-
Vorrichtung zum Trocknen von Papier- und Stoffbahnen. Die Erfindung
Letrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Papier- und Stoffbahnen, bei der die
zu trocknenyde Bahn um beheizte Trockenzvlinder im Innern einer luftverdünnten Trockenkammer
läuft, deren Eintritts-und Austrittsöffnungen gegen das Eindring.°ii von Luft durch
flüssige Dichtungsmittel geschützt sind und kennzeichnet sich der Hauptsache nach
dadurch, daß die unteren, am Eintrittsende und am Austrittsende der Trockenkammer
liegenden (5, g bzw. 38, 44) oder sämtliche unteren Zylinder im wesentlichen bis
zu ihrer Achsenhöhe in die Dichtungsflüssigkeit eintauchen.
Die
zti trocknende Bahn wird in die Vakuumkammer in solcher Weise eingeführt, daß sie
sich beim Durchgang durch den Flüssigkeitsverschluß nicht umkrempelt oder Wellen
schlagen kann. Wenn Papier getrocknet wird, so wird das trockene Papier vollkommen
glatt. Gestattet man dagegen der nassen Bahn, Welsen zti schlagen oder sich umzukrempeln,
so wird (las fertige Papier mehr oder weniger faltig.
-
Die zur Bildung des Verschlusses dienende Flüssigkeitsmenge ist gegenüber
den bekannten Trocknern ähnlicher Art bedeutend berabgesetzt. Sie inuß al-er in
solchen Mengen vorhanden sein, (laß sie die Trommel ihren wesentlichen Umfange nach
bedeckt, der Verbrauch an Dichtungsflüssigkeit ist aber gering, da es sich ini vorliegenden
Falle gewissermaßen um ein ruhendes, nicht aber strömendes Verschlußmittel handelt.
-
Die zu trocknende Bahn aus Papier o(hr ähnlichem Stoff wird auf einer
Mehrzahl von Trockentrommeln geführt, die sich in der Vakuunikaminer befinden. Zwei
von den Tromnieln werden zweckmäßig zum Teil in #lio v`erschlußflüssigkeit eingetaucht
und halsen die doppelte Aufgabe, die Papierbahn iti leiten und zu trocknen. In manchen
Fällen jedoch brauchen diese "Zylinder nicht erhi±r_t zu werden.
-
Die Innenwandung der Vakuumkammer folgt ini wesentlichen den Krümmungen
der Führung- und Trockenzylinder, und zwar besonders derjenigen "Zylinder, die in
dem Flüssigkeitsverschluß liegen. Dabei befindet sich die 1nnenwan(Iting
der \-erachlußkämmer möglichst nahe am Umfang der Führungs-oder Trockenzvlinder,
so claß die Menge (her Flüssigkeit, die zum Füllen der Verschlußkammer erforderlich
ist, vermindert -wird.
-
Die neue Vorrichtung gestattet, Papier in der Weise zu trocknen, daß
Fasern nicht geschwächt sind und dis Leiniung durch das Trocknen bei hohen Temperaturen
nicht leidet.
-
Man kann ferner finit dem- neuen Trockner farbiges Papier trocknen,
ohne daß es. die Farbe verliert. Nel:en anderen @-ortei!en wird hierdurch sichergestellt,
(laß (las Papier kräftige Farren l:esitzt, die über die ganze Papierbahn iin wesentlichen
die gleichen sind, so (laß es möglich ist, farbige Papiere ohne einen wesentlichen
Unterschied in Ton und Farbe abzustimmen.
-
Auf (her Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der neuen Vorrichtung
dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht an diese l:esonderen Ausführungsformen
#,:-bunden.
-
Abb. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform
einer Trockenvorrichtung nach der Erfindung, bei der die Papierbahn oder eine Bahn
aus ähnlichem Stoff ohne Leitfilze üher die Zylinder geführt ist.
-
Abb. 2 zeigt einen gleichen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform
der neuen Varrichtung mit endlosen Leitfilzen zum Führen der Papierbahn durch die
Trockenkammer.
-
Abb. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine weitere besonders
bevorzugte Ausführungsform der neuen @"orrichtung.
-
A1:1). d. zeigt in vergrößertem Maßstabe und in senkrechtem Schnitt
eine Einrichtung zu,Ti Abheben der Trockenbahn von den TrockenzyIindern und Filzen
und zu ihrer Führung.
-
Bei der Ausführungsform nach Abb. i geht die Papierhahn i, -wenn sie
naß von der Papiermaschine kommt, entweder mit hoher od:r auch niedriger Geschwindigkeit
über die 1#iilirtitigsrolle2 in den Flüssigkeitsverschluß3 unter der 1Zolle -. hindurch
und von dort -nn den F@ihrungszvlinder 5 herum, -während sie in den Verschluß 3
in senkrechter Richtung eintritt. Nach Verlassen des Zylinders 5 beim Punkt 6 läuft
die Bahn i ungefähr in einer wagerechten Tangente an den Zylinder fast unmittelbar
zum Trockenzylinder 7, der ini t Dampf beheizt ist. Hier und auf den anderen beheizten
Trockenzylindern 7 wird sie vollkommen getrocknet und geht schließlich uni den 1,-,fihrtingszylinder
9 herum aus der Vakuumkammer 8 durch den FlüssigkeitsverschlUß 3 unter der Rolle
io hindurch hinaus und iil:er die Leitrolle i i fort.
-
Die Verschlußkaminer 12- der Vaktitunkai:iiner 8 ist so gestaltet,
(laß sie größtenteils von den Führungszylindern 5 und 9 ausgefüllt wird, so daß
nur eine verhältnismäßig kleine 2 enge Abschlußflüssigkeit gebraucht wird.
-
Als Abschlußflüssigkeit kann irgendeine geeignete Flüssigkeit benutzt
werden, die auf die zu trocknende Bahn nicht einwirkt oder sie nicht zerstört. Vorzugsweise
wird O_tiecksil benutzt, es kann jedoch auch irgendein
Anal an
verwendet werden. Der Innenraum 13 der Abschlußkam.mer ist vorzugsweise Logenförmig
gestaltet, wobei die Boueii tim die Achse der Zylinder 5 und 9 als 'Ii tten gelegt
sind. Die Zylinder 5 und 9 dienen nur zum Führen des Papiers, können aber auch noch
erhitzt werden, z. B. durch Dampf, So (laß sie dann auch die Aufgal--e haben, (las
Papier zu erhitzen, wodurch auch sie zu Trockenzylindern werden.
-
Die Bahn i wird fast unmittelbar nach ihrem Eintritt in die Abschlußflüssigkeit
tim den rotierenden Zylinder 5 herum geführt, der sich mit derselben Geschwindigkeit
-wie (hie Bahn i bewegt. Die Bahn i umschlingt diesen Führungszylinder, während
sie durch (hie Verschlußflüssigkeit aufsteigt, und bis sie aus (her Flüssigkeit
heraus in die Vakuunikamhier
8 eintritt, worauf sie fast unmittelbar
in den ersten der Trockenzylinder 7 übergeht, so claß keine :Möglichkeit zum Wellen-
und Faltenschlagen besteht und daher auch Brüche mit dieser Ursache praktisch vermieden
werden. Auch das unerwünschte Raubwerden des Papiers wird verhindert.
-
Das gewünschte Vakuum in der h.ainnier 8, zWeckinäßig ungefähr 71
cm, wird in irgendeiner Weise mit Hilfe der Rohre i-., 1.4 aufrechterhalten.
-
In Abb.2 ist eine einfache Ausführung,;-form einer Vakuumkammer 15
dargestellt, in der Trockentrommeln 7 und Führungstromnieln 5 und 9, die beheizt
sein hinnen oder nicht, angeordnet sind.
-
Anders wie bei den übrigen Ausführungsformen jedoch verläuft die Bahn
i durch die Vakuumkammer mit Hilfe des oberen endlosen Filzes 16 und des unteren
endlosen Filzes 17. Diese Filze sind entweder eber_@o breit wie die Bahn i oder
zweckmäßig etw,--.s breiter, so daß die Bahn i von ihnen vollständig bedeckt wird,
während sie durch den 1# lüssigkeitsverschluß 3 hindurchgeht. Die Bahn 1 geht unter
(lern Schutz. der Filze 16 und 17 in die Verschlußflüssigkeit und unter der Führungsrolle
i9 hindurch, von dort um den Führungs- oder Trockenzylinder 5 herum. Die Bahn i
und der obere endlose. Filz 16 laufen um die erste Trockentrommel 7 herum, der untere
endlose Filz 17 geht über die Leitrolle 2o und nimmt die Bahn i -auf, nachdem sie
die erste Trockentrommel 7 verlassen hat. Nächdern der obere Filz 16 um die erste
Trockentroinmel7 herumgegangen ist, wird er über die Führungsrolle 21, 2-2, 23 und
2.1 geleitet, worauf er von neuem mit der Bahn i zur Berührung kommt, wenn diese
um die letzte Trockentrommel herum geleitet wird.
-
Der untere Filz 17 umschlingt einen Teil der mittleren Trockentrommel
7, geht dann über die Führungsrollen 25 und von hier mit der Bahn i um den Führungszylinder
9 herum, während der obere Filz 16 unter der Bahn liegt.
-
Die beiden Filze mit der eingeschlossenen Bahn i laufen dann um den
Zylinder 9 durch den zweiten Verschluß 3 unter der Rolle 26 hindurch und aus (lern
Verschluß heraus. Nach dem Verlassen des Verschlusses ist die Bahn i vollkommen
trocken und fertig zum Aufrollen, Zerschneiden oder zu sonstiger Ver-«-endung. Der
untere Filz 17 geht nach dem Verlassen des Verschlusses 3 über die FührUngSrollen
27; 28, 29 und 30 zu dem V-rschluß an der Eintrittsseite zurück. Der obere
Filz 16 läuft über die Vakutunkammer, iil"er die Leitrollen 31 und 32 zur gleich;
n Stelle zurück.
-
Bei der bevorzugten Ausführungsforen der Vorrichtung nach der Erfindung,
die in Abb. 3 dargestellt ist, sind Dampfführungen 35 vorgeselien, die die Bahn
i von dem Trockenzylinder abstreifen, ohne claß eine mechanische Berührung stattfände,
und zwar weder mit dem Zylinder noch mit der Bahn i. Die Dampfführungen streifen
auch die Bahn i von den endlosen Filzen ab. Der Dampf hat außerdem die Wirkung,
die Vakuumkammer 3.4 zu erwärmen; er wird durch die Rohre 14, 1.4 abgezogen und
dann kondensiert.
-
Durch die Benutzung von Dampf als Führungsmittel, Abb. 3 und ,4, wird
nicht nur die Trocknung der Bahn i gefördert, sondern auch, wenn sie zerreißt, wird
das freie Ende der Bahn i augenblicklich getrocknet und wird fest, so daß es leicht
durch die Vorrichtung geführt werden kann.
-
Die zu trocknende Bahn kommt wiederum naß von der Papiermaschine,
tritt in die Vakuumkammer 34 zwischen dein Filz 36 Lind dein unteren Filz 37 ein,
geht dann mit den Filzen durch den Flüssigkeitsverschluß 3 um den Führungszylinder
38 herum, über die Trockenzylinder 39, 40, 41, 42 und 43 und um den Führungszylinder
4d. herum, aus der Kammer heraus. yDie Führungszylinder 38 Lind ..l"1 können nach
Wunsch beheizt werden oder nicht, die Zahl der Trockenzylinder je nach dem Material
und nach der Geschwindigkeit, mit der die Bahn läuft, vergrößert oc:er verkleinert
werden.
-
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind zweckmäßig zwei Flüssigkeitsverschlüsse
3, d und zwei Verschlußkammern 4; und 4.6 angeordnet. Die Scheidewände 47 und 48
verhüten vorzugsweise, claß die Flüssigkeit der beiden Verschlüsse mit den Trockenzylindern
.Io und 4.2 zur Berührung kommt.
-
Die Bahn i tritt in den einen Flüssigkei' s-Verschluß 3 ein und kommt
dann sofort mit dein umlaufenden Führungszylinder 38 in Berührung, der dieselbe
Aufgabe hat, wie die Fiihrungszylinder 5 bei den einfacheren Ausführungsformen nach
Abl>. i und 2. Die Bahn i läuft zusammen mit dem oberen Filz 36 um den Trockenzylinder
39. Der obere Filz läuft hierauf um die Führungsrolle 49 und dann um den Trockenzylinder
41, wierleum die Führungsrolle 5o und den Trockenzylinder .43. Der untere Filz 37
geht, nach-#lem er iini den 17ührungszylinder 38 herum gelaufen ist, über die Führungsrolle
5 i, den Trockenzylinder .4o, die Führungsrolle 52, den Trockenzylinder 42 und die
Führungsrolle 53, hinter der er wieder mit dem oberen Filz 56 zusammentrifft.
-
Die Leiden Filze 36 und 37 finit der dazwischenliegenden Trockenbahn
i gehen dann durch den zweiten Flüssigkeitsverschluß 3, tun den Führungszylinder
-4.4 herum und verlassen
die Vorrichtung über die Führungsrolle
5.4; hinter ,dieser trennen sich die Filze und die Papierkahn : der obere Filz geht
dann über die Führungsrolle 55 zur Eintrittsseite der Vorrichtung zurück. Der untere
Filz verläuft ül-er die Führungsrollen 5o und 57, voll denen letztere von
einem Gehäuse 58 geschützt sind.
-
In Abh. 4. ist eine Dampfführung am Zylinder 4 2 gezeigt, der sich
unter der Spitze 59 derFührung in Richtung des Pfeiles hindurchdreht. Dampf wird
durch das Rohr 6o zugeführt und strömt durch die Bohrung 6 1 am Ende der
Zunge 59 aus. Dieser Dampf erzeugt einen Strahl 62, der unter der Spitze der Zunge
59 hervortritt und die Bahn i vom Zylinder .42 (Abb. 4.) abhebt. Etwas Dampf bildet
ein hissen 63 zwischen den Enden der Führung und der Oberfläche des Zylinders 42.
Zweckmäßig, wenn auch nicht notwendig, sind weitere Ausströmungsöffnungen 64., 65
und 66 vorgesehen, aus denen ebenfallsDampfstrahlen austreten, die auf die Bahn
i einwirken und verhüten, daß sie mit den festen Teilen der Führung in Berührung
kommt. Sie lenken die Bahn i von dein hinteren Ende 6 j der Führung ab und bringen
sie auf ihren richtigen Weg durch die Vakuunikaminer zurück.
-
Die neuen Dampfführungen können sich ü1.-er die ganze Breite der einzelnen
Trockeazylinder erstrecken, sie können aber auch nur einen Teil der Breite einnehmen,
wenn nur eine Bahn durch die Vorrichtung läuft. Zweckmäßig nehmen die Dampfführungen
die ganze Breite der Vorrichtung ein bzw. die ganze Breite der Bahn i.
-
Der Dampf in den Führungen kann entweder nur angestellt werden, wenn
die Vorrichtung in Betrieb gesetzt wird, oder wenn nach einem Bruch ein neues Einführen
der Bahn nötig ist. Der Dampf kann auch die ganze Arbeitszeit angestellt Bleiken,
so daß bei einem unvorhergesehenen Bruch der Bahn diese voll selbst durch die Vorrichtung
geleitet wird, ohne daß irgendeine Verzögerung oder Verstopfung der Vorrichtung
eintritt.
-
Es sei bemerkt, daß der aus den Führungen ausströmende Dampf die Raumtemperatur
nicht erhitzt, vielmehr durch die Rohre 14, 14 abgeführt und durch einen Kondensator
praktisch ohne Kosten kondensiert wird.
-
Die neue Vorrichtung bietet viele Vorteile, die bei den vorbekannten,
seit langem iiti praktischen Gebrauch befindlichen älteren Vorrichtungen nicht vorhanden
sind.
-
Die Verdampfung, welche für die 'sogenannte Lufttrocknung voll Papier
charakteristisch ist, hat eine größere Zahl wohl-1-ekannter Nachteile, wird aber
trotzdem noch heutzutage benutzt und ist seit vielen Jahren benutzt worden. Bei
dieseln Verfahren wird ` <las nasse Papier, wenn es von der Maschine kommt, in
Bogen geschnitten, auf Stangen gehängt und zum Trockenraum getragen, wo es warme
Luft von ungefähr 54° C .48 Stunden lang ausgesetzt wird, worauf inan es, ' wenn
es trocken ist, Blatt für Blatt kalandert. 01-wohl dieses Verfahren den Vorzug hat,
daß die Trocknung bei verhältnismäßig niedriger Temperatur stattfindet, wodurch
die Feuchtigkeit langsam verdampft wird, ist das Lufttrocknungsverfahren offensichtlich
recht unwirksam und kostspielig, da es viele besondere Handhabungen erfordert, ist
außerdem sehr langwierig und beansprucht eine große Bodenfläche, endlich führt es
zur Verschwendung von Wärine.
-
Das Verfahren, welches bei den gebräuchlichen Papiermaschinen benutzt
wird, besitzt el:enfalls viele Nachteile. Bei diesen 1-Iaschinen wird das nasse
Papier, wenn es von der Maschine kommt, über viele umlaufende Zylinder geleitet,
welche durch Dampf so hoch erhitzt werden, claß die Temperatur des Wassers im Papier
seinen Siedepunkt erreicht. Es ist üblich, den Trockenzylindern Dampf voll ungefähr
1,4 Atm. absoluten Druck zuzuführen. Solcher Dampf hat eine Temperatur voll i o9°
C, so daß der Temperaturabfall zwischen dem Dampf und dein Papier nur noch 9° beträgt.
Bei dieser kleinen Temperaturdifferenz ist der Vorgang außerordentlich langsam,
so daß es erforderlich ist, sehr viele Trockenzylinder zu benutzen, z. B. ]-ei der
Herstellung von Pappe bis zu ioo un,l bei der Herstellung von Zeitungspapier 4.o
und darüber.
-
Fernei- ist infolge voll Strömungs- und Leitungsverlusten sowie voll
Undichtigkeiten in den Rohrleitungen und anderen Zufälligkeilen, die für dieTroclcnung
beiAtmosphärendruck erforderliche Wärmemenge für eine Tonne nassen Papiers viel
größer als der technische Wärmebedarf der atmosphärischen Trocknung mit Hilfe von
dampfbeheizt, n ' Zylindern. Ferner wird der Dampf, der beim Entweichen des Wassers
aus dein Papier entsteht, in den Arbeitsraum getriel:en, so da13 trotz Benutzung
von Ventilatoren und Absaugevorrichtungen, deren Kräfteverbrauch und Unterhaltungskosten
groß sind, die Luft im Arbeitsraum ständig mit Feuchtigkeit gesättigt ist, was zum
Rosten und schließlich zur "Zerstörung sämtlicher Eisenteile führt. Außerdem ist
diese Feuchtigkeit recht unangenehm und ungesund.
-
Ferner ist es allgemein 1,ekannt, elaß die Mindesttemperatur von ioo°
C, der Siedepunkt von Wasser bei Atmosphärendruck, den Fasern des Papiers schädlich
ist, indem sie zur Oxydation führt, so daß die Festigkeit der Fasern außerordentlich
verbessert wird,
wenn das Papier bei niedriger Temperatur getrocknet
wird. Endlich ist zu bemerken, daß hei der Trocknung durch Atiriosphärendruck ein
großer Aufwand von Anschaffungskosten für Zvlinder, Filze und ,andere notwendige
Arbeitsmittel beansprucht wird sowie eine große Bodenfläche, und daß sie zu großem
Kraftverbrauch und großen Betriebs-und Reparaturkosten führt.
-
Bei den neuen Trocknern nach der Erfindung kann in der Arbeits.kaminer
ein Vakuum von 710 inm 0uecksilliersätile aufrecnterhalten werden, l.ei welchem
Wasser schon 1:e1 ungefähr 38° C siedet.
-
DieZylinder werden mitDainpf von i,d.Atin. absolutem Druck geheizt,
der eine Temperatur von ioo° C hervorbringt. Die Temperaturdifferenz zwischen dem
Dampf in dem Zylinder und dem Papier beträgt also ungefähr 70° C 1-ei dem neuen
Trockner, d. h. sie ist etwa achtmal größer als die Temperaturdifferenz von etwa
9° C unter Atmosphärendruck. In dem neuen Trockner trocknet das Papier ungefähr
achtmal schneller als hei Atmosphärendruck. Es werden also auch nur 111, der Zahl
der Trockenzylinder bei der gleichen Arbeitsgeschwindigkeit gebraucht. Man kann
mit dem neuen Trockner Papier mit fünf Zylindern in der gleichen Zeit trocknen wie
auf :I0 Zylindern l'ei Atmosphärendruck, woraus sich eine große Ersparnis von Anlagekapital
für Maschinen, Grund und Boden, Rohrleitungen, Filzen und Einrichtungen und insbesondere
auch an Kraft und Unterhaltungskosten ergibt. Der thermische @%'irkungsgrad des
neuen Vakuumtrockners ist viel größer als der bei der Trocknung auf Zylindern unter
atmosphärischem Druck, wie his jetzt allgemein üblich.
-
Theoretisch sind zum Trocknen -einer Tonne Papier bei atmosphärischem
Druck ungefähr 1945 kg Dampf erforderlich, praktisch jedoch stellt sich infolge
der Konvektions- und Leitungsverluste sowie der Verluste durch Undichtigkeiten der
Leitungen u.dgl. der Danipxverbrauch auf ungefähr d815 kg pro Tonne.
-
Bei dem neuen Trockner werden bei einem Vakuum von ungefähr 710 mm
die Konvel:-tions- und Undichtigkeitsverluste ungewöhnlich gering, so daß zum Trocknen
einer Tonne Papier nur 236o kg Dampf erforderlich sind. Es ist eine bekannte Tatsache,
daß bei niedriger Temperatur getrod:netes Papier viel fester ist als solches, das
bei hohen Temperaturen getrocknet ist, wie sie bei unter anno-' spliärischern Druck
arbe-tenden Papiermaschinen zur Anwendung kommen. Papier, das bei einem Vakuum von
710 mm bzw. hei einer Temperatur von ungefähr 38° C nach der Erfindung getrocknet
ist, ist viel widerstandsfähiger als Papier, das bei atmosphärischem Druck - also
bei ioo° C - getrocknet ist.
-
' Infolgedessen kann bei Benutzung des neuen Trockners billigeres
Rohmaterial verwendet und trotzdem ein Papier erzeugt -werden, das dem bei Atmosphärendruck
getrockneten an Festigkeit gleichkommt, obwohl für dieses bessere Rohstoffe verwendet
werden müssen. Beim Herstellen von Zeitungspapier kann l:eispielsweise ein beträchtlicher
Teil des teuren Sulfitstoffes entbehrt werden, da dieser durch den billigeren Holzschliff
ersetzbar ist.
-
Es ergibt sich ferner eine große Wärmeersparnis und somit auch eine
große Dampfersparnis, da die benutzte Vakuumkammer wie eine Isolierflasche wirkt.
In dieser Kaminer werden der Heizdampf und die aus dem nassen Papier ausgetretenen
Dämpfe aufgefangen und zum Kondensator geleitet. Der Arbeiterraum ist frei von Dampf,
Feuchtigkeit und Hitze, so daß Ventilatoren und Absaugevorrichtungen entbehrlich
sind. DieVorrichtung arbeitet stets mit einem bestimmten Feuchtigkeitsgrad, so daß
die Regelung der Trocknung vollkommen durchführbar ist und der Feuchtigkeitsinhalt
des Papiers sorgfältig bestimmt werden kann.