DE4402278C2 - Vorrichtung zum Aufbringen von Dampf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von Dampf auf eine laufende Materialbahn, insbesondere eine zu entwässernde und durch die Pressenpartie einer Papierherstellungsmaschine laufende Papierbahn.

Auf die Offenlegungsschrift DE 41 25 062 A1 wird verwiesen, ebenso auf die AT 388 197 B.

Ein solcher Dampfblaskasten wird hauptsächlich bei der Papierherstellung verwendet. Er dient dazu, mit Hilfe des auf die Materialbahn aufgebrachten Dampfes die Temperatur der Materialbahn zu erhöhen, um die Entwässerung der Materialbahn zu verbessern. Der Dampfblaskasten bietet dabei die Möglichkeit, durch die sektionale Dampfaufbringung das Feuchtequerprofil der Materialbahn zu beeinflussen.

Bei den bekannten Konstruktionen wird der aus den sektionalen Kammern austretende Dampf durch Ventile geregelt, die direkt auf dem Dampfblaskasten montiert sind. Jede Korrekturzone ist mit einem separaten, im allgemeinen pneumatisch geregelten Ventil bestückt. Da die Regelventile relativ groß bauen, kann die Breite der Zonenkammern nicht beliebig klein gewählt werden.

Ein Ausfall einer oder mehrerer Regelventile bedeutet, daß die entsprechende Zone nicht mehr korrigiert werden kann, was zu einer Beeinträchtigung der Papierqualität führt. Ein Auswechseln defekter Ventile erfordert teure Betriebsstillstände. Bis stabile Betriebsbedingungen wieder erreicht werden, ist eine lange Zeitspanne notwendig, in der praktisch nur Ausschußpapier produziert wird (Aus-, Einbau- und Anwärmzeit).

Ein weiteres Problem ist, daß der Abstand zwischen dem Dampfblaskasten und der vorbeilaufenden Materialbahn veränderbar sein muß.

In der AT 388 197 B sind die Regelventile nur schematisch angedeutet; über ihre räumliche Anordnung ist nichts offenbart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die möglichst viele der nachfolgend angegebenen Forderungen erfüllt:

• 1. Es soll möglich sein, die Breite der Zonenkammern möglichst klein zu wählen und dementsprechend die Anzahl der Zonenkammern möglichst groß (bei einer vorgegebenen Länge des Dampfblaskastens).
• 2. Die Regelventile sollen in einfacher Weise repariert oder ausgetauscht werden können, ohne daß für diesen Zweck die Maschine vorübergehend stillgesetzt werden muß.
• 3. Der Abstand zwischen dem Dampfblaskasten und der vorbeilaufenden Bahn (die dort meistens durch eine Walze gestützt ist) soll justierbar sein. Im normalen Betriebszustand soll der Abstand relativ klein sein, beim Anfahren oder für Wartungszwecke dagegen relativ groß.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Während beim Stand der Technik die vorgegebenen Größe der Regelventile die kleinstmögliche Breite der Zonenkammern bestimmt, können gemäß der Erfindung die Zonenkammern beliebig klein dimensioniert werden, weil die Regelventile grundsätzlich außerhalb des Dampfblaskastens, und zwar seitlich neben der Maschine angeordnet sind.

Hierdurch gewinnt man zugleich den weiteren Vorteil, daß die Regelventile auch während des Betriebes der Maschine zugänglich sind, so daß im Bedarfsfall das eine oder andere Regelventil repariert oder ausgetauscht werden kann, ohne daß hierzu ein kostspieliger Maschinenstillstand erforderlich ist.

Wohl ist es bei der erfindungsgemäßen Bauweise notwendig, jede Zonenkammer mittels einer ihr eigenen ("sektionalen") Dampfleitung mit einem der Regelventile zu verbinden. Erschwerend kommt hinzu, daß wegen der geforderten Verschiebbarkeit des Dampfblaskastens ein Teilstück jeder sektionalen Dampfleitung beweglich ausgeführt sein muß. Jede sektionale Dampfleitung umfaßt also einen am Dampfblaskasten befestigten Teil (mit einem außerhalb des Dampfblaskastens befindlichen Einströmende) und einen beweglichen Teil, der einerseits (direkt oder indirekt) mit dem betreffenden Regelventil verbunden ist und der andererseits an das genannte Einströmende mittels einer Leitungsverbindung koppelbar ist. In diesem Zusammenhang besteht ein wesentlicher Teilgedanke der Erfindung darin, daß der lichte Abstand zwischen benachbarten Einströmenden (der am Dampfblaskasten befestigten Leitungsteile) wesentlich größer ist, als der innerhalb des Dampfblaskastens vorgesehene lichte Abstand zwischen benachbarten sektionalen Dampfleitungen. Mit anderen Worten: die am Dampfblaskasten befestigten Teile der sektionalen Dampfleitung sind entgegen der Strömungsrichtung außerhalb des Dampfblaskastens aufgefächert. Nur hierdurch wird es möglich, bei relativ geringen Querschnittsabmessungen des Dampfblaskastens eine ungewöhnlich große Anzahl von sektionalen Dampfleitungen (und somit sehr viele relativ schmale Zonenkammern) vorzusehen und dennoch an den Einströmenden genügend Platz für die Leitungsverbindungen der anzukoppelnden beweglichen Leitungsteile zur Verfügung zu haben.

Nachfolgend werden die wesentlichen Erfindungsgedanken nochmals mit anderen Worten erläutert:
Der Dampf wird von der Hauptdampfleitung auf einen Dampfverteiler geführt, der außerhalb der Papiermaschine angeordnet ist, vorzugsweise neben der Papiermaschine, z. B. auf der Triebseite oder z. B. im Keller, jedenfalls an einer während des Betriebes der Maschine leicht zugänglichen Stelle. An diesem Dampfverteiler sind die einzelnen Regelventile angeordnet. Jede einzelne Zonenkammer des Dampfblaskastens ist über eine separate Dampfleitung mit dem entsprechenden Regelventil verbunden. Die sektionalen Dampfleitungen enden auf einer Trägerplatte außerhalb des Dampfblaskastens. Flexible Leitungen zwischen Trägerplatte und Regelstation dienen zur Aufnahme der Abschwenkbewegung. Die Steuerung der Ventilantriebe erfolgt vorzugsweise elektromotorisch.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit folgenden Zeichnungen beschrieben:

Fig. 1 Funktionsprinzip

Fig. 2 Querschnitt

Fig. 3 Zonenkammer mit Einschubrahmen

Fig. 4/5 Verbindung der flexiblen Leitungen mit den Leitungen des Dampfblaskastens, Fig. 4 gelöst, Fig. 5 geschlossen.

Fig. 6 Einbau-Beispiel in der Pressenpartie einer Papiermaschine

Fig. 7-10 von Fig. 2 und 3 abweichendes Ausführungsbeispiel.

Der Dampfblaskasten besteht gemäß Fig. 2 aus einer selbsttragenden Edelstahlkonstruktion. In dem unteren Tragrahmen 1 sind Stege 43 eingeschweißt, die Bohrungen 10 und 11 aufweisen. Die beiden Tragrahmen 1 und 2 sind über Seitenwände 8 und 9 miteinander verbunden. Durch die Bauform wird eine optimale Querstabilität erreicht.

In die untere Kammer 12 mündet ein Dampfkanal 13. Vorzugsweise gelangt der hier einströmende Dampf durch die Bohrungen 10 und 14 in die Kammer 15, die ein Rohrbündel aus sektionalen Dampfleitungen 4 einschließt. Über die Bohrungen 16 gelangt dieser Dampf ebenfalls in die Kammer 33 des oberen Tragrahmens 2. In einem abweichenden Ausführungsbeispiel wird der einströmende Dampf zuerst quer zur Bahnlaufrichtung durch die Kammer 12 und gelangt über Bohrungen in der Verbindungszone 45 in die Kammer 15 (Fig. 8). Dieser Dampf, dessen Temperatur höher liegt als der Dampf innerhalb der sektionalen Dampfleitungen 4, gewährleistet, daß auch bei geschlossenen Ventilen keine Abkühlung der sektionalen Dampfleitungen 4 sowie der einzelnen Zonenkammern 3 erfolgt.

Die einzelnen Zonenkammern 3 sind auf dem unteren Tragrahmen 1 angeordnet. Sie sind über die Seitenbleche 19 und 17 fixiert. In die Zonenkammern mündet jeweils eine separate Dampfleitung 4. Jede Dampfkammer beinhaltet sogenannte Einschubrahmen 20 mit Lochblechen 34, deren freie Querschnittfläche sich zum Dampfaustritt hin vergrößert. Diese Lochbleche 34 bewirken, daß der Dampf innerhalb der einzelnen Zonen sich gleichmäßig über die Zonenbreite verteilt. Die einzelnen Einschubrahmen 20 können zu Wartungszwecken herausgezogen werden (Fig. 3).

Die einzelnen Zonen werden durch die gemeinsame Austrittsplatte 22 begrenzt. Diese Austrittsplatte ist mit den Blechteilen 19 und 1 verschraubt, oder über Führungsleisten 44 fixiert, so daß sie zu Reinigungszwecken problemlos demontierbar ist. Sie weist mehrere in Längsrichtung hintereinander angeordnete Reihen von Blasöffnungen 32 auf.

Die Richtung des Dampfaustritts ist zur Papierlaufrichtung geneigt. Überall dort, wo eine Kondensation stattfinden könnte, sind Ablauföffnungen 11, 18 vorgesehen, mit den dazugehörigen Entwässerungsrinnen 24, 25, 26, 27.

Das aus den sektionalen Dampfleitungen 4 bestehende Rohrbündel des Dampfblaskastens wird gemäß Fig. 1 außerhalb der Papiermaschine auf eine sogenannte Trägerplatte 28 geführt. Die einzelnen Dampfleitungen 4 sind an ihren Einströmenden 4' mit dieser Trägerplatte 28 fest verbunden. Für jede Dampfleitung 4 ist ein Regelventil 35 vorgesehen; alle Regelventile 35 sind an einem sogenannten Regelorgan R angeordnet. Die Verbindung zwischen Regelorgan R und Trägerplatte übernehmen Leitungen 29, die zumindest teilweise als flexible Leitungen ausgebildet sind. Eine Anzahl von flexiblen Leitungen wird auf einer sogenannten Versorgungsplatte 30 (Fig. 4, 5) zusammengefaßt. Diese Versorgungsplatte wird über Schnellspannelemente 31 mit der Trägerplatte 28 verbunden. Über diese Schnellspannelemente ist im Falle eines Ausbaus des Dampfblaskastens ein rasches Abkoppeln möglich. Die Regelventile 35 sind so ausgeführt, daß sie zu einem Block auf dem Dampfverteiler 36 zusammengefaßt werden können. Zwischen flexibler Leitung 29 und Dampfverteiler 36 befindet sich das Regelventil 35.

Innerhalb des Dampfblaskastens (Fig. 2) liegen die sektionalen Dampfleitungen 4 dicht an dicht, mit einem höchstens sehr kleinen lichten Abstand a zwischen benachbarten Dampfleitungen. Dagegen ist an der Trägerplatte 28 ein wesentlich größerer Abstand b zwischen benachbarten Einströmenden 4' vorgesehen (Fig. 4).

Dampf wird von einer Hauptdampfleitung H auf mindestens einen Dampfverteiler 36 geführt. Von diesem Dampfverteiler gelangt der Dampf in das entsprechende Regelventil. Dieses Regelventil 35 wird über einen Schrittmotor gesteuert. Der Vorteil dieser Kombination liegt darin, daß

• 1. keine Temperaturbeschränkung des Dampfes erforderlich ist, da das Ventil keine Verschleißteile, wie z. B. Membranen, enthält (keine Dampfkühlung);
• 2. feinste Dosierung der Dampfmengen infolge des Schrittmotorantriebes möglich ist;
• 3. eine problemlose und kostengünstige Umstellung von Hand auf automatische Steuerung möglich ist;
• 4. keine Druckluftversorgung notwendig ist (Wegfall der I/P-Wandler);
• 5. eine direkte Ablesbarkeit der Ventilstellung möglich ist.

Mittels einer (von mehreren) bekannten Methode ist sichergestellt, daß die aus dem Ventil austretende Dampfmenge nahezu unabhängig von den nachgeschalteten Widerständen ist, d. h. trotz unterschiedlicher Dampfleitungslängen der einzelnen Zonen ist gewährleistet, daß bei gleicher Ventilstellung aus jeder Zone annähernd gleiche Dampfmenge austritt.

Die separate Dampfversorgung der einzelnen Zonen über externe Regelventile ermöglicht Zonenteilungen kleiner 75 mm (Größenordnung im Durchmesser der einzelnen Dampfzuleitung).

Die Neigung der einzelnen Zonen 3 zur Horizontalen (Fig. 2) gewährleistet vollständige Kondensatabfuhr während der Anwärmphase. Zur Beheizung = Vorwärmung der Zonenkammern und des Rohrbündels wird Dampf in die durch den unteren Tragrahmen 1 gebildete Kammer 12 eingebracht, der sich durch Bohrungen in die Kammer 15 des Rohrbündels sowie in die durch den oberen Tragrahmen 2 gebildete Kammer 33 ausbreitet. Dadurch wird eine Kondensation innerhalb der Dampfleitungen 4 (bzw. Zonenkammern 3) auch bei geschlossenen Ventilen 35 verhindert. Durch diese Anordnung läßt sich eine strikte Trennung zwischen dem zum Beheizen der Zonenkammern 3 dienenden Dampf II und dem zur Behandlung der Papierbahn verwendeten Dampf I erreichen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Aufbringen von Dampf ("Dampf I") auf eine laufende Materialbahn (P), z. B. auf eine zu entwässernde und durch die Pressenpartie einer Papierherstellungsmaschine laufende Papierbahn, mit den folgenden Merkmalen:

• a) ein langgestreckter Dampfblaskasten (48) erstreckt sich quer zur Bahnlaufrichtung über die gesamte Bahnbreite;
• b) der Dampfblaskasten (48) hat eine Vielzahl von über die Bahnbreite aneinandergereihten Zonenkammern (3);
• c) jede Zonenkammer (3) ist über eine ihr eigene sektionale Dampfleitung (4, 29) mit einem darin vorgesehenen Regelventil (35) an eine Dampfquelle (H) angeschlossen;

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:

• a) der Dampfblaskasten (48) ist derart verschiebbar gelagert, daß der Abstand zwischen dem Dampfblaskasten und dem Bahnlaufweg einstellbar ist;
• b) jedes der Regelventile (35) ist seitlich in einem Abstand vom Dampfblaskasten, z. B. seitlich außerhalb der Papiermaschine, angeordnet und mittels eines beweglichen Teils (29) der sektionalen Dampfleitung (4) mit dem Einströmende (4') eines am Dampfblaskasten befestigten Teils der sektionalen Dampfleitung (4) verbunden;
• c) die innerhalb des Dampfblaskastens (48) befindlichen Bereiche der sektionalen Dampfleitungen (4) sind derart angeordnet, daß der lichte Abstand (a) zwischen benachbarten Dampfleitungen (4), gesehen im Querschnitt durch den Dampfblaskasten (Fig. 2 oder 7), nur ein Bruchteil des lichten Abstandes (b) ist, der zwischen benachbarten und außerhalb des Dampfblaskastens befindlichen Einströmenden (4', Fig. 4 oder 5) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vorwärmen bzw. Aufheizen des Dampfblaskastens (48) Dampf ("Dampf II") unabhängig von dem die Materialbahn (P) beaufschlagenden Dampf ("Dampf I"), dem Dampfblaskasten zuführbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem der beiden Enden des Dampfblaskastens (48) eine Trägerplatte (28) vorgesehen ist, die sich in den Bereich außerhalb der Längserstreckung des Dampfblaskastens (z. B. in den Bereich seitlich außerhalb der Papiermaschine) erstreckt, und daß jedes der Einströmenden (4') des am Dampfblaskasten befestigten Teils der sektionalen Dampfleitung (4) an der Trägerplatte (28) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Gruppe von flexiblen Leitungen (29) mittels einer Versorgungsplatte (30) an die Trägerplatte (28) koppelbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Regelventile (35) mittels eines Schrittmotors (M) steuerbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) der einzelnen Zonenkammer (3) ungefähr gleich dem Durchmesser (D) der in sie mündenden Dampfleitung (4) ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Dampfblaskasten-Querschnittes ein Hohlraum (33) vorgesehen ist, in den quer zur Bahnlaufrichtung ein Träger einführbar ist, zum Zwecke des Ausbaus des Dampfblaskastens aus der Papiermaschine (Fig. 2).

8. Anwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche in einer wenigstens drei Preßwalzen (45-47) umfassenden Pressenpartie, wobei diese folgende Merkmale aufweist:

• a) die Papierbahn läuft mit einem Filz über die mittlere Preßwalze (z. B. Saugpreßwalze 46) in einen Preßspalt, gebildet durch die Saugpreßwalze und eine filzlose Preßwalze (sogenannte Zentralwalze 47);
• b) der Dampfblaskasten (48) bedampft die Papierbahn beim Lauf über die Saugpreßwalze (46) und ist relativ zu dieser verschiebbar, so daß der Abstand zur Saugpreßwalze einstellbar ist;
• c) an einem von der Bahn freien Umfangsteil der filzlosen Preßwalze ist ein Schaber (50) vorgesehen.

9. Anwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der filzlosen Preßwalze (47) hintereinander zwei Schaber (50) vorgesehen sind.

10. Anwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn vor dem genannten Preßspalt zusammen mit dem Filz und einem zweiten Filz durch einen Vorpreßspalt läuft, und daß der zweite Filz vom Vorpreßspalt zu einer Leitwalze (49) läuft.