EP1486610A1 - Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn Download PDF

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EP1486610A1
EP1486610A1 EP04101977A EP04101977A EP1486610A1 EP 1486610 A1 EP1486610 A1 EP 1486610A1 EP 04101977 A EP04101977 A EP 04101977A EP 04101977 A EP04101977 A EP 04101977A EP 1486610 A1 EP1486610 A1 EP 1486610A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spray
fibrous web
web
approximately
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04101977A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Antje Stein
Frank Wegehaupt
Holger Humberg
Roland Mayer
Dominik Mai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1486610A1 publication Critical patent/EP1486610A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G7/00—Damping devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/0073—Accessories for calenders
    • D21G1/0093—Web conditioning devices

Definitions

  • the invention relates to a device for manufacturing and / or treatment a fibrous web, in particular paper or cardboard web, with at least one comprising at least one pneumatic atomizing nozzle Spray application device for applying a spray mist on the fibrous web.
  • a device for manufacturing and / or treatment a fibrous web in particular paper or cardboard web, with at least one comprising at least one pneumatic atomizing nozzle Spray application device for applying a spray mist on the fibrous web.
  • a device is for example from the EP-A-0 979 897 is known.
  • Pneumatic atomizing nozzles are already being used in nozzle humidifiers Remoistening and moisture profiling of fibrous webs used.
  • An important criterion here is to spray the liquid very finely, to ensure even surface and paper properties guarantee.
  • the use of pneumatic atomizing nozzles serves this purpose. In such nozzles, the atomizing gas should Liquid can be atomized into very small drops.
  • the usual pneumatic atomizing nozzles in nozzle humidifiers have droplet diameters ⁇ 80 ⁇ m (arithmetic mean).
  • the Efficiency is only in at web speeds> 1000 m / min a range of 40 to 60% while the remaining amount of water spray is carried away with the ambient air.
  • An uneven application of moisture can be especially useful for online satin finishing or surface finishing of the paper to uneven gloss, smoothness and / or Lead flat properties.
  • the invention has for its object an improved device to create the type mentioned, in which the aforementioned Disadvantages are eliminated.
  • humidification should be carried out with homogeneous spray pattern at high web speeds or a spray pattern without clouds or streaks with very small droplet sizes ( ⁇ 50 ⁇ m) may be possible. Cloudiness, streakiness and markings are said to be so far be eliminated as possible.
  • the best possible flatness and optimal surface properties of online calendered SC papers sought.
  • An online process for SC production is also planned at high speeds and the highest quality requirements be made possible.
  • a respective pneumatic atomizer nozzle at a distance from the fibrous web is arranged, which is in a range of about 20 to about 75 mm.
  • the distance from the fibrous web is in one area from about 20 to about 60 mm, preferably about 50 mm is.
  • the gas from the spray jet transports the fine drops.
  • the small web distance brings high gas velocities of the spray jet with it, which makes it extremely stable and insensitive to external influences Influences such as towards the air boundary layer of the web.
  • At least one pneumatic atomizer nozzle is preferably provided, which is a full cone beam, hollow cone beam, elliptical beam or flat beam generated.
  • At least one pneumatic atomizer nozzle is advantageous provided an average droplet size (arithmetic mean) ⁇ 50 ⁇ m generated.
  • the speed of the atomizing gas when it hits the fibrous web is preferably> 0.5 m / s, in particular> 0.8 m / s and preferably> 1.1 m / s.
  • the theoretical speed results from the relationship between the amount of normalized atomizing gas used in the nozzle and projected area of the spray on the web.
  • the gas of the spray jet transports the fine drops.
  • the high gas speeds of the spray jet make the jet extremely stable and insensitive to interference against external influences such as the air boundary layer of the train.
  • the spray angle of a respective pneumatic Atomizer nozzle 45 °. Due to the relatively small nozzle spacing in The transverse direction and the relatively large spray angle of the nozzles result a streak-free job.
  • the spray angle is determined so that 90% of the atomized water quantity within the spray angle on the railway meets.
  • the volume flow of the atomizing gas supplied by a respective pneumatic atomizing nozzle is advantageously greater than or equal to 7 Nm 3 / h (standard cubic meters / hour) and preferably greater than or equal to 10 Nm 3 / h.
  • the gas from the spray jet transports the fine drops.
  • the high Volume flows lead to high gas velocities of the spray jet, which makes it extremely stable and insensitive to external influences do.
  • the device is the spray quantity of a respective pneumatic Atomizer nozzle in operation> 81 / h, preferably> 12 l / h.
  • At least one pneumatic atomizer nozzle is included Internal mix provided.
  • At least one pneumatic atomizer nozzle with one is preferred Spray angle> 48 ° provided. This results in a broad distribution of the order with a small web distance.
  • At least one pneumatic atomizing nozzle is provided in the device, at which the angle between atomizing gas and spray medium in the atomization area is> 50 °.
  • the pressure of the atomizing gas is expediently in one Range from about 0.5 bar to about 1 bar, preferably about 0.65 bar.
  • the nozzle division in the transverse direction is preferably selected so that the mutual distance of the spray zones in a range of about 15 to 30 mm and is preferably about 20 mm.
  • each pneumatic atomizer nozzle a respective other pneumatic atomizer nozzle is particularly in the transverse direction advantageously> 110 mm. This creates interactions avoided between adjacent nozzles.
  • Devices are successive in particular in the transverse direction pneumatic atomizing nozzles to achieve a uniform Order can be controlled individually and / or in groups and / or adjustable.
  • Pneumatic atomizing nozzles successively in the transverse direction in particular can advantageously also be used to profile the moisture can be controlled and / or regulated individually and / or in groups.
  • the temperature of the spray medium is preferably in a range from about 50 to about 90 ° C and preferably in a range of about 60 to about 80 ° C.
  • the spray medium can contain chemicals, water, water, for example Additives, e.g. Surfactants, starch, coating colors, pigments and / or the like include.
  • Additives e.g. Surfactants, starch, coating colors, pigments and / or the like include.
  • the goals of the order can also changes in paper properties such as gloss, smoothness, surface tension, Pick resistance, flatness, curl etc.
  • the spray application device is preferred arranged at such a distance from the calender that up to first calender nip gives a dwell time that is in a range of about 0.1 sec to about 0.8 sec.
  • online satinizing it is preferably applied on both sides or moistening the fibrous web.
  • online satinizing advantageously on each side of the fibrous web at least one spray application device is provided.
  • Fiber web with a dry content greater than or equal to 96% by means of of the spray application device is rewetted.
  • the spray application device for example designed as a humidifier can be several, e.g. a maximum of six or four rows of nozzles per order page to avoid mutual nozzle interferences at high air volumes to minimize.
  • the rewetting capacity is a respective spray application device with in particular a maximum of six or four rows of nozzles per order page that based on a dry content of the fibrous web in in the range of about 96% to about 99% in the range of about 88 to about 93% reduced dry matter results. At maximum operating speeds will rewet at least 7 to 9% reached.
  • At least a corresponding spray application device first the underside acted upon or moistened the fibrous web.
  • At least two can be arranged opposite one another Spray application devices the two sides of the fibrous web be acted upon or moistened at the same time.
  • the fibrous web in this case lies between the opposite ones Sprühlongeds Sken.
  • successive rows of nozzles are provided, so these can For example, lie in a plane that is at an angle to the horizontal in a range from 0 to about 90 °.
  • the spray application device can in particular be in a straight free Web train or arranged against a roller supporting the fibrous web his.
  • the invention Device is the minimum distance measured in the direction of web travel the first or last row of nozzles of the spray application device a roller supporting the fibrous web about 0.5 m and preferably about 1 m.
  • the device according to the invention is in particular also higher Web speeds can be used. So the web speed for example> 1000 m / min and preferably greater than 1500 m / min.
  • the device according to the invention is i.a. especially for manufacturing of SC paper and SC-B paper usable, its porosity less than or equal to 40 ml / min Bendtsen, in particular less than or equal to Bendtsen is 20 ml / min, the respective porosity value being calendered Relates to paper.
  • Figure 1 shows a schematic partial representation of one of the manufacture and / or treatment of a device 12 serving a fibrous web 10.
  • the fibrous web 10 can in particular be a paper and Trade cardboard web.
  • the device 10 comprises at least one at least one pneumatic one Atomizer nozzle 14 comprising spray application device 16 for Applying a spray mist to the fibrous web 10.
  • spray application device 16 for Applying a spray mist to the fibrous web 10.
  • spray application devices 16 for example, are two such spray application devices 16 recognizable.
  • Figure 2 shows a schematic representation of two such a spray application device 16 assigned, at a certain distance from the Fibrous web 10 arranged and spaced apart in the transverse direction pneumatic atomizing nozzles 14.
  • the pneumatic atomizing nozzles 14 are each at a distance a (see FIG. 2) arranged from the fibrous web 10, which in particular in can range from about 20 to about 75 mm. It can this distance from the fibrous web 10 in particular in one area from about 20 to about 60 mm and preferably about 50 mm.
  • the pneumatic Atomizer nozzles 14 each have a spray medium via an inlet 18 and via an inlet 20 each atomizing gas in a particular Quantity supplied. This takes place in the pneumatic atomizing nozzles 14 in each case atomization of the spray medium by means of air and / or by means of another gas or gas mixture.
  • a respective pneumatic atomizing nozzle 14 can in particular be one Full cone jet, hollow cone jet, elliptical jet or flat jet produce.
  • the speed of the atomizing gas when it hits the fibrous web 10 can for example> 0.5 m / s, in particular> 0.8 m / s and preferably> 1.1 m / s. This results in the theoretical speed from the normalized amount of atomized gas used Atomizer nozzle 14 based on the projected area 22 (see FIG. 2) of the Spray jet 24 on the fibrous web 10.
  • Pneumatic atomizing nozzles 14 with an internal mixture are preferred intended.
  • the nozzle division in the transverse direction is preferably selected so that the mutual distance of the spray zones in a range of about 15 to is about 30 mm and is preferably about 20 mm.
  • the direct distance b of a respective pneumatic atomizer nozzle 14 to a respective other pneumatic atomizing nozzle 14 in the transverse direction is expediently> 110 mm.
  • the pneumatic atomizing nozzles successively in the transverse direction 14 can, for example, to achieve a uniform order and / or for profiling the moisture individually and / or in groups can be controlled and / or regulated.
  • the spray medium can be, for example, water, water with additives, e.g. Surfactants, starch, coating colors, pigments and / or the like include.
  • a respective Spray application device 16 several successive in the web running direction Include rows of nozzles.
  • a respective spray application device 16 can, for example, in one straight free web tension or against a fibrous web 10 supporting Be arranged roller. In the embodiment according to FIG two spray application devices 16 each in a straight free railway train arranged.
  • the minimum distance measured in the web running direction is preferably first or last nozzle rows of a respective spray application device 16 to a roller 26 supporting the fibrous web 10 about 1 m and preferably about 0.5 m.

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Abstract

Eine Vorrichtung (12) zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, (10) insbesondere Papier- oder Kartonbahn, umfasst wenigstens eine zumindest eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) umfassende Sprühauftragseinrichtung (16) zum Aufbringen eines Sprühnebels auf die Faserstoffbahn (10). Dabei ist eine jeweilige pneumatische Zerstäuberdüse (14) in einem Abstand (a) von der Faserstoffbahn (10) angeordnet, der in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 75 mm liegt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einer zumindest eine pneumatische Zerstäuberdüse umfassenden Sprühauftragseinrichtung zum Aufbringen eines Sprühnebels auf die Faserstoffbahn. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP-A-0 979 897 bekannt.
Bei den bisher üblichen Düsenfeuchtern mit pneumatischen Zerstäuberdüsen erfolgt die Rückbefeuchtung mit einem Bahnabstand ≥ 75 mm. Die Zonenbreite liegt in einem Bereich von 12,5 mm bis 150 mm. Das Sprühbild der bisher üblichen Feuchter ist jedoch nicht gut genug für eine SC-A-Qualität mit höchster Oberflächengüte, bei der die Befeuchtung kurz vor einem Multinipkalander erfolgt.
Es werden bereits pneumatische Zerstäuberdüsen in Düsenfeuchtern zur Rückbefeuchtung und Feuchteprofilierung faserförmiger Bahnen eingesetzt. Ein wichtiges Kriterium ist hierbei, die Flüssigkeit sehr fein aufzusprühen, um gleichmäßige Oberflächen- und Papiereigenschaften zu gewährleisten. Diesem Zweck dient der Einsatz von pneumatischen Zerstäuberdüsen. Bei solchen Düsen soll durch das Zerstäubungsgas die Flüssigkeit in sehr kleine Tropfen zerstäubt werden.
Wesentliche Einflussgrößen sind die Auftragsqualität und -quantität. So nimmt mit größer werdenden Bahngeschwindigkeiten und abnehmender Sprühtropfengröße der Wirkungsgrad der Befeuchtung ab, und es kommt zu einem ungleichmäßigen, wolkigen Auftrag. Der Grund dafür besteht darin, dass sich mit zunehmender Geschwindigkeit auf der Bahn eine zunehmend stabilere, d.h. schnellere und dickere Luftgrenzschicht, laminar und turbulent, aufbaut, die von den Tropfen kaum noch zu durchdringen ist. So wird ein Teil der Tropfen von der Luftschicht mitgerissen und verwirbelt, bevor er die Bahn erreicht, wodurch eine Wolkigkeit und Steifigkeit des Auftrags erzeugt wird. Als Wolkigkeit werden hier Auftragsmengenschwankungen der einzelnen Düse auf dem Papier bezeichnet. Die Größe der Wolken und/oder Flecken beträgt im allgemeinen 1 cm bis 8 cm, je nach Betriebsbedingungen. Unter Steifigkeit werden Auftragsmengenschwankungen der einzelnen Düse auf dem Papier in Maschinenlaufrichtung bezeichnet. Die Breite der Streifen hängt u.a. vom Verhältnis Düsenabstand in Querrichtung zum Bahnabstand und Sprühwinkel ab. Diese Effekte sind darauf zurückzuführen, dass die kleineren Tropfen nicht mehr den erforderlichen Impuls aufbringen, der für ein Durchdringen der Luftgrenzschicht erforderlich wäre. Deren Puls nimmt mit der dritten Potenz zum Tropfendurchmesser ab, was bedeutet, dass beispielsweise mit einer Halbierung des Durchmessers der Impuls auf 1/8 reduziert wird. Hingegen geht die Geschwindigkeit nur linear mit ein. So gilt für den Impuls die folgende Beziehung: I = m · w = ρ · 1/6 · π · d3 · w, mit m = ρ · V und V=1/6 · π · d3, wobei
I
Impuls
m
Masse des Tropfens
w
Geschwindigkeit des Tropfens
ρ
Dichte der Tropfenflüssigkeit
V
Volumen
d
Tropfendurchmesser.
Die bisher üblichen pneumatischen Zerstäuberdüsen in Düsenfeuchtern besitzen Tropfendurchmesser < 80 µm (arithmetischer Mittelwert). Der Wirkungsgrad liegt bei Bahngeschwindigkeiten > 1000 m/min lediglich in einem Bereich von 40 bis 60 %, während die restliche Sprühwassermenge mit der Umgebungsluft mitgerissen wird. Ein ungleichmäßiger Feuchteauftrag kann insbesondere bei sich direkt anschließender Online-Satinage oder Oberflächenveredelung des Papiers zu ungleichen Glanz-, Glätteund/oder Flachlageneigenschaften führen.
Bei den bekannten Entwicklungen zum Besprühen schnelllaufender Faserstoffbahnen, insbesondere Papierbahnen, war man bestrebt, den Impuls der Wassertropfen bei gegebenem Tropfendurchmesser groß zu halten. Dies kann nun aber nur über die Tropfengeschwindigkeit erreicht werden, wodurch gemäß der obigen Formel der Impulse erhöht wird. So ist beispielsweise bei einem auf dem Markt erhältlichen Düsenfeuchter eine sehr feine Tropfengröße von 20 µm vorgesehen. Um den Wirkungsgrad zu erhöhen, wurde bei diesem Düsenfeuchter die Düse so modifiziert, dass sich eine höhere Tropfengeschwindigkeit ergibt, um damit den Impuls zu erhöhen (vgl. erster Auszug aus Wochenblatt der Papierfabrikation, 1999, Nr. 10, Seiten 680 bis 685, "Practical Aspects Concerning Moisture Gradient Calendering"). Während bei einer älteren Düse eine Tropfengeschwindigkeit von etwa 5 m/s bei einer mittleren Tropfengröße von 80 µm vorgesehen war, betrug die Tropfengeschwindigkeit bei einer neueren Düse etwa 15 m/s bei einer mittleren Tropfengröße von 20 µm. Im Ergebnis ist somit festzustellen, dass die bisher üblichen Düsen hinsichtlich einer Befeuchtung mit immer kleineren Tropfen von < 50 µm bei hohen Bahngeschwindigkeiten von > 1000 m/min an ihre Grenzen stoßen. Die Möglichkeiten zur Erhöhung der Tropfengeschwindigkeit reichen also nicht mehr aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die zuvor genannten Nachteile beseitigt sind. Dabei sollen insbesondere eine Befeuchtung mit homogenem Sprühbild bei hohen Bahngeschwindigkeiten bzw. ein Sprühbild ohne Wolken oder Streifen bei sehr kleinen Tröpfchengrößen (< 50 µm) möglich sein. Wolkigkeit, Streifigkeit und Markierungen sollen so weit wie möglich eliminiert werden. Zudem werden eine möglichst gute Planlage und optimale Oberflächeneigenschaften von online kalandrierten SC-Papieren angestrebt. Außerdem soll ein Online-Prozess für eine SC-Produktion bei hohen Geschwindigkeiten und höchsten Qualitätsanforderungen ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine jeweilige pneumatische Zerstäuberdüse in einem Abstand von der Faserstoffbahn angeordnet ist, der in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 75 mm liegt.
Aufgrund dieser Ausbildung wird ein wolkenfreier Auftrag erreicht, wobei gleichzeitig für eine relativ hohe Energie des Sprühstrahls gesorgt ist. Es sind hohe Geschwindigkeiten des die Tropfen transportierenden Zerstäubergases bis zur Faserstoffbahn gewährleistet, wobei gleichzeitig für eine relativ hohe Energie des Sprühstrahls, eine gleichmäßige Auftragsqualität und einen hohen Wirkungsgrad gesorgt ist. Es ergibt sich eine bessere Planlage (weniger Cockling) bei online kalandrierten SC-Papieren. Zudem ergibt sich bei solchen online kalandrierten SC-Papieren auch eine bessere Gleichmäßigkeit der Oberflächeneigenschaften, Glanz und Glätte. Es ist nunmehr ein Online-Prozess für eine SC-Produktion bei hohen Geschwindigkeiten und höchsten Qualitätsanforderungen möglich. Mit einem Sprühbild ohne Wolken oder Streifen und sehr kleinen Tröpfchengrößen ist insbesondere auch eine Rückfeuchtung mit extrem homogenem Sprühbild bei hohen Auftragsmengen möglich, insbesondere auch bei Sprühauftrag kurz vor dem Kalander.
Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt der Abstand von der Faserstoffbahn in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 60 mm, wobei er vorzugsweise etwa 50 mm beträgt.
Dabei transportiert das Gas des Sprühstrahls die feinen Tropfen. Der kleine Bahnabstand bringt hohe Gasgeschwindigkeiten des Sprühstrahls mit sich, der dadurch extrem stabil und störungsunanfällig gegen äußere Einflüsse wie z.B. gegenüber der Luftgrenzschicht der Bahn wird.
Bei einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse erfolgt zweckmäßigerweise eine Vernebelung des Sprühmediums mittels Luft und/oder mittels eines anderen Gases bzw. Gasgemisches.
Bevorzugt ist wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse vorgesehen, die einen Vollkegelstrahl, Hohlkegelstrahl, elliptischen Strahl oder Flachstrahl erzeugt.
Vorteilhafterweise ist wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse vorgesehen, die eine mittlere Tröpfchengröße (arithmetischer Mittelwert) < 50 µm erzeugt.
Die Geschwindigkeit des Zerstäubungsgases beim Auftreffen auf die Faserstoffbahn ist vorzugsweise > 0,5 m/s, insbesondere > 0,8 m/s und vorzugsweise > 1,1 m/s.
Die theoretische Geschwindigkeit ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen der verbrauchten normierten Zerstäubergasmenge der Düse und der projizierten Fläche des Sprühstrahls auf der Bahn. Das Gas des Sprühstrahls transportiert die feinen Tropfen. Der Impuls der Tropfen selbst spielt nur noch eine ungeordnete Rolle. Die hohen Gasgeschwindigkeiten des Sprühstrahls machen den Strahls extrem stabil und störungsunanfällig gegen äußere Einflüsse wie z.B. die Luftgrenzschicht der Bahn.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist insbesondere bei einem gegenseitigen, quer zur Bahnlaufrichtung gegebenen Düsenabstand < 30 mm und/oder insbesondere bei einem Bahnabstand < 75 mm, vorzugsweise < 60 mm, der Sprühwinkel einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse > 45°. Aufgrund des relativ kleinen Düsenabstands in Querrichtung und des relativ großen Sprühwinkels der Düsen ergibt sich ein streifenfreier Auftrag. Der Sprühwinkel wird dabei so festgelegt, dass 90 % der zerstäubten Wassermenge innerhalb des Sprühwinkels auf die Bahn trifft.
Der Volumenstrom des von einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse gelieferten Zerstäubungsgases ist vorteilhafterweise größer oder gleich 7 Nm3/h (Normkubikmeter/Stunde) und vorzugsweise größer oder gleich 10 Nm3/h.
Das Gas des Sprühstrahls transportiert die feinen Tropfen. Die hohen Volumenströme führen zu hohen Gasgeschwindigkeiten des Sprühstrahls, die ihn extrem stabil und störungsunanfällig gegen äußere Einflüsse machen.
Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Sprühmenge einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse im Betrieb > 81/h, vorzugsweise > 12 l/h.
Vorteilhafterweise ist wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse mit Innenmischung vorgesehen.
Bei innen mischenden Düsen ist der Strahlaufbau bei Austritt aus der Düse bereits erfolgt, und es sind somit ein störungsunanfälliger Betrieb sowie kleinere Abstände zur Bahn möglich.
Bevorzugt ist wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse mit einem Sprühwinkel > 48° vorgesehen. Damit ergibt sich eine breite Verteilung des Auftrags bei kleinem Bahnabstand.
Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse vorgesehen, bei der der Winkel zwischen Zerstäubungsgas und Sprühmedium im Zerstäubungsbereich > 50° ist.
Der Druck des Zerstäubungsgases liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich von etwa 0,5 bar bis etwa 1 bar, wobei er vorzugsweise etwa 0,65 bar beträgt.
Die Düsenteilung in Querrichtung ist vorzugsweise so gewählt, dass der gegenseitige Abstand der Sprühzonen in einem Bereich von etwa 15 bis 30 mm liegt und vorzugsweise etwa 20 mm beträgt.
Der direkte Abstand einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse zu einer jeweiligen anderen pneumatischen Zerstäuberdüse ist insbesondere in Querrichtung vorteilhafterweise > 110 mm. Dadurch werden Wechselwirkungen zwischen benachbarten Düsen vermieden.
Bei einer weiteren bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind insbesondere in Querrichtung aufeinanderfolgende pneumatische Zerstäuberdüsen zur Erzielung eines gleichmäßigen Auftrags einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar und/oder regelbar.
Insbesondere in Querrichtung aufeinanderfolgende pneumatische Zerstäuberdüsen können vorteilhafterweise auch zur Profilierung der Feuchte einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar und/oder regelbar sein.
Die Temperatur des Sprühmediums liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 50 bis etwa 90°C und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 60 bis etwa 80°C.
Das Sprühmedium kann beispielsweise Chemikalien, Wasser, Wasser mit Additiven, z.B. Tensiden, Stärke, Streichfarben, Pigmente und/oder dergleichen umfassen.
Ziele des Auftrages können neben der Rückbefeuchtung und Profilierung auch Veränderungen von Papiereigenschaften wie Glanz, Glätte, Oberflächenspannung, Rupffestigkeit, Planlage, Curl etc. sein.
Bei einer Online-Satinage ist die Sprühauftragseinrichtung vorzugsweise in einem solchen Abstand vom Kalander angeordnet, dass sich bis zum ersten Kalandernip eine Verweilzeit ergibt, die in einem Bereich von etwa 0,1 sec bis etwa 0,8 sec liegt.
Bei einer Online-Satinage erfolgt vorzugsweise eine beidseitige Beaufschlagung bzw. Befeuchtung der Faserstoffbahn. So ist bei einer solchen Online-Satinage vorteihafterweise auf jeder Seite der Faserstoffbahn jeweils wenigstens eine Sprühauftragseinrichtung vorgesehen.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn bei einer Online-Satinage die Faserstoffbahn bei einem Trockengehalt größer oder gleich 96 % mittels der Sprühauftragseinrichtung rückbefeuchtet wird.
Die beispielsweise als Feuchter ausgeführte Sprühauftragseinrichtung kann mehrere, z.B. maximal sechs oder vier Düsenreihen je Auftragsseite umfassen, um bei den hohen Luftmengen gegenseitige Düsenbeeinflussungen zu minimieren.
Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform ist die Rückfeuchtungskapazität einer jeweiligen Sprühauftragseinrichtung mit insbesondere maximal sechs oder vier Düsenreihen je Auftragsseite so bemessen, dass sich ausgehend von einem Trockengehalt der Faserstoffbahn in einem Bereich von etwa 96 % bis etwa 99 % ein auf dem Bereich von etwa 88 bis etwa 93 % reduzierter Trockengehalt ergibt. Bei maximalen Betriebsgeschwindigkeiten werden mindestens 7 bis 9 % Rückfeuchtung erreicht.
In bestimmten Fällen kann es auch von Vorteil sein, wenn mittels wenigstens einer entsprechenden Sprühauftragseinrichtung zuerst die Oberseite der Faserstoffbahn beaufschlagt bzw. befeuchtet wird.
Bei einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform wird mittels wenigstens einer entsprechenden Sprühauftragseinrichtung zuerst die Unterseite der Faserstoffbahn beaufschlagt bzw. befeuchtet.
Grundsätzlich können jedoch auch durch wenigstens zwei einander gegenüberliegende Sprühauftragseinrichtungen die beiden Seiten der Faserstoffbahn gleichzeitig beaufschlagt bzw. befeuchtet werden. Die Faserstoffbahn liegt in diesem Fall also zwischen den einander gegenüberliegenden Sprühauftragseinrichtungen.
Eine gleichzeitige Befeuchtung der beiden Bahnseiten durch zumindest zwei sich gegenüberliegende Feuchter bringt u.a. den Vorteil mit sich, dass die Feuchter durch ihr Zerstäubergas gleichzeitig die Faserstoffbahn zwischen den Feuchtern stabilisieren.
Sind mehrere sich jeweils in Querrichtung erstreckende, in Bahnlaufrichtung aufeinanderfolgende Düsenreihen vorgesehen, so können diese beispielsweise in einer Ebene liegen, die mit der Horizontalen einen Winkel in einem Bereich von 0 bis etwa 90° einschließt.
Die Sprühauftragseinrichtung kann insbesondere in einem geraden freien Bahnzug oder gegen eine die Faserstoffbahn stützende Walze angeordnet sein.
Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung beträgt der in Bahnlaufrichtung gemessene Mindestabstand der ersten bzw. letzten Düsenreihe der Sprühauftragseinrichtung zu einer die Faserstoffbahn stützenden Walze etwa 0,5 m und vorzugsweise etwa 1 m.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere auch bei höheren Bahngeschwindigkeiten einsetzbar. So kann die Bahngeschwindigkeit beispielsweise > 1000 m/min und vorzugsweise größer 1500 m/min sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist u.a. insbesondere auch zur Herstellung von SC-Papier und SC-B-Papier verwendbar, dessen Porosität kleiner oder gleich 40 ml/min Bendtsen, insbesondere kleiner oder gleich 20 ml/min Bendtsen ist, wobei sich der jeweilige Porositätswert auf kalandrisiertes Papier bezieht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Figur 1
eine schematische Teildarstellung einer der Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn dienenden Einrichtung mit zumindest einer, hier beispielsweise zwei jeweils mehrere pneumatische Zerstäuberdüsen umfassen Sprühauftragseinrichtungen und
Figur 2
eine schematische Darstellung von zwei einer Sprühauftragseinrichtung gemäß Figur 1 zugeordneten, in einem bestimmten Abstand von der Faserstoffbahn angeordneten sowie in Querrichtung voneinander beabstandeten pneumatischen Zerstäuberdüsen.
Figur 1 zeigt in schematischer Teildarstellung eine der Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn 10 dienende Einrichtung 12. Bei der Faserstoffbahn 10 kann es sich insbesondere um eine Papier- und Kartonbahn handeln.
Die Vorrichtung 10 umfasst wenigstens eine zumindest eine pneumatische Zerstäuberdüse 14 umfassende Sprühauftragseinrichtung 16 zum Aufbringen eines Sprühnebels auf die Faserstoffbahn 10. In der Darstellung gemäß Figur 1 sind beispielsweise zwei solche Sprühauftragseinrichtungen 16 zu erkennen.
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung zwei einer solchen Sprühauftragseinrichtung 16 zugeordnete, in einem bestimmten Abstand von der Faserstoffbahn 10 angeordnete sowie in Querrichtung voneinander beabstandete pneumatische Zerstäuberdüsen 14.
Die pneumatischen Zerstäuberdüsen 14 sind jeweils in einem Abstand a (vgl. Figur 2) von der Faserstoffbahn 10 angeordnet, der insbesondere in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 75 mm liegen kann. Dabei kann dieser Abstand von der Faserstoffbahn 10 insbesondere in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 60 mm liegen und vorzugsweise etwa 50 mm betragen.
Wie am besten anhand der Figuren 2 zu erkennen ist, wird den pneumatischen Zerstäuberdüsen 14 über einen Einlass 18 jeweils ein Sprühmedium und über einen Einlass 20 jeweils Zerstäubergas in einer bestimmten Menge zugeführt. Dabei erfolgt in den pneumatischen Zerstäuberdüsen 14 jeweils eine Vernebelung des Sprühmediums mittels Luft und/oder mittels eines anderen Gases bzw. Gasgemisches.
Eine jeweilige pneumatische Zerstäuberdüse 14 kann insbesondere einen Vollkegelstrahl, Hohlkegelstrahl, elliptischen Strahl oder Flachstrahl erzeugen.
Die Geschwindigkeit des Zerstäubungsgases beim Auftreffen auf die Faserstoffbahn 10 kann beispielsweise > 0,5 m/s, insbesondere > 0,8 m/s und vorzugsweise > 1,1 m/s sein. Dabei ergibt sich die theoretische Geschwindigkeit aus der verbrauchten normierten Zerstäubergasmenge der Zerstäuberdüse 14 bezogen auf die projizierte Fläche 22 (vgl. Figur 2) des Sprühstrahls 24 auf der Faserstoffbahn 10.
Insbesondere bei einem gegenseitigen, quer zur Bahnlaufrichtung gegebenen Düsenabstand b < 30 mm und/oder insbesondere bei einem Bahnabstand a < 75 mm, vorzugsweise kleiner 60 mm, ist der Sprühwinkel α einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse 14 beispielsweise > 45°.
Vorzugsweise sind pneumatische Zerstäuberdüsen 14 mit Innenmischung vorgesehen.
Die Düsenteilung in Querrichtung ist vorzugsweise so gewählt, dass der gegenseitige Abstand der Sprühzonen in einem Bereich von etwa 15 bis etwa 30 mm liegt und vorzugsweise etwa 20 mm beträgt.
Der direkte Abstand b einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse 14 zu einer jeweiligen anderen pneumatischen Zerstäuberdüse 14 in Querrichtung ist zweckmäßigerweise > 110 mm.
Die in Querrichtung aufeinanderfolgenden pneumatischen Zerstäuberdüsen 14 können beispielsweise zur Erzielung eines gleichmäßigen Auftrags und/oder zur Profilierung der Feuchte einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar und/oder regelbar sein.
Das Sprühmedium kann beispielsweise Wasser, Wasser mit Additiven, z.B. Tensiden, Stärke, Streichfarben, Pigmente und/oder dergleichen umfassen.
Wie insbesondere anhand der Figur 1 zu erkennen ist, kann eine jeweilige Sprühauftragseinrichtung 16 mehrere in Bahnlaufrichtung aufeinanderfolgende Düsenreihen umfassen. Im vorliegenden Fall umfassen die Sprühauftragseinrichtungen 16 beispielsweise jeweils drei solche Düsenreihen.
Eine jeweilige Sprühauftragseinrichtung 16 kann beispielsweise in einem geraden freien Bahnzug oder gegen eine die Faserstoffbahn 10 stützende Walze angeordnet sein. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 sind die beiden Sprühauftragseinrichtungen 16 jeweils in einem geraden freien Bahnzug angeordnet.
Bevorzugt beträgt der in Bahnlaufrichtung gemessene Mindestabstand der ersten bzw. letzten Düsenreihen einer jeweiligen Sprühauftragseinrichtung 16 zu einer die Faserstoffbahn 10 stützenden Walze 26 etwa 1 m und vorzugsweise etwa 0,5 m.
Bezugszeichenliste
10
Faserstoffbahn
12
Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn
14
pneumatische Zerstäuberdüse
16
Sprühauftragseinrichtung
18
Einlass
20
Einlass
22
projizierte Fläche
24
Sprühstrahl
26
Walze
a
Bahnabstand
b
Düsenabstand in Querrichtung
α
Sprühwinkel

Claims (34)

  1. Vorrichtung (12) zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn (10), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einer zumindest eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) umfassenden Sprühauftragseinrichtung (16) zum Aufbringen eines Sprühnebels auf die Faserstoffbahn (10),
    dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige pneumatische Zerstäuberdüse (14) in einem Abstand (a) von der Faserstoffbahn (10) angeordnet ist, der in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 75 mm liegt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) von der Faserstoffbahn (10) in einem Bereich von etwa 20 bis etwa 60 mm liegt und vorzugsweise etwa 50 mm beträgt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse (14) eine Vernebelung des Sprühmediums mittels Luft und/oder mittels eines anderen Gases bzw. Gasgemisches erfolgt.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) vorgesehen ist, die einen Vollkegelstrahl, Hohlkegelstrahl, elliptischen Strahl oder Flachstrahl erzeugt.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) vorgesehen ist, die eine mittlere Tröpfchengröße (arithmetischer Mittelwert) < 50 µm erzeugt.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Zerstäubungsgases beim Auftreffen auf die Faserstoffbahn > 0,5 m/s, insbesondere > 0,8 m/s und vorzugsweise > 1,1 m/s ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei einem gegenseitigen, quer zur Bahnlaufrichtung gegebenen Düsenabstand (b) < 30 mm und/oder insbesondere bei einem Bahnabstand (a) < 75 mm, vorzugsweise < 60 mm, der Sprühwinkel (α) einer jeweiligen pneumatische Zerstäuberdüse (14) > 45° ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des von einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse (14) gelieferten Zerstäubungsgases größer oder gleich 7 Nm3/h (Normkubikmeter/Stunde), vorzugsweise größer oder gleich 10 Nm3/h, ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühmenge einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse (14) im Betrieb > 8 1/h, vorzugsweise > 12 1/h, ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) mit Innenmischung vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) mit einem Sprühwinkel (α) > 48° vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine pneumatische Zerstäuberdüse (14) vorgesehen ist, bei der der Winkel zwischen Zerstäubungsgas und Sprühmedium im Zerstäubungsbereich > 50° ist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Zerstäubungsgases in einem Bereich von etwa 0,4 bar bis etwa 1 bar liegt und vorzugsweise etwa 0,65 bar beträgt.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenteilung in Querrichtung so gewählt ist, dass der gegenseitige Abstand der Sprühzonen in einem Bereich von etwa 15 bis etwa 30 mm liegt und vorzugsweise etwa 20 mm beträgt.
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der direkte Abstand (b) einer jeweiligen pneumatischen Zerstäuberdüse (14) zu einer jeweiligen anderen pneumatischen Zerstäuberdüse (14) insbesondere in Querrichtung > 110 mm ist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere in Querrichtung aufeinanderfolgende pneumatische Zerstäuberdüsen (14) zur Erzielung eines gleichmäßigen Auftrags einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar und/oder regelbar sind.
  17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere in Querrichtung aufeinanderfolgende pneumatische Zerstäuberdüsen (14) zur Profilierung der Feuchte einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar und/oder regelbar sind.
  18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Sprühmediums in einem Bereich von etwa 50 bis etwa 90 °C und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 60 bis etwa 80 °C liegt.
  19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Sprühmedium Wasser, Wasser mit Additiven, z.B. Tensiden, Stärke, Streichfarben, Pigmente und/oder dergleichen umfasst.
  20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Online-Satinage die Sprühauftragseinrichtung (16) in einem solchen Abstand vom Kalander angeordnet ist, dass sich bis zum ersten Kalandernip eine Verweilzeit ergibt, die in einem Bereich von etwa 0,1 sec bis etwa 0,8 sec liegt.
  21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Online-Satinage auf jeder Seite der Faserstoffbahn (10) jeweils wenigstens eine Sprühauftragseinrichtung (16) vorgesehen ist.
  22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Online-Satinage die Faserstoffbahn (10) bei einem Trockengehalt größer oder gleich 96 % mittels der Sprühauftragseinrichtung (16) rückgefeuchtet wird.
  23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere als Feuchter ausgeführte Sprühauftragseinrichtung (16) mehrere, insbesondere maximal sechs oder vier Düsenreihen umfasst.
  24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Rückfeuchtungskapazität einer jeweiligen Sprühauftragseinrichtung (16) mit insbesondere maximal 6 oder 4 Düsenreihen so bemessen ist, dass sich ausgehend von einem Trockengehalt der Faserstoffbahn (10) in einem Bereich von etwa 96 % bis etwa 99 % ein auf den Bereich von etwa 88 bis etwa 93 % reduzierter Trockengehalt ergibt.
  25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer entsprechenden Sprühauftragseinrichtung (16) zuerst die Oberseite der Faserstoffbahn beaufschlagt bzw. befeuchtet wird.
  26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24,
    dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer entsprechenden Sprühauftragseinrichtung (16) zuerst die Unterseite der Faserstoffbahn beaufschlagt bzw. befeuchtet wird.
  27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass durch wenigstens zwei einander gegenüberliegende Sprühauftragseinrichtungen (16) die beiden Seiten der Faserstoffbahn (10) gleichzeitig beaufschlagt bzw. befeuchtet werden.
  28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass mehrere sich jeweils in Querrichtung erstreckende Düsenreihen vorgesehen sind und die in Bahnlaufrichtung aufeinanderfolgenden Düsenreihen in einer Ebene liegen, die mit der Horizontalen einen Winkel in einem Bereich von 0 bis etwa 90° einschließt.
  29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühauftragseinrichtung (16) in einem geraden freien Bahnzug oder gegen eine die Faserstoffbahn (10) stützende Walze angeordnet ist.
  30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der in Bahnlaufrichtung gemessene Mindestabstand der ersten bzw. letzten Düsenreihe der Sprühauftragseinrichtung (16) zu einer die Faserstoffbahn stützenden Walze (26) etwa 0,5 m und vorzugsweise etwa 1 m beträgt.
  31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bahngeschwindigkeit > 1000 m/min, vorzugsweise > 1500 m/min ist.
  32. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von SC-Papier und SC-B-Papier, dessen Porosität kleiner oder gleich 40 ml/min Bendtsen, insbesondere kleiner oder gleich 20 ml/min Bendtsen ist, wobei sich der jeweilige Porositätswert auf kalandriertes Papier bezieht.
  33. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31 zur Herstellung von Karbonpapier.
  34. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31 zur Herstellung von ungestrichenen Papieren.
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