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Verfahren und Vorrichtung zum Enwässern von Zellstoff, Papier, Karton
o. dgl. in Bahnen Die Erfindung hat ein Verfahren zum Entwässern von Zellstoff,
Papier, Karton o. dgl. zum Gegenstand. Bekannterweise wird das Entwässern von solchen
Stoffen in einer Naßpresse vorgenommen. Um das Auspressendes Wassers zu erleichtern,
ist es bekannt, Bahnen aus diesen Stoffen, bevor sie in die Naßpressegelangen, anzuwärmen,
und zwar entweder dadurch, daß sie über geheizte Walzen geleitet werden, oder auch
dadurch, .daß man unmittelbar heißen Dampf sauf die Stoffbahn einwirken ließ. Bei
diesen bekannten Verfahren hat man indessen nicht auf den .Ort dieser Erwärmung
Bedacht genommen. Es hat sich so ,gezeigt, daß auf dem Wege von dieser Erwärmung
bis zur N,aßpresse bereits wieder eine Abkühlung eintrat, was einen Wärmeverlust
zur Folge hatte. Deswegen ist auch vorgeschlagen worden, die Naßpres,se selbst zu
erhitzen, so daß das Auspressen der Stoffbahn unter gleichzeitiger Erwärmung vorgenoanm.en
wurde. Die Erfindung geht indessen von der Erkenntnis aus, daß die Erwärmung der
zu entwässernden Stoffbahn durch unmittelbare Einwirkung von Dampf vorteilhafte
Wirkungen hat. Sie besteht darin, daß der Dampf unmittelbar vor der Druckstelle
der Naßpresse auf die Zellstoffbahn zur Einwirkung gebracht und dann im Gegenstrom
über die Zellstoffbahn geleitet wird. Dadurch wird erreicht, daß die Stoffbahn möglichst
hoch erwärmt in die Presse gelangt, nachdem sie .durch den im Gegenstrom über sie
hinweggeleiteten Dampf vorgewärmt wurde. Voraussetzung für diese günstige Erwärmung
der zu behandelnden Stoftbahn ist, daß der Wasserdampf mit möglichst hoher Temperatur
auf die Bahn geleitet wird. # Das kann zweckmäßig mit -einer Vorrichtung gemäß der
Erfindung erreicht werden, indem. vor der Presse, d. h. in. der Nähe der Druckstelle,
ein Dampfkasten angeordnet wird, der unmittelbar-vor dieser Stelle mit Dampfaustrittsöffnungen
versehen ist und
dessen Boden mit der Zellstoffbahn eine Führung
für den nicht kondensierten Dampf bildet. Der aus diesem Dampfkasten auf die Zellstoffbalzen
,ausströmende Dampferhitzt also zunächst die Stoffbahn durch unmittelbare Berührung
und strömt dann zurück zwischen der Stoffbahn und dem Boden des Dampfkastens, wobei
eine Vorwärmung der Stoffbahn vorgenommen wird. Die Einleitung des Dampfes in den
Dampfkasten, der gegebenenfalls auch noch durch Zwischenwände in mehrere Katmziern
unterteilt sein kann, erfolgt zweckmäßig durch ein Dampfeinleitungsrohr, das auf
der entgegengesetztem Seite des Dampfkastens, einmündet. Da infolge des verhältnismäßig
geringen. Querschnittes des Dampfeinleitungsrohres der Dampf mit erheblicher Geschwindigkeit
in den Dampfkasten eintritt, wird hier ein Teil des Wärmeinhalts des Dampfes in
Bewegungsenergie umgesetzt. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nun ein
Teil dieser Bewegungsenergie dadurch wieder in Wärmeinhalt des Dampfes zurückverwandelt,
daß die Austrittsgeschwindigkeit des Dampfes aus dem Dampfkasten im Vergleich zu
der Eintrittsgeschwindigkeit in ihn verhältnismäßig gering ist. Wenn beispielsweise
die Geschwindigkeit des Dampfes in der Mündung des Dampfeinleitungsrohres Zoo bis;
3oo m/S.ek. beträgt, so soll die Geschwindigkeit beim Ausströmen aus der Öffnung
des Dampfkastens etwa io bis 6o m/Sek. sein.
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Der wesentliche, durch die Erfindung erzielte Vorteil besteht üi einer
Leistimgssteigerun.g bei gleichzeitiger Verringerung des Dampfverbrauches. Die Leistungsfähigkeit
der Presse, das Wasser aus dem Zellstoff auszudrücken, steigt mit zunehmender Temperatur
der Zellstoffbahn. Der Gehalt ,an trokkenem Zellstoff in der Bahn ist daher beträchtlich
,größer, wenn sie vorerliitzt wird. Dadurch wird der Trockenabschnitt .selbst entlastet
und eine Steigerung der Leistung ermöglicht. Bei dem Verfahren nach der Erfindung
liegt die Temperatur der Zellstoffbahn beim Heraustreten aus der Presse so hoch,
daß ein -wirksames Trocknen erfolgen kann. Bei bekannten Naßpressen liegt die Temperatur
der Zellstoffbahn (im allgemeinen bei 2o bis 5o°) wesentlich tiefer als beim Erfindungsverfahren.
Da die wirksame Trocknung erst bei 7o bis 80° beginnt, muß daher der Zellstoff durch
einen Teil des Trockenabschnitts wandern, bevor er diese Temperatur erreicht, d.
h. mit anderen Worten, daß dieser Teil des Trockenabschnitts lediglich als Vorwärmer
wirkt. Bei dem Verfahren der Erfindung ist der Verbrauch an Dampf je Gewichtsmenge
des erzeugten Stoffes geringer als bei denn bekannten Verfahren. Außerdem hat die
Erfindung auch noch einen -weiteren Vorteil, besonders wenn mit einem harzreichen
Zellstoff gearbeitet wird. Bisher bestand die Schwierigkeit, daß das Harz sich an
der oberen Preßwalze ablagerte, so daß diese häufig mit Petroleum oder einem anderen
Lösungsmittel gewaschen werden mußte. Durch die bei der Erfindung erzielten hohen
Temperaturen werden diese Schwierigkeiten beseitigt, da in. diesem Fall das Harz
nicht an der Rolle haftet. Der Umstand, daß das kondensierte Wasser in die Zellstoffbahn
gepreßt wird und das vorher darin vorhandene mehr oder weniger schmutzige Wasser
herausdrückt, hat gleichsam ein Waschen der Zellstoffbahn mit destilliertem Wasser
zur Folge.
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In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine schematische Skizze des Zellstoffvorwärmers
einer ,gewöhnlichen Filzpresse. Fig.2 gibt den Zellstoffvorwärmer einer Hochdruckpresse
-wieder, während Fi,g.3 ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig.2 ist.
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Mit i und 2 sind die Preßwalzen bezeichnet, von denen die obere, i,
aus Stahl bestehen kann, während die untere, 2, vorteilhaft einen Gummiüberzug besitzt.
Der in Fig. i und 2 gestrichelt dargestellte Filz ist mit 3 und die Zellstoffbahn
mit q. bezeichnet.
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A ist die Hauptzuführungsleitung für den Dampf, von der ein Rohr B
mit Regelventil abzweigt. Mit C ist ein über die ganze Breite der Zellstoffbahn
reichender Dampfkasten bezeichnet, der in eine Anzahl Kammern unterteilt ist. Diese
Kammern sind durch eine Anzahl in Längsrichtung zu der Zellstoffbahn verlaufender
Zwischenwände gebildet (Fig. 3). Durch richtiges Einstellen der Querschnittsflächen
der Zweigrohre B kann man eine gleichmäßige Erwärmung über die ganze Breite der
Zellstoffbahn erhalten, da. verschiedene Dampfmengen an verschiedenen Stellen zur
Einwirkung gebracht werden können.
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In jede dieser Kammern mündet ein. Zweigrohr B. Der Abstand zwischen
den einzelnen Zweigrohren B wird vorteilhaft zwischen 25o bis 3 5 o mm gewählt.
Am einen Ende des Dampfkastens ist ein Schlitz D vorgesehen, durch welchen Dampf
auf die Zellstoffbahn geblasen wird. Der Dampfkasten ist so angeordnet, daß der
Schlitz D sich in einer möglichst kurzen Entfernung von der linienförmigen Berührungsstelle
der Zellstoffbahn mit der üb.eren Preßwalze befindet. E ist ein zwischen dem Boden
des Dampfkastens und der Oberfläche der Zellstoffbähn ausgebildeter Raum, .der zum
Vorwärmen des Zellstoffes dient. Auf beiden
Seiten der Zellstoffbahn,
und zwar vor der Führungsrolle G, die in den Rahmenplatten des Vorwärmers verlagert
ist, sind Platten oder Hauben I< ,angeordnet, deren unteres Ende als Rinne L
ausgebildet ist. M bezeichnet eine Dichtungsplatte, die in bezug auf die Rolle verstellt
werden kann und dazu dient, ein Aufwärtsströmen des Dampfes zu verhindern. Die Hauben
und die Führungsrolle sind so anzuordnen, daß ein Hinuntertropfen von kondensiertem
Wasser auf die Zellstoffbahn verhindert wird.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der durch das Hauptrohr A über
die Zweigrohre B dem Dampfkasten C zugeführte Dampf wird durch den Schlitz D gegen
die Zellstoffbahn ,geblasen und trifft auf dieselbe in möglichst kurzer Entfernung
von der Berührungslinie zwischen. der Zellstoffbahn und der oberen Preßwalze i.
Der nicht unmittelbar zwischen dem Schlitz D und der ;genannten Berührungslinie
kondensierte Dampf strömt durch die zweite Vorwärmkammer E und wärmt dort die Oberfläche
der Zellstoffbahn vor. Der aus dieser Vorwärmkammer austretende Dampf gelangt in
die Vorwärmkammer F, in der er ein erstes Vorwärmen des Zellstöffes bewirkt. Das
evtl. gebildete Kondenswasser fließt an den Platten I( in die Rinnen L herab, aus
denen es abgeleitet wird.
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Die Hauben I( sind so aufgehängt, daß sie beim Anlassen der Maschine
abgenommen werden können. Da die Dampfmenge so bemessen werden kann, daß der Dampf
vollkommen in der Kammer E kondensiert, können die Hauben I( auch fortfallen. 1
Die Einrichtung nach Fig. a unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. i dadurch,
daß die Hauben I( entfernt sind. Der Dampfkasten ist nach oben in. Richtung'des"Srhlitzes@
D geneigt, was darum von Vorteil ist, weil der nicht kondensierte Dampf, welcher
durch die Kammer E abwärts fließt, zwangsweise in dieser Kammer gehalten wird und,
nicht durch Undichtigkeiten derselben austreten kann. D erar tige Undichtigkeiten
führen in der Regel zum Eintreten von Luft, welche die Kondensation des Dampfes
;auf der Zellstoffbahn verhindert.
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Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtungen
nach der Erfindung die Zellstoffbahn beim Heraustreten aus der Preßwalze i und bei
ihrer Weiterbewegung zu denTrockenzylindern eine sehr hohe Temperatur von beispielsweise
8o bis 85°C aufweist. Diese Temperatur ist höher oder mindestens gerade so hoch
wie die Temperatur an einer beliebigen Stelle der Trockenzylinder. Da jedoch die
Preßrollen praktisch die gleiche Temperatur annehmen wie die Zellstoffbahn, muß
darauf geachtet werden, daß die Dampftemperatur nicht so hoch ist, daß die Walzenlager
beschädigt werden können. Die letzteren Walzen können auch Zeit geeigneten Kühleinrichtungen
ausgerüstet werden.