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Einrichtung zum Abheben blattförmigen Gutes, z. B. einer Papierbahn,
von einem Förderband oder vom Trockenzylinder einer Trockenanlage. Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zum Entfernen oder Abstreifen blattförmigen Gutes, z.
B. einer Papierbahn, von einem Förderband oder einem Trockenzylinder einer Trockenanlage
mittels einer Leitvorrichtung, die einen.. oder mehrere Strahlen eines Druckmittels,
z. B. trockenen. Dampfes, zum Abheben der Papierbann vom Förderband usw. zwischen
das Papier und seine Unter-1 age lenkt.
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Erfindungsgemäß wird die Einrichtung so ausgebildet, daß auch nach
erfolgtem Abheben ein oder mehrere Flüss#gkeits- oder Dampf- oder Gasstrahlen gegen
die Papierbahn gerichtet werden, um diese in bestimmter Richtung zu führen, z. B.
einem weiteren Trockenzylinder zuzuleiten. Es wird hierdurch eine Führung ohne feste
Führungsteile erreicht. Die Papierbahn wird also nahezu reibungslos weitergeleitet.
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Wird eine Führungsvorrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung mit
einem Vakuumtrockner benutzt, so ist als Druckmittel Dampf zu verwenden, und dieser
muß, nachdem er seine Aufgabe erfüllt hat, kondensiert werden.
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Bei Verwendung der Führung an Trockenvorrichtungen, deren Trockenzylinder
nicht in Gehäusen untergebracht sind, ist als Strömungsmittel erhitzte Luft geeignet,
da Dampf die Luft im Trockenraum in einer für die Bedienungsleute lästigen Weise
verschlechtern würde.
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In den Zeichnungen stellen. dar Abb. i einen senkrechten Schnitt in
größerem Maßstabe durch eine Führungsvorrichtung in ihrer Anwendung auf einen Trockenzylinder
und eine Papierbahn, Abb. 2 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil einer Vakuumvorrichtung
mit drei beheizten Trockenzylindern, über die die Papierbahn zusammen mit endlosen
Filzen läuft, zusammen mit der neuen Führung, Abb.3 eine Aufsicht auf einen Teil
der Vorrichtung mit geschnittenem Gehäuse, die eine Form der Führung darstellt,
wobei sich die Führung nicht über die ganze Breite dies Trockenzylinders erstreckt,
Abb. 4 eine gleiche Darstellung wie Abb. 3, jedoch läuft die Führung im wesentlichen
über die ganze Breite des Trockenzylinders.
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Im folgenden wird die Erfindung in ihrer Anwendung auf das Trocknen
einer nassen Papierbahn beschrieben, die unmittelbar von der Papiermaschine kommt.
Selbstverständlich kann die Erfindung aber auch benutzt werden, -um Bahnen aus gewebten
Stoffern oder anderem Material zu trocknen, z. B. wenn sie vom Bleichen, Färben
oder irgendeiner anderen Behandlung mit irgendeiner Flüssigkeit kommen.
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Beim fabrikmäßigen Trocknen einer Papierbahn, die naß von der Papiermaschine
kommt, wird die Bahn in der Regel mit hoher Geschwrindigkeit über eine große Zahl
von. dampfbeheizten Trockenzylindern geführt, die in einem Trockenraum ungeschützt
an der freien Luft angeordnet sind. Häufig werden 40, ja bis zu ioo solcher Trockenzylinder
angewendet. Um den Übergang der Bahn von einem Trockenzylinder zum nächsten in der
Reihe bei fortschreitender Trocknung zu sichern, ist .es gebräuchlich, Abstreifer
anzuordnen, die auf den Trockenzylindern aufliegen und die Papierbahn von ihnen
abstreifen. Wenn sie aber auf dem Trockenzylinder aufliegen, so nutzen sie sich
sehr schnell ab und. müssen ersetzt werden. Außerdem ,greifen sie auch mehr oder
weniger die Oberfläche des Trockenzylinders an und machen diese uneben. Ein weiterer
Nachteil dieser bekannten Führungen liegt darin, daß:sie das Papier rauh machen
und es veranlassen, sich zu kräuseln und Falten zu schlagen, was bei der Papierherstellung
außerordentlich lästig ist. Diese Abstreifer führen. auch die Papierbahn durch mechanische
Berührung so, daß die Papierbahn zum nächsten Trockenzylinder geleitet wird.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zusammen mit solchen gebräuchlichen
Abstreifern, die auf den Trockenzylindern aufliegen. einen Luftstrahl zu benutzen
oder manchmal auch zwei Luftstrahlen., um die Papierbahn zum nächstfolgenden Trockenzylinder
zu leiten,
nachdem sie von der vorhergehenden abgehoben worden ist.
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Der neue Abstreifer soll alle diese Mängel beseitigen. Er ist in Abb.
i mit i bezeichnet. Er besitzt eine Zunge 2 und einen hinteren Fortsatz 3. Der mittlere
Teil des Abstreifers ist mit einer Höhlung 4 zum Aufsetzen auf das Rohr 5 (Abb.3
und 4) versehen. Von dem hohlen Teil 4 der Zunge 2 geht ein Kanal 6 aus, dessen
Mündung 7 am äußersten Ende der Zunge liegt. Beim Arbeiten wird der Trockenzylinder
8 unter der Zunge 2 in Richtung des Pfeiles (Abb. i ) gedreht. Eine Druckflüssigkeit
wird durch das Rohr 5 in den Kanal 6 geleitet. Diese Flüssigkeit strömt durch die
Öffnung 7 in Form eines Strahles 9 aus, der die Papierbahn io von dem Trockenzylinder
8 abhebt und sie veranlaßt, sich in Richtung des Pfeiles zum nächsten Trockenzylinder
zu bewegen. Ein Teil der Druckflüssigkeit strömst auch zurück und bildet ein Kissen
i i zwischen der Zunge 2 und dem Trockenzylinder 8, so daß der Abstreifer i den
Trockenzylinder nicht berührt, sondern von ihm durch eine dünne Flüssigkeitsschicht
getrennt ist.
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Zweckmäßig, wenn auch nicht notwendig, wird der Abstreifer zwecks
Führung der Papierbahn noch mit einem oder mehreren Kanälen 12, 13, 14 versehen,
aus deren Mündungen 15, 16 und 17 Strahlen 18 austreten,
die auf die Papierbahn io treffen und verhindern, daß sie sich an den Abstreifer
anlegt, gleichzeitig aber die Papierbahn so führen, daß sie zum nächsten Trockenzylinder
läuft.
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Der Abstreifer erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Breite
des Trockenzylinders 8 fvgl. Abb. 4); er kann aber auch von geringerer Breite als
der Zylinder 8 sein, in welchem Falle zweckmäßig zwei Abstreifer benutzt werden
(vgl. Abb.3). Bei dieser letzteren Ausführungsform wird zum Einführen oder Wiedereinführen
der Papierbahn ein besonderes Band benutzt, während bei der bevorzugten Ausführungsform
nach Abb. ¢ die ganze Breite der Papierbahn in der Maschine Führung hat, ohne daß
erst ein besonderes Band zum erstmaligen Einführen, gleichsam zum Einfädeln der
Papierbahn, in die Vorrichtung notwendig ist.
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Läge der Abstreifer auf dem Filz auf, so würde er nicht nur den Filz
abnutzen, sondern in dem Augenblick, wo die Zunge ,des Abstreifers in Berührung
mit der Verbindungsstelle der beiden Enden des Filzes käme, den Filz zerschneiden
und zerstören. Die Filze sind aber verhältnismäßig teuer, und ihre Lebensdauer ist
auch bei günstigsten Arbeitsverhältnissen verhältnismäßig kurz.
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Gemäß der Erfindung kann ein Abstreifer zusammen mit einen endlosen
Filz benutzt und eine Papierbahn von dem Filz mit Hilfe des Flüssigkeitsstrahles,
der von der Zunge des Abstreifers ausgeht, abgehoben werden., ohne daß der Abstreifer
den Filz berührt.
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Neben der allgemeinen Anwendung für irgendwelche Trockenzylinder und
irgendwelche endlosen Führungsbänder oder Filze ist die Erfindung auch zum Trocknen
einer Bahn aus Papier oder ähnlichem Stoff in einer Vakuumtrockenvorrichtung geeignet.
Eine solche Vorrichtung ist in Abb.2 dargestelilt, in der ig ein Teil der Vakuumkammer
ist; das Rohr 2o führt zu irgendeiner Vakuumpumpe. In der Kammer ig liegen die TrokkeIn.zylin.der
21" 22 und 23, über die die Papierbahn io läuft. Um die Papierbahn zu stützen, während
sie durch die Vakuumkammer hindurchgeht, werden zweckmäßig . zwei endlose Filze
24 und 25 benutzt. Der unter Filz 24 läuft mit der Papierbahn io um den Trockenzylinder
21, von dort über die Führungsrolle 26 und um den Trockenzylinder 23 herum. Der
obere Filz 25 geht über die Führungsrolle 27, dann. über den Trockenzylinder 22
und über die Führungsrolle 28.
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Damit die Papierbahn io den. richtigen Weg durch die Vakuumkammer
und um die Trockenzylinder herum nimmt, werden die Abstreifer und Führer i benutzt,
um die Bahn von den Trockenzylindern abzuheben und auch, obgleich das nicht unbedingt
nötig ist, von den endlosen Filzen.
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Werden die Abstreifer in einer Vakuumkaantmer benutzt, und das ist
ihre bevorzugte Anwendung, so muß das Druckmittel, das die Strahlen g und 18 bildet,
aus einem Stoff bestehen, der das Vakuum in der Kammer ig nicht ungünstig beeinflußt.
Ein solcher Stoff, der vorzugsweise zur Anwendung kommt, ist Dampf. Der Dampf erhitzt
die Vakuumkammer z 9 und kann vollkommen kondensiert werden, nachdem er durch das
Rohr 2o abgesaugt ist. Wird Dampf zum. Abstreifen in der Vakuumkammer i9 benutzt,
so unterstützt er die Trocknung der Papierbahn. Reißt diese in der Maschine, so
bewirkt der Dampf, daß das freie Ende an der Reißstelle sofort trocken und fest
wird, so daß es weiter durch die Maschine laufen kann. Dieses feste, trockene Ende
läßt sich leichter durch die Maschine hindurchbringen als ein. schlaffes, nasses
Ende. -Der erste Abstreifer i hebt die Papierbahn i o von dem endlosen Filz 24 ab,
der zweite streift sie vom Trockenzylinder 22 und der dritte vom Filz 25 ab.
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Die gebräuchliche Dampfspannung bei nicht eingebauten Trockenzylindern
beträgt 0,4 Atm. Überdruck bei einer Dampftemperatur von ungefähr i i o ° C. Vorzugsweise
beträgt das Vakuum in der Kammer ig
71 cm. Bei diesem Druck siedet
das Wasser in, der Papierbahn io bei .38° C. Hieraus ergibt sich, daß ein Temperaturgefälle
von ungefähr 7z° C zur Verfügung steht, was zur Folge hat, daß das Ende der Papierbahn
sofort trocken und. steif wird, so daß es leicht durch die Maschine gebracht werden
kann.
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Wird der Dampf von 0,4 Atm. Überdruck durch den Abstreifer i in den
Raum von 71 cm Vakuum eingeführt, so beträgt das Druckgefälle infolge des Vakuum
von fast i Atm. im ganzen ungefähr 1,39 Atm. Daraus ergibt sich, daß die Strahlen
9 und 18, die aus dem Abstreifer austreten, ein; Temperatur, die 72'C über dem Siedepunkt
des Wassers beim Vakuum der Kammer liegt, sowie einen Überdruck von etwa 1,39 Atm.
besitzen.
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Der neue Abstreifer hebt also nicht nur die zu trocknende Papierbahn
io vom Trokkenzylinder ab, sondern trocknet sie auch.
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Der Abstreifer kann auch zum Abheben der zu trocknenden: Bahn von
einem oder beiden Filzen z¢, 25 benutzt werden, da er den Filz niemals berührt
und also auch mit der Verbindungsstelle des Filzes nicht in Berührung kommen kann.
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Der Dampf in den Führungen kann @entweder nur angestellt werden, wenn
die Maschine in Betrieb gesetzt und die zu trocknende Bahn eingeführt wird oder
wenn nach einem Bruch ein neues Einführen der Bahn nötig ist. Der Dampf kann auch
während der ganzen Arbeitszeit, gegebenenfalls gedrosselt. angestellt beiben, so
daß die gerissene Bahn @ von selbst durch die Vorrichtung geleitet wird, ohne daß
irgendeine Verzögerung oder Verstopfung der Maschine eintritt.
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Es sei bemerkt, daß der aus den Führungen ausströmende Dampf die Raumtemperatur
nicht erhitzt, viehmehr durch das Rohr 2o abgeführt und durch einen barometrischen
Kondensator oder einen Kondensator der sogenannten Eduktorbauart oder einen anderen
passenden Kondensator praktisch ohne Kostier kondensiert wird, da solche Kondensatoren
mit dem überschuß kalten Wassers bietrieben werden, der in der Nähe von Papiermühlen
stets vorhanden ist, da. diese an den Ufern eines Flusses zu liegen pflegen.
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Die neue Vorrichtung bietet Vorteile, die bei den vorbekannten älteren
Anlagen nicht vorhanden sind.
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Die Verdampfung bei der sogenannten Lufttrocknung von Papier bringt
wohlbekannte Nachteile mit sich, wird aber trotzdem noch heutzutage benutzt. Bei
diesem Verfahren wixd das nasse Papier, wenn es von der Maschine kommt, in Blätter
geschnitten, auf Stangen gehängt und zum Trockenraum getragen, wo es warmer Luft
viele Stunden lang ausgesetzt wird, worauf man es, wenn es trocken ist, Blatt für
Blatt kalandert. Obwohl die;, Trocknung bei verhältnismäßig niedriger Temperatur
stattfindet, wodurch die Feuchtigkeit langsam verdampft wird, ist die Lufttrocknung
wenig wirksam und kostspielig, da sie viele besondere Handhabungen erfordert, außerdem
sehr langwierig und beansprucht eine große Bodenfläche; endlich führt sie zur Verschwendung
von Wärme.
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Das Verfahren, welches bei den gebräuchlichen Papiermaschinen benutzt
wird, besitzt ebenfalls Nachteile. Bei diesen Maschinen wird das nasse Papier, wenn
es von der Maschine kommt, über viele umlaufende Trockenzyb#lder geleitet, welche
durch Dampf so hoch erhitzt werden, daß die Temperatur des Wassers im Papier den
Siedepunkt erreicht. Es ist üblich, den Trockenzylindern Dampf von ungefähr 1,4
Atm. absoluten Druckes zuzuführen. Solcher Dampf hat eine Temperatur von i o9° C,
so daß der Temperaturabfall zwischen dem Dampf und dem 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. bei der
Herstellung von Pappe bis zu ioo und bei der Herstellung von Zeitungspapier 40 und
darüber.
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Ferner ist infolge von Strömungs- und Leitungsverlusten sowie von
Undichtigkeiten in den Rohrleitungen und anderen Zufälligkeiten die für die Trocknung
bei Atmosphärendruck erforderliche Wärmemenge für eine Tonne nassen Papiers viel
größer als der thermische Wärmebedarf der atmosphärischen Trocknung mit Hilfe von
dampfbeheizten Zylindern. Ferner wird der Dampf, der beim Entweichen des Wassers
aus dem Papier entsteht, in den Arbeitsraum getrieben, so daß trotz Benutzung von
Ventilatoren und Absaugevorrichtungen, deren Kraftbedarf 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.
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Ferner ist es allgemein bekannt, daß 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 verbessert
wird, wenn das Papier bei niedriger Temperatur getrocknet wird. Endlich ist zu bemerken,
daß bei der Trocknung durch Atmosphärendruck ein ,großer Aufwand von Anschaffungskosten
für Zylinder, Filz und
andere notwendige Arbeitsmittel nötig wird
sowie eine große Bodenfläche und daß sie zu großem Kraftverbrauch sowie großen Betriebs-
und Instandhaltungskosten führt.
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Bei den neuen Vakuumtrocknern kann in der Arbeitskammer ein Vakuum
von 71o mm Quecksilbersäule aufrechterhalten werden, d'as Wasser schon bei ungefähr
38° sieden läßt.
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Die Zylinder werden mit Dampf von 1,4 Atm. absoluten Druckes geheizt,
der eine Temperatur von iog° C hervorbringt. Das Temperaturgefälle zwischen dem
Dampf in dem Zylinder und dem Papier beträgt also ungefähr 70°C, d. h., es ist etwa
achtmal größer als der Abfall von etwa 9° unter Atmosphärendruck. Bei der neuen
Anordnung trocknet das Papier ungefähr achtmal schneller als bei Atmosphärendruck.
Es wird also auch nur der achte Teil der Trockenzylinder bei der gleichen Arbeitsgeschwindigkeit
gebraucht: Man kann Papier mit fünf Zylindern in der gleichen Zeit trocknen wie
mit 4o Zylindern bei Atmosphärendruck, woraus sich eine große Ersparnis von Anlagekosten
für Maschinen, Grund und Boden, Rohrleitungen, Filz und Einrichtungen und insbesondere
auch an Kraft und Unterhaltungskosten ergibt. Der thermische NVirkungsgrad ist viel
größer als der bei der Trocknung auf Zylindern unter atmosphärischem Druck.
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Theoretisch sind zum Trocknen -einer Tonne Papier bei atmosphärischem
Druck ungefähr 1 945 kg Dampf erforderlich; praktisch jedoch stellt sich der Dampfverbraucb
auf ungefähr 4815 kg je Tonne. Bei einem Vakuum von ungefähr 710 mm werden die Verluste
ungewöhnlich gering, so daß zum Trocknen einer Tonne Papier nur 236o kg Dampf erforderlich
sind.
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Bei niedriger Temperatur getrocknetes Papier ist viel fester als solches,
das bei hohen Temperaturen getrocknet ist, -wie sie bei unter atmosphärischem Druck
arbeitenden Papiermaschinen zur Anwendung kommen.
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Infolgedessen kann bei Benutzung der neuen Einrichtung billigeres
Rohmaterial verwendet und trotzdem ein Papier erzeugt werden, das dem bei Atmosphärendruck
getrockneten an Festigkeit gleichkommt, trotzdem für dieses bessere Rohstoffe verwendet
werden müssen. Beim Herstellen von Zeitungspapier kann beispielsweise ein beträchtlicher
Teil des teueren Sulfitstoffes ,entbehrt und durch den billigeren Holzschliff ersetzt
werden. Es wird auch die Zahl der Knicke in der Papierbahn herabgesetzt. Eine große
ZVärmeersparnis ergibt sich bei der Erfindung und somit auch eine große Dampfersparnis,
da die benutzte Vakuumkammer wie eine Isolierflasche wirkt. In dieser Kammer 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. Die Vorrichtung
arbeitet stets mit einem bestimmten Feuchtigkeitsgrad, so daß die Regelung der Trocknung
vollkommen durchführbar ist und der Feuchtigkeitsgehalt des Papiers sorgfältig bestimmt
werden kann.