EP1347096B1 - Vorrichtung zum Trocknen von Papierbahnen, insbesondere Tissuepapierbahnen - Google Patents

Vorrichtung zum Trocknen von Papierbahnen, insbesondere Tissuepapierbahnen Download PDF

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EP1347096B1
EP1347096B1 EP03005020A EP03005020A EP1347096B1 EP 1347096 B1 EP1347096 B1 EP 1347096B1 EP 03005020 A EP03005020 A EP 03005020A EP 03005020 A EP03005020 A EP 03005020A EP 1347096 B1 EP1347096 B1 EP 1347096B1
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EP
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hood
nozzle basket
paper webs
drying
hood frame
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EP1347096A2 (de
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Wolfgang Ing. Promitzer
Johann Hiebaum
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Andritz AG
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    • 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
    • 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
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • 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, which is wrapped by a drying hood for blowing hot air, a hot air supply, which opens into a nozzle basket and located around the nozzle basket around hood frame.
  • Such systems are also called Yankee cylinders and Yankee hoods and have been used for a long time in the field of tissue paper production.
  • drying hoods with temperatures up to about 500 ° C in use, with restrictions being mainly due to the material.
  • disadvantages also occur due to different distances between the drying cylinder and the drying hood during operation, which lead to uneven drying.
  • the EP 0 905 311 A2 discloses a device with a high-temperature hood according to the preamble of claim 1. This drying hood is intended for temperatures above 1000 ° F (about 538 ° C). The individual exhaust nozzles are here decoupled from the side walls of the hood frame. This allows expansion across the machine direction
  • the aim of the invention is thus to provide a device for efficient, uniform drying of a paper web, in particular tissue paper web, at high temperatures.
  • the hot air supply and the nozzle basket are decoupled from the hood frame.
  • the nozzle basket is rotatably mounted in an upper point in the housing and slidably mounted in a lower point in the hood frame, thus the nozzle basket and hood frame are freely movable relative to each other.
  • the lower (support) point can be adjustable.
  • the housing and the nozzle basket are fixed at different sides (drive side or guide side) transversely to the paper web, the extent transverse to the paper web can be minimized.
  • a drive unit and a distance sensor are provided. It is particularly advantageous if the distance between the drying hood and the drying cylinder during operation at high blow-out temperatures, in particular above 550 ° C., for example up to 700 ° C., is substantially the same everywhere substantially.
  • Fig. 1 schematically the construction of a dryer with drying cylinder and drying hood
  • Fig. 2 a hood half in cold condition
  • Fig. 3 a hood half analog Fig. 2 , but with a warm jet basket
  • Fig. 4 an analogue view with warm jet basket and warm hood frame
  • Fig. 5 the area of a support of the hood
  • Fig. 6 represents the area of another support of the hood.
  • Fig. 1 shows the schematic structure of a drying plant for paper, especially tissue paper. The paper web is guided around a drying cylinder 1, which is looped around by a first hood half 2 and a second hood half 3.
  • the hot air temperatures today move at about 300 ° C to 500 ° C resulting in a water evaporation of about 90 kg w / m 2 h or 160 kg w / m 2 h.
  • the aim is, however, to increase the discharge temperature to 600 ° C or 700 ° C, resulting in water evaporation rates of over 200 kg w / m 2 h. At these high temperatures, however, the thermal expansion of the hood leads to unwanted geometric conditions.
  • Fig. 2 is the second hood half 3 a drying system shown. It can be seen the hot air supply 4 and the exhaust duct 5.
  • the Hot air line 4 opens into the nozzle basket 9 and flows through a series of nozzles on the paper running on the drying cylinder 1.
  • the hood frame 10 is located around the nozzle basket 9. In the cold state of the nozzle basket 9 and hood frame 10, the hood crown 11 has a smaller spacing than the hood end 12 in order to achieve the best possible hood distance from the cylinder during operation.
  • the thermal expansion is in Fig.
  • nozzle basket 9 is heated to approximately 600 - 700 ° C during the starting process.
  • the upper limit here is merely the material properties of the sheets used.
  • nozzle basket 9 and hood frame 10 are decoupled from each other.
  • the nozzle basket 9 is now mounted in the region of the apex 11 in a bearing 13 rotatably mounted on the main carrier of the hood frame 10. In the lower hood area, the nozzle basket 9 slidably rests on another carrier 14.
  • Fig. 4 now shows the state in which the hood frame 10 heats up.
  • the upper bearing 13 is moved in the direction of the arrow 18, ie to the other hood half. This increases the distance between the hood and the cylinder.
  • the entire hood half 3 is displaced in the direction 18 ', so that the distance here goes back again.
  • the sliding bearing 14 is arranged displaceably and adjustably in a slot 19.
  • a drive is provided here, the distance can always be set optimally even when the system is in operation.
  • Fig. 5 the adjustment is shown in more detail, with different positions, resulting in particular by the thermal expansion, are located.
  • the solid lines represent the state at operating temperature and the dashed lines in the cold state.
  • the lower support 14 of the nozzle basket 9 which is designed to slide, the bearing in the hood frame 10 in a slot 19 Verschieb- or .
  • Fig. 6 shows the displacement of the upper bearing 13 by the extension of the hood frame 10 and displacement in the direction of the cylinder center. About the rotatable hinge 13, the hood frame 10 then pulls the nozzle basket 9 with.
  • the material used for the frame is usually stainless steel (1.4571) or Corten A.
  • For the nozzle basket a material is used which has sufficient strength even at high temperatures, such. B. 1.4835.
  • the hood frame 10 is fixed on the drive side of the paper machine and the nozzle basket 9 on the leader side of the machine. Again, the expansion is minimized by the different locations of fixation.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Papierbahnen, insbesondere Tissuepapierbahnen, mit einem Trockenzylinder, welcher von einer Trockenhaube zur Aufblasung von Heißluft umschlungen wird, einer Heißluftzufuhr, welche in einen Düsenkorb mündet und einem um den Düsenkorb herum befindenden Haubengestell.
  • 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 Trockenhaube während des Betriebes auf, die zu ungleichmäßiger Trocknung führen.
  • Die EP 0 905 311 A2 offenbart eine Vorrichtung mit einer Hochtemperaturhaube gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Trockenhaube ist für Temperaturen über 1000 °F (ca. 538 °C) vorgesehen. Die einzelnen Ausblasdüsen sind hier von den Seitenwänden des Haubengestells entkoppelt. Dadurch wird eine Ausdehnung quer zur Maschinenlaufrichtung ermöglicht
  • 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 Heißluftzufuhr und der Düsenkorb vom Haubengestell entkoppelt sind. Durch diese Entkoppelung wird eine freie Bewegung der heißen Bauteile, wie Düsenkorb und Zuluftkanal möglich. Erfindungsgemäß wird der Düsenkorb in einem oberen Punkt im Gehäuse drehbar und in einem unteren Punkt im Haubengestell gleitend gelagert, somit sind Düsenkorb und Haubengestell frei gegeneinander bewegbar. Der untere (Auflage-) Punkt kann einstellbar sein.
  • Dadurch ist eine freie Bewegung des Düsenkorbes während der Aufheizung bzw. Abkühlung möglich, ohne Spannungen zu erzeugen und es 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 (5)

  1. Vorrichtung zum Trocknen von Papierbahnen, insbesondere Tissuepapierbahnen, mit:
    - einem Trockenzylinder (1), welcher von einer Trockenhaube (2, 3) zur Aufblasung von Heißluft umschlungen wird;
    - einer Heißluftzufuhr (4), welche in einen Düsenkorb (9) mündet; und
    - einem um den Düsenkorb (9) herum sich befindenden Haubengestell (10);
    dadurch gekennzeichnet, dass die Heißluftzufuhr (4) und der Düsenkorb (9) vom Haubengestell (10) entkoppelt sind, wobei der Düsenkorb (9) in einem oberen Punkt (13) im Haubengestell (10) drehbar und in einem unteren Punkt (14) im Haubengestell (10) gleitend gelagert ist und somit Düsenkorb (9) und Haubengestell (10) frei gegeneinander bewegbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Auflage- Punkt (14) einstellbar ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Haubengestell (10) und Düsenkorb (9) an unterschiedlichen Seiten wie Triebseite bzw. Führerseite quer zur Papierbahn fixiert sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebseinheit und ein Abstandsensor zur Verstellung des Abstandes zwischen Trockenzylinder (1) und Trockenhaube (2, 3) während des Betriebes vorgesehen sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Trockenhaube (2, 3) und Trockenzylinder (1) im Betrieb bei hohen Ausblastemperaturen, insbesondere über 550 °C, beispielsweise bis zu 700 °C, im wesentlichen überall gleich groß ist.
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