, wie etwa einem Zylinder, einer Walze oder einem Unterdruckkasten (436), die sich quer über eine oder mehrere Bahnen erstrecken, und – indem mehrere aufeinanderfolgende Luft- oder Dampfstrahlen von der Luftaufprallhaube (434) im schlitzförmigen Raum (438) in Richtung auf die Bahn in der Querbahnrichtung ausgeblasen werden, um den Trockenfeststoffanteil der Papierbahn (418) zu regulieren.
Verfahren nach Anspruch 11, in dem der Trockenfeststoffanteil der Papierbahn durch ein Einstellen der Trocknungseffizienz der Luft- oder Dampfstrahlen gemäß den Variationen im nach der Trocknerpartie oder Trockenzylindergruppe gemessenen Trockenfeststoffanteil der Papierbahn reguliert wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, in dem der Trockenfeststoffanteil der Papierbahn reguliert wird durch ein Ausblasen von Luft- oder Dampfstrahlen in Richtung auf die Papierbahn aus zumindest zwei aufeinanderfolgenden Luftaufprallhauben, die sich quer über die Bahn erstrecken, und durch ein separates Einstellen der Trocknungseffizienz der aus jeder Luftaufprallhaube tretenden Luft- oder Dampfstrahlen.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, in dem das Trockenfeststoffanteilprofil der Papierbahn in der Querbahnrichtung reguliert wird durch – separates Einstellen der Trocknungseffizienz von zwei oder mehreren Luft- oder Dampfstrahlgruppen in Aufeinanderfolge in der Querbahnrichtung, oder – separates Einstellen der Trocknungseffizienz jedes Luftstrahls in Aufeinanderfolge in der Querbahnrichtung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, in dem der Trockenfeststoffanteil der Papierbahn reguliert wird mit Hilfe von in Richtung auf die Papierbahn geblasenen Luftstrahlen, wobei die Trocknungseffizienz der Luftstrahlen durch ein Einstellen ihrer Temperatur reguliert wird, die zwischen 40°C und 500°C, bevorzugt zwischen 200°C und 400°C variieren kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, in dem der Trockenfeststoffanteil der Papierbahn mit Hilfe von Luftstrahlen reguliert wird, die in Richtung auf die Papierbahn ausgeblasen werden, wobei die Trocknungseffizienz der Luftstrahlen durch ein Einstellen ihres Feuchtigkeitsanteils reguliert wird, der zwischen 0 bis 300 g H₂O/kg Trockenluft variieren kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, in dem der Trockenfeststoffanteil der Papierbahn mit Hilfe von Luftstrahlen reguliert wird, die in Richtung auf die Papierbahn ausgeblasen werden, wobei die Trocknungseffizienz der Luftstrahlen reguliert wird durch ein Einstellen ihrer Geschwindigkeit, die 40 bis 200 m/s, typischerweise 50 bis 150 m/s, am bevorzugtesten 70 bis 120 m/s beträgt.
Verfahren nach Anspruch 11, in dem die Luftstrahlen Austauschluft, die aus den Papiermaschinenraum geleitet wird, Rückluft der Haube in einer mittels der Haube geschlossenen Trocknerpartie, oder die eigene Rückluft der Luftaufprallvorrichtung verwenden, wobei die Temperatur dieser Luft angehoben wird und/oder deren Feuchtigkeitsniveau verringert wird, bevor sie in Richtung auf die Papierbahn geblasen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, in dem Rückluft von zwei oder mehreren Luftaufprallhauben oder Luftaufprallhaubensegmenten in Richtung auf die Papierbahn geblasen wird, und – die Rückluft von jeder Luftaufprallhaube oder jedem Luftaufprallhaubensegment mit Hilfe eines gemeinsamen Brenners oder anderer gleichartiger Einrichtungen zum Erwärmen von Rückluft erwärmt wird, bevor diese in die verschiedenen Luftaufprallhauben oder in deren Segmente ausgeblasen wird, oder – die Rückluft von jeder Luftaufprallhaube oder jedem Luftaufprallsegment separat mittels eines in jeder Luftaufprallhaube oder jedem Luftaufprallhaubensegment integrierten Brenners oder einer gleichartigen Vorrichtung zum Erwärmen von Rückluft erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, in dem durch Luftaufpralltrockung der durchschnittliche Trockenfeststoffanteil der Papierbahn auf den Bereich von 70% bis 95%, bevorzugt den Bereich von 75% bis 85%, erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 11, in dem Luftstrahlen von zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Luftaufprallhauben in Richtung auf die Papierbahn geblasen werden, wobei die Trocknungseffizienz der aus der ersten Luftaufprallhaube kommenden Luftstrahlen im Durchschnitt größer ist als die Trocknungseffizienz der Luftstrahlen, die aus den folgenden Luftaufprallhauben kommen.
Trocknerpartie zum Trocknen einer Papierbahn, wobei die Trocknerpartie zum Trocknen der Papierbahn (W; 418) mindestens eine Trockenzylindergruppe (R₂; 430) mit beheizbaren Trockenzylindern (20; 410) aufweist, nach der mindestens ein Luftaufprallmodul (M₁; 434) angeordnet ist, und die Trocknerpartie außerdem eine Messeinrichtung (34) zum Messen des endgültigen Feuchtigkeitsanteils der Papierbahn (W; 418), eine Einrichtung (36, 40) zur Regulierung der Ausblaseffizienz der Luftaufpralleinheit (M₁) und eine Einrichtung zum Einstellen der Ausblasgeschwindigkeit, der Temperatur und/oder der Feuchtigkeit des von dem Luftaufprallmodul (M₁) ausgeblasenen Blasmediums aufweist.
Trocknerpartie nach Anspruch 22, bei der die Trocknerpartie ferner eine Einrichtung (38) zum Regulieren des Dampfdruckes der Trockenzylinder (20) aufweist.
Trocknerpartie nach Anspruch 22 oder 23, bei der die Trocknerpartie Steuereinheiten (36, 40, 40₀ , 40₁ , 40₂ und 40₃ ) zum Regulieren der Effizienz von zumindest einer Luftaufprallhaube auf der Grundlage der mittels der Messeinrichtung (34) ausgegebenen Messergebnisse aufweist.
Trocknerpartie nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei der die Messeinrichtung (34) zum Messen des endgültigen Feuchtigkeitsanteils der Papierbahn (W) nach der letzten Trockenzylindergruppe (R₁₀) der Trocknerpartie angeordnet ist.
Trocknerpartie nach einem der Ansprüche 22 bis 25, bei der die Trocknerpartie eine Einrichtung (38₂ , 38₃ , 38₄ , 38₅ , 38₆ , 38₇ , 38₈ , 38₉ , 38₁₀ ) zum Regulieren des Dampfdruckes der Trockenzylinder (20) aufweist.
Trocknerpartie nach einem der Ansprüche 22 bis 26, bei der die Trocknerpartie einen Speicher (42) aufweist, der mit der Einrichtung (36) zum Regulieren der Ausblaseffizienz verbunden ist, um ihr güte-spezifische Informationen bezüglich der Papiergüte zuzuleiten.
Vorrichtung zum Optimieren der Trocknung einer Papierbahn und/oder des Energieverbrauches in der Trocknerpartie einer Papiermaschine, die mindestens eine Trockenzylindergruppe (R₂; 430), in der die Papierbahn (W; 418) auf einen durchschnittlichen Trockenfeststoffanteil von mehr als 70% getrocknet wird, und eine Einrichtung zum Regulieren der Trocknung der Papierbahn aufweist, die nach der mindestens einen Trockenzylindergruppe (R₂; 430) angeordnet ist und ein Luftaufprallmodul (M₁; 428) aufweist, das enthält: – mindestens eine Luftaufprallhaube (28, 28'; 434; 634, 634', 634''), die sich über eine oder mehrere Bahnen erstreckt, – eine gekrümmte oder lineare Gegenfläche, etwa eine Saugwalze (26) oder ein Unterdruckkasten (436, 436'; 636, 636', 636''), die sich über eine oder mehrere Bahnen erstreckt und so in der Trocknerpartie eingepasst ist, dass sie mit der Luftaufprallhaube (28, 28'; 434; 634, 634', 634'') einen schlitzförmigen Raum (438; 638, 638', 638'') bildet, durch den die Papierbahn (W; 418) geleitet werden kann, und – eine Einrichtung (452) zum Ausblasen mehrerer Luft- oder Dampfstrahlen von der Luftaufprallhaube (28, 28'; 434; 634, 634', 634'') in Richtung auf die Papierbahn (W; 418), während diese durch den schlitzförmigen Raum (438; 638, 638', 638'') geleitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 29, bei der die Papierbahn (W; 418) in der zumindest einen ersten Trockenzylindergruppe (R₂; 430) auf einen durchschnittlichen Trockenfeststoffanteil von mehr als 75% getrocknet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, bei der die Trocknerpartie ferner zumindest eine lineare Partie und eine nach dieser angebrachte letzte Trockenzylindergruppe (432) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der das Luftaufprallmodul unmittelbar vor der letzten Trockenzylindergruppe eingepasst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der das Luftaufprallmodul unmittelbar nach der letzten Trockenzylindergruppe eingepasst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, bei der das Luftaufprallmodul in der Bewegungsrichtung der Papierbahn, zwei bis drei aufeinanderfolgende Luftaufprallhauben (28, 28', 634, 634', 634'') und zwei bis drei aufeinanderfolgende Saugwalzen oder Unterdruckkästen (26, 636, 636', 636'') aufweist, die einander gegenüberliegend eingepasst sind, um dazwischen einen im wesentlichen horizontalen schlitzförmigen Raum (638) auszubilden.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der die lineare Partie ein Luftaufprallmodul und zwei bis drei Unterdruckkästen in Aufeinanderfolge in der Bewegungsrichtung der Papierbahn aufweist, wobei die Unterdruckkästen unterhalb der Luftaufprallhaube eingepasst sind, um einen im wesentlichen horizontalen schlitzförmigen Raum zwischen der Luftaufprallhaube und den Unterdruckkästen auszubilden.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, bei der die Saugwalze oder der Unterdruckkasten des Luftaufprallmoduls eine Einrichtung zur Schaffung eines Unterdruckes unterhalb des Siebes aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der die lineare Partie eine Endlos-Siebschleife (640) zum Stützen der Papierbahn (618) in dem schlitzförmigen Raum (638) zwischen einer oder mehreren Luftaufprallhauben (634, 634', 634'') und einem oder mehreren Unterdruckkästen (636, 636', 636'') aufweist, während ein oder mehrere Unterdruckkästen unterhalb der Luftaufprallhaube und innerhalb der Endlos-Schleife eingepasst sind.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der in der linearen Partie eine Endlos-Siebschleife (440) angeordnet ist, die durch Schwenkwalzen (442, 450) zum Stützen der Papierbahn in dem schlitzförmigen Raum zwischen einer oder mehreren Luftaufprallhauben oder einem oder mehreren Unterdruckkästen gesteuert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der in der Trocknerpartie der Papiermaschine ein geschlossener Papierbahntransfer von der letzten der ersten Trockenzylindergruppen zu der linearen Partie und ein geschlossener Papierbahntransfer von der linearen Partie zu der auf die lineare Partie folgenden Trockenzylindergruppe eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der die lineare Partie Folgendes aufweist – zwei oder mehrere Luftaufprallhauben oder Luftaufprallhaubensegmente (634a, 634b, 634c), in denen eine Einrichtung (452, 454) zum Ausblasen von Rückluft in Richtung auf die Papierbahn eingerichtet ist, und – eine gemeinsame Einrichtung (456) zum Erwärmen der Rückluft von zwei oder mehreren Luftaufprallhauben oder Segmenten und/oder zum Reduzieren der Feuchtigkeit.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, bei der das Luftaufprallmodul zwei oder mehrere Luftaufprallhauben oder Luftaufprallhaubensegmente aufweist, in denen eine Einrichtung zum Ausblasen von Rückluft in Richtung auf die Papierbahn eingerichtet ist, wobei in jeder eine Einrichtung zum Erwärmen der Rückluft und/oder zum Abzug ihrer Feuchtigkeit integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, bei der jede Luftaufprallhaube zumindest eine, bevorzugt zwei oder mehrere Reihen von Loch- oder Schlitzdüsen (535) aufweist, die sich quer über die Bahn zum Ausblasen von Luft- oder Dampfstrahlen auf die Papierbahn erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 41, bei der die Loch- oder Schlitzdüsen in einer perforierten oder geschlitzten Flach-Platte (546) ausgebildet sind, die den Boden der Luftaufprallhaube bildet, die zur Papierbahn parallel zu einem schlitzförmigen Raum (538) benachbart ist, wobei deren Öffnungsbereich 0,5 bis 5% (1 bis 2,5%) und der Abstand zwischen den Löchern 10 bis 100 mm (15 bis 35 mm) beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der die Länge der linearen Partie 1 bis 20 m, bevorzugt 5 bis 10 m, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der die lineare Partie in einer geneigten oder vertikalen Position derart eingepasst ist, dass die Papierbahn durch den schlitzförmigen Raum in einer von der Horizontalen abweichenden Ebene geleitet wird.