EP1347096A2 - Vorrichtung zum Trocknen von Papierbahnen, insbesondere Tissuepapierbahnen - Google Patents

Vorrichtung zum Trocknen von Papierbahnen, insbesondere Tissuepapierbahnen Download PDF

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EP1347096A2 EP03005020A EP03005020A EP1347096A2 EP 1347096 A2 EP1347096 A2 EP 1347096A2 EP 03005020 A EP03005020 A EP 03005020A EP 03005020 A EP03005020 A EP 03005020A EP 1347096 A2 EP1347096 A2 EP 1347096A2
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drying
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paper webs
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/18—Drying webs by hot air
    • D21F5/181—Drying webs by hot air on Yankee cylinder
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
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    • D21F5/04—Drying on cylinders on two or more drying cylinders
    • D21F5/042—Drying on cylinders on two or more drying cylinders in combination with suction or blowing devices
    • D21F5/044—Drying on cylinders on two or more drying cylinders in combination with suction or blowing devices using air hoods over the cylinders

Definitions

  • the invention relates to a device for drying paper webs, in particular tissue paper webs, with a drying cylinder and a drying hood for inflating hot air.
  • a drying cylinder and a drying hood for inflating hot air are also called Yankee cylinders and Yankee hoods and have long been used in the field of tissue paper production.
  • high blow-out temperatures of the hot air are required.
  • drying hoods with temperatures up to approx. 500 ° C are in use, whereby there are restrictions mainly due to the material.
  • the aim of the invention is therefore to provide a device for the efficient, uniform drying of a paper web, in particular tissue paper web, at high temperatures.
  • the supply air parts of the drying hood such as the nozzle basket or supply air duct
  • the nozzle cage is rotatably mounted in an upper point in the housing, the nozzle cage can move freely during heating or cooling without generating any tension.
  • the nozzle cage is slidably mounted in a lower point in the hood frame, and the lower (support) point can be adjustable, a uniform, possibly also adjustable, distance between cylinder and hood can always be achieved.
  • the housing and the nozzle basket are advantageously fixed transversely to the paper web on different sides (drive side or driver side), the expansion transversely to the paper web can be minimized.
  • a drive unit and a distance sensor are provided according to the invention. It is particularly advantageous if the distance between the drying hood and drying cylinder is essentially the same everywhere during operation at high blow-out temperatures, in particular above 550 ° C., for example up to 700 ° C.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of a dryer with a drying cylinder and drying hood
  • FIG. 2 shows a hood half when cold
  • FIG. 3 shows a hood half analogously to FIG. 2, but with a warm nozzle basket
  • FIG. 4 shows an analog view with a warm nozzle basket and a warm hood frame
  • FIG. 5 shows the area of a support of the hood
  • FIG. 6 shows the area of a further support of the hood.
  • Fig. 1 shows the schematic structure of a drying plant for paper, in particular tissue paper. The paper web is guided around a drying cylinder 1, which is wrapped by a first hood half 2 and a second hood half 3.
  • Hot air is blown onto the paper from a line 4, 4 '.
  • the cooled air is discharged via a line 5, 5 '.
  • the hot air temperatures today are around 300 ° C to 500 ° C, resulting in water evaporation of approx. 90 kg w / m 2 h or 160 kg w / m 2 h.
  • the aim is to increase the blow-out temperature to 600 ° C or 700 ° C, which results in water evaporation rates of over 200 kg w / m 2 h.
  • the thermal expansion of the hood leads to unwanted geometric relationships.
  • the gap between the drying cylinder 1 and the hood 2, 3 changes such that larger gaps are formed at the lower end, while the hood parts 2, 3 can grind on the cylinder 1 at the upper end and thus damage both the paper web and the cylinder 1.
  • Fig. 2 the second hood half 3 of a drying system is shown.
  • the hot air supply 4 and the exhaust air line 5 can be seen.
  • the hot air line 4 opens into the nozzle basket 9 and flows through a series of nozzles onto the paper running on the drying cylinder 1.
  • the hood frame 10 is located around the nozzle basket 9. When the nozzle basket 9 and the hood frame 10 are cold, there is a smaller distance at the hood apex 11 than at the hood end 12 in order to achieve the best possible hood distance from the cylinder in the operating state.
  • the thermal expansion is shown in FIG. 3, with the nozzle cage 9 first being heated to approximately 600-700 ° C. during the starting process.
  • the upper limit is only the material properties of the sheets used.
  • the nozzle basket 9 and hood frame 10 are decoupled from one another according to the invention.
  • the nozzle basket 9 is now rotatably supported in the area of the apex 11 in a bearing 13 on the main support of the hood frame 10. In the lower hood area, the nozzle basket 9 slidably rests on a further carrier 14.
  • Fig. 4 shows the state in which the hood frame 10 is also heated.
  • the upper bearing 13 is moved in the direction of arrow 18, ie towards the other half of the hood. This increases the distance between the hood and the cylinder again.
  • the entire hood half 3 is shifted in the direction 18 ', so that the distance decreases again here.
  • the slide bearing 14 is arranged in a slot 19 so as to be displaceable and adjustable.
  • FIG. 5 shows the setting option in more detail, with different positions, which result in particular from the thermal expansion, being shown.
  • the solid lines represent the state at operating temperature and the dashed lines in the cold state.
  • the lower bearing 14 of the nozzle basket 9, which is designed to slide, can be seen particularly well in this figure, the bearing point in the hood frame 10 being displaced or slid in a slot 19 is adjustable.
  • Fig. 6 shows the displacement of the upper bearing 13 by the expansion of the hood frame 10 and displacement towards the center of the cylinder. The hood frame 10 then pulls the nozzle basket 9 along with the rotatable joint 13. This construction compensates for the two opposite expansions.
  • Stainless steel (1.4571) or Corten A is usually used as the material for the frame.
  • Stainless steel (1.4571) or Corten A is usually used as the material for the frame.
  • a material is used that has sufficient strength even at high temperatures, such as. B. 1.4835.
  • the hood frame 10 is fixed on the drive side of the paper machine and the nozzle basket 9 on the driver side of the machine. Here too, the expansion is minimized by the different locations of the fixation.

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  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Papierbahnen, insbesondere Tissuepapierbahnen, mit einem Trocken-zylinder 1 und einer Trockenhaube 2, 3 zur Aufblasung von Heißluft. Sie ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluftteile der Trockenhaube 2, 3 , wie Düsenkorb 9 oder Zuluftkanal 4, vom Gehäuse bzw. Haubengestell 10 entkoppelt sind. Dies ist besonders für hohe Betriebstemperaturen bis zu 700 °C von Vorteil. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Papierbahnen, insbesondere Tissuepapierbahnen, mit einem Trockenzylinder und einer Trockenhaube zur Aufblasung von Heißluft.
Derartige Anlagen werden auch Yankeezylinder und Yankeehaube genannt und seit langem im Bereich der Tissuepapiererzeugung eingesetzt. Zur Erzielung einer hohen Durchsatzleistung sowie einer guten Qualität werden hohe Ausblastemperaturen der Heißluft benötigt. Zur Zeit sind Trockenhauben mit Temperaturen bis zu ca. 500 °C im Einsatz, wobei Beschränkungen vor allem durch das Material gegeben sind. Insbesondere treten auch Nachteile durch unterschiedliche Abstände zwischen Trockenzylinder und Trocken-haube während des Betriebes auf, die zu ungleichmäßiger Trocknung führen.
Ziel der Erfindung ist es somit eine Vorrichtung zur effizienten, gleichmäßigen Trocknung einer Papierbahn, insbesondere Tissuepapierbahn, bei hohen Temperaturen zu schaffen.
Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass die Zuluftteile der Trockenhaube, wie Düsenkorb oder Zuluftkanal, vom Gehäuse bzw. Haubengestell entkoppelt sind. Durch diese Entkoppelung wird eine freie Bewegung der heißen Bauteile, wie Düsenkorb und Zuluftkanal möglich.
Wird der Düsenkorb in einem oberen Punkt im Gehäuse drehbar gelagert, so ist eine freie Bewegung des Düsenkorbes während der Aufheizung bzw. Abkühlung möglich, ohne Spannungen zu erzeugen.
Wird der Düsenkorb in einem unteren Punkt im Haubengestell gleitend gelagert, wobei der untere (Auflage-) Punkt einstellbar sein kann, kann immer ein gleichmäßiger, gegebenenfalls auch einstellbarer, Abstand zwischen Zylinder und Haube erzielt werden.
Wenn vorteilhafterweise das Gehäuse und der Düsenkorb an unterschiedlichen Seiten (Triebseite bzw. Führerseite) quer zur Papierbahn fixiert sind, kann die Ausdehnung quer zur Papierbahn minimiert werden.
Soll zusätzlich eine Verstellmöglichkeit des Abstandes zwischen Trockenzylinder und Trockenhaube während des Betriebes erreicht werden, werden erfindungsgemäß eine Antriebseinheit und ein Abstandsensor vorgesehen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Abstand zwischen Trockenhaube und Trockenzylinder im Betrieb bei hohen Ausblastemperaturen, insbesondere über 550 °C, beispielsweise bis zu 700 °C, im wesentlichen überall gleich groß ist.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Trockners mit Trockenzylinder und Trockenhaube, Fig. 2 eine Haubenhälfte im kalten Zustand, Fig. 3 eine Haubenhälfte analog Fig. 2, jedoch mit warmen Düsenkorb, Fig. 4 eine analoge Ansicht mit warmen Düsenkorb und warmen Haubengestell, Fig. 5 den Bereich eines Auflagers der Haube und Fig. 6 den Bereich eines weiteren Auflagers der Haube darstellt.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Trockungsanlage für Papier, insbesondere Tissuepapier. Die Papierbahn wird um einen Trockenzylinder 1 geführt, der von einer ersten Haubenhälfte 2 und einer zweiten Haubenhälfte 3 umschlungen wird. Auf das Papier wird Heißluft aus einer Leitung 4 , 4' geblasen. Die abgekühlte Luft wird über eine Leitung 5, 5' abgeführt. Die Heißlufttemperaturen bewegen sich heute bei etwa 300 °C bis 500 °C wodurch sich eine Wasserverdampfung von ca. 90 kgw/m2h bzw. 160 kgw/m2h ergibt. Ziel ist es aber, die Ausblastemperatur auf 600 °C bzw. 700 °C zu erhöhen, wodurch sich Wasserverdampfungsraten von über 200 kgw/m2h ergeben. Bei diesen hohen Temperaturen jedoch kommt es durch die Wärmeausdehnung der Haube zu ungewollten geometrischen Verhältnissen. So verändert sich der Spalt zwischen Trockenzylinder 1 und Haube 2, 3 derart, dass am unteren Ende größere Spalte entstehen, während am oberen Ende die Haubenteile 2, 3 an Zylinder 1 schleifen können und somit sowohl Papierbahn als auch den Zylinder 1 beschädigen können.
In Fig. 2 ist die zweite Haubenhälfte 3 einer Trocknungsanlage dargestellt. Man erkennt die Heißluftzufuhr 4 und die Abluftleitung 5. Die Heißluftleitung 4 mündet in den Düsenkorb 9 und strömt über eine Reihe von Düsen auf das am Trockenzylinder 1 laufende Papier. Um den Düsenkorb 9 herum befindet sich das Haubengestell 10. Im kalten Zustand von Düsenkorb 9 und Haubengestell 10 ergibt sich am Haubenscheitel 11 ein geringerer Abstand als am Haubenende 12, um bei Betriebszustand den bestmöglichen Haubenabstand vom Zylinder zu erzielen.
Die Wärmeausdehnung wird in Fig. 3 dargestellt, wobei hier im Anfahrvorgang erst der Düsenkorb 9 auf ca. 600 - 700 °C aufgeheizt wird. Als obere Grenze sind hier lediglich die Materialeigenschaften der verwendeten Bleche anzusehen. Um eine gefahrlose Ausdehnung zu ermöglichen und um Wärmespannungen weitestgehend zu vermeiden, werden erfindungsgemäß Düsenkorb 9 und Haubengestell 10 voneinander entkoppelt. Der Düsenkorb 9 wird nunmehr im Bereich des Scheitels 11 in einem Lager 13 drehbar am Hauptträger des Haubengestells 10 gelagert. Im unteren Haubenbereich liegt der Düsenkorb 9 auf einem weiteren Träger 14 gleitbar auf. Damit bewegt sich der Düsenkorb bei Erwärmung in Richtung der Pfeile 15 (gleitet auf Träger 14 entlang), Pfeil 16 am unteren Ende 12 in Richtung vom Zylinder 1 weg und Pfeil 17 am oberen Ende 11 leicht auf den Zylinder 1 zu.
Fig. 4 zeigt nun den Zustand, in dem sich auch das Haubengestell 10 erwärmt. Das obere Lager 13 wird in Richtung des Pfeiles 18, d.h. zur anderen Haubenhälfte hin verschoben. Damit wird der Abstand zwischen Haube und Zylinder wieder vergrößert. Im unteren Bereich 12 wird die gesamte Haubenhälfte 3 in Richtung 18' verschoben, so dass der Abstand hier wieder zurückgeht. Um den Abstand zwischen Haube und Zylinder optimal einzustellen, ist das Gleitlager 14 in einem Schlitz 19 verschieb- und einstellbar angeordnet. Wenn hier ein Antrieb vorgesehen wird, kann der Abstand auch bei Betrieb der Anlage immer optimal eingestellt werden.
In Fig. 5 ist die Einstellmöglichkeit detaillierter dargestellt, wobei unterschiedliche Positionen, die sich insbesondere durch die Wärmeausdehnung ergeben, eingezeichnet sind. Die ausgezogenen Linien stellen den Zustand bei Betriebstemperatur und die strichlierten Linien im kalten Zustand dar. Besonders gut erkennt man in dieser Figur das untere Auflager 14 des Düsenkorbes 9, das gleitend ausgeführt ist, wobei die Lagerstelle im Haubengestell 10 in einem Schlitz 19 verschieb- bzw. einstellbar ausgeführt ist.
Fig. 6 zeigt die Verschiebung des oberen Lagers 13 durch die Ausdehnung des Haubengestells 10 und Verschiebung in Richtung Zylindermitte. Über das drehbare Gelenk 13 zieht das Haubengestell 10 dann den Düsenkorb 9 mit. Durch diese Konstruktion werden die beiden entgegengesetzt wirkenden Ausdehnungen kompensiert.
Als Material für das Gestell wird üblicherweise rostfreier Stahl (1.4571) oder Corten A verwendet. Für den Düsenkorb wird ein Material eingesetzt, das auch bei den hohen Temperaturen ausreichende Festigkeiten aufweist, wie z. B. 1.4835.
Um die Ausdehnungen quer zur Papierbahn zu minimieren, wird das Haubengestell 10 auf der Triebseite der Papiermaschine und der Düsenkorb 9 auf der Führerseite der Maschine fixiert. Auch hier wird die Ausdehnung durch die unterschiedlichen Orte der Fixierung minimiert.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum Trocknen von Papierbahnen, insbesondere Tissuepapierbahnen, mit einem Trockenzylinder und einer Trockenhaube zur Aufblasung von Heißluft, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluftteile der Trockenhaube, wie Düsenkorb (9) oder Zuluftkanal (4), vom Gehäuse (10) bzw. Hauben-gestell entkoppelt sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkorb (9) in einem oberen Punkt (13) im Gehäuse drehbar gelagert ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkorb (9) in einem unteren Punkt (14) im Haubengestell (10) gleitend gelagert ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der untere (Auflage-) Punkt (14) einstellbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuse (10) und Düsenkorb (9) an unterschiedlichen Seiten (Triebseite bzw. Führerseite) quer zur Papierbahn fixiert sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebseinheit und ein Abstandsensor zur Verstellung des Abstandes zwischen Trocken-zylinder (1) und Trockenhaube (2, 3) während des Betriebes vorgesehen sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Trockenhaube (2, 3) und Trockenzylinder (1) im Betrieb bei hohen Ausblas-temperaturen, insbesondere über 550 °C, beispielsweise bis zu 700 °C, im wesentlichen überall gleich groß ist.
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