DE2925026C2

DE2925026C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten von Faserstoffbahnen, insbesondere Papierbahnen

Info

Publication number: DE2925026C2
Application number: DE19792925026
Authority: DE
Inventors: Hanns Dieter 6000 Frankfurt Pleines
Original assignee: Individual
Current assignee: Dox Maschinenbau 6072 Dreieich De GmbH
Priority date: 1979-06-21
Filing date: 1979-06-21
Publication date: 1985-01-31
Also published as: DE2925026A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befeuchten von Faserstoffbahnen, insbesondere Papierbahnen, bei dem Wasser in Zweistoffdüsen durch ein Zerstäubungsmedium zerstäubt und auf ein über der Faserstoffbahn gebildetes elektrostatisches Hochspannungsfeld gesprüht wird.

Zu den Bearbeitungsvorgängen bei der Herstellung und Vergütung von 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 je höher 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 Befeuchtungsprozessen«, Zeitschrift »Das 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 bekennt, bei der elektrostatischen Feuchtung von Paüier das hierzu verwendete Wasser mittels Druckluft zu zerstäuben (A. Pohl, »Theory and operation of electrostatic paper conditioner«. Zeitschrift »Pulp & Paper International«, 1967, Seite 63). Ein Verfahren der eingangs genannten Gattung ist aus der Zeitschrift »Wochenblatt für Papierfabrikation«, Heft 23/24, 1974 bekannt Hierbei wird z.B. bei indirekter Aufladung in ein Elektrodengitter gesprüht, während die Erdung der Papierbahn durch eine Walze erfolgt Hierfür geeignete Zweistoffdüsen sind bekannt und in der Praxis bewährt (DE-AS 14 61 233).

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 bekannt (US-PS 33 20 676); hierbei erfolgt auch ein Besprühen mit Wasser, jedoch vor der Anwendung des Dampfes, so daß beide Behandlungsarten sich nicht beeinflussen.

Obwohl die Teilchengröße bei der Dampffeuchtung noch wesentlich 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 Dampffeuchtung nur bei solchen Anwendungsbereichen eingeführt hat bei denen nur verhältnismäßig geringe Feuchtigkeitsmengen auf das Papier aufgebracht werden müssen. Zwar bestand schon der Wunsch, zur Verbesserung der Dampffeuchtung ein elektrostatisches Hochspannungsfeld einzusetzen (Zeitschrift APR, Heft 24/25, 1977, Seiten 890 bis 896). Bei der Dampffeuchtung war bisher jedoch 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 ist es daher die Aufgabe der Erfindung, dieses Verfahren so auszubilden, daß eine hohe Befeuchtungsleistung erzielt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Zerstäubungsmedium Dampf verwendet wird, dem das Wasser in einer Menge von mindestens zehn Gewichtsprozent zugesetzt wird. Vorzugsweise wird erwärmtes Wasser zugesetzt, weil seine Oberflächenspannung wesentlich verringert ist so daß es sich besser zerreißen läßt

Durch die Verwendung von Wasser und Dampf 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.

Die Erfindung betrifft auch eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die Gegenstand von Unteransprüchen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an »inem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist Es zeigt

F i g. 1 in vereinfachter Darstellungsweise eine Vorrichtung zum Befeuchten einer Faserbahn, beispielsweise einer Papierbahn, mittels Dampf,

F i g. 2 die Vorrichtung nach F i g. 1 in einer Vorderansicht und

F i g. 3 den in der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2 verwendeten Düsenkopf im Schnitt.

Eine Papierbahn f. wird an einer Kühlwalze 2 gekühlt und anschließend über eine ebenfalls gekühlte Gegenwalze 3 geführt. Aus mehreren Düsen 4. die über die Breite der Papierbahn 1 verteilt angeordnet sind, wird pin Sprühstrahl 5, bestehend aus mit feinverteiltem Wasser versetztem Dampf, an der Stelle auf die Papierbahn 1 gerichtet, wo die Papierbahn auf die Gegen walze 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 F i g. 3 in Einzelheiten dargestellten Düsenkopfes 7, der übe.¹ 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. Diese 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 I werden beispielsweise 3 bis 6,5 m³ Dampf pro Stunde zugeführt. Die entspreehende. über die Leitungen 24 zugeführte Wassermenge beträgt etwa 0.25 I Wasser bei 3 in^J Dampf und 0.5 I Wasser bei 6.5 m' Dampf pro Stunde. Die zugeführte Wassermenge sollte mindestens etwa 10 Gewichtsprozent der Dampfmenge betragen. Der verwendete Dampf hat eine Temperatur von 110⁰C.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wurden die Kühlwalze 2 und die Gegenwalze 3 gekühlt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Befeuchten von Faserstoffbahnen, insbesondere Papierbahnen, bei dem Wasser in Zweistoffdüsen durch ein Zerstäubungsmedium zerstäubt und auf ein über der Faserstoffbahn gebildetes elektrostatisches Hochspannungsfeld gesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Zerstäubungsmedium Dampf verwendet wird, dem ι ο das Wasser in einer Menge von mindestens zehn Gewichtsprozent zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erwärmtes Wasser zugesetzt wird.

3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens mit υ einer Zweistoffdüse, der Wasser und ein Zerstäubungsmedium zugeführt wird, bei der zwischen einer Zuführleitung und der AustrUtsdüse eine Entspannungskammer angeordnet ist, ferner mit einer als Gegenelektrode dienende Walze, über die die zu befeuchtende Faserstoffbahn geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung für das Zerstäubungsmedium an einer Dampfzuleitung angeschlossen ist und diese Zuführleitung (9) einen Kondensatablauf (18) sowie an der Oberseite ein Sieb (i9) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als Gegenelektrode dienende Walze (3) eine Kühleinrichtung (25,26) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand über der Faserstoffbahn (I) eine schirm- oder gitterförmige Hochspannungselektrode (6) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweistoffdüse (4) als Hochspannungselektrode ausgebildet ist.