DE60029002T2 - Vorrichtung zur Trocknung einer feuchten Papierbahn - Google Patents

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Dennis E. St. Marys Platt Jewitt
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/18Drying webs by hot air
    • D21F5/182Drying webs by hot air through perforated cylinders

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  • Paper (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Description

  • BEREICH DER ERFINDUNG
  • Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Papiermaschinen, insbesondere auf eine Vorrichtung zum Trocknen einer feuchten Papierbahn.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Allgemein wird in einer Papiermaschine eine feuchte Papierbahn in einem Formbildner auf einem Formungsgewebe gebildet und anschließend vom Formungsgewebe befördert oder von ihm auf ein Trockensieb überführt, von welchem die Bahn dann durch einen Trocknungsabschnitt befördert wird, worin die Bahn zumindest teilweise getrocknet wird. Das Entfernen des Wassers im Bereich des Trocknungsabschnitts kann durch das Verwenden eines oder mehrerer Durchströmlufttrockner, abhängig vom gewünschten Trocknungsgrad der Papierbahn, vollzogen werden. Durchströmlufttrocknung arbeitet üblicher Weise dergestalt, indem eine heiße Trocknungsluft durch die feuchte Bahn unter Verwendung eines wirksamen Differenzdrucks hindurchgeführt wird. Das Wasser wird somit aus der Bahn durch das Trocknungsmedium, hauptsächlich durch den Mechanismus der erzwungenen Konvektion, entfernt.
  • Ein rotierender Durchströmlufttrockner (TAD), ist allgemein die gebräuchlichste Ausführung für Durchströmlufttrockner, die in Maschinen zur Papierherstellung, wo Trocknen ohne Zusammenpressung gewünscht ist, verwendet werden. Ein rotierender TAD besteht üblicherweise aus einem rotierbaren Zylinder oder einer Trommel mit einer porösen Seite oder Außenfläche. Die poröse Außenfläche ist allgemein eine geschweißte Bienenwabenkonstruktion, welche der Ummantelung eine große offene Fläche gewährt, während sie dem Zylinder oder der Trommel hohe Strukturfestigkeit bietet. Ferner, da es der Papierbahn an Festigkeit mangelt, insbesondere wenn sie feucht ist, wird üblicherweise ein Unterstützungs- oder Traggewebe benötigt, um die Papierbahn um den TAD zu unterstützen. Das Gewebe ist dafür konfiguriert, die Papierbahn darauf zu befördern, während es sich üblicher Weise um einen Hauptabschnitt des Zylinderumfangs wickelt. Eine Anzahl von Stützelementen sind allgemein ebenfalls vorgesehen, sowohl an der stromaufwärtigen als auch an der stromabwärtigen Seite des Zylinders, um das Gewebe und die Bahn zu unterstützen und auf den Zylinder und vom Zylinder herunter zu führen.
  • Sobald das Gewebe und die Papierbahn um den Zylinder geschlungen sind, wird das Trocknungsmedium durch beide, das Gewebe und die Bahn, hindurchgeführt, um die Bahn zu trocknen. Bei einem rotierenden TAD kann die zum Trocknen der Bahn eingespeiste heiße Luft als Trocknungsmedium dergestalt ausgerichtet sein, um durch die Bahn und in das Innere des Zylinders zu strömen (eine Einwärts-Strömungs-Konfiguration) oder kann so ausgerichtet sein, um aus dem Inneren des Zylinders durch die Bahn nach außen (eine Auswärts-Strömungs-Konfiguration) zu strömen. Ferner kann das Trocknungsmedium durch die Außenfläche gezielt, doppelt in einer Querströmungs-Konfiguration eingeströmt werden, oder es kann zwischen einem oder beiden Enden oder Kopfteilen des Zylinders und der Außenfläche in einer Axialabsaugungs- oder einer Axialgebläse-Konfiguration befördert werden.
  • Damit die rotierenden TAD's erfolgreich im Trocknen der Papierbahn sind, muss das Trocknungsmedium durch die Bahn und das Traggewebe so wirkungsvoll wie möglich geströmt werden. Deshalb, damit der Differenzdruck am rotierenden TAD zum Einsatz gelangen kann, um das Trocknungsmedium durch die feuchte Papierbahn und das Gewebe zu drängen, ist der Zylinder geschlossen, um das Trocknungsmedium von einer Einspeisung zu einer Entlüftung zu „leiten". Ein Gehäuse für den Zylinder umfasst typischer Weise eine Haube, welche jenen Abschnitt des Zylinders umgibt, um welchen die Papierbahn und das Gewebe geschlungen sind. Die Haube kann, je nach Bedarf, als eine Einzelkomponente oder als Baugruppe ausgeführt werden, um die Bedienbarkeit zu erleichtern. In einigen Fällen ist ein getrennter ausgefüllter Raum dann noch zusätzlich notwendig, um die „Totzonen" der Außenfläche, um welchen das Gewebe und die Bahn nicht geschlungen sind, abzudecken. Allerdings, sind rotierende Durchströmluftrockner, aufgrund der Anforderung, das Gewebe und die Papierbahn in und aus dem Gehäuse, das aus Haube und in einigen Fällen auch aus einem Raum gebildet ist, zu führen, typischer Weise schwierig abzudichten. Eine ineffiziente Abdichtung des Gehäuses kann zu Leckagen führen, was zur Reduzierung der Trocknungsleistung des Trockners führt. Dementsprechend wurden etliche verschiedene Verfahren für das Abdichten eines rotierenden TADs erfunden.
  • Zum Beispiel offenbaren die Dokumente US-A-3 423 936 und GB-A-1191536 eine einwärts strömende rotierende TAD-Anordnung, worin Heißluft mittels einer den Zylinder abdeckenden Haube eingespeist wird und worin die Haube eine berührungsfreie Dichtung mit dem Trockensieb herstellt. Die Trocknungsluft strömt durch die Papierbahn, das (die) Trockensieb(e) und durch die Außenfläche des Zylinders in seinen Innenbereich. Die beiden genannten Dokumente offenbaren zwei Verfahren für das Entlüften des Zylinder-Innenbereichs. Wie in 2 des Dokuments ersichtlich wird die Luft in einer Querstrom-Lüftungsanordnung durch die Totzone des Zylinders abgeführt und in einem abgesaugten ausgefüllten Raum, der bei diesem Bereich angeordnet ist, gesammelt. Der ausgefüllte Raum ist dergestalt angeordnet, um Berührungsdichtungen mit dem porösen Zylinder an den führenden und nachfolgenden Enden der Totzone herzustellen. Das Problem beim Versuch, eine Dichtung mit dem porösen Zylinder herzustellen, ist, dass eine entsprechende Abdichtung aufgrund der ausgedehnten offenen Flächen an der Zylinderaußenfläche schwer zu bewirken ist und dementsprechend diese Ausführungsform zu Leckagen neigen kann. Ferner kann die Dichtung am nachfolgenden Ende des ausgefüllten Raumes, in Anbetracht der Drehung des Zylinders, die Neigung haben, sich in den Zylinder einzugraben und Beschädigungen an dem ausgefüllten Raum und/oder dem Zylinder zu verursachen.
  • Zusätzlich offenbaren die 6 und 7 der zwei oben genannten Dokumente eine alternative Anordnung für einen rotierenden TAD mit axialer Entlüftung durch einen der Zylinderköpfe. Allerdings muss die Totzone immer noch abgedichtet werden, um einer Leckage des Trocknungsmediums hierdurch vorzubeugen. Demzufolge wird eine feste äußere Abschirmung über die Totzone, mit einem geringen Abstand zu den Enden der Abschirmung, zwischen ihr und der äußeren Oberfläche des rotierenden Zylinders angeordnet. Der Nachteil dieser Konfiguration ist, dass eine berührungsfreie Dichtung mit der Außenfläche des TADs zu Leckagen neigt.
  • In einem anderen Beispiel offenbart Dokument US-A-3 303 576 eine auswärts strömende rotierende TAD-Anordnung mit einer Querstromkonfiguration unter Verwendung von Luft als Trocknungsmedium. Durch einen ausgefüllten Raum, welcher den porösen Zylinder abdeckt, wird erhitzte Luft durch die Außenfläche und in das Innere des Zylinders geströmt. Die Luft strömt dann, durch die Außenfläche nach außen, durch die Papierbahn und durch das (die) Trocknungssieb(e) in eine Abzugshaube zurück, um die Luft aus dem TAD abzuführen. Entsprechend diesem Dokument bildet der ausgefüllte Raum der die Versorgung gewährleistet eine berührungsfreie Abdichtung an den Zwischenflächen zwischen der Außenfläche und dem Gewebe, an der üblichen Stelle für das Leitrad, während die Haube berührende Nachfolgedichtungen mit den entsprechenden Leiträdern bildet.
  • Wie auch immer ist die rotierende TAD Konfiguration, wie in Dokument US-A-3 303 576 offenbart, auf eine Auswärtsströmungs-Konfiguration beschränkt. Eine Auswärtsströmungs-Konfiguration in einem rotierenden TAD ist in dem Sinne nachteilig, dass besondere Maßnahmen ergriffen werden müssen, um zu verhindern, dass die Papierbahn von der Zylinderoberfläche beschädigt wird und dadurch, dass der maximal anwendbare Differenzdruck (und somit die Luftströmung pro Flächeneinheit) auf die maximal zulässige Gewebespannung, geteilt durch den Zylinderdurchmesser, beschränkt ist. Dieser Zusammenhang begrenzt die wirtschaftliche Größe von Auswärtsströmungs-TAD-Zylindern, da die Vergrößerung der Zylinder sich in einer Minderung des zulässigen Differenzdrucks und somit auch des Luftstroms pro Flächeneinheit niederschlägt.
  • Eine Vorrichtung zum Trocknen einer feuchten Papierbahn welche die Merkmale wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zusammengefasst sind, aufweist, ist aus dem Dokument US-A-4 247 990 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung zeigt ein Einwärtsströmungs-Rotations-TAD, welches Luft oder Dampf als Trocknungsmedium verwendet. Es sind sowohl Querströmungs- als auch Axialströmungs-Konfigurationen offenbart. Die Vorrichtung entsprechend diesem Dokument zeigt eine Einlassvorrichtung, einschließlich einem Paar rotierender Dichtungswalzen, zwischen welchen die zu trocknende Bahn so durchläuft, als würde sie von den Walzen in ein im Wesentlichen abgeschlossenes Gehäuse, welches den drehbaren Zylinder enthält, befördert werden. Eine Auslassvorrichtung umfasst ein Paar Dichtungswalzen und dient dazu, die behandelte Bahn aus dem abgedichteten Gehäuse flüssigkeitsdicht heraus zu transportieren. Die eine Walze der Einlassvorrichtung stellt das erste Stützelement für die Zuführung der Bahn auf die Zylinderaußenfläche dar und die eine Walze der Ausgangsvorrichtung stellt das zweite Stützelement für die Abführung der Bahn von der Zylinderaußenfläche dar. Der ausgefüllte Raum hat einen ersten Abdichtmechanismus am Eingangsende der Vorrichtung, wobei dieser erste Abdichtmechanismus eine Dichtung am ersten Stützelement bildet, wobei die Dichtung durch einen Dichtungsstreifen gebildet wird, welcher die andere Walze der Eingangsvorrichtung mit einbezieht. Der ausgefüllte Raum hat einen zweiten Abdichtmechanismus am Ausgangsende der Vorrichtung, wobei der zweite Abdichtmechanismus eine Dichtung am zweiten Stützelement bildet, wobei die Dichtung durch einen Dichtungsstreifen gebildet wird, welcher die andere Walze der Ausgangsvorrichtung mit einbezieht. Das Durchführen der Bahn zwischen einem Paar von Dichtungswalzen kann die Folge haben, dass die Papierbahn zusammengedrückt und das entstehende Papierblatt verdichtet wird. Da, wo die Papiermaschine eingesetzt wird, um Tissuepapier oder Hygieneprodukte herzustellen, ist das Verdichten der Papierbahn unerwünscht, da dadurch die Saugfähigkeit und Weichheit verringert werden, und sich die Steifigkeit erhöht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für das Trocknen einer feuchten Papierbahn zur Verfügung zu stellen, wobei das Gehäuse, welches mindestens einen Zylinder beinhaltet, wirksam und effizient abgedichtet ist.
  • Diese Aufgabe der Erfindung wird von der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen einzelnen Durchströmlufttrockner, der einen einzigen Zylinder hat, auf, wobei das erste und zweite Stützelement an die Zylinderaußenfläche angrenzend angeordnet sind. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung ein Paar Durchströmlufttrockner, jeder mit einem eigenen Zylinder ausgestattet, auf, wobei das erste Stützelement angrenzend an die Außenfläche des stromaufwärts liegenden Zylinder angeordnet ist und das zweite Stützelement angrenzend an die Außenfläche des stromabwärts liegenden Zylinders angeordnet ist.
  • Der oder die Durchströmlufttrockner können dergestalt konfiguriert werden, um eine Einwärtsströmung des Trocknungsmediums, z. B. von Trocknungsluft, zu gewährleisten, wobei das Trocknungsmedium von außerhalb des Zylinders durch die Papierbahn, das Gewebe und die Außenfläche in das Innere des Zylinders geströmt wird. Bei einer Einwärtsströmungs-Konfiguration wird ein einzelnes Trockensieb verwendet, so dass die Papierbahn auf der äußeren Fläche gestützt wird und das Gewebe zwischen der Papierbahn und der Außenfläche liegt, während es über den Durchströmlufttrockner befördert wird. Alternativ kann der Durchströmtrockner in einer Auswärtsströmungs-Anordnung konfiguriert werden, wobei das Trocknungsmedium aus dem Innenbereich des Zylinders durch die Außenfläche, das Trockensieb und die Papierbahn in den Außenbereich des Zylinders strömt. Vorzugsweise wird bei einer Auswärtsströmungs-Konfiguration die Papierbahn zwischen zwei Trocknungssieben um den Zylinder des Durchströmlufttrockners befördert.
  • Die Gewebestützelemente, die dafür verwendet werden, um das Gewebe und die Bahn auf den und vom Zylinder zu führen, können unterschiedliche Formen annehmen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das erste Gewebestützelement einen Vakuumkasten innerhalb der Siebschleife aufweisen. Der ausgefüllte Raum steht dann mit dem Vakuumkasten mittels einer Dichtung in Verbindung, z. B. einer flexiblen Membrane, einem weichen Dichtungsflansch oder ähnlichem, die in der Lage ist, oszillierenden Bewegungen zwischen dem Vakuumkasten und dem ausgefülltem Raum zu widerstehen. Die Dichtung ist vorzugsweise ebenfalls so gestaltet, um das Ausrichten der Position des Vakuumkastens in Bezug auf das Gewebe zu ermöglichen. In einer alternativen Ausführungsform umfasst mindestens eines der Gewebestützelemente eine drehbare Walze, wobei die Papierbahn dann um einen Abschnitt des Umfangs geschlungen wird, so dass sich ein Trockensieb auf der äußeren Seite der Papierbahn ausgehend von der Walze befindet. Wenn ein Gewebestützelement eine drehbare Walze, ausgestattet mit einem Trockensieb und der Papierbahn, die darum geschlungen sind, umfasst, stellt der ausgefüllte Raum eine Dichtung mit der Walze bereit, ohne die Papierbahn zu verdichten. Vorzugsweise wird die Dichtung an der Walze mittels einer Schaberhalterungsanordnung bereitgestellt, die einen Schleppschaber aufweist und am ausgefüllten Raum so befestigt ist, dass der Schleppschaber mit dem Trockensieb zusammenwirkt, welches sich an der Außenseite der Papierbahn ausgehend von der Walze befindet. Demzufolge dichtet der ausgefüllte Raum die Totzone des Zylinders ab, um welchen das Gewebe und die Bahn nicht geschlungen werden. In einem Durchströmlufttrockner in einer Querström-Konfiguration kann der ausgefüllte Raum entweder die Ansaugleitung oder die Ansaugleitung für das Trocknungsmedium umfassen, wobei die Haube entweder für das Absaugen des oder das Versorgen mit dem Trocknungsmedium, je nach Fall, entsprechend eingesetzt wird. Alternativ wird bei einer Axialströmungs-Konfiguration das Trocknungsmedium zwischen das Innere der Haube und mindestens einen End- oder Kopfteil des Zylinders über den Innenbereich des Zylinders geströmt, in welchem der ausgefüllte Raum, welcher die Totzone des Zylinders abdeckt, eine Abschirmung umfasst, welche verhindert, dass das Trocknungsmedium über die Totzone entweicht.
  • In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in welchen das erste und zweite Gewebestützelement nahe beieinander liegen, kann die Totzone mittels eines Abdichtmechanismus abgedichtet werden, welcher die Gewebestützelemente mit einer Schaberhalterungs-/Schleppschaberanordnung abdichtend, zusammen wirken lässt, die mit dem Gewebe, das sich an der Außenseite der Gewebestützelemente befindet zusammen wirkt. Da das Absaugen des Trocknungsmediums durch die Totzone in einer Ausführungsform mit nahe beieinander liegenden ersten und zweiten Gewebestützelementen begrenzt ist, sind solche Ausführungsformen vorzugsweise für die axiale Strömung des Trocknungsmediums konfiguriert.
  • Folglich bieten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung rotierende Durchströmlufttrocknungsvorrichtungen für eine Papiermaschine, welche fähig sind, sowohl in einer Quer- und als auch in einer Axialströmungs-Anwendung konfiguriert zu werden, und welche fähig sind, sowohl Einwärts- als auch Auswärtsströmungsabläufe handzuhaben, während sie wirksam abgedichtet sind. Ein wirksam abgedichtetes TAD erhöht die Wirtschaftlichkeit des Energieverbrauchs der Vorrichtung, dadurch, dass Leckagen vermindert werden, auf Grund der reduzierten Leckage kleinere Gebläse verwendet werden können, und ermöglicht, dass höhere Differenzdrücke (und folglich eine größere Luftströmung pro Flächeneinheit) erzielt werden. Diese Vorteile gestatten es, die Abmaße der Vorrichtung zu verkleinern, was sich in einer Minderung der Anlagekosten niederschlägt. Die verbesserte Vorrichtung bietet ein wirksames Abdichtsystem, ohne das unerwünschte Verdichten der Papierbahn und ohne das Risiko, dass sich die Dichtung in den porösen Zylinder gräbt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Einige der Vorteile der vorliegenden Erfindung wurden bereits aufgeführt, andere werden im Lauf der Beschreibung deutlich werden, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren betrachtet werden, in welchen:
  • 1 eine schematische Darstellung ist, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche zwei angrenzende Durchströmlufttrockner aufweist, welche sich eine gemeinsame Haube teilen und in einer Einwärts-Querströmungs-Anordnung konfiguriert sind.
  • 2 eine schematische Darstellung ist, welche eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die zwei angrenzende Durchströmlufttrockner aufweist, die sich eine gemeinsame Haube teilen und in einer Einwärts-Querströmungs-Anordnung konfiguriert sind, wobei der ausgefüllte Abzugsraum dergestalt geteilt ist, um zwei individuelle Durchströmlufttrockner zu bedienen.
  • 3 eine schematische Darstellung ist, welche eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche zwei angrenzende Durchströmlufttrockner aufweist, die sich eine gemeinsame Haube teilen und welche in einer Einwärts-Querströmungs-Anordnung konfiguriert sind, wobei ein gemeinsamer Abzugsraum beide Durchströmlufttrockner bedient.
  • 4 eine schematische Darstellung ist, welche eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche mit einem einzelnen Durchströmlufttrockner ausgestattet ist, der in eine Einwärts-Axialströmungs-Anordnung konfiguriert ist, wobei die Totzone von einer Abschirmung abgedichtet ist, die einen Abdichtmechanismus an jedem der Enden aufweist.
  • 5 eine schematische Darstellung ist, welche eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, welche mit einem einzelnen Durchströmlufttrockner ausgestattet ist, der in einer Einwärts-Axialströmungs-Anordnung konfiguriert ist, wobei die Totzone von einem Abdichtmechanismus abgedichtet ist, der mit den entgegengesetzten Gewebestützelementen zusammenwirkt und die umwickelte Fläche des Durchströmlufttrockners vergrößert.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend umfangreicher mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt werden. Diese Erfindung kann jedoch in vielen unterschiedlichen Ausführungsformen verkörpert werden und ihre Auslegung sollte nicht auf die hierin aufgeführten Ausführungsformen eingeschränkt werden, vielmehr werden diese Ausführungsformen vorgestellt, damit dem Anspruch auf Gründlichkeit und Vollständigkeit entsprochen wird und der Anwendungsbereich der Erfindung in vollem Umfang Fachleuten offenbart werden kann. Gleiche Zahlen stehen durchwegs für gleiche Elemente.
  • 1 offenbart eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Trocknen einer feuchten Papierbahn W, insbesondere eine rotierende Durchströmlufttrocknungsvorrichtung, bezeichnet allgemein mit dem Bezugszeichen 10, welche die Merkmale der vorliegenden Erfindung aufweist. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Paar Durchströmungslufttrockner (TAD), ausgestattet mit je einem drehbaren Zylinder 20, mindestens einem endlosen Trocknungssieb 30, welches um einen Abschnitt des Umfangs von jedem der Zylinder 20 geschlungen ist, eine Vielzahl von Gewebestützelementen 40, die an jeden der Zylinder 20 angrenzen, eine Haube 50, die den Abschnitt von jedem der Zylinder 20 abdeckt, um den das Gewebe 30 geschlungen wird, und einen ausgefüllten Raum 60, um den Abschnitt der Zylinders 20 abzudecken, um welchen das Gewebe 30 nicht geschlungen ist.
  • Der drehbare Zylinder 20 umfasst allgemein eine poröse zylindrische Außenfläche 22 und definiert zwei entgegengesetzte Enden oder Köpfe (nicht dargestellt) an jedem der entsprechenden Enden. Die Außenfläche 22 ist üblicher Weise eine geschweißte Bienenwabenstruktur, welche eine hohe Strukturfestigkeit bietet, wobei sie einen großen Umfang an durchgehenden offenen Flächen besitzt. Das einzelne Trocknungssieb 30 ist ein Endlosband von poröser Struktur, welches eine Schleife bildet, innerhalb derer jeder der Zylinder 20 angeordnet ist. Das Gewebe 30 ist dergestalt gestaltet, um die feuchte Papierbahn W um den Zylinder 20 des Durchströmlufttrockners mit Hilfe der Gewebestützelemente 40 zu befördern. Die Vielzahl der Gewebestützelemente 40 kann zum Beispiel eine Vakuumbox, eine drehbare Walze oder Ähnliches umfassen. Ein erstes Gewebestützelement 46 ist dem stromaufwärtigen Zylinder 20 zugeordnet und dient dazu, das Gewebe 30 und die Bahn W auf den Zylinder 20 zu führen, und ein zweites Gewebestützelement 48 ist dem stromabwärtigen Zylinder 20 zugeordnet und dient dazu, das Gewebe 20 und die Bahn W vom Zylinder 20 zu führen. Dort, wo die Vorrichtung 10 zwei oder mehrere Durchströmungslufttrockner umfasst, kann eine einzelne drehbare Walze 49 für Beides betrieben werden, um das Trockensieb 30 und die Bahn W vom stromaufwärtigen Zylinder 20 abzuführen und das Trockensieb 30 und die Bahn W auf den stromabwärtigen Zylinder 20 aufzuführen. Die Gewebestützelemente 40 sind üblicher Weise angrenzend oder zusammen wirkend an jeden der Zylinder 20 angeordnet, so dass das Trockensieb 30 um den größten Abschnitt des Umfangs des Zylinders 20 geschlungen wird.
  • Ein Durchströmlufttrockner kann gemäß der gewünschten Leistungscharakteristika konfiguriert werden. Zum Beispiel kann der Durchströmlufttrockner in einer Einwärtsströmungs-Anordnung konfiguriert werden, wobei das Trocknungsmedium aus dem Außenbereich des Zylinders 20 durch die Papierbahn W, durch das Trockensieb 30 und die Außenfläche 22 hindurch in den Innenbereich des Zylinders 20 strömt. Alternativ kann der Durchströmlufttrockner in eine Auswärtsströmungs-Anordnung konfiguriert werden, wobei das Trocknungsmedium aus dem Innenbereich des Zylinders 20, durch die Außenfläche 22, durch das Trockensieb 30 und durch die Papierbahn W hindurch in den Außenbereich des Zylinders 20 strömt. Ferner kann der Durchströmlufttrockner in einer Axialströmungs-Konfiguration angeordnet werden, wobei das Trocknungsmedium zwischen dem Außenbereich des Zylinders 20 und mindestens einem der Enden oder Köpfen von dem Zylinder 20, über die Außenfläche 22 und dem Innenbereich des Zylinders 20 strömt. Alternativ kann der Durchströmlufttrockner in einer Querströmungs-Anordnung konfiguriert werden, wobei das Trocknungsmedium beidseitig sowohl in als auch aus den Innenbereich des Zylinders 20 durch die Außenfläche 22 strömt. Zum Beispiel wird das Trocknungsmedium in einer Einwärtsströmungs-Konfiguration, wie in 1 gezeigt, aus dem Außenbereich des Zylinders 20 durch die Papierbahn W, das Trockensieb 30 und die Außenfläche 22 in den Innenbereich von Zylinder 20 geströmt, bevor es durch die Außenfläche 22 in der Totzone abgesaugt wird.
  • Auf diese Weise konfiguriert, benötigt der Durchströmlufttrockner Vorkehrungen, um das Trocknungsmedium durch die Papierbahn W zu strömen, damit die gewünschte Trocknungsfunktion erfüllt werden kann, und um dann das Trocknungsmedium wieder abzuführen. Üblicher Weise wird eine Haube 50 vorgesehen, um den Abschnitt von Zylinder 20 abzudecken, um welchen das Trockensieb 30 und die Bahn W geschlungen sind. Vorzugsweise deckt die Haube 50 den Zylinder 20 ab und erstreckt sich von dem ersten Gewebestützelement 46 am stromaufwärtigen Ende der Vorrichtung 10 bis zum zweiten Gewebestützelement 48 am stromabwärtigen Ende. Dort wo die Vorrichtung 10 mehr als einen Durchströmlufttrockner umfasst, kann jeder der Zylinder 20 mit einer eigenen Haube versehen werden oder eine gemeinsame Haube kann zwei oder mehrere Zylinder abdecken. Weiterhin kann die gemeinsame Haube, da wo eine gemeinsame Haube dafür verwendet wird, um eine Vielzahl von Zylindern 20 abzudecken, innere Abschnitte beinhalten, um den Strom und die Verteilung des Trocknungsmediums zu steuern. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wirkt die Haube 50 mit dem ersten und zweiten Gewebestützelement 46 und 48 zusammen, um ein wirksames Leiten des Trockenmediums durch das Trockensieb 30 und die Bahn W zwischen den Gewebestützelementen 46 und 48 zu gewährleisten. Zum Beispiel sollte die Haube 50, da wo das erste Gewebestützelement 46 eine Vakuumbox innerhalb der Gewebeschleife 30 angrenzend an das stromaufwärtige Endteil des Durchströmlufttrockners 10 umfasst, sich derart erstrecken, um die Vakuumbox auf der von der Papierbahn 30 abgekehrten Seite an der äußeren Seite der Schleife abzudecken oder mindestens teilweise daran zu stoßen. Der Vakuumkasten berührt das Trockensieb 30 vorzugsweise an der inneren Seite der Schleife mittels eines keramischen oder eines Streifens aus einem anderen geeigneten Material. In einem weiteren Beispiel, in welchem die Haube 50 mit dem zweiten Gewebestützelement 48 zusammenwirkt, die sich am stromabwärtigen Ende der Durchströmluftrocknung 10 befindet, kann sich die Haube 50 derart erstrecken, um eine Schleppkontakt-Dichtung mit dem zweiten Gewebestützelement 48 zu bilden. Abhängig von der verwendeten Konfiguration kann die Haube 50 bedienbar angeordnet werden, um das Trocknungsmedium in den Durchströmtrockner 10 einzuspeisen oder um das Trocknungsmedium daraus zu entfernen. Dementsprechend ist sie in den Fällen, in denen die Haube 50 das Trocknungsmedium zuführt, so konfiguriert, dass das Trocknungsmedium durch die Papierbahn und das Trockensieb 30 um die Zylinder 20 gezielt geströmt wird, und hoch zu, wobei eventuell umfassend, dem ersten und dem zweiten Gewebestützelement 46 und 48. In diesem Beispiel kann es sein, dass die Haube 50 nicht wechselwirksam mit dem ersten und zweiten Gewebestützelement 46 und 48 abdichtet, da der Fluss des Trocknungsmediums durch die Bahn und das Gewebe gerichtet ist.
  • Wie ferner in 1 gezeigt, wird der ausgefüllte Raum 60 verwendet, um die Totzone abzudichten und um das eigentliche Gehäuse des Durchströmlufttrockners zu vervollständigen. Abhängig von der Konfiguration des Durchströmlufttrockners kann der ausgefüllte Raum 60 verwendet werden, um das Trocknungsmedium abzuführen (in einer Einwärts-Querströmungs-Anordnung), um das Trocknungsmedium dem Durchströmlufttrockner zuzuführen (in einer Auswärts-Querströmungs-Anordnung) oder als Abschirmung (entweder in einer Einwärts- oder in einer Auswärts-Axialströmungs-Anordnung). Um den Durchströmlufttrockner 10 wirksam abzudichten, bildet der ausgefüllte Raum 60 Abdichtungen sowohl mit dem ersten, als auch mit dem zweiten Gewebestützelement 46 und 48 über einen Abdichtmechanismus. In den Fällen, in denen zum Beispiel das erste Gewebestützelement 46 einen Vakuumkasten umfasst, ist der ausgefüllte Raum 60 mit diesem durch einen Abdichtmechanismus verbunden, der eine Dichtung 62 beinhaltet, die fähig ist, oszillierenden Bewegungen, wie solchen, die von der wärmebedingten Ausdehnung und Kontraktion hervorgerufen werden, zu widerstehen. Zum Beispiel kann die Dichtung 62 eine flexible Membrane, eine weiche Dichtung oder Ähnliches sein. Die Dichtung 62 ist ferner dergestalt konfiguriert, um eine Positionsausrichtung des ersten Gewebestützelementes 46 in Bezug auf das Trockensieb 30 zu ermöglichen. Der ausgefüllte Raum 60 ist mit dem stromabwärtigen zweiten Gewebestützelement 48 durch das Verwenden eines Abdichtmechanismus verbunden, welcher eine Schleppkontaktdichtungs-Anordnung 64 beinhaltet. Eine Schleppkontaktdichtungs-Anordnung kann zum Beispiel aus einer Schaberhalterungsanordnung, die mit einem Schleppschaber versehen ist, bestehen, welche am Raum 60 angebracht ist. Da das zweite Gewebestützelement 48 typischer Weise das Trockensieb 30 und die Bahn W um den Bereich geschlungen hat, der an die Totzone grenzt, ist für eine Dichtungsanordnung für das zweite Gewebestützelement 48 erforderlich, dass die Papierbahn W und das Trockensieb 30 in der Dichtungsanordnung eine Rolle spielen. Auf Grund der Empfindlichkeit der Papierbahn W erfordert ein berührendes Abdichten auf dem ausgefüllten Raum 60 und dem zweiten Gewebestützelement 48, dass das Abdichtungselement an dem ausgefüllten Raum 60 das Trockensieb 30, welches sich an der äußeren Seite der Papierbahn W, befindet, ab dem zweiten Gewebestützelement 48 mit einbezieht. Somit wirkt der Schleppschaber der Schaberhalterungsanordnung auf das Trockensieb 30 ein, um eine Dichtung zwischen dem ausgefüllten Raum 60 und dem zweiten Gewebestützelement 48 herzustellen. In den Fällen, in denen das Trocknungsmedium durch den Zylinder 20 in einer Axialströmungs-Anordnung abgeführt wird oder durch den ausgefüllten Raum 60 im Falle einer Querströmungs-Anordnung, kann der Unterdruck, welcher vom Abzugssog geschaffen wird, den Dichtungseffekt zwischen die Schleppkontaktdichtungs-Anordnung 64 und dem zweiten Gewebestützelement 48 erhöhen. Vorzugsweise besteht der Schleppschaber aus einem trockenen, schmierenden und verschleißfesten nicht-metallischen Material, um das Abreiben oder die Abnutzung des Trockensiebs 30 zu verhindern. Am vorteilhaftesten besteht der Schleppschaber aus Polytetrafluorethylen (Teflon). Ferner, obwohl der ausgefüllte Raum 60 an beiden, dem ersten und dem zweiten Gewebestützelement 46 und 48, abgedichtet ist, können zusätzliche Dichtungen an anderen Walzen gebildet werden, wie zum Beispiel mit der Walze 49, die zwischen die Zylinder 20 eingebaut wird, die ebenfalls eine Schleppkontaktdichtungs-Anordnung 64 verwenden, wie mit der gestrichelter Linie in 1 gezeigt, um eine Isolierung zwischen nebeneinander liegenden Durchströmlufttrocknern herzustellen.
  • 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Durchströmlufttrockner 110 mit zwei drehbaren Walzen 149 ausgestattet ist, die zwischen den Zylindern 120 des Durchströmlufttrockners angeordnet sind. Die stromaufwärtige Walze 149 leitet das Trockensieb 30 und die Bahn W vom stromaufwärtigen Zylinder 120 zur stromabwärtigen drehbaren Walze 149. Die stromabwärtige drehbare Walze 149 leitet dann das Trockensieb 30 und die Bahn W auf den stromabwärtigen Zylinder 120. Ferner ist der ausgefüllte Raum 160 so gestaltet, um ein Paar Schleppkontaktdichtungs-Anordnungen 164 zu beinhalten, wobei jeder individuell eine der Walzen 149 mit einbezieht. Da der ausgefüllte Raum 160 dergestalt konfiguriert ist, um das Trocknungsmedium abzuführen, unterteilt die Schleppkontaktdichtungs-Anordnung 164 den ausgefüllten Raum 160 so, dass das Trocknungsmedium individuell von jedem der Zylinder 120 abgeführt wird. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform zu der in 2 abgebildeten Ausführungsform, wobei der ausgefüllte Raum 260 so gestaltet ist, um als gemeinsame Abführungsmöglichkeit für das Trocknungsmedium aus beiden Zylindern 120 zu dienen.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie in den 13 gezeigt, zeigen Querströmungs-Konfigurationen, wobei die Haube die Zufuhr des Trocknungsmediums umfasst und der ausgefüllte Raum die Funktion hat, das Trocknungsmedium aus den Durchströmlufttrocknern abzuführen. Diese Konfigurationen können alternativ in einer Auswärtsströmungs-Konfiguration arbeiten, wobei der ausgefüllte Raum das Trocknungsmedium einspeist, welches dann mittels der Haube abgeführt wird. Für Auswärtsströmungs-Konfigurationen wird eine Papierbahn bevorzugt über die Durchströmluftrockner transportiert, während sie zwischen zwei Trockensieben aufgenommen ist. Ferner, wie zusätzlich in 4 gezeigt, in welcher der Durchströmlufttrockner 310 in einer Axialströmungs-Anordnung ausgeführt ist (wobei das Trocknungsmedium durch die Enden oder Köpfe von Zylinder 320 entweder eingespeist oder abgeführt wird), umfasst der ausgefüllte Raum 360 eine Abschirmung, welche das erste und zweite Gewebestützelement 346 und 348 mittels eines Abdichtmechanismus abdichtet, welcher eine Schleppkontaktdichtungs-Anordnung 364 beinhaltet. Ferner zeigt 5 eine alternative Ausführungsform für die in 4 abgebildete Ausführungsform, in welcher der Durchströmlufttrockner 410 in einer Axialströmungs-Anordnung ausgeführt ist und die ersten und zweiten Gewebestützelemente 446 und 448 angrenzend an den Zylinder 420 angeordnet sind und nahe nebeneinander angeordnet sind. Dadurch, dass das erste und zweite Gewebestützelement 446 und 448 sich in unmittelbarer Nähe von einander befinden, wird die Umschlingungsfläche (jene Fläche des Zylinders 420, welche von der Bahn W und dem Trockensieb 30 zu jedem beliebigen Zeitpunkt abgedeckt wird) erhöht, mit dem Ergebnis eines verbesserten Trocknens der Bahn W. Ferner ermöglicht der geringe Abstand dem Zylinder 420, im Wesentlichen von einem Abdichtmechanismus 464 eingeschlossen zu werden und das um das erste und zweite Gewebestützelement 446 und 448 geschlungene Trockensieb 30 abdichtend mit einzubeziehen. Der Abdichtmechanismus 464 kann zum Beispiel eine Schaberhalterungsanordnung beinhalten, welche mit einem Paar Schaber ausgestattet ist, welche das Trockensieb 30 einzeln, über jedem der Gewebestützelemente 446 und 448, angreifen, oder einem Paar Schaberhalterungsanordnungen, wobei jede davon mit einem einzelnen Schaber ausgestattet ist, und welche getrennt die gleiche Aufgabe erfüllen.
  • Somit bietet die vorliegende Erfindung verbesserte Dichtungssysteme für Durchströmlufttrockner. Eine verbesserte Abdichtung vermindert die Leckage des Trocknungsmediums aus dem System und vermindert ebenfalls das Einströmen von Kaltluft, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Energieverbrauchs der Vorrichtung verbessert wird. Des weiteren können durch die effizientere Abdichtung des Systems und die Minimierung oder Verminderung der Leckagen kleinere Ventilatoren verwendet werden, um das Trocknungsmedium einzuspeisen und abzuführen, was eine Kostenersparnis im Energieverbrauch und an der Ausrüstung zur Folge hat. Zusätzlich gestatten die verbesserten Dichtungen die Anwendung eines höheren Differenzdrucks über die Außenfläche, was sich in einem größeren Luftstrom pro Flächeneinheit umsetzt. Ein größerer Luftstrom pro Flächeneinheit trocknet die Bahn effizienter, und somit kann die gesamte Vorrichtung in ihren Abmessungen verkleinert werden, mit dem Folgeergebnis, Anlagekosten einzusparen.
  • Einem Fachmann werden eine Vielzahl von möglichen Abänderungen und anderen Ausführungsformen der Erfindung in den Sinn kommen, für welche die Erfindung sich den Verdienst der Lehre vorbehält, wie in der vorangehenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen vorgestellt. Daraus ergibt sich, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen, die offenbart wurden, eingeschränkt ist, und dass Abänderungen und andere Ausführungsformen, die im Anwendungsbereich der nachfolgenden Patentansprüche liegen, als mit inbegriffen zu verstehen sind. Obwohl vorliegend spezifische Ausdrücke verwendet wurden, ist ihre Bedeutung ausschließlich allgemeiner und beschreibender Natur und ohne jede einschränkende Absicht zu verstehen.

Claims (11)

  1. Eine Vorrichtung zum Trocknen einer feuchten Papierbahn (W) mit: wenigstens einem drehbaren Zylinder (20, 120, 320, 420) mit einer porösen zylindrischen Außenfläche (22, 122, 322), worauf die Bahn (W) transportiert wird und um einen Bereich des Umfanges der Außenfläche eines jeden Zylinders geschlungen wird; eine Vielzahl von Stützelementen (46, 48, 149, 346, 348, 446, 448) welche in der Art in Bezug auf jeden Zylinder angeordnet sind, dass die Bahn (W) auf und von jedem Zylinder geführt wird, die Stützelemente weisen ein erstes Stützelement (46, 346, 446) welches an einem stromaufwärtigen Ende der Vorrichtung zum Führen der Bahn (W) auf die Außenfläche eines ersten von wenigstens einem Zylinder angeordnet ist, und ein zweites Stützelement (48, 348, 448) welches an einem stromabwärtigen Ende der Vorrichtung zum Führen der Bahn (W) von der Außenfläche eines letzten des wenigstens einen Zylinders angeordnet ist, auf; eine Haube (50, 350, 450) welche mit wenigstens den ersten und den zweiten Stützelementen zusammen wirkt und wenigstens einen Bereich eines jeden Zylinders über welche die Bahn (W) geschlungen ist abdeckt, die Haube ist in der Art betreibbar, das trocknende Luft zwischen einer Innenseite der Haube und einer Innenseite von jedem Zylinder durch die Bahn (W) hindurch strömen kann; und ein ausgefüllter Raum (60, 160, 260, 360), welcher mit der Haube zusammenwirkt und dass wenigstens das erste und zweite Stützelement eine im Wesentlichen abgedichtete Einhausung bilden, in welchen wenigstens ein Zylinder aufgenommen ist, und der ausgefüllte Raum wenigstens einen Abdichtmechanismus zum Bilden einer Dichtung (62, 64, 364) an jedem des ersten und des zweiten Stützelementes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein kontinuierliches Trockensieb (30) zum Transport der Bahn (W) um den umschlungenen Bereich eines jeden Zylinders (20) und entlang der Vielzahl von Stützelementen (46, 48, 149, 346, 348, 446, 448) bereitgestellt wird, wobei die Bahn (W) auf der Oberfläche des Trockensiebes (30) abgestützt wird, und dass wenigstens eine der Dichtungen (64, 364), die durch den Abdichtmechanismus gebildet werden, in das Trockensieb (30), welches um das entsprechende Stützelement (48, 346, 348, 446, 448) geschlugen ist, abdichtend eingreift.
  2. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen einzelnen Durchströmlufttrockner aufweist, welcher einen einzelnen Zylinder (320, 420), die ersten Abstützelemente (346, 446) und die zweiten Abstützelemente (348, 448) aufweist, welche angrenzend zu der Außenfläche (322) des Zylinders angeordnet sind.
  3. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Paar von Durchströmlufttrocknern aufweist, wobei jeder einen Zylinder (20, 120), das erste Stützelement (46), welches angrenzend zu der Außenfläche (22, 122) des einen stromaufwärtigen Zylinders der Zylinder angeordnet ist und das zweite Stützelement (48), welches angrenzend zur Außenfläche (22, 122) des einen stromabwärtigen Zylinders der Zylinder angeordnet ist, aufweist.
  4. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stützelement (46) einen Vakuumkasten aufweist und der Abdichtmechanismus für den ausgefüllten Raum (60, 160, 260) mit dem ersten Stützelement zusammenwirkt und eine Dichtung (62) aufweist, welche einer gelegentlichen Bewegung standhält.
  5. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (62) wenigstens einen Teil einer flexiblem Membran und eine weiche Dichtung aufweist.
  6. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der ersten oder der zweiten Stützelemente eine drehbare Walze (48, 346, 348, 446, 448) aufweist, welche wenigstens ein Trockensieb (30) und die Bahn (W), welche um einen Bereich des Umfangen hiervon geschlungen ist, aufweist und wobei das wenigstens eine der Trockensiebe (30) außerhalb der Bahn (W) in Bezug auf die Walze angeordnet ist.
  7. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abdichtmechanismusn eine Halterunganordnung für einen Schaber mit einem Schleppschaber (64, 364) aufweist und angrenzend zu der Walze (48, 346, 348, 446, 448) in der Art angeordnet, dass der Schleppschaber in das Trockensieb (30) auf der Walze eingreift und hierdurch eine Dichtung bildet.
  8. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleppschaber (64, 364) Bestandteil einer trocknen Schmierung ist und verschleiß festes, nicht-metallisches Material aufweist.
  9. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleppschaber (64, 364) Polytetrafluorethylen aufweist.
  10. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, mit wenigstens zwei angrenzenden Durchströmlufttrocknern und mit wenigstens einer Zwischenwalze (49, 149), welche zwischen den angrenzenden Zylindern in einem Bereich des Umfanges, um welchen das wenigstens eine Sieb (30) und die Bahn (W) geschlungen sind, angeordnet ist, und der ausgefüllte Raum (60, 160) ferner eine Dichtung (64, 164) aufweist, welche abdichtend in das Trockensieb (30), welches um die Zwischenwalze geschlungen ist, eingreift.
  11. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Spitzelementen (46, 48, 149, 346, 348, 446, 448), eine Haube (50, 350, 450) und ein ausgefüllter Raum (60, 160, 260, 360) zusammen wirken, um eine im Wesentlichen abgedichtete Einhausung für wenigstens einen Zylinder (20, 120, 320, 420) mit wenigstens einem Trockensieb (30) und die Bahn (W), welche hierum geschlungen ist, aufweist.
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