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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Trocknen
einer feuchten Papierbahn in einer Papiermaschinen-Trockenpartie.
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Die
Maschinengeschwindigkeiten von Papiermaschinen sind in den letzten
Jahren ständig
gestiegen und nähern
sich heute bereits der 1500 m/min -Grenze. Dabei bildet das Bahnflattern
ein ernstes Problem, das die Laufeigenschaften der Papiermaschine
beeinträchtigt.
Die Überführung der Bahn
von der Pressenpartie zur Trockenpartie und das Stützen der
Bahn im Bereich der Einsiebführung ist
mit Verfahren und Vorrichtungen, die in früheren FI-Patenten und FI-Patentanmeldungen
der Anmelderin beschrieben sind, zu beherrschen, aber im Bereich
der Zweisiebführung,
insbesondere in der 3. und 4. Betriebsgruppe, sind Schwierigkeiten
bei hohen Geschwindigkeiten aufgetreten.
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Unter
Einsiebführung
wird in dieser Anmeldung eine Bahnführung verstanden, bei der die
Bahn über
beheizte Trockenzylinder geführt
wird, wobei sie vom Trockensieb gestützt von einer Zylinderreihe
zur anderen läuft
derart, daß sich
die Bahn in der einen Zylinderreihe zwischen dem Trockensieb und
der Zylinderoberfläche
befindet und in der anderen Zylinderreihe außen liegt und sich das Trockensieb
zwischen Zylinderoberfläche
und Trockensieb befindet und die Bahn die Züge zwischen den Zylinderreihen durchläuft, indem
sie vom Trockensieb getragen wird. Der Vorteil dieser Einsiebführung besteht
darin, daß die
Bahn die ganze Zeit vom Trockensieb getragen wird und keine oder
wenigstens keine wesentlich langen freien Züge hat, womit die Gefahr des
Verknitterns und Reißens
der Bahn verringert wird.
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Unter
einer Zweisiebführung
ist in der vorliegenden Anmeldung eine an sich bekannte Art der Bahnstützung und
-führung
an beheizten Trockenzylindern zu verstehen, bei der an den Oberzylindern ein
Obersieb und an den Unterzylindern entsprechend ein Untersieb verwendet
wird, welche Siebe von den Oberflächen der Trockenzylinder und
in deren Zwischenräumen
angeordneten Leitwalzen geführt
werden derart, daß die
Bahn an der Oberzylinderreihe vom Obersieb in direkten Trocknungskontakt
mit der Oberfläche
der Oberzylinder und dementsprechend vom Untersieb gegen die Oberfläche der Unterzylinder
gepreßt
wird.
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Bei
der Zweisiebführung
hat die Bahn beim Laufen von einer Zylinderreihe zur anderen im
allgemeinen wesentlich lange freie Züge gehabt. Diese freien Züge sind
gegen Flattern und dadurch verursachtes Bahnreißen und Verknittern anfällig gewesen,
welcher Nachteil sich bei steigenden Maschinengeschwindigkeiten
verschlechterte und in besonders gesteigerter Form im Anfangsteil
der Trockenpartie auftrat, wo die Bahn noch relativ naß und deshalb
schwach ist und ihre elastischen Eigenschaften das Flattern begünstigen.
Es wurde versucht diesen Nachteil durch Verkürzung der genannten freien Bahnzüge im Anfangsteil
der Trockenpartie zu eliminieren, indem man die gedachten, durch
die Achsen der Ober- und Unterzylinderreihen gelegten Ebenen mit
einem kürzeren
Abstand zueinander anordnete als man dies bisher gewohnt war oder
wie dies beispielsweise seitens der Trocknungsleistung optimal gewesen
wäre.
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Es
wurde versucht, die durch die Erhöhung der Papiermaschinengeschwindigkeit
verursachten Probleme bei den Laufeigenschaften dadurch zu lösen, daß man auf Einsiebführung überging.
Weil dies die Trocknungsleistung der Maschine beeinträchtigt, sollte
dieses Mittel nur dort angewendet werden, wo dies unbedingt notwendig
ist, d.h. in der ersten und zweiten Trocknungsgruppe. In den übrigen Gruppen der
Trockenpartie versucht man, mit Zweisiebführung zurechtzukommen, was
seitens der Trocknungsleistung günstiger
ist.
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Einige
bisher bekannte Ausführungen
zur Lösung
der Probleme sind z.B. in den US-Patenten Nr. 3 751 822 und 3 753
298 vorgestellt. In diesen bekannten Lösungen ist die Geometrie der
Trockenpartie einer mit Zweisiebführung versehenen Papiermaschine
durch Gruppierung der gegenseitigen Stellungen der Leitwalzen und
Trockenzylinder zueinander derart geändert, daß die Bahn die ganze Zeit vom Sieb
gestützt
ohne freie Züge
läuft.
In den betreffenden Lösungen
ist die Taschenbelüftung
derart ausgeführt,
daß ein
Teil der Leitwalzen mit Löchern
versehen ist, durch welche Luft in die Taschen gepumpt wird.
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Aus
der Druckschrift D-PS-496866 ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Patenanspruchs 1 bekannt. Aus dieser Druckschrift ist auch eine
Vorrichtung zum Trocknen einer feuchten Papierbahn in einer Papiermaschinen-Trockenpartie bekannt,
die insbesondere Leitwalzen zum Blasen von Luftströmungen sowie
Blaskästen
mit Düsen
aufweist, um eine Taschenbelüftung
mit Luftströmungen zu
gewährleisten.
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Die
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Taschenbelüftung sowie
die Laufeigenschaften einer mit Zweisiebführung versehenen Papiermaschinen-Pressenpartie derart
zu verbessern, daß die
von den Sieben verursachten Luftströmungen auch bei großen Papiermaschinengeschwindigkeiten
von über
1000m/min keine Probleme, wie z.B. Bahnflattern, Verknittern, ungleichmäßige Trocknung
oder sogar Bahnreißen
sowie dadurch verursachte teure Maschinenstillstände herbeiführen.
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Diese
Aufgabe wird zunächst
durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Charakteristika
des erfindungsgemäßen Verfahrens sind
außerdem
in den Patentansprüchen
2 bis 6 beschrieben.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird des weiteren durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Charakteristika der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den
Patentansprüchen
8 bis 11 beschrieben.
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Durch
die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
und dessen Vorrichtung wird die Taschenbelüftung effektiviert und die
Laufeigenschaften werden besser.
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Außerdem ist
der Blaskasten der erfindungsgemäßen Vorrichtung
einfacher als der Blaskasten, der z.B. in der bekannten TWIN-RUN-Lösung eingesetzt
wird.
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Im
folgenden wird die Erfindung und der betreffende Stand der Technik
unter Hinweis auf die Abbildungen der beigefügten Zeichnung ausführlich beschrieben.
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1 zeigt schematisch eine
Papiermaschinen-Trockenpartie,
die mit einer erfindungsgemäßen Zweisiebführung und
Taschenbelüftungsanordnung ausgerüstet ist.
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2 zeigt einen Teil einer
mit Zweisiebführung
versehenen Papiermaschinen-Trocknergruppe, die zur Verbesserung
der Laufeigenschaften mit Taschenbelüftungsanordnungen und Vorrichtungen ausgerüstet ist,
die das erfindungsgemäße Verfahren ausführen.
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3 zeigt schematisch eine
erfindungsgemäße schwenkbare
Sperrplatte zur Segmentregelung.
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4 zeigt vergrößert das
Detail A aus 3.
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5 zeigt schematisch die
erfindungsgemäße Segmentregelung
an der Blaswalze.
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6 zeigt schematisch eine
erfindungsgemäße Belüftungsprofilregelung
mit Sperrdüse.
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7 zeigt einen Teil einer
mit zwei bekannten verschiedenen Zweisiebführungen versehenen Papiermaschinen-Trocknergruppe.2
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In 7 sind zwei bekannte Lösungen vom Stand
der Technik des erfindungsgemäßen Verfahrens
und dessen Vorrichtung zur Taschenbelüftung und zur Führung des
Siebes in der Zweisiebführung einer
Papiermaschinen-Trockengruppe gezeigt. Das Obersieb Fi läuft von
Leitwalzen 12 geführt über die Oberzylinder 10 und
das Untersieb F2 von Leitwalzen 13 geführt über die Unterzylinder 11.
Die Bahn W läuft
vom Oberzylinder zum Unterzylinder 11, indem sie für einen
Teil der Strecke vom Sieb F1, F2 geführt ist. Bei diesen bekannten
Lösungen
bleiben die freien Züge
Wp der Bahn W jedoch relativ lang. In A sind
zwei verschiedene bekannte Lösungen
B und C dargestellt. Die Lösung
B1, B2 besteht aus einer Leitwalze 12, 13, die
eine Lochfläche 14, 15 hat,
durch welche 14, 15 Luftströmungen P in die Tasche T1,
T2 geblasen werden. In der anderen bekannten Lösung C1, C2 dienen die Leitwalzen 12, 13 nur
als Leitwalzen der Siebe F1, F2 und die Belüftung erfolgt mit Hilfe eines
Blaskastens 16, 17, womit Luftströmungen P zur
Belüftung
der Taschen T1, T2 erzeugt werden.
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Die
nach Lösung
B1, B2 durch die Lochfläche 14, 15 der
Leitwalze 12, 13 ausgeführte Belüftung der Tasche T1, T2 verursacht
bei großen
Maschinengeschwindigkeiten einen derart großen Anstieg der von den Sieben
F1, F2 gepumpten Luftmenge, daß die
durch die Leitwalze 12, 13 geblasene Luftmenge
stark reduziert werden muß.
Die Lösung C1,
C2 ist eine normale bekannte TWIN-RUN-Anordnung, bei der die Belüftung der
Taschen T1, T2 recht schwach ist.
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In 1 ist eine Papiermaschinen-Trockenpartie
gezeigt, in der im Bereich der Zweisiebführung das erfindungsgemäße Verfahren
und dessen Vorrichtung D1, D2 angewendet werden. Das Obersieb F1
läuft von
Leitwalzen 12 geführt über die
Oberzylinder 10. Das Untersieb F2 läuft von Leitwalzen 13 geführt über die
Unterzylinder 11. Die erfindungsgemäßen Leitwalzen 12, 13 sind
Lochwalzen, wobei sich die Taschenbelüftung mit diesen und Blaskästen 16, 17 durchführen läßt.
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Die
Taschen T1, T2 werden nach 1 im Bereich
zwischen den Sieben F1, F2 und den freien Flächen der Zylinder 10, 11 gebildet.
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In 2 ist ein Teil der Papiermaschinen-Trockenpartie dargestellt,
in der das erfindungsgemäße Verfahren
und dessen Vorrichtung in der zweisiebführung und der Taschenbelüftung angewendet
wird. Die erfindungsgemäße Lösung D1,
D2 besteht aus einer Lochwalze 12, 13 und einem
Blaskasten 16, 17. Der Durchmesser ds der Trockenzylinder 10, 11 liegt
z.B. im Bereich 1500–2000mm,
wobei der Durchmesser dj der Leitwalze 12, 13 im
Bereich 500–800mm
liegt. In der Leit- oder Lochwalze 12, 13 befinden
sich Löcher
in einem Sektor 14, 15 von ca. 150°–170°. Die Durchmesser
der im Lochbereich 14, 15 befindlichen Löcher variieren
zwischen 5 und 20mm. Der prozentuale Anteil der Löcher an
der Fläche
des Lochbereiches 14, 15 beträgt ca. 5 %. Erfindungsgemäß erfolgt
die Belüftung
der Taschen T1, T2 mit der Leit- bzw. Lochwalze 12, 13 und
dem Blaskasten 16, 17. Das Sieb F1, F2 und die
Papierbahn W werden mit Hife der Leitwalzen geführt.
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Nach 2 verbleiben für die Papierbahn
W kurze offene Züge
Wp zwischen den von den Sieben F1, F2 unterstützten Läufen.
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Der
Durchmesser dj der Leit- oder Lochwalzen hängt an sich von der Breite,
der verwendeten Maschinengeschwindigkeit, Geometrie usw. der Papiermaschine
ab.
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In 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
D1 zur Taschenbelüftung
und Siebführung
in der Zweisiebführung
einer Papiermaschinen-Trockenpartie detaillierter dargestellt. Die
Belüftung
der Tasche T1 erfolgt mit Hilfe der Leit- oder Lochwalze 12, in
deren Umfang Löcher 18 sind
derart, daß ein
Teil des Kreissektors eine Verschlußplatte 19 hat, die
einen Teil der Löcher 18 schließt und ermöglicht,
daß die
Luftblasungen P durch die gewünschten
Löcher 18 in
die Tasche T1 gerichtet werden. Zur Luftblasung P wird Ersatzluft
bzw. Frischluft verwendet, die aus heißer und trockener Luft besteht,
die die Taschen belüftet.
Die Frischluft wird von außerhalb
des Trockensystems zugeführt
und enthält
somit keine beim Trocknen der Papierbahn W entzogene Feuchte.
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In
der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach 3 und 4, hat der Blaskasten 16 eine
mit dem Umluftraum 21 verbundenen Düse 22. Die Düse 22 besteht
aus einer Sperrplatte 20, die an der Spitze der Düse 22 befestigt
ist und mit der die Segmentregelung durchgeführt werden kann. Bei geöffneter Sperrplatte 20,
d.h. in der Stellung 0, strömt
die Luft gemäß dem Pfeil
P aus der Düse 22 in
den Raum zwischen Blaskasten 16 und Sieb F1 entgegengesetzt
zur Laufrichtung von Sieb F1. Die Sperrplatte 20 ist in
der Stellung E geschlossen, wobei der Lufteintritt in den Raum zwischen
Blaskasten 16 und Sieb F1 verhindert ist. Der Blaskasten 16 und
die Leitwalze 12 sind in gewohnter Weise an der übrigen Konstruktion
der Papiermaschinen-Trockenpartie
befestigt. Die Umluft ist die im Trockensystem zirkulierende Luft,
deren Feuchtigkeitsgehalt mit dem Fortschreiten der Trocknung wächst. Damit
der Feuchtigkeitsgehalt nicht zu groß wird, wobei die Trocknung nicht
mehr fortschreitet, wird ein Teil der Umluft von Zeit zu Zeit durch
Firschluft ersetzt, die trocken und häufig auch heiß ist.
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In
der Ausführungsform
nach 5 wird aus dem
Blaskasten 16 der erfindungsgemäßen Vorrichtung D1 Umluft gemäß Pfeil
P in den Raum zwischen Blaskasten 16 und Sieb F1 geblasen.
Aus der Leit- bzw. Lochwalze 12 wird Luft P durch die Löcher 18 geblasen,
und bei dieser Ausführungsform
der Erfindung befinden sich in der Lochwalze 12 Segmentregelungselemente 23,
mit denen die Löcher 18 bestimmt
werden, durch welche die Luft ausgeblasen wird. Im übrigen ist
die Vorrichtung der in 1-4 dargestellten ähnlich.
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In
der Ausführungsform
der Erfindung nach 6 erfolgt
die Regelung des Belüftungsprofils
mit einer Sperrdüse 24,
die an der Düsenöffnung des Umluftraumes 21 des
Blaskastens 16 befestigt ist. Im übrigen ist die Vorrichtung
der in 1-4 dargestellten ähnlich.