EP1959053A1 - Vorrichtung zur Trocknung einer Faserstoffbahn - Google Patents

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EP1959053A1
EP1959053A1 EP08150640A EP08150640A EP1959053A1 EP 1959053 A1 EP1959053 A1 EP 1959053A1 EP 08150640 A EP08150640 A EP 08150640A EP 08150640 A EP08150640 A EP 08150640A EP 1959053 A1 EP1959053 A1 EP 1959053A1
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EP
European Patent Office
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supply air
fibrous web
suction roll
suction
air chamber
Prior art date
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EP08150640A
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English (en)
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EP1959053B1 (de
Inventor
Christian MÜNCH
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
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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
    • D21F5/182—Drying webs by hot air through perforated cylinders
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/006—Making patterned paper
    • 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
    • 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
    • D21F5/20—Waste heat recovery

Definitions

  • the invention has for its object to provide an improved device and an improved machine of the type mentioned.
  • the device or machine should be optimized in particular to the effect that the energy required for the hot-air drying process energy consumption is reduced to a minimum.
  • the drying device comprises an impingement or so-called impingement drying device.
  • the supply air chamber and the discharge chamber may be arranged on the same side of the fibrous web.
  • the supply air chamber and the exhaust air chamber preferably form a common space.
  • the drying device comprises a flow-through drying device.
  • the Zu Kunststoffsch and the exhaust chamber are preferably on opposite sides of the fibrous web.
  • an overpressure in the range of about 0 to about 0.5 bar and preferably in a range of about 0.002 to about 0.3 bar prevails.
  • a negative pressure in a range of about 0 to about 0.8 bar and preferably in a range of about 0.2 to about 0.7 bar prevails.
  • a negative pressure prevails in the exhaust air chamber in a range from about 0.4 to about 0.7 bar.
  • the pressure increasing device comprises at least one fan, which may be, for example, a multi-stage fan or a single-stage fan.
  • a blower in question is sold under the name "Tubair”.
  • the pressure increasing device may also comprise at least one radial fan and / or at least one axial fan.
  • the temperature of the supply air or supply air portion originating from the pressure increasing device is preferably ⁇ 100 ° C, in particular ⁇ 150 ° C and preferably ⁇ 200 ° C.
  • the supply air chamber is supplied at least substantially 100% of the supply air from the pressure side of the pressure increasing device.
  • the heating device may in particular comprise a gas burner, a gas turbine and / or the like.
  • the fibrous web can be guided in particular together with a permeable structured band on the suction roll, wherein the fibrous web between the permeable structured band and the suction roll is and the hot air from the hood successively through the permeable structured band and the fibrous web into the suction box of Suction roll flows.
  • a dewatering belt may be passed around the suction roll, which is between the suction roll and the permeable structured strip and through which the hot supply air flows into the suction box of the suction roll.
  • the supply air supplied to the supply air can be partially removed from a hood, which is associated with a drying cylinder, in particular Yankee cylinder which forms a nip together with a pressing element through which the fibrous web is passed after the suction roll.
  • the hot air taken from the hood assigned to the drying cylinder can be fed, in particular as supplementary air, to a pressure-side nozzle and / or a suction-side nozzle of the pressure-increasing device.
  • At least one water separator is provided in an exhaust air discharge line connected to the exhaust air chamber, in a suction-side pipe of the pressure-increasing device and / or in a pressure-side pipe of the pressure-increasing device.
  • the water separator is preferably provided in the flow direction of the recirculated exhaust air in front of the increase of the supply air temperature serving heater and / or provided before the point at which the hood of the drying cylinder removed hot air is supplied.
  • the machine according to the invention for producing a fibrous web provided with a three-dimensional surface structure, in particular a paper, board or tissue web is characterized in that it is provided with a fibrous web according to the invention Drying device is provided, wherein the exhaust chamber formed by the suction box of a suction roll and the Zu Kunststoffsch by a suction roller associated hood and the fibrous web is guided together with a permeable structured band on the suction roll, and wherein the fibrous web between the permeable structured band and the suction roll is located and the hot supply air from the hood successively flows through the permeable structured band and the fibrous web into the suction box of the roller.
  • the permeable structured band and the fibrous web are pressed against the suction roll via a permeable pressing belt, wherein the hot supply air from the hood successively through the permeable press belt, the permeable structured band and the fibrous web into the suction box of Suction roll flows.
  • a dewatering belt may be passed around the suction roll, which is between the suction roll and the permeable structured strip and through which the hot supply air flows into the suction box of the suction roll.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a machine 10 for producing a provided with a three-dimensional surface structure fibrous web 12, which is provided with a device comprising a hot air circuit 14 for drying the fibrous web 12.
  • the fibrous web 12 may in particular be a paper, board or tissue web.
  • the drying device 14 comprises a suction roll 16 with a suction box 18 forming an exhaust air chamber and a hood 20 associated with the suction roll 16 and forming a supply air chamber.
  • the fibrous web 12 is guided together with a permeable structured band 22 on the suction roller 16, wherein the fibrous web 12 between the permeable structured band 22 and the suction roller 16 is located.
  • the permeable structured band 22 and the fibrous web 12 are pressed for example by a permeable pressing belt 24 against the suction roller 16.
  • a permeable pressing belt 24 against the suction roller 16.
  • the hot air from the hood 20 successively flows through the permeable press belt 24, the permeable structured belt 22 and the fibrous web 12 into the suction box 18 of the suction roller 16.
  • a dewatering belt 36 may be passed around the suction roll 16 which lies between the suction roll 16 and the permeable structured ribbon 22 and through which the hot supply air flows into the suction box 18 of the suction roll 16.
  • the permeable press belt 24, the permeable structured belt 22, the fibrous web 12 and the dewatering belt 36 are successively flowed through by the supply air.
  • the machine 10 further comprises a former with two converging drainage belts 22, 26, wherein the inner belt simultaneously forms the permeable structured belt 22 in the present case.
  • the two drainage tapes 22, 26 converge to form a stock inlet gap 28 and are passed over a forming element 30 such as in particular a forming roller.
  • the permeable structured band 22 is formed by the inner dewatering band of the former coming into contact with the forming element 30.
  • the outer dewatering belt 26, which does not come into contact with the forming element 30, is separated again from the fibrous web 12 and the permeable structured belt 22 carrying it after the forming element 30.
  • the pulp suspension is introduced into the stock inlet gap 28.
  • a suction element 14 is provided, through which the fibrous web 12 is held on the permeable structured band 22 or pressed against this permeable structured band 22.
  • the dewatering belt 36 is again separated from the permeable structured belt 22 and the fibrous web 12.
  • a pickup or separating element 38 is provided behind the drying device 14, through which the fibrous web 12 is held at the separation of the dewatering belt 36 to the permeable structured belt 22.
  • the fibrous web 12 is guided together with the permeable structured band 22 by a press nip 44 formed between a drying cylinder 40 preferably formed by a Yankee cylinder and a pressing element 42, such as a press roll. Behind this press nip 44, the permeable structured band 22 is again separated from the drying cylinder (40), while the fibrous web 12 remains on the drying cylinder 40.
  • the drying cylinder 40 is associated with a hood 46.
  • drying cylinder 40 may be associated with a spray tube 48 for coating or the like.
  • the hot air taken from the hood 40 associated with the drying cylinder 40 can also be supplied to the pressure-side nozzle and / or the suction-side nozzle of the pressure-increasing device 56 as supplementary air.
  • a further pressure increasing device 70 may be arranged.
  • a filter 72 may be provided in this supply line 68.
  • a control valve 74 may be arranged in the supply air supply line 60 between the booster 56 and the drying device 14.
  • Fig. 2 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary embodiment of the pressure increasing device 56, which can be designed here as a single-stage fan I or as a multi-stage fan II.
  • this fan can be expediently provided with terminals Q Zi for different vacuum heights.
  • the suction roller 16 is associated with the hood 20 at least substantially in the region of the suction box 18.
  • This is supplied with hot and dry as possible supply air, which by the permeable or open structured band 22, which may be in particular a screen, covered fibrous web 12 flows and is discharged via the suction box 18 as exhaust air again. It has been found to be beneficial for an efficient drying process when the air temperature is ⁇ 100 ° C. This is particularly important when steam is used to heat the fibrous web 12.
  • the hood intake air and the suction roll exhaust air are now at least partly recirculated via the pressure increasing device 56.
  • the arrangement is selected on the one hand so that the temperature increase is used by the occurring in the temperature increase device 56 compression for increasing the dewatering process, while on the other hand, the heat exhaust air is reused.
  • supplementary air can be supplied to the pressure-side connection piece and / or the suction-side connection piece of the pressure increase device 56.
  • a condensation device for removing the water in the exhaust air can also be provided.
  • a heater for the supply air is conceivable, in particular to have a control and / or adjustment for the air temperature.

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  • Paper (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Trocknung einer Faserstoffbahn (12), insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mittels Heißluft beschrieben, bei der die Faserstoffbahn (12) mit der Trocknung dienender Zuluft aus einer Zuluftkammer (20) beaufschlagt wird und bei dem Trocknungsvorgang anfallende Abluft in eine Abluftkammer (18) gelangt, wobei die Abluft aus der Abluftkammer (18) zumindest teilweise der Saugseite einer Druckerhöhungseinrichtung (56) zugeführt ist und der Zuluftkammer (20) zumindest ein Teil der Zuluft von der Druckseite (58) der Druckerhöhungseinrichtung (56) zugeführt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trocknung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mittels Heißluft. Sie betrifft ferner eine Maschine zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn mit einer solchen Trocknungsvorrichtung.
  • Bei den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art ist der jeweilige Heißluft-Trocknungsprozess mit einem relativ hohen Energieaufwand verbunden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung sowie eine verbesserte Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen. Dabei soll die Vorrichtung bzw. Maschine insbesondere dahingehend optimiert werden, dass der für den Heißluft-Trocknungsprozess erforderliche Energieaufwand auf ein Minimum reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Trocknung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mittels Heißluft, bei der die Faserstoffbahn mit der Trocknung dienender Zuluft aus einer Zuluftkammer beaufschlagt wird und bei dem Trocknungsvorgang anfallende Abluft in eine Abluftkammer gelangt, wobei die Abluft aus der Abluftkammer zumindest teilweise der Saugseite einer Druckerhöhungseinrichtung zugeführt ist und der Zuluftkammer zumindest ein Teil der Zuluft von der Druckseite der Druckerhöhungseinrichtung zugeführt ist.
  • Aufgrund dieser Ausbildung ergibt sich ein Heißluftkreislauf, bei dem die beim Trocknungsvorgang anfallende Abluft genutzt wird, wodurch entsprechend Energie eingespart wird.
  • Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform umfasst die Trocknungsvorrichtung eine Prallströmungs- oder so genannte Impingement-Trocknungseinrichtung.
  • In diesem Fall können die Zuluftkammer und die Ablaufkammer auf derselben Seite der Faserstoffbahn angeordnet sein.
  • Bevorzugt bilden die Zuluftkammer und die Abluftkammer einen gemeinsamen Raum.
  • Gemäß einer vorteilhaften alternativen Ausführungsform umfasst die Trocknungsvorrichtung eine Durchströmungs-Trocknungseinrichtung.
  • In diesem Fall liegen die Zuluftkammer und die Abluftkammer bevorzugt auf einander entgegengesetzten Seiten der Faserstoffbahn.
  • Dabei ist es von Vorteil, wenn in der Zuluftkammer ein Überdruck im Bereich von etwa 0 bis etwa 0,5 bar und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,002 bis etwa 0,3 bar vorherrscht.
  • Bevorzugt herrscht in der Zuluftkammer ein Überdruck ≥ 0,01, insbesondere ≥ 0,02 und vorzugsweise ≥ 0,05 bar vor.
  • Von Vorteil ist zudem, wenn in der Abluftkammer ein Unterdruck in einem Bereich von etwa 0 bis etwa 0,8 bar und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,7 bar vorherrscht.
  • Bevorzugt herrscht in der Abluftkammer ein Unterdruck in einem Bereich von etwa 0,4 bis etwa 0,7 bar vor.
  • Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung umfasst die Druckerhöhungseinrichtung wenigstens ein Gebläse, bei dem es sich beispielsweise um ein mehrstufiges oder auch um ein einstufiges Gebläse handeln kann. Ein solches in Rede stehendes Gebläse wird unter dem Namen "Tubair" verkauft.
  • Vorteilhafterweise kann die Druckerhöhungseinrichtung jedoch auch wenigstens ein Radialgebläse und/oder wenigstens ein Axialgebläse umfassen.
  • Die Temperatur der von der Druckerhöhungseinrichtung stammenden Zuluft bzw. Zuluftanteils ist bevorzugt ≥ 100°C, insbesondere ≥ 150°C und vorzugsweise ≥ 200°C.
  • Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn der Zuluftkammer mehr als 50 %, insbesondere mehr als 60 %, insbesondere mehr als 70 % und vorzugsweise mehr als 80 % der Zuluft von der Druckseite der Druckerhöhungseinrichtung zugeführt ist.
  • Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung ist der Zuluftkammer zumindest im Wesentlichen 100 % der Zuluft von der Druckseite der Druckerhöhungseinrichtung zugeführt.
  • Ist der Zuluftkammer lediglich ein Teil der Zuluft von der Druckseite der Druckerhöhungseinrichtung zugeführt, so kann die restliche Zuluft vorteilhafterweise aus einem anderen Heißluftprozess der Faserstoffbahnherstellung zugeführt sein.
  • Von Vorteil ist zudem, wenn insbesondere in einer mit der Zuluftkammer verbundenen Zuluft-Zuführleitung ein der Erhöhung der Zulufttemperatur dienender Wärmetauscher vorgesehen ist.
  • Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform ist insbesondere in einer mit der Zuluftkammer verbundenen Zuluft-Zuführleitung eine der Erhöhung der Zulufttemperatur dienende, insbesondere einstell- und/oder regelbare Heizeinrichtung vorgesehen.
  • Die Heizeinrichtung kann insbesondere einen Gasbrenner, eine Gasturbine und/oder dergleichen umfassen.
  • Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn ein Wasserabscheider, insbesondere eine Kondensationseinrichtung, zur Entfernung von Wasser aus der Abluft vorgesehen ist.
  • Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung ist die Abluftkammer durch den Saugkasten einer Saugwalze und die Zuluftkammer durch eine dieser Saugwalze zugeordnete Haube gebildet.
  • Dabei kann die Faserstoffbahn insbesondere zusammen mit einem permeablen strukturierten Band über die Saugwalze geführt sein, wobei die Faserstoffbahn zwischen dem permeablen strukturierten Band und der Saugwalze liegt und die heiße Zuluft aus der Haube nacheinander durch das permeable strukturierte Band und die Faserstoffbahn hindurch in den Saugkasten der Saugwalze strömt.
  • Bevorzugt werden hierbei das permeable strukturierte Band und die Faserstoffbahn über ein permeables Pressband gegen die Saugwalze gepresst, wobei die heiße Zuluft aus der Haube nacheinander durch das permeable Pressband, das permeable strukturierte Band und die Faserstoffbahn hindurch in den Saugkasten der Saugwalze strömt.
  • Zusätzlich kann ein Entwässerungsband um die Saugwalze geführt sein, das zwischen der Saugwalze und dem permeablen strukturierten Band liegt und durch das hindurch die heiße Zuluft in den Saugkasten der Saugwalze strömt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die der Zuluftkammer zugeführte Zuluft teilweise einer Haube entnommen sein, die einem Trockenzylinder, insbesondere Yankee-Zylinder zugeordnet ist, der zusammen mit einem Presselement einen Walzenspalt bildet, durch den die Faserstoffbahn im Anschluss an die Saugwalze hindurchgeführt ist.
  • Dabei kann die der den Trockenzylinder zugeordneten Haube entnommene Heißluft insbesondere als Ergänzungsluft einem druckseitigen Stutzen und/oder einem saugseitigen Stutzen der Druckerhöhungseinrichtung zugeführt sein.
  • Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn wenigstens ein Wasserabscheider in einer mit der Abluftkammer verbundenen Abluft-Abführleitung, in einem saugseitigen Stutzen der Druckerhöhungseinrichtung und/oder in einem druckseitigen Stutzen der Druckerhöhungseinrichtung vorgesehen ist.
  • Dabei ist der Wasserabscheider bevorzugt in Strömungsrichtung der rückgeführten Abluft betrachtet vor der der Erhöhung der Zulufttemperatur dienenden Heizeinrichtung und/oder vor der Stelle vorgesehen, an der die der Haube des Trockenzylinders entnommene Heißluft zugeführt wird.
  • Die erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung versehen ist, wobei die Abluftkammer durch den Saugkasten einer Saugwalze und die Zuluftkammer durch einen dieser Saugwalze zugeordnete Haube gebildet und die Faserstoffbahn zusammen mit einem permeablen strukturierten Band über die Saugwalze geführt ist, und wobei die Faserstoffbahn zwischen dem permeablen strukturierten Band und der Saugwalze liegt und die heiße Zuluft aus der Haube nacheinander durch das permeable strukturierte Band und die Faserstoffbahn hindurch in den Saugkasten der Walze strömt.
  • Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine werden das permeable strukturierte Band und die Faserstoffbahn über ein permeables Pressband gegen die Saugwalze gepresst, wobei die heiße Zuluft aus der Haube nacheinander durch das permeable Pressband, das permeable strukturierte Band und die Faserstoffbahn hindurch in den Saugkasten der Saugwalze strömt.
  • Zusätzlich kann ein Entwässerungsband um die Saugwalze geführt sein, das zwischen der Saugwalze und dem permeablen strukturierten Band liegt und durch das hindurch die heiße Zuluft in den Saugkasten der Saugwalze strömt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Maschine zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn mit einer einen Heißluftkreislauf umfassenden Trocknungsvorrichtung und
    Fig. 2
    eine schematische Querschnittsdarstellung eines als Druckerhöhungseinrichtung dienenden Gebläses.
  • Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Maschine 10 zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn 12, die mit einer einen Heißluftkreislauf umfassenden Vorrichtung 14 zur Trocknung der Faserstoffbahn 12 versehen ist. Bei der Faserstoffbahn 12 kann es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn handeln.
  • Die Trocknungsvorrichtung 14 umfasst eine Saugwalze 16 mit einem eine Abluftkammer bildenden Saugkasten 18 und eine der Saugwalze 16 zugeordnete, eine Zuluftkammer bildende Haube 20.
  • Dabei ist die Faserstoffbahn 12 zusammen mit einem permeablen strukturierten Band 22 über die Saugwalze 16 geführt, wobei die Faserstoffbahn 12 zwischen dem permeablen strukturierten Band 22 und der Saugwalze 16 liegt.
  • Das permeable strukturierte Band 22 und die Faserstoffbahn 12 werden beispielsweise durch ein permeables Pressband 24 gegen die Saugwalze 16 gepresst. Dabei strömt die heiße Luft aus der Haube 20 nacheinander durch das permeable Pressband 24, das permeable strukturierte Band 22 und die Faserstoffbahn 12 hindurch in den Saugkasten 18 der Saugwalze 16.
  • Zusätzlich kann ein Entwässerungsband 36 um die Saugwalze 16 geführt sein, das zwischen der Saugwalze 16 und dem permeablen strukturierten Band 22 liegt und durch das hindurch die heiße Zuluft in den Saugkasten 18 der Saugwalze 16 strömt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden also nacheinander das permeable Pressband 24, das permeable strukturierte Band 22, die Faserstoffbahn 12 und das Entwässerungsband 36 von der Zuluft durchströmt.
  • Die Maschine 10 umfasst zudem einen Former mit zwei zusammenlaufenden Entwässerungsbändern 22, 26, wobei das Innenband im vorliegenden Fall gleichzeitig das permeable strukturierte Band 22 bildet. Die beiden Entwässerungsbänder 22, 26 laufen unter Bildung eines Stoffeinlaufspalts 28 zusammen und sind über ein Formierelement 30 wie insbesondere eine Formierwalze geführt.
  • Im vorliegenden Fall wird das permeable strukturierte Band 22 also durch das mit dem Formierelement 30 in Kontakt tretende innere Entwässerungsband des Formers gebildet. Das nicht mit dem Formierelement 30 in Kontakt tretende äußere Entwässerungsband 26 wird im Anschluss an das Formierelement 30 wieder von der Faserstoffbahn 12 und dem diese tragenden permeablen strukturierten Band 22 getrennt.
  • Mittels eines Stoffauflaufs 32 wird die Faserstoffsuspension in den Stoffeinlaufspalt 28 eingebracht. Zwischen dem Formierelement 30 und der Trocknungsvorrichtung 14 ist ein Saugelement 14 vorgesehen, durch das die Faserstoffbahn 12 an dem permeablen strukturierten Band 22 gehalten bzw. gegen dieses permeable strukturierte Band 22 gedrückt wird.
  • Im Anschluss an die Trocknungsvorrichtung 14 wird das Entwässerungsband 36 wieder von dem permeablen strukturierten Band 22 und der Faserstoffbahn 12 getrennt. Dabei ist hinter der Trocknungsvorrichtung 14 ein Pickup- oder Trennelement 38 vorgesehen, durch das die Faserstoffbahn 12 bei der Trennung vom Entwässerungsband 36 an dem permeablen strukturierten Band 22 gehalten wird.
  • Im Anschluss daran wird die Faserstoffbahn 12 zusammen mit dem permeablen strukturierten Band 22 durch einen zwischen einem vorzugsweise durch einen Yankee-Zylinder gebildeten Trockenzylinder 40 und einem Presselement 42, wie beispielsweise einer Presswalze gebildeten Pressspalt 44 geführt. Hinter diesem Pressspalt 44 wird das permeable strukturierte Band 22 wieder von dem Trockenzylinder (40) getrennt, während die Faserstoffbahn 12 am Trockenzylinder 40 verbleibt. Dem Trockenzylinder 40 ist eine Haube 46 zugeordnet.
  • Zudem kann dem Trockenzylinder 40 ein Spritzrohr 48 zur Beschichtung oder dergleichen zugeordnet sein.
  • Dem permeablen strukturierten Band 22 und dem Entwässerungsband 36 können jeweils wenigstens eine so genannte Uhle-Box 50 und/oder wenigstens ein Spritzrohr 52 zugeordnet sein.
  • Die Vorrichtung 14 dient der Trocknung der Faserstoffbahn 12 mittels Heißluft, indem die Faserstoffbahn 12 mit der Trocknung dienender Zuluft aus der der Saugwalze 16 zugeordneten Haube 20 beaufschlagt wird. Dabei gelangt bei dem Trocknungsvorgang anfallende Abluft in den Saugkasten 18 der Saugwalze 16. Die Abluft aus dem Saugkasten 18 ist zumindest teilweise der Saugseite 54 einer Druckerhöhungseinrichtung 56 zugeführt. Der der Saugwalze 16 zugeordneten Haube 20 ist dann zumindest ein Teil der Zuluft von der Druckseite 58 der Druckerhöhungseinrichtung 56 zugeführt. Es wird somit ein der Trocknung der Faserstoffbahn 12 dienender Heißluftkreislauf gebildet.
  • Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt eine Art Durchströmungs-Trocknungseinrichtung vor, bei der die durch die Haube 20 gebildete Zuluftkammer und die durch den Saugkasten 18 gebildete Abluftkammer auf einander entgegengesetzten Seiten der Faserstoffbahn 12 angeordnet sind.
  • Die Druckerhöhungseinrichtung 56 kann beispielsweise wenigstens ein Gebläse umfassen, das einstufig oder mehrstufig ausgeführt sein kann.
  • Wird der der Saugwalze 16 zugeordneten Haube 20 lediglich ein Teil der Zuluft von der Druckseite 58 der Druckerhöhungseinrichtung 56 bzw. lediglich ein Teil der aus dem die Abluftkammer bildenden Saugkasten 18 stammenden Luft zugeführt, so kann die restliche Zuluft aus einem anderen Heißluftprozess der Faserstoffbahnherstellung zugeführt werden.
  • Insbesondere in einer mit der Haube 20 verbundenen Zuluft-Zuführleitung 60 kann ein der Erhöhung der Zulufttemperatur dienender Wärmetauscher oder insbesondere einstell- und/oder regelbare Heizeinrichtung 62 vorgesehen sein. Im vorliegenden Fall umfasst die Heizeinrichtung 62 beispielsweise einen Brenner, insbesondere Gasbrenner. Es ist beispielsweise auch die Verwendung einer Gasturbine denkbar.
  • Es kann insbesondere auch ein Wasserabscheider 64, insbesondere eine Kondensationseinrichtung, zur Entfernung von Wasser aus der Abluft vorgesehen sein. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein solcher Wasserabscheider 64 in einer mit dem Saugkasten 18 der Saugwalze 16 verbundenen Abluft-Abführleitung 66 angeordnet. Ein solcher Wasserabscheider kann grundsätzlich beispielsweise auch in einem saugseitigen Stutzen und/oder in einem druckseitigen Stutzen der Druckerhöhungseinrichtung 56 vorgesehen sein.
  • Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, kann beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die der der Saugwalze 16 zugeordneten Haube 20 zugeführte Zuluft teilweise auch der dem Trockenzylinder 40 zugeordneten Haube 46 entnommen werden.
  • Dabei kann die dieser dem Trockenzylinder 40 zugeordneten Haube 46 entnommene Heißluft insbesondere auch als Ergänzungsluft dem druckseitigen Stutzen und/oder dem saugseitigen Stutzen der Druckerhöhungseinrichtung 56 zugeführt sein. In der betreffenden, zu dem bzw. den Stutzen der Druckerhöhungseinrichtung 56 führenden Zuleitung 68 kann eine weitere Druckerhöhungseinrichtung 70 angeordnet sein. Neben Stell- oder Regelventilen kann in dieser Zuleitung 68 insbesondere auch ein Filter 72 vorgesehen sein.
  • Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, kann auch in der Zuluft-Zuführleitung 60 zwischen der Druckerhöhungseinrichtung 56 und der Trocknungsvorrichtung 14 ein Regelventil 74 angeordnet sein.
  • Fig. 2 zeigt in schematische Querschnittsdarstellung eine beispielhafte Ausführungsform der Druckerhöhungseinrichtung 56, die hier als einstufiges Gebläse I oder als mehrstufiges Gebläse II ausgeführt sein kann.
  • Dabei kann dieses Gebläse zweckmäßigerweise mit Anschlüssen QZi für unterschiedliche Vakuumhöhen versehen sein.
  • Bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, wie sie insbesondere in der Fig. 1 dargestellt ist, ist der Saugwalze 16 zumindest im Wesentlichen im Bereich des Saugkastens 18 die Haube 20 zugeordnet. Diese wird mit heißer und möglichst trockener Zuluft versorgt, welche durch die durch das permeable bzw. offene strukturierte Band 22, bei dem es sich insbesondere um ein Sieb handeln kann, abgedeckte Faserstoffbahn 12 strömt und über dem Saugkasten 18 als Abluft wieder abgeführt wird. Es hat sich herausgestellt, dass es für einen effizienten Trocknungsprozess von Vorteil ist, wenn die Lufttemperatur ≥ 100°C ist. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn Dampf zur Aufheizung der Faserstoffbahn 12 verwendet wird.
  • Erfindungsgemäß wird nun die Haubenzuluft und Saugwalzenabluft zumindest zum Teil im Kreislauf über die Druckerhöhungseinrichtung 56 zugeführt. Dabei ist die Anordnung zum einen so gewählt, dass die Temperaturerhöhung durch die in der Temperaturerhöhungseinrichtung 56 erfolgende Verdichtung für die Steigerung des Entwässerungsprozesses genutzt wird, während andererseits die Wärmeabluft wieder verwendet wird.
  • Zum Ausgleich von Luftverlusten kann Ergänzungsluft in den druckseitigen Stutzen und/oder den saugseitigen Stutzen der Druckerhöhungseinrichtung 56 zugeführt werden.
  • Es kann insbesondere auch eine Kondensationsvorrichtung zur Entfernung des Wassers in der Abluft vorgesehen sein.
  • Ebenso ist der Einsatz einer Heizeinrichtung für die Zuluft denkbar, um insbesondere eine Regelungs- und/oder Einstellmöglichkeit für die Lufttemperatur zu haben.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Maschine
    12
    Faserstoffbahn
    14
    Trocknungsvorrichtung
    16
    Saugwalze
    18
    Abluftkammer, Saugkasten
    20
    Zuluftkammer, Haube
    22
    permeables strukturiertes Band
    24
    permeables Pressband
    26
    Entwässerungsband
    28
    Stoffeinlaufspalt
    30
    Formierelement, Formierwalze
    32
    Stoffauflauf
    34
    Saugelement
    36
    Entwässerungsband
    38
    Pickup- oder Trennelement
    40
    Trockenzylinder, Yankee-Zylinder
    42
    Presselement
    44
    Pressspalt
    46
    Haube
    48
    Spritzrohr
    50
    Uhle-Box
    52
    Spritzrohr
    54
    Saugseite
    56
    Druckerhöhungseinrichtung
    58
    Druckseite
    60
    Zuluft-Zuführleitung
    62
    Heizeinrichtung
    64
    Wasserabscheider
    66
    Abluft-Abführleitung
    68
    Zuleitung
    70
    weitere Druckerhöhungseinrichtung
    72
    Filter
    74
    Regelventil

Claims (35)

  1. Vorrichtung (14) zur Trocknung einer Faserstoffbahn (12), insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mittels Heißluft, bei der die Faserstoffbahn (12) mit der Trocknung dienender Zuluft aus einer Zuluftkammer (20) beaufschlagt wird und bei dem Trocknungsvorgang anfallende Abluft in eine Abluftkammer (18) gelangt, wobei die Abluft aus der Abluftkammer (18) zumindest teilweise der Saugseite (54) einer Druckerhöhungseinrichtung (56) zugeführt ist und der Zuluftkammer (20) zumindest ein Teil der Zuluft von der Druckseite (58) der Druckerhöhungseinrichtung (56) zugeführt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie eine Prallströmungs-Trocknungseinrichtung umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuluftkammer (20) und die Abluftkammer (18) auf derselben Seite der Faserstoffbahn (12) angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuluftkammer (20) und die Abluftkammer (18) einen gemeinsamen Raum bilden.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie eine Durchströmungs-Trocknungseinrichtung umfasst.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuluftkammer (20) und die Abluftkammer (18) auf einander entgegengesetzten Seiten der Faserstoffbahn (12) angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Zuluftkammer (20) ein Überdruck (Pü) im Bereich von etwa 0 bis etwa 0,5 bar und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,002 bis etwa 0,3 bar vorherrscht.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Zuluftkammer (20) ein Überdruck (Pü) ≥ 0,01, insbesondere ≥ 0,02 und vorzugsweise ≥ 0,05 bar vorherrscht.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Abluftkammer (18) ein Unterdruck (Pu) in einem Bereich von etwa 0 bis etwa 0,8 bar und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,7 bar vorherrscht.
  10. Vorrichtung nach einem der Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Abluftkammer (18) ein Unterdruck (Pu) in einem Bereich von etwa 0,4 bis etwa 0,7 bar vorherrscht.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Druckerhöhungseinrichtung (56) wenigstens ein Gebläse umfasst.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Druckerhöhungseinrichtung (56) wenigstens ein mehrstufiges Gebläse umfasst.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Druckerhöhungseinrichtung (56) wenigstens ein einstufiges Gebläse umfasst.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Druckerhöhungseinrichtung (56) wenigstens ein Radialgebläse umfasst.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Druckerhöhungseinrichtung (56) wenigstens ein Axialgebläse umfasst.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Temperatur der von der Druckerhöhungseinrichtung (56) stammenden Zuluft bzw. Zuluftanteils ≥ 100 °C, insbesondere ≥ 150 °C und vorzugsweise ≥ 200 °C ist.
  17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zuluftkammer (20) mehr als 50 %, insbesondere mehr als 60 %, insbesondere mehr als 70 % und vorzugsweise mehr als 80 % der Zuluft von der Druckseite (58) der Druckerhöhungseinrichtung (56) zugeführt ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zuluftkammer (20) zumindest im Wesentlichen 100 % der Zuluft von der Druckseite (58) der Druckerhöhungseinrichtung (56) zugeführt ist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zuluftkammer (20) lediglich ein Teil der Zuluft von der Druckseite (58) der Druckerhöhungseinrichtung (56) und die restliche Zuluft aus einem anderen Heißluftprozess der Faserstoffbahnherstellung zugeführt ist.
  20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass insbesondere in einer mit der Zuluftkammer (20) verbundenen Zuluft-Zuführleitung ein der Erhöhung der Zulufttemperatur dienender Wärmetauscher vorgesehen ist.
  21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass insbesondere in einer mit der Zuluftkammer verbundenen Zuluft-Zuführleitung eine der Erhöhung der Zulufttemperatur dienende, insbesondere einstell- und/oder regelbare Heizeinrichtung (62) vorgesehen ist.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Heizeinrichtung (62) einen Gasbrenner umfasst.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 21,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Heizeinrichtung (62) eine Gasturbine umfasst.
  24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Wasserabscheider (64), insbesondere eine Kondensationseinrichtung, zur Entfernung von Wasser aus der Abluft vorgesehen ist.
  25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abluftkammer durch den Saugkasten (18) einer Saugwalze (16) und die Zuluftkammer durch eine dieser Saugwalze (16) zugeordnete Haube (20) gebildet ist.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 25,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Faserstoffbahn (12) zusammen mit einem permeablen strukturierten Band (22) über die Saugwalze (16) geführt ist, wobei die Faserstoffbahn (12) zwischen dem permeablen strukturierten Band (22) und der Saugwalze (16) liegt und die heiße Zuluft aus der Haube (20) nacheinander durch das permeable strukturierte Band (22) und die Faserstoffbahn (12) hindurch in den Saugkasten (18) der Saugwalze (16) strömt.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 26,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das permeable strukturierte Band (22) und die Faserstoffbahn (12) durch ein permeables Pressband (24) gegen die Saugwalze (16) gepresst werden und die heiße Zuluft aus der Haube (20) nacheinander durch das permeable Pressband (24), das permeable strukturierte Band (22) und die Faserstoffbahn (12) hindurch in den Saugkasten (18) der Saugwalze (16) strömt.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zusätzlich ein Entwässerungsband (36) um die Saugwalze (16) geführt ist, das zwischen der Saugwalze (16) und dem permeablen strukturierten Band (22) liegt und durch das hindurch die heiße Zuluft in den Saugkasten (18) der Saugwalze (16) strömt.
  29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die der Zuluftkammer (20) zugeführte Zuluft teilweise einer Haube (18) entnommen ist, die einem Trockenzylinder (40), insbesondere Yankee-Zylinder zugeordnet ist, der zusammen mit einem Presselement (42) einen Pressspalt (44) bildet, durch den die Faserstoffbahn (12) im Anschluss an die Saugwalze (16) hindurchgeführt ist.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 29,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die der dem Trockenzylinder (40) zugeordneten Haube (46) entnommene Heißluft als Ergänzungsluft einem druckseitigen Stutzen und/oder einem saugseitigen Stutzen der Druckerhöhungseinrichtung (56) zugeführt ist.
  31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens ein Wasserabscheider (64) in einer mit der Abluftkammer (18) verbundenen Abluft-Abführleitung (66), in einem saugseitigen Stutzen der Druckerhöhungseinrichtung (56) und/oder in einem druckseitigen Stutzen der Druckerhöhungseinrichtung (56) vorgesehen ist.
  32. Vorrichtung nach Anspruch 31,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Wasserabscheider (64) in Strömungsrichtung der rückgeführten Abluft betrachtet vor der der Erhöhung der Zulufttemperatur dienenden Heizeinrichtung (62) und/oder vor der Stelle vorgesehen ist, an der die der Haube (46) des Trockenzylinders (40) entnommene Heißluft zugeführt wird.
  33. Maschine (10) zur Herstellung einer mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur versehenen Faserstoffbahn (12), insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mit einer Trocknungsvorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abluftkammer durch den Saugkasten (18) einer Saugwalze (16) und die Zuluftkammer durch eine dieser Saugwalze (16) zugeordnete Haube (20) gebildet und die Faserstoffbahn (12) zusammen mit einem permeablen strukturierten Band (22) über die Saugwalze (16) geführt ist, und wobei die Faserstoffbahn (12) zwischen dem permeablen strukturierten Band (22) und der Saugwalze (16) liegt und die heiße Zuluft aus der Haube (20) nacheinander durch das permeable strukturierte Band (22) und die Faserstoffbahn (12) hindurch in den Saugkasten (18) der Saugwalze (16) strömt.
  34. Maschine nach Anspruch 33,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das permeable strukturierte Band (22) und die Faserstoffbahn (12) über ein permeables Pressband (24) gegen die Saugwalze (16) gepresst werden und die heiße Zuluft aus der Haube (20) nacheinander durch das permeable Pressband (24), das permeable strukturierte Band (22) und die Faserstoffbahn hindurch in den Saugkasten (18) der Saugwalze (16) strömt.
  35. Maschine nach Anspruch 33 oder 34,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zusätzlich ein Entwässerungsband (36) um die Saugwalze (16) geführt ist, das zwischen der Saugwalze (16) und dem permeablen strukturierten Band (22) liegt und durch das hindurch die heiße Zuluft in den Saugkasten (18) der Saugwalze (16) strömt.
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