DE69107625T2

DE69107625T2 - Trocknungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE69107625T2
Application number: DE69107625T
Authority: DE
Inventors: Gregory Wedel
Original assignee: Beloit Technologies Inc
Current assignee: Beloit Technologies Inc
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1991-09-26
Publication date: 1995-07-27
Anticipated expiration: 2011-09-27
Also published as: FI931948A0; ES2042478T1; ATE118844T1; FI931948A; KR930702583A; ES2042478T5; DE69107625T3; EP0555334B2; US5241760A; EP0555334A1; AU654158B2; ES2042478T3; CA2093792A1; DE555334T1; CA2093792C; JPH05506281A; EP0555334B1; WO1992008004A1; AU8909391A; JP2553429B2

Description

Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Trockenvorrichtung zum Trockenen einer gepressten Bahn. Insbesondere bezieht sich die vorliegenden Erfindung auf eine Trockenvorrichtung die mehrere Einzel- Reihentrockenpartien in denen aufeinanderfolgende Trockenpartien abwechselnd verschiedene Seiten der Bahn trocken, während die Bahn ohne offenen Zug zwischen aufeinanderfolgenden Partien transportiert wird.

Erklärung zur Information über den Stand der Technik

Bei der Papierherstellung wird eine geformte Papierbahn in einer Pressenpartie gepresst, um soviel Wasser wie möglich auf der geformten Papierbahn zu pressen. Dann wird die gepresste Papierbahn um mehrere, geheizte Trockenzylinder geführt um das verbleibende Wasser aus der Papierbahn zu entfernen.
Vorzugsweise werden verschiedene Seiten der Bahn aufeinanderfolgend in direkten Kontakt mit den geheizten Oberflächen der Trockenzyiinder in Kontakt gebracht, während die Papierbahn durch die Trockenvorrichtung läuft. Dieses aufeinanderfolgende Trocknen von abwechselnden Seiten der Papierbahn führt zur verbesserten Gleichmässigkeit der Trockencharakteristik der entstehenden getrockneten Rolle.
US-A-4.934.067 von Skaugen et al. beschreibt die vorgenannte Trockenvorrichtung, die ebenfalls erlaubt, die Papierbahn zwischen aufeinanderfolgenden Trockenpartien ohne offenen Zug zu transportieren. Dementsprechend erlaubt die im US Patent 4.934.067 beschriebene Vorrichtung das Trocknen einer eingespannten Bahn nicht nur in der Nasspartie der Trockenvorrichtung, sondern entlang der ganzen Länge der Trockenvorrichtung.
Insbesondere weil die Papierbahn eingespannt ist im Trockenfilz, beim Transfer der Bahn um den Trockner und weil gesaugt wird, um die Papierbahn auf dem Filz festzuhalten, während sie um eine dazwischenliegende Walze läuft, wird das Schrumpfen der Papierbahn quer zur Maschine verhindert.
Beim Transfer der Papierbahn zwischen aufeinander folgenden Trockenpartien werden Saugeinrichtungen verwendet, um die Papierbahn gegen solches Schrumpfen quer zur Maschinenrichtung fest zu halten und das Schrumpfen quer zur Maschinenrichtung zu verhindern, das bei einem solchen Transfer geschehen würde, wenn ein Transfer mit offenem Zug verwendet würde.
Deshalb ermöglichte die vorgenannte Offenbarung von US-A-4.934.067 nicht nur eine verbesserten Lauf, sondern brachte auch eine verbesserte Qualität der Papierbahn, weil die Papierbahn, gegen das Schrumpfen quer zur Maschinenrichtung und Einrollen der Papierbahn festgehalten war.
Aber bei gewissen Anwendungen wurde entdeckt, dass das Vorhandensein von dazwischenliegenden Saugwalzen und dergleichen überflüssig sind, wenn nach dem Filz, bei solchen dazwischenliegenden Walzen ein sich ausbreitender Grenzluftstrom vorhanden ist.
DE-U-90 01 209 offenbart eine Trockenvorrichtung zum Trocknen einer Papierbahn nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Insbesondere zeigt DE-U-90 01 209 eine Trockenvorrichtung, die mehrere einzelne Trockenpartien zeigt, in denen auf einanderfolgende Partien verschiedene Seiten der Bahn trocknen. Die Papierbahn wird zwischen solchen aufeinanderfolgenden Partien ohne offenen Zug an der Papierbahn transferiert, so dass die Papierbahn auf beiden Seiten gleichmässig getrocknet wird, während die Papierbahn gegen Schrumpfen quer zur Maschine festgehalten ist.
Jede der Trockenpartien umfasst eine einzige Reihe von Trocknern. Eine Zwischenwalze ist zwischen jedem angrenzenden Trockner der Einzel-Reihentrockenpartien angeordnet. Ein Trockenfilz verläuft schlangenlinienförmig um jeden der Trockner und jede dazwischenliegende Walze, derart, dass die Papierbahn zwischen den Filz und jeden Trockner der Reihentrockenpartie angeordnet ist, um eine Seite der Papierbahn zu Trocken. Der Filz ist auch in direktem Kontakt zu einer anderen Seite der Bahn angeordnet. Die Trockenvorrichtung umfasst eine erste Reihentrockenpartie zum Trocknen einer Seite der Papierbahn. Eine zweite Reihentrockenpartie ist unmittelbar nach der ersten Reihentrockenpartie angeordnet, um eine abwechselnde Seite der Bahn zu trocknen.
Eine Transfereinrichtung ist zwischen der ersten und der zweiten Reihentrockenpartie angeordnet um die Papierbahn ohne offenen Zug zwischen der ersten und der zweiten Trockenpartie zu transferieren.
die Transfereinrichtung umfasst eine Filzwalze, die zwischen der ersten und der zweiten Trockenpartie so angeordnet ist, dass der Trockenfilz von der ersten Trockenpartie zu und um die Filzwalze läuft. Der Filz ist zwischen der Filzwalze und der Papierbahn angeordnet.
Eine weitere Filzwalze ist zwischen der Filzwalze und der ersten Trockenpartie angeordnet und ein weiterer Filz erstreckt sich um die weitere Filzwalze, so dass der weitere Filz zwischen der weiteren Filzwalze und der Bahn liegt. Dann verläuft der weitere Filz um die zweite Trockenpartie, so dass die Bahn zwischen dem Filz und dem weiteren Filz liegt und ohne offenen Zug von der ersten zur zweiten Trockenpartie geleitet wird.
Ein grundlegender Nachteil der oben beschriebenen Anordnung nach dem Stand der Technik, wie er in DE-U-90 01 209 und US-A-4.934.067 beschrieben ist, sind die hohen Kosten der Zwischenwalzen, die Saugwalzen sind und für das Saugsystem für solche Saugwalzen.
Demnach ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Trockenvorrichtung zu schaffen, die einen wesentlichen Beitrag zur Technik des Trocknens einer gepressten Bahn bringt, indem die Notwendigkeit, dass die Zwischenwalzen Saugwalzen sind entfällt.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Trockenvorrichtung mit einer Zwischenwalze zu schaffen, die eine auseinanderlaufende Luftgrenzströmung aufweist nach einem Trockenfilz, der sonst die Bahn vom Filz, der um die Zwischenwalze verläuft, abheben würde.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Trockenvorrichtung zu schaffen, der eine Zwischenwalze aufweist, so dass inhärente Schrumpfung der Papierbahn in Maschinenrichtung, während dem Trocknen die Schrumpfung quer zur Maschine verhindert, während die Papierbahn zwischen aufeinanderfolgenden Trocknern verläuft.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Trockenvorrichtung zu schaffen, in welcher jede Zwischenwalze einen Durchmesser aufweist, der wesentlich kleiner als der Durchmesser von angrenzenden Trocknern ist, so dass die Schrumpfung in Maschinenrichtung den Zug erhöht, so dass der Druck, der von der Bahn gegen den Trockenfilz ausgeübt wird, wenn sich die Papierbahn um die Zwischenwalzen bewegt, entsprechend der Gleichung PS = TW/RI erhöht wird, wobei PS der Druck ist, der von der Bahn auf den Filz ausgeübt wird, TW ist der Zug in Richtung der Maschine, und RI ist der Radius der Zwischenwalze.
Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann leicht ersichtlich, wenn er die nachfolgende, detaillierte Beschreibung, zusammen mit den Zeichnungen liest.
Um dies zu erreichen, ist die Trockenvorrichtung nach der Erfindung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gekennzeichnet.
Insbesondere weist die Zwischenwalze, nach der Lehre der vorliegenden Erfindung mehrere Umfangsnuten auf um die Grenzluftschicht auszubreiten, welche dem Filz folgt, der sonst dazu neigen würde, die Bahn vom Filz zu heben, die vom Filz um die Zwischenwalze verläuft, wobei die Anordnung so ist, dass das inhärente Schrumpfen der in Richtung der Maschine beim Trocknen das Schrumpfen der Bahn quer zur Maschine verhindert, wenn sich die Bahn zwischen aufeinanderfolgenden Trocknern bewegt.
Neben den Filzwalzen ist eine Einrichtung angeordnet, welche die Papierbahn zwingt, dem weiteren Filz zu folgen, wenn der Filz und der weitere Filz nach der Filzwalze auseinanderlaufen.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist diese Einrichtung ein Gebläse, das auf der dem zweiten Filz gegenüber der Bahn gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Das Gebläse ist mit einer Pressluftquelle verbunden, so dass ein Luftvorhang aus dem Gebläse auf den weiteren Filz geblasen wird, so dass die Bahn gegen den weiteren Filz gezogen wird, wegen dem Coanda Effekt des Luftvorhangs gegenüber dem weiteren Filz.
Jede der dazwischenliegenden Walze hat einen Durchmesser, der wesentlich kleiner als der Durchmesser des danebenliegenden Trockners ist, so dass die Schrumpfung in Richtung der Maschine den Zug in der Bahn zwischen nachfolgenden Trocknern erhöht. Die Anordnung ist so, dass der Druck, der von der Bahn gegen den Trockenfilz bei der Bewegung der Bahn um die dazwischenliegende Walze, entsprechend der Gleichung PS = TW/RI Kilogramm pro Quadratzentimeter (Pound pro Quadratinch) erhöht wird, wobei PS der Druck ist, der durch die Papierbahn auf den Trockenfilz ausgeübt wird, der um die Zwischenwalze läuft, TW ist der Zug der Papierbahn in Richtung der Maschine, der durch die Schrumpfung der Papierbahn beim Trockenen, in Richtung erzeugt wird und RI ist der Radius der dazwischenliegenden Walze.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die mehreren Nuten quer zur Maschinenrichtung über die ganze Breite der Zwischenwalze verteilt.
Jede Nute der mehreren Umfangsnuten verläuft über den Umfang der Zwischenwalze, so dass die Luft, die in jede Nute gepumpt wird, durch den Trockenfilz, auf die Zwischenwalze zu und um jede Nute herum fliesst, so dass ein Aufbau von Luftdruck verhindert wird, bei einem zusammenlaufenden Klemmspalt der gebildet wird zwischen dem Trockenfilz und der Zwischenwalze.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Trockner einen Saugkasten, der nahe bei einem nicht mit Filz bezogenen Endstück der Zwischenwalze angeordnet ist. Der Saugkasten ist selektiv an einem Sauger angeschlossen, so dass die Vorrichtung im Betrieb bei Zusammen fügen von Enden die Saugkammer an den Sauger angeschlossen wird, so dass Luft in Richtung vom Ende der Papierbahn weg, gegen und durch den Trockenfilz und in die Umfangsnuten fliesst, die an den Saugkasten grenzen und in den Sauger, so dass das Ende an den Trockenfilz geleitet wird, der um die Zwischenwalze läuft beim Zusammenfügen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zwischenwalze eine Mantelwalze, wobei der Mantel mehrere Umfangsnuten aufweist.
Insbesondere weist der Walzenmantel in Innern des Mantels eine Wand auf. Der Mantel und die Wand bilden eine Kammer zum Zusammenfügen, die bei beim einen Ende der Zwischenwalze angeordnet ist.
Umfangsnuten sind in der Umgebung der Kammer zum Zusammenfügen angeordnet und bilden eine Öffnung, so dass die Kammer zum Verbinden mit den Umfangsnuten, die in der Umgebung der Kammer sind, für Fluid verbunden ist, derart dass Luft von einem Ende der Bahn gegen und durch den Trockenfilz, durch die Nuten in der Umgebung der Einfädelkammer und in die Einfädelkammer fliesst und durch die Öffnung, in die Einfädelkammer fliesst, wenn die Einfädelkammer an die Saugquelle angeschlossen ist, so dass das Ende nahe an den Trockenfilz gezwungen wird, während dem Einfädelvorgang der Trockenvorrichtung.
Viele Änderungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann klar, wenn er die nachfolgende Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet. Aber solche Änderungen und Variationen fallen in den Umfang und Sinn der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Trockenvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Zwischenwalze nach der vorliegenden Erfindung, welche mehrere umlaufende Nuten aufweist;
Fig. 3 ist die Ansicht eines Teil eines Querschnitts einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche einen Teil einer Zwischenwalze zeigt, zusammen mit einem angrenzenden Saugkasten; und
Fig. 4 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche eine Zwischenwalze mit einem Mantel und eine Zwischenwand aufweist, die eine Kammer zum Verbinden von Enden bilden.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Teile bei den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Zeichnungen in Einzelheiten.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Trockeneinrichtung 10 nach der Erfindung zum Trocknen einer gepressten Papierbahn W.
Die Trockeneinrichtung 10 umfasst mehrere, Einzel-Reihentrockenpartien 12 bzw. 14, in denen aufeinanderfolgende Partien 12 und 14 verschiedene Seiten 16 und 18 der Bahn W trocknen.
Die Bahn W wird zwischen aufeinanderfolgenden Partien 12, 14 ohne offenen Zug auf die Bahn W transportiert, derart dass die Bahn W auf beiden Seiten 16 und 18 gleichmässig trocknet, während die Bahn W gegen Schrumpfen in Richtung quer zur Maschine festgehalten ist.
Jede der Trockenpartien 12 und 14 enthält eine Einzel-Reihe von Trocknern, auf die mit den Pfeilen 20 bzw. 22 hingewiesen wird.
Insbesondere die Trockenpartie 12 enthält eine Reihe von einzelnen Trocknern 14, 15 und 26.
Eine Zwischenwalze 28 ist zwischen nebeneinanderliegenden Trocknern 24 und 25 der Reihe 20 von Einzeltrocknern angeordnet.
Ein Trockenfilz 30 verläuft schlangenlinienförmig um jeden Trockner 24 bis 26 und die Zwischenwalzen 28, so dass die Bahn W zwischen dem Filz 30 und jedem der Trockner 24 bis 26 des Einzel-reihentrockners 20 angeordnet um die Seite 16 der Bahn W zu trocknen.
Der Filz 30 verläuft auch zwischen den Zwischenwalzen 28 und der Bahn W, so dass der Filz 30 in direktem Kontakt mit einer anderen Seite 18 der Bahn steht.
Die Zwischenwalze 28 weist mehrere umlaufende Nuten auf wie dies klarer in Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht einer der Zwischenwalzen gezeigt ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist die Zwischenwalze 28 mehrere umlaufende Nuten 32, 33, 34, 35, 36 und 37 auf, um Grenzluft zu verteilen, die, wie mit den Pfeilen 38 angedeutet dem Filz 30 folgt, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist, die sonst die Bahn W vom Filz 30 abheben würde, der um die Zwischenwalze läuft.
Die Anordnung ist so, dass beim Transport der Bahn W zwischen aufeinanderfolgenden Trocknern 24 und 25 inhärentes Schrumpfen in Richtung der Maschine, wie dies mit dem Pfeil MD angedeutet ist, beim Trocknen das Schrumpfen in Richtung quer zur Maschine verhindert, wie dies mit Pfeil CD angezeigt ist.
Insbesondere mit Bezug auf Fig 1 umfasst die Trockenvorrichtung 10 eine erste Einzel-Reihentrockenpartie 12 zum Trocknen der einen Seite 16 der Bahn W.
Eine zweite einzelne Einzel-Reihentrockenpartie 14 ist unmittelbar nach der ersten Trockenpartie 12, zum Trocknen der anderen Seite 18 der Bahn W angeordnet.
Eine mit 40 bezeichnete Transfereinrichtung ist zwischen der ersten und der zweiten Trockenpartie 12 bzw 14 angeordnet, um die Bahn 14 ohne offene Zug zwischen der ersten und der zweiten Partie 12 und 14 zu transportieren.
Insbesondere umfasst die Transfereinrichtung 40 eine Filzwalze 42, die zwischen der ersten und der zweiten Trockenpartie 12 und 14 so angeordnet ist, dass der Trockenfilz 30 sich von der ersten Trockenpartie 12 zur und um die Filzwalze 42 erstreckt. Der Filz 30 ist zwischen der Filzwalze 42 und der Bahn W angeordnet.
Eine weitere Filzwalze 44 ist zwischen der Filzwalze 42 und der ersten Trockenpartie 12 angeordnet.
Ein weiterer Filz 46 verläuft um die weitere Filzwalze 44, so dass der weitere Filz 46 zwischen der weiteren Filzwalze 44 und der Bahn liegt. Der weitere Filz 46 verläuft darnach um die zweite Trockenpartie 12, so dass die Bahn W zwischen dem Filz 30 und dem weiteren Filz 46 ohne offenen Zug von der ersten Trockenpartie 12 zur zweiten Trockenpartie 14 geführt ist.
Insbesondere, wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Vorrichtung 48 bei der Filzwalze 42 angeordnet, um die Bahn W zu zwingen, dem weiteren Filz 46 zu folgen, wenn der Filz 30 und der weitere Filz 46 voneinander weg laufen in der Umgebung der Filzwalze 42.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Vorrichtung 48 ein Blaskasten 50, der auf der anderen Seite des weiteren Filzes 46 als die Bahn W liegt. Der Blaskasten 50 ist mit einer Pressluftquelle 52 verbunden, so dass ein Luftvorhang, der mit dem Pfeil 54 dargestellt ist, vom Blaskasten 50 auf den weiteren Filz 46 geblasen wird, so dass die Bahn W auf Grund des Coanda Effektes des Luftvorhangs 54 gegenüber dem weiteren Filz 54, gegen den weiteren Filz 46 gezogen wird.
Wie in Fig. 1 klar gezeigt, hat jede der Zwischenwalzen 28 einen Durchmesser d, der wesentliche kleiner ist als der Durchmesser D der angrenzenden Trockener 24 bis 26, so dass die Schrumpfung MD in Richtung der Maschine die Spannung der Bahn W zwischen aufeinanderfolgenden Trocknern 24 und 25 erhöht, so dass der Druck, der mit dem Buchstaben P dargestellt ist, der von der Bahn W auf den Trockenfilz 30 ausgeübt wird, wenn die Bahn W um die Zwischenwalze 28 läuft, erhöht wird nach der Gleichung PS = TW/RI Kilogramm pro Quadratzentimeter (Pound pro Quadratinch), wobei PS der Druck ist, der von der Bahn auf den Trockenfilz 30 ausgeübt wird, der die Zwischenwalze 28 umläuft, TW ist die Spannung der Bahn W in der Richtung der Maschine, der beim Trocknen durch das Schrumpfen der Bahn W in Richtung der Maschine erzeugt wird und RI ist der Radius der Zwischenwalze 28.
Wie in Fig. 2 gezeigt, erstreckt sich jede Nute der mehreren Nuten 32 bis 37 über den Umfang der Walze 28, sa dass Luft 28 in jede der Nuten gepumpt wird vom Trockenfilz 30, der gegen die Walze 28 konvergiert und durch und um jede Nute fliesst, so dass das Aufbauen eines Luftdrucks bei der zusammenlaufenden Klemmspaltlinie N, die zwischen dem Trockenfilz 30 und der Zwischenwalze 28 gebildet wird, verhindert wird.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Saugkasten 56 nach bei einem Endteil 58 ohne Filz der Zwischenwalze 28 angeordnet ist. Der Saugkasten 56 ist wählbar mit einer Unterdruck-Saugquelle 52A verbunden, so dass Luft 60 in einer Richtung vom Ende T der Bahn W gegen und durch den Trockenfilz 30A und in die Umfangsnute 32A, die beim Saugkasten 56 angeordnet ist, und in den Saugkasten 56 fliesst, so dass das Ende T nahe zum Trockenfilz gebracht wird und um die Zwischenwalze 28A läuft beim Verbinden der Ende.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zwischenwalze 28B eine Mantelwalze, bei welcher der Mantel mehrere Nuten 32B, 33B, 34B, 35B und 36B aufweist und einen drehbaren Mantel 62 und eine innere Trennwand 64, die innerhalb der Mantelschale 62 angeordnet ist. Die Schale 62 und die Trennwand 64 bilden ein Verbindungskammer 66 die an das eine Ende 68 der Zwischenwalze 28B angrenzend angeordnet ist.
Umlaufende Nuten 32B bis 36B, die in der Nähe der Verbindungskammer 66 haben Öffnungen 70 auf, so dass die Verbindungskammer 66 für die Ende eine Fluidverbindung mit den umlaufenden Nuten 32B bis 36B aufweisen, die in der Nähe der Kammer 66 liegen.
Die Anordnung ist so, dass wenn die Kammer 66 für das Verbinden der Ende mit einer Unterdruckquelle 52B verbunden wird, Luft 60B vom Ende TB der Bahn gegen und durch den Trockenfilz 30B, durch die Nuten 32B bis 36B fliesst, die in der Nähe der Verbindungskammer 66 sind und durch die Öffnungen 70 in die Verbindungskamrner 66, so dass das Ende TB nahe an den Trockenfilz gezwungen wird während dem Verbindungsvorgang der Trockenvorrichtung.
Beim Betrieb der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, nimmt beim Schrumpfen der Papierbahn in Richtung der Maschine, wenn die Bahn trocknet der Druck, der von der Bahn auf den Filz ausübt, beim Lauf der Bahn und des Filzes um jede der Zwischenwalzen zu, so dass das Schrumpfen quer zur Maschine während dem ganzen Trockenvorgang verhindert wird.
Insbesondere bei Einzel-Reihentrockenpartien nach dem Stand der Technik werden besondere Saugwalzen verwendet, um den Lauf der Bahn und die Führung der Bahn und in wenigen Fällen die Fähigkeit der Trockenpartie für das Einziehen zu verbessern, ohne Seileinzüge zu verwenden.
Solche Anordnungen nach dem Stand der Technik wie sie im zuvor genannten US Patent Nr. 4.934.067 beschrieben sind, haben bewiesen kommerziell erfolgreiche Konstruktionen zu sein, um die vorher genannten Aufgaben zu lösen.
Aber ein grundlegender Nachteil der vorher genannten Konstruktion nach US Patent Nr.4.934.067 sind die hohen Kosten der Saugwalzen und die Notwendigkeit eines Saugsystems für diese Walzen.
Die vorliegende Erfindung beseitigt die vorher genannten Schwierigkeiten, indem sie spezielle Filzwalzen schafft, welche die vorher erwähnten Zwischenwalzen ersetzen. Solche spezielle Filzwalzen verlangen keine innere, zentrale Welle, innere Dichtungen und umfangreiche durchgehende Bohrungen, wie sie bei den bisherigen Saugwalzen nach dem Stand der Technik notwendig waren. Insbesondere diese speziellen Filzwalzen weisen gerillte Oberflächen auf, welche helfen die Luftgrenzschicht zu diffundieren, welche der Innenseite des Trockenfilzes folgen. Die Einzel- Reihentrockenpartie, die nach der vorliegenden Erfindung aufgeführt ist, ist weiter durch eine Einzelreihenkonzept gekennzeichnet, das sich über das nasse Ende der Trockenpartie hinaus, in die Trockenseite erstreckt, ohne dass die vorher erwähnten, teuren Saugwalzen notwendig sind.
Eines der neuen Merkmale der vorliegenden Erfindung liegt in der Erkenntnis, dass die Grundform der Einzel- Reihentrockenpartie einen signifikanten und vielleicht ausschlaggebenden Einfluss auf die Rückhaltekräfte die das des Schrumpfens der Bahn verhindern, haben kann, in einzelnen Fällen ohne den Gebrauch von Zwischensaugwalzen.
Das Folgende umfasst eine Analyse, welche die wesentlichen Merkmale des erfinderischen Konzepts der vorliegenden Erfindung aufzeigt.
Die Bahn ist nach dem US Patent Nr.4.934.067 in der ganzen Vorrichtung mit einer Kombination von Filzdruck auf die Bahn festgehalten, wenn diese die Trockner durchläuft und durch das Festhalten mit Saugen durch die Saugwalzen, wenn die Bahn die Saugwalzen umläuft. Diese Kombination von Haltemechanismen hat sich als wirksam erwiesen bei leichten Qualitäten bei hoher Maschinengeschwindigkeit.
Der Reibungskontakt, der zwischen der Bahn und dem Filz und dem Trockner im ersten Fall und zwischen der Bahn und dem Filz im zweiten Fall entsteht, hindert die Papierbahn daran, sich in Richtung quer zur Maschine zusammen zu ziehen. Dies ist wesentlich verschieden von den verbreiteteren Doppel-Reihentrockenpartie Anordnungen, bei denen die Papierbahn sehr geringe Haltekräfte quer zur Maschine erfährt im offenen Zug zwischen den Trockenzylindern.
Im ersten Fall ist der Druck, auf die Papierbahn durch die Gleichung P1 = T/RD Kilogramm pro Quadratzentimeter (Pounds pro Quadratinch) gegeben, in der T den effektiven Zug um Filz in Kilogramm pro linearen Zentimeter (Pound pro linearer Inch) und RD den Radius des Trockenzylinders in Zentimeter (Inches) bedeutet.
Im zweiten Fall ist der Druck, der auf die Bahn ausgeübt wird durch die Gleichung P2 = PV Kilogramm pro Quadratzentimeter (Pound pro Quadratinch) gegeben, in welcher PV den Saugdruck in der Saugwalze in ausgedrückt in Kilogramm pro Quadratzentimeter (Pound pro Quadratinch) bedeutet.
Die oben beschriebene Analyse beschreibt die Haltemechanismen, welche als funktionsfähig erkannt wurden in der Trockenpartie nach US Patent Nr. 4.934.067 und den verschiedene Varianten davon.
Doch wurde beobachtet, dass das Schrumpfen der Bahn in Richtung der Maschine auch einen Einfluss auf das Festhalten in Richtung quer zur Maschine hat. In einer Einzel-Reihenanordnung nach der vorliegenden Erfindung ist die Bahn immer durch einen Filz gestützt und deshalb erfährt sie den Spanneffekt des äusseren Luftstromes bei offenem Zug der Bahn nicht und wird dementsprechend nach der vorliegenden Erfindung in Wirklichkeit in Richtung der Maschine schrumpfen.
Solches inhärentes oder natürliches Schrumpfen der Papierbahn hängt von der Formation, der Ausrüstung und Orientierung der Fasern ab, ist aber typisch im Bereich von 2 bis 4 Prozent. In einer typischen Trockenpartie mit 40 Trocknern ist die Länge der Papierbahn jederzeit etwa 182.88 Meter (600 Fuss). Die vorher erwähnten 182.88 Meter (600 Fuss) der Papierbahn haben die natürliche Tendenz in Richtung der Maschine um 3.66 Meter bis 7.32 Meter (12 bis 24 Fuss) zu schrumpfen. Dieses Schrumpfen in der Grössenordnung von 3.66 bis 7.32 Meter (12 bis 24 Fuss) heisst, dass die Papierbahn im Mittel zwischen 9.14 und 18. 29 cm (3.6 bis 7.2 Inch) zwischen aufeinanderfolgenden Trocknern, wenn es 40 Trockner gibt in der Trockenvorrichtung. Das vorher erwähnte Schrumpfen wird weitgehend verhindert, durch den Druck, der auf die Papierbahn ausgeübt wird durch die gespannten Filze, wenn die Papierbahn die Trockenzylinder umläuft.
In Wirklichkeit ist die Bahn an beiden Enden entlang der Maschine durch die Filze, wenn sie über jede der Zwischenwalzen läuft. Dies erhöhte Tendenz der Bahn zu schrumpfen in Richtung der Maschine führt zu einer erhöhten Spannung in Richtung der Maschine. Diese Spannung der Papierbahn führt dann zu einem Druck auf den Textilbelag, wenn die Papierbahn um die Zwischenwalzen läuft. Dieser Druck wird durch die Gleichung PS = TW/RI Kilogramm pro Quadratzentimeter (Pound pro Quadratinch) bestimmt, in welcher TW die Spannung in Richtung der Maschine auf Grund der Tendenz, in Richtung der Maschine zu schrumpfen, und RI ist der Radius der Zwischen-Saugwalze.
Der Druck PS führt zu einer senkrechten Kraft auf den Filz, der, wenn er mit der Reibung zwischen Filz und Papierbahn gekoppelt ist, das Schrumpfen in Richtung quer zur Maschine verhindert.
Es wurde weiter beobachtet, dass die wirksame Spannung TW der Bahn von der Grösse des natürlichen Schrumpfens abhängt, welche die Papierbahn erfährt und ebenso von der plastischen Verformung, die auftritt. Die gesamte Spannung kann weiter durch die zentrifugalen Kräfte, welchen die Papierbahn ausgesetzt ist, wenn sie um die Zwischenwalze läuft, vermindert werden.
Wenn DL die Neigung der Papierbahn zum Schrumpfen in cm (Inch) bedeutet und "e" die Grösse der Verformung der Papierbahn in cm (Inch) darstellt, und wenn "E" den effektiven Modul der Papierbahn, ausgedrückt in kg pro cm² (Pound pro Quadratinch) bedeutet, dann ist die gesamte Spannung, welche in der Bahn zwischen den Walzen entwickelt würde Tt = (DL - e)E, kg pro linearem cm (Pound pro linearem Inch).
Der Verlust an wirksamer Spannung der Papierbahn auf den Trockenfilz auf Grund von zentrifugalen Kräften, kann angenähert werden.
Insbesondere für Zwischenwalzen, die einen Umschlingungswinkel von 180 haben, wird die vorher erwähnte Annäherung durch die Gleichung T1 = C(B D RI)V²/RI kg pro linearen cm (Pound pro linearer Inch), worin B das Nassgewicht der Papierbahn ausgedrückt in kg pro cm² (Pound pro Quadratinch) und V ist die Geschwindigkeit der Papierbahn in Zentimeter (Fuss) pro Minute und RI ist der Radius der Zwischenwalze, ausgedrückt in cm (Inch).
Es ist zu beachten, dass D gleich 3.1416 und C ein geeigneter Umrechnungsfaktor ist.
Dem entsprechend wurde festgestellt, dass der Verlust an Spannung wegen zentrifugalen Kräften nicht vom Radius der Zwischenwalze abhängt.
Vom oben gesagten und durch Kombination der obigen Gleichur.gen, ist ein Ausdruck für den Druck der Papierbahn auf die Textilauflage:
PS = TW/RI
PS = (Tt - T1)/RI
PS = ((DL - e)E - C(B D V²))/RI kg pro linearer cm (pli)
Aufgrund der vorherigen Gleichungen wurde gefunden, dass die natürliche Tendenz der Papierbahn in Richtung der Maschine zum Schrumpfen dazu verwendet werden kann, das Schrumpfen in Richtung quer zur Maschine zu verhindern, in dem Druck auf den Trockenfilz erzeugt wird, und dass dieses Verhindern des Schrumpfens in Richtung quer zur Maschine grösser wird unter den folgenden Bedingungen:
1) Zwischenwalze mit kleinem Durchmesser (kleiner RI)
2) Maschinen mit niedriger Geschwindigkeit (niedriges V)
3) Minimales Nachlassen der Spannung der Papierbahn (kleines e)
4) Hoher Elastizitätsmodul der nassen Papierbahn (hohes E)
5) Hohe natürliche Schrumpfrate in Richtung der Maschine (hohes DL)
Es wurde auch beobachtet, dass das Nachlassen der Spannung (e) in der Papierbahn eine zeitabhängige Erscheinung ist. In anderen Worten, die Spannung wird immer weniger nachlassen, wenn die Zeit kurz ist. Für eine gegebene Geschwindigkeit der Maschine wird dies erreicht mit einer Zwischenwalze mit kleinem Durchmesser, mit kurzen Filz- Tangentenlängen zwischen den Trocknern und den zugehörigen Zwischenwalzen.
Dem entsprechend findet die vorliegenden Erfindung besondere Anwendung bei der Herstellung von Deckkarton und anderen Kartonarten bei Geschwindigkeiten von weniger als 914 Metern pro Minute (3000 Fuss pro Minute).
Die vorliegenden Erfindung schaffe eine zugfreie Trockenvorrichtung zum gleichmässigen Trockenen beider Seiten einer Papierbahn, welche die Spannung in Richtung der Maschine verwendet, um das Schrumpfen der entstehenden Papierbahn in Richtung quer zur Maschine zu verhindern.

Claims

1. Trockenvorrichtung zum Trocknen einer gepressten Bahn, welche Vorrichtung umfasst:

mehrere Einzel-Reihentrockenpartie (12, 14), bei denen auf einanderfolgende Partien (12, 14) verschiedene Seiten (16, 18) der Bahn (W) trocknen, wobei die Bahn (W) zwischen aufeinanderfolgenden Partien (12, 14), ohne offenen Zug transferiert wird, so dass die Bahn (W) auf beiden Seiten (16, 18) gleichmässig getrocknet wird, während die Bahn (W) gegen Schrumpfen in Richtung quer zur Maschine festgehalten wird;

wobei jede der Trockenpartien (12, 14) umfasst:

eine Reihe von Einzel-Reihentrocknern (20, 22 und 24, 25, 26),

eine Zwischenwalze (28), die zwischen jeweils zwei nebeneinanderliegenden Trocknern (25) der Einzel- Reihentrockenpartie (2) angeordnet-sind und

einen Trockenfilz (30) der sich schlangenlinienförmig um jeden Trockner (24 - 26) und jede Zwischenwalze (28) erstreckt, so dass die Bahn (W) zwischen dem Filz (30) und jedem Trockner (24 - 26) der einzelnen Reihe von Trocknern (20) zum Trocknen der einen Seite (16) der Bahn (W) angeordnet ist, so dass der Filz (30) in direktem Kontakt mit einer anderen Seite (18) der Bahn (W) ist;

wobei die mehreren Einzel-Reihentrockenpartien (12, 14) umfassen:

eine erste Einzel-Reihentrockenpartie (12) zum Trocknen der einen Seite (16) der Bahn (W),

eine zweite Einzel-Reihentrockenpartie (14), die unmittelbar nach der ersten Einzel-Reihentrockenpartie (12) angeordnet ist, zum Trocknen der anderen Seite (18) der Bahn (W);

eine Transportvorrichtung (40), die zwischen der ersten und der zweiten Einzel-Reihentrockenpartie (12, 14) angeordnet ist, zum Transportieren der Bahn (W) ohne offenen Zug zwischen der ersten und zweiten Trockenpartie (12, 14);

wobei die Transportvorrichtung (40) umfasst:

eine Filzwalze (42), die zwischen der ersten und der zweiten Trockenpartie (12, 14) angeordnet ist, so dass der Trockenfilz (30) von der ersten Trockenpartie (12) zur und um die Filzwalze (42) läuft und der Filz (30) zwischen der Filzwalze (42) und der Bahn (W) liegt,

einer weiteren Filzwalze (44) die zwischen der Filzwalze (42) und der ersten Einzel- Reihentrockenpartie (12) angeordnet ist und

einem weiteren Filz (46), der um die weitere Filzwalze (44) läuft, so dass der weitere Filz (46) zwischen der weiteren Filzwalze (44) und der Bahn (W) liegt, und der weitere Filz (46) darnach durch die zweite Trockenpartie (14) läuft, so dass die Bahn (W) zwischen dem Filz (30) und dem weiteren Filz (46) liegt und ohne offenen Zug von der ersten zur zweiten Trockenpartie (12, 14) transportiert wird,

dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwalze (28) mehrere Umfangsnuten (32, 33, 34, 35, 36, 37) aufweist, zum Ausbreiten von Grenzluft (38), welche dem Filz (30) folgt, der sonst dazu neigen würde die Bahn (W) vom Filz (30) abzuheben, der um die Zwischenwalze (28) läuft, wobei die Anordnung derart ist, dass die inhärente Schrumpfung (MD) der Bahn (W) in Richtung der Maschine beim Trocknen das Schrumpfen der Bahn (W) in Richtung quer zur Maschine (CD) verhindert, während sich die Bahn (W) zwischen aufeinanderfolgenden Trocknern (24, 25) bewegt,

wobei die weitere Filzwalze (44) vor der Filzwalze (42) angeordnet ist, und

dass weiter eine Einrichtung (48) in der Nähe der Filzwalze (42) angeordnet ist, welche dafür sorgt, dass die Bahn (W) dem weiteren Filz (46) folgt, wenn der Filz (30) und der weitere Filz (46) voneinander weg laufen, in der Nähe der Filzwalze (42).

2. Trockenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (48) ein Blaskasten (50) ist, der bezogen auf die Bahn (W), auf der gegenüberliegenden Seite des weiteren Filzes (46) angeordnet ist, wobei der Blaskasten (50) mit einer Druckluftquelle (52) verbunden ist, so dass ein Luftvorhang (54) vom Blaskasten (50) auf den weiteren Filz (46) geblasen wird, der auf Grund eines Coanda Effektes des Luftvorhangs (54) gegenüber dem weiteren Filz (46) entsteht.

3. Trockenvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dass jede der Zwischenwalzen (28) einen Durchmesser (d) hat, der wesentliche kleiner ist als der Durchmesser (D) der benachbarten Trockner (24 - 26), so dass die Schrumpfung (MD) der Bahn (W) in Richtung der Maschine die Spannung der Bahn (W) zwischen aufeinanderfolgenden Trocknern (24, 25) erhöht, so dass der Druck (P) der von der Bahn (W) gegen den Trockenfilz (30) ausgeübt wird, beim Lauf der Bahn (W) um die Zwischenwalze (28) entsprechend der Gleichung

PS = TW/RI kg pro cm² (Pound pro Quadratinch) erhöht wird, worin PS der Druck ist, der von der Bahn (W) auf den Trockenfilz (30) ausgeübt wird, der um die Zwischenwalze (28) läuft,

TW ist die Spannung der Bahn (W) in Richtung der Maschine, welche durch das Schrumpfen der Bahn (W) beim Trocknen, in Richtung der Maschine, erzeugt wird, und

RI ist der Radius der Zwischenwalze (28).

4. Trockenvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Nuten (32 - 37), die zueinander, in Richtung quer zur Maschine (CD) einen Abstand haben und über die ganze Länge der Zwischenwalze verteilt sind.

5. Trockenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Nute dieser mehreren Nuten (32 - 37) sich über den Umfang der Zwischenwalze (28) erstreckt, so dass Luft (38), die durch den Trockenfilz (30) in jede der Nuten gepumpt wird, der gegen die Zwischenwalze (28) hin läuft, durch und um jede der Nuten fliesst, so dass der Aufbau von Luftdruck bei einem zusammenlaufenden Kontaktklemmspalt (N) zwischen Trockenfilz (30) und Zwischenwalze (28) verhindert wird.

6. Trockenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter umfasst:

einen Saugkasten (56) der nahe bei einem unbefilzten Endteil (58) der Zwischenwalze (28) angeordnet ist, wobei der Saugkasten wählbar mit einer Unterdruck erzeugenden Saugquelle (52A) verbunden ist, so dass die Vorrichtung im Betrieb, bei einem Vorgang wo Ende eingefädelt werden, der Saugkasten (56) mit der Saugquelle (52A) so verbunden ist, dass Luft (60) in Richtung des Endes (T) der Bahn (W), gegen und durch den Trockenfilz (30A) und in die Umfangnuten (32A), die gegenüber dem Saugkasten (56) angeordnet ist und in den Saugkasten (56) fliesst, so dass das Ende (T) gegen den Trockenfilz gedrängt wird, der um die Zwischenwalze (28A) läuft, während dem Einfädelvorgang.

7. Trockenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwalze (28B) eine Mantelwalze ist, wobei der Mantel mehrere Umfangnuten (32B, 33B, 34B, 35B, 36B) aufweist.

8. Trockenvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelwalze umfasst:

einen drehbaren Mantel (62);

eine innere Trennwand (64), die im Innern des Mantels (62) angeordnet ist, wobei der Mantel (62) und die Trennwand (64) eine Einfädelkammer (66) bilden, die an ein Ende (68) der Zwischenwalze (28B) angrenzt;

wobei die Umfangnuten (32B - 36B) in der Nähe der Einfädelkammer (66) angeordnet sind und Öffnungen (70) aufweisen, so dass die Einfädelkammer (66) eine Fluidverbindung zu den Umfangnuten (32B - 36B) aufweist, die in der Umgebung der Kammer (55) angeordnet sind, so dass, wenn die Einfädelkammer (66) mit einer Unterdruck-Saugquelle (52B) verbunden wird, Luft (60B) von einem Ende (TB) der Bahn (W) gegen und durch den Trockenfilz (30B), durch die Nuten (32B - 36B) und durch die Öffnungen (70) in die Einfädelkammer (66) fliesst, so dass das Ende (TB) eng an den Trockenfilz (30B) gezwungen wird, während dem Einfädelvorgang der Trockenvorrichtung.