DE2832840C2

DE2832840C2 - Vorrichtung zum Trocknen einer feuchten Papierbahn

Info

Publication number: DE2832840C2
Application number: DE2832840A
Authority: DE
Inventors: Oscar Nashua N.H. Luthi
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1977-08-02
Filing date: 1978-07-26
Publication date: 1982-10-14
Also published as: FI62573C; US4297794A; GB2002044A; JPS5652157B2; NO782616L; IT7826355A0; BR7804952A; CA1104817A; FR2399504A1; NO148561C; DE2832840A1; GB2002044B; SE7808165L; CH633845A5; FI782374A; NO148561B; FR2399504B1; JPS5438907A; FI62573B; IT1097566B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen einer über eine perforierte drehbare Trommel

Ekie solche Vorrichtung ist aus der US-PS 33 03 576 bekannt Das in das Innere der Trommel eingeführte und durch die Trommel hindurch gegen die Perbahn geführte Heißgas geht hierbei durch die Papierbahn hindurch und wild nach außen abgeführt (sogenanntes Durchgangstrocfcuen). Eine solche Vorrichtung ist auf das Trocknen von mehr oder weniger porösen Papierarten beschränkt. Es ergeben sich ferner Schwierigkeiten bei der Gasführung und -abdichtung sowie bei der Reinigung der Vorrichtung, so daß dieser bekannte

Durchgangstrodaier in seiner Wirksamkeit und Einsatzfähigkeit eingeschränkt ist

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die praktisch für alle Papiersorten brauchbar ist, also sowohl für poröse

wie insbesondere für nicht oder weniger poröse Papiere, wobei trotzdem mit einer einfach aufgebauten Vorrichtung eine hohe Trocknungsgeschwindjgkeit erreicht werden solL
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst

Das Heißgas wird hiernach nicht mehr durch die Papierbahn hindurch nach außen geführt sondern es wird längs der äußeren Oberfläche der Trommel in Kanälen längs der inneren Oberfläche der auf der

Trommel abgestützten Papierbahn geführt, worauf anschließend das Heißgas, nachdem es die Papierbahn von innen her über eine größere Fläche bestrichen und Feuchtigkeit aufgenommen hat, zum Trommelinneren hin abgeführt wird. Es handelt sich also nicht um ein

Durchgangstrocknen, sondern um ein Berührungstrocknen von innen her. Die Kanäle für die Heißgasführung an der Außenseite der Trommel können sich hierbei in axialer Richtung oder in Umfangsrichtung der Trommel oder auch schräg zum Trommelumfang bzw. schraubenlinienförmig erstrecken.

Da das Heißgas nicht oder im wesentlichen nicht durch die Papierbahn hindurch geführt wird und also auch nicht außen abgeführt werden muß, bleibt die äußere Oberfläche der Trommel frei zugänglich für

so Reinigungs- und Wartungsarbeiten. Es ergeben sich keine Abdichtungsprobleme, und die Gasführung wird vereinfacht Trotzdem erreicht man eine hohe Trocknungsgeschwindigkeit die Wirksamkeit des Trockenvorgangs wird also verbessert. Eine Verformung der

Trommel infolge Erwärmung bewirkt keine Änderung der Trocknungsgeschwindigkeit.

Aus der DE-AS 16 29124 ist es zwar bekannt, Heißgas einer über einen zylindrischen Mantel laufenden Papierbahn von innen her zuzuführen und das Gas

auch nach der Innenseite wieder abzuführen. Hierbei läuft jedoch die zu trocknende Bahn ohne Berührung über den zylindrischen Mantel, und es werden lediglich die Laufräder des Heißgasgebläses bewegt, so daß der Mantel feststeht. Zwischen dem feststehenden Zylindermantel und der darüber laufenden Papierbahn bildet sich hierbei ein Heißgaskissen, das die Bahn trägt. Eine solche Vorrichtung kann nur mit schweren Papierbahnen und mit geringer Laufgeschwindigkeit arbeiten, und

sie ist nicht für ein schnelles wirksames Trocknen leichter Papierbahnen geeignet Zudem ist diese bekannte Vorrichtung in Querrichtung der Bahn in mehrere einzelne Zonen aufgeteilt, wodurch Unterschiede in der Trocknungsleistung über tie Breite der Bahn erzielt werden sollen. Dies wird bei der Erfindung, nicht angestrebt, sondern hier soll die Papierbahn mögliehst gleichmäßig getrocknet werden.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, und sie betreffen im wesentlichen die Einrichtungen zum Zaführen und Abführen des Heißgases zu bzw. von der Trommel, sowie die Ausbildung der Kanäle für die Heißgasführung an der äußeren Oberfläche der Trommel.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im, folgenden anhat«!der Zeichnung beschrieben.

Fig. listeineseitlicheSchafttansicht einer bevorzugten Ausführungsförm des Trockners;

F i g. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 von F i g. 1;

F i g. 3 ist eine sehematische Querschnittransicht eines zweiten Ausführungsfaeispiefe;

F i g. 4 ist eine ausschnittsweise Ansicht eines Teils des Trockners gemäß F i g. 3 in vergrößertem Maßstab;

Fig.5 ist eine perspektivische ausschnittsweise Ansicht eines Teils einer in Umfangsrichtung verstärkten Abstützung in vergrößertem Maßrtab;

Fig.6 ist eine perspektivische pusschnittsweise Ansicht einer in Längsrichtung verstärkten Abstützung in vergrößertem Maßstab;

F i g. 7 ist eine Schnittansicht, die die Strömung des heißen Gases im Bereich der verstärkten Abstützung in vergrößertem Maßstab zeigt;

F i g. 8 ist eine Schnittansicht, die die Strömung des heißen Gases bei einem anderen Ausführungsbeispiel einer verstärkten Abstützung in vergrößertem Maßstab zeigt;

F i g. 9 ist eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer verstärkten Abstützung.

Wie die Zeichnungen und insbesondere F i g. 1 zeigen, weist der Trockner eine drehbare Trommel 10 auf. Die Trommel 10 kann in einem nicht dargestellten Gehäuse angeordnet und in einem Lager 12 drehbar gelagert sein. In F i g. 1 ist nur eine Hälfte der Trommel 10 gezeigt. Die andere Hälfte ist ähnlich ausgebildet

Heißes Gas, beispielsweise heiße Luft oder Dampf, wird der Innenseite der drehbaren Trommel 10 mittels einer Gasleitung 14 zugeführt Eine Papierbahn 16 wird der drehbaren Trommel 10 zugeführt und berührt die äußere Oberfläche der Trommel an der Stelle 18 (F i g. 2). Die Papierbahn 16 verläßt die Trommel 10 an einer Stelle 20 (Fig.2), die in Umfangsrichtung gegenüber der Berührungsstelle 18 versetzt ist.

Eine Vielzahl von in Längsrichtung mit Abständen angeordneten Sätzen von Heißgasauslässen schafft Heißgaszonen. Jeder Satz weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abständen angeordneten, sich radial erstreckenden Heißgasrohren auf, die mit der Gasleitung 14 verbunden sind. Die in Umfangsrichtung mit Abständen angeordneten, sich radial erstreckenden Heißgasrohre 30 (F i g. 1 und 2) erstrecken sich radial von der Heißgasleitung 14 her zu einer Vielzahl von sich längs erstreckenden Rohrabschnitten 32. Jeder Rohrabschnitt 32 ist mit einem Schlitz 34 versehen, so daß Düsen gebildet sind, die den Heißgasstrom in eine Abstützung 36 für die Papierbahn 16 leiten.

In ähnlicher Weise ist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit Abständen versehenen, sich radial erstreckenden Rohren 38 (von denen in F i g. 1 nur eines gezeigt ist), mit der Gasleitung $4 verbunden. Diese Röhre 38 führen zu einer Vielzahl von Roiirabschnitten 40. Die Rohrabschnitte 40 weisen, wie die Rohrabschnitte 32, jeweils einen. Schlitz auf, um das Heißgas in die Abstützimg 35 für die Papierbahn 16 einzuführen. Auf ähnliche Weise sind mehrere Sätze von Rohren zum Zuführen des Gases zu anderen Teilen der Abstützung 36 vorgesehen, aber in den Zeichnungen nicht dargestellt Ein gekrümmtes Glied 21. das mit allen Düsen in sämtlichen Heißzonen verbunden ist, ist mit radialem Abstand gegenüber der inneren radialen Oberfläche der Abstützung: 36 angeordnet und erstreckt sich innerhalb der Trommel über einen Kreisbogen, der etwa der gleiche ist wie der durch die Berührung zwischen- der Papierbahn 16 und der Trommel 10 gebildete Kreisbogen zwischen den Punkten 18 und 20. Das Heißgas fließt durch Offnungen 31 nach innen, die in dem gekrümmten Glied 21 jeweils zwischen den Düsen 34 vorgesehen sind.

Die Menge des durch die Rohre 30 zugeführten Heißgases wird bestimmt durch die axiale Stellung eines Ringes 24, der durch eine Abstützung 25 auf einer Welle 22 abgestützt ist, die von der Außenseite der Trommel betätigt wird. In ähnlicher Weise wird die Menge der durch die Rohre 38 geführten Heißgase durch die axiale Stellung eines Ringes 28 bestimmt, der mittels einer Abstützung 29 auf einer Welle 26 gelagert ist die ebenfalls von außerhalb der Trommel betätigt wird. Das Gas kann durch eine Gasöffnung 41 in der ringförmigen Abstützung 25 und durch eine Gasöffnung 42 in der ringförmigen Abstützung 29 hindurchfließen. Auf diese Weise kann die Menge des in jede Heißgaszone eintretenden Heißgases Veränderungen des Feuchtigkeitsgehaltes der Papierbahn in bezug auf die Lage der Teile der Papierbahn 16 in Längsrichtung der Trommel angepaßt werden.

Die Abstützung 36 für die Papierbahn 16 weist einen hohen Prozentsatz offener Bereiche auf und ist vorzugsweise gemäß Fig.5 konstruiert, die einen Teilausschnitt der Struktur der Abstützung 36 zeigt. Die Abstützung 36 für die Papierbahn 16 weist eine Vielzahl von in Längsrichtung voneinander getrennten, gekrümmten flachen Streifen 44 zum Abstützen der Papierbahn auf. Die flachen Streifen erstrecken sich um den gesamten Umfang der Trommel 10 herum, wobei die sich in radialer Richtung erstreckenden Seiten 45 größer oder breiter sind als die Schmalseiten 47. Eine Vielzahl von gewellten Streifen 46 erstreckt sich in Umfangsrichtung um den Umfang der Trommel herum, und jeder gewellte Streifen 46 verbindet ein Paar benachbarter gekrümmter flacher Streifen 44 miteinander.

Der Radius der radial äußeren Flächen 49 der gewellten Streifen 46 ist viel kleiner als der Radius der radial äußeren Oberflächen 47 der flachen Streifen 44. Auf diese Weise sind die gewellten Streifen 46 zwischen den flachen Streifen 44 zurückgesetzt, und deswegen bilden sie nicht nur Kanäle zur Führung des Heißgases nach außen gegen die Innenseite der Papierbahn 16, sondern sie bilden auch radiale Räume oder Kanäle 48 (F i g. 1 und 4) für die Strömung des Heißgases in

Umfangsrichtung längs der inneren Oberfläche der Papierbahn. Derjenige Teil des Umfangs der Trommel 10, der

nicht von dem gekrümmten Glied 21 eingenommen ist, ist offen und ermöglicht somit eine Strömung des gebrauchten Gases in einen U-förmigen Kanal 50 und in einen Gasauslaß 52. Ein zweiter, dem Gasauslaß 52

ähnlicher Gasauslaß kann an dem anderen nicht dargestellten Ende der drehbaren Trommel 10 vorgesehen sein.

F i g. 6 zeigt eine alternative Ausbildung der Abstützung für die Papierbahn 16, wobei die Abstützung gemäß Fig.6 an Stelle derjenigen gemäß Fig.5 verwendet werden kann. Die Abstützung gemäß F i g. 6 weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit gegenseitigen Abständen versehenen, sich in Längsrichtung erstreckenden flachen geraden Streifen 54 zum Abstützen der Papierbahn 16 auf. Eine Vielzahl von gewellten Streifen 56 erstreckt sich in Längsrichtung der Trommel 10, wobei jeder der gewellten Streifen 56 zwei benachbarte flache Streifen 54 miteinander verbindet Die gewellten Streifen 56 sind in bezug auf die flachen Streifen 54 radial nach innen zurückgesetzt, um sich in Längsrichtung erstreckende Räume für die Führung des Heißgases in Längsrichtung der Trommel längs der inneren Oberfläche der Papierbahn 16 zu bilden.

Bei dem in den Fig.3, 4 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gaszuführungssystem etwas anders ausgebildet als das Gaszuführungssystem bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2. Die Gasleitung 14 führt das Heißgas einer Mehrzahl von Sätzen gasführender Glieder zu, wobei jeder Satz eine Mehrzahl von sich in radialer Richtung erstreckenden Gasrohren 58 aufweist, die zu einem gekrümmt ausgebildeten Verteiler 60 führen. Von dem Verteiler 60 wird das heiße Gas einer Mehrzahl von Gasführungsgliedern 62 zugeleitet, die mit Schlitzen 67 in Düsen 68 versehen sind. Die Düsen 68 erstrecken sich nach außen unter einem Winkel gegenüber dem Radius der Trommel 10. Wie insbesondere Fig.7 zeigt, erstreckt sich eine kurze Ablenkplatte 70 in Umfangsrichtung in einer Richtung von jeder Düse 68 weg, und eine längere Ablenkplatte 72 erstreckt sich in der entgegengesetzten Umfangsrichtung von jeder Düse 68 weg. Die längere Platte 72 ist jeweils von der kürzeren Platte 70 der benachbarten bzw. in Umfangsrichtung folgenden Düse 68 getrennt um dazwischen öffnungen 74 zu bilden, die sich in Längsrichtung der Trommel erstrecken und eine Strömung des Heißgases zurück in das Innere der drehbaren Trommel 10 ermöglichen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 8 ist die zu einem hohen Prozentsatz offene Abstützung für die Papierbahn 16 mit Leitblechen 76 versehen, die eine Vorwärtsneigung in Drehrichtung der Trommel haben, um dazu beizutragen, die Heißgase in Umfangsrichtung längs der Innenseite der Papierbahn 16 zu führen.

Bei dem in Fig.9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zu einem hohen Prozentsatz offene Abstützung mit einer Mehrzahl von Drähten 80 versehen, die jeweils mit dem gewellten Streifen 46 verbunden sind. Diese Drähte 80 bieten eine zusätzliche Abstützung für die Papierbahn 16.

Im Betrieb der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 wird die Papierbahn 16 der Trommel 10 zugeführt und über die Trocknungsdüsen hinweggeführt Während die Papierbahn durch Drehung der Trommel 10 um diese herumgeführt wird, fließt das der Gasleitung 14 zugeführte Heißgas durch die radialen Heißgasrohre 30 in die sich in Längsrichtung erstreckenden Rohrabschnitte 32 und aus diesen durch die Schlitze 34, die die Düsen bilden, heraus. Das aus den Düsen austretende

ίο Gas fließt durch die Kanäle, die durch die öffnungen in der Abstützung 36 gebildet sind, und dann in Umfangsrichtung längs der Innenseite der Papierbahn 16 in denjenigen Räumen, die durch die nach innen zurückgesetzten gewellten Streifen 46 zwischen den

flachen Streifen 44 gebildet sind. Das gebrauchte Gas verläßt die drehbare Trommel 10 durch den Ü-förmigen Kanal 50 und den Gasauslaß 52.

Die Drücke werden so gesteuert, daß der Innendruck verglichen zu dem Außendruck an der Papierbahn

derart ist, daß, wenn überhaupt, sehr wenig Heißgas durch die Papierbahn 16 hindurchtritt Praktisch das gesamte Trocknen wird ausschließlich dadurch erreicht daß die Heißluft oder das Heißgas an der Innenseite der Papierbahn 16 auftrifft und an dieser entlangströmt Es

kann auch ein Unterdruck an der Innenseite der Papierbahn 16 herrschen, um die Papierbahn an der Trommel 10 zu halten.

Wenn die in Fig.6 gezeigte Abstützung an Stelle derjenigen gemäß Fig.5 verwendet wird, ist der

Arbeitsvorgang im wesentlichen der gleiche wie oben beschrieben mit der Ausnahme, daß das Heißgas an der Innenseite der Papierbahn 16 in Längsrichtung der Trommel statt in Umfangsrichtung der Trommel entlanggeführt wird. Mit einer geringen Abänderung

der in Fig.5 gezeigten Ausbildung, beispielsweise

durch eine spiralförmige Anordnung der Streifen 44,

wird das Gas spiralförmig längs der Innenseite der Papierbahn geführt

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels gemäß

den Fig.3, 4 und 7 ist, ebenso wie diejenige der Abwandlungen gemäß den Fig.8 und 9, im wesentlichen die gleiche wie die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 und 2. Die Wirkungsweise der zusätzlichen Ausführungsbeispiele ist daher aus der Erläuterung der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 und 2 klar. Für die Ausbildung der Abstützung mit einer Oberfläche mit einem hohen Prozentsatz an Öffnungen oder Durchgängen können auch andere Gestaltungen an Stelle der flachen und gewellten Streifen verwendet werden. Zum Beispiel könnte eine perforierte ringförmige (zylinderförmige) Platte verwendet werden, die mit sich in Längsrichtung bzw. Axialrichtung der Trommel erstreckenden Streifen und/oder mit in Umfangsrichtung herumgewundenen Drähten zum Abstützen der Papierbahn ausgestattet ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnuneen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trocknen einer über eine perforierte drehbare Trommel laufendenieucbten Papierbahn, mit Einrichtungen zum Zefflinen von Heißgas in das Innere der TtohubbI und durch die Trommel hindurch gegen die Papierbahn, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der Trommel (J8) sich längs der anBeren Oberfläche der Trommel erstreckende Kanäle {48} zum Führen des Heizgases Sags der inneren Oberfläche der auf der Trommel «^gestützten Papksrbahn (16) vorgesehen and und daß die Trommel (10) von den Zianhreinrachtiingen (M. 30, 32, 34, 38, 40; 58, 60, «2, «7, €85 für das Helgas getrennte öffnungen (31; 74) and Räume zum Abführen des Heißgases zum Trammennneren lan aufweist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißgas-Zuführeinrichtungen (14, 30, 32,34, 38,40; 58,60, 62,67, 68) eine Mehrzahl von in Längsrichtung und/oder Umfangsrichtung der Trommel (10) mit gegenseitigen Abständen angeordneten Heißgasauslässen (32, 34; 40; 62,67, 68) aufweisen, die durch die Trommel (10) hindurch in den Bereich der Kanäle (48) an der Außenseite der Trommel (10) führen, und daß zwischen benachbarten HeiBgasauslässen (32. 34; 40; 62, 67, 68) längs der Trommel (10) feststehende Leitflächen (21; 70, 72) für das Heißgas vorgesehen sind, in denen die öffnungen (31; 74) zum Abführen des Heißgases zum Trommelinneren angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (48) an der Außenseite der Trommel (10) durch eine Mehrzahl von in Längsrichtung der Trommel mit gegenseitigen Abständen angeordneten, flachen, radial stehenden Streifen (44) gebildet sind, die sich zum Abstützen der Papierbahn (lo) um den Umfang der Trommel (10) herum erstrecken, und daß zwischen den flachen Streifen (44) gewellte Streifen (46) angeordnet sind, deren radial äußere Oberflächen (49) zur Bildung der Kanäle (48) einen kleineren Radius haben als die radial äußeren Oberflächen (47) der flachen Streifen (44) (F i g. 5).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (48) an der Außenseite der Trommel (10) durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung der Trommel mit gegenseitigen Abständen angeordneten, flachen, radial stehenden Streifen (54) gebildet sind, die sich zum Abstützen der Papierbahn (16) in Längsrichtung der Trommel (10) erstrecken, und daß zwischen den flachen Streifen (54) gewellte Streifen (56) angeordnet sind, deren radial äußere Oberflächen zur Bildung der Kanäle (48) einen kleineren Radius haben als die radial äußeren Oberflächen der flachen Streifen (54) (F ig. 6).

5. Vorrichtung naoh Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der radial äußeren Kante der gewellten Streifen (46; 56) eine Vielzahl von getrennten Drähten oder Drahtringen (80) befestigt sind, die eine zusätzliche Abstützung für die Papierbahn (16) bilden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (10) im Bereich der Kanäle (48) mit einer Vielzahl von Leitblechen (76) versehen ist, die in bezug auf den Radius der Trommel (10) eine Vorwärtsneigung in Dorehrichtung aufweisen.