DE3942101A1 - Anordnung zum trocknen einer faserbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Trocknen einer Faserbahn, welche Anordnung wenig­ stens einen aus einer ersten und zweiten Preßwalze bestehenden Preßspalt, wenigstens ein Trockengewebe zum Aufnehmen des aus der Bahn ausströmenden Wassers, ein dünnes und gut wärmeleitendes, endloses Band, das wesentlich außerhalb des Preßspalts aufgeheizt wird und das die Bahn im Preßspalt aufheizt, Heizelemente zum Heizen des Bandes und Mittel zur Regelung der Spannung des Bandes aufweist, wobei die Bahn, das Trockengewebe und das Band geleitet sind, zusammen durch den Preßspalt so zu laufen, daß die Bahn sich zwischen dem Band und dem Trockengewebe in Berührung mit dem Band befindet und ein Teil der Länge des Ban­ des angeordnet ist, nach dem Preßspalt wesentlich pa­ rallel zu der Oberfläche der zweiten Walze auf der Seite des Trockengewebes und an dieser Oberfläche an­ liegend so zu laufen, daß das Band mit der zweiten Walze eine verlängerte Preßzone bildet, deren Preß­ wirkung durch Regelung der Spannung des Bandes gere­ gelt werden kann.

Eine herzustellende Faserbahn wird zum Trocknen der Bahn in mehreren verschiedenen Weisen entwässert. Aus dem US-Patent 43 24 613 ist eine Lösung bekannt, bei der eine Bahn zusammen mit einem Trockengewebe, wie einem Filz, durch einen aus zwei aneinanderlie­ genden Walzen bestehenden Preßspalt geleitet wird, wobei die an der Bahn anliegende Walze zum Heizen der Bahn und zum Verdampfen des Wassers darin aufgeheizt ist, wobei der entstehende Dampfdruck Wasser aus der Bahn in den an der kühleren Preßwalze anliegenden Filz treibt. Eine Schwäche der Lösung ist, daß die aufzuheizende Walze vor dem Preßspalt aufgeheizt und im Preßspalt abgekühlt wird. Bei schnellen Papierma­ schinen erfordert die Walze einen sehr großen Heizef­ fekt und infolge der Dicke der Walzenwand kann sie zum Erreichen eines erwünschten Entwässerungsgrads und Trocknungsgrads der Bahn mittels konventioneller, bekannter Heizverfahren nicht ausreichend aufgeheizt werden. Aus dem Heizen der Walze folgt weiter, daß die Walze, wenn sie als Preßwalze dient, kontinuier­ liche, von Temperaturschwankungen verursachte, sog. Temperaturabschreckungen aufweist, die der Walze Fe­ stigkeitsprobleme zufügen. Eine genügende Festigkeit bewirkende Walzenmaterialien leiten dagegen, sowohl wegen der erforderlichen Wanddicke als auch der Mate­ rialeigenschaften, so schlecht Wärme, daß eine da­ durch verwirklichte Konstruktion nicht effizient ge­ nug fungiert. Ein weiterer Nachteil der Lösung ist, daß die von der heißen Walze verursachte Verdampfung von Wasser die gebildete Bahn bricht, weil nach dem Preßspalt keine äußeren Kräfte auf die Bahn einwir­ ken, die den Dampfdruck der Bahn daran hinderten, die Oberflächen der Bahn auswärts zu schieben, sondern der ausströmende Dampf bricht die Bahnoberfläche beim Ausströmen.

Aus dem finnischen Patent 69 141 ist wiederum eine Lösung bekannt, wobei eine Bahn zusammen mit einem Trockenfilz zwischen eine Walze und ein darum laufendes Metallband geleitet wird, wobei die Walze und das Band eine lange Preßzone bilden. Bei dieser Lösung fungiert das Band als an der Bahn anliegende, aufgeheizte Oberfläche und entsprechend bildet die Walze eine abgekühlte Oberfläche, wobei das von der Bahn aufgeheizte Wasser verdampft und unter der Ein­ wirkung einer von der am Filz anliegenden, kühlen Walze verursachten Verdichtung in den Filz übertragen wird. Typisch bei dieser Lösung ist, daß der Übergang des Wassers aus der Bahn in den Filz im allgemeinen zum größten Teil unter der Einwirkung einer von der Verdampfung und der Verdichtung verursachten Druck­ differenz passiert. Die Lösung weist jedoch keinen eigentlichen, mechanischen Preßspalt auf, der das Wasser durch mechanisches Pressen gegen den Trocken­ filz in Bewegung setzen könnte.

Die EP-Schrift 02 58 169 beschreibt dagegen eine Lösung, wobei eine Bahn durch einen aus zwei Walzen bestehenden Preßspalt und weiter zwischen einem an der einen Preßwalze anliegenden Band und der Walze durch eine von diesen gebildete, verlängerte Preßzone geleitet wird, wobei die Bahn mittels eines separaten Heizers entweder vor dem Preßspalt und/oder nach dem Spalt aufgeheizt wird. Diese Lösung weist die Schwäche auf, daß beim Verdampfen des Wassers der Bahn und bei dessen Übergang zusammen mit dem Wasser in einen Trockenfilz der Druck des Wasserdampfes Druckdifferenzen schnell ausgleicht und der Übergang des Wassers aus der Bahn in den Filz bedeutend vor dem Ende der verlängerten Preßzone aufhört. Somit bringt die verlängerte Preßzone nicht den Nutzen, der beabsichtigt wurde, und die Bahn bleibt zu feucht. Daraus folgt, daß mehrere Preß- und Trockenphasen erforderlich sind, als geplant wurde, was sowohl In­ vestitions- als auch Betriebskosten erhöht. Bei der Lösung der Schrift hat der Dampfdruck weiter eine Tendenz, bei steigendem Druck die Bahnoberfläche zu brechen, weil eine so starke Spannung des Bandes, daß die Bahn gegen den Dampfdruck ausreichend zusammenge­ drückt werden könnte, unmäßig große Bandfestigkeiten voraussetzt und somit technisch schwer auszuführen ist.

Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Anordnung zum Trocknen einer Faserbahn zustandezubringen, bei der das Wasser effizient aus einer Bahn in einen Filz übertragen werden kann, in deren ganzen Trockenzone ein effizienter Übergang von Wasser in das Trockengewebe zustandegebracht wird und bei der die Bahn genügend trocken gemacht werden kann, ohne daß ihre Oberfläche oder irgendeine andere Struktur gebrochen wird. Dies wird erfindungsgemäß so geschaffen, daß die zweite Walze eine Saugwalze ist, deren Saugzone sich wenigstens eine Strecke von dem Preßspalt entlang der Länge der verlängerten Preßzone erstreckt.

Die wesentliche Idee der Erfindung ist, daß der in der Bahn entstandene und daraus in das Trockenge­ webe hinübergegangene Dampf und das damit hinüberge­ flossene Wasser aus dem Trockengewebe abgesaugt wer­ den, wobei der Druck in der Bahn und der Druck im Trockengewebe nicht ausgeglichen werden können, son­ dern der während der ganzen Preßzone in der Bahn ent­ standene Wasserdampf fähig ist, wegen des niedrigeren Drucks im Trockengewebe darin hinüberzugehen, und zu­ gleich Wasser in flüssigem Zustand mit sich bringt. Ein Vorteil der Erfindung ist, daß in dieser Weise, durch Pressen im Preßspalt und durch anschließendes Verdampfen in der verlängerten Trockenzone und durch Absaugen von Dampf, ein sehr großer Entwässerungsef­ fekt erreicht wird, wobei der Trockenstoffgehalt der Bahn nach der Presse sogar über 60% ist. Ein weite­ terer Vorteil der Erfindung ist, daß die Einführung einer genügenden Wärmemenge in die Heizzone durch Aufheizen des Bandes außerhalb des Preßspalts leicht anzuordnen ist, weil die Länge der Heizzone in einer erwünschten Weise gewählt werden kann. Dabei kann dank der Unterdruckwirkung der Saugzone eine größere Wassermenge als früher aus der Bahn verdampft und die Bahn auch in einer verhältnismäßig kurzen, verlänger­ ten Trockenzone ausreichend getrocknet werden. Noch ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, daß die Bahn bei Verdampfung des Wassers wegen des Dampf­ drucks nicht auseinanderfällt, weil das aufgeheizte Band die Bahn drückt und sie unbeschädigt hält und anderseits der Unterdruck das Band gegen die Bahn saugt und den auf die Oberfläche der Bahn gerichteten Druck intensiviert.

Die Erfindung wird in der beigefügten Zeichnung näher erläutert, in der eine Ausführungsform der Er­ findung schematisch dargestellt wird.

Die Figur zeigt eine Presse, wobei ein Preß­ spalt PN aus einer ersten und zweiten Preßwalze 1 und 2 besteht. Die Anordnung weist dazu eine Drehwalze 3 auf. Ein dünnes und gut wärmeleitendes, endloses Band 4 läuft um die Drehwalze 3 und die erste Preßwalze 1 herum. Die zweite Preßwalze 2 ist in der Laufrichtung des Bandes 4 der Achse der ersten Preßwalze 1 gegen­ über eine Strecke gegen die Drehwalze 3 montiert, wo­ bei das Band 4 eine Strecke seiner Länge nach dem Preßspalt PN parallel zu der Oberfläche der zweiten Walze 2 läuft, sich infolge seiner Spannung gegen die Oberfläche der Walze 2 drückt und somit eine verlän­ gerte Preßzone PI bildet. Zum Heizen des Bandes 4 ist an dem Bandabschnitt zwischen den Walzen 1 und 3 ein Heizelementsystem 5 montiert, das einen Heizraum an den beiden Seiten des Bandes 4 aufweist. Das Band 4 kann entweder mit heißem Dampf oder Gas oder mittels Flamm- oder Strahlungsheizern an den beiden Seiten des Bandes aufgeheizt werden. Weiter kann das Band 4 zum Beispiel durch Heizen der Walzen 1 und/oder 3 aufgeheizt werden, aus denen die Wärme weiter in das Band 4 hinübergeht. Die Anordnung weist dazu ein Trockengewebe 7 auf, das durch den Preßspalt PN läuft und dessen Lauf mittels Dreh- und Leitwalzen 8 ge­ steuert wird.

Eine Bahn 6 und ein aus einem Trockenfilz und/oder Sieb oder mehreren solchen bestehendes Trocken­ gewebe 7 sind durch den Preßspalt PN so geleitet, daß die Bahn 6 zwischen dem Band 4 und dem Trockengewebe 7 bleibt. In der Presse kommen das heiße Band 4, die nasse Bahn 6 sowie das wesentlich trockene Trocken­ gewebe 7 gleichzeitig in den Preßspalt PN, wo die Preßwirkung zwischen den Walzen 1 und 2 Wasser aus der Bahn 6 in das Trockengewebe 7 preßt. Zugleich verdampft die aus dem Band 4 kommende Wärme Wasser aus der Bahn 6 schnell, wobei der Dampf wegen des entstehenden Drucks in das Trockengewebe 7 hinein­ drängt und Wasser zugleich mit sich nimmt. Nach dem Preßspalt PN läuft die Bahn 6 durch die verlängerte Preßzone PI weiter, wobei die Wärme des Bandes 4 Was­ ser aus der Bahn 6 weiter verdampft und es gegen das Trockengewebe 7 in Bewegung setzt.

Weil der Druck in der Bahn 6 und dem Trocken­ gewebe 7 als Folge der Verdampfung von Wasser schnell steigen würde, wird als zweite Preßwalze 2 eine Saug­ walze verwendet. Die Saugzone 9 der Saugwalze 2 be­ ginnt etwas vor dem von den Walzen 1 und 2 gebildeten Preßspalt PN und setzt wesentlich über die ganze Strecke der verlängerten Preßzone PI fort. Unter der Einwirkung der Saugzone 9 wird Luft vor dem Preßspalt PN aus der Bahn 6 und dem Trockengewebe 7 abgesaugt und durch aus der Bahn 6 kommenden Wasserdampf er­ setzt, wobei der Wasserdampf und das Wasser schnell aus der Bahn 6 in das Trockengewebe 7 hinübergehen können, ohne daß die Luft den Übergang verlangsamt. Weiter saugt die Saugzone 9 der Preßwalze 2 Wasser­ dampf und Wasser in der verlängerten Preßzone PI auf, wobei die ganze Zeit, im Vergleich zu der Oberfläche der Bahn 6 an der Bandseite 4, ein Unterdruck an dem Trockengewebe 7 herrscht, und wobei unter der Einwir­ kung des Unterdrucks der Wasserdampf sich, Wasser mit sich bringend, während der ganzen Saugwirkung und un­ ter der Einwirkung der kontinuierlichen Wasserbewe­ gung noch nach dem Aufhören der Saugwirkung gegen das Trockengewebe 7 bewegt.

In der obenbeschriebenen Weise kann das Band 4 zum Erreichen einer erforderlichen Trocknungsleistung genügend heiß aufgeheizt und ein genügender Trock­ nungsgrad für die Bahn 6 sogar in einer kurzen, ver­ längerten Trockenzone erreicht werden.

Durch Regelung der Spannung des Bandes 4 entwe­ der mittels einer der Walzen 1 oder 3 oder mittels separater, nicht-gezeigter und an sich allgemein be­ kannter Spannungsmittel kann die Preßwirkung der ver­ längerten Preßzone PI und somit die Ausströmung des Wassers aus der Bahn 6 geregelt und zugleich ein Wie­ dernaßwerden der Bahn vermindert werden. Infolge der gegenseitigen Lage der Walzen 1 und 2 wird die Bahn 6 über eine Leitwalze 10 in den Preßspalt PN gebracht, damit sie in einer richtigen Richtung in den Preß­ spalt geleitet werden kann. Zur Verminderung unnöti­ ger Wärmeverluste ist die ganze Presse von einer wär­ meisolierten Schutzhülle 11 umgeben. Außerdem weist sie zum Lösen der am Band 4 eventuell sitzengebliebe­ nen Bahn 6 einen die Oberfläche des Bandes 4 berüh­ renden Schaber 12 auf.

Oben sind nur einige erfindungsgemäße Ausfüh­ rungsformen beschrieben, und die Erfindung beschränkt sich in keiner Weise darauf. Die Saugzone der Walze 2 kann erst an dem Preßspalt oder früher beginnen. Die Saugzone kann entsprechend, je nach den Eigenschaften der zu trocknenden Bahn, der zum Verdampfen zu ver­ wendenden Wärmemenge, der Laufgeschwindigkeit der Bahn u.a. Faktoren, über die ganze Länge der verlän­ gerten Preßzone oder nur über einen Teil deren Länge fortsetzen. Wenn die Bahn, nachdem das aufgeheizte Band sich davon getrennt hat, parallel zu der Ober­ fläche der Walze folgt, kann die Saugzone sich auch entsprechend weiter erstrecken. In verschiedenen Fäl­ len kann die Saugzone in verschiedene Teile geteilt sein, deren Saugwirkungen verschieden voneinander sein können, wobei die Trocknung der Bahn 6 im Preß­ spalt beispielsweise sowohl in der Längen- als auch Querrichtung der Maschine geregelt werden kann.

Claims (4)

1. Anordnung zum Trocknen einer Faserbahn (6), welche Anordnung wenigstens einen aus einer ersten und zweiten Preßwalze (1, 2) bestehenden Preßspalt (PN), wenigstens ein Trockengewebe (7) zum Aufnehmen des aus der Bahn (6) ausströmenden Wassers, ein dün­ nes und gut wärmeleitendes, endloses Band (4), das wesentlich außerhalb des Preßspalts (PN) aufgeheizt wird und das die Bahn im Preßspalt (PN) aufheizt, Heizelemente (1; 3; 5) zum Heizen des Bandes (4) und Mittel (1, 3) zur Regelung der Spannung des Bandes (4) aufweist, wobei die Bahn (6), das Trockengewebe (7) und das Band (4) geleitet sind, zusammen durch den Preßspalt (PN) so zu laufen, daß die Bahn (6) sich zwischen dem Band (4) und dem Trockengewebe (7) in Berührung mit dem Band (4) befindet und ein Teil der Länge des Bandes (4) angeordnet ist, nach dem Preßspalt (PN) wesentlich parallel zu der Oberfläche der zweiten Walze (2) auf der Seite des Trockengewe­ bes (7) und an dieser Oberfläche anliegend so zu lau­ fen, daß das Band (4) mit der zweiten Walze (2) eine verlängerte Preßzone (PI) bildet, deren Preßwirkung durch Regelung der Spannung des Bandes (4) geregelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (2) eine Saugwalze ist, deren Saugzone (9) sich wenigstens eine Strecke von dem Preßspalt (PN) entlang der Länge der verlängerten Preßzone (PI) erstreckt.

2. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugzone (9) der Saugwalze (2) angeordnet ist, sich wenigstens wesentlich über die ganze Länge der verlängerten Preßzone (PI) zu erstrecken.

3. Anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Saugzone der Saugwalze (2) angeordnet ist, vor dem Preßspalt (PN) zu beginnen.

4. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugzone (9) der Saugwalze (2) angeordnet ist, nach der verlängerten Preßzone (PI) zu enden.