EP2622136A1 - Verfahren zum betreiben einer vorrichtung zum direkten oder indirekten auftrag von flüssigem oder pastösem auftragsmedium und vorrichtung - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer vorrichtung zum direkten oder indirekten auftrag von flüssigem oder pastösem auftragsmedium und vorrichtung

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Publication number
EP2622136A1
EP2622136A1 EP11755048.3A EP11755048A EP2622136A1 EP 2622136 A1 EP2622136 A1 EP 2622136A1 EP 11755048 A EP11755048 A EP 11755048A EP 2622136 A1 EP2622136 A1 EP 2622136A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
application medium
application
temperature
degassing
heat transfer
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Withdrawn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
EP11755048.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Henninger
Franz Fischer
Tadashi Sasa
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 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 Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2622136A1 publication Critical patent/EP2622136A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/46—Pouring or allowing the fluid to flow in a continuous stream on to the surface, the entire stream being carried away by the paper
    • D21H23/48—Curtain coaters

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a device for direct or indirect application of liquid or pasty application medium on a movable material web, in particular fibrous web in the form of at least one free-falling curtain by means of at least one commissioned work and with one, the applicator assigned application medium supply system comprising at least a fluidically associated with the commissioned application medium supply unit and a degassing.
  • the invention further relates to the device for the direct or indirect application of liquid or pasty application medium.
  • a material web is understood to mean a planar structure having a considerably greater extension in the longitudinal direction and the width direction than in the vertical direction, wherein the extent in the longitudinal direction is also considerably greater than in the width direction.
  • These may be fibrous webs, plastic webs or textile webs.
  • the invention is particularly suitable for the coating and / or finishing of webs in the form of fibrous webs.
  • the fibrous web may be in the form of a paper, board or tissue web.
  • application media find liquid to pasty media use, which are suitable to refine the surface of a web and / or impart certain functions in terms of the subsequent use.
  • a coating medium in the form of pigments, additives and other additives containing coating color is used.
  • application media such as glue or starch or suitable for the production of thermal or other functional layers.
  • Devices for the direct or indirect application of liquid or pasty application medium in the form of at least one single-layer or multi-layered freely falling curtain on a movable material web are already known in a wide variety of designs from the prior art.
  • the free-falling curtain is applied directly to the surface of the material web.
  • the curtain is delivered without contact, for example, to a transfer element having a movable surface, which then transfers the application medium to the material web.
  • the formation of the free-falling curtain is carried out either directly at a discharge opening of the commissioned work in alignment of this vertically downwards, i. in the direction of gravity or at a trailing edge after prior guidance of the application medium on at least one inclined plane.
  • the exit from a single nozzle of the commissioned work can also be considered in the vertical direction in the direction of gravity or opposite to this.
  • such a commissioned work is preferably arranged in a climatic chamber.
  • This is an area delimited from the environment, the commissioned work, in particular the emerging from this, at least one free-falling curtain surrounding and air-conditioned space.
  • Another secondary function of such climatic chambers consists in the weakening of entrained with the material web air flows and thereby taking place heat and moisture.
  • the application medium is applied to the movable surface at a constant temperature. This is set relatively low due to the required high degassability of the application medium in the commissioning upstream upstream degassing.
  • the invention is therefore based on the object, a method for operating a device for the application of liquid or pasty application medium on a movable surface such that the disadvantages mentioned are avoided and certainly a closed curtain is applied to the surface.
  • the required air conditioning costs for the space surrounding the commissioned work should be kept as low as possible.
  • the solution according to the invention is characterized by the features of claims 1 and 7. Advantageous embodiments are described in the subclaims.
  • An inventive method for operating a device for direct or indirect application of liquid or pasty application medium on a movable material web, in particular fibrous web in the form of at least one free-falling curtain by means of at least one commissioned work and with a commissioned work associated application medium supply system comprising at least one with the applicator fluidically associated application medium-providing unit and a degassing device is characterized in that it is operated such that the temperature of the application medium in the fluidic connection in the degassing is lower than the temperature of the application medium in the field of commissioned work, the temperature in the range the degassing device in the range of including 5 ° C to 35 ° C, preferably including 15 ° C to 30 ° C and in the range of commissioned work between 25 ° C to 45 ° C, preferably including 30 ° C to 40 ° C.
  • the inventors have recognized that there is a simple possibility of meeting the requirements set in the most varied areas of the apparatus for applying liquid or pasty application medium in a respectively locally local adaptation of the state variables of the application medium into these.
  • the temperature difference between the application medium and the environment in the field of the commissioned work is kept as low as possible by the temperature in the range of the commissioned work, in particular the exit from this, is increased.
  • the commissioned work is preferably arranged in a space bounded by a housing.
  • the housing within the meaning of the invention may be so-called climatic chambers, which in terms of climatic conditions in the space enclosed by this control, preferably regulated. In particular, such climatic chambers are thermally insulated and the internal temperature and the indoor humidity are adjustable.
  • the housing within the meaning of the invention may also be enclosures which are free of control / regulation of the temperature in the space enclosed by it and / or free of control / regulation of the humidity in the space enclosed by it and / or are free of thermal insulation.
  • the enclosures can be made walkable or walk-in in the form of space-saving covers.
  • the solution according to the invention represents a simple and particularly cost-effective option with minimal or no air-conditioning effort within a housing surrounding the application work.
  • the application medium is preferably brought to the higher temperature to be set at the commissioned work before entering it.
  • the spatially close action on the application medium reduces possible heat losses due to heat radiation or transmission to the environment in the further guidance of the application medium.
  • at least the temperature of the application medium in the region of the degassing device, in particular before the degassing device or set in this preferably controlled and / or regulated.
  • the temperature of the application medium in the fluidic connection between the degassing device and the applicator is set, preferably controlled and / or regulated.
  • temperature values set in this way can themselves act as input variable, control or manipulated variable in control and / or regulating methods.
  • the tempering of the application medium takes place as a function of at least one state and / or process variable at least indirectly characterizing the material web and / or the air layers entraining the same and / or the space delimiting the applicator work.
  • the state variables of the space surrounding the applicator unit are set, preferably controlled, particularly preferably regulated, as a function of the actual variables of this and an expected heat and / or moisture input by air boundary layers moved with the material web.
  • the temperature of the application medium in the area of the commissioned work acts as an essential manipulated variable in this process.
  • control / regulation of the temperature of the application medium emerging from the applicator as a function of the temperature of the application medium supplied to the applicator, in particular taking into account the conditions in the bounded by the housing space.
  • a device for direct or indirect application of liquid or pasty application medium on a movable material web, in particular fibrous web, in the form of at least one free-falling curtain on a movable surface of the material web or a transfer element with at least one commissioned work and a commissioned work assigned tomedium- Provision system comprising a coating medium supply unit and one of these downstream in the flow direction degassing characterized in that between the individualforementionedmedium- supply unit and the degassing and / or between the Degassing and the applicator at least one heat transfer device is arranged.
  • the device according to the invention allows the fulfillment of conflicting requirements in the individual functional areas with regard to the properties of the application medium. Furthermore, significant measures for influencing the climatic conditions from the area surrounding the commissioned work are transferred to the application medium supply system. These are easy to implement and can also be retrofitted in existing application medium supply systems without considerable additional effort.
  • the individual heat transfer device can be designed in many forms, it being possible, inter alia, to distinguish between devices for direct or indirect heat transfer and devices based on heat transfer or heat radiation.
  • the term heat transfer includes all processes of transition of heat, i. both heating and cooling.
  • the direct heat transfer is characterized by the direct action of at least one heat transfer device as a heater or cooler.
  • the heating device can be, for example, an infrared heating device or inductive heating device. Other versions are conceivable.
  • the heat transfer via at least one heat transfer medium. These may be solids, fluids, in particular liquids and / or gases, or mixtures of these and steam.
  • the heat transfer takes place, for example, directly to media-carrying lines, heat exchangers, etc.
  • the individual heat transfer device is designed as a heat exchanger.
  • FIG. 1 shows, in a schematized and highly simplified representation on the basis of a functional sketch, the basic structure of the device according to the invention for application of application medium with a coating medium supply system and the invention
  • FIGS. 2a and 2b illustrate by way of example different possibilities of
  • FIG. 3 clarifies the method according to the invention with reference to FIG.
  • FIG. 4 shows by means of a control and / or regulating device that for
  • FIG. 1 illustrates in schematic greatly simplified representation the basic structure of a device 1 designed according to the invention for applying liquid or pasty application medium to a movable material web in the form of a fibrous web F.
  • a coordinate system is applied to the device 1 by way of example.
  • the X-direction describes the longitudinal direction of the device 1, which coincides with the passage direction of the fibrous web F through this.
  • the Y direction describes the width direction, i. the direction transverse or perpendicular to the direction of passage of the fibrous web F.
  • the Z-direction corresponds to the height direction and thus extension in the vertical direction.
  • the device 1 is shown here as a separate device. This can be either as an online device of a machine for the production of Material webs, in particular fibrous webs F, be immediately downstream, the transfer of the fibrous web then takes place directly from the machine for the production of fibrous webs in the device 1.
  • the device 1 may be implemented as an offline device. In this case, this is arranged as a separate device spatially separated from the machine for producing fibrous webs F and the coating to be carried out by the order takes place temporally and spatially separated from the production of the fibrous web F itself.
  • the coating can be unilaterally or both sides, one or both multi-layered.
  • the device 1 comprises at least one applicator 2 for applying at least one single-layer or multi-layered free-falling curtain 3 to a surface 4 to be coated.
  • the application can take place directly on the surface 4 of the fibrous web F.
  • the surface 4 corresponds to one of the fibrous web sides when passing through the device 1.
  • the coating is carried out on a movable surface, for example a belt or roller, which then transports the application medium to the surface 4 of the fibrous web F and delivers it.
  • a commissioned work 2 is shown, which is arranged and designed to coat the fibrous web top side F 0 directly by hitting a free-falling curtain 3 on this.
  • the applicator unit 2 is arranged above the guide track of the fibrous web F and thus the fibrous web F when passing through the device 1. Shown is an application head of the commissioned work 2 with aligned in the direction of gravity discharge opening 5 for application medium. The application medium exits from this here in free fall in the form of the free falling curtain 3. It is also conceivable embodiment with the direction of gravity oppositely directed arrangement of the discharge opening 5 and guide the application medium on an inclined plane to a trailing edge, which is formed on the application head.
  • a further alternative embodiment consists in the arrangement or intermediate arrangement of a transmission element, for example an inclined plane in the form of a plate-forming element forming a sliding plate, which is connected between discharge opening 5 from the applicator 2 and for coating the surface 4.
  • the at least one commissioned work 2 is assigned a coating medium supply system 6.
  • This comprises a contract with the order to be supplied 2 at least indirectly fluidly coupled order medium supply unit 7 for providing the required application medium.
  • the application medium is generated with respect to the requirement for the coating of the fibrous web F to be produced or composed of the required components, mixed or collected and / or stored.
  • This is performed via at least one degassing 8 to commissioned work 2.
  • the application medium is caused to boil by varying the state variables pressure p and temperature T describing its state. Due to the boiling process gas bubbles rise in the application medium upwards against the conveying direction of the application medium.
  • the application medium is then returned to the commissioned work 2 directly or indirectly via further intermediary devices.
  • the application medium-providing unit 7 comprises, in addition to a coating medium-forming unit 9 for the formation or production and / or storage of the application medium, for example, a collecting device 10 for application medium while guiding it in a closed circuit from the application unit 2 to the degassing device 8.
  • a coating medium-forming unit 9 for the formation or production and / or storage of the application medium
  • the application medium Forming unit 9 the provision of the application medium from a separate unit, while the catcher 10 as a repository for reusable application medium, which has already left the commissioned work 2, but not applied, acts.
  • the closed circuit is denoted by 1 1 and connects the collecting device 10 with the commissioned work 2, wherein the connection takes place by utilizing components of a fluidic connection between the application medium-forming unit 9 and the commissioned work 2.
  • the application medium supply unit 7 is connected via a fluidic connection 12 with the commissioned work 2.
  • the application medium which passes the commissioned work 2, but is not applied, runs back into the collecting device. This may comprise medium which is obtained when not applied and / or medium which accumulates from the sides during the application process. This can either be scrap or reused. In the case of immediate reuse shown here, this is passed directly into the degassing device 8. In the other case, there is a return to the application medium-forming unit 9 to be filtered again there.
  • the commissioned work 2 is preferably arranged in a space bounded by a housing 14 space.
  • the application medium between the application medium supply unit 7 and the applicator 2 with at least two different temperatures in different sections in the fluidic connection 12 and the circuit 1 1 is performed.
  • the temperature characterizing the application medium in the area of the applicator unit 2 is raised relative to the temperature in the region of the degassing device 8, preferably within a flow section between application medium supply unit 7 and degassing device 8.
  • a first heat transfer device 15 is provided between the application medium supply unit 7 and an outlet or outlet 17 from the at least one degassing device 8. This serves to set the temperature of the application medium to a temperature T 3 in the region of the degassing device 8. In the region of the degassing device 8, this temperature of the application medium is present either before and / or in this.
  • the heat transfer device 15 is arranged between order medium supply unit 7 and degassing 8, preferably this directly upstream.
  • the temperature T 3 is already given at the entry into the degassing 8.
  • the temperature T 3 is selected in the range between 5 ° C to 35 ° C inclusive, preferably 15 ° C to 30 ° C.
  • a temperature T 4 is imposed on the application medium in the region of the applicator 2, which is higher than the temperature T 3 present in the region of the degassing device 8 and in the range of 25 ° C to 45 inclusive ° C, more preferably 30 ° C to 40 ° C. Therefore, when entraining warm, moist air boundary layers in the air-conditioning chamber in the application area of the commissioned work 2 due to the low temperature difference, no fluid condensed out of these.
  • the application medium supply system 6 is in the illustrated form both in the order-free operation of the device 1 for guiding application medium in the closed circuit 1 1 between collecting device 10 and commissioned work 2 to form a stable curtain 3 as well as to provide application medium in by the Order on the material web characterized mode of operation suitable.
  • the application medium can be characterized by different starting temperatures Ti and T 2 .
  • the temperature of the application medium from a coating medium-forming unit 9 is denoted here by Ti.
  • the temperature of the application medium from the collecting device 10 is designated T 2 .
  • the second heat transfer device 16 is arranged between the inlet 18 of the application medium in the applicator 2 and the outlet 17 from the degassing 8. By means of this, the application medium emerging from the degassing device 8 is brought to the temperature T 4 .
  • the individual temperature levels are realized by heating and / or cooling. These processes can be realized directly or indirectly.
  • the heat transfer can take place directly free of a heat transfer medium.
  • the individual fluidic connection sections here for example a cooling device 19 assigned to the example of the heat transfer device 15 of the fluidic connection between application medium supply unit 7 and degassing 8, which serves the direct cooling of the application medium.
  • FIG. 2 a shows a detail of the fluidic connection 12, wherein the heat transfer device 15 is embodied here as a cooling device 19.
  • a single heat transfer device 16 can be provided also be designed as a pure heating device.
  • heaters inductive heaters, Infrarotloom prepared are conceivable.
  • An alternative embodiment is the heating / cooling by means of at least one heat transfer medium.
  • the heat exchanger is designed, for example, as a heat exchanger 20, via which the heat transfer medium 21 and the application medium are conducted in cocurrent or countercurrent or crossflow. Shown is, for example, a DC version.
  • the guide can be opposite to each other or in the same direction. All embodiments have in common that the application medium after leaving the effective range with the heat transfer device 15 has the required temperature T 3 , with which this is introduced into the degassing 8 and present in the degassing 8.
  • the arrangement of the heat transfer devices 15 and 16 as close as possible to the respective area within which the required temperature of the application medium is to be present.
  • heat transfer device further heat exchanger, long pipes can be used.
  • heat transfer medium in indirect heat transfer warm air, steam and / or liquids, which are incurred as waste product, for example, in other, an upstream machine for the production of fibrous webs process steps, conceivable, whereby an optimal energy management can be realized here.
  • FIG. 3 illustrates, in a schematically simplified representation on the basis of a signal flow diagram, a method according to the invention which can be implemented with the device 1 for operating the same.
  • a step A in the presence of a desired startup of the device 1 and thus a start of the Order at least indirectly characterizing size in a step A.
  • step B the provision of the required application medium in the required for the particular application compilation takes place in the application medium supply unit 9 and guide the degassing 8 with the interposition of the process step C for heating / cooling to the required , desired, present in or before the degassing 8 temperature T 3rd In the degassing 8 in the process step D, the degassing.
  • step E The emerging from this application medium is performed to the commissioned work 2 in step E, wherein the guide takes place under heating / cooling in F to the desired temperature T 4 .
  • the application medium then emerges in the form of a free-falling curtain 3 in method step G.
  • the application medium is fed into a circuit 1 1 from commissioned work 2 to commissioned work 2.
  • the collecting device 10 is positioned opposite the exit region of the free-falling curtain 3 for receiving it and coupled to the degassing device 8 and the application medium is cooled at the heat transfer device 15 in method step C.
  • the collecting device 10 can be deactivated in J and the application medium can only be provided via the application medium forming unit 9.
  • the solution according to the invention is not limited to the present embodiment. It is crucial that between the application medium supply unit 7 and commissioned work 2, the application medium is performed with two different temperatures in the individual sections of the fluidic connection, wherein in the venting device 8, a lower temperature than compared to the commissioned work 2 is set.
  • the individual temperatures in the individual flow sections can be controlled or regulated. For this purpose, according to FIG.
  • At least one control and / or regulating device 22 is provided which can be used as an input variable X
  • a manipulated variable Y is output to set the required temperature T 3 in the degassing device.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (1) und eine Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine bewegbare Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn (F) in Form zumindest eines frei fallenden Vorhanges (3) mittels zumindest eines Auftragswerkes (2) und mit einem, dem Auftragswerk (2) zugeordneten Auftragsmedium-Versorgungssystem (6), umfassend zumindest eine mit dem Auftragswerk (2) strömungstechnisch verbundene Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit (7) und eine Entgasungseinrichtung (8). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (T3, ) des Auftragsmediums in der strömungstechnischen Verbindung (12) im Bereich der Entgasungseinrichtung (8) niedriger eingestellt wird als die Temperatur (T4) im Bereich des Auftragswerkes (2), wobei die Temperatur (T3) im Bereich der Entgasungseinrichtung (8) im Bereich von einschließlich 5°C bis 35°C, bevorzugt einschließlich 15°C bis 30°C und die Temperatur (T4) im Bereich des Auftragswerkes (2) zwischen einschließlich 25°C bis 45°C, vorzugsweise einschließlich 30°C bis 40°C eingestellt wird.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium und Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine bewegbare Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn in Form zumindest eines frei fallenden Vorhanges mittels zumindest eines Auftragswerkes und mit einem, dem Auftragswerk zugeordneten Auftragsmedium-Versorgungssystem, umfassend zumindest eine mit dem Auftragswerk strömungstechnisch verbundene Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit und eine Entgasungseinrichtung.
Die Erfindung betrifft ferner die Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium. Unter einer Materialbahn im Sinne der Erfindung wird ein flächiges Gebilde mit erheblich größerer Erstreckung in Längsrichtung und Breitenrichtung als in Höhenrichtung verstanden, wobei die Erstreckung in Längsrichtung ebenfalls erheblich größer als in Breitenrichtung ist. Bei diesen kann es sich um Faserstoffbahnen, Kunststoffbahnen oder Textilbahnen handeln.
Die Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise für die Beschichtung und/oder Veredelung von Materialbahnen in Form von Faserstoffbahnen geeignet. Die Faserstoffbahn kann in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn vorliegen. Als Auftragsmedien finden flüssige bis pastöse Medien Verwendung, die geeignet sind, die Oberfläche einer Materialbahn zu veredeln und/oder dieser bestimmte Funktionen hinsichtlich des späteren Verwendungszweckes aufzuprägen. Vorzugsweise findet ein Auftragsmedium in Form von Pigmente, Additive und andere Zusatzstoffe enthaltender Streichfarbe Verwendung. Ferner denkbar sind aber auch Auftragsmedien, wie Leim oder Stärke oder mit Eignung zur Erzeugung thermischer oder anderer Funktionsschichten.
Vorrichtungen zum direkten oder indirekten Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium in Form zumindest eines ein- oder mehrschichtigen frei fallenden Vorhanges auf eine bewegbare Materialbahn sind in den unterschiedlichsten Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt. Bei direktem Auftrag wird der frei fallende Vorhang direkt auf die Oberfläche der Materialbahn aufgebracht. Bei indirektem Auftrag wird der Vorhang beispielsweise an ein, eine bewegbare Oberfläche aufweisendes Übertragungselement berührungsfrei abgegeben, welches dann das Auftragsmedium auf die Materialbahn überträgt. In Abhängigkeit der Ausbildung des einzelnen Auftragswerkes erfolgt die Ausbildung des frei fallenden Vorhanges entweder direkt an einer Abgabeöffnung des Auftragswerkes bei Ausrichtung dieser in vertikaler Richtung nach unten, d.h. in Schwerkraftrichtung oder an einer Abrisskante nach vorheriger Führung des Auftragsmediums an zumindest einer geneigten Ebene. In der letztgenannten Ausführung kann der Austritt aus einer einzelnen Düse des Auftragswerkes ebenfalls in vertikaler Richtung in Schwerkraftrichtung betrachtet oder entgegengesetzt zu dieser erfolgen. Des Weiteren vorbekannt sind Ausführungen, bei welchen die Abrisskante von einer separat im Abstand zum Auftragswerk angeordneten geneigten Ebene gebildet wird. Derartige Ausführungen sind insbesondere zur Ausbildung eines mehrschichtigen Auftragsvorhanges geeignet.
Zur Einhaltung einer konstanten Temperatur des Auftragsmediums im Vorhang und Vermeidung von Oberflächenspannungsunterschieden am Vorhang, die zum Abriss des Vorhanges führen können, ist ein derartiges Auftragswerk vorzugsweise in einer Klimakammer angeordnet. Bei dieser handelt es sich um einen gegenüber der Umgebung abgegrenzten, das Auftragswerk, insbesondere den aus diesem austretenden, zumindest einen frei fallenden Vorhang umgebenden und klimatisierbaren Raum. Eine weitere Nebenfunktion derartiger Klimakammern besteht in der Schwächung von mit der Materialbahn mitgeführten Luftströmungen und des dadurch erfolgenden Wärme- und Feuchtigkeitseintrages. Das Auftragsmedium wird mit konstanter Temperatur auf die bewegbare Oberfläche aufgetragen. Diese ist relativ niedrig eingestellt aufgrund der geforderten hohen Entgasbarkeit des Auftragsmediums in der dem Auftragswerk vorgeordneten Entgasungseinrichtung. Um unerwünschte mechanische Deformationen aufgrund von Temperaturdifferenzen zu vermeiden wird angestrebt, die Lufttemperatur in der Klimakammer und die Temperatur des Auftragsmediums im Auftragswerk möglichst gleich einzustellen, wozu die Lufttemperatur in der Klimakammer auf die Temperatur des Auftragsmediums abgesenkt wird. Dies ist relativ aufwendig und kostenintensiv.
Auch hat es sich gezeigt, dass trotz konstant eingestellter klimatischer Bedingungen im Bereich des Auftragwerkes und damit im Bereich des frei fallenden Vorhanges Fehlstellen in der Beschichtung oder andere Defekte auftreten, die nicht zuverlässig ausgeschlossen werden können. Fehlstellen und Defekte in der Beschichtung können auch aus Störungen im Bereich des Auftragsvorhanges resultieren. Wenn die Ausbildung und der Eintrag von Luftgrenzschichten in die Klimakammer nicht zuverlässig ausgeschlossen werden kann, wird mit der Materialbahn Wärme und Feuchtigkeit in diese eingetragen. Die bei niedriger Temperatur des Auftragsmediums resultierende Temperaturdifferenz zwischen dem Auftragsmedium und der eingetragenen Wärme resultiert in der Kondensation von Flüssigkeit am Auftragswerk, insbesondere im Bereich der Abgabeöffnung der Düse. Das abgelagerte Kondensat beeinträchtigt dabei die Ausbildung des Vorhanges. Der erforderliche Klimatisierungsaufwand zur Reduzierung dieses Effektes ist relativ hoch.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine bewegbare Oberfläche derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden und mit Sicherheit ein geschlossener Vorhang auf die Oberfläche aufgetragen wird. Der erforderliche Klimatisierungsaufwand für den das Auftragswerk umgebenden Raum soll möglichst gering gehalten werden. Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine bewegbare Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn in Form zumindest eines frei fallenden Vorhanges mittels zumindest eines Auftragswerkes und mit einem, dem Auftragswerk zugeordneten Auftragsmedium-Versorgungssystem, umfassend zumindest eine mit dem Auftragswerk strömungstechnisch verbundene Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit und eine Entgasungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass diese derart betrieben wird, dass die Temperatur des Auftragsmediums in der strömungstechnischen Verbindung im Bereich der Entgasungseinrichtung niedriger ist als die Temperatur des Auftragsmediums im Bereich des Auftragswerkes, wobei die Temperatur im Bereich der Entgasungseinrichtung im Bereich von einschließlich 5°C bis 35°C, bevorzugt einschließlich 15°C bis 30°C und im Bereich des Auftragswerkes zwischen einschließlich 25°C bis 45°C, vorzugsweise einschließlich 30°C bis 40°C beträgt. Die Erfinder haben erkannt, dass eine einfache Möglichkeit der Erfüllung der gestellten Anforderungen in den unterschiedlichsten Bereichen der Vorrichtung zum Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium in einer jeweils gesondert örtlich erfolgenden Anpassung der Zustandsgrößen des Auftragsmediums in diese besteht. Insbesondere ist es zweckmäßig, dem Auftragsmedium in den unterschiedlichen Strömungsbereichen zwischen Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit und Auftragswerk unterschiedliche Temperaturen aufzuprägen, wobei die jeweiligen Temperaturbereiche in den einzelnen Strömungsabschnitten an die konkreten Anforderungen der jeweiligen in diesen wirksamen Baueinheiten und Funktionselemente angepasst werden können. Erfindungsgemäß wird daher die Temperaturdifferenz zwischen Auftragsmedium und Umgebung im Bereich des Auftragswerkes möglichst gering gehalten, indem die Temperatur im Bereich des Auftragswerkes, insbesondere des Austrittes aus diesem, erhöht wird. Dadurch können eine unerwünschte Kondensation im Bereich des Auftragswerkes und die mit dieser einhergehende Beeinflussung der Verhältnisse im Umgebungsbereich des Auftragswerkes reduziert oder vermieden werden. Die klimatischen Bedingungen im Auftragsbereich können somit mit geringem Aufwand frei von aufwendigen Maßnahmen innerhalb des das Auftragswerk umgebenden Raumes optimiert, insbesondere konstant gehalten werden. Andererseits wird die Temperatur im Bereich der Entgasungseinrichtung möglichst gering gehalten, um optimal entgasen zu können.
Das Auftragswerk ist vorzugsweise in einem von einer Umhausung begrenzten Raum angeordnet. Bei der Umhausung im Sinne der Erfindung kann es sich um sogenannte Klimakammern handeln, welche hinsichtlich der klimatischen Verhältnisse in dem von dieser umschlossenen Raum Steuer-, vorzugsweise regelbar sind. Insbesondere sind derartige Klimakammern thermisch isoliert und die Innentemperatur sowie die Innenluftfeuchtigkeit sind regelbar. Bei der Umhausung im Sinne der Erfindung kann es sich ferner aber auch um Umhausungen handeln, welche frei von einer Steuerung/Regelung der Temperatur im von diesem umschlossenen Raum und/oder frei von einer Steuerung/Regelung der Feuchtigkeit im von diesem umschlossenen Raum und/oder frei von einer thermischen Isolierung sind. Die Umhausungen können begehbar oder unbegehbar in Form platzsparender Abdeckungen ausgeführt sein. Die erfindungsgemäße Lösung stellt dabei eine einfache und besonders kostengünstige Möglichkeit mit minimalem oder keinem Klimatisierungsaufwand innerhalb einer das Auftragswerk umgrenzenden Umhausung dar.
Ist das Auftragswerk in einem abgeschirmten Raum angeordnet, wird das Auftragsmedium vorzugsweise vor dem Eintritt in diesen auf die am Auftragswerk einzustellende höhere Temperatur verbracht. Die räumlich nahe Einwirkung auf das Auftragsmedium reduziert mögliche Wärmeverluste durch Wärmestrahlung oder Übertragung an die Umgebung bei der weiteren Führung des Auftragsmediums. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird zumindest die Temperatur des Auftragsmediums im Bereich der Entgasungseinrichtung, insbesondere vor der Entgasungseinrichtung oder in dieser eingestellt, vorzugsweise gesteuert und/oder geregelt.
In einer weiteren Weiterentwicklung wird zusätzlich oder alternativ die Temperatur des Auftragsmediums in der strömungstechnischen Verbindung zwischen der Entgasungseinrichtung und dem Auftragswerk eingestellt, vorzugsweise gesteuert und/oder geregelt.
Durch diese Maßnahmen einzeln oder in Kombination können auf einfache Art und Weise zeitnah mögliche Temperaturschwankungen ausgeglichen werden. Ferner können die derart eingestellten Temperaturwerte selbst wiederum als Eingangsgröße, Regel- oder Stellgröße in Steuer- und/oder Regelverfahren fungieren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Verfahrens erfolgt die Temperierung des Auftragsmediums in Abhängigkeit von zumindest einer die Materialbahn und/oder die diese mitführenden Luftschichten und/oder den das Auftragswerk umgrenzenden Raum wenigstens mittelbar charakterisierenden Zustande- und/oder Prozessgröße. Im Einzelnen bedeutet dies, dass bei der Temperierung des Auftragsmediums beispielhaft zumindest eine der nachfolgend genannten Größen berücksichtigt wird:
- zumindest eine Zustandsgröße der Materialbahn oder eine diese wenigstens mittelbar beschreibenden Größe
- zumindest eine Prozessgröße der Materialbahn oder eine diese wenigstens mittelbar beschreibenden Größe
- zumindest eine Zustandsgröße einer mit der Materialbahn geführten Luftgrenzschicht oder eine diese wenigstens mittelbar beschreibenden
Größe - zumindest eine Zustandsgröße des das Auftragswerk umgrenzenden Raumes oder eine diese wenigstens mittelbar beschreibenden Größe
- zumindest eine Prozessgröße zur Einstellung einer Zustandsgröße des das Auftragswerk umgrenzenden Raumes oder eine diese wenigstens mittelbar beschreibenden Größe
In einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens werden die Zustandsgrößen des das Auftragswerk umgebenden Raumes in Abhängigkeit der der Istgrößen dieser und eines zu erwartenden Wärme- und/oder Feuchtigkeitseintrages durch mit der Materialbahn bewegte Luftgrenzschichten eingestellt, vorzugsweise gesteuert, besonders bevorzugt geregelt. Dabei fungiert in diesem Prozess die Temperatur des Auftragsmediums im Bereich des Auftragswerkes als wesentliche Stellgröße. Diese Ausführung bietet den Vorteil einer schnellen Reaktion auf sich ändernde Randbedingungen.
Denkbar ist auch die Steuerung/Regelung der Temperatur des aus dem Auftragswerk austretenden Auftragsmediums in Abhängigkeit der Temperatur des dem Auftragswerk zugeführten Auftragsmediums, insbesondere unter Berücksichtigung der Verhältnisse im von der Umhausung umgrenzten Raum.
Bezüglich der konstruktiven Ausgestaltung der Vorrichtung besteht zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens grundsätzlich eine Vielzahl von Möglichkeiten. Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine bewegbare Materialbahn, insbesondere Faserstoff bahn, in Form zumindest eines frei fallenden Vorhanges auf eine bewegbare Oberfläche der Materialbahn oder eines Übertragungselementes mit zumindest einem Auftragswerk und einem dem Auftragswerk zugeordneten Auftragsmedium-Bereitstellungssystem, umfassend eine Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit und eine dieser in Durchströmungsrichtung nachgeordnete Entgasungseinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der einzelnen Auftragsmedium- Bereitstellungseinheit und der Entgasungseinrichtung und/oder zwischen der Entgasungseinrichtung und dem Auftragswerk zumindest eine Wärmeübertragungseinrichtung angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt die Erfüllung konträrer Anforderungen in den einzelnen Funktionsbereichen hinsichtlich der Eigenschaften des Auftragsmediums. Ferner werden wesentliche Maßnahmen zur Beeinflussung der klimatischen Verhältnisse aus dem Bereich der Umgebung des Auftragswerkes in das Auftragsmedium-Versorgungssystem verlagert. Diese sind einfach realisierbar und können auch in bestehenden Auftragsmedium-Versorgungssystemen ohne erheblichen Mehraufwand nachgerüstet werden.
Dabei kann die einzelne Wärmeübertragungseinrichtung vielgestaltig ausgeführt sein, wobei unter anderem zwischen Einrichtungen zur direkten oder indirekten Wärmeübertragung sowie Einrichtungen, die auf Wärmeübertragung oder Wärmestrahlung basieren, unterschieden werden kann. Der Begriff Wärmeübertragung beinhaltet dabei alle Prozesse eines Überganges von Wärme, d.h. sowohl eine Erwärmung als auch Kühlung.
Die direkte Wärmeübertragung ist durch die direkte Einwirkung zumindest einer Wärmeübertragungseinrichtung als Heizeinrichtung oder Kühleinrichtung charakterisiert. Bei der Heizeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Infrarot-Heizeinrichtung oder induktive Heizeinrichtung handeln. Andere Ausführungen sind denkbar. Bei der indirekten Wärmeübertragung erfolgt der Wärmeübergang über zumindest einen Wärmeträger. Als diese können Festkörper, Fluide, insbesondere Flüssigkeiten und/oder Gase oder Gemische aus diesen und Dampf fungieren. Die Wärmeübertragung erfolgt dazu beispielsweise direkt an Medien führenden Leitungen, Wärmetauschern e.t.c. Als Wärmeträger kann dabei in besonders vorteilhafter Weise auf in der Vorrichtung zum Auftrag oder einer vorgeordneten Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen anfallende Prozessmedien zurückgegriffen werden. In einer besonders vorteilhaften Ausbildung ist die einzelne Wärmeübertragungseinrichtung als Wärmetauscher ausgebildet. Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
Figur 1 verdeutlicht in schematisiert stark vereinfachter Darstellung anhand einer Funktionsskizze den Grundaufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftrag von Auftragsmedium mit einem Auftragsmedium-Versorgungssystem und das erfindungsgemäße
Verfahren zum Betreiben dieser;
Figuren 2a und 2b verdeutlichen beispielhaft unterschiedliche Möglichkeiten der
Ausbildung einer Wärmeübertragungseinrichtung;
Figur 3 verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines
Signalflußbildes;
Figur 4 zeigt anhand einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung die zur
Einstellung der unterschiedlichen Temperaturniveaus erforderlichen Größen. Die Figur 1 verdeutlich in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung 1 zum Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine bewegbare Materialbahn in Form einer Faserstoffbahn F. Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen ist beispielhaft ein Koordinatensystem an die Vorrichtung 1 angelegt. Die X-Richtung beschreibt dabei die Längsrichtung der Vorrichtung 1 , welche mit der Durchlaufrichtung der Faserstoffbahn F durch diese zusammenfällt. Die Y- Richtung beschreibt die Breitenrichtung, d.h. die Richtung quer bzw. senkrecht zur Durchlaufrichtung der Faserstoffbahn F. Die Z-Richtung entspricht der Höhenrichtung und damit Erstreckung in vertikaler Richtung.
Die Vorrichtung 1 ist hier als separate Einrichtung dargestellt. Diese kann entweder als Online-Vorrichtung einer Maschine zur Herstellung von Materialbahnen, insbesondere Faserstoffbahnen F, unmittelbar nachgeschaltet sein, wobei die Überführung der Faserstoffbahn dann direkt aus der Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen in die Vorrichtung 1 erfolgt. Alternativ kann die Vorrichtung 1 als Offline-Vorrichtung ausgeführt werden. In diesem Fall ist diese als separate Vorrichtung räumlich getrennt von der Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen F angeordnet und die durch den Auftrag vorzunehmende Beschichtung erfolgt zeitlich und örtlich getrennt von der Herstellung der Faserstoffbahn F selbst. Die Beschichtung kann einseitig oder beidseitig, jeweils ein- oder mehrschichtig erfolgen. Die Vorrichtung 1 umfasst dazu zumindest ein Auftragswerk 2 zum Aufbringen zumindest eines ein- oder mehrschichtigen frei fallenden Vorhanges 3 auf eine zu beschichtende Oberfläche 4. Dabei kann der Auftrag direkt auf die Oberfläche 4 der Faserstoffbahn F erfolgen. In diesem Fall entspricht die Oberfläche 4 einer der Faserstoffbahnseiten beim Durchlaufen durch die Vorrichtung 1 . Bei indirektem Auftrag erfolgt die Beschichtung auf eine bewegbare Oberfläche, beispielsweise ein Band oder Walze, welches das Auftragsmedium dann an die Oberfläche 4 der Faserstoffbahn F transportiert und abgibt. Andere Ausführungen sind denkbar. In der Figur 1 ist ein Auftragswerk 2 dargestellt, welches derart angeordnet und ausgebildet ist, die Faserstoffbahnoberseite F0 direkt durch Auftreffen eines frei fallenden Vorhanges 3 auf diese zu beschichten. Das Auftragswerk 2 ist dazu oberhalb der Führungsbahn der Faserstoffbahn F und damit der Faserstoffbahn F bei Durchführung durch die Vorrichtung 1 angeordnet. Dargestellt ist ein Auftragskopf des Auftragswerks 2 mit in Schwerkraftrichtung ausgerichteter Abgabeöffnung 5 für Auftragsmedium. Das Auftragsmedium tritt aus dieser hier im freien Fall in Form des frei fallenden Vorhanges 3 aus. Denkbar ist auch eine Ausführung mit der Schwerkraftrichtung entgegengesetzt ausgerichteter Anordnung der Abgabeöffnung 5 und Führung des Auftragsmediums an einer geneigten Ebene bis zu einer Abrisskante, die am Auftragskopf ausgebildet ist. Eine weitere alternative Ausführung besteht in der Anordnung bzw. Zwischenordnung eines Übertragungselementes, beispielsweise einer geneigten Ebene in Form eines eine Gleitplatte bildenden plattenförmigen Elementes, das zwischen Abgabeöffnung 5 aus dem Auftragswerk 2 und zur Beschichtung der Oberfläche 4 geschaltet ist. Dem zumindest einen Auftragswerk 2 ist ein Auftragsmedium- Versorgungssystem 6 zugeordnet. Dieses umfasst eine mit dem zu versorgenden Auftragswerk 2 zumindest mittelbar strömungstechnisch koppelbare Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit 7 zur Bereitstellung des erforderlichen Auftragsmediums. In dieser wird das Auftragsmedium hinsichtlich der Anforderung an die zu erzeugende Beschichtung der Faserstoffbahn F erzeugt bzw. aus den erforderlichen Bestandteilen zusammengestellt, vermischt oder gesammelt und/oder gespeichert. Dieses wird über zumindest eine Entgasungseinrichtung 8 zum Auftragswerk 2 geführt. In der Entgasungseinrichtung 8 wird das Auftragsmedium durch Variation der dessen Zustand beschreibenden Zustandsgrößen Druck p und Temperatur T zum Sieden gebracht. Durch den Siedeprozess steigen Gasblasen im Auftragsmedium nach oben entgegen der Förderrichtung des Auftragsmediums auf. Das Auftragsmedium wird dann wieder direkt oder indirekt über weitere zwischengeschaltete Einrichtungen dem Auftragswerk 2 zugeführt. Die Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit 7 umfasst im dargestellten Fall dazu neben einer Auftragsmedium-Bildungseinheit 9 zur Bildung beziehungsweise Erzeugung und/oder Speicherung des Auftragsmediums auch beispielsweise eine Auffangeinrichtung 10 für Auftragsmedium bei Führung dessen in einem geschlossenen Kreislauf vom Auftragswerk 2 zur Entgasungseinrichtung 8. Mit der Auftragsmedium-Bildungseinheit 9 erfolgt die Bereitstellung des Auftragsmediums aus einer separaten Einheit, während die Auffangeinrichtung 10 als Bereitstellungseinheit für wiederverwertbares Auftragsmedium, welches bereits das Auftragswerk 2 verlassen hat, jedoch nicht aufgetragen wird, fungiert. Der geschlossene Kreislauf ist mit 1 1 bezeichnet und verbindet die Auffangeinrichtung 10 mit dem Auftragswerk 2, wobei die Verbindung unter Ausnutzung von Bestandteilen einer strömungstechnischen Verbindung zwischen der Auftragsmedium-Bildungseinheit 9 und dem Auftragswerk 2 erfolgt. Die Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit 7 ist über eine strömungstechnische Verbindung 12 mit dem Auftragswerk 2 verbunden. Das Auftragsmedium, welches das Auftragswerk 2 passiert, jedoch nicht aufgetragen wird, läuft in die Auffangeinrichtung zurück. Dieses kann Medium umfassen, welches anfällt, wenn nicht aufgetragen wird und/oder Medium, das von den Seiten während des Auftragsvorganges anfällt. Dies kann entweder Ausschuss sein oder wiederverwendet werden. Bei hier dargestellter unmittelbarer Wiederverwendung wird dieses direkt in die Entgasungseinrichtung 8 geleitet. Im anderen Fall erfolgt eine Rückführung in die Auftragsmedium-Bildungseinheit 9, um dort noch einmal gefiltert zu werden. Zur Gewährleistung stabiler Verhältnisse am aus dem Auftragswerk 2 austretenden frei fallenden Vorhang 3 ist das Auftragswerk 2 vorzugsweise in einem von einer Umhausung 14 begrenzten Raum angeordnet. Erfindungsgemäß wird das Auftragsmedium zwischen Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit 7 und dem Auftragswerk 2 mit zumindest zwei unterschiedlichen Temperaturen in unterschiedlichen Abschnitten in der strömungstechnischen Verbindung 12 beziehungsweise dem Kreislauf 1 1 geführt. Dabei wird zur Vermeidung der Kondensation von Fluid aus dem Auftragsmedium am Auftragswerk 2 und anderen Bauteilen der Vorrichtung 1 gegenüber Ausführungen aus dem Stand der Technik das Auftragsmedium innerhalb der strömungstechnischen Verbindung 12 zwischen Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit 7 und dem Auftragswerk 2 mit zwei unterschiedlichen Temperaturniveaus in unterschiedlichen Strömungsabschnitten geführt. Erfindungsgemäß wird die das Auftragsmedium charakterisierende Temperatur im Bereich des Auftragswerkes 2 gegenüber der Temperatur im Bereich der Entgasungseinrichtung 8, vorzugsweise innerhalb eines Strömungsabschnittes zwischen Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit 7 und Entgasungseinrichtung 8, angehoben.
Bezüglich der Realisierung dieser beiden unterschiedlichen Temperaturniveaus in den einzelnen Abschnitten der strömungstechnischen Verbindung 12 zwischen Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit 7 und Auftragswerk 2 besteht grundsätzlich eine Vielzahl von Möglichkeiten. Im einfachsten Fall werden diese durch die geeignete Anordnung zweier Wärmeübertragungseinrichtungen 15 und 16 realisiert. Eine erste Wärmeübertragungseinrichtung 15 ist dabei zwischen der Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit 7 und einem Auslauf bzw. Austritt 17 aus der zumindest einen Entgasungseinrichtung 8 vorgesehen. Diese dient der Einstellung der Temperatur des Auftragsmediums auf eine Temperatur T3 im Bereich der Entgasungseinrichtung 8. Im Bereich der Entgasungseinrichtung 8 bedeutet, dass diese Temperatur des Auftragsmediums entweder vor und/oder in dieser vorliegt. Die Wärmeübertragungseinrichtung 15 ist dazu zwischen Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit 7 und Entgasungseinrichtung 8 angeordnet, vorzugsweise dieser unmittelbar vorgeordnet. Die Temperatur T3 ist dabei bereits am Eintritt in die Entgasungseinrichtung 8 gegeben. Die Temperatur T3 wird im Bereich zwischen einschließlich 5°C bis 35°C, bevorzugt 15°C bis 30°C gewählt. Zur Verringerung des Kondensationsgrades im Bereich des Auftragswerks 2 oder Bestandteilen dessen wird dem Auftragsmedium im Bereich des Auftragswerkes 2 eine Temperatur T4 aufgeprägt, die höher als die im Bereich der Entgasungseinrichtung 8 vorliegende Temperatur T3 ist und im Bereich von einschließlich 25°C bis 45°C, besonders bevorzugt 30°C bis 40°C liegt. Daher wird beim Einschleppen warmer, feuchter Luftgrenzschichten in die klimatisierbare Kammer in den Auftragsbereich des Auftragswerkes 2 aufgrund der geringen Temperaturdifferenz kein Fluid aus diesen auskondensiert.
Das Auftragsmedium-Versorgungssystem 6 ist in der dargestellten Form sowohl in der auftragsfreien Betriebsweise der Vorrichtung 1 zum Führen von Auftragsmedium im geschlossenen Kreislauf 1 1 zwischen Auffangeinrichtung 10 und Auftragswerk 2 bis zur Ausbildung eines stabilen Vorhanges 3 als auch zur Bereitstellung von Auftragsmedium in der durch den Auftrag auf die Materialbahn charakterisierten Betriebsweise geeignet. Dabei kann das Auftragsmedium je nach Herkunft - Auftragsmedium-Bildungseinheit 9 und/oder Auffangeinrichtung 10 - durch unterschiedliche Ausgangstemperaturen Ti und T2 charakterisiert sein.
Die Temperatur des Auftragsmediums aus einer Auftragsmedium-Bildungseinheit 9 ist hier mit Ti bezeichnet. Die Temperatur des Auftragsmediums aus der Auffangeinrichtung 10 ist mit T2 bezeichnet. Um das Auftragsmedium aus der Auftragsmedium-Bildungseinheit 9 und der Auffangeinrichtung 10 mit konstanter und gleicher Temperatur der Entgasungseinrichtung 8 zuzuführen, werden diese von der Auffangeinrichtung 10 und der Auftragsmedium-Bildungseinheit 9 zu dieser über eine von beiden strömungstechnischen Verbindungen 1 1 , 12 gemeinsam nutzbaren Wärmeübertragungseinrichtung 15 geführt, an dieser auf die Temperatur T3 gebracht und der Entgasungseinrichtung 8 zugeführt. Denkbar ist auch die Anordnung der Wärmeübertragungseinrichtung 15 in der Entgasungseinrichtung 8 oder die Zuordnung jeweils einzelner Wärmeübertragungseinrichtungen zu den jeweiligen strömungstechnischen Verbindungen zwischen Auffangeinrichtung 10 und Entgasungseinrichtung 8 sowie Auftragsmedium-Bildungseinheit 9 und Entgasungseinrichtung 8.
Die zweite Wärmeübertragungseinrichtung 16 ist zwischen dem Eintritt 18 des Auftragsmediums in das Auftragswerk 2 und dem Austritt 17 aus der Entgasungseinrichtung 8 angeordnet. Mittels dieser wird das aus der Entgasungseinrichtung 8 austretende Auftragsmedium auf die Temperatur T4 gebracht. Die einzelnen Temperaturniveaus werden dabei durch Erwärmen und/oder Abkühlen realisiert. Diese Vorgänge können direkt oder indirekt realisiert werden. Dabei kann gemäß einer ersten beispielhaften Ausbildung in Figur 2a die Wärmeübertragung direkt frei von einem Wärmeübertragungsmedium erfolgen. In diesem Fall ist den einzelnen strömungstechnischen Verbindungsabschnitten, hier am Beispiel der Wärmeübertragungseinrichtung 15 der strömungstechnischen Verbindung zwischen Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit 7 und Entgasungseinrichtung 8 beispielsweise eine Kühleinrichtung 19 zugeordnet, die der direkten Kühlung des Auftragsmediums dient. Beispielhaft ist in der Figur 2a ein Ausschnitt aus der strömungstechnischen Verbindung 12 wiedergegeben, wobei die Wärmeübertragungseinrichtung 15 hier als Kühleinrichtung 19 ausgeführt ist.
Ist eine Temperaturerhöhung zu erzielen, wie beispielsweise mit der zweiten Wärmeübertragungseinrichtung 16 zwischen Entgasungseinrichtung 8 und Auftragswerk 2 möglich, kann eine einzelne Wärmeübertragungseinrichtung 16 auch als reine Heizeinrichtung ausgeführt werden. Als Heizeinrichtungen sind induktive Heizeinrichtungen, Infrarotheizeinrichtungen e.t.c denkbar.
Eine alternative Ausführung besteht in der Erwärmung/Abkühlung mittels zumindest eines Wärmeübertragungsmediums. In diesem Fall ist der Wärmeüberträger beispielsweise als Wärmetauscher 20 ausgeführt, über welcher das Wärmeübertragungsmedium 21 und das Auftragsmedium im Gleich- oder Gegenstrom oder Kreuzstrom geführt werden. Dargestellt ist beispielsweise eine Ausführung im Gleichstrom. Dabei kann die Führung einander entgegengesetzt oder aber in gleicher Richtung erfolgen. Allen Ausführungen gemeinsam ist, dass das Auftragsmedium nach Austritt aus dem Wirkbereich mit der Wärmeübertragungseinrichtung 15 die erforderliche Temperatur T3 aufweist, mit der diese in die Entgasungseinrichtung 8 eingeleitet wird bzw. in der Entgasungseinrichtung 8 vorliegt.
Vorzugsweise erfolgt die Anordnung der Wärmeübertragungseinrichtungen 15 bzw. 16 möglichst räumlich nah zum jeweiligen Bereich, innerhalb dessen die erforderliche Temperatur des Auftragsmediums vorliegen soll. Dies bedeutet eine räumliche nahe Anordnung zur Entgasungseinrichtung 8 bzw. eine räumlich nahe Anordnung zum Auftragswerk 2.
Als Wärmeübertragungseinrichtung ferner können Wärmetauscher, lange Rohrleitungen zum Einsatz gelangen. Als Wärmeübertragungsmedium bei indirekter Wärmeübertragung sind Warmluft, Dampf und/oder Flüssigkeiten, die beispielsweise in anderen, einer vorgeordneten Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen erforderlichen Prozessschritten als Abfallprodukt anfallen, denkbar, wodurch hier ein optimales Energie-Management realisiert werden kann.
Die Figur 3 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand eines Signalflussbildes ein mit der Vorrichtung 1 realisierbares erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben dieser. Dabei erfolgt bei Vorliegen einer auf eine gewünschte Inbetriebnahme der Vorrichtung 1 und damit einen Start des Auftrages wenigstens mittelbaren charakterisierenden Größe in einem Verfahrensschritt A. Im Verfahrensschritt B erfolgt die Bereitstellung des erforderlichen Auftragsmediums in der für den jeweiligen Anwendungszweck erforderlichen Zusammenstellung in der Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit 9 und Führung zur Entgasungseinrichtung 8 unter Zwischenschaltung des Verfahrensschrittes C zur Erwärmung/Abkühlung auf die erforderliche, gewünschte, in oder vor der Entgasungseinrichtung 8 vorliegende Temperatur T3. In der Entgasungseinrichtung 8 erfolgt im Verfahrensschritt D die Entgasung. Das aus dieser austretende Auftragsmedium wird zum Auftragswerk 2 im Verfahrensschritt E geführt, wobei die Führung unter Erwärmung/Abkühlung in F auf die gewünschte Temperatur T4 erfolgt. Aus dem Auftragswerk 2 tritt das Auftragsmedium dann in Form eines frei fallenden Vorhanges 3 im Verfahrensschritt G aus. Dabei wird nach dem Anlaufen bis zum Einstellen stabiler Verhältnisse, deren Vorliegen im Verfahrensschritt H geprüft wird, das Auftragsmedium in einen Kreislauf 1 1 vom Auftragswerk 2 zum Auftragswerk 2 geführt. Dazu wird in einem Verfahrensschritt I die Auffangeinrichtung 10 gegenüber dem Austrittsbereich des frei fallenden Vorhanges 3 zum Aufnehmen dessen positioniert und an die Entgasungseinrichtung 8 angekoppelt und das Auftragsmedium im Verfahrensschritt C an der Wärmeübertragungseinrichtung 15 gekühlt..
Liegen stabile Verhältnisse am Vorhang vor, kann die Auffangeinrichtung 10 in J deaktiviert und das Auftragsmedium kann nur noch über die Auftragsmedium- Bildungseinheit 9 bereitgestellt werden.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die hier vorliegende Ausführung beschränkt. Entscheidend ist, dass zwischen Auftragsmedium- Bereitstellungseinheit 7 und Auftragswerk 2 das Auftragsmedium mit zwei unterschiedlichen Temperaturen in den einzelnen Abschnitten der strömungstechnischen Verbindung geführt wird, wobei im Bereich der Entlüftungseinrichtung 8 eine niedrigere Temperatur als gegenüber dem Auftragswerk 2 eingestellt wird. Die einzelnen Temperaturen in den einzelnen Strömungsabschnitten können dabei gesteuert oder geregelt werden. Dazu ist gemäß Figur 4 zumindest eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung 22 vorgesehen, welche beispielhaft für die Steuerung der Temperatur T3 als Eingangsgrößen X|St eine, die Temperatur T2 des Auftragsmediums in der Auffangeinrichtung wenigstens mittelbar charakterisierende Größe und/oder eine die Temperatur Ti des Auftragsmediums aus der Auftragsmedium-Bildungseinheit 7 wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe sowie den Sollwert XSOII des einzustellenden Temperaturwertes T3 aufweist. Als Ausgangsgröße wird eine Stellgröße Y zur Einstellung der erforderlichen Temperatur T3 in der Entgasungseinrichtung ausgegeben. Mit der Steuerung erfolgt kein Rücklauf bzw. keine Rückkopplung zwischen den Ist-Werten und den einzustellenden Sollwerten. Dazu sind ein Rücklauf bzw. eine Rückkopplung durch Vergleich des Ist- mit dem Sollwert und ein Ausgleich der Differenz erforderlich.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zum Auftrag von flüssigem bis pastösem Auftragsmedium auf eine Materialbahn
2 Auftragswerk
3 frei fallender Vorhang
4 Oberfläche
5 Ausgabeöffnung
6 Auftragsmedium-Versorgungssystem
7 Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit
8 Entgasungseinrichtung
9 Auftragsmedium-Bildungseinheit
10 Auffangeinrichtung
1 1 Kreislauf
12 strömungstechnische Verbindung
13 Raum
14 Umhausung
15 erste Wärmeübertragungseinrichtung
16 zweite Wärmeübertragungseinrichtung
17 Austritt
18 Eintritt
19 Kühleinrichtung/Heizeinrichtung
20 Wärmetauscher
21 Wärmeübertragungsmedium
22 Steuer- und/oder Regeleinrichtung
Y Stellgröße
Xsoii Soll-Wert
F Faserstoffbahn
Ti Temperatur des Auftragsmediums der Auftragsmedium- Bildungseinheit Temperatur des Auftragsmediums in Auffangeinrichtung
Temperatur des Auftragsmediums im Bereich Entgasungseinrichtung
Temperatur des Auftragsmediums im Bereich
Auftragswerkes
Verfahrensschritte
Koordinaten

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (1 ) zum direkten oder indirekten Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine bewegbare Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn (F) in Form zumindest eines frei fallenden Vorhanges (3) mittels zumindest eines Auftragswerkes (2) und mit einem, dem Auftragswerk (2) zugeordneten Auftragsmedium- Versorgungssystem (6), umfassend zumindest eine mit dem Auftragswerk (2) strömungstechnisch verbundene Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit (7) und eine Entgasungseinrichtung (8);
dadurch gekennzeichnet,
dass diese derart betrieben wird, dass die Temperatur (T3 ) des Auftragsmediums in der strömungstechnischen Verbindung (12) im Bereich der Entgasungseinrichtung (8) niedriger ist als die Temperatur (T4) im Bereich des Auftragswerkes (2), wobei die Temperatur (T3) im Bereich der Entgasungseinrichtung (8) im Bereich von einschließlich 5°C bis 35°C, bevorzugt einschließlich 15°C bis 30°C und die Temperatur (T4) im Bereich des Auftragswerkes (2) zwischen einschließlich 25°C bis 45°C, vorzugsweise einschließlich 30°C bis 40°C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Auftragswerk (2) in einem von einer Umhausung (14) begrenzten Raum (13) angeordnet wird und das Auftragsmedium vor dem Eintritt in diesen auf die am Auftragswerk (2) einzustellende Temperatur (T4) gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (T3) des Auftragsmediums im Bereich der Entgasungseinrichtung (8), insbesondere vor der Entgasungseinrichtung (8) oder in dieser eingestellt, vorzugsweise gesteuert und/oder geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperatur (T4) des Auftragsmediums in der strömungstechnischen Verbindung (12) zwischen der Entgasungseinrichtung (8) und dem Auftragswerk (2) eingestellt, vorzugsweise gesteuert und/oder geregelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperierung des Auftragsmediums in Abhängigkeit von zumindest einer die Materialbahn und/oder die diese mitführenden Luftschichten und/oder den das Auftragswerk umgrenzenden Raum wenigstens mittelbar charakterisierenden Zustande- und/oder Prozessgröße erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zustandsgrößen des das Auftragswerk (2) umgebenden Raumes in
Abhängigkeit der Istgrößen (XIST) dieser und eines zu erwartenden Wärme- und/oder Feuchtigkeitsgrades durch mit der Materialbahn bewegte Luftgrenzschichten eingestellt, vorzugsweise gesteuert, besonders bevorzugt geregelt werden.
7. Vorrichtung (1 ) zum direkten oder indirekten Auftrag von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium auf eine bewegbare Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn (F), in Form zumindest eines frei fallenden Vorhanges (3) auf eine bewegbare Oberfläche (4) der Materialbahn oder eines Übertragungselementes mit zumindest einem Auftragswerk (2) und einem dem Auftragswerk (2) zugeordneten Auftragsmedium-Versorgungssystem (6), umfassend zumindest eine Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit (7) und eine dieser in Durchströmungsrichtung nachgeordnete Entgasungseinrichtung (8);
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der einzelnen Auftragsmedium-Bereitstellungseinheit (7) und der Entgasungseinrichtung (8) und/oder zwischen Entgasungseinrichtung (8) und Auftragswerk (2) wenigstens eine Wärmeübertragungseinrichtung (15, 16) angeordnet ist.
8. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 7;
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Wärmeübertragungseinrichtung (15, 16) als Heizeinrichtung, insbesondere Infrarot-Heizeinrichtung, induktive Heizeinrichtung oder Kühleinrichtung (19) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 oder 8;
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Wärmeübertragungseinrichtung (15, 16) als Wärmeübertragungseinrichtung mit indirekter Wärmeübertragung über ein Wärmeübertragungsmedium (20), insbesondere Fluid, Gas, Wasser, Dampf, vorzugsweise als Wärmetauscher ausgebildet ist.
10. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelne Wärmeübertragungseinrichtung (15, 16) separat steuerbar und/oder regelbar ist.
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