DE2925026A1

DE2925026A1 - Verfahren und vorrichtung zum befeuchten von faserbahnen, insbesondere papierbahnen

Info

Publication number: DE2925026A1
Application number: DE19792925026
Authority: DE
Inventors: Hanns D Pleines
Original assignee: PLEINES HANNS D
Current assignee: Dox Maschinenbau 6072 Dreieich De GmbH
Priority date: 1979-06-21
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1981-01-08
Also published as: DE2925026C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten von Faserbahnen,
insbesondere Papierbahnen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befeuchten von Faserbahnen, insbesondere Papierbahnen, durch aus Düsen austretendem Dampf.
Zu den Bearbeitungsvorgängen bei der Herstellung und Vergütungvon Papier, Karton und ähnlichen Faserbahnen gehört das Befeuchten. Bei der Düsenfeuchtung werden durch einen Zerstäubungsvorgang feine Wassertröpfchen erzeugt, die in die Faserbahn eindringen. Versuche haben gezeigt, daß der Wirkungsgrad der Befeuchtung um so besser ist, je geringer die Teilchengröße und jehöher die Auftreffgeschwindigkeit der Wassertröpfchen auf die Oberfläche der Faserbahn ist.
Es hat sich gezeigt, daß die bislang besten Ergebnisse mit der elektrostatischen Düsenfeuchtung zu erzielen sind bei der die elektrostatische Aufladung einerseits eine sehr feine Zerstäubung und andererseits eine sehr hohe Geschwindigkeit der Wassertröpfchen ergibt. (W. Brecht und E. Nagler, "Meßtechnische Aufdeckung grundlegender Einflüsse bei verschiedenen Befeuchtungsprozessenn, ZeitschriftnDas Papier", 1968, Seite 867; W. Brecht und A. Pohl, "Das Reifen von Papier und seine Wirkungen", Zeitschrift "Das Papier", 1960, Seite 590).
Es ist auch bekannt, bei der elektrostatischen Feuchtung von Papier das hierzu vrwendete Wasser mittels Druckluft zu zerstäuben ( A. Pohl, "Theory and operation of electrostativ paper conditioner", Zeitschrift "Pulp & Paper International", 1967, S. 63; Hierfür geeignete Zweistoffdüsen sind bt Ibar.ntund in der Praxis bewährt.(DE-PS1 461 233).
Eine noch weitere Verringerung der Teilchengröße des zum Befeuchten dienenden Wassers läßt sich nur dadurch erreichen, daß man das Wasser in Form von Dampf verwendet. Dampffeuchter sind bei Satinierkalandern bekannt.
Obwohl die Teilchengröße bei der Dampffeuchtung noch wesentsich geringer ist als bei der elektrostatischen Düsenfeuchtung, kann bei der Dampffeuchtung nur ein wesentlich geringerer Wirkungsgrad als bei der Düsenfeuchtung erreicht werden, so daß sich die Dampf feuchtung nur bei solchen Anwendungsbereichen eingeführt hat, bei denen nur verhältnismäßig geringe Feuchtigkeitsmengen auf das Papier aufgebracht werden müssen.
Bei der Dampffeuchtung war bisher eine Steigerung des Wirkungsgrades durch Erhöhung der Auftreffgeschwindigkeit der feinen Flüssigkeitsteilchen durch Anwendung eines elektrostatischen Hochspannungsfeldes dadurch weitgehend ausgeschlossen, daß die Wirkung des elektrostatischen Feldes auf Wasserdampf nur sehr gering ist. Deshalb war es bisher bei der Dampffeuchtung unvermeidbar, daß ein großer Teil des Dampfes ungenutzt entweicht, während sich nur ein kleiner Teil, d. h. eine geringe Flüssigkeitsmenge, an der Faserbahn niederschlägt.
Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren der Dampffeuchtung ist es daher die Aufgabe der Erfindung, dieses Verfahren so auszubilden, daß eine hohe Befeuchtungsleistung erzielt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Dampf beim Austritt aus den Düsen Wasser zugesetzt wird und daß der Dampf mit dem Wasser in ein über der Faserbahn gebildetes elektrostatisches Hochspannungsfeld gesprüht wird. Vorzugsweise wird angewärmtes Wasser verwendet, weil seine Oberflächenspannung wesentlidiverringert ist, so daß es sich besser zerreißen läßt.
Durch die Zugabe von Wasser wird die Wirkung des elektrostatischen Feldes auf den Dampf so wesentlich erhöht, daß die gesamte Dampf-Wasser-Menge auf die Faserbahn gelangt.
Da diese Feuchtigkeit zu einem wesentlichen Teil aus Dampf besteht, d.h. Wasser in feinstmöglicher Teilchengröße enthält, tritt die Feuchtigkeit tief in die Poren der Faserbahn ein und bewirkt eine intensive, tiefwirkende Befeuchtung und eine besonders gute Feuchtigkeitsaufnahme.
Im Gegensatz zu der bekannten elektrostatischen Düsenfeuchtung dient bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das zugegebene Wasser in erster Linie dazu, eine für die technische Anwendung des Verfahrens wesentliche Wirkung des elektrostatischen Feldes auf den Dampf zu erzielen. Erst in zweiter Linie dient das zerstäubte Wasser zusätzlich zur Befeuchtung der Faserbahn.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Faserbahn gekühlt wird. Dadurch wird der Temperaturunterschied zwischen dem Dampf und der Faserbahn noch erhöht, so daß die Kondensationswirkung des Dampfes beim Auftreffen auf die Faserbahn bzw. auf die Wandungen der Poren der Faserbahn noch erhöht wird.
Zweckmäßigerweise beträgt die dem Dampf zugesetzte Wasser menge mindestens etwa 10 Gewichtsprozent des Dampfes.
Die Erfindung betrifft auch eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die Gegenstand von Unteransprüchen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Es zeigt: Fig. 1 in vereinfachter Darstellungsweise eine Vorrichtung zum Befeuchten einer Faserbahn, beispielsweise einer Papierbahn, mittels Dampf, Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer Vorderansicht und Fig. 3 den in der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 verwendeten Düsenkopf im Schnitt.
Eine Papierbahn 1 wird an einer Kühlwalze 2 gekühlt und anschließend über eine ebenfalls gekühlte Gegenwalze 3 geführt. Aus mehreren Düsen 4, die über die Breite der Papier bahn 1 verteilt angeordnet sind, wird ein Sprühstrahl 5, bestehend aus mit feinverteiltem Wasser versetztem Dampf, an der Stelle auf die Papierbahn 1 gerichtet, wo die Papierbahn auf die Gegenwalze 3 aufläuft.
Im Abstand zu der Papierbahn 1 auf der Gegenwalze 3 ist eine schirm- oder gitterförmige Hochspannungselektrode 6 angeordnet, zu der die geerdete Gegenwalze 3 die Gegenelektrode bildet. An der Elektrode 6 liegt beispielsweise eine elektrostatische Spannung von 80 - 200 kV. Zwischen der Elektrode 6 und der Gegenwalze 3 wird auf diese Weise ein ionisiertes elektrostatisches Feld aufgebaut.
Die Sprühdüsen 4 sind jeweils Teil eines in Fig. 3 in Einzelheiten dargestellten Düsenkopfes 7, der ober eine Entspannungskammer 8 mit einem gemeinsamen Dampfrohr 9 verbunden ist.
Eine Dampfzufuhrleitung 10 führt über ein Wasserabstreifsieb 11, das mit einer Entwässerung 12 in Verbindung steht, und über ein Absperrventil 13 Dampf zu einem Injektor 14. Der Injektor 14 kann über ein Absperrventil 15 mit einer Luftzuleitung verbunden sein, die erwärmte Luft liefert. Dies Zufuhr von erwärmter Luft ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
Der Dampf bzw. das aus erwärmter Luft und Dampf bestehende Gemisch gelangt über ein Magnetventil 17 in das Dampfrohr 9, das die Dampfzufuhrleitung für die einzelnen Düsenköpfe 7 bildet. An der Unterseite des Dampfrohres 9 ist ein Kondensatablauf 18 vorgesehen. An der Oberseite des Dampfrohres 9 liegt ein Wasserabstreifsieb 19 vor den einzelnen Öffnungen 20, aus denen der Dampf bzw. das Dampf-Luft-Gemisch in die Entspannungskammer 8 gelangt, deren Volumen einstellbar ist. Aus der Entspannungskammer 8 gelangt der Dampf bzw. das Dampf-Luft-Gemisch durch eine Bohrung 21 in einen äußeren Ringraum 22 des Düsenkopfes 7 und von dort zur Sprühdüse 4.
Eine zentrale Bohrung 23 der Sprühdüse 4 ist mit einer Zufuhrleitung 24 für Wasser verbunden, das vorzugsweise in einer (nicht dargestellten) Erwärmungseinrichtung erwärmt wurde.
Zur Kühlung der Gegenwalze 3 weist diese einen axialen Kühlwasserzulauf 25 und auf der anderen Seite einen axialen Kühlwasseraustritt 26 auf. Die Gegenwalze 3 ist mit einer Erdung 27 versehen.
Den austretenden Sprühstrahlen 5 der Sprühdüsen 4 zum Befeuchten einer Papierbahn 1 werden beispielsweise 3 bis 6,5 m3 Dampf pro Stunde zugeführt. Die entsprechende, über die Leitungen 24 zugeführte Wassermenge beträgt etwa 0,25 1 Wasser bei 3 m3 Dampf und 50 1 Wasser bei 6,5 m3 Dampf pro Stunde. Die zugeführte Wassermenge sollte mindestens etwa 10 Gewichtsprozent der Dampfmenge betragen. Der verwendete Dampf hat eine Temperatur von 110° C.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wurden die Kühlwalze 2 und die Gegenwalze 3 gekühlt.
Leerseite

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten von Faserbahnen, insbesondere Papierbahnen PÄTENTNSPRÜCHE 1. Verfahren zum Befeuchten von Faserbahnen, insbesondere Papierbahnen, durch aus Düsen austretenden Dampf, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dampf beim Austritt aus den Düsen Wasser zugesetzt wird und daß der Dampf mit dem Wasser in ein über der Faserbahn gebildetes elektrostatisches Hochspannungsfeld gesprüht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser-bahn gekühlt wird.
3 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dampf eine Wassermenge von mindestens etwa 10 Gewichtsprozent zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erwärmtes Wasser zugesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dampf erwärmte Luft zugesetzt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer auf eine Faserbahn gerichteten, mit einer Dampfzufuhrleitung verbundenen Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4) als Zweistoffdüse ausgeführt ist und mit einer Zufuhrleitung (24) für Wasser verbunden ist und daß die Faserbahn (1) über eine als Gegenelektrode dienende Gegenwalze (3) einer elektrostatischen Hochspannungseinrichtung (6) geführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dampf zufuhrleitung (9) und der Düse (4) eine Entspannungskammer (8) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Dampfzufuhrleitung (9) ein Kondensatablauf (18) vorgesehen ist und daß an der Oberseite der Dampf zufuhrleitung (9) ein Sieb (19) vor einer zu der Düse (4) bzw. der Entspannungakammer (8) führenden Öffnung (20) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (3) eine Kühleinrichtung (25, 26) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand über der Faserbahn (1) eine schirm- oder gitterförmige Hochspannungselektrode (6) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4) als Hochspannungselektrode ausgebildet ist.