DE19946985A1

DE19946985A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entwässerung einer Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE19946985A1
Application number: DE1999146985
Authority: DE
Inventors: Hannes Vomhoff; Joachim Grabscheid; David Allen Beck; Peter Mirsberger; Ulrich Begemann; Karl Josef Boeck; Thomas Elenz; Hans Dahl
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-05

Abstract

Bei einem Verfahren zur Entwässerung einer Faserstoffbahn 12, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, wird die Faserstoffbahn 12 mittels einer entsprechenden Vorrichtung 10 zumindest teilweise durch Beaufschlagen der Bahn mit heißem Verdrängungsgas 14 entwässert.

Description

Die Erfndung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung einer Faserstoff bahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Faser stoffbahn zumindest teilweise durch Beaufschlagen der Bahn mit Ver drängungsgas entwässert wird. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Wasser kann durch die Anwendung eines Gasdifferenzdrucks aus einer Papierbahn entfernt werden. Dieses Verfahren wird Verdrängungsentwäs serung genannt. Hierbei wird das sich in den Poren zwischen den Fasern befindende Wasser aus dem Papervlies herausgeblasen. Im Vergleich zum konventionellen Naßpressen in einem einfach oder doppelt befilzten Wal zenspalt hat das fertige Papier ein höheres spezifisches Volumen bei glei chem Trockengehalt wie nach der mechanischen Entwässerung. Es wurde auch bereits eine entsprechende apparative Anordnung für den Verdrän gungsentwässerungsprozeß vorgeschlagen (W. Kawka u.E. Szwarcztajn: "Some results of investigations on the equipment for intensive dewatering and drying of porous papers, EUCEPA-79 International Conference, Lon don, paper 31, S. 153).

Bei einigen Papiersorten besteht das Ziel des Entwässerungsvorgangs darin, einen möglichst hohen Trockengehalt zu erreichen.

Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen. Dabei soll insbeson dere eine möglichst hohe Entwässerungswirkung gewährleistet sein.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Faserstoffbahn mit heißem Verdrängungsgas beaufschlagt wird.

Infolge der hohen Temperatur des Verdrängungsgases kommt es zu einer Erwärmung des Faservlieses. Damit wird auch das darin enthaltene Was ser erwärmt, das sich dann aufgrund der geringeren Viskosität besser entfernen läßt.

Vorzugsweise wird eine zumindest teilweise wärmeisolierte Verdrängungs entwässerungseinheit verwendet. Wird das Verdrängungsgas mittels eines Kompressors komprimiert, so ist vorzugsweise auch dieser Kompressor wärmeisoliert. Durch eine konsequente Isolation der Verdrängungsent wässerungsanlage oder -einheit und/oder des Kompressors zur Erzeu gung des Verdrängungsgases werden die Wärmeverluste in diesen Aggre gaten auf ein Minimum herabgesetzt. Entsprechend erfolgt eine Beauf schlagung der Faserstoffbahn mit heißem Verdrängungsgas.

Das Verdrängungsgas kann zumindest teilweise durch Kompression er hitzt werden. Vorteilhafterweise wird das Verdrängungsgas jedoch zumin dest teilweise durch Zumischen von Heißdampf erhitzt. In bestimmten Fällen kann es auch von Vorteil sein, wenn als Verdrängungsgas Heiß dampf verwendet wird.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform wird als Verdrän gungsgas Luft verwendet.

Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß diese Vorrichtung zur Beaufschlagung der Faserstoffbahn mit heißem Verdrängungsgas ausgeführt ist.

Diese Entwässerungsvorrichtung umfaßt vorteilhafterweise eine wärme isolierte Verdrängungsentwässerungseinheit wie insbesondere eine wär meisolierte Druckkammer, über die die Faserstoffbahn mit unter Druck stehendem heißem Verdrängungsgas beaufschlagbar ist.

Umfaßt die Vorrichtung einen Kompressor, so ist vorzugsweise auch die ser entsprechend wärmeisoliert. Ein solcher Kompressor kann insbeson dere einer Druckkammer oder dergleichen vorgeschaltet sein.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsge mäßen Vorrichtung liegt die Druckkammer mit ihrer Gasaustrittsseite ei ner Gegenfläche gegenüber, mit der sie einen vorzugsweise in Bahnlauf richtung verlängerten Spalt bildet, durch den die Faserstoffbahn vorzugs weise zusammen mit wenigstens einem Sieb oder Filz hindurchgeführt ist.

Die Gegenfläche kann beispielsweise durch eine Walze mit flexiblem Wal zenmantel, beispielsweise eine Schuhwalze, gebildet sein. In diesem Fall kann der Spalt in Bahnlaufrichtung beispielsweise einen zumindest im wesentlichen geraden Verlauf besitzen.

Die Gegenfläche kann aber auch beispielsweise durch eine Walze mit star rem Walzenmantel gebildet sein. In diesem Fall kann der Spalt in Bahn laufrichtung einen gekrümmten Verlauf besitzen, indem die Gasaustritts seite der Druckkammer entsprechend an den Außenumfang der Walze an gepaßt ist.

Die Druckkammer kann beispielsweise auch von mehreren Walzen, vor zugsweise von wenigstens vier Walzen, begrenzt sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ent wässerung einer Faserstoffbahn, bei der als Verdrän gungsgas komprimierte Frischluft verwendet wird,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer Entwässerungsvor richtung, bei der der Frischluft Heißdampf zugeführt wird,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Entwässerungsvor richtung, bei der als Verdrängung; gas Heißdampf ver wendet wird, und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Entwässerungsvor richtung, bei der die Druckkammer von mehreren Wal zen begrenzt ist.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils eine Vorrichtung 10 zur Entwässerung einer Faserstoffbahn 12. Bei der Faserstoffbahn 12 kann es sich insbe sondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln. In den dargestellten Vorrichtungen 10 wird die Faserstoffbahn 12 zumindest teilweise durch eine Beaufschlagung mit heißem Verdrängungsgas 14 entwässert. Zur Verringerung der Wärmeverluste ist die Entwässerungsvorrichtung wär meisoliert.

So umfaßt diese Entwässerungsvorrichtung 10 jeweils eine entsprechende Wärmeisolation 16 (vgl. Fig. 1) aufweisende Verdrängungsentwässe rungseinheit, z. B. eine oder mehrere Druckkammern 18, über die die Fa serstoffbahn 12 bzw. das entsprechende Faservlies mit unter Druck ste hendem Verdrängungsgas 14 beaufschlagbar ist.

Die Druckkammer 18 liegt mit ihrer Gasaustrittsseite 20 jeweils einer Ge genfläche 22 gegenüber, wobei sie mit dieser einen in Bahnlaufrichtung verlängerten Spalt 24 bildet, durch den die Faserstoffbahn 12 vorzugswei se zusammen mit wenigstens einem Sieb oder Filz 26 hindurchgeführt ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist die Gegenfläche 22 durch eine Walze 28 mit flexiblem Walzenmantel 28' gebildet. In diesem Fall besitzt der verlängerte Spalt 24 in Bahnlaufrichtung vorzugsweise einen zumin dest im wesentlichen geraden Verlauf. Bei der Walze 28 kann es sich bei spielsweise um eine Schuhwalze handeln.

Bei den vorliegenden, in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungs beispielen können die Faserstoffbahn 12 und das Sieb 26 entweder von links nach rechts oder von rechts nach links laufen.

Bei den beiden Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 und 3 ist die Gegenfläche 22 jeweils durch eine Walze 30 mit starrem Walzenmantel 30' gebildet, wobei der Spalt 24 in Bahnlaufrichtung einen gekrümmten Ver lauf besitzt, in dem die Gasaustrittsseite 20 der Druckkammer 18 ent sprechend an den Außenumfang der Walze 30 angepaßt ist.

Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2 ist der vorzugs weise wärmeisolierten Druckkammer 18 jeweils ein Kompressor 32 vorge schaltet. Auch dieser der Erzeugung des Verdrängungsgases dienende Kompressor 32 ist vorzugsweise wieder wärmeisoliert.

Durch eine konsequente Isolation der beispielsweise wenigstens eine Druckkammer 18 aufweisenden Verdrängungsentwässerungseinheit und des wenigstens einen Kompressors 32 werden die Wärmeverluste in diesen Aggregaten auf ein Minimum herabgesetzt. Demzufolge wird die Faser stoffbahn 12 von heißem Verdrängungsgas beaufschlagt. Eine hohe Tem peratur des Verdrängungsgases führt zu einer Erwärmung des Faservlie ses. Dadurch wird auch das darin enthaltene Wasser erwärmt, das sich dann aufgrund der niedrigeren Viskosität besser entfernen läßt.

Dem Kompressor 32 wird jeweils Frischluft zugeführt (vgl. die Fig. 1 und 2). Diese Frischluft wird dann zunächst teilweise durch die Kompres sion erhitzt. Grundsätzlich kann auch die betreffende Verdrängungsent wässerungseinheit beheizt sein.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird die zugeführte Frischluft zumindest teilweise durch Zumischen von Heißdampf 34 erhitzt. Im vor liegenden Fall erfolgt das Zumischen von Heißdampf 34 in dem Bereich zwischen dem Kompressor 32 und der Druckkammer 18.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist als Verdrängungsgas 14 Heißdampf vorgesehen.

Auch das Zumischen von Heißdampf zu dem Verdrängungsgas oder die Verwendung von Heißdampf als Verdrängungsgas führt wieder zu einer entsprechenden Verbesserung der Wirkungsweise der Verdrängungs entwässerung. Der Dampf kondensiert bei der Entwässerung in dem käl teren Faservlies. Es kommt somit zu einer Erwärmung des Faservlieses. Die Viskosität des im Vlies enthaltenen Wassers wird reduziert, so daß sich dieses Wasser leichter aus dem Faservlies entfernen läßt.

Die Druckkammer 18 kann beispielsweise auch von mehreren Walzen, vorzugsweise wenigstens vier Walzen, begrenzt sein. Fig. 4 zeigt eine bei spielhafte Ausführungsform einer Entwässerungsvorrichtung, bei der die Druckkammer 18 zwischen vier Walzen 28, 36, 38 und 40 definiert ist. Im übrigen kann diese Ausführungsform zumindest im wesentlichen bei spielsweise wieder so ausgeführt sein wie die zuvor beschriebenen Aus führungsformen. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszei chen zugeordnet.

Bezugszeichenliste

10

Entwässerungsvorrichtung

12

Faserstoffbahn

14

Verdrängungsgas

16

Wärmeisolation

18

Verdrängungsentwässerungseinheit, Druckkammer

20

Gasaustrittsseite

22

Gegenfläche

24

verlängerter Spalt

26

Sieb, Filz

28

Walze

28

' flexibler Walzenmantel

30

Walze

30

' starrer Walzenmantel

32

Kompressor

34

Heißdampf

36

Walze

38

Walze

40

Walze

Claims

1. Verfahren zur Entwässerung einer Faserstoffbahn (12), insbesonde re einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Faserstoffbahn (12) zumindest teilweise durch Beaufschlagen der Bahn (12) mit Ver drängungsgas (14) entwässert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn (12) mit heißem Verdrängungsgas (14) be aufschlagt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zumindest teilweise wärmeisolierte Verdrängungsentwässe rungseinheit (18) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängungsgas (14) mittels eines vorzugsweise wärmei solierten Kompressors (32) komprimiert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängungsgas (14) zumindest teilweise durch Kompres sion erhitzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängungsgas (14) zumindest teilweise durch Zumi schen von Heißdampf (34) erhitzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdrängungsgas (14) Heißdampf verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdrängungsgas (14) Luft verwendet wird.

8. Vorrichtung (10) zur Entwässerung einer Faserstoffbahn (12), insbe sondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei der die Faserstoffbahn (12) zumindest teilweise durch Beaufschlagen der Bahn (12) mit Verdrängungsgas (14) entwässert wird, insbesondere zur Durchfüh rung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Beaufschlagung der Faserstoffbahn (12) mit heißem Verdrängungsgas (14) ausgeführt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest teilweise wärmeisoliert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine vorzugsweise wärmeisolierte Druckkammer (18) um faßt, über die die Faserstoffbahn (12) mit unter Druck stehendem Verdrängungsgas (14) beaufschlagbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen vorzugsweise wärmeisolierten Kompressors (32) um faßt.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (32) der Druckkammer (13) vorgeschaltet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängungsgas (14) zumindest teilweise durch Kompres sion erhitzt ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängungsgas (14) zumindest teilweise durch Zumi schen von Heißdampf (34) erhitzt ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdrängungsgas (14) Heißdampf vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdrängungsgas (14) Luft vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (18) mit ihrer Gasaustrittsseite (20) einer Ge genfläche (22) gegenüberliegt und mit dieser vorzugsweise einen in Bahnlaufrichtung verlängerten Spalt (24) bildet, durch den die Fa serstoffbahn (12) vorzugsweise zusammen mit wenigstens einem Sieb oder Filz (26) hindurchgeführt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche (22) durch eine Walze (28) mit flexiblem Wal zenmantel (28') gebildet ist und der Spalt (24) in Bahnlaufrichtung vorzugsweise einen zumindest im wesentlichen geraden Verlauf be sitzt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche (22) durch eine Walze (30) mit starrem Wal zenmantel (30') gebildet ist und der Spalt in Bahnlaufrichtung einen gekrümmten Verlauf besitzt, indem die Gasaustrittsseite (20) der Druckkammer (18) entsprechend an den Außenumfang der Walze (30) angepaßt ist.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (18) von mehreren Walzen, vorzugsweise von wenigstens vier Walzen (28, 36, 38, 40), begrenzt ist.