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Die Erfindung betrifft einen Mehrzylindertrockner für eine
Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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In der Regel weisen die aus dem Stand der Technik bekannten
Mehrzylindertrockner für Papiermaschinen zwei Linien von
dampferhitzten Trockenzylindern mit großen Durchmessern auf,
wobei die Linien übereinander angeordnet sind und die
Papierbahn über die Zylinder mäanderförmig geführt wird. Bei
den Zylinderpartien der aus dein Stand der Technik bekannten
Mehrzylindertrocknern wird sowohl Einzelsiebzug als auch
Doppelsiebzug angewendet. In der Regel wird Einzelsiebzug,
bei dem sowohl das Trockensieb als auch die mittels dem Sieb
unterstützte bzw. getragene Papierbahn mäanderförmig von der
unteren Linie von Zylindern zur oberen Linie und wieder
zurück laufen, in dem Anfangsteil der Trockenpartie
angewendet, da dort die Papierbahn eine höhere Feuchtigkeit
und geringere Festigkeit aufweist und mit Hilfe von
Einzelsiebzug ein geschlossener Zug ohne offene Transfers
bzw. Überführungen erreicht wird. Doppelsiebpartien, bei
denen zwischen den Linien von Zylindern die Papierbahn freie,
von dem Sieb nicht unterstützte Züge hat, werden in der Regel
am Ende der Trockenpartie verwendet, bei dem die Papierbahn
ausreichend fest ist, so daß die freien Züge der Papierbahn
und das Flattern, das bei diesen auftritt, keine übermäßigen
Abrisse bzw. Risse in der Papierbahn erzeugen. Im Falle von
Einzelsiebzug auf den Zylindern, gemeinhin den unteren,
innerhalb der Siebschleife angeordneten Zylindern, befindet
sich das Trockensieb in direkter Berührung mit den
Zylinderflächen, wodurch sich die Papierbahn auf der
Außenseite des Siebes befindet, was zu einer Erniedrigung der
Trocknungskapazität führt. Deshalb müssen bei Anwendung des
Einzelsiebzuges dem Mehrzylindertrockner mehrere Zylinder
hinzugefügt werden.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf derartige aus dem
Stand der Technik bekannte Trockner, bei denen ein spezieller
Einzelsiebzug verwendet wird, wobei die Zylinder in jeder
Trockensiebpartie außerhalb ihrer Siebschleife angeordnet
sind, so daß auf allen Trockenzylindern in einer Siebpartie
die Papierbahn zwischen der Fläche des Trockenzylinders und
des Trockensiebes oder des Trockenfilzes gepresst ist.
Hinsichtlich dieser Trockner wird auf die US-Patente Nr. 796
601, 4 483 083, 4 677 762 und das FI-Patent 53 333
(entspricht dem US-Patent Nr. 3 868 780) der Anmelderin
verwiesen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Weiterentwicklung
der in dein FI-Patent 53 333 (entspricht dem US-Patent 3 868
780) der Anmelderin, insbesondere in ihrer Fig. 9,
beschriebenen Trockenpartie, so daß die durch den aus dem
Stand der Technik bekannten Trockner erhaltenen Vorteile
bleiben, jedoch die darin auftauchenden Nachteile vermieden
werden. In der im FI-Patent 53 333 gezeigten Trockenpartie
gemäß Fig. 9 sind die Zylinder in senkrechten, hintereinander
angeordneten Einzelsiebpartien angeordnet. Einige der
Transfers zwischen den Partien sind als offene oder freie
Züge gezeigt, während manche als geschlossene Züge gezeigt
sind. Bei modernen Hochgeschwindigkeitspapiermaschinen
verursachen die freien Züge Abrisse, wodurch die
Trockenspannungen nachlassen können, was eine ungünstige
Schrumpfung der Papierbahn bewirkt.
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Beispielsweise werden im besagten US-Patent 4 677 762 bei den
Siebtransfers zwischen, mit Einzelsiebzug versehenen
vertikalen Zylinderaufreihungen lange Trockensaugkästen
verwendet, mit deren Hilfe versucht wird, die Papierbahn mit
der Fläche des Trockensiebes derart in Berührung zu halten,
daß sie nicht vom Sieb gelöst wird und daß die
Trockenspannungen nicht in Streckung nachlassen. Um eine
Streckung der Papierbahn zu verhindern, ist es notwendig, in
relativ großem Maße Unterdruckniveaus anzuwenden, woraus
folgt, daß die Flächen der Trockensiebe gegen die Saugkästen
reiben, was insbesondere eine nachteilige Abnützung der Siebe
bewirkt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend
erwähnten Nachteile zu vermeiden und einen derartigen, dem
vorstehend definierten ähnelnden Mehrzylindertrockner zu
schaffen, bei dem für die Papierbahn ein durch Unterdruck
unterstützter geschlossener Zug erreicht wird, was bedeutet,
daß die Papierbahn ständig mittels dem Sieb unterstützt und
nahezu ständig mittels dem Sieb und der Zylinderfläche
unterstützt ist und, wenn sich die Papierbahn außerhalb der
Zylinder befinden, sie im wesentlichen ständig, auch bei den
Transfers zwischen Linien von Zylindern, mittels einer
Saugfläche gestützt ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Mehrzylindertrockner zu schaffen, dessen Länge wesentlich
geringer als im Falle normaler Trockner ist, welche zwei
Linien von übereinander angeordneten Zylindern aufweisen,
wodurch es möglich ist, die Konstruktionskosten der
Papiermaschinenhalle und damit in Beziehung stehende
zusätzliche Kosten wesentlich zu verringern.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Trockenpartie zu schaffen, bei der die Entnahme von
Fertigungsausschuß relativ problemlos ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Mehrzylindertrockner zu schaffen, bei dem bei den folgenden
Siebpartien die in Berührung mit den Trockenzylindern
angeordnete Papierbahnseite gewechselt wird, wodurch der
Trockenprozeß intensiviert und die Papierbahnqualität
verbessert wird.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Mehrzylindertrockner zu schaffen, bei dem das Aufführen der
Führungskante der Papierbahn derart erleichtert ist, daß in
der Trockenpartie Aufführseile mit ihren Regelvorrichtungen
nicht unbedingt benötigt werden.
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Um die vorstehend erwähnten und später auftauchende Aufgaben
zu lösen, ist die Erfindung hauptsächlich durch die Merkmale
des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gekennzeichnet.
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Bei dem Mehrzylindertrockner gemäß der vorliegenden Erfindung
kann die Papierbahn besser als in entsprechenden aus dem
Stand der Technik bekannten Trocknern unterstützt werden, da
der Transfer der Papierbahn zwischen den Zylinderaufreihungen
mit Hilfe von zwei Transfersaugwalzen bzw. Überführsaugwalzen
mit relativ großem Durchmesser stattfindet. In einem solchen
Fall können die freien, nicht mittels Saugwirkung
unterstützten Züge der Papierbahn und des Siebs so verkürzt
werden, daß keine Zeit dafür vorhanden ist, daß die
Trockenspannungen der Papierbahn auf ein nachteiliges Ausmaß
nachlassen, um gestreckt zu werden. In der Praxis ist die
Länge der nicht mittels einer Saugfläche unterstützten,
sondern durch das Sieb unterstützten Züge in der
Größenordnung von nur 500 mm.
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Wenn die Erfindung angewendet wird, wird zudem eine Saugwalze
zwischen den in der gleichen Aufreihung übereinander oder
nebeneinander angeordneten Zylindern verwendet. In einem
solchen Fall ist es möglich, verschiedene aus dem Stand der
Technik bekannte Lösungen von Saugwalzen anzuwenden, wie etwa
mit Saugkammern und Lochmänteln versehene normale Saugwalzen
oder Saug- und Ausblaskastenkonstruktionen, welche den,
beispielsweise in den FI-Patentanmeldungen 881106, 881105,
874191, 873812 und 862413 der Anmelderin beschriebenen
ähneln, sowie Saugwalzenkonstruktionen.
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Die beiden, bei den Transfers zwischen Siebpartien gemäß der
Erfindung verwendeten Transfersaugwalzen können Saugzonen mit
unterschiedlichen Unterdruckniveaus aufweisen.
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Die Transfersaugwalzen sind geeigneterweise Walzen mit
gleichen Durchmessern, jedoch ist es zudem möglich,
verschieden große Walzen zu verwenden.
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Bei den Transfersaugwalzen sowie bei den Saugwalzen zwischen
angrenzenden Zylindern ist es möglich, spezielle Saugzonen in
geringem Abstand von einem ihrer Enden zu verwenden, wobei
mit Hilfe dieser Zonen das Aufführen der Papierbahn, selbst
ohne ein System von Aufführseilen, durchgeführt wird.
Hinsichtlich der Einzelheiten dieser Konstruktionen wird auf
die FI-Patentanmeldung Nr. 862413 Bezug genommen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
werden die in unterschiedlichen Siebpartien befindlichen
Trockenzylinder in vertikal nebeneinander angeordneten
Aufreihungen derart angeordnet, daß in jeder Aufreihung in
der Regel drei oder mehrere, in besonderen Fällen zwei,
übereinander angeordnete Trockenzylinder vorhanden sind. Wenn
bei dieser Lösung der saugunterstützte geschlossene Zug der
Trockensiebe und der mittels dieser unterstützten Papierbahn
erfindungsgemäß zwischen den Zylinderaufreihungen und den
Siebpartien verwendet wird, kann die Länge der Trockenpartie
selbst auf die Hälfte der Länge weiter verringert werden.
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Unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Trockenpartie kann
die an den Trockenzylindern befindliche Seite der zu
trocknenden Papierbahn bei folgenden Siebpartien gewechselt
werden, wodurch die Papierbahnqualität verbessert wird.
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In der WO-A-8 804 206 ist ein Mehrzylindertrockner für eine
Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 gezeigt.
Bei diesem bekannten Trockner sind die Trockenzylinder der
verschiedenen Partien in horizontalen Reihen angeordnet und
haben die Trockensiebe während des Transfers bzw. der
Überführung der Papierbahn von der Transfersaugwalze 3A'''
zur nächsten Transfersaugwalze 7A einen beträchtlich langen
parallelen Verlauf, entlang welchem die Papierbahn zwischen
den Sieben verbleibt und kein Druckunterschied auf die
Papierbahn wirkt. Das Trockensieb der vorangegangenen Partie
hat keinen Umschlingungssektor auf der Transferbereich-Walze
der nächsten Partie.
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Nachstehend wird die Erfindung ausführlich unter Bezugnahme
auf einige beispielhafte Ausführungsbeispiele der in den
Figuren der Zeichnung veranschaulichten Erfindung
beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die Einzelheiten
der Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Partie eines
erfindungsgemäßen Trockners;
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Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Gesamtlösung
eines erfindungsgemäßen bevorzugten Trockners.
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Fig. 1 zeigt drei folgende Siebpartien 100, 200 und 300 in
einer Trockenpartie, welche in jeder Siebpartie vertikale
Aufreihungen mit drei dampferhitzten, übereinander
angeordneten Trockenzylindern 10, 20, 30, sowie mit
Trockensieben 11, 21 und 31 aufweist. Der Einlaß der
Papierbahn W in die erste Partie 100 ist mit Wein und ihr
Auslaß aus der letzten Partie 300 mit Waus bezeichnet. Vor
der ersten Partie 100 können sich ähnliche Einzelsiebpartien
oder andere Partien von Trockenzylindern befinden und nach
der letzten Partie 300 können sich ähnliche oder
unterschiedliche Siebpartien befinden, was deutlicher aus
Fig. 2 hervorgeht.
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Gemäß Fig. 1 sind die Siebpartien 100, 200 und 300 derart mit
Einzelsiebzug versehen, daß die Trockenzylinder 10, 20, 30
außerhalb der Schleifen ihrer Siebe 11, 21, 31 angeordnet
sind. Die zu trocknende Papierbahn W wird derart über die
Zylinder 10, 20, 30 geleitet, daß das Trockensieb 11, 21, 31
die Papierbahn W unmittelbar in direktem Kontakt an die
heißen Zylinderflächen 10', 20', 30' drückt. Zwischen den
Zylindern 10, 20, 30 in den unterschiedlichen folgenden
Aufreihungen befinden sich Saugwalzen 13, 23, 33, welche mit
Saugzonen 13a, 23a, 33a versehen sind, die die Papierbahn W
effizient auf der Fläche des Trockensiebes 11, 21, 31 halten,
während sich die Papierbahn W auf der Seite der außenseitigen
Krümmung befindet. Die Saugwalzen 13a, 23a, 33a und die
Trockenzylinder 10, 20, 30 sind derart angeordnet, daß die
Papierbahn W einen maximal großen Überdeckungssektor auf den
Trockenzylindern 10, 20, 30 aufweist. Dieser
Überdeckungssektor ist vorzugsweise immer größer als 180º und
in der Regel 200º ... 280º.
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In Fig. 1 sind auf der Innenseite jeder Siebschleife 11, 21,
31 sowohl auf der Einlaßseite als auch auf der Auslaßseite
der Papierbahn W Transfersaugwalzen vorhanden, deren
Durchmesser groß genug sind, daß der Raum zwischen den
Zylinderaufreihungen überbrückt wird. Somit befinden sich auf
der Innenseite des Siebes 11 der ersten Siebpartie 100 mit
Saugzonen 12a und 14a versehene Transfersaugwalzen 12 und 14.
Auf der Innenseite der Schleife des Siebes 21 der zweiten
Siebpartie 200 befindet sich auf der Einlaßseite eine mit
einer Saugzone 22a versehene Transfersaugwalze 22 und auf der
Auslaßseite eine mit einer Saugzone 24a versehene
Transfersaugwalze 24. Entsprechend befindet sich auf der
Innenseite der Schleife des Siebes 31 der dritten Siebpartie
300 auf der Einlaßseite eine mit einer Saugzone 32a versehene
Transfersaugwalze 32 und auf der Auslaßseite eine mit einer
Saugkammer 34b versehene Transfersaugwalze 34. Am
Transferpunkt bzw. Überführpunkt zwischen den Siebpartien
sind die Transfersaugwalzen in geringem Abstand zueinander
mit kleinen Sicherheitsspalten G zu den benachbarten
Trockenzylindern angeordnet, so daß die Papierbahn W
möglichst kurze Züge L&sub1;, L&sub2;, L&sub3; hat, welche nicht mittels
Saugflächen unterstützt sind. Zwischen benachbarten
Transfersaugwalzen befindet sich ein kleiner Spalt C&sub0; oder
Transferkniff bzw. Überführkniff. Auf einem kleinen Sektor s
sind die Siebe auf den Saugwalzen 22, 32 übereinander
angeordnet, wobei dort die Papierbahn von dem Sieb 11, 21
mittels der Unterdruckwirkung in den Saugzonen 22a, 32a zur
nächsten Siebpartie 21, 31 transferiert bzw. überführt wird.
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Die Größenordnung des Überdeckungssektors s ist dadurch
einstellbar, daß die Position der Führ- bzw. Leitwalze 15a
reguliert wird. In Verbindung mit dem Aufführen ist
bevorzugt, einen angemessen großen Überdeckungssektor s zu
verwenden. Jedoch ist es, nachdem sich der Lauf der
Papierbahn stabilisiert hat, vorteilhaft, den Sektor s auf
einen sehr kleinen Winkel hin, bis zum Linienkontakt, zu
verringern.
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Dadurch, daß die Leitwalzen 15a einstellbar angeordnet sind,
ist es zudem möglich, das vorteilhafte Merkmal zu schaffen,
daß ein freier Spalt zwischen folgenden Transfersaugwalzen
geöffnet wird, über deren Spalt die beim Durchlaufen
gerissene Papierbahn Wa entnommen werden kann.
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Gemäß Fig. 1 laufen in folgenden Siebpartien die Trockensiebe
11, 21, 31 in den Spalten V zwischen benachbarten
Zylinderaufreihungen zu den Paaren von Transfersaugwalzen 14,
22; 24, 32 in Gegenrichtungen. Bei Abrissen kann die beim
Durchlaufen gerissene Papierbahn durch die Spalten V in die
mit den Pfeilen Wa gezeigten Richtungen in die offenen
Spalten direkt in den Stofflöser oder in den unterhalb
angeordneten Fertigungsausschußförderern und in jene Spalten,
bei denen unterhalb die Paare von Transfersaugwalzen 14, 22
angeordnet sind, durch den Spalt zwischen den
Transfersaugwalzen entfernt werden, da das Außensieb 11
elastisch ist.
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Fig. 2 zeigt die Gesamtanordnung einer erfindungsgemäßen
Trockenpartie. Die Papierbahn W wird von der Pressenpartie
(nicht gezeigt) der Papiermaschine auf das erste Sieb 1
geleitet, welches mittels Führwalzen 5 geführt wird. Die
Vorsiebpartie 101 ist niedriger als üblich und weist
lediglich zwei übereinander angeordnete Trockenzylinder 0
auf. Die Papierbahn Wein wird auf das mittels der Führwalze 5
geführte Trockensieb 1 geleitet, wobei die Papierbahn mit
Hilfe der Saugung der Saugkammer 6 an dem Sieb 1 haftet,
woraufhin die Papierbahn W über die Saugzone 3a der Saugwalze
3 auf den außerhalb der Siebschleife angeordneten ersten
Trockenzylinder 0 geleitet wird. Hierauf wird die Papierbahn
W um die Saugzone 3a der Saugwalze 3 auf den zweiten
Trockenzylinder 0 geleitet und von dort aus weiter auf die
Saugzone 4a der Transfersaugwalze 4 geleitet, von welcher aus
sie auf dem zweiten Sieb 11 auf die Saugzone 12a der
Transfersaugwalze 12 transportiert wird, nach welcher die
Konstruktion bis zur dritten Siebpartie 300 der in Fig. 1
beschriebenen ähnelt.
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Nach der dritten Siebpartie 300 folgt eine spezielle vierte
Siebpartie 400, welche eine mittels Führwalzen 45 geführte
Langsiebschleife 41 aufweist. Die Siebpartie 400 hat vier
Zylinderaufreihungen, wobei in der ersten Zylinderaufreihung
drei Trockenzylinder 40a sind und in der zweiten "Aufreihung"
lediglich ein Zylinder 40b vorhanden ist, in dessen Bereich
die Verläufe des Siebes 41 und der Papierbahn W nach unten
gewechselt werden, während sie über die Zylinder 40c in der
dritten Aufreihung laufen. Die dritte und vierte Aufreihung
haben jeweils drei Zylinder 40c und 40d, wobei sich zwischen
den Aufreihungen eine Saugwalze 42a befindet. In den anderen
Aspekten ähnelt die Struktur der vorstehend beschriebenen und
hat diese eine erste Transfersaugwalze 42 und die zwischen
den Zylindern angeordneten, mit Saugzonen 43a versehenen
Transfersaugwalzen 43.
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Nach der langgestreckten Siebpartie 400 wird die mittels der
Saugzone 44a seiner letzten Transfersaugwalze 44 geführte
Papierbahn W auf die Saugzone 52a der ersten
Transfersaugwalze 52 der fünften Siebpartie 500 transferiert.
Die fünfte Siebpartie 500 weist drei übereinandergeordnete
Trockenzylinder 50 und zwischen ihnen mit Saugzonen versehene
Saugwalzen 53 auf.
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Nach der fünften Siebpartie 500 wird die Papierbahn W auf die
Saugzone 54a der Saugwalze 54 über die Saugzone 62a der
Transfersaugwalze 62 der sechsten Siebpartie 600 auf den
ersten Trockenzylinder 60a in der sechsten Partie 600
transferiert, wobei die Anzahl der Trockenzylinder drei ist,
welche in einer Aufreihung übereinander angeordnet sind.
Darauffolgend befindet sich in der sechsten Siebpartie 600
ein Einzeltrockenzylinder 60b, in dessen Bereich die Verläufe
des Siebes 61 und der Papierbahn W nach unten auf eine, drei
übereinander angeordnete Zylinder 60c aufweisende
Zylinderaufreihung wechseln. Nach der letzten Aufreihung wird
die Papierbahn W über die Saugwalze 62a auf die letzte
Zylinderaufreihung 60d und weiter in Richtung des Pfeils Waus
auf einen Aufroller, einen Maschinenkalander oder dergleichen
(nicht gezeigt) transferiert.
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Bezogen auf Fig. 1 sollte angemerkt werden, daß die
Durchmesser der Transfersaugwalzen 14, 22, 24, 32 groß genug
dimensioniert sind, so daß der Raum zwischen den
Zylinderaufreihungen derart überbrückbar ist, daß die Spalten
L&sub1;, L&sub2;, L&sub3; der nicht mittels einer Saugfläche unterstützten
Papierbahn W minimiert werden können. Wenn die Durchmesser
der Trockenzylinder, in der Regel, innerhalb eines Bereichs
von 1500 ... 3000 mm liegen, so befinden sich die Durchmesser
der Transfersaugwalzen innerhalb eines Bereichs von 500 ...
2500 mm, wobei die oberen und unteren Grenzen der Bereiche
einander im wesentlichen entsprechen. Der kleinste Spalt C&sub0;
zwischen Transfersaugwalzen liegt in der Regel innerhalb
eines Bereichs von 0 ... 500 mm und günstigstenfalls
innerhalb eines Bereichs von 50 ... 100 mm. Aus dem
Vorstehenden geht hervor, daß zwischen den Transfersaugwalzen
14/22 und 24/32 zudem ein Transferkniff vorhanden sein kann,
welcher jedoch in der Regel in Hinblick auf die Entnahme von
Fertigungsausschuß nicht das vorteilhafteste
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
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Die geringsten Abstände G der Transfersaugwalzen 14, 22; 24,
32 von den benachbarten Trockenzylindern 10, 20; 20, 30
liegen in der Regel innerhalb eines Bereichs von 0 ... 800 mm
und günstigstenfalls innerhalb eines Bereichs von 60 ... 200
mm. In der Regel wird bevorzugt, einen bestimmten
Sicherheitsspalt G in der Größenordnung von beispielsweise
100 mm zwischen den Transfersaugwalzen und den
Trockenzylindern zu lassen.
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Eine übliche Dimensionierung der erfindungsgemäßen
Trockenpartie wird im folgenden Beispiel gegeben: Länge P
einer Trockenpartie der in Fig. 2 gezeigten Art ist P = 34 m
und Höhe K = 9 m. Die Durchmesser der Trockenzylinder sind
1800 mm, die Durchmesser der Transfersaugwalzen 1500 mm und
die Durchmesser der Saugwalzen 13 ... 63 zwischen den
Trockenzylindern 1000 mm.
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Die Durchmesser der Paare von Transfersaugwalzen 14/20; 24,
32 müssen, miteinander verglichen, nicht gleich sein, wobei
die Walzen der Paare, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich
ist, günstigstenfalls einen bestimmten Unterschied in der
Höhe aufweisen.
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Zwischen den Transfersaugwalzen ist es möglich, verschiedene
Vorrichtungen, wie etwa bei früheren Patenten der Anmelderin
beschriebenen Gebläsevorrichtungen, mit deren Hilfe die
Unterstützungsberührung zwischen dem Trockensieb und der
Papierbahn hinreichend gut in den Transferbereichen L&sub1;, L&sub2;,
L&sub3; gehalten wird.