DE69834496T2

DE69834496T2 - Verfahren und vorrichtung zur trocknung einer beschichteten papierbahn

Info

Publication number: DE69834496T2
Application number: DE69834496T
Authority: DE
Inventors: Knut Ringbom; Richard Solin
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Metso Paper Oy
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2018-07-04
Also published as: CA2294862A1; EP1009877B1; CA2294862C; ATE325924T1; FI114933B; DE1009877T1; US6293031B1; FI972878A0; JP2001509556A; EP1009877A1; ES2262235T3; AU8217798A; DE69834496D1; FI972878A; EP1009877B9; WO1999002773A1; JP3488689B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Gerät für ein Trocknen einer beschichteten Papierbahn.
Aus den US Patenten 5 771 602 und 5 230 165 ist bislang bekannt, eine beschichtete aber noch ungetrocknete Papierbahn oder dergleichen in einer kontaktfreien Weise durch Gebläseströme, die durch eine Drehvorrichtung erzeugt werden, zu drehen, bevor die Bahn in einer kontaktfreien Weise durch luftgestützte Bahntrockner, die an beiden Seiten der Bahn angeordnet sind, tatsächlich getrocknet wird.
Aus dem US Patent 5 230 165 ist außerdem per se bekannt, ein gekrümmtes Gegenstück, das mit Unterdruckdüsen versehen ist, an der Drehvorrichtung an der anderen Seite der Papierbahn anzuordnen. Der Zweck ist, dass das Trocknen der Papierbahn an beiden Seiten der Bahn bereits an dem gekrümmten Abschnitt der Bahn beginnt. Die Unterdruckdüsen haben eine relativ begrenzte Trocknungskapazität, wenn Trocknungsluft so geblasen wird, dass sie hauptsächlich in der Richtung der Bahn entlang der Düsenfläche strömt, wobei der Koanda-Effekt genutzt wird. Bei den gezeigten Aufbauarten wird ermöglicht, dass die feuchte und noch warme Trocknungsluft, die aus den Unterdruckdüsen geblasen wird, von dem Gegenstück direkt in den Maschinenraum, der das Gerät umgibt, strömt, was in nachteilhafter Weise die Feuchtigkeit und die Wärme in dem Maschinenraum erhöht zusätzlich zu dem Umstand, dass ein Vergeuden der Wärme als solches nicht mit den Prinzipien einer gesunden Energiewirtschaftlichkeit übereinstimmt.
Aufgrund des Koanda-Effektes wird eine statische Unterdruckzone zwischen den Düsen und der Bahn in dem Düsenbereich in den an sich bekannten Gegenstücken prinzipiell über den gesamten Düsenbereich ausgebildet. Das Ziel ist es, diesen Unterdruck zu verwenden, um den Drückeffekt der Drehvorrichtung mittels des Saugvorgangs in dem Gegenstückbereich zu verstärken. Ein Saugvorgang wird angewendet, um die Bahn nach außen zu strecken, um die Bahn an ihrem gekrümmten Verlauf zu stabilisieren. Jedoch besteht im Hinblick auf diese mit den Unterdruckdüsen versehene Aufbauarten ein Risiko dahingehend, dass die Papierbahn, sollte sie beispielsweise aufgrund von Spannungsschwankungen durchhängen, mit den Düsen des Gegenstücks in Kontakt gelangt, woraufhin die Beschichtung beschädigt wird und/oder die Bahn reißt.
Die Patentveröffentlichung US 3 549 070 zeigt einen Aufbau für eine Verwendung bei einem Bahnoffsetdrucken oder außerdem für schwere Kartonarten und sogar an Stahlplatten. Die Verwendung einer Sinuswelle wird als eine Lösung für leichte Papierbahnen erwähnt. Die Patentveröffentlichung EP 770 731 zeigt einen Aufbau bei einem Trocknen einer Papierbahn bei einem geraden Trockner und unter Verwendung einer Drehvorrichtung vor diesem Abschnitt. Düsen in der Drehvorrichtung befinden sich an einer Seite der Bahn.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein neues verbessertes Verfahren und ein neues Gerät zu schaffen, bei denen die vorstehend aufgezeigten Nachteile minimal gestaltet worden sind.
Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät zuschaffen, mit denen es möglich ist, ein verbessertes Laufverhalten oder eine verbesserte Steuerbarkeit einer Papierbahn oder dergleichen zu erzielen.
Es ist des Weiteren eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät zu schaffen, die es ermöglichen, die Papierbahn oder dergleichen sicherer durch einen Schlitz zu führen, der durch die Drehvorrichtung und das Gegenstück ausgebildet ist.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren und ein Gerät zu schaffen, die eine größere Trocknungskapazität der Papierbahn als zuvor vorsehen und somit Raum in dem Maschinenraum einsparen.
Es ist eine weitere Aufgabe, ein Verfahren und ein Gerät zu schaffen, mit denen es möglich ist, die Feuchtigkeit und die thermische Belastung in dem Maschinenraum zu verringern und somit gleichzeitig die Energiewirtschaftlichkeit von dem Prozess zu verbessern.
Das Verfahren und das Gerät zum Trocknen einer beschichten Papierbahn oder dergleichen zum Lösen dieser Aufgaben sind durch die Offenbarung der beigefügten unabhängigen Ansprüche gekennzeichnet.
Das Gerät der vorliegenden Erfindung

– bei dem die Laufrichtung der zu trocknenden Papierbahn (W) in einer kontaktfreien Weise gedreht wird durch die Anwendung von Gebläseströmen, die durch Gebläsedüsen der Drehvorrichtung erzeugt werden, und durch einen somit erzeugten Polsterdruck; und bei dem
– die Papierbahn in einer kontaktfreien Weise mit Trocknungsvorrichtungen getrocknet wird;
– weist typischerweise ein Gegenstück auf, das mit Überdruckdüsen versehen ist, wobei das Gegenstück an dem gekrümmten Drehvorrichtungsbereich an der entgegengesetzten Seite der Papierbahn angeordnet ist.

Überdruckdüsen beziehen sich hierbei auf Düsen, deren Gebläseströme eine Bahndrückkraft bei sämtlichen Abständen bei der Bahn erzeugen. Bei den beschriebenen bekannten Aufbauarten war der Startpunkt umgekehrt, wobei bei ihnen Unterdruckdüsen angewendet worden sind, um bei einem bestimmten Abstand von der Bahn eine Kraft zu erzeugen, die entgegengesetzt zu der Drückkraft ist, um die Bahn zu strecken. Durch die Überdruckdüsen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Laufen der Bahn besser zu steuern und sicherzustellen, dass die Bahn von den Düsen entfernt bleibt.
Bei einem vorteilhaften Aufbau der vorliegenden Erfindung kann das Gegenstück beispielsweise mit Float-Düsen oder Push-Düsen versehen sein, die in dem Patent US 4 384 666 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung offenbart sind. Andererseits kann, wenn dies erwünscht ist, das Gegenstück außerdem mit einfachen Aufpralldüsen versehen sein, die beispielsweise eine perforierte Platte oder einen oder mehrere Schlitze haben, die sich über die Bahn erstrecken, wobei von ihnen Luft hauptsächlich direkt gegen die Bahn geblasen wird.
Die Überdruckdüsen von dem Gegenstück sind radial entgegen den Gebläsedüsen von der Drehvorrichtung angeordnet, d. h. derart, dass Gebläseströme von dem Gegenstück gegen die Papierbahn und gegen die Gebläseströme von der Drehvorrichtung gerichtet sind, die an der ersten Seite der Bahn angeordnet ist. Somit erzeugen die Gebläseströme beispielsweise aus den Float-Überdruckdüsen einen örtlichen Überdruck an beiden Seiten der Bahn zwischen der Papierbahn und den Trägerflächen der Düse, d. h. den Düsenflächen; wobei mit diesem Überdruck das Laufen der Papierbahn stabilisiert werden kann und das Laufverhalten und die Steuerbarkeit der Bahn verbessert werden kann. Aufpralldüsen sehen das gleiche Ergebnis vor, obwohl der durch die Aufpralldüsen erzeugte Druck im Allgemeinen geringfügig niedriger als der Druck ist, der durch Überdruckdüsen der Float-Art erzeugt wird.
An dem geraden Lauf der Papierbahn, der nach dem Drehabschnitt eingerichtet ist, d. h. in der Trockenpartie, sind Floatationsdüsen an den entgegengesetzten Seiten der Papierbahn jedoch in vorteilhafter Weise miteinander verkettet so angeordnet, dass die Bahn in einer Sinuswellenlaufbahn zwischen den Düsen läuft, die an beiden Seiten der Bahn angeordnet sind, was einen Bahnlauf ermöglicht, der so glatt wie möglich ist.
In dem Drehabschnitt der Vorrichtung kann die Laufrichtung der Bahn sogar 20° bis 260°, typischerweise 30° bis 160°, gedreht werden.
Die eigentliche Drehvorrichtung der vorliegenden Erfindung, bei der die Laufrichtung von der Papierbahn 20° bis 260° gedreht werden kann, weist typischerweise 3 bis 15 Gebläsedüsen auf. Das Gegenstück weist die gleiche Anzahl an Überdruckdüsen auf, d. h. 3 bis 15 Düsen. Außerdem sind die Gebläsedüsen von der eigentlichen Drehvorrichtung Überdruckdüsen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Drückdüsen von sowohl der Drehvorrichtung als auch dem Gegenstück hauptsächlich sogenannte Float-Überdruckdüsen der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung. Wenn die Düsen in dem Drehabschnitt außerdem entgegengesetzt zueinander an beiden Seiten der Bahn angeordnet sind, werden die Drückkräfte, die durch die Düsenströmungen verursacht werden, gegeneinander gerichtet. Dies erzeugt einen örtlichen Überdruck an den Trägerflächenbereichen der Düsen an beiden Seiten der Bahn. Die örtlichen Überdrücke, die entgegengesetzt zueinander an beiden Seiten der Bahn eingerichtet sind, haben einen stabilisierenden Effekt auf den Bahnlauf und verbessern die Lauffähigkeit und die Steuerbarkeit der Bahn auch in den Fällen einer Störung. Somit sieht der Aufbau der vorliegenden Erfindung einen optimalen Aufbau der Düsen zum Steuern der Bahn vor.
Bei dem Aufbau der vorliegenden Erfindung, bei dem Überdrückdüsen, wie beispielsweise Float-Düsen, bei dem Gegenstück anstelle von an sich bekannten Unterdruckdüsen, wie beispielsweise Foil-Düsen oder Pull-Düsen, die in dem Patent US 4 247 993 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung offenbart sind, angewendet werden, wird beispielsweise der wichtige Vorteil im Vergleich zu der bekannten Technologie erreicht, dass es erheblich weniger wahrscheinlich ist, dass aufgrund von Spannungsschwankungen die Papierbahn mit den Düsen von dem Gegenstück oder der Drehvorrichtung in Kontakt gelangen würde, da die Überdruckdüse die Bahn wegdrückt, während eine Unterdruckdüse nicht unbedingt stets dazu in der Lage ist, die Bahn von der Düsenfläche wegzuhalten.
Die Drehvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist des Weiteren in vorteilhafter Weise mit einer Steuervorrichtung versehen, was die Steuerbarkeit der Drehvorrichtung erhöht und es ermöglicht, den Abstand zwischen der Drehvorrichtung und der Bahn automatisch zu steuern, wobei diese Steuerung auf das Verhältnis zwischen dem Lieferluftdruck der Drehvorrichtung und dem Polsterdruck gegründet ist. Außerdem können die Drücke verwendet werden, um die Spannung der Bahn automatisch zu berechnen.
Dadurch weist die Steuervorrichtung typischerweise auf:

– einen Drucksensor, der in den Gebläsedüsen der Drehvorrichtung angeordnet ist, zum Messen von dem Innendruck P_SP von der Gebläsedüse;
– einen zweiten Drucksensor, der zwischen der Drehvorrichtung und der Papierbahn angeordnet ist, zum Messen von dem Polsterdruck P_KL zwischen der Drehvorrichtung und der Papierbahn; und
– ein Steuerelement, mit dem die Werte von den verschiedenen Drucksensoren miteinander kombiniert werden, um den Abstand H zwischen der Düsenfläche der Drehvorrichtung der Papierbahn zu berechnen und/oder ihn auf eine erwünschte Höhe einzustellen.

Für die Berechnung der Bahnspannung wird

– ein dritter Drucksensor, der zwischen dem Gegenstück und der Papierbahn angeordnet ist, zum Messen des Drucks P_VK zwischen dem Gegenstück und der Papierbahn außerdem benötigt.

Der Abstand H zwischen der Düsenfläche von der Drehvorrichtung und Papierbahn ist innerhalb des typischen Bereiches von 0 bis 30 mm, abgeleitet von der folgenden Formel:
bei der

H: der Abstand (mm) zwischen der Düsenfläche und Papierbahn ist;
P_SP: der Innendruck (Pa) von den Gebläsedüsen ist;
P_KL: der Polsterdruck (Pa) von der Drehvorrichtung ist, d. h. der Druck zwischen der Drehvorrichtung und der Papierbahn, gemessen in der Drehvorrichtung in dem freien Raum zwischen den Düsen;
a: der Verstärkungskoeffizient für die Maschine ist;
b: die Differenzvariable für die Maschine ist.

Der Polsterdruck bezieht sich auf einen Überdruck in der Drehvorrichtung, der in die Drehvorrichtung hinein erzeugt wird, wenn ein Kasten oder ein ähnlicher Aufbau, der um diese herum angeordnet ist, das Abgeben von Gebläseluft aus der Drehvorrichtung einschränkt. Bei einem bestimmten Drehvorrichtungsaufbau ist der Polsterdruck prinzipiell von der Menge an Luft, die zu der Drehvorrichtung geführt wird, dem Druck, der in dem Gegenstück vorherrscht und der Spannung der Bahn abhängig. Der Polsterdruck wird in dem freien Raum zwischen den Düsen der Drehvorrichtung gemessen.
Der Abstand zwischen der Trägerfläche der Düsen und der Papierbahn wird im Allgemeinen entweder durch ein Einstellen der Betriebsgeschwindigkeit von dem Gebläse, das Luft zu den Gebläsedüsen der Drehvorrichtung bläst, oder durch eine Führungsflügeleinstelleinrichtung so gesteuert, dass, indem die Luftzufuhr in dieser Weise gesteuert wird, außerdem der Düsendruck P_SP der Gebläsedüsen und somit außerdem der Abstand der Bahn von den Düsen gesteuert wird.
Das automatische Einstellen von dem Abstand zwischen der Trägerfläche der Drehvorrichtungsdüsen und der Papierbahn wird in der Praxis so ausgeführt, dass der Innendruck P_SP von der Düse der Drehvorrichtung und der Polsterdruck P_KL zwischen der Papierbahn und der Drehvorrichtung automatisch durch zwei Drucksensoren gemessen werden, woraufhin der Abstand der Bahn von der Düsenfläche mit der Hilfe des Verhältnisses zwischen dem Innendruck in der Düse (Düsendruck) und dem Polsterdruck unter Verwendung der vorstehend erwähnten Formel automatisch berechnet wird. Sofern dies erforderlich ist, kann dieses Verhältnis korrigiert werden durch ein Einstellen der Lieferung von Gebläseluft in derartiger Weise, dass der Abstand der Bahn von der Düsenfläche bei einer erwünschten Höhe bleibt. Die Einstellung kann automatisch sein, wobei in diesem Fall es das Ziel ist, üblicherweise den Abstand konstant zu halten, indem das Verhältnis zwischen dem Düsendruck und dem Polsterdruck konstant gehalten wird.
Der Bahnlauf kann somit mit der Druckeinstellung beispielsweise in einem Fall korrigiert werden, bei dem die Papierbahn von der Düsenfläche weggezogen wird aufgrund der Abnahme der Bahnspannung. Wenn die Bahnspannung abnimmt, nimmt der Polsterdruck der Drehvorrichtung ab und nimmt das Verhältnis zwischen dem Düsendruck P_SP und dem Polsterdruck P_KL zu. Durch ein Verringern der Lieferung von Luft zu den Düsen beispielsweise durch ein Verringern der Betriebsgeschwindigkeit von dem Gebläse oder durch ein Einstellen der Führungsflügel kann der Düsendruck somit automatisch verringert werden, woraufhin das Verhältnis von dem Düsendruck und dem Polsterdruck und somit auch der Abstand der Bahn von der Düsenfläche verringert wird.
Neben dem Bahnabstand kann auch die Papierbahnspannung T automatisch auf der Grundlage der Werte von den Drucksensoren überwacht werden unter Verwendung der folgenden Formel: T = C·[PKL (r + h) – kVK PVK (r + h) + Mv2]bei der

C: der Verstärkungskoeffizient in Bezug auf die fragliche Maschine innerhalb des Bereiches von 0,7 bis 1,4, typischerweise 1,0 ist;
P_KL: der Polsterdruck (Pa) für die Drehvorrichtung ist, d. h. der Druck zwischen der Drehvorrichtung und der Papierbahn, gemessen in der Drehvorrichtung in dem freien Raum zwischen Düsen.
P_VK: der Druck (Pa) in dem Gegenstück ist, gemessen in dem freien Raum zwischen den Düsen;
k_VK: ein Parameter ist, der sich auf die fragliche Maschine bezieht, innerhalb des Bereiches 0,6 bis 1, typischerweise 0,8;
r: der Radius (m) der Drehvorrichtung ist;
h: der Abstand (m) zwischen der Düsenfläche von der Drehvorrichtung und der Papierbahn ist;
T: die Spannung (N/m) der Papierbahn ist;
M: die flächenbezogene Masse (kg/m²) der Papierbahn ist;
v: die Geschwindigkeit (m/s) der Papierbahn ist.

Der berechnete Spannungswert kann für ein Steuern der Spannungseinstellung verwendet werden. Ein statischer Druck P_VK, der von dem atmosphärischen Druck abgeleitet wird, kann zwischen der Bahn und dem Gegenstück erzeugt werden, wobei er von dem Laufmodus und von der Lieferung und der Abgabe von Luft abhängig ist; wobei dieser Druck oberhalb oder unterhalb des atmosphärischen Drucks sein kann, wobei in diesem Fall er beim Berechnen der Spannung berücksichtig werden muss. Es kann erwähnt werden, dass die in dieser Anmeldung angegebenen Drücke sich allgemein auf Drücke in Bezug auf den atmosphärischen Druck beziehen, sofern dies nicht anderweitig angegeben ist.
Der Druck in dem Gegenstück beeinflusst außerdem den Polsterdruck zwischen der Drehvorrichtung und der Bahn. Durch ein Einstellen des Drucks in dem Gegenstück innerhalb des Bereiches von einem Überdruck zu einem Unterdruck kann der Bahnlauf somit auch von der Seite des Gegenstücks gesteuert werden.
Wenn dies erwünscht ist, können die Überdruckdüsen von dem Gegenstück und auch die Gebläsedüsen von der Drehvorrichtung verwendet werden zum Blasen von heißer Luft zu der Papierbahn, wobei die Temperatur der Luft 100 bis 450°C, vorzugsweise 150 bis 400°C, beträgt und die Geschwindigkeit der Luft 20 bis 100 m/s, vorzugsweise 40 bis 80 m/s, beträgt, so dass die Papierbahn effizient von beiden Seiten der Bahn bereits in dem Drehabschnitt getrocknet werden kann. In dem Drehabschnitt wird ein effizienteres Trocknen erzielt durch Überdruckdüsen als durch Unterdruckdüsen aufgrund einer besseren Düsengeometrie. Mit den Überdruckdüsen kann ein größerer Wärmeübertragungskoeffizient erzielt werden als mit Unterdruckdüsen aufgrund beispielsweise der Turbulenz der Luftströmung, die von ihnen abgegeben wird.
Wenn die Bahn nach der Drehvorrichtung unter Verwendung von luftgestützten Bahntrocknereinheiten getrocknet wird, die mit Abgabeluftkanälen versehen sind, wird heiße Gebläseluft von der Drehvorrichtung und dem Gegenstück durch die Abgabeluftkanäle der luftgestützten Bahntrocknereinheiten abgegeben. Somit wird feuchte und heiße Luft nicht von dem Drehabschnitt zu dem Maschinenraum geführt, um seine Feuchtigkeit und thermische Belastung zu erhöhen.
Die Drehvorrichtung an der ersten Seite der Papierbahn und die luftgestützte Bahntrocknereinheit, die ihr folgt, können in vorteilhafter Weise durch einen gemeinsamen Gehäuseaufbau bedeckt sein. In ähnlicher Weise können das Gegenstück an der entgegengesetzten Seite der Bahn und die ihm folgende luftgestützte Bahntrocknereinheit in vorteilhafter Weise mit einem gemeinsamen Gehäuseaufbau bedeckt sein.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die folgenden Vorteile mit der zweiseitigen Drehvorrichtung der vorliegenden Erfindung, d. h, eine Drehvorrichtung, die mit einem Gegenstück der vorliegenden Erfindung versehen ist, erzielt werden:

– ein gutes Laufverhalten und eine gute Steuerbarkeit der Bahn, auch automatisch;
– ein zuverlässiges Folgen der Bahnspannung;
– ein kontaktfreies Laufen der Bahn;
– eine höhere Bahngeschwindigkeit ist möglich;
– ein effizienteres Trocknen ist möglich;
– eine bessere Energiewirtschaftlichkeit aufgrund der Verringerung der Feuchtigkeit und der thermischen Belastung in dem Maschinenraum, da die freien Züge abnehmen und die Wiedergewinnung von Abgabeluft möglich wird, und aufgrund des Rezirkulierens von Abgabeluft von dem luftgestützten Bahntrockner zu der Drehvorrichtung;
– Einsparen von Raum aufgrund der besseren Verdampfungseffizient in der Längsrichtung der Bahn, da es möglich ist, die Leistungscharakteristika, die bei dem luftgestützten Bahntrockner typisch sind, bei dem Gegenstück zu halten, beispielsweise eine Gebläsegeschwindigkeit von 40 bis 80 m/s, eine Temperatur von 200 bis 400°C und ein Verdampfen von 60 bis 180 kg/m²h.

Die vorliegende Erfindung ist nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine schematische ausschnittartige vertikale Schnittansicht von einer zweiseitigen Drehvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine schematische Ansicht von einem Steuersystem von der zweiseitigen Drehvorrichtung von 1.
3 zeigt eine schematische vergrößerte Ansicht von einer Überdruckdüse, die bei dem Gegenstück der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
1 zeigt eine zweiseitige Drehvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Trocknen einer beschichteten Papierbahn W. Die Vorrichtung hat eine Vorrichtung 12, die die Laufrichtung von der Papierbahn dreht oder wendet und ein Trocknungsgerät 14, das in der Laufrichtung der Bahn nach der Bahndrehvorrichtung angeordnet ist.
Die Drehvorrichtung hat die eigentliche Drehvorrichtung 16 an der ersten Seite der Bahn, in dem in der Zeichnung gezeigten Fall oberhalb der Bahn, und ein Gegenstück 18 für diese Vorrichtung an der zweiten Seite der Bahn. Die Drehvorrichtung 16 hat sechs Gebläsedüsen 20, die in dem Fall der Zeichnung Überdruckdüsen der sogenannten Float- Art der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung sind. Die Float-Düsen sind symmetrische Düsen, wobei von den Längsschlitzen an beiden Rändern quer zu der Bahn von der Trägerfläche von ihnen Gebläseströme gegeneinander und gegen die Bahn gerichtet werden, die eine Überdruckzone zwischen der Düse und der Bahn ausbilden und die Laufrichtung der Bahn um 70 bis 80 Grad bei dem in der Zeichnung gezeigten Fall drehen. Die Drehvorrichtung 16 aus dieser Zeichnung hat ihr eigenes Luftsystem mit Luftlieferkanälen 22, um aufbereitete Luft zu der Drehvorrichtung zu bringen. In der Drehvorrichtung kann Luft in dem Maschinenraum, Abluft von dem luftgestützten Bahntrockner, Zirkulationsluft oder ein Gemisch aus diesen beispielsweise als die Gebläseluft verwendet werden.
Das Gegenstück 18 hat in ähnlicher Weise sechs Überdruckdüsen 24, die an der zweiten Seite der Bahn genau gegenüber den Düsen 20 der Drehvorrichtung angeordnet sind. Das Gegenstück kann ein Luftliefersystem für sich allein mit Luftlieferkanälen 26 haben, wie dies in gestrichelten Linien in 1 gezeigt ist. Das Gegenstück kann außerdem sein eigenes Abluft- oder Umkehrluftsystem mit Abluftkanälen 28 haben, in die gegen die Bahn geblasene Luft absorbiert wird, wie dies ebenfalls in gestrichelten Linien in 1 gezeigt ist. Jedoch kann das Liefern und Abgeben der Luft in dem Gegenstück in vorteilhafter Weise durch das Trocknungsgerät eingerichtet sein, wie dies nachstehend erläutert ist.
Das Trocknungsgerät 14 ist ein luftgestützter Bahntrockner mit separaten luftgestützten Bahntrocknern oder luftgestützten Bahntrocknereinheiten 30 und 30' an beiden Seiten der Bahn. Die obere luftgestützte Bahntrocknereinheit 30 ist mit der Drehvorrichtung 16 unter dem gleichen Gehäuseaufbau 32 kombiniert. Jedoch ist die Drehvorrichtung von der luftgestützten Bahntrocknereinheit durch eine Teilung 39 getrennt. Die luftgestützte Bahntrocknereinheit 30 oberhalb der Bahn hat ihr eigenes Luftliefersystem mit Luftlieferkanälen 34. Die luftgestützte Bahntrocknereinheit 30 hat außerdem ihr eigenes Abluftsystem mit Abluftkanälen 36. Von der Drehvorrichtung 16 wird Luft zusammen mit der Bahn zu der oberen luftgestützten Bahntrocknereinheit befördert, wie dies in einer beispielartigen Weise mit einem Pfeil 38 gezeigt ist, und von dort weiter in den Abluftkanal 36. Die erforderliche Menge an aufbereiteter Luft wird zu der Drehvorrichtung gebracht.
Die untere luftgestützte Bahntrocknereinheit 30' ist in einer ähnlichen Weise mit dem Gegenstück 18 mit einem gemeinsamen Gehäuseaufbau 40 verbunden. Abluft von dem Gegenstück ist so eingerichtet, dass sie in den Abluftkanal 36' von der luftgestützten Bahntrocknereinheit 30' strömt. Lieferluft, d. h. mit Druck beaufschlagte Gebläseluft, wird zu dem Gegenstück durch den Luftlieferkanal 34' der luftgestützten Bahntrocknereinheit 30' geführt. Die Lieferluftsysteme für den luftgestützten Bahntrockner 30' und das Gegenstück 18 und auch die Abluftsysteme können voneinander durch eine Teilung 42 getrennt sein, die die Strömung einschränkt, wobei sie mit einem einstellbaren Dämpfer 44 oder einem ähnlichen Element versehen ist, wie dies durch gestrichelte Linien in 1 gezeigt ist, mit dem die Lieferung von Luft von dem Gegenstück separat von den Luftströmungen der luftgestützten Bahntrocknereinheit eingestellt werden kann.
In den luftgestützten Bahntrocknereinheiten 30, 30' sind die Strömungs- oder Gebläsedüsen 46 und 46' so verkettet, dass die Bahn in einer Sinuswellenform durch den geraden luftgestützten Bahntrocknerabschnitt läuft.
1 zeigt außerdem die Druckmessungen für das Steuersystem der Drehvorrichtung. Der Drucksensor 48, der in der Gebläsedüse 20 der eigentlichen Drehvorrichtung 16 angeordnet ist, misst den Düsendruck P_SP der Düse. Der Drucksensor 50, der zwischen den Düsen 20 der Drehvorrichtung angeordnet ist, misst den Polsterdruck P_KL der Drehvorrichtung.
Der Drucksensor 56, der zwischen den Düsen 24 von dem Gegenstück angeordnet ist, kann jeweils verwendet werden für ein Messen des möglichen Unterdrucks oder Überdrucks P_VK in dem Gegenstück.
In 1 zeigen die kleinen Pfeile, wie die Gebläseströme von den Düsen 20 und 24, die an beiden Seiten der Bahn angeordnet sind, gegeneinander blasen, wobei sie einen örtlichen Überdruck zwischen den Düsenträgerflächen 52 und 54 und der Papierbahn an beiden Seiten der Bahn ausbilden. Diese örtlichen Überdrücke haben einen stabilisierenden Effekt auf die Papierbahn und verbessern das Laufverhalten und die Steuerbarkeit der Bahn.
3 zeigt eine Vergrößerung von einer Überdruckdüse 24 von dem Patent US 4 384 666 , die in einem Gegenstück der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Die Pfeile zeigen die Richtung der Gebläseströme von der Trägerfläche 54 zu der Bahn.
Das Steuersystem für eine zweiseitige Drehvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist detaillierter in 2 gezeigt. Aus 2 ist ersichtlich, dass die Messergebnisse von den verschiedenen Druckinstrumenten 48 und 50 zu der Steuervorrichtung 58 geführt werden, mit der es möglich ist, das Gebläse 60 zu steuern, das Luft in den Luftlieferkanal 22 von der Drehvorrichtung 16 zuführt.
Außerdem sind die Luftlieferkanäle 34 und 34' und die Abluftkanäle 36 und 36' in den luftgestützten Bahntrocknereinheiten 30 und 30' in der Zeichnung ersichtlich. 2 zeigt die Alternative, bei der sowohl der Lieferluftaufbau als auch der Abluftaufbau von dem Gegenstück mit der luftgestützten Bahntrocknereinheit 30' verbunden sind.
Die vorliegende Erfindung ist vorstehend in beispielartiger Weise unter Bezugnahme auf hauptsächlich ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dadurch soll die vorliegende Erfindung keineswegs allein auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt sein, sondern die vorliegende Erfindung soll weit innerhalb des Schutzumfangs angewendet werden, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Verfahren zum Trocknen einer beschichteten Papierbahn (W) in einer Vorrichtung (10), die in einer Aufeinanderfolge in der Laufrichtung der Bahn aufweist: – eine Bahnwendevorrichtung (16), die an einer ersten Seite der Bahn angeordnet ist und mit Überdruckgebläsedüsen (20) versehen ist, die eine Drückkraft gegen die Bahn richten; – Bahntrockenvorrichtungen (30, 30'), die an der ersten und der zweiten Seite der Bahn angeordnet sind, wobei die Trockenvorrichtungen der Bahn Lufttrage-Bahntrocknereinheiten (30, 30') aufweisen, die mit Abluftkanälen (36, 36') versehen sind und an beiden Seiten der Bahn angeordnet sind; und in diesem Verfahren – die Laufrichtung der zu trocknenden Bahn (W) in einer kontaktfreien Weise mittels Blasströmungen gewendet wird, die mittels Gebläsedüsen (20) in der Wendevorrichtung (16) erzeugt werden; – die Bahn danach in einer kontaktfreien Weise durch die Trockenvorrichtungen getrocknet wird; und – der Bahnverlauf weiter stabilisiert wird durch Blasströmungen, die in dem Wendevorrichtungsbereich durch Überdruckdüsen (24) eines Gegenstücks (18) erzeugt werden, das an der zweiten Seite der Bahn angeordnet ist, wobei die Überdruckdüsen eine Drückkraft gegen die Bahn richten, die die Bahn drückt, wobei geblasene Luft von den Überdruckgebläsedüsen (20) der Wendevorrichtung und/oder geblasene Luft von den Überdruckdüsen (24) des Gegenstücks in die Abluftkanäle der Lufttrage- Bahntrocknereinheiten absorbiert wird, und die Blasströmungen von den Überdruckdüsen (24) des Gegenstücks (18) in Richtung zu der zweiten Seite der Bahn gegen die Überdruckgebläsedüsen (20) der Wendevorrichtung, die an der ersten Seite angeordnet ist, gerichtet werden, wobei die Überdruckdüsen (24) des Gegenstücks (18) und die Überdruckgebläsedüsen der Wendevorrichtung zueinander entgegengesetzt an beiden Seiten der Bahn angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckdüsen (24) des Gegenstücks (18) zum Blasen von Heißluft verwendet werden, wobei deren Temperatur 100 bis 450°C, vorzugsweise 150 bis 400°C beträgt, und die Geschwindigkeit 20 bis 100 m/s beträgt, vorzugsweise 40 bis 80 m/s.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Luft von der Wendevorrichtung hauptsächlich in die Lufttragebahntrocknereinheit (30) ausgestoßen wird, die nach der Wendevorrichtung angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bahnverlauf zusätzlich gesteuert wird durch ein Einstellen des in dem Gegenstück vorherrschenden Drucks in den freien Raum zwischen den Düsen.
Vorrichtung (10) zum Trocknen einer beschichteten Papierbahn (W), die in Aufeinanderfolge in der Laufrichtung der Bahn aufweist: – eine Wendevorrichtung (16), die an einer ersten Seite der Bahn angeordnet ist und mit Überdruckgebläsedüsen versehen ist zum Wenden der Laufrichtung der zu trocknenden Bahn (W) in einer kontaktfreien Weise unter Anwendung von durch die Gebläsedüsen (20) erzeugten Überdruckblasströmungen, und zum Richten der Drückkraft gegen die Bahn; und – Trockenvorrichtungen (30, 30'), die an der ersten und der zweiten Seite der Bahn angeordnet sind und mit Flotationsdüsen (46, 46') für ein kontaktfreies Trocknen der Bahn versehen sind; wobei die Vorrichtung des weiteren aufweist: – ein Gegenstück (18), das mit Überdruckdüsen (24) versehen ist und an der zweiten Seite der Bahn in dem Bereich der Wendevorrichtung angeordnet ist, wobei das Gegenstück mit den Überdruckdüsen (24) versehen ist zum Erzeugen von Überdruckblasströmungen, die eine die Bahn wegdrückende Kraft erzeugen, wobei die Trockenvorrichtungen (30, 30') Lufttrage-Bahntrocknereinheiten sind, die an der ersten und zweiten Seite der Bahn angeordnet sind, und mit Abluftkanälen (36, 36') versehen sind zum Ausstoßen vom Gebläseluft aus dem Raum zwischen den Flotationsdüsen (46, 46') und der Bahn, und die Überdruckgebläsedüsen (20) der Wendevorrichtung (16) und die Überdruckdüsen (24) des Gegenstücks (18) symmetrische Überdruckdüsen sind, und zueinander entgegengesetzt an beiden Seiten der Bahn angeordnet sind, womit sie eine Überdruckzone zwischen den Düsen und der Bahn an beiden Seiten der Bahn ausbilden.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß – der Raum zwischen der Wendevorrichtung (16) und der Bahn (W) mit dem Abluftkanal (36) der Lufttragebahntrocknereinheit (30) an der ersten Seite der Bahn verbunden ist, um von der Wendevorrichtung geblasene Luft auszustoßen; und/oder – der Raum zwischen dem Gegenstück (18) und der Bahn (W) mit dem Abluftkanal (36') der Lufttragebahntrocknereinheit (30') an der zweiten Seite der Bahn verbunden ist zum Ausstoßen von Luft, die durch die Überdruckdüsen (24) von dem Gegenstück in Richtung auf die Bahn geblasen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Gehäusestruktur (40) aufweist, die den Teil des Gegenstücks (18) abdeckt, der von der Bahn weggewandt ist, wobei die Gehäusestruktur einen Abluftkanal (28) zum Absorbieren der Luft aufweist, die in Richtung auf die Papierbahn hin aus dem Raum zwischen der Bahn und den Überdruckdüsen (24) des Gegenstücks geblasen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine gemeinsame Gehäusestruktur (40) hat, die die Trockenvorrichtung (30'), die an der zweiten Seite der Bahn angeordnet ist, und das Gegenstück (18) abdeckt, das an derselben Seite angeordnet ist, wobei die Gehäusestruktur einen Abluftkanal (36') zum Absorbieren von Trockenluft und Luft einschließt, die durch die Überdruckdüsen in dem Gegenstück geblasen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß – die Wendevorrichtung (16) 3 bis 15 Überdruckgebläsedüsen (20) aufweist, die über der Bahn an der ersten Seite der Bahn angeordnet sind; und daß – das Gegenstück (18) 3 bis 15 Überdruckdüsen (24) aufweist, die über der Bahn an der zweiten Seite der Bahn angeordnet sind, wobei die Überdruckdüsen des Gegenstücks (18) so angeordnet sind, dass sie in Richtung auf die Bahn zu einem Punkt blasen, an dem sich eine Überdruckgebläsedüse (20) der Wendevorrichtung an der ersten Seite der Bahn befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß – die Vorrichtung eine Gehäusestruktur (32) aufweist, die die Wendevorrichtung und den Lufttragebahntrockner (30) abdeckt, der benachbart zu der Wendevorrichtung angeordnet ist; und daß – eine Abtrennung zwischen der Wendevorrichtung und dem Lufttragebahntrockner vorgesehen ist zum Aufrechterhalten eines Polsterdrucks in der Wendevorrichtung.