ES2173050T3 - Metodo y aparato en la seccion de secado de una maquina de papel o equivalente. - Google Patents

Metodo y aparato en la seccion de secado de una maquina de papel o equivalente.

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ES2173050T3 ES00906388T ES00906388T ES2173050T3 ES 2173050 T3 ES2173050 T3 ES 2173050T3 ES 00906388 T ES00906388 T ES 00906388T ES 00906388 T ES00906388 T ES 00906388T ES 2173050 T3 ES2173050 T3 ES 2173050T3
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Abstract

Un método en la sección secadora o similar de una máquina papelera o similar, tal como una máquina de fabricación de cartón o una máquina de acabado, en cuyo método la banda es transportada, soportada por un tejido de soporte tal como un tamiz o un fieltro, sobre un cilindro, tal como un cilindro de secado, un rodillo o similar, entre el cilindro y el tejido de soporte, soportada por el tejido de soporte, la banda es guiada desde una línea de contacto (lcon) practicable entre el cilindro y el tejido de soporte hacia un rodillo, tal como un rodillo de succión, un rodillo de retorno, un rodillo de guía de tamiz, un segundo cilindro o similar, y en el cual el tramo de la banda, desde la línea de contacto practicable hacia dicho rodillo, es soportado por una presión negativa creada en el lado del tamiz opuesto a la banda, siendo más alta la presión negativa en una denominada región de presión negativa intensificada, es decir, próxima al punto de desacoplamiento entre el tejido de soporte y el cilindro, que la presión negativa en una denominada región de presión negativa menor, es decir, a cierta distancia de este punto de desacoplamiento, caracterizado porque la presión negativa plcon es controlada en dicha región de presión negativa intensicada según uno o más parámetros que actúan sobre la capacidad de marcha de la banda y que pueden variarse o que varían durante el funcionamiento, tales como la velocidad de la banda, el contenido sólido de la banda, la composición de la pasta que se está utilizando, la calidad del papel o cartulina que se está produciendo, el gramaje de la banda, una característica de la banda, tal como la porosidad, la tracción que actúa en la banda, o la tensión de la banda, la temperatura del cilindro, y/o lasituación de funcionamiento, tal como una rotura de la banda, una situación de enlado o una marcha normal, de modo que se mantiene una capacidad de marcha deseada entre el cilindro y el rodillo.

Description

Método y aparato en la sección de secado de una máquina de papel o equivalente.
La presente invención se refiere a un método y un dispositivo, definidos por los preámbulos de las reivindicaciones independientes que se presentan más adelante, en la sección de secado o similar de una máquina o similar, tal como una máquina de fabricación de cartón o una máquina de acabado.
Por consiguiente, la invención se refiere en particular a un método y un dispositivo en los que
-
la banda es transportada, soportada por una tela de soporte, tal como un tamiz o un fieltro, sobre un cilindro, tal como un cilindro de secado, un rodillo o similar, entre el cilindro y la tela de soporte,
-
soportada por la tela de soporte, la banda es guiada desde la línea de contacto (lcon) de apertura entre el cilindro y la tela de soporte hacia un rodillo, tal como un rodillo de succión, un rodillo de inversión, un rodillo de guía de tamiz, otro cilindro o similar, y en los que
-
el tramo de la banda desde la línea de contacto practicable hacia dicho rodillo está soportado por una presión negativa creada en el lado del tamiz que está enfrente de la banda.
La invención está destinada particularmente a ser aplicada en las secciones de secado de máquinas de fabricación de papel, cartón o acabado o similares. La intención es entonces la de poder aplicar la invención en secciones de secado provistas de un solo tamiz o de un tramo de tamiz gemelo, en donde se forma una cavidad del tamiz entre dos cilindros de secado y un rodillo dispuesto por debajo de ellos y que redirige el desplazamiento del tamiz. Una intención es también poder aplicar la invención en secciones de secado provistas de un denominado tramo invertido, es decir, en aquellas secciones de secado en las que el rodillo que redirige el desplazamiento del tamiz está dispuesto por encima de los cilindros de secado, o en soluciones en las que unos cilindros de secado están dispuestos uno por encima de otro en dos o más niveles. Además, la intención es poder aplicar la invención en secciones de secado provistas de combinaciones de las secciones de secado anteriormente mencionadas. La intención es también poder aplicar la invención en aspectos adecuados en otras partes de las máquinas anteriormente citadas.
Se ha hecho notar previamente que existe una gran necesidad de una presión negativa en la cavidad del tamiz, particularmente en el intersticio de apertura entre el cilindro de secado y el tamiz, con el fin de poder asegurar que el tamiz se separe de la superficie del cilindro de secado. Sin embargo, el aumento de la presión negativa en toda la cavidad hasta el nivel de presión negativa requerido producirá ciertas desventajas. Se tienen que utilizar grandes cantidades de energía cuando todo el espacio de la cavidad tenga que ser llevado al mismo nivel alto de presión negativa. Grandes fugas de aire pueden hacer imposible que se alcance y se mantenga una presión negativa suficientemente alta. Hasta ahora, ha sido en general posible aumentar la presión negativa en grado suficiente con la ayuda de cajas de soplado.
Además, el aumento de la presión negativa de toda la cavidad hasta un alto nivel de presión negativa puede producir otras desventajas. En tramos de tamiz largos con la longitud de la altura de la cavidad una alta presión negativa puede doblar el tamiz y la banda. Por tanto, el tamiz puede llegar a tocar las superficies de la caja de soplado u otras superficies inflexibles, lo que produce daños en el tamiz y perjudica la capacidad de marcha. La parte central y las partes de borde de la banda pueden doblarse de maneras diferentes, lo que produce un estiramiento en la banda. Esto perjudica la capacidad de marcha. Además, se ha advertido que una alta presión negativa en la línea de contacto de apertura puede desplazar el punto de desacoplamiento del alambre a un nivel más alto en el cilindro de secado.
Un objetivo ha sido asegurar el desplazamiento de la banda en el intersticio de apertura entre el cilindro de secado y el tamiz aumentando la tracción en la banda de papel. Tracción significa que se utiliza una diferencia de velocidad para crear tensión en la banda. Sin embargo, no siempre es posible aumentar la tracción debido a que una tracción demasiado alta disminuirá la resistencia del papel a la tracción, perjudicará la calidad del papel y con frecuencia perjudicará la capacidad de marcha, es decir, creará mas roturas en la banda.
Previamente, se ha propuesto disponer una caja de succión especial en la línea de contacto de apertura entre el cilindro y el tamiz para crear una presión negativa más alta. La publicación de la patente norteamericana US 5,341,579 propone disponer una pequeña caja de succión particular en la línea de contacto de apertura, con la cual se mantiene cierta presión negativa en este punto. La presión negativa en esta caja de succión 20 y el rodillo de succión 12 es creada por el mismo soplante 32 de presión negativa. Por tanto, no pueden ser controlados por separado.
La publicación de la patente norteamericana US 5,782,009 presenta una caja de succión montada en la cavidad entre dos cilindros de secado, con lo cual la caja de succión es dividida en dos secciones. La sección 1 de la caja de succión, que tiene una presión negativa más alta, está dispuesta en la región del punto de desacoplamiento entre el cilindro de secado y el tamiz. La región se separa del ambiente con ayuda de cierres de sellado mecánico. En la dirección transversal de la banda la sección 1 con la presión negativa más alta puede ser dividida en varias partes, en las cuales pueden crearse presiones negativas diferentes con de fin de asegurar el desplazamiento de los bordes de la banda.
La publicación de la patente norteamericana US 4,359,827 presenta una caja de succión multisección dispuesta en la cavidad formada entre dos cilindros de secado. Una sección de la caja de succión está dispuesta delante del tamiz en el primer cilindro de secado mirando hacia la dirección de desplazamiento del tamiz, antes del punto de desacoplamiento entre el cilindro de secado y el tamiz. En esta sección de la caja de succión se dispone una presión negativa más alta que en las demás secciones de la caja de succión que bordean al tamiz.
Por tanto, el objeto particular de la presente invención es un método y un dispositivo en los que la presión negativa en la llamada región de presión negativa intensificada, es decir, cerca del punto de desacoplamiento entre la tela de soporte y el cilindro, sea más alta que la presión negativa en la llamada región de presión negativa más pequeña, es decir, a cierta distancia del punto de desacoplamiento.
Se ha visto ahora sorprendentemente que la banda a secar no produce en todas las circunstancias un resultado de marcha óptimo a pesar del nivel de presión negativa más alto utilizado en la línea de contacto de apertura. A pesar de los esfuerzos, la banda no siempre se desacopla apropiadamente del cilindro de secado, o bien después del desacoplamiento la banda puede estar estirada de modo que no sea capaz de seguir al tamiz de una manera deseada. Se producen roturas de la banda y se crean faltas en la banda.
La figura 1 muestra las fuerzas F que actúan sobre la banda 16 en la región de la bolsa 20 del tamiz. Al comienzo de la línea de contacto de apertura K_{1} entre el cilindro de secado 10 y el tamiz 18 un "pico de fuerza" alto y estrecho F1 actúa sobre la banda, con lo que puede variar la magnitud del pico. Este pico estira la banda, produciendo, por ejemplo, en ciertas condiciones una "burbuja" en la banda, cuya "burbuja" ya no es capaz de seguir al tamiz suficientemente bien. Se forma un punto débil en la banda en la ubicación de la "burbuja", que perjudica la capacidad de marcha del tamiz. En otros puntos del tramo de tamiz, tal como en la línea de contacto de cierre K_{2} entre el tamiz y el rodillo 14, las fuerza F2 que actúan sobre la banda son sustancialmente más pequeñas que las mostradas en la figura 1, o bien están dirigidas de modo que presionan la banda estrechamente contra el tamiz.
Por tanto, el objeto de la invención es proporcionar un método y un dispositivo mejorados en la sección de secado, en los que se minimicen los problemas anteriormente mencionados.
El objeto es entonces proporcionar un método y un dispositivo con los cuales se pueda controlar la marcha de la banda, particularmente en la cavidad del tamiz, durante condiciones de marcha.
El objeto es particularmente proporcionar un método y un dispositivo con los cuales puedan minimizarse en diferentes condiciones de marcha los problemas de capacidad de marcha de la sección de secado anteriormente mencionados causados por el comportamiento de la banda en la línea de contacto de apertura.
Otro objeto es proporcionar un método y un dispositivo con los cuales sea posible crear un nivel adecuado de la presión negativa más alta en la ubicación de la línea de contacto de apertura anteriormente mencionada.
Con el fin de alcanzar los objetos anteriormente mencionados el método y el dispositivo según la invención se caracterizan por lo que se define en las cláusulas caracterizantes de las reivindicaciones independientes que se presentan seguidamente.
La respectiva necesidad de la presión negativa en la sección de secado de una máquina papelera, en el espacio de la cavidad formada entre el cilindro de secado y el tamiz, depende en general de muchos factores, tanto de los parámetros de producción como de la calidad del papel que se está produciendo.
Hemos encontrado ahora, además, que en ciertas situaciones, por ejemplo, la velocidad de la máquina papelera, el contenido de sólidos de la banda, la calidad de la pasta utilizada, las características de la banda, la tensión del tamiz, la temperatura del cilindro de secado, tienen un efecto directo particularmente sobre la fuerza que se requiere para mantener la banda estrechamente contra el tamiz de secado en la línea de contacto de apertura del tamiz, y, por tanto, estos factores tienen un efecto particular sobre la capacidad de marcha. Así, se requiere una presión negativa controlable para desacoplar la banda de la superficie del cilindro en la línea de contacto de apertura, en el lado de la banda que está enfrente del cilindro, con el fin de compensar las demás fuerzas variables que fijan la banda contra el cilindro. Ha de ser posible controlar la presión negativa en la línea de contacto de apertura por separado del control de presión negativa general en el espacio de la cavidad.
Según un método típico de la invención, la presión negativa p_{lcon} es controlada así en la región de presión negativa intensificada de la sección de secado de acuerdo con uno o más parámetros que actúan sobre la capacidad de marcha de la banda y que pueden variarse o que varían durante el funcionamiento, tales como
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la velocidad de la banda,
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el contenido de sólidos de la banda,
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la composición de la pasta que se está utilizando,
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la calidad del papel o del cartón que se produce,
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el gramaje de la banda,
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una característica de la banda, tal como la porosidad,
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la tracción que actúa en la banda o la tensión de la banda,
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la temperatura del cilindro y/o
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la situación de funcionamiento, tal como una rotura de la banda, una situación de enfilado o una marcha normal,
de modo que la banda se desacoplará de la superficie del cilindro de una manera controlada y de modo que se mantenga una capacidad de marcha óptima entre el cilindro y el rodillo.
Por tanto, según la invención, es posible controlar el nivel de la región de presión negativa más alta o intensificada de acuerdo con los parámetros definidos por la respectiva marcha y la calidad del papel. Se ha observado ahora que es ventajoso mantener la presión negativa en la región de presión negativa intensificada tanto más alta
-
cuanto más húmeda esté la banda,
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cuanto más alta sea la velocidad de marcha,
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cuanto más caliente esté la superficie del cilindro de secado,
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cuanto más débil sea la banda o
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cuanto mejor sea la capacidad de marcha que se pretende.
El contenido de sólidos secos de la banda tiene una influencia esencial sobre el desacoplamiento entre la banda y el cilindro de secado. Cuanto más humedad contenga la banda, tanto más difícil ha sido desacoplar la banda del cilindro y tanto más difícil ha sido conseguir una buena capacidad de marcha. Por tanto, previamente ha sido un objetivo aumentar ya en las prensas el contenido de sólidos secos de la banda hasta un nivel tan alto como sea posible, de modo que la banda tenga una buena capacidad de marcha en la sección de secado. Respecto de la capacidad de marcha, es necesario observar, en la misma medida que previamente, la humedad de la banda que llega a la sección de secado cuando se aplica la invención. Con una solución según la invención, incluso una banda relativamente húmeda puede ser dirigida de la prensa a la sección de secado debido a que un desacoplamiento controlado del cilindro de secado, que afecta a la capacidad de marcha, puede ser asegurado con una presión negativa alta en la línea de contacto de apertura del cilindro de secado. Cuando se aplica la invención, se puede escoger una humedad de modo que se obtenga un producto final con las características deseadas, por ejemplo, un producto voluminoso que esté sólo moderadamente prensado.
En la región de presión negativa intensificada es posible mantener y controlar una presión negativa más alta hasta que la banda, por ejemplo a un contenido de sólidos secos de 65%, haya alcanzado una resistencia suficiente tal que no se requiera ya la presión negativa más alta para compensar las fuerzas que se deben a la banda húmeda y que impiden el desacoplamiento de dicha banda. La presión negativa alta es mantenida y controlada típicamente al comienzo de la sección de secado hasta que se encuentre que la banda se ha secado y/o contraído en tal medida que la tensión interna en la banda haga que ésta se desacople de una manera controlada de la superficie del cilindro de secado y siga al tamiz. Particularmente en los casos en los que se utiliza una pasta de calidad muy pobre, puede ser ventajoso utilizar una presión negativa intensificada en toda la sección de secado.
La invención hace posible utilizar un enfilado con una anchura completa en la prensa y en la sección de secado. El enfilado en la prensa se hace entonces, por ejemplo, en la forma siguiente: El rodillo de recogida es hecho descender contra la banda de anchura completa que llega de la parte del tamiz, y luego la banda de anchura completa es transportada a través de la prensa, soportada por la tela de soporte. En la transferencia de una tela de soporte a la siguiente en la prensa, la transferencia de la banda es ayudada por una presión negativa. Así, la banda es transportada con la anchura completa desde la prensa hasta el primer cilindro de secado de la sección de secado. En la sección de secado se puede dejar inmediatamente que la banda continúe su desplazamiento a través de dicha sección de secado de modo que tenga la anchura completa. Se tienen que conectar entonces las presiones negativas en las cavidades entre los cilindros de secado, tanto la presión negativa intensificada como la presión negativa en las demás regiones de la cavidad. Una presión negativa alta en la región de presión negativa intensificada fija rápida y eficazmente la banda de anchura completa que llega a la tela de soporte en cada línea de contacto de apertura de un cilindro de secado.
Por otra parte, la banda que viene de la prensa puede ser detenida primero en la rasqueta del primer cilindro de secado en la sección de secado, y luego se deja que la banda circule hacia abajo hasta la pulpadora o similar por debajo de la máquina. El paso de la banda a la pulpadora o similar puede ser asistido por un soplado de caída dispuesto en una caja o similar en la región de la primera cavidad de la sección de secado en toda la anchura de la banda y por el cierre de las succiones y soplados de la caja dispuestos en la cavidad, así como de las succiones del primer rodillo de inversión del tamiz.
El enfilado real de la banda a través de la sección de secado se efectúa entonces de la manera siguiente: Las cargas de prensa son ajustadas para la presión lineal deseada. En las regiones de la cavidad se conectan las succiones y soplados en las cajas provistas de boquillas de eyección y/o succión, en los rodillos de inversión o similares, y luego la banda que ha pasado sobre el primer cilindro de secado es cortada inmediatamente, con un golpe, de preferencia simultáneamente tanto desde el lado frontal como desde el lado dorsal de la máquina. La presión negativa alta en la región de presión negativa intensificada, que se regula de acuerdo con la invención de modo que sea adecuada para el enfilado, asegura que la banda de anchura completa comience a seguir al tamiz de secado hacia delante en la sección de secado. Por tanto, la banda puede tener la anchura completa cuando sea guiada por las succiones y presiones negativas formadas en las cavidades, hasta un punto deseado en la sección de secado, y luego se puede detener el paso de avance de la banda de anchura completa en un cilindro de secado adecuado cerrando las succiones y soplados que soportan la banda después de este cilindro. Cuando se detiene la banda, se puede cortar de la banda una guía convencional con la ayuda de una cuchilla de ángulo, y con la ayuda de esta guía la cabeza de la banda puede ser enfilada a través del resto de la sección de secado de una manera convencional.
Con la solución según la invención, el desacoplamiento de la banda de un cilindro de secado puede asegurarse a velocidades de marcha diferentes controlando la presión negativa p_{lcon} en la región de presión negativa intensificada según la fórmula
\frac{dp}{dx} = \frac{48\mu\nu R_{2}}{X^{4}}
en donde
p = presión
x = distancia al punto de desacoplamiento
\mu = viscosidad del aire
v = velocidad de la banda
R = radio del cilindro.
La fórmula proporciona un valor sugerido sobre el nivel de presión negativa. El valor calculado puede ser a menudo más alto que el valor obtenido en la práctica, ya que existen factores restrictivos que afectan al nivel de presión negativa en la práctica. Por ejemplo, el nivel máximo de la presión negativa viene determinado por la permeabilidad combinada de la banda y el tamiz.
Cuanto más altas sean las velocidades de la máquina papelera, tanto más difícil resultará controlar el paso de la banda en la línea de contacto de apertura entre un cilindro de secado y el tamiz en secciones de secado convencionales, ya que la banda, que está fijada de manera relativamente firme a la superficie del cilindro, tenderá a seguir al cilindro de secado en mayor medida al aumentar las velocidades. Un aumento de la velocidad de algunos centenares de metros puede requerir un nivel de presión negativa duplicado, por ejemplo de una presión negativa de 500 Pa a una presión negativa de 1000 Pa.
Controlando el nivel de presión negativa en la región de presión negativa intensificada es también frecuentemente posible utilizar una pasta que sea de calidad más baja que la empleada usualmente, por ejemplo cantidades menores de pasta química, sin que sufra por esto la capacidad de marcha. Una parte de las fibras pueden ser posiblemente reemplazadas por un relleno que sea más barato que la fibra. Una parte de los aditivos pueden ser posiblemente reemplazados por aditivos más baratos. Un nivel de presión negativa adecuadamente alto asegura que la banda se desacople del cilindro de secado.
La capacidad de marcha del papel y la eficacia de la sección de secado pueden optimizarse hasta un nivel que sea sustancialmente más alto que el alcanzado previamente, tan sólo controlando el nivel de presión negativa en la línea de contacto de apertura de acuerdo con la velocidad de la máquina, el contenido de sólidos secos del papel y/o la calidad del papel.
Cuando se aplica la solución según la invención, es frecuentemente posible elevar las temperaturas de los cilindros de secado hasta un nivel que sea más alto que el alcanzado previamente, ya que con una presión negativa intensificada controlable es posible compensar el cambio en la resistencia de la banda debido a la temperatura más alta. Cuando se aplica la invención, es así frecuentemente posible proporcionar una capacidad extra en la sección de secado debido a las más altas temperaturas de los cilindros de secado.
Previamente, la diferencia en la tracción, por ejemplo entre la sección de prensa y la sección de secado, ha sido escogida principalmente sobre la base de la capacidad de marcha. Cuando se aplica la invención, es decir, cuando se mejora la capacidad de marcha en la línea de contacto de apertura con la ayuda del control de presión negativa, es posible elegir también la diferencia de tensión basándose en otros motivos. La elección de la diferencia en la tracción puede hacerse sobre la base de la calidad del papel, las características del papel, tales como la porosidad, el estiramiento a la rotura.
A medida que aumentan las velocidades de la máquina, la diferencia en la fracción entre la prensa y la sección de secado en las soluciones convencionales tiende a incrementarse en tal medida que disminuya la calidad de la banda. Un control de presión negativa según la invención hace posible mantener la diferencia en la tracción a un nivel tan bajo que las características de calidad de la banda, tal como la porosidad, no cambien al menos sustancialmente en esta distancia. Una diferencia total típica en la tracción, antes de que se haya secado la banda hasta un contenido de sólidos del 65%, puede mantenerse más baja que 4,5%, incluso más baja que 3%, cuando se aplique la invención.
Previamente, ha sido necesario dividir la sección de secado en grupos diferentes a fin de obtener la diferencia requerida en la tracción para desacoplar la banda del cilindro de secado de una manera controlada. Como en la solución según la invención no es necesario influir sobre la capacidad de marcha en la misma cuantía que anteriormente, se puede disponer un grupo de secado más largo que antes al comienzo de la sección de secado.
Cuando se aplica la invención en máquinas papeleras rápidas con velocidades de 1500 a 2500 m/mi-
nuto, típicamente alrededor de 2000 m/minuto, es así posible disponer un solo grupo de secado de tramos de tamiz al comienzo de la sección de secado, teniendo el grupo típicamente > 8, preferiblemente alrededor de 10 o incluso más cilindros de secado. Un grupo de secado largo ahorra costes.
En una solución según la invención se mantiene típicamente en la región de presión negativa intensificada un nivel de presión negativa que es > 500 Pa, más generalmente \geq 1000 Pa, pero, sin embargo, \leq 20000 Pa, preferiblemente < 10000 Pa, dependiendo de la situación de funcionamiento. Por supuesto, es posible aumentar o disminuir la presión negativa con respecto a los valores antes mencionados cuando ello se requiera. Sin embargo, el nivel de presión negativa es típicamente más alto que la presión negativa p_{rodillo} que prevalece en la superficie del rodillo de inversión del tamiz. El nivel de presión negativa en otras partes de la cavidad del tamiz es considerablemente más bajo, es decir que está en el nivel de aproximadamente 10 a 700 Pa, preferiblemente 100 a 500 Pa, típicamente 200 a 300 Pa.
La región de presión negativa intensificada está dispuesta típicamente para que cubra el tramo del tamiz en la línea de contacto de apertura del cilindro de modo que la región de presión negativa intensificada comience a corta distancia antes del punto de desacoplamiento real entre el cilindro y el tamiz y se extienda en la distancia requerida hacia delante. La mayor necesidad de presión negativa existe particularmente en el punto de desacoplamiento. Durante la marcha, el punto de desacoplamiento puede moverse hacia delante o hacia atrás, con lo que la caja de soplado tiene que disponerse de modo que se garantice el suministro de una presión negativa suficiente durante todas las condiciones de funcionamiento. En una sección de secado provista de un solo tramo de tamiz la región de presión negativa intensificada puede ser típicamente una región en la línea de contacto de apertura con una longitud de, típicamente, 50 a 500 mm, preferiblemente 100 a 200 mm. La longitud de la región de presión negativa intensificada significa la distancia en la dirección de desplazamiento de la banda entre dos medios, tales como cierres de sellado, medios de estrangulación, boquillas de soplado, entre cuyos medios se crea una presión negativa más alta en el espacio de la cavidad que en los espacios adyacentes a esta región.
La región con la presión negativa intensificada forma una estrecha región a manera de intersticio en la dirección transversal de la banda. Como la región es estrecha y las fugas relacionadas con ella son pequeñas, la presión negativa se mantiene fácilmente y a bajo coste en un nivel deseado. Como la región es corta en la dirección de desplazamiento de la banda, afecta a la banda y a la tela de soporte sólo durante un momento muy breve y, por tanto, a pesar de la presión negativa alta, no produce un estiramiento perjudicial ni otros cambios desventajosos en ellas.
Como puede verse en la figura 1, el "pico de fuerza" que ha de superar la presión negativa está situado en un área muy limitada. Se ha visto que la región de presión negativa intensificada podría estar ubicada en una región que se extienda a como máximo 300 mm, preferiblemente 40 a 140 mm, típicamente 80 mm, del punto de desacoplamiento entre el tamiz y el cilindro de secado en la dirección de la línea de contacto de apertura, es decir, en la dirección de desplazamiento de la banda. De manera correspondiente, la región de presión negativa intensificada se extendería a como máximo 300 mm, preferiblemente 40 a 100 mm, típicamente 70 mm, del punto de desacoplamiento entre el tamiz y el cilindro de secado en contra de la dirección de desplazamiento de la banda.
La invención se aplica preferiblemente en secciones de secado en las que la presión negativa que ayuda al desplazamiento de la banda es creada con ayuda de una caja de soplado, una combinación de cajas de soplado o una caja de succión o una combinación de cajas de succión, que se extienden en toda la anchura de la banda y que están dispuestas en la cavidad del tamiz delante del tramo de tamiz que viene del cilindro de secado. Con ayuda de la presión negativa creada por estas cajas se mantiene la banda fijada al tamiz, incluso en una distancia deseada después de la línea de contacto de apertura. En secciones de secado convencionales la caja de soplado o la caja de succión ocupa una gran parte de la cavidad, la llamada cavidad del tamiz, que está formada entre dos cilindros de secado y el rodillo de inversión entre ellos, siendo el rodillo de inversión, por ejemplo, un rodillo de succión.
Una caja de soplado que es adecuada para la aplicación de la invención está típicamente combinada con medios que generan el aire de soplado y dispuestos en el lado del tamiz que queda alejado del cilindro, principalmente en la línea de contacto de apertura entre el tamiz y el cilindro, de modo que se extienda, desde el punto real de desacoplamiento entre el tamiz y el cilindro, en una corta distancia hacia delante en la dirección de desplazamiento de la banda. La caja de soplado está provista típicamente de dos boquillas, tal como boquillas de eyección dispuestas en cruz con respecto a la dirección de desplazamiento de la banda y cerca del tamiz, o de una boquilla de inyección y unos medios de sellado.
La primera boquilla de eyección o el primer cierre de sellado está de preferencia dispuesto principalmente en la línea de contacto de apertura entre el tamiz y el cilindro, pero preferiblemente antes del punto de desacoplamiento real entre el tamiz y el cilindro. La segunda boquilla o cierre de sellado puede disponerse, en la dirección de desplazamiento de la banda, a cierta distancia de la primera boquilla y de la línea de contacto de apertura, por ejemplo en la línea de contacto (intersticio) de cierre del rodillo de inversión o del rodillo de succión, o bien puede disponerse en el otro lado de la cavidad, por ejemplo en el segundo cilindro de secado o en el rodillo entre los cilindros de secado.
Las boquillas de eyección se disponen en el dispositivo de soplado de manera que lancen chorros de aire desde el intersticio entre el dispositivo de soplado y el tamiz para que los chorros de aire descargados de las boquillas impidan que entre aire extra en el intersticio y/o succionen con su efecto de eyección aire hacia fuera del intersticio entre el dispositivo de soplado y el tamiz, y se mantenga así en el intersticio una presión negativa requerida para soportar la banda.
La región de presión negativa intensificada real se proporciona dividiendo el intersticio entre el tamiz y la caja de soplado en dos regiones con ayuda de un medio de estrangulación, una boquilla de eyección o similar, y aumentando la presión negativa en la primera subregión del intersticio con respecto a la dirección de desplazamiento de la banda, es decir, en la parte que cubre el área alrededor del punto de desacoplamiento del tamiz. En la segunda subregión del intersticio es posible mantener un nivel de presión negativa sustancialmente más pequeña.
Si los medios de estrangulación que dividen el intersticio son simplemente un cierre de sellado mecánico, la presión negativa en la región de presión negativa intensificada puede controlarse entonces, por ejemplo, mediante el control del flujo de aire de la primera boquilla de eyección. Con ayuda del control es posible aumentar o disminuir la presión negativa en la región de presión negativa intensificada. Debido a los medios de estrangulación, el control no influye sustancialmente sobre la presión negativa en las demás partes de la región de presión negativa.
Por otra parte, si los medios de estrangulación son una boquilla de eyección, es posible también controlar la presión negativa en la región de presión negativa intensificada mediante el control del flujo de aire de esta boquilla de eyección. Se puede permitir que el aire descargado por los medios de estrangulación desde la región de presión negativa fluya hacia el resto de la región de presión negativa, ya que la cantidad de este aire es usualmente pequeña con relación al tamaño de la región de presión negativa o bien, inmediatamente después de la boquilla, este aire descargado puede ser guiado totalmente hacia fuera de la región de presión negativa con ayuda de placas de guía o canales de descarga.
Una caja de soplado adecuada para aplicar la invención está típicamente conectada a unos medios que crean una presión negativa, tal como a canales de succión, y dispuesta en el lado del tamiz o de la tela de soporte que queda alejado del cilindro, principalmente de la misma manera que una caja de soplado eyectora. La caja de soplado puede conectarse directamente, y/o a través de un rodillo de succión que está situado entre los cilindros de secado y que redirige el desplazamiento de la banda, a unos medios que van dispuestos fuera de la cavidad y que crean una presión negativa. Los intersticios entre la caja de succión y el tamiz pueden sellarse por medio de rebordes de sellado mecánico flexibles o deflectores o por medio de boquillas de eyección.
La subregión separada con la presión negativa identificada según la invención puede crearse también en otras regiones de presión negativa de la mayoría de los diversos tipos que se crean con dispositivos de soplado. El dispositivo de soplado puede ser una caja de soplado que cubra una parte del tramo del tamiz en una sección de secado provista de un solo tramo de tamiz o de un tramo de tamiz gemelo, o bien que, por ejemplo en una máquina papelera, cubra algún otro tramo de tamiz o tramo de fieltro en donde la banda se desacopla del rodillo y/o se mantiene fijada al tamiz con ayuda de una presión negativa, y en donde, además de la presión negativa convencional, se requiere una región de presión negativa más pequeña provista de una presión negativa intensificada.
Por supuesto, es posible utilizar una pluralidad de medios de estrangulación, tales como, por ejemplo, cierres de sellado mecánicos, placas de barrera de flujo o boquillas de eyección, para dividir la región de presión negativa entre la caja y el tramo del tamiz en más de dos regiones diferentes. Puede haber varias regiones de presión negativa consecutivas con presiones negativas escalonadas.
El dispositivo de soplado real puede comprender una sola estructura de caja simple o puede estar formado por una pluralidad de componentes de caja estructurales. Entre los componentes de caja estructurales pueden estar formados, por ejemplo, canales de aire para transportar aire desde una región de presión negativa hasta otra región o hasta el medio ambiente.
Las boquillas que generan la presión negativa pueden ser boquillas de intersticio simple que están dispuestas de modo que el aire que sale de ellas impida que penetre aire en la región de presión negativa y/o que genera un efecto eyector en un punto deseado entre la caja y el tamiz. Se pueden utilizar ventajosamente boquillas de eyección particulares en las cajas de soplado, siendo las boquillas unas boquillas de eyección montadas de forma elástica o pivotante que, cuando se requiera, se mueven de manera flexible alejándose del tamiz cuando, por ejemplo, un grumo de papel empuja al tamiz contra la boquilla, con lo que estas boquillas no rompen el tamiz.
Con el fin de guiar aire hacia fuera de la región de presión negativa intensificada, la solución según la invención utiliza ventajosamente superficies que son convexas y que, empleando el efecto Coanda, pueden dirigir de manera controlable el aire en una dirección deseada, incluso fuera de la región de presión negativa intensificada. Con ayuda de superficies que utilizan el efecto Coanda, es posible dirigir el aire, que se descarga de la región de presión negativa intensificada, hacia la región de presión negativa más pequeña en dirección a la abertura de descarga de aire o incluso hacia la abertura de descarga, desde cuya abertura el aire puede ser descargado adicionalmente en un espacio deseado por eyección o utilizando succión.
La presión negativa generada con la solución según la invención en la región de presión negativa intensificada puede intensificarse aún más disponiendo medios creadores de succión en esta región. La succión puede ser creada formando en la caja de soplado una abertura de succión que esté conectada a esta región de presión negativa intensificada, con lo que la abertura de succión comunica, por ejemplo a través de un canal de succión, con dispositivos que crean la succión. Es fácil controlar el nivel de presión negativa de una manera sencilla con los medios que están dispuestos en la caja de soplado y que crean succión. No es necesario entonces controlar individualmente las boquillas de eyección de la caja, y éstas pueden conectarse a medios comunes creadores del soplado.
La succión puede utilizarse ventajosamente en particular cuando los medios de estrangulación sean unos medios limitadores mecánicos que a su vez no aumenten activamente y de una manera controlable la presión negativa. Sin embargo, la succión puede ser utilizada como una adición y para controlar la presión negativa también en otros casos. Es ventajoso disponer una red o similar delante de la abertura de succión para impedir que borra de papel que entre en la región de presión negativa alcance los canales de succión.
En contraposición al caso con cajas de succión, la caja y el tamiz no entran en contacto mutuo cuando se utiliza succión en relación con la solución de caja de soplado de acuerdo con la invención, en donde se sopla aire en la ubicación de los medios que definen la región de presión negativa intensificada entre el tamiz y la caja.
Se describe seguidamente la invención con más detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 muestra esquemáticamente fuerzas que actúan sobre la banda en la región de la cavidad del tamiz;
la figura 2 muestra presiones correspondientemente negativas creadas con ayuda de una solución según la invención, creando estas presiones negativas unas fuerzas contrarias a las fuerzas que se producen en la cavidad, según se muestra en la figura 1;
la figura 3 muestra esquemáticamente una sección transversal vertical de la cavidad entre dos cilindros de secado en la sección de secado de una máquina papelera que está provista de un solo tramo de tamiz, estando dispuesta en la cavidad una caja de soplado provista de un nivel de presión negativa intensificada controlable según la invención;
la figura 4 muestra una solución según la figura 3 en una sección de secado provista de un tramo de tamiz gemelo;
la figura 5 muestra una variación de la figura 3;
la figura 6 muestra una variación de la figura 3;
la figura 7 muestra una variación de la figura 3;
la figura 8 muestra una solución según la figura 3, en la que una caja de soplado provista de un nivel de presión negativa controlable está dispuesta en la cavidad;
la figura 9 muestra una variación de la figura 3;
la figura 10 muestra una variación de la figura 3; y
la figura 11 muestra una tabla que presenta el modo en que la presión negativa requerida depende de la velocidad de la máquina.
La figura 2 muestra un dibujo esquemático de las fuerzas F que actúan sobre la banda y de las presiones negativas p que compensan estas fuerzas en la cavidad 20 formada entre los dos cilindros de secado 10, 12, el rodillo de inversión 14, la banda 16 y el tamiz 18. En el caso de la figura 2 el rodillo de inversión puede ser, por ejemplo, un rodillo de succión perforado o ranurado en el que la presión negativa es proporcionada a través del eje en el extremo del rodillo. La presión negativa puede ser proporcionada en el rodillo de inversión también a través del sector periférico adyacente al espacio de la cavidad. El rodillo de inversión puede tener una superficie lisa o una superficie ranurada. La banda de papel 16 avanza de una manera sinuosa soportada por el tamiz 18, alternativamente sobre un cilindro 10, 12 y alternativamente sobre un rodillo de inversión 14, de modo que forma una cavidad 20 entre los cilindros y el rodillo de inversión.
El tamiz 18 se desacopla de la periferia del primer cilindro 10 en la llamada línea de contacto de apertura 22 y avanza hasta el rodillo de inversión 14 de modo que forma un denominado tramo de tamiz de entrada 24 entre el primer cilindro y el rodillo de inversión. De manera correspondiente, el tamiz avanza desde el rodillo de inversión como un denominado tramo de tamiz de salida 26 hacia el segundo cilindro de secado 12 y pasa por la línea de contacto de cierre 28 para seguir avanzado sobre el segundo cilindro de secado.
En el lado de entrada de la cavidad se forman picos de fuerza F_{1} y F_{2} que desacoplan la banda del tamiz fuera de la cavidad en la línea de contacto de apertura 22 y en la línea de contacto de cierre 22'. F_{1} es sustancialmente mayor que F_{2}. Entre estas fuerzas solamente una pequeña fuerza de desacoplamiento F_{3} actúa sobre la banda. En el rodillo de inversión 14 la fuerza centrífuga F_{c} tiende a desacoplar la banda de la periferia del rodillo. En el lado de salida de la cavidad, en la línea de contacto de apertura 28' y en la línea de contacto de cierre 28, se forman picos de fuerza F_{4} y F_{5} que retienen la banda.
Una caja de soplado o una caja de succión está montada dentro de la cavidad para compensar las fuerzas que desacoplan la banda, creando esta caja en el otro lado de la banda una presión negativa que compensa las fuerzas que desacoplan la banda. En la línea de contacto de apertura 22 está dispuesta una región de presión negativa intensificada A_{lcon}, en donde la presión negativa es p_{lcon}, y en las otras regiones de la cavidad está dispuesta una región de presión negativa más pequeña A_{cavidad}, en donde la presión negativa es p_{cavidad}. En el rodillo de inversión está dispuesta una succión con la presión negativa p_{rodillo}.
Cuando la fuerza F_{1}, que se forma en la línea de contacto de apertura en el lado de entrada de la cavidad y que desacopla la banda, cambia de acuerdo con diferentes parámetros de funcionamiento, como se muestra a modo de ejemplo con líneas de trazos, la presión negativa intensificada p_{lcon} puede ser correspondientemente controlada hasta un valor p_{lcon}' de modo que ésta compense de manera controlada la fuerza cambiada F_{1}'.
La figura 3 muestra una solución a modo de ejemplo para mantener el nivel de presión negativa deseado en la cavidad 20 entre dos cilindros de secado 10, 12. La figura 3 utiliza los mismos números de referencia que la figura 2.
En el caso de la figura 3 la caja de soplado 30, que se extiende sobre la banda, está montada en la cavidad 20 de modo que uno de sus lados 32 junto con el tramo de tamiz de entrada 24 forma un intersticio relativamente estrecho 34 en el que la caja de soplado crea una presión negativa. En la parte superior del lado 32 de la caja de soplado está dispuesta una boquilla de soplado eyectora 36 que sobresale desde la caja 30 hacia el tamiz 18, pero sin tocar este último. La boquilla de soplado 36 está dispuesta en la caja por encima de la línea de contacto de apertura 22, es decir, de modo que se descargue aire del intersticio 38 de la boquilla principalmente en contra de la dirección de desplazamiento del tamiz y de modo que se descargue aire en un punto que está por encima del punto de desacoplamiento real 40 entre el tamiz 18 y el cilindro 10, es decir, antes del punto de desacoplamiento con relación a la dirección de desplazamiento del tamiz. El aire descargado de la boquilla 36 impide que aire que se desplaza con el tamiz entre en el intersticio 34 entre la caja 30 y el tamiz, y, además, eyecta aire hacia fuera del intersticio, creando una presión negativa en este intersticio. La boquilla 36 está sujeta a la caja con ayuda de un muelle 42 que presiona la boquilla de manera adecuada hacia el tamiz, pero de modo que permite que la boquilla sea empujada hacia dentro de la caja, por ejemplo cuando un grumo de papel pasa por la boquilla entre el tamiz y el cilindro. Ventajosamente, la boquilla 36 comprende una superficie Coanda en sí conocida que guía el flujo de aire descargado de la boquilla.
En el otro extremo de la caja de soplado 30, en su extremo inferior, está formada una segunda boquilla, una simple boquilla 44 semejante a un intersticio, que tiene chorros de aire que se dirigen en contra de la dirección de rotación del rodillo de inversión y que impiden así que pase aire con el rodillo de inversión hacia la línea de contacto de cierre entre este rodillo 14 y el tamiz 18. Los soplados de la boquilla pueden eyectar también aire hacia fuera del intersticio entre la caja y el tamiz. En muchas secciones de secado se utiliza como rodillo de inversión un rodillo de succión, por ejemplo un rodillo Vac de la solicitante, el cual, de la manera mostrada por las flechas, succiona aire de la región de la cavidad.
Además, una segunda boquilla de eyección 46 está dispuesta en la caja de soplado 30 cerca de la línea de contacto de cierre 28 del segundo cilindro 12, ligeramente después de la línea de contacto de cierre, es decir, en un punto en el que el tamiz está ya fijado al cilindro. Los chorros de aire de esta segunda boquilla son dirigidos hacia fuera de la cavidad, principalmente en la dirección del desplazamiento del tamiz. Los chorros de aire impiden que entre aire de la cavidad de presión negativa a través del intersticio entre la boquilla y el tamiz. De esta manera, se puede mantener una presión negativa en toda la cavidad.
Por otra parte, es posible, cuando se requiera, montar en la caja de soplado, por ejemplo por encima de la boquilla 44, una denominada boquilla de caída (no mostrada) que sople un chorro de aire directamente contra la banda e impida así que la banda 16 siga al tamiz 18 hasta el rodillo de inversión 14 al comienzo de la fase de enfilado. La boquilla de caída hace que la banda pase hacia la rasqueta 11 por debajo del cilindro 10, con lo que la rasqueta guía la banda hacia abajo, por ejemplo hasta una pulpadora o similar por debajo de la máquina.
Según la invención, unos medios de estrangulación 50 están dispuestos en la caja de soplado a corta distancia de la primera boquilla 36, dividiendo los medios de estrangulación el intersticio 34 entre la caja 30 y el tamiz 18 en dos secciones, teniendo la sección 34' una presión negativa intensificada y teniendo la sección 34'' una presión negativa más pequeña. En el caso de la figura 3, los medios de estrangulación son un cierre de sellado mecánico que impide, o al menos reduce, el flujo de aire desde la sección 34'' hasta la sección 34'. La boquilla de eyección 36 está dispuesta en el caso de la figura 3 para retirar aire de una pequeña parte 34' de la cavidad 20, con lo que es relativamente fácil generar incluso una presión negativa muy alta en esta pequeña parte, en comparación con la presión negativa en las demás partes de la cavidad. Cuando se desee, es posible utilizar otra boquilla de eyección como medio de estrangulación 50 que retira activamente aire hacia la dirección de desplazamiento de la banda, con lo que ayuda a generar la presión negativa en la región de presión negativa intensificada 34'.
En el caso presentado en la figura 3, es así posible aumentar la presión negativa en el punto 40 de desacoplamiento del tamiz aislando el intersticio entre el tamiz y la caja en esta región respecto de las demás regiones que tienen una presión negativa más pequeña. Unos medios de estrangulación elásticos o unos medios de estrangulación fijados elásticamente a la caja pueden estar dispuestos en esta caja de manera que se proyecten muy cerca del tamiz, incluso a una distancia de < 10 mm del tamiz, y separen así eficazmente la región de presión negativa 34' respecto del resto del espacio circundante. Cuando, además, la distancia de la boquilla 36 al tamiz es corta, < 20 mm, incluso < 10 mm, y cuando los chorros de aire de esta boquilla son suficientes, obtenemos una presión negativa en la línea de contacto de apertura que es suficiente para muchos requisitos de funcionamiento, sin acciones adicionales de ninguna clase. En otras partes de la cavidad es posible entonces mantener la presión negativa a un nivel sustancialmente más bajo que sea suficiente para estas regiones. De esta manera, se evita que se doble el tamiz, y debido a esto se mejora la capacidad de marcha.
La presión negativa intensificada en la región 34' ayuda a desacoplar la banda de la superficie del cilindro 10, principalmente en el punto 40 de desacoplamiento del tamiz, y a fijar la banda firmemente al tamiz. La presión negativa más pequeña en la sección 34'' es suficiente para hacer que la banda, que ya se ha desacoplado del cilindro, siga fijada al tamiz hasta el rodillo de inversión. Típicamente, se dispone succión en el rodillo de inversión para mantener la banda fijada a la superficie de este rodillo de inversión. La succión tiene también efecto en la cavidad. La segunda boquilla de eyección 46 sella el intersticio entre la caja y el segundo cilindro de secado y asegura la presión negativa en la cavidad, así como que la banda no forme una bolsa en la línea de contacto de cierre 28. En la solución según la invención una presión negativa relativamente baja, típicamente una presión negativa de 200-300 Pa, puede ser suficiente en otras partes de la cavidad, excepto en el intersticio 34'.
En la solución mostrada en la figura 3 la caja de soplado es relativamente estrecha y ocupa solamente una parte de la cavidad. Se deja un espacio de aire relativamente grande entre el rodillo de inversión y la caja. Cuando se desee, es posible hacer la estructura de la caja de soplado tan grande que ocupe casi todo el espacio de la cavidad y solamente se deje un pequeño intersticio de aire entre la parte inferior de la caja 30 y el rodillo de inversión. En este caso, la boquilla 44 puede disponerse en el borde inferior de la caja, en el lado de la línea de contacto de cierre, es decir, en el lado de la banda saliente 26.
Un suministro de aire de soplado común, o un suministro de aire que sea controlado individualmente en cada boquilla, puede estar dispuesto para las boquillas en la caja 30. Cuando la boquilla 36 tiene su propio suministro, el nivel de presión negativa intensificada puede ser controlado por separado con esta boquilla. Según la invención, el suministro de aire puede disponerse de modo que dependa de los parámetros de funcionamiento con relación a los cuales se pretende controlar la presión negativa.
En la solución según la invención, es posible, además, formar entre la boquilla 36 y los medios de estrangulación 50 una abertura de succión 54 conectada al canal de succión 52, tal como un intersticio que se extienda a través de toda la banda y con el cual se pueda retirar más aire de la región de presión negativa intensificada a través del intersticio 34', cuando se requiera.
Delante de la abertura de succión está dispuesta ventajosamente una red o similar que impide que borra de papel u otra basura alcance el canal de succión. El canal de succión puede estar formado de modo que, cuando se produzca una rotura de la banda, el canal de succión pueda conectarse a un soplante para soplar aire hacia el intersticio 34' y limpiar este intersticio.
La operación de succión es hecha posible por la boquilla de soplado 36, que impide que la tela de soporte y la banda sean succionadas demasiado cerca de la caja. Los chorros de soplado impiden que la tela de soporte entre en contacto con la estructura de la caja.
En la solución según la invención, el nivel de presión negativa en la región de presión negativa intensificada puede controlarse de muchas maneras diferentes, además de la presentada antes o alternativamente a ella. Por ejemplo, el nivel de presión negativa puede ser controlado mediante el control de la descarga de aire a través de la abertura de succión 54. Las corrientes de aire sopladas desde las boquillas de eyección pueden mantenerse entonces constantes, cuando se desee. Por otra parte, el nivel de presión negativa puede controlarse mediante el control de la distancia de la superficie Coanda de la boquilla 36 y/o los medios de estrangulación 50 a la banda 24 o, por ejemplo, mediante el control de la cantidad de aire soplado desde la boquilla de eyección 36.
En la figura 4 la solución según la invención se aplica en una sección de secado provista de un tramo de tamiz gemelo. El tamiz superior 18 de la sección de secado pasa de manera sinuosa desde el primer cilindro de secado 10, a través del rodillo de inversión 14, hasta el segundo cilindro 12. De esta manera, se forma entre los cilindros una cavidad 20 definida por el tamiz y el rodillo de inversión. En la cavidad está dispuesta una caja de soplado 30 que es principalmente similar a la de la figura 3 y en la que la boquilla de eyección 36 y la estrangulación 50 definen una región de presión negativa intensificada 34' en el punto de desacoplamiento del tamiz. En la caja de soplado está dispuesta también una segunda boquilla de soplado 46 para impedir que fluya aire de fuga hacia el espacio de la cavidad.
Una caja de soplado correspondiente según la invención puede utilizarse en la sección de secado mostrada en la figura 4, en la región del tramo de tamiz inferior, para desacoplar la banda 16 del cilindro de secado inferior 10' de modo que avance sobre el tamiz inferior 18' a lo largo de una corta distancia.
La figura 5 muestra una variación de la figura 3. Los mismos números de referencia que en la figura 3 son entonces utilizados en la figura 5, cuando sea aplicable. La parte inferior de la caja 30 de la figura 5 está ensanchada de modo que cubra una parte grande de la periferia del rodillo de inversión 14. De este modo, existe un pequeño intersticio 31 entre la periferia del rodillo de inversión y la superficie inferior de la caja. El paso de aire junto con el rodillo de inversión a través del intersticio 31 hasta el intersticio 34 en el lado de entrada del tamiz es impedido en el caso de la figura 5 por un reborde de sellado 33 o similar dispuesto al comienzo del intersticio 31. La caja no tiene entonces soplado de aire 44 según la figura 3 en la línea de contacto de cierre entre el rodillo de inversión 14 y el tramo de tamiz 24. En el caso de la figura 5, no se necesita tampoco una boquilla de eyección entre la caja 30 y el segundo cilindro 12. El intersticio 37 entre el tramo de tamiz de salida 26 y la caja 30 puede ensancharse hacia arriba, con lo que el aire que entra en el intersticio es fácilmente retirado de dicho intersticio. En el caso de la figura 5, el rodillo 14 es un rodillo de succión que succiona aire de los intersticios 34, 31 y 37.
La figura 6 muestra una variación de las figuras 3 y 5, en donde la caja de soplado 30 cubre una parte grande de la cavidad 20. El primer lado de la caja forma la región de presión negativa intensificada 34' en el punto de desacoplamiento entre el cilindro de secado 10 y el tamiz. La caja de soplado tiene una caja de succión separada 30'' que tiene una succión que se dirige hacia la región de presión negativa intensificada.
El segundo lado de la caja 30 se extiende, además, hasta muy cerca del punto de acoplamiento entre el segundo cilindro 12 y el tamiz. Solamente se deja un estrecho intervalo entre la pared de la caja y el tramo de tamiz de salida 26, de modo que el intersticio restringe el flujo de aire desde el exterior de la cavidad hacia dentro de la misma. De esta manera, se puede mantener la presión negativa deseada en la cavidad.
La figura 7 muestra también una variación de la figura 3. En esta figura 7 se utilizan, cuando sea aplicable, los mismos números de referencia que en las figuras anteriores. La caja de soplado 30 de la figura 7 es más pequeña que la caja de la figura 3 y no se extiende hasta el segundo cilindro de secado 12. Se puede utilizar una caja semejante a ésta si no se necesita la presión negativa proporcionada por la caja en el tramo de tamiz 26 entre el rodillo de inversión 14 y el segundo cilindro de secado. Las boquillas 36 y 44 de la caja 31 están conectadas a cámaras de soplado diferentes 30'a y 30'b, y pueden ser controlables por separado. Unos medios de estrangulación elásticos 50 dividen la región de presión negativa en dos secciones 34', 34'' en las que pueden mantenerse diferentes niveles de presión negativa.
La figura 8 muestra todavía otra variación de la figura 3. En la figura 8 se utilizan, cuando sea aplicable, los mismos números de referencia que en las figuras anteriores. En la figura 8 una caja de succión 60 con el tamaño de principalmente la cavidad entera está dispuesta en el espacio 20 de esta cavidad. Unos estrechos intersticios 62, 62' están formados entre la caja de succión y los tramos del tamiz. La parte inferior 64 de la caja de succión, que tiene aberturas 66, está curvada de modo que sigue a la forma del rodillo de inversión 14, con lo que se deja un estrecho espacio 68 entre la caja de succión y el rodillo. Los bordes del espacio están sellados en los tramos de tamiz con medios mecánicos 70, 70'. La superficie de la caja de succión está abierta, por ejemplo perforada, con lo que la caja de succión puede crear una presión negativa en el rodillo de inversión. El rodillo de inversión succiona aire de los intersticios 62, 62' entre los tramos del tamiz y la caja de succión, creando la presión negativa en los intersticios requerida para el desplazamiento de la banda.
En la parte superior del intersticio de entrada 62 se forma una región de presión negativa intensificada aislando la parte superior 63 respecto del intersticio con unos medios de sellado 72, 72' y conectando esta parte superior del intersticio a una abertura de succión 74 que está conectada a través del canal de descarga 76 a un soplante de descarga 75 controlado por separado. En esta región del punto de desacoplamiento del tamiz se puede crear un nivel de presión negativa intensificada óptimo para la respectiva situación controlando el flujo de aire descargado del intersticio 63, de modo que este nivel de presión negativa guíe de manera controlada la banda desde el cilindro de secado hasta el rodillo de inversión.
Por supuesto, es concebible conectar la boquilla de soplado mostrada en la figura 3 a la caja de succión a fin de eyectar aire hacia fuera del intersticio 62.
La figura 9 muestra todavía una variación de la figura 3. En la figura 9 hay una caja 30 que consta de varias secciones, en donde hay dos secciones de caja de presión positiva 30'a, 30'b y una sección de caja de presión negativa 30'', estando las secciones de caja montadas principalmente entre, por un lado, el punto de desacoplamiento 40 entre el primer cilindro de secado 10 y el tamiz 18 y, por otro lado, el punto de acoplamiento 40' entre el segundo cilindro de secado 12 y el tamiz, a cierta distancia del rodillo de inversión 14. La caja ocupa principalmente tan sólo la parte superior de la cavidad. La presión negativa es creada en la cavidad 20 por el efecto de succión del rodillo 14 y adicionalmente por boquillas de eyección 36, 46 dispuestas en la caja de soplado, con lo que las boquillas de eyección retiran aire de la cavidad o al menos impiden que entre aire en la cavidad.
En la región de presión negativa intensificada 34' se crea una presión negativa intensificada por medio de una boquilla de eyección 50 que está dispuesta en la sección inferior 30'b de la caja de soplado, cerca del tamiz y a corta distancia del punto 40 de desacoplamiento del tamiz en la dirección de desplazamiento de este tamiz. Se eyecta aire desde el intersticio 34' entre el tamiz y la caja hacia la parte inferior de la cavidad. La cantidad de aire retirada del intersticio 34' con la boquilla de eyección es pequeña y no influye apreciablemente sobre el nivel de presión negativa en la cavidad por debajo de la caja. Así, puede retirarse aire de la región de presión negativa intensificada 34' por eyección en dos direcciones. Además o alternativamente, puede descargarse aire a través de la abertura de succión 54 formada en la sección de caja de succión 30'' y a través del canal de descarga 52 provisto de una placa de control. Si se desea descargar aire solamente con ayuda de succión, las boquillas de eyección pueden ser sustituidas entonces por cierres de sellado.
Además, la figura 9 muestra canales 80, 82 provistos de placas de control 80', 82', a través de los cuales se sopla aire con ayuda de un soplante 84 hacia las secciones 30'a y 30'b de la caja de soplado, las cuales están conectadas a las boquillas de eyección 36 y 50 en los bordes de la región de presión negativa intensificada. La presión negativa en la región de presión negativa intensificada puede controlarse según la invención con las placas de control 52', 80' y 82' mostradas en la figura 9, de modo que la presión negativa tenga una magnitud deseada con relación a la situación de funcionamiento prevaleciente.
Finalmente, la figura 10 muestra todavía una variación de la figura 3. Una boquilla de eyección 50 está dispuesta en la caja de soplado de la figura 10 en el borde inferior de la región de presión negativa intensificada de modo que la boquilla de eyección descargue aire de la región 34'. El aire descargado de la región 34' es dirigido desde la cavidad 20 a través del intersticio entre la caja 30 y la segunda sección de secado 12 con ayuda del canal 86 montado en la sección inferior de la caja 30. La abertura de entrada 88 del canal 86 está abierta al flujo de aire que sale de la región de presión negativa intensificada. Además, el canal 86 está configurado de modo que se curve hacia abajo para que se extienda casi hasta la superficie del rodillo de inversión 14, con lo que se forma un estrecho espacio 90 entre el canal 86 y el rodillo 14, limitando el espacio este flujo de aire en la dirección de rotación del rodillo de inversión desde el lado de salida 20'' de la cavidad hasta su lado de entrada 20'.
La figura 11 es una tabla que muestra a título de ejemplo los límites de presión negativa a diferentes velocidades de la máquina que hacen posible una buena capacidad de marcha. La curva a representa un caso en el que las condiciones de funcionamiento son buenas y en donde se requiere una presión negativa constante relativamente pequeña para conseguir una buena capacidad de marcha. La curva b representa un caso en el que las condiciones de funcionamiento son malas, pero, sin embargo, en el que una presión negativa relativamente alta es capaz de proporcionar una buena capacidad de marcha. La curva b' representa una situación en la que algunas condiciones de funcionamiento son buenas y algunas otras son malas, y en la que una presión negativa adecuadamente incrementada proporcionan una buena capacidad de marcha a pesar de las malas condiciones. Si las condiciones de funcionamiento son muy malas, es posible todavía en algunos casos, es decir, dependiendo de qué condiciones de funcionamiento sean malas, conseguir también una buena capacidad de marcha por debajo de la curva b incrementando la presión negativa, pero esto no es posible en todos los casos. Frecuentemente, las condiciones de funcionamiento son tales que la presión negativa deberá controlarse para que esté en algún punto entre las curvas a y b.
En la región de presión negativa intensificada la presión negativa es controlada por unos medios de control según un parámetro variable medido o determinado de alguna otra manera, tal como la velocidad, el contenido de sólidos secos, la diferencia en la tracción o la tensión de la banda. La información de medición para observar la necesidad de control y de ajuste del valor de control correcto puede obtenerse en el dispositivo de control, por ejemplo a partir de la información del proceso. Por otra parte, la necesidad de control puede observarse también mediante inspección ocular. Por ejemplo, una tensión de banda disminuida puede ser detectada frecuentemente por inspección ocular.
Según la invención, los niveles de presión negativa pueden controlarse, por ejemplo, de modo que se obtenga en la prensa una diferencia deseada en la tracción, por ejemplo un 3%, con lo que se pueden optimizar las características del papel de acuerdo con las necesidades de posterior procesamiento.
No se pretende que la invención quede limitada a las realizaciones presentadas anteriormente a modo de ejemplos, sino que se pretende que la invención sea ampliamente aplicable dentro del alcance definido en las reivindicaciones que se presentan seguidamente. Así, no se pretende que la invención se limite a referirse a la mejora de la capacidad de marcha en solamente una sección de secado. La invención puede encontrar aplicación también para otros objetos, tal como en el guiado de la banda desde la prensa hasta la sección de secado.
La región de presión negativa intensificada puede extenderse a través de la banda o solamente sobre una parte de la banda en su dirección transversal. La región de presión negativa intensificada puede disponerse, por ejemplo, solamente en las regiones de borde de la banda o solamente en el lado frontal en la región de enfilado. Además del control de la presión negativa en la región de presión negativa intensificada según las condiciones de funcionamiento, es posible controlarla de manera diferente en ubicaciones diferentes de la banda en la dirección transversal de la misma.

Claims (27)

1. Un método en la sección de secado o similar de una máquina papelera o similar, tal como una máquina de fabricación de cartón o una máquina de acabado, en cuyo método
-
la banda es transportada, soportada por una tela de soporte, tal como un tamiz o un fieltro, sobre un cilindro, tal como un cilindro de secado, un rodillo o similar, entre el cilindro y la tela de soporte,
-
soportada por el tejido de soporte, la banda es guiada desde una línea de contacto de apertura (lcon) entre el cilindro y la tela de soporte hacia un rodillo, tal como un rodillo de succión, un rodillo de inversión, un rodillo de guía de tamiz, un segundo cilindro o similar, y en el cual
-
el tramo de la banda desde la línea de contacto de apertura hacia dicho rodillo es soportado por una presión negativa creada en el lado del tamiz opuesto a la banda, siendo más alta la presión negativa en una denominada región de presión negativa intensificada, es decir, cerca del punto de desacoplamiento entre la tela de soporte y el cilindro, que la presión negativa en una denominada región de presión negativa más pequeña, es decir, a cierta distancia de este punto de desacoplamiento,
caracterizado porque
la presión negativa p_{lcon} es controlada en dicha región de presión negativa intensificada según uno o más parámetros que actúan sobre la capacidad de marcha de la banda y que pueden variarse o que varían durante el funcionamiento, tales como
-
la velocidad de la banda,
-
el contenido de sólidos de la banda,
-
la composición de la pasta que se está utilizando,
-
la calidad del papel o cartón que se está produciendo,
-
el gramaje de la banda,
-
una característica de la banda, tal como la porosidad,
-
la tracción que actúa en la banda, o la tensión de la banda,
-
la temperatura del cilindro y/o
-
la situación de funcionamiento, tal como una rotura de la banda, una situación de enfilado o una marcha normal,
de modo que se mantenga una capacidad de marcha deseada entre el cilindro y el rodillo.
2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque
-
la presión negativa p_{lcon} en la región de presión negativa intensificada es > 500 Pa, más generalmente \geq 1000 Pa, pero típicamente \leq 20000 Pa, preferiblemente incluso < 10000 Pa, y porque
-
la presión negativa p_{tamiz} en la región de presión negativa más pequeña es de 10 a 700 Pa, preferiblemente 100 a 500 Pa, muy típicamente 200 a 300 Pa.
3. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque en la sección de secado en la que la banda es guiada desde un cilindro hasta un rodillo que redirige el desplazamiento de la banda, la presión negativa p_{lcon} en la región de presión negativa intensificada es mayor que la presión negativa p_{rodillo} que prevalece sobre la superficie del rodillo que redirige el desplazamiento de la banda.
4. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque la presión negativa p_{lcon} es controlada en la región de presión negativa intensificada de modo que se obtenga la diferencia deseada en la tracción en la prensa con la finalidad de optimizar las características del papel.
5. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque la región de presión negativa se extiende a lo sumo 300 mm, preferiblemente de 40 a 140 mm, típicamente 80 mm, desde el punto de desacoplamiento entre la tela de soporte y el cilindro de secado en la dirección de la línea de contacto de apertura, es decir, en la dirección de desplazamiento de la banda.
6. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque la región de presión negativa intensificada se extiende a lo sumo 300 mm, preferiblemente de 40 a 100 mm, típicamente 70 mm, desde el punto de desacoplamiento entre la tela de soporte y el cilindro de secado en contra de la dirección de desplazamiento de la banda.
7. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque en la sección de secado el desplazamiento de la banda es soportado por una presión negativa intensificada p_{lcon} formada en la línea de contacto de apertura cuando el contenido de sólidos secos de la banda es \leq 65%.
8. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque el desplazamiento de la banda es soportado en la región de presión negativa intensificada por una presión negativa que es tanto más baja cuanto más alto sea el contenido de sólidos secos de la banda.
9. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque el desplazamiento de la banda es soportado en la región de presión negativa intensificada por una presión negativa que es tanto más alta cuanto más baja sea la resistencia de la banda.
10. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque el desplazamiento de la banda es soportado en la región de presión negativa intensificada por una presión negativa que es tanto más alta cuanto menor sea el contenido de pasta química de la banda que se ha de secar.
11. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque el desplazamiento de la banda es soportado en la región de secado por la presión negativa intensificada p_{lcon} generada principalmente en la línea de contacto de apertura de cada cilindro de secado al comienzo de aquella sección de secado que utiliza un enfilado con plena anchura.
12. Un método según la reivindicación 11, caracterizado porque durante el enfilado con plena anchura se emplea en la región de presión negativa intensificada una presión negativa intensificada en comparación con la utilizada durante una marcha normal o una rotura de la banda.
13. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque el desplazamiento de la banda es soportado por una presión negativa intensificada generada principalmente en la línea de contacto de apertura de cada cilindro de secado en aquella sección de secado en la que está teniendo lugar el secado de una banda formada a partir de pasta débil.
14. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque en una sección de secado en la que se dispone una caja de soplado en el lado de la tela de soporte opuesto a la banda para generar dicha región de presión negativa intensificada entre la tela de soporte y la caja de soplado,
-
se eyecta aire de la región de presión negativa intensificada por medio de una o más boquillas de eyección dispuestas en la caja de soplado en el lado de entrada de la región de presión negativa intensificada, y porque
-
se impide que fluya aire hacia la región de presión negativa intensificada con ayuda de unos medios de estrangulación dispuestos en el lado de salida de la región de presión negativa intensificada de la caja de soplado.
15. Un método según la reivindicación 14, caracterizado porque, además, se aspira aire de la región de presión negativa intensificada con ayuda de unos medios que crean succión dispuestos en la caja de soplado en la región de presión negativa intensificada.
16. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque en una sección de secado en la que se dispone una caja de soplado en el lado de la tela de soporte opuesto a la banda para generar dicha región de presión negativa intensificada entre la tela de soporte y la caja de soplado,
-
se aspira aire de la región de presión negativa intensificada con ayuda de unos medios dispuestos en la caja de soplado en la región de presión negativa intensificada, y porque
-
se impide que fluya aire hacia la región de presión negativa intensificada con ayuda de unos medios de estrangulación y/o boquillas de eyección dispuestos en la caja de soplado en el lado de entrada y/o salida de la región de presión negativa intensificada.
17. Un dispositivo en la sección de secado de una máquina papelera o similar, tal como una máquina de fabricación de cartón o una máquina de acabado, teniendo la sección de secado al menos un cilindro (10), tal como un cilindro de secado, un rodillo o similar, una tela de soporte (18), tal como un tamiz o un fieltro, un rodillo de inversión (14), un rodillo de guía del tamiz, un segundo cilindro o similar para redirigir el desplazamiento del tamiz (18), y
-
medios para transportar la banda (16) que está soportada por una tela de soporte (18) sobre dicho cilindro, entre el cilindro (10) y la tela de soporte (18),
-
medios para guiar la banda desde la línea de contacto de apertura (22) entre dicho cilindro (10) y la tela de soporte (18) hacia dicho rodillo (14) cuando está soportada por la tela de soporte (18), y
-
medios (30) para crear una presión negativa que soporte el desplazamiento de la banda (16) en el lado de la tela de soporte opuesto a la banda cuando esta banda (16) pase desde la línea de contacto de apertura (22) hasta dicho rodillo (14), cuyos medios (30) crean
-
una presión negativa intensificada en una región (34') que cubre el punto de desacoplamiento (40) entre la tela de soporte (18) y el cilindro (10), y
-
una presión negativa más pequeña en una región (34'') que está a cierta distancia de este punto de desacoplamiento (40),
caracterizado porque
el dispositivo comprende, además, unos medios de control (30'a, 30'b, 30'', 36, 52, 60, 74, 75, 76) para controlar la presión negativa p_{lcon} en dicha región de presión negativa intensificada (34'') de acuerdo con uno más parámetros que actúan sobre la capacidad de marcha de la banda (16) y que pueden variarse o que varían durante el funcionamiento, tales como
-
la velocidad de la banda,
-
el contenido de sólidos de la banda,
-
la composición de la pasta que se está utilizando,
-
la calidad del papel o cartón que se está produciendo,
-
el gramaje de la banda,
-
una característica de la banda, tal como la porosidad,
-
la tracción que actúa en la banda o la tensión de la banda,
-
la temperatura del cilindro y/o
-
la situación de funcionamiento, tal como una rotura de la banda, una situación de enfilado o una marcha normal,
de modo que se mantenga la capacidad de marcha deseada entre el cilindro (10) y el rodillo (14).
18. Un dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque los medios para crear una presión negativa que soporte el desplazamiento de la banda comprenden una caja de soplado (30)
-
en la cual, en el límite de entrada de la región de presión negativa intensificada (34'), es decir, en el límite de la región en el lado de entrada según se ve con relación a la dirección de desplazamiento de la banda (16), está dispuesta una boquilla de eyección (36) para eyectar aire de entre la caja de soplado (30) y la tela de soporte (18), y
-
en la cual, en el límite de salida de la región de presión negativa intensificada (34'), es decir, en el límite de la región en el lado de salida según se ve con relación a la dirección de desplazamiento de la banda (16), están dispuestos unos medios de estrangulación (50) para impedir que fluya aire hacia la región de presión negativa intensificada (34').
19. Un dispositivo según la reivindicación 18, caracterizado porque, además, están dispuestos medios en la caja de soplado (30) entre dicha boquilla de eyección (36) y los medios de estrangulación (50) con el fin de conectar la región de presión negativa intensificada (34') a unos medios que crean la presión negativa.
20. Un dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque los medios que crean la presión negativa para soportar el desplazamiento de la banda (16) comprenden una caja de aspiración (30,
60)
-
que está conectada en la región de presión negativa intensificada (34') a unos medios (52, 30'', 52') para proporcionar una presión negativa entre la caja de soplado y succión (30) y la tela de soporte (18), y
-
en la que, en el límite de entrada y en el límite de salida de la región de presión negativa intensificada (34'), es decir, en el límite del lado de entrada y del lado de salida con relación a la dirección de desplazamiento de la banda (16), están dispuestos unos cierres de sellado (36, 50, 72) para impedir que fluya aire hacia la región de presión negativa intensificada (34').
21. Un dispositivo según la reivindicación 20, caracterizado porque los cierres de sellado (36, 50, 72) dispuestos en el límite de entrada de la región de presión negativa intensificada (34') comprenden boquillas de eyección (36) que eyectan aire de la región de presión negativa intensificada (34').
22. Un dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque la presión negativa en la región de presión negativa intensificada (34') es > 500 Pa, ventajosamente \geq 1000 Pa, pero, sin embargo, \leq 20000 Pa, preferiblemente < 10000 Pa.
23. Un dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque la región de presión negativa intensificada (34') se crea en una región que se extiende desde el punto de desacoplamiento (40) entre la tela de soporte (18) y el cilindro de secado (10).
-
a lo sumo 300 mm, preferiblemente 40 a 140 mm, típicamente 80 mm, en la dirección de desplazamiento de la banda (16),
-
a lo sumo 300 mm, preferiblemente 40 a 100 mm, típicamente 70 mm, en sentido contrario a la dirección de desplazamiento de la banda (16).
24. Un dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque los medios de control comprenden medios para controlar la presión negativa en la región de presión negativa intensificada (34') de acuerdo con la velocidad obtenida por medición o determinada de alguna otra manera.
25. Un dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque los medios de control comprenden medios para controlar la presión negativa en la región de presión negativa intensificada de acuerdo con el contenido de sólidos secos obtenido por medición o determinado de alguna otra manera.
26. Un dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque los medios de control comprenden medios para controlar la presión negativa en la región de presión negativa intensificada de acuerdo con la diferencia de tracción o la tensión de la banda obtenida por medición o determinada de alguna otra manera, tal como mediante inspección ocular.
27. Un dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque el dispositivo está montado en la sección de secado de una máquina papelera provista de un tramo de tamiz único o un tramo de tamices gemelos.
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