DE2153215A1 - Vorrichtung zur Wärmebehandlung von laufenden Bahnen, insbesondere Papierbahnen - Google Patents

Vorrichtung zur Wärmebehandlung von laufenden Bahnen, insbesondere Papierbahnen

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    • F26DRYING
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    • F26B13/00Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/101Supporting materials without tension, e.g. on or between foraminous belts

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Description

Hf 4OT
bitte angeben
Patentanmeldung
der Firma
HI-FLTJX Corporation, 2095 Broadway, Hew York NI 10023
(USA)
Vorrichtung zur Wärmebehandlung von laufenden Bahnen, insbesondere Papierbahnen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Trocknen von mit großer Geschwindigkeit laufenden Bahnen aus Papier oder ähnlichen Produkten.
Die Vorrichtung nach der Erfindung, besteht aus zwei endlosen, gelochten oder mindestens durchlässigen Förderbändern, die von Führung swalζ en getragen werden und welche die Papierbahn zwischen sich einschließen und durch einen Trockner hindurchführen, in dem Mittel zum Erwärmen ei&ös jeden Förderbandes vorgesehen sind, bevor diese mit der Papierbahn in Berührung kommen, während die Führungswalζen von beheiz-
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ten Zylindern gebildet werden, um welche die Papierbahn über einen beträchtlichen Teil der Walzenoberfläche derart gespannt ist, daß aufeinanderfolgende Zonen intensiver Wärmeübertragung zwischen der Papierbahn und den vorgewärmten Transportbändern geschaffen, werden.
Bei einem älteren Verfahren haben die gewöhnlich verwendeten Vorrichtungen zum Trocknen einer von einer herkömmlichen Papiermaschine fortlaufend produzierten Bahn, deren Pro-
P duktionsgeschwindigkeit 600 m/Hin, und mehr betragen kann, einen sehr großen Raum-bedarf und bei normalen Installationen eine Länge in der Größenordnung von 60 m. Bei silier bekannten Trockenanlage, wie sie in der Papierindustrie weithin gebräudiich ist, wird die Papierbahn im allgemeinen über eine Reihe von mit Dampf beheizten Zylindern in Tandemanordnung hin und zurück geführt und hierbei den heißen Zylinderflächen ausgesetzt. Da die notwendige Trokkenzeit von zahlreichen Parametern abhängt, hat eine große
fe Produktionsgeschwindigkeit auch eine lange Trockenstrecks zur Folge. Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen im Gegensatz hierzu gedrungenen Trockenapparat geringerer Länge zu schaffen, der in der Lage ist, eine mit den oben erwähnten normalen Geschwindigkeiten erzeugte Papierbahn wirksam zu behandeln. Zu diesem Zwecke werden zwei endlose, vorgeheizte Förderbänder verwendet, welche die Bahn auf einer verkürzten Strecke zwischen sich durch den Trockner führen, wobei beheizte Führungswalzen eingesetzt werden, die eine intensive Wärmeübertragung gewährleisten
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und einen sehr wirksamen und erhöhten Trockeneffekt haben.
Es sind bereits Trockenvorrichtungen für Papierbahnen bekannt, die endlose Förderbänder verwenden, zwischen denen die Papierbahn durch die Trockenzone hindurchgeführt wird. Diese Trockeneinrichtungen werden jedoch, soweit bekannt, nur für verschiedene Spezialbahndlungen eingesetzt und erlauben keine wirksame Trocknung bei großer Geschwindigkeit. Die Wirkung der zahlreichen bekannten Trockner dieser Art beruht auf einer Zufuhr von warmer Luft zu den Förderbändern, nachdem die Bahn zwischen die Förderbänder eingelegt ist und von Führungszylinder zu Führungszylinder läuft, wobei diese Bereiche für den Haupttrockeneffekt und den Wärmeaustausch bestimmt sind.
Die Vorrichtung nach der Erfindung dagegen verwendet eine Kombination von zwei außerordentlichen wirksamen Verfahren, nämlich eine Einzelvorwärmung der durchlässigen Förderbänder mit Führungswalzen, die quer zu ihren Wandungen von Luft durchströmt werden und die im Folgenden als "Durchblaswalzen " bezeichnet werden, vor Berührung der Förderbänder mit der Bahn,und zum anderen Schaffung von Zonen mit sehr intensivem Wärmeaustausch dadurch, daß die vorgeheizten, übereinander gelegten Förderbänder, welche die Papierbahn zwischen sich einschließen, um beheizte Walzen geführt werden, welche neben der Bahnzuführungsstelle liegen und auf die Förderbänder eine geregelte Spannung aus-
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üben, um die Bann auszuquetschen. Der Irocknungseffekt wird auf diese Weise auf einem verhältnismäßig kleinen Raum bedeutend gesteigert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform verwendet die Erfindung zwei endlose, luftdurchlässige Förderbänder aus einem eng gewebten, hoch durchlässigen Metalltuch, das von einer Vielzahl von Führung swal ζ en in Form von "Durchblaswalzen" unter Spannung gehalten wird, die nicht nur zu einer Einzelvorwärmung der Förderbänder dienen, sondern auch die Bahn durch eine Förderstrecke tragen, längshiielcher die Förderbänder sich bis zu dem größtmöglichen Ausmaß in Berührung mit den beheizten Walzenoberflächen befinden, um den wünschenswerten Ausquetscheffekt und einen raschen Wärmeaustausch zum Trocknen der eingeschlossenen Bahn zu erzielen.
Hehr im einzelnen besteht die Anordnung von "Durchblaswal-. zen" aus einander zugeordneten Walzensätzen mit in geringem Abstand voneinander angeordneten oberen und unteren Walzen. Jede Oberwalze ist gegenüber der zugehörigen Walze des unteren Satzes vertikal und in Durchlaufrichtung der Bahn versetzt und die Paare einander zugeordneter Walzen bilden in der Reihenfolge von dem Eintrittsende der Bahn bis zu ihrem Austrittsende Walzen zum Vorwärmen der Förderbandrücklauftrume, Haupttrockenwalzen und Förderbandumlenkwalzen. Die Rücklauftrume der Förderbänder laufen um die Vor-
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wärmwalzen herum und werden gemeinsam gegen den unteren Teil der oberen Vorwärmwalze mitgenommen, wo die Förderbänder so übereinander gelegt die Bahn empfangen.
Die zwischen den Förderbändern auf genommene Bahn wendet sich dann nach oben, läuft um die obere Trockenwalze herum, wendet sich dann nach unten und umläuft den unteren, entsprechenden Zylinder. Die Bahn läuft dann aufs Neue nach oben und gegen den oberen Teil der unteren Umlenkwalze, wo sich die Förderbänder trennen. Die Umlenkwalzen sind einstellbar gelagert, um die Spannung der Förderbänder regulieren zu können und hierdurch in denjenigen Bereichen, in denen sich die Walzen mit den übereinandergelegten Förderbändern in Berührung befinden, die gewünschte, auf die Bahn ausgeübte Quetschwirkung zu erreichen.
Andere Merkaale und Torteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der die einzige Figur einen schematischen Längsschnitt der Trockenvorrichtung nach der Erfindung darstellt.
Die Trockenvorrichtung nach der Erfindung ist in geeigneter Weise im Inneren eines Abzugsgehäuses untergebracht, dessen oberer Teil mit 2 und dessen unterer Teil mit 4- bezeichnet ist. Eine Eintrittsöffnung 6 nimmt die mit Wasser oder irgendeinem Lösungsmittel getränkte Bahn auf und eine Austritts-
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öffnung 8 läßt die trockene Bahn abziehen. Aa der Spitze des oberen Teiles des Gehäuses ist ein Saugventilator 10 zum Abziehen der feuchten Iiuft oder der Dämpfe angeordnet.
Ein Paar endloser, gelochter oder wenigstens luftdurch-
wird
lässiger Förderbänder von einem oberen Förderband und einem unteren Förderband 14- gebildet. Diese Förderbänder bestehen vorzugsweise aus einem dicht gewebten Metalltuch bekannter Art, deren Fäden eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit haben. Das obere Förderband 12 uiid das untere Förderband 14 sind neben der Eintrittsöffnung 6 des Gehäuses zusammengeführt, so daß sie überβinanderliegen und die zwischen ihnen liegende nasse Bahn W längs einer hiernach noch zu beschreibenden Strecke bis zu der Austrittsöffnung 8 führen.
Die Walzen, welche die schichtartig angeordnete Bahn führen, sind derart angeordnet, daß sie quer zu den Bereichen intensiver Wärmeübertragung transportieren und die Trockenwirkung derart konzentrieren, daß nur eine relativ kleine Grundfläche benötigt wird und gleichzeitig die Möglichkeit gegeben ist, die Bahn mit einer sehr hohen Geschwindigkeit herzustellen.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht der obere Satz Führungswalzen aus den Walzen 16, 18 und 20 und aus einer
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Umlenkführungswalze 22. Der untere Satz bestellt aus den Walzen 24, 26 und 28 und aus der Umlenkwalze 30. Die Förderbänder 12 und 14, die die Bahn auf ihrem Durchlauf mitnehmen, laufen zunächst jeweils um die Walzen16 und 24-, vereinigen sich dann, indem sie sich übereinanderlegen und laufen dann gegen die Unterseite der oberen Walze 16. An dieser Stelle läuft die Bahn zwischen die Förderbänder ein und wird dann nach oben, um die obere Zwischenwalze 18 geführt, wobei die Berührungsfläche zwischen den Förderbändern und dieser Walze, wie in der Zeichnung dargestellt, sich über mehr als die Hälfte der Umfangsflache erstreckt, d.h., über einen Bogen, dem ein Winkel größer als 180° zugeordnet ist. Die Laufrichtung kehrt sich dadurch um und die Förderbänder wenden sich nach unten und laufen um die untere Zwischenwalze 26 herum, die gegenüber der Walze 18 vertikal und nach hinten versetzt ist. Die Berührungsfläche mit der Walze 26 ist auch hier größer als 180° und die Durchlauf richtung kehrt sich aufs Heue um. Von der Walze aus laufen die Förderbänder nach oben in Richtung auf die Oberseite der unteren Walze 28. Hinter der Walze 28 wendet sich das obere Förderband 12 nach oben in Richtung auf die Walze 20, um von dort an das Eintrittsende zurückzukehren. Das untere Förderband 14 läuft um die Walze 28 und beginnt seinen Rücklauf. Die durch die Trennung der Förderbänder am Scheitel der Walze 28 so befreite Bahn läuft durch die Austrittsöffnung 8 hinaus.
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Das obere Förderband 12 läuft auf seinem Rückweg zu der Eintrittswalze 16 über die Führungswalze 22, die vorzugsweise in ihrer Stellung einstellbar ist, um das "Kriechen" des Förderbandes zu korrigieren, was leicht einzusehen ist. Die untere Führungswalze 30 leitet auf ähnliche Weise das Rücklauftrum des Förderbandes 14- zu der unteren Eintritts-· walze 24·. Die Walzen 20 und 28 können parallel zu der sich, zwischen Eintritt und Austritt erstreckenden Hauptrichtung der Bahn, wie in der Zeichnung angedeutet, verstellt werden, um die Förderbandspannimg zu regulieren. Die Walze 26 kann in geeigneter Weise als Antriebswalze für die Förderbänder dienen.
Die Walzen 16, 18 und 20 und die Walzen 24-, 26 und 28 haben vorzugsweise im ganzen gleiche Abmessungen, wie dies in der Zeichnung auch dargestellt ist. Bei gebräuchlichen Einrichtungen haben diese Walzen eine Länge von 1,50m bis 6 m und einen Durchmesser von 0,3 m bis 1,8 m. Die oberen und unteren Eintrittswalzen 16 und 24- sind Durchblaswalzen, d.h., sie lassen erwärmte Luft aus dem Inneren dieser Walzen frei nach außen hindurchtreten. Die oberen Walzen 18 und 20 und die unteren Walzen 26 und 28 sind vorzugsweise ebenfalls Durchblaswalzen. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die Achse eines jeden unteren Zylinders gegenüber der Achse des entsprechenden Zylinders des oberen Satzes nach hinten, d.h. in Richtung auf das Eintrittsende versetzt. Diese Anorinuig gewährleistet am Eintrittsende die Führung und Überwachung der Einführung der waasergetränkten Bahn zwischen die För-
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derbänder und am Austritt sende den genauen Auslauf der trockenen Bahn. Noch wichtiger ist es, daß die vertikale Versetzung der dazwischen liegenden Durchblaswalzen 18 und 26 die doppelte Umkehr des Laufsinnes der Bahn auf sehr kleinem Raum zuläßt und hierdurch zu einem hohen Wirkungsgrad beim Wärmeaustausch für den Trockenvorgang führt.
Wie in der Zeichnung angedeutet, laufen die Förderbänder um jeden Zylinder längs eines Berührungsbogens von mehr als 180° herum. Hierdurch werden eng benachbarte Bereiche für den Wärmeaustausch zwischen der Bahn und den Förderbändern geschaffen, die einen raschen und wirksamen Trokkeneffekt gewährleisten. Hierzu ist darauf hinzuweisen, daß man heiße üuft mit den gewünschten Temperaturen ins Innere der Walzen 18 und 26 leiten kann, um günstige Temperatur-
das Verhältnisse zu erhalten und einen Wäraeverlust durch /Förderband zu vermeiden, welches die betreffende Walzenoberfläche berührt. Außerdem wird die waraa :Luft gegen die Bahn, geblasen und beschleunigt den Trocknungseffekt, insbesondere dann, wenn die Bahn selbst luftdurchlässig ist. Die Durchblasluft kann in bekannter Weise von einem und/oder anderen Walzenende her eingeleitet werden. Als Beispiel sind mit 32 einzelne Einblasöffnungen in jeder der Walaen angedeutet und man erkennt, daß zum Einführen der erwärmten Luft auch andere geeignete Blasvorrichtungpiverwendet werden können.
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Je
Esjist besonders darauf hinzuweisen, daß der größte Teil der Värme zum Trocknen der Bahn während ihres Durchlaufes durch die Torrichtung von derjenigen Wärme gebildet wird, die der Bahn durch die übereinandergelegten, die Bahn zwischen sich einschließenden Förderbänder mitgeteilt wird. Die Mittel zum Vorwärmen der Förderbänder dienen dazu, um eine größtmögliche Trockenwirkung in dem Augenblick zu erzielen, in dem die Bahn zum ersten Mal mit den Förderbändern in Berührung kommt.
Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die Walze 16 mit einer inneren Zwischenwand 34· ausgestattet, um die erhitzte Durchblasluft auf denjenigen Wandbereich der Walze, an dem das Förderband 12 anliegt und auf die Stelle zu konzentrieren, die unmittelbar neben dem Einlauf der Bahn zwischen die Förderbänder 12 und 14- liegt.
Die Führungswalze 24- ist in ihrem Inneren in ähnlicher Weise mit einer Innenwand 36 versehen, um die Vorwärmung des Förderbandes 14· sicherzustellen. Diese erste Berührung zwischen den übereinandergelegten Förderbändern, die gegen die Unterseite der Walze 16 gespannt sind, erfolgt so erst dann, wenn die Förderbänder soweit wie möglich auf die gewünschte Heiztemperatur gebracht worden sind.
In den Bereichen der Vorwärmung können auch eine Saugkammer und Vorrichtungen zum Zurückführen der Luft vorgesehen
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sein. Vor der Walze 16 ist eine Saugkammer 38 und vor der Walze 24 eine Saugkammer 40 dargestellt. Jede Saugkammer kann an die Vorwärmzone der entsprechenden Walze mit einem Rückführkreislauf angeschlossen sein, die einen Filter 42, einen Ventilator 44 und eine Heizvorrichtung 46 aufweist, wie dies bei der Kammer 40 der Walze 24 dargestellt ist.
Die Auslaß- oder Umkehrwalzen 20 und 28 werden ebenso mit erhitzter Durchblasluft gespeist. Bei der Walze 28 unterstützt diese erwärmte I«.ft die Trocknung der Bahn, wenn diese vor ihrem Auslauf unter Spannung über diese Walze läuft. In den jeweiligen Walzen 28 und 20 können die Förderbänder 14 und 12 weiter erwärmt werden, um ihr Temperaturniveau zu erreichen, sobald sie ihren Rücklauf beginnen. Hierdurch kann die Temperatur eines jeden Förderbandes vor seinem Eintritt in die Vorwärmzone der entsprechenden Eintritt swalze auf einen geeigneten Wert gehalten werden. Man erkennt, daß sich die individuelle Vorwärmung der Förderbänder vollzieht, wenn die warme Luft frei durch die Perforationen hindurchtreten kann und daß hierdurch das Metall sehr schnell auf die gewünschte Temperatur gebracht wird.
Kennzeichnenderweise kann die Temperatur der in die Durchblaswalzen eingeführten Luft 500 bis 55O0O erreichen. Die Bahn wird dann sofort am Eintrittsende zwischen sehr heißen Förderbändern eingeschlossen und ständig auf einer hohen Temperatur gehalten, während sie um die mittleren Walzen
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und 26 läuft, wodurch die wirksame (Trocknung gewährleistet wird. Wie bereits erwähnt, ist die Spannung der Förderbänder aus Drahtgewebe regelbar und es ist deshalb möglich, den von den Förderbändern auf die Bahn ausgeübten Quetschdruck in den Teilen der Durchlaufstrecke zu regulieren, wo die Bänder übereinandergelegt sind und mit den Walzen Berührung haben, um einen intensiven Wärmeaustausch zu erreichen. In diesen Berührungsflächen mit den weiter oben genannten Walzen ist aufgrund des engen Kontaktes zwischen der Bahn und den Förderbändern der Wärmeaustausch am größten und hier wird infolgedessen der Haupttrockeneffekt erzielt. Während des Laufes der Bahn von einem Zylinder zum anderen ist jedoch der Wärmeaustausch verhältnismäßig gering.
Obgleich die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Trocknen einer Papierbahn erläutert wurde- dürfte es für den Fachmann doch klar sein, daß die Vorrichtung ganz allgemein zur Wärmebehandlung einer laufenden Bahn und nicht nur für Trockenprozesse verwendet werden kann.
2 ο:; β ι a / η ti r»

Claims (7)

  1. Patentansprüche
    ί1.J Vorrichtung zur Wärmebehandlung einer kontinuierlich laufenden Bahn, insbesondere einer Papierbahn od. dgl., bestehend aus zwei endlosen, gasdurchlässigen Förderbändern von hoher Wärmeleitfähigkeit, von denen Jedes über Trag- und Spannvorrichtungen in einem geschlossenen Kreislauf geführt ist und die auf einem Teil ihres Weges übereinandergelegt sind und die zu behandelnde Bahn vom Anfang bis zum Ende der gemeinsam durchlaufenen Strecke mit sich führen, dadurch gekennzeichnet, daß in der von beiden Förderbändern (12, 14) gemeinsam durchlaufenen Strecke ein Walzenpaar (18, 26) mit regelbarer Temperatur vorgesehen ist, deren Walzen (18, 26) in geringem Abstand voneinander derart angeordnet sind, daß die übereinandergelegten Förderbänder (12, 14) jede der Walzen (18, 26) auf einem Umfangsbereich von mehr als 180° berühren, und daß vor dem Beginn der von beiden Förderbändern (12, 14) gemeinsam durchlaufenen Strecke Einrichtungen zum Vorwärmen der Förderbänder (12, 14) vorgesehen sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbänder (12, 14) in der Nähe des Anfangspunktes ihres gemeinsamen Durchlaufes von Vorwärmwalzen (16, 24) geführt werden, deren Mantelflächen von heißer Luft quer durchströmt werden und die als "Durchblaswalzen" bezeich-
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    Jft
    net sind, und daß der Anfangspunkt der gemeinsam durchlaufenen Strecke neben einer Durchblaswalze angeordnet ist, und wobei die Zufuhr warmer Luft für jede Vorwärmwalze auf einen Teilbereich ihrer Mantelfläche beschränkt ist, die sich in Berührung mit nur einem Förderband befindet und eine Vorwärmzone darstellt.
  3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen mit regelbarer Temperatur vertikal gegeneinander versetzte Durchblaswalzen sind.
  4. 4-. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des gemeinsamen Durchlaufes der Förderbänder (12, 14·) zwei vertikal gegeneinander versetzte Umlenkwalzen (20, 28) für die rücklaufenden Trume der zwei Förderbänder (12, 14) angeordnet sind.
  5. 5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkwalzen (20, 28) Durchblaswalzen sind, die zum Vorwärmen eines jeden Förderbandes (12, 14-) am Anfang ihres Rücklaufes dienen, und daß diese Umlenkwalzen (20, 28) derart verstellbar sind, daß die Spannung eines jeden Förderbandes (12, 14-) unabhängig voneinander einstellbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge-
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    kennzeichnet, daß im Bereich der begrenzten Vorwärmzone einer jeden Führungswalze (16, 24·) am Eintritt sende eine Saugkammer (38, 40) angeordnet ist, und daß Mittel (4-2, 4-4, 46^ zum Wiedererwärmen und Rückführen der aus der Kammer (38 "bzw. 40) abgesaugten Luft in die Vorwärmzone vorgesehen sind.
  7. 7. Vorrichtung zum kontinuierlichen Trocknen einer mit großer Geschwindigkeit laufenden Papiez^bahn, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die endlosen Förderbänder aus einem Drahtgewebe mit hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen, daß bei jedem Walzenpaar, nämlich bei den Vorwärmwalzen (16, 24) für die Vorwärmung und Führung am Anfangspunkt des gemeinsamen Durchlaufes der Förderbänder, bei den mittleren Haupttrockenwalzen (18, 26) mit regelbarer Temperatur und bei den Umlenkwalzen (20, 28) die beiden Walzen eines jeden Paares in geringem Abstand voneinander angeordnet sind und daß jeweils die obere Walze gegenüber der ihr zugeordneten unteren Walze nach vorn versetzt ist und daß die gemeinsam durchlaufene Strecke der beiden Förderbänder (12, 14) ii^der Nähe der unteren Erzeugenden der oberen Vorwärmwalze (16) beginnt, dann nach oben um die mittlere, obere V/alze (18) läuft, sich dann nach unten und zurück um die mittlere, unteve WnIze (26) i;rstrr?ckt und aui dem Scheitel der unteren HmJ ο
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