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Verfahren zum Entwässern und Trocknen von Rohsföffbahnen oder -bogen,
wie Cellulose, Holzstoff o. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern
bzw. Entwässern und Trocknen von Rohstoffbahnen oder -bogen, wie Cellulose, Holzstoff
o. dgl-, und eine Einrichtung zu dessen Durchführung. Dabei ist unter Entwässern
das mechanische Herabsetzen des Feuchtigkeitsgehaltes in der Bahn, also z.B. durchPressen,
unterTrocknen einethermische Herabsetzung der Feuchtigkeit, also unter Anwendung
eines luftförrnigen Trocknungsmittels, zu verstehen.
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Es ist bekannt, Rohstoffbahnen, wie Zellstoff u. dgl., in-etwa 15
cm Abstand zu durchlochen, um damit behördlichen Zollbestimmungen nachzukommen,
die den Zweck haben, die-Bahn als Rohstoff zu kennzeichnen, damit sie nicht bereits
als Fertigerzeugnis benutzt wird, für das ein höherer Zollsatz vorgeschrieben ist
" . Eine solche Lochung hat also mit der Entwässerung oder Trocknung der
Bahn nichts zu tun.
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Man hat aber auch schon beim Trocknen von Zellstoffbahneh zur Beseitigung
des Nachteils, daß sich zwischen den benachbarten Trockenzylindern unterhalb der
Bahn Brüden bilden, zurVergleichmäßigung derTrocknung die Bahnen übet ihre ganze
Breite hin durch feineLöcher porös gemacht, damit dieBrüden bzw. Dämpfe durch diese
Löcher entweichen können. Wahrscheinlich treten dabei auch die Dämpfe, die sich
zwischen der Stoffbahn und der Trockenzylinderwandung bilden, durch diese Löcher
hindurch. Diese Maßnahme ist zwar geeignet, den Trocknungsvorgang zu vergleichmäßigen
und zu beschleunigen, aber zu einer vollkommenen, d. h. hochgradigen und
über- die ganze Bahn hin gleichmäßigen Trocknung ist sie nicht geeignet. Insbesondere
muß man bei diesem Verfahren, um auch die Feuchtigkeit in der innersten Zone der'Stoffbahndicke
zu erfassend für die Beheizung der Trockenzylinder zu hohe Hitzegrade anwenden,
weil die Feuchtigkeit allein durch thermische Trocknung vertrieben werden fnuß,
worunter erfahrungsgemäß die Faserstiuktur zu sehr leidet. Sie wird nämlich durch
die zu große-Hitze hornartig.. ihre Kapillare zu sehr verkleinert und verfestigt.
Daher verhält sie sich- beim Wiederauflösen zwecksWeiterverarbeitung zu Papier,
Kunstseide o. dgl. ungünstig* . Sie wird dadurch auch spröde und weniger
fest.
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Es ist endlich auch bekannt, Papierbahnen dadurth zu trocknen, daß
man die Bahn auf der einen-Seite mit einem Trockenmittel bebläst und sie auf der
anderen Seite unter Unterdruck setzt. Die Papierbahn liegt dabei in der Regel guf
einem Filzband und ist nicht etwa gelocht, weist also nur die Porosität auf, die
einer Papierbahn eigen ist. Infolgedessen ist eine fühlbare und gleichmäßige Tracknung
in dieser Weise wegen des. zu
hohenDurchgangswideistandes derStofibahii,
insbesondere bei Zellstoffbahnen, nicht mög-]ich, um so, weniger, wenn der Luftstrom
auch.
noch durch das Filzband hindurchgehen Die Erfindung hat demgegenüber
zwei wesentlichen Punkten übereinstimmende Verfahren zur Verbesserung der Befreiung
von Zellstoffbalinen von der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit zum Gegenstand.
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Das eine Verfahren besteht darin, (laß die entwässerte Stoffbahn mit
einer über ihre ganze Fläche hin sich erstreckenden, aus kleinen, eng an
' einanderliegenden Öffnungen bestehenden Lochung, insbesondere durch konische
Stechstifte, versehen und darauf c-inem warmen, luftförinigen, gegen die Bahn gerichtetenTrockenmittelstrotne
so ausgesetzt wird, daß das Trockenmittel mindestens zu einem wesentlichen Teile
durch diese Löcher hindurchgeführt wird und auf diese Weise die Feuchtigkeit gleichmäßig
erfaßt und abführt. Dieses Verfahren ist als ein Trockenverfahren deswegen anzusprechen,
weil die letzte Stufe thermisch arbeitet.
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Das andere Verfahren besteht darin, daß die entwässerte Stoffbahn
mit einer über ihre ganze Fläche hin sich erstreckenden, aus kleinen, eng aneinanderliegenden
Öffnungen bestehenden Lochung, insbesondere durch konische Stechstifte, versehen
und darauf erneut auf mechanischem Wege entwässert, d. h. durch Pressen geleitet
wird. Es hat sich gezeigt, daß sich auf diese Weise die niechanischeEntwässerung
wesentlich weitertreiben läßt. Dics scheint daher zu kommen, daß beim Pressen die
mittlere Zone der Bahndicke ihre Feuchtigkeit bisher nur an die beiden Oberflächenzonen
weiterleitete. Wenn man Zellstoffbahnen preßt, kann man beobachten, daß der äußerste
seitliche Rand der Bahn ganz trocken wurde. Dies - liegt sicher daran, daß
hier auch die mittlere Zone der Bahndicke ihren Feuchtigkeitsinhalt nach außen abgab.
Durch die dichte Lochung wird demnach die gleiche Bedingung für jede Stelle der
Bahn geschaffen, so daß nunmehr die Flüssigkeit an jedem Loch in dieses hineingedrängt
wird u . nd von dort abfließt. Auch wird der Flächendruck auf die zwischen
den Löchern liegenden Bahnteile erhöht und dadurch besser wirksam. Es ist klar,
daß man auf diese Weise die Stoffbahn in wesentlich höherem Maße rein mechanisch
entwässern kann und daß für die therrnische Nachtrocknung erheblich geringere Kosten
aufgewendet zu werden brauchen, so daß das Verfahren als wirtschaftlicher anzusprechen
ist. Es ist vorteilhaft, auch eine auf diese Weise stärker mechanisch entwässerte
Zellstoffbahn nun noch thermisch zu trocknen, indein raan sie entsprechend der Endstufe
des erstgenannten Verfahrens einem warmen, gegen sie gerichteten, luftförmigen Trockeninittelstrome
aussetzt, so daß das Trockenmittel mindestens zu einem wesentlichenTeile .,durch
die Löcher hindurchgeführt wird und ,die restliche Feuchtigkeit entfernt. Für beide
Verfahren gilt, daß die Entwässerung vor der Lochung so weit geführt wird, daß eine
wirksame Lochung entsteht, die Löcher sich also nicht wieder schließen und demgemäß
das Trockenmittel durchströmen bzw. bei erneuter Pressung die Flüssigkeit abfließen
lassen.
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tTni die Angriffsoberfläche für das luftförinige Trocknungsmittel
noch weiter zu vergrößern, wird die Lochung vorzugsweise schräg zur Bahnebene vorgenommen.
Dies hat auch den Vorteil, daß der durch die konisehen Stechnadeln verdrängte Stoff
nach oben und unten aus der Bahnfläche heraustritt. Dadurch wird die Bahn'noch schmiegsamer
und lockerer. als bei der Senkrechtlochung, bei der sich dieses Material zwischen
den benachbarten Löchern zusammenschieben bzw. verdichten kann. Es ist verständlich,
daß eine derartig dicht und gleichmäßig gelochte Bahn sich außerordentlich gleichförmig
und rasch trocknen läßt.
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Die Warrntrocknung kann dabei in zwei Stufen derart unterteilt werden,
daß die gelochte Stoffbahn, bevor sie dem Trockenmittelstroine ausgesetzt "vird,
durch Berührung mit erhitzten Flächen bis zur Dampfentwicklung erwärmt wird, worauf
dann diese Dämpfe von dem erwärmten Trockenmittelstrome aufgenommen und abgeführt
werden. Dieses Verfahren kann dann vorteilhaft wiederholungsweise angewendet werden.
Durch diese zunächst ungestörte Erwärmung der Bahn wird die trocknende Wirkung des
nachfolgenden Trockenmittelstromes -wirksam unterstüt - zt.
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Zur Durchfühtung des Verfahrens werden bekannte Mittel verwendet,
Entwässerungspressen, Stiftwalzen zum Lochen, Trockenzylinder, Loch.-%vandzylinder,Blasdüsen,Kanaltrockner,
vorzugsweise solche, die im Gegenstromverfahren arbeiten, u. dgl., die teilweise
zur besseren Eignung abgeändert werden. Die Erfindung besteht insoweit in den besonderen
Reihenfolgen der Mittel als Gesamtanordnung.
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Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung zur Durchführung des Trockenverfahrens
gekennzeichnet durch Preßwalzen zum Entwässern der Stoffbahn. durch eine nachgeschaltete
Lochvorrichtung für die Stoffbahn bestehend aus einem oberhalb der Stoffbahn befindlichen,
mit in dichten Reiheft über die gan±e Stoffbahnbreite hin angeordneten konisehen
Stechstiften versehenen Arbeitsglied,
z. B. einer Walze, und einem
unterliall) der Stoffbahn unter dein ersten Glied befindlichen Arbeitsglied, z.
B. einer Walze, die an ihrem t'Mfange durch Ausnehmungen, z. B. Nuten, so gestaltet
ist, daß die Stechstiftspitzen in diesen Umfang eindringen können, sowie end-Cch
durch eine weiterhin nachgeschaltete Vorrichtung zur Erzeugung eines luftförinigen
Trockenn)ittelstromes in Gestalt von Düsen, Siebzylindern o. dgl. Für (las Entwässerungsverfahren
wird statt der Vorrichtung zur E-rzeugung des luftförrnigen Trocknungsmittelstromes
hinter der Lochvorrichtung noch eine weitere oder auch mehrere Preßvorrichtungen
angeordnet, auch kann die Lochvorrichtung selbst gleich als Presse ausgebildet werden,
Soweit die Bahn nicht allein mit einem Warmluftstrom behandelt werden soll, kann
sie auch zuerst in an sich bekannter Weise über eine Reihe gegeneinander in der
Höhe versetzter Trockenzylinder geleitet werden, die zwischen der Lochvorrichtung
und der Blasvorrichtung liegen. Die Bahn wird dann zunächst außerordentlich gleichmäßig
über ihre ganze -Breite hin angewärmt (wodurch der Feuchtigkeitsgehalt teilweise
in Dampf übergeführt wird) und an der nachfolgenden Lufttrocknungsstelle von den
Dämpfen befreit. Für die gute Verteilung des Trockenmittelstrornes eignen sich auch
besonders Siebzylinder, die an ihrem Umfange dicht gelocht sind. Es ist vorteilhaft,
Trocken-und - Siebzylinder mehrfach abwechselnd hintereinander anzuordnen,
weil man dabei nicht so hohe Hitzegrade für die Trockenzylinderwand anzuwenden braucht
und die 1.',aserstruktur der Bahn geschont wird. Dabei werden die Siebzylinder jeweils
so in der unteren Reihe angeordnet, daß das durch sie hindurchgedrückte Trockenmittel
dann auch die Brüden, die in dem Raunie zwischen zwei Zylindern unter der Bahn liegen,
aufnimmt und seitwärts herausführt.
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Von besonderem Vorteil ist unter dem Gesichtspunkte der Faserschonung
eine allmähliche Trocknung auf einer sehr langen Bahn, weil man dann die Hitzegrade
herabsetzen kann. Erfindungsgemäß wird zu diesem Zwecke als Trocknungsvorrichtung
ein Kanaltrockner benutzt, bei dem das Trocknungsmittel in den einzelnenFächern
durch schräge Leitwände im Gegenstrom zur Be-,yegungsrichtung der Stoffbahn schlangenförtnig
abwechselnd von oben nach unten und urngekehrt durch die Löcher der Stoffbahn hindurchgeführt
wird. Durch die enge Lochung der Stoffbahn und diese Gestaltung des Trockners wird
die Trockenvorrichtung und dasTrockenmittel außerordentlich wirtschaftlich ausgenutzt;
denn eine solche Einrichtung kann schon nur aus einer Lochrnaschine und (leiiiKanaltroclzi)er
bzw. einer noch zwischengeschalteten Preßvorrichtung bestehen.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen von zur Durchführung
des Verfahrens dienenden Vorrichtungen schematisch dargestellt.
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Fig, i zeigt eine Entwässerungs- und Trockenanlage mit Trocken- und
Siebzylindern und Fig. -- eine solche mit einem Kanaltrockner. Gemäß Fig.
i -%vird -,die Cellulosebahn a zwischen den die Entwässerungspresse bildenden Walzen
b, bl hindurchgeführt. Die Lochvorrichtung besteht aus einer (licht
mit ';techstiften besetzten Walze A, die sich über einer WalzeB befindet.
In letzterer sind durch Strichelung angedeutete Nuten eingefräst, in die die Stechstiftspitzen
der Walze A
hineinreichen, so daß also die Löcher mit Sicherheit durch
die Bahn hindurch geöffnet sind und bei der späteren Trocknung durch einen Trockenmittelstroni
von diesem wirksam durchstrichen werden können bzw. bei erneuter Durchführung durch
eine Presse weitere ansgepreßte Flüssigkeit abfließen kann. Die Stechstifte mit
konischen Spitzen verletzen die Cellulosefaser nicht. Die C'ellulose kann sich wieder
leicht von denselben loslösen. Auf diese Weise entsteht eine über die ganze Fläche
der Bahn hin sieh erstreckende, aus kleinen, eng aneinanderliegenden Öffnungen bestehende
Lochung, so daß alle Stellen der Bahn bei der nachfolgenden Trocknung bzw. Entwässerung
erfaßt werden. Zur Entwässerung kann ein weiteres Walzenpaar folgen oder auch die
walzenförrnige LochvorrichtungA, B als nackte Presse ausgebildet werden, wodurch
gleichzeitig das Lochen des Trockengutes und ein weiteres Auspressen von Flüssigkeit
erreicht wird, die bei der ersten Entwässerung noch in der Bahn, insbesondere in
deren mittlerer Schicht, verblieben war. Zur Trocknung wird die ausgepreßte und
gelochte Bahn nun über Trockenzylinder c, cl, sodann über einen Siebzylinder
e geführt, in den Warmluft eingeführt wird, die durch die Löcher der Cellulosebahn
a, hindurchströmt und die von den Trockenzylindern erzeugten Dämpfe restlos aus
der Bahn herausführt. Der Trockenmittelstrom kühlt sich dann weniger ab und braucht
selbst weniger erwärmt zu werden. Es läßt sich also eine raschere und billigere
Trocknung erreichen. Leitrollen h können sowohl an den Trocken- wie an den Siebzylindern
vermöge der dichten Lochung so angesetzt werden, daß die Bahn a fast deren ganzen
Umfang umschlingt, wodurch sie in wesentlich höherem Maße ausgenutzt werden können.
Die Cellulose verläßt nun den Siebzylinder e und wird auf einen weiteren
Trockenzylinder
cl übergefÜhrt, von hier aus auf einen weiteren nicht dargestellten Siebzylinder.
Dieser Vorgang wiederholt sich so lange., bis die Cellulose einen hohen Trocknungsgrad
angenommen hat. Dabei werden die Siebzylindere in der unteren Reihe mit dem Vorteil
angeordnet, daß der durch die Bahn a hindurchgeführte Trockenmittelstrom auch die
Brüden unterhalb der Bahn im Ratirne zwischen c, cl, e aufnehmen und
seitwärts liereustreiben kann, so daß es besonderer Mittel für diesen Zweck nicht
bedarf. Die Anwendung des durch die Löcher der Bahn hindurchgeführtenTrockenmittelstromes
erlaubt, mit wesentlich geringeren Ternperaturen am Umfang der Trockenzylinder-
zu arbeiten. Es ist bekannt, daß die Anwendung hoher Temperaturen zu einer Verhornung
der Fasern führt, die sich bei der weiteren Verarbeitung nachteilie bemerkbar macht.
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Der Siebzylinder kann natürlich auch durch andere Blasvorrichtungen
ersetzt werden, die erlauben, die Bahn über die ganze Breite hin init Warinluft
zu beschicken, z. B. Düsen.
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Fig. 2 zeigt, daß die erfindungsgeTnäße Lochung in Verbindung mit
der Anwendung eines Trockentnittelstromes imstande ist, die therrnische Trocknung
der insbesondere nach (lern Lochen erneut entwässerten Bahn auch init nur einem
einzi&en Gerät bis zu einem hohen Leistungsgrad zu bringen, nämlich unter Verwendung
eines an sich bekannten Kanaltrockners. In diesem Falle kommt die Bahn a aus der
Entwässerungspresse b, bl, geht durch die Lochvorrichtung
A, B und von hier aus"verzugsweise nach Passieren einer weiteren
Presse, unmittelbar in ein Trockenkanalsystein, durch das in b ' ekannter
Weise nach dem Gegenstromprinzip Warmluft durchgeblasen wird. *Die Trockenkanäle
können in. einer oder mehreren Etagen übereinander angebracht werden. Die Kanäle
i enthalten eine Fördervorrichtung, die aus :über Walzen-bs, b 4
, bs, bß, b7, b 8 _ gefübrten, endlosen, grobniaschigen
Bändern oder einem über die ganze Breite gespannten Tuch besteht. Die Warmluft wird
durch Rohreg, 1 2 9 , 9 eingedrückt und strömt durch die Trockenkanäle
1, 12. Diese sind durch schräge Leitwände 11 in gegeneinander versetzt
angeordnete Luftzuführungsräurne d, d; d', d';
d2, d2 geteilt,
so daß die zugeführte Wa ' rmluft abwechselnd von oben nach unten und umgekehrt
durch die Löcher der St(>ffbahn strömt und damit alle Bereiche der Bahn gleichmäßig
erfaßt , wobei die feuchten Dämpfe durch die Schächte ei und e' entweichen.
Durch *dieses Verfahren wird die Cellutosebahn-a von Warmluft durchströmt und -verläßt
den Trockner vollständig getrocknet. Auch hierbei wird die Cellulose besonders geschont,
weil sie nicht mit heißen Teilen unmittelbar in Berührung gebracht wird und eine
besonders wirtschaftliche Trocknungsvorricht ' ung zur Verfügung gestellt,
die außerordentlich geringen Kraft- und Heizstoffaufwand hat. Dies ist für einRohstoffbehandlungsverfahren
von besonderem Wert, weil der Kostenaufwand ja im wesentlichen nur zur Frachtersparnis
gemacht wird, also das spätere Fertigerzeugnis verbilligt wird.