SE470183B - Sätt att mekaniskt-termiskt avvattna en massabana - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 470 183 2 kondenserade vattenångan. Den i presspalten alstrade vatten- ångan skall samtidigt utgöra en barriär mot återfuktning av pappersbanan. Den nödvändiga uppvärmningen av filten med en brännare förefaller vara ganska farlig och den, som väntat, efter presspalten exploderande vattenångan kan åstadkomma skador på den utlöpande pappersbanan.

I Tappi Journal, vol. 66, nr 9, pp 123-126, beskrivs en avvattningspress med en uppvärmd valspress- spalt. Försök med en pressimulator visade för en uppvärmd pressyta en tydligt ökad torkning jämfört med rent mekanisk avvattning. Denna effekt,det s.k. "impulse drying", förklaras med den vattenånga som bildats i presspalten, som rycker med vattnet ur kapillären till pressfilten. Även efter denna information måste man räkna med skador på pappersbanan vid utgången av presspalten, genom att den föreliggande vatten- ångan i banan expanderar plötsligt och oreglerat.

Vid tidigare avvattningsförfaranden har man inte lyckats uppnå de fördelar och effekter av avvattningsför- loppet som man väntade sig av den samtidiga användningen av tryck och temperatur i presspalten. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en ökad avvattning genom samtidig användning av tryck och värme i en presspalt, varvid samtidigt risken att skada fiberbanan efter behandlingen i presspalten vid övergång till omgivningstrycksområdet skall elimineras. Ändamålet uppnås enligt uppfinningen genom att avvattningen utförs i en presspalt som förlängts till en presszon, i vilken banan avsnittsvis i banans genomlopps- riktning kan utsättas för olika höga tryck och olika höga temperaturer, varvid värme tillföres den bana som löper in i presszonen, varvid det vidare i banan i press- zonen genom tryckpåverkan till fullständig mättnad i bankapillären byggs upp ett hydrauliskt tryck, som transporterar vatten i det porösa bandet, varvid i senare avsnitt av presszonen behandlingstrycket i banan, jämfört med det i föregående avsnitt av presszonen, sänks så att det hydrauliska trycket sänks mot noll, varige- 470 185 nom det pa den upphettade ytan bildas mot de inställda tryck- och temperaturbetingelserna svarande vattenängor, vars ström- ning möjliggör en ökad transport av det vatten, som skall föras bort i riktning mot upptagning i det porösa bandet ut- över och som stöd för den mekaniska tryckpàverkan pà banan.

Därigenom ästadkommes en tydlig ökning av avvattningen jämfört med tidigare metoder, varvid de korta uppehállstid- erna i omradet av nägra millisekunder i en kort presspalt i banans löpriktning mellan tva valsar förlängs genom använd- ningen av den till en presszon förlängda presspalten. Den ökade uppehàllstiden räcker för att àstadkomma de nödvändiga värmeströmtätheterna för att utveckla ett tillräckligt àng- tryck. Användningen av en förlängd presspalt med tillräcklig filtkapacitet med ängtrycksreglering i presspalten gör det möjligt med reglerbart anpressningstryck samtidigt med en tillräckligt hög värmeövergàng för avvattning med den samti- tigt bildade vattenàngan. I presszonen komprimeras banan till mättnadspunkten, sä att hydrauliskt tryck byggs upp. Genom den goda värmeövergángen vid tillräckliga presspaltlängder överhettas pappersbanan genom lämplig upphettning med värme- tillförseln, sä att den bildade ångan vid en tryckreduktion i banan i det andra avsnittet rycker med sig vatten ur den helt fyllda, dvs de mättade kapillären, i filterbandet. Innan banan löper ut ur presspalten har trycket reducerats så langt att genom expansionsàngan rycks ytterligare vatten med ur kapil- lärerna, som nu fylls med luft. Kompressionen av banan under genomströmningen med vattenånga i det andra avsnittet av presszonen är viktig, ty först vid mättnadstillstánd är det överhuvud taget möjligt med transport av vattnet. Det är väl möjligt att bygga upp trycket i banan under användning av kända hydrostatiska stödkällor som pressarelement, varvid man också med deras hjälp kan reglera temperaturen i presspalten längs önskat omrâde. Det är viktigt att det rör sig om en reglerad trycksänkning, sä att, dä den starkt upphettade pappersbanan förs ut den inte plötsligt utsätts för omgiv- ningstryck, vilket leder till att banan skadas av den plöts- liga expansionen. Men det är ocksa viktigt att det fortfar- 470 183 ande råder ett visst angtryck den ur presspalten utlöpande banan, vilket leder till att vatten förangas efter presspal- ten. Pa så sätt förhindras en áterbefuktning av banan frán filten.

När filtbandet konditioneras till en högre vattenupp- tagning före presspalten kommer det medryckta vattnet att tas upp samt vattenàngan att tas upp genom kondensation 1 filter- bandets kallare skikt, vilket därmed uppvärms.

Fördelarna med det föreslagna förfarandet erhålles genom att pappersbanan snabbt upphettas vid det höga presstrycket, genom förlängd uppehàllstid vid hög papperstemperatur, och genom tryckregleringen i presspalten för att undvika skador i banan av den tidigare så fruktade explosiva förángningen.

Viktigt är också den volymskonande mekaniska avvattningen med en volymeffekt, uppnàdd genom reglerad föràngning ur banan. Den för tillräcklig styvhet i papperet erforderliga volymen kan ga förlorad genom alltför kraftig kompression i presszonen. Med det beskrivna förfarandet kan man emellertid genom en reglerad föràngning åter åstadkomma en erforder- lig minsta volym. Dessutom kan en bättre glättad yta erhållas vid samtidig användning av tryck och temperatur. Vidare med- för de högre temperaturerna förbättrade pappersegenskaper, liksom de som uppnås med trycktorkat papper genom att glasom- vandlingstemperaturen överskrides. Det är också en mycket vik- tig fördel att vid fullständig mättnad i pappersbanan genom de tillämpade trycken vatten redan vid små ángmängder rycks med resp. transporteras bort ur pappersbanan. Genom den för- längda uppehállstiden i presspalten och genom det höga press- trycket blir det möjligt med värmeströmtätheter, som medger att den bildade vattenàngan används till genomströmningsav- vattning.

I underkraven anges fördelaktiga utföringsformer av upp- finningsföremälet.

I det följande förklaras uppfinningsföremalet närmare ge- nom beskrivning av tva utföringsexempel. Beskrivningen hän- visar till bifogade ritningar, där: fig. 1 visar ett första exempel pà en anordning för ut- förande av det föreslagna förfarandet med grafiskt framställt tryckförlopp 1 presspalten (överst 1 figuren). 470 185 fig. 2 visar ett andra exempel pa en sàdan anordning, fig. 3 visar ett tredje, och fig. 4 visar ett fjärde exempel pà anordningen.

I de utföranden som visas schematiskt i fig. 1 och 2 för- siggàr en mekanisk-termisk avvattning av en fiberbana 1, som här är en pappersbana, under samtidig användning av tryck och värme 1 en presspalt 2, genom vilken den bana 1 som skall av- vattnas förs tillsammans med ett för upptagning av det utpres- sade vattnet lämpat, poröst band 3. Genom samtidig användning av tryck och värme skall mängden av det vatten som skall tas upp i det porösa bandet 3 ökas.

Avvattningen utförs i en presspalt 2, som är förlängd till en presszon med en längd som är antydd med en mätlinje 4.

I detta fall är presszonen 4 resp. presspalten 2 utformad mel- lan en upphettad motvals 6 med hel yta och ett ogenomsläppligt band 7. Bandet 7 pressas med i rader avsnittsvis utefter presszonerna resp. presspalterna anordnade presselement 8 och 9 som är försedda med en mellantätning 20, i riktning mot motvalsen. Genom pressarelementen 8 och 9 kan i presszonen 4 resp. i presspalten 2 avsnittsvis i banans 1 genomlöpnings- riktning fem olika tryck samt olika temperaturer ställas in.

För enkelhets skull visas här endast tvà presselement 8 och 9.

Till den i presszonen 4 resp 1 presspalten 2 ingående banan 1 tillföres värme. Samtidigt pressas banan i presszonen genom tryckinsats så att kapillären 1 banan blir helt mätta- de varigenom ett hydrauliskt tryck byggs upp. Vid detta höga pressartryck som àstadkommes genom pressarelementen 8 och 9 bildas i den upphettade pappersbanan en vattenånga av högt tryck, vars strömning rör sig frán den upphettade kroppen 6 i riktning mot det porösa bandet 3 och sörjer pà sä sätt för en ökad transport resp. avledning av vatten till bandet 3 ut~ över och som stöd till det föreliggande mekaniska trycket 1 presspalten. Detta sker 1 det första avsnittet efter banans 1 inträde i presspalten 2. I det andra avsnittet av presszonen 4. före banans 1 utträde ur presszonen 4, sänks tydligt be- handlingstrycket i banan jämfört med presszonens föregående 47Û 183 6 avsnitt. Vid framställning av vissa papperssorter där man vill ästadkomma en bestämd tjocklek av banan efter presszonen ar- betar man med en s.k. önskad volymeffekt, vilket innebär att trycket i presszonens andra avsnitt innan banan kommer ut därifrån inte sänkts helt till omgivningstrycket, utan att trycket ställs in nagot över detta omgivningstryck. Detta leder till att efter presszonen vid föràngning av banan vid det lilla övertrycket i banan jämfört med omgivningstrycket ställs en önskad tjocklek pà banan in. som är större än den vid det komprimerade tillståndet i presszonen. Vidare för- hindras genom denna átgärd ocksa áterbefuktning av den ut- löpande pappersbanan 1 frán det medlöpande filtbandet 3.

Enligt utförandena pá ritningarna är pressarelementen 8 och 9 hydrostatiska,uppvisar tryckfickor 10, som kan fyllas med ett tryckmedium, och är öppna mot det ogenomsläppliga bandet 7. Tryckfickorna 10 kan ha lika stora ytor vända mot banden 7, men de kan också vara olika stora, som visas i exemplet pa fig. 2. Hur behandlingstrycket 21 därmed kan ställas in visas med diagrammet överst i fig. 1 resp. 2.

Med dessa pressarelement kan man inte bara mekaniskt uppná ett motsvarande pressartryck i presspalten, utan det är ocksa möjligt att med tryckmediet, som är motsvarande tempererat resp. konditionerat, upphetta eller kyla bandet 7, dvs presspalten 2 och det i denna löpande bandet 1 och filt- bandet 3. Därför är det till fördel att välja metall eller nagot annat temperaturtáligt material till bandet 7. Det är alltsa möjligt att ställa in olika tryck samt olika tempe- raturer avsnittsvis i presspalten 2. Värmetillförseln kan intensifieras med olika tillsatsmedel: här avses en tillsats- värmare 17 i cylindern 6 och likaså en tillsatsvärmare 18 som är anordnad utanpå cylindern 6. Sàdan extra värme kan också anordnas för upphettning av pappersbanan, resp det porösa bandet 3, resp det ogenomsläppliga bandet 7, som antytts med värmaren 19. Pressarelementen 8 och 9 kan vara anordnade i rad i en hállare 12 mittemot pappersbanan.

Ett andra utföringsexempel i en anläggning för utförande av förfarandet enligt uppfinningen viss 1 fig. 3 och 4. En- 470 183 ligt detta utförs avvattningen i en presszon 11 som bildas mellan tva med varandra parallellt förlöpande ogenomslappliga band 7* och 7”. Banden 71 och 7” löper över styrvalsar 13, 14, 15 och 16. I rummet mellan valsparen är pressarelement 81, 82, 9* och 92 anordnade pá bada sidor om presszonen 11.

De sä anordnade pressarelementen kan pressas i riktning mot varandra och till det förevarande bandet, varigenom trycket i presszonen 11 kan ställas in reglerat. Som tidigare an- förts bärs ocksa dessa pressarelement pà en hållare 12. Ock- sa dessa pressarelement 81, 91, 82 och 92 är hydrostatiska pressarelement som kan fyllas med ett tryckmedium. De upp- visar tryckfickor 10 vända mot banden 7* och 72, varvid det är till fördel om prssarelementen 81 och 9*, som hör till ban- den, fylls med ett tempererat tryckmedium för kylning av det pà dessa löpande bandet 71. Dá de övre pressarelementen 8” och 9” fylls med ett för upphettning tempereraf resp. kon- ditionerat medium, varigenom även värmet förs in i press- zonen uppkomer i pappersbanan 1, som löper mellan det övre bandet 7” och det undre bandet 71, och det porösa bandet 3 en temperaturgradient, som hjälper till med avledningen av vatt- net i det porösa bandet 3. Genom att vattenàngan kondenseras i de svalare regionerna upphettas dessa partier äter. Också i dett fall upphettas de ogenomsläppliga banden 71 och 7” extra, som visas med den extra värmaren 19. En liknande åtgärd för upphettning av banan 1 samt bandet 3 genom en vär- mare 22 (fig. 4) kan lätt anordnas och kan vara till nytta.

För extra kylning kan lämpligen kylare anordnas pä liknande sätt i anordningen.

För uppvärmning av presspalten 2 via presselementen 8 och 9 används företrädesvis termoolja. De extra värmarna kan lämpligen vara induktorlister eller gasbrännare.

Claims (6)

470 1.83 8 PATENTKRAV

1. Sätt för mekanisk-termisk avvattning av en fiber- bana (1), i synnerhet en pappersbana, under samtidig använd- ning av tryck och värme i en presspalt (2), genom vilken den bana som skall avvattnas förs tillsammans med ett för upptagning av det utpressade vattnet lämpat, poröst band (3), varvid användningen av värme skall öka den mängd vatten som kan tas upp i det porösa bandet (3) och avvattningen utförs i en till en presszon (4 resp. 11) förlängd press- spalt (2), i vilken banan (6) avsnittsvis i löpriktningen (5) kan påverkas av olika höga tryck och olika höga tempe- raturer, k ä n n e t e c k n a t av att värme tillföres den bana som löper in i presszonen (4 resp. 11), så att banan (1) genom tryckinsats i presszonen till full mättnad i bankappilärerna byggs upp ett hydrauliskt tryck, som transporterar vattnet till det porösa bandet (3), varvid behandlingstrycket (21) i banan (1) i ett senare avsnitt av presszonen (4 resp. 11) sänks i förhållande till trycket i ett tidigare avsnitt av presszonen, så att det hydrauliska trycket sänks mot noll, varvid det på den upp- värmda ytan, motsvarande de inställda tryck- och temperatur- betingelserna, bildas vattenånga, vars strömning möjliggör ökad transport av vatten som skall föras bort i riktning mot och tas upp i det porösa bandet (3) utöver och som hjälp till den mekaniska tryckpåverkan på banan.

2. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t av att behandlingstrycket före banans (1) utträde ur presszonen (4 resp. 11) sänks till i närheten av om- givningstrycket.

3. Sätt enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e- t e c k n a t av att värmetillförseln sänks till avstäng- ning i löpriktningen (s) i det sista presszonsavsnittet resp att detta zonavsnitt kyls.

4. Sätt enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n n e- t e c k n a t av att banan (1) och/eller det porösa bandet (3) uppvärmes före inträdet i presszonen (4 resp. 11). 478 183

5. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t av att banan (1) före presszonen (11) förvärmes och efter presszonen (11) expanderas till omgivningstryck med tidsfördröjning.

6. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t av att banan (1) omedelbart efter uppvärmning med värmeelement (22 i fig. 4) genast föres in i presspalten (2) och genast efter det att den lämnat presspalten (2) bringas till omgivningstryck.