WO2008145447A1 - Verfahren und vorrichtung zum befeuchten einer materialbahn - Google Patents

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WO2008145447A1
WO2008145447A1 PCT/EP2008/054217 EP2008054217W WO2008145447A1 WO 2008145447 A1 WO2008145447 A1 WO 2008145447A1 EP 2008054217 W EP2008054217 W EP 2008054217W WO 2008145447 A1 WO2008145447 A1 WO 2008145447A1
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WO
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medium
streams
material web
temperature
steam
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PCT/EP2008/054217
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English (en)
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Inventor
Jörg Spindler
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F7/00—Other details of machines for making continuous webs of paper
    • D21F7/008—Steam showers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G7/00—Damping devices

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for moistening a particular moving material web, in particular paper or board web.
  • condensate is added to the steam in order to increase the total amount of moisture applied to the material web in the region of a calender within a special nozzle.
  • a spraying device can be used for cross profiling.
  • it tends to drip and to a very rapid clogging of the condensate lines, as they must be designed very thin to avoid water droplets.
  • Particularly critical here are so-called overhead installations.
  • the invention has for its object to provide an improved method and an improved device of the type mentioned, in which the aforementioned disadvantages are eliminated.
  • a zone-wise application of moisture to a moving material web, in particular paper or board web, before and / or within a calender for influencing moisture, gloss and / or smoothness in the transverse and / or longitudinal direction is to be made possible.
  • this object is achieved in that the moisture is applied to the material web via at least two medium streams of different temperature.
  • the at least two medium streams may comprise two vapor streams or a vapor stream and a gas stream.
  • the two medium streams of different temperature have different sized moisture units or droplets, it is possible to give the material web, in particular paper or board web more moisture.
  • the moisture cross profile, the moisture longitudinal profile and / or the moisture level of the material web are preferably influenced by the medium streams of different temperature.
  • the moistening of the material web takes place zone-wise, viewed transversely to the web running direction, and the moisture to be applied to the material web in a respective zone is applied in each case via at least two medium streams of different temperature.
  • the moisture to be applied to the material web in a respective zone is applied in each case via at least two medium streams of different temperature.
  • superheated steam is expediently used for the relatively higher temperature owning medium flow.
  • the temperature of a respective medium stream of relatively higher temperature is at least substantially constant and / or the temperature of the medium streams of relatively higher temperature distributed over the zones is at least substantially the same.
  • the temperature of the medium flow having the relatively lower temperature is separately variable for each zone, thereby enabling a corresponding profiling.
  • a preferred practical embodiment of the method according to the invention is characterized in that the two medium streams, in particular
  • Medium streams in particular steam streams
  • the relevant medium flow in particular steam flow, are advantageously changed by the cooling in the region of saturated or wet steam.
  • the amount of moisture to be applied in each case to the material web is advantageously set and / or regulated via the cooling of the relevant medium flow.
  • the medium stream in question is cooled directly.
  • condensate is advantageously introduced into the medium flow.
  • the amount of condensate to be introduced is preferably controlled via a metering device.
  • the relevant medium flow can also be cooled indirectly.
  • indirect cooling is expediently carried out via at least one heat sink with a separate coolant circuit.
  • the coolant is expediently metered in via a metering device in the desired manner.
  • the amount of medium flow of relatively higher temperature and / or the amount of medium flow of relatively lower temperature is advantageously additionally varied.
  • such properties as the moisture, gloss and / or smoothness according to the "iron principle" can be influenced in particular again.
  • the two medium streams of different temperature are combined within a nozzle and applied to the material web via such a nozzle.
  • the two medium streams of different temperature can be mixed even after leaving a respective nozzle before they impinge on the material web.
  • the moistening device is correspondingly characterized in that it comprises a steam humidifier for applying the moisture over at least two medium streams of different temperature.
  • the at least two medium streams may comprise two vapor streams or a vapor stream and a gas stream.
  • Preferred embodiments of the device according to the invention are specified in the subclaims.
  • Of particular advantage is a use of the method and / or the device according to the invention for influencing the moisture, gloss and / or smoothness of a material web, in particular paper or board web, in particular before and / or within a calender.
  • a profiling in the transverse and / or longitudinal direction is conceivable.
  • the zonal application of the moisture can therefore be effected by means of two differently tempered medium streams, in particular steam streams.
  • the higher-tempered medium flow preferably superheated steam
  • the second medium flow which may be fed by the same supply line as the first medium flow of higher temperature, can be changed separately for each zone by suitable cooling, in particular into the saturated and wet steam.
  • the relevant cooling element can be used to control the order quantity.
  • the two medium streams can be applied together by merging within a nozzle on the material web.
  • the current of higher temperature or the superheated current can be used as a carrier medium for the other stream or wet steam, thereby avoiding droplet formation on the steam humidifier.
  • the two medium streams can be mixed after exiting a nozzle before they hit the web.
  • the different media streams have different sized humidity units, that is. Droplets, whereby the web more moisture can be given.
  • the aforementioned cooling can be direct or indirect.
  • the direct cooling can be done by introducing condensate, which is controlled by a suitable metering device.
  • the indirect cooling can be done by a heat sink, which is provided with a separate cooling circuit and especially how a heat exchanger works. In this case, the cooling liquid used in the cooling circuit can be precisely metered.
  • both the amount of the first medium flow of higher temperature and the amount of the medium flow of lower temperature can be varied in both types of cooling in order to optimize the qualities of the material web or paper qualities.
  • a suitable metering device is appropriate.
  • various sensors for pressure and temperature measurement as well as optionally also optical sensors can be used in order to be able to draw conclusions on the droplet size and / or the water content on the basis of the so-called vapor analysis.
  • the dosage is simplified.
  • two different medium flows are used according to the invention.
  • the cooling of one of the two medium streams for zonal adjustment of the respective qualities of the material web or for the zonal adjustment of the respective paper qualities such as in particular moisture, gloss and / or smoothness can be used, in particular in the transverse and / or longitudinal direction.
  • Fig. 1 is a simplified schematic representation of an exemplary
  • FIG. 2 shows a more detailed schematic illustration of a further exemplary embodiment of the moistening device, in which the two vapor streams of different temperature are brought together again within a nozzle
  • FIG. and FIG. 3 shows a more detailed schematic representation of a further exemplary embodiment of the moistening device, in which the two vapor streams of different temperature are mixed after exiting a respective nozzle.
  • FIG. 1 shows, in a simplified schematic illustration, an exemplary embodiment of a device 10 for moistening a material web 12, in particular a moving material web 12, which may in particular be a paper or board web.
  • the humidifying device 10 comprises a steam humidifier 18 for applying the moisture via two steam streams 14, 16 of different temperature, over which in particular the moisture transverse profile, the moisture longitudinal profile and / or the moisture level of the material web 12 can be influenced.
  • the two medium streams 14, 16 are purely by way of example two vapor streams. However, in a further embodiment, they can also be a vapor stream and a gas stream or the like, which fully meet the requirements placed on them.
  • the steam humidifier 18 can be embodied in particular for a zone-wise moistening of the material web 12 viewed transversely to the web running direction L.
  • the moisture to be applied to the material web 12 in a respective zone can be applied in each case via at least two such vapor streams 14, 16 of different temperature.
  • the first vapor stream 14 having the relatively higher temperature can in particular be formed by a stream of superheated vapor.
  • the moistening device 10 may in particular be designed such that the temperature of a respective vapor stream 14 of relatively higher temperature is at least substantially constant and / or the temperature of the vapor streams 14 of relatively higher temperature distributed over the zones is at least substantially the same.
  • the temperature of the relatively lower temperature owning second vapor stream 16 is preferably variable.
  • the temperature of the second vapor stream 16 having the relatively lower temperature is separately variable for each zone.
  • the two steam streams 14, 16 of different temperature can be supplied from a common steam supply 20 and a device 22 for cooling one of the two steam streams, in this case the steam stream 16, can be provided.
  • the temperature of the uncooled steam streams in this case the steam stream 16, can be provided.
  • steam in the common steam supply 20 and corresponding to the steam of the first relatively high temperature steam stream may be in a range of about 115 to about 125 ° C.
  • the second vapor stream 16 can be changed via the cooling device 22 expediently in the region of saturated or wet steam.
  • the cooling device 22 may be provided for direct or indirect cooling of the second vapor stream 16.
  • FIG. 2 shows in a more detailed schematic representation a further exemplary embodiment of the moistening device 10, which in principle is again constructed in the same way as the device according to FIG. 1. Parts corresponding to one another are assigned the same reference numerals.
  • the two vapor streams 14, 16 of different temperature are again brought together within a nozzle 24 in the present case, via which then the material web 12 is acted upon accordingly.
  • the moistening device 10 comprises a control device 26, for example in the form of a control computer, with a plurality of inputs 28 for connecting various sensors 30 to 38 and a plurality of outputs 40 to 44, in particular for acting on different actuators.
  • the cooling device 22 can be provided for direct or indirect cooling of the second vapor stream 16 of relatively lower temperature.
  • a condensate injection may be provided.
  • a condensate injection may be provided.
  • a condensate injection may be provided.
  • a condensate injection may be provided.
  • a condensate injection may be provided.
  • Metering device 46 is provided, can be introduced via the condensate in the vapor stream 16.
  • the metering device 16 can be used for adjustment or
  • Control device 26 may be connected.
  • the amount of condensate to be introduced is thus controllable via the metering device 46 in this case.
  • the cooling device 22 may comprise at least one cooling body with a separate coolant circuit.
  • the coolant for example cooling water
  • the coolant can be dosed correspondingly via a metering device 48.
  • this metering device 48 with the output 42 of the control device 26th be connected.
  • the flow rate of the respective coolant can then be adjusted or regulated.
  • the amount of vapor stream 14 of relatively higher temperature and / or the amount of vapor stream 16 of relatively lower temperature can additionally be varied.
  • an actuator influencing the steam flow 14 such as e.g. a pressure adjusting element 50 and / or an actuator influencing the steam flow 16, such as e.g. a pressure adjusting element 52 may be provided.
  • the pressure adjustment element 50 can be connected, for example, to the output 44 and the pressure adjustment element 52 can be connected to the output 40 of the control device 26, for example.
  • the Druckeinstellelemente 50, 52 are, as already mentioned, optional and can be used zonal or global, for example.
  • a common steam supply 20 is again provided, which supplies steam at the pressure P and the temperature T.
  • the inputs 28 of the control device 26 are partly with sensors 30 to 36 for measuring the pressure and / or for measuring the temperature of the steam in the common steam supply 20, the steam flow 14 relatively higher temperature or the steam in the nozzle 24 and the material web Provided 12 acting steam.
  • the sensor 32 in the present case is provided in the region of the cooling device 22.
  • one or more optical sensors 38 may be provided, for example by means of a vapor scan, one for each of the droplet size and / or the water content of the vapor streams and / or of the material web 12 supplying steam representative signal.
  • the optical sensor 38 serves to deliver a signal representative of the droplet size and / or the water content of the steam acting on the material web 12 to the control device 26.
  • the supply lines for the two vapor streams, the relevant actuators, the cooling device, the nozzle and / or the sensors are provided separately in the case of a zonal influence for each zone.
  • FIG. 3 shows in a more detailed schematic representation a further exemplary embodiment of the moistening device 10.
  • This humidifying device 10 differs from that shown in FIG. 2 essentially only in that the two vapor streams 14, 16 different temperature after exiting a respective nozzle 54 and 56 are mixed before they hit the material web 12.
  • this humidifying device 10 shown in FIG. 3 has at least substantially the same structure as that according to FIG. 2.
  • Corresponding reference numerals are assigned to corresponding parts.
  • the two medium streams 14, 16 are purely by way of example two vapor streams. However, in a further embodiment, they may also be a vapor stream and a gas stream or the like. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Befeuchten einer insbesondere bewegten Materialbahn (12), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, wird die Feuchtigkeit über wenigstens zwei Mediumströme (14, 16), insbesondere zwei Dampfströme oder einen Dampfstrom und einen Gasstrom, unterschiedlicher Temperatur auf die Materialbahn (12) aufgebracht.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten einer Materialbahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Befeuchten einer insbesondere bewegten Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn.
Es ist bereits bekannt, an einem Kalander zur Beeinflussung von Qualitätseigenschaften des hergestellten Papiers, insbesondere zur Beeinflussung von Glanz, Glätte und Feuchte in Maschinenlaufrichtung und in Querrichtung Dampfblaskästen und Dampffeuchter einzusetzen. Bei einem Aufbringen der Feuchtigkeit durch reinen Dampf ist die aufgebrachte Feuchtemenge jedoch begrenzt.
Bei einer aus der Druckschrift WO 2007/003059 A1 bekannten Sprüheinrichtung wird zur Erhöhung des Feuchtegesamtauftrags auf die Materialbahn im Bereich eines Kalanders innerhalb einer speziellen Düse dem Dampf Kondensat zugesetzt. Eine solche Sprüheinrichtung kann zwar zur Querprofilierung eingesetzt werden. Sie tendiert jedoch zur Tropfenbildung sowie zu einem sehr schnellen Verstopfen der Kondensatleitungen, da diese sehr dünn ausgelegt sein müssen, um Wassertropfen zu vermeiden. Besonders kritisch sind hierbei so genannte Überkopfeinbauten.
Bei einem aus der Druckschrift DE 29 25 026 A1 bekannten Verfahren zum Befeuchten von Materialbahnen wird dem Dampf beim Austritt aus den Düsen Wasser zugesetzt. Gemäß der Druckschrift WO 2004/063463 A1 wird die Materialbahn über einen Dampfblaskasten und zusätzlich mit Wasser beaufschlagt. Auch in diesem Fall besteht unter anderem wieder die Gefahr einer Tropfenbildung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die zuvor erwähnten Nachteile beseitigt sind. Dabei soll insbesondere ein zonenweises Aufbringen von Feuchtigkeit auf eine bewegte Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, vor- und/oder innerhalb eines Kalanders zur Beeinflussung von Feuchte, Glanz und/oder Glätte in Quer- und/oder Längsrichtung ermöglicht werden.
Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Feuchtigkeit über wenigstens zwei Mediumströme unterschiedlicher Temperatur auf die Materialbahn aufgebracht wird. Die wenigstens zwei Mediumströme können dabei zwei Dampfströme oder einen Dampfstrom und einen Gasstrom umfassen.
Da die beiden Mediumströme unterschiedlicher Temperatur unterschiedlich große Feuchteeinheiten oder Tröpfchen aufweisen, ist es möglich, der Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn mehr Feuchtigkeit mitzugeben.
Bevorzugt werden über die Mediumströme unterschiedlicher Temperatur das Feuchtequerprofil, das Feuchtelängsprofil und/oder das Feuchteniveau der Materialbahn beeinflusst.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Befeuchtung der Materialbahn quer zur Bahnlaufrichtung betrachtet zonenweise erfolgt und die in einer jeweiligen Zone auf die Materialbahn aufzubringende Feuchtigkeit jeweils über wenigstens zwei Mediumströme unterschiedlicher Temperatur aufgebracht wird. Für den die relativ höhere Temperatur besitzenden Mediumstrom, insbesondere Dampfstrom, wird zweckmäßigerweise überhitzter Dampf eingesetzt.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Temperatur eines jeweiligen Mediumstroms relativ höherer Temperatur zumindest im Wesentlichen konstant und/oder die Temperatur der über die Zonen verteilten Mediumströme relativ höherer Temperatur zumindest im Wesentlichen gleich gehalten.
Bevorzugt ist die Temperatur des die relativ niedrigere Temperatur besitzenden Mediumstroms für jede Zone getrennt variierbar, wodurch eine entsprechende Profilierung ermöglicht wird.
Eine bevorzugte praktische Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Mediumströme, insbesondere
Dampfströme, unterschiedlicher Temperatur aus einer gemeinsamen Versorgung, insbesondere Dampfversorgung, gespeist werden und einer der beiden
Mediumströme, insbesondere Dampfströme, gekühlt wird. Dabei kann der betreffende Mediumstrom, insbesondere Dampfstrom, zweckmäßigerweise durch die Kühlung in den Bereich des Satt- oder Nassdampfs verändert werden.
Die jeweils auf die Materialbahn aufzubringende Feuchtigkeitsmenge wird vorteilhafterweise über die Kühlung des betreffenden Mediumstroms eingestellt und/oder geregelt.
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der betreffende Mediumstrom direkt gekühlt. Für eine solche direkte Kühlung des betreffenden Mediumstroms wird vorteilhafterweise Kondensat in den Mediumstrom eingebracht. Bevorzugt wird hierbei die einzubringende Kondensatomenge über eine Dosiereinrichtung gesteuert. Gemäß einer zweckmäßigen alternativen Ausgestaltung kann der betreffende Mediumstrom jedoch auch indirekt gekühlt werden. Eine solche indirekte Kühlung erfolgt zweckmäßigerweise über wenigstens einen Kühlkörper mit getrenntem Kühlmittelkreislauf. Das Kühlmittel wird zweckmäßigerweise über eine Dosiereinrichtung in der gewünschten Weise dosiert.
Zur Beeinflussung bestimmter Eigenschaften der Materialbahn wird vorteilhafterweise zusätzlich die Menge des Mediumstroms relativ höherer Temperatur und/oder die Menge des Mediumstroms relativ geringerer Temperatur variiert. Dabei können insbesondere wieder solche Eigenschaften wie die Feuchte, Glanz und/oder Glätte gemäß dem „Bügeleisen-Prinzip" entsprechend beeinflusst werden.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beiden Mediumströme unterschiedlicher Temperatur innerhalb einer Düse zusammengeführt und die Materialbahn über eine solche Düse beaufschlagt.
Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung können die beiden Mediumströme unterschiedlicher Temperatur jedoch auch nach dem Austritt aus einer jeweiligen Düse vermischt werden, bevor sie auf die Materialbahn auftreffen.
Die erfindungsgemäße Befeuchtungsvorrichtung zeichnet sich entsprechend dadurch aus, dass sie einen Dampffeuchter zum Aufbringen der Feuchtigkeit über wenigstens zwei Mediumströme unterschiedlicher Temperatur umfasst. Die wenigstens zwei Mediumströme können dabei zwei Dampfströme oder einen Dampfstrom und einen Gasstrom umfassen.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Von besonderem Vorteil ist eine Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beeinflussung von Feuchte, Glanz und/oder Glätte einer Material bahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, insbesondere vor und/oder innerhalb eines Kalanders. Dabei ist insbesondere wieder eine Profilierung in Quer- und/oder Längsrichtung denkbar.
Das zonale Aufbringen der Feuchtigkeit kann also durch zwei unterschiedlich temperierte Mediumströme, insbesondere Dampfströme, erfolgen. Der höher temperierte Mediumstrom, vorzugsweise überhitzter Dampf, kann dabei in seiner Temperatur konstant belassen werden. Der zweite Mediumstrom, der von der gleichen Versorgungsleitung wie der erste Mediumstrom höherer Temperatur gespeist sein kann, kann separat für jede Zone durch eine geeignete Kühlung insbesondere in den Bereich des Satt- und Nassdampfs verändert werden. Dabei kann das betreffende Kühlelement zur Regelung der Auftragsmenge verwendet werden.
Die beiden Mediumströme können durch Zusammenführen innerhalb einer Düse gemeinsam auf die Materialbahn aufgebracht werden. Der Strom höherer Temperatur beziehungsweise der überhitzte Strom kann als Trägermedium für den anderen Strom beziehungsweise Nassdampf verwendet werden, um dadurch eine Tropfenbildung am Dampffeuchter zu vermeiden.
Alternativ dazu können die beiden Mediumströme nach dem Austritt aus einer Düse vermischt werden, bevor sie auf die Materialbahn auftreffen. Die unterschiedlichen Mediumströme weisen unterschiedlich große Feuchteeinheiten, das heißt. Tröpfchen auf, wodurch der Materialbahn mehr Feuchtigkeit mitgegeben werden kann.
Die zuvor erwähnte Kühlung kann direkt oder indirekt erfolgen. Die direkte Kühlung kann durch Einbringen von Kondensat erfolgen, welches mit einer geeigneten Dosiereinrichtung gesteuert wird. Das indirekte Kühlen kann durch einen Kühlkörper erfolgen, der mit einem separaten Kühl kreislauf versehen ist und insbesondere wie ein Wärmetauscher wirkt. Dabei kann die in dem Kühlkreislauf verwendete Kühlflüssigkeit präzise dosiert werden.
Bei beiden Kühlungsarten kann ergänzend sowohl die Menge des ersten Mediumstroms höherer Temperatur als auch die Menge des Mediumstroms geringerer Temperatur variiert werden, um die Qualitäten der Materialbahn beziehungsweise Papierqualitäten zu optimieren. Auch hierzu ist eine geeignete Dosiervorrichtung zweckmäßig.
Zur optimalen Regelung können verschiedene Sensoren zur Druck- und Temperaturmessung sowie optional auch optische Sensoren eingesetzt werden, um anhand der so genannten Dampfdurchsicht Rückschlüsse auf die Tröpfchengröße und/oder den Wassergehalt ziehen zu können.
Indem die Gefahr einer Verstopfung kleinerer Bohrungen beseitigt ist, wird entsprechend die Verfügbarkeit erhöht. Zudem wird die Dosierung vereinfacht. Anstatt der bisher üblichen Kombination von Dampf und Wasser oder Luft und Wasser werden erfindungsgemäß zwei unterschiedliche Mediumströme verwendet. Dabei kann insbesondere die Kühlung eines der beiden Mediumströme zur zonalen Einstellung der jeweiligen Qualitäten der Materialbahn beziehungsweise zur zonalen Einstellung der jeweiligen Papierqualitäten wie insbesondere Feuchte, Glanz und/oder Glätte insbesondere in Quer- und/oder Längsrichtung herangezogen werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer beispielhaften
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befeuchtungsvorrichtung, bei der die beiden Dampfströme unterschiedlicher Temperatur innerhalb einer Düse zusammengeführt sind; Fig. 2 eine detailliertere schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Befeuchtungsvorrichtung, bei der die beiden Dampfströme unterschiedlicher Temperatur wieder innerhalb einer Düse zusammengeführt sind; und Fig. 3 eine detailliertere schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Befeuchtungsvorrichtung, bei der die beiden Dampfströme unterschiedlicher Temperatur nach dem Austritt aus einer jeweiligen Düse vermischt werden.
Fig. 1 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zum Befeuchten einer insbesondere bewegten Materialbahn 12, bei der es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln kann.
Die Befeuchtungsvorrichtung 10 umfasst einen Dampffeuchter 18 zum Aufbringen der Feuchtigkeit über zwei Dampfströme 14, 16 unterschiedlicher Temperatur, über die insbesondere das Feuchtequerprofil, das Feuchtelängsprofil und/oder das Feuchtniveau der Material bahn 12 beeinflussbar sind.
In der vorliegenden Figurenbeschreibung sind die beiden Mediumströme 14, 16 rein beispielhaft zwei Dampfströme. Sie können in weiterer Ausgestaltung jedoch auch ein Dampfstrom und ein Gasstrom oder ähnliches sein, die die an sie gestellten Anforderungen vollumfänglich erfüllen.
Dabei kann der Dampffeuchter 18 insbesondere für eine quer zur Bahnlaufrichtung L betrachtet zonenweise Befeuchtung der Materialbahn 12 ausgeführt sein. In diesem Fall kann die in einer jeweiligen Zone auf die Materialbahn 12 aufzubringende Feuchtigkeit jeweils über wenigstens zwei solche Dampfströme 14, 16 unterschiedlicher Temperatur aufgebracht werden.
Der die relativ höhere Temperatur besitzende erste Dampfstrom 14 kann insbesondere durch einen Strom überhitzten Dampfs gebildet sein. Die Befeuchtungsvorrichtung 10 kann insbesondere so ausgelegt sein, dass die Temperatur eines jeweiligen Dampfstroms 14 relativ höherer Temperatur zumindest im Wesentlichen konstant und/oder die Temperatur der über die Zonen verteilten Dampfströme 14 relativ höherer Temperatur zumindest im Wesentlichen gleich gehalten ist.
Dagegen ist die Temperatur des die relativ niedrigere Temperatur besitzenden zweiten Dampfstroms 16 vorzugsweise variierbar. Bei der bevorzugten Auslegung des Dampfbefeuchters 18 für eine zonenweise Befeuchtung der Materialbahn 12 ist die Temperatur des die relativ niedrigere Temperatur besitzenden zweiten Dampfstroms 16 für jede Zone getrennt variierbar.
Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, können die beiden Dampfströme 14, 16 unterschiedlicher Temperatur aus einer gemeinsamen Dampfversorgung 20 gespeist und eine Einrichtung 22 zur Kühlung eines der beiden Dampfströme, hier also des Dampfstroms 16 vorgesehen sein. Die Temperatur des ungekühlten
Dampfs in der gemeinsamen Dampfversorgung 20 und entsprechend des Dampfs des ersten Dampfstroms relativ höherer Temperatur kann insbesondere in einem Bereich von etwa 115 bis etwa 125 0C liegen.
Der zweite Dampfstrom 16 ist über die Kühleinrichtung 22 zweckmäßigerweise in den Bereich des Satt- oder Nassdampfs veränderbar.
Die Kühleinrichtung 22 kann zur direkten oder zur indirekten Kühlung des zweiten Dampfstroms 16 vorgesehen sein.
Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, werden im vorliegenden Fall die beiden Dampfströme 14, 16 unterschiedlicher Temperatur beispielsweise innerhalb einer einzelnen Düse 24, insbesondere einer Sprühdüse, zusammengeführt und die Materialbahn über diese Düse 24 beaufschlagt. Fig. 2 zeigt in detaillierterer schematischer Darstellung eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Befeuchtungsvorrichtung 10, die im Prinzip wieder so aufgebaut ist wie die Vorrichtung gemäß Fig. 1. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet. Dabei sind auch im vorliegenden Fall die beiden Dampfströme 14, 16 unterschiedlicher Temperatur wieder innerhalb einer Düse 24 zusammengeführt, über die dann die Materialbahn 12 entsprechend beaufschlagt wird.
Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, umfasst die Befeuchtungsvorrichtung 10 eine Steuereinrichtung 26, beispielsweise in Form eines Steuercomputers, mit mehreren Eingängen 28 zum Anschluss verschiedener Sensoren 30 bis 38 und mehreren Ausgängen 40 bis 44 insbesondere zur Beaufschlagung unterschiedlicher Stellglieder.
Wie bereits erwähnt, kann die Kühleinrichtung 22 zur direkten oder zur indirekten Kühlung des zweiten Dampfstroms 16 relativ geringerer Temperatur vorgesehen sein.
Im Fall einer direkten Kühlung des Dampfstroms 16 kann beispielsweise eine Kondensateinspritzung vorgesehen sein. Dabei ist beispielsweise eine
Dosiereinrichtung 46 vorgesehen, über die Kondensat in den Dampfstrom 16 eingebracht werden kann. Die Dosiervorrichtung 16 kann zur Einstellung oder
Regulierung des Durchflusses des Kondensats mit dem Ausgang 42 der
Steuereinrichtung 26 verbunden sein. Die einzubringende Kondensatmenge ist in diesem Fall also über die Dosiereinrichtung 46 steuerbar.
Im Fall einer indirekten Kühlung des zweiten Dampfstroms 16 kann die Kühleinrichtung 22 wenigstens einen Kühlkörper mit getrenntem Kühlmittelkreislauf umfassen. In diesem Fall ist das Kühlmittel, z.B. Kühlwasser, über eine Dosiereinrichtung 48 entsprechend dosierbar. Dazu kann in diesem Fall diese Dosiereinrichtung 48 mit dem Ausgang 42 der Steuereinrichtung 26 verbunden sein. Über die Dosiereinrichtung 48 kann dann die Durchflussmenge des betreffenden Kühlmittels eingestellt oder reguliert werden.
Zur Beeinflussung bestimmter Eigenschaften der Materialbahn 12, insbesondere zur Beeinflussung von Feuchte, Glanz und/oder Glätte kann zusätzlich die Menge des Dampfstroms 14 relativ höherer Temperatur und/oder die Menge des Dampfstroms 16 relativ geringerer Temperatur variiert werden. Dazu kann beispielsweise ein den Dampfstrom 14 beeinflussendes Stellglied wie z.B. ein Druckeinstellelement 50 und/oder ein den Dampfstrom 16 beeinflussendes Stellglied wie z.B. ein Druckeinstellelement 52 vorgesehen sein. Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, kann dabei das Druckeinstellelement 50 beispielsweise mit dem Ausgang 44 und das Druckeinstellelement 52 beispielsweise mit dem Ausgang 40 der Steuereinrichtung 26 verbunden sein.
Die Druckeinstellelemente 50, 52 sind, wie bereits erwähnt, optional und können beispielsweise zonal oder global eingesetzt werden.
Für die beiden Dampfströme 14, 16 ist wieder eine gemeinsame Dampfversorgung 20 vorgesehen, die Dampf mit dem Druck P und der Temperatur T liefert.
Die Eingänge 28 der Steuereinrichtung 26 sind zum Teil mit Sensoren 30 bis 36 zur Messung des Drucks und/oder zur Messung der Temperatur des Dampfs in der gemeinsamen Dampfversorgung 20, des Dampfstroms 14 relativ höherer Temperatur beziehungsweise des Dampfs in der Düse 24 beziehungsweise des die Materialbahn 12 beaufschlagenden Dampfs vorgesehen. Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Sensor 32 im vorliegenden Fall im Bereich der Kühleinrichtung 22 vorgesehen.
Optional können ein oder mehrere optische Sensoren 38 vorgesehen sein, um beispielsweise anhand einer Dampfdurchsicht jeweils ein für die Tröpfchengröße und/oder den Wassergehalt der Dampfströme und/oder des die Materialbahn 12 beaufschlagenden Dampfs repräsentatives Signal zu liefern. Im vorliegenden Fall dient der optische Sensor 38 dazu, ein für die Tröpfchengröße und/oder den Wassergehalt des die Materialbahn 12 beaufschlagenden Dampfs repräsentatives Signal an die Steuereinrichtung 26 zu liefern.
Die Zuleitungen für die beiden Dampfströme, die betreffenden Stellglieder, die Kühleinrichtung, die Düse und/oder die Sensoren sind im Fall einer zonalen Beeinflussung für jede Zone getrennt vorgesehen.
Fig. 3 zeigt in detaillierterer schematischer Darstellung eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Befeuchtungsvorrichtung 10.
Diese Befeuchtungsvorrichtung 10 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 2 im Wesentlichen nur dadurch, dass die beiden Dampfströme 14, 16 unterschiedlicher Temperatur nach dem Austritt aus einer jeweiligen Düse 54 beziehungsweise 56 gemischt werden, bevor sie auf die Material bahn 12 auftreffen.
Im Übrigen besitzt diese in der Fig. 3 wiedergegebene Befeuchtungsvorrichtung 10 zumindest im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die gemäß Fig. 2. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
Abschließend ist nochmals festzuhalten, dass in der vorliegenden Figurenbeschreibung die beiden Mediumströme 14, 16 rein beispielhaft zwei Dampfströme sind. Sie können in weiterer Ausgestaltung jedoch auch ein Dampfstrom und ein Gasstrom oder ähnliches sein. Bezugszeichenliste
10 Befeuchtungsvorrichtung
12 Materialbahn
14 Mediumstrom (Dampfstrom) relativ höherer Temperatur
16 Mediumstrom (Dampfstrom) relativ geringerer Temperatur
18 Dampffeuchter
20 Gemeinsame Versorgung
22 Kühleinrichtung
24 Düse
26 Steuereinrichtung
28 Eingänge
30 Sensor
32 Sensor
34 Sensor
36 Sensor
38 Sensor
40 Ausgang
42 Ausgang
44 Ausgang
46 Dosiereinrichtung
48 Dosiereinrichtung
50 Druckeinstellelement
52 Druckeinstellelement
54 Düse
56 Düse
L Bahnlaufrichtung

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten einer MaterialbahnPatentansprüche
1. Verfahren zum Befeuchten einer insbesondere bewegten Materialbahn (12), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit über wenigstens zwei Mediumströme (14, 16), insbesondere zwei Dampfströme oder einen Dampfstrom und einen Gasstrom, unterschiedlicher Temperatur auf die Materialbahn (12) aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass über die Mediumströme (14, 16) unterschiedlicher Temperatur das
Feuchtequerprofil, das Feuchtelängsprofil und/oder das Feuchteniveau der Materialbahn (12) beeinflusst werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befeuchtung der Materialbahn (12) quer zur Bahnlaufrichtung (L) betrachtet zonenweise erfolgt und dass die in einer jeweiligen Zone auf die Materialbahn (12) aufzubringende Feuchtigkeit jeweils über wenigstens zwei Mediumströme (14, 16) unterschiedlicher Temperatur aufgebracht wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den die relativ höhere Temperatur besitzenden Mediumstrom (14), insbesondere Dampfstrom, überhitzter Dampf eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur eines jeweiligen Mediumstroms (14) relativ höherer Temperatur zumindest im Wesentlichen konstant gehalten wird und/oder die Temperatur der über die Zonen verteilten Mediumströme (14) relativ höherer Temperatur zumindest im Wesentlichen gleich gehalten wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des die relativ niedrigere Temperatur besitzenden Mediumstroms (16) für jede Zone getrennt variierbar ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mediumströme (14, 16), insbesondere Dampfströme, unterschiedlicher Temperatur aus einer gemeinsamen Versorgung (20), insbesondere Dampfversorgung, gespeist werden und einer (16) der beiden
Mediumströme (14, 16), insbesondere Dampfströme, gekühlt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der betreffende Mediumstrom (16), insbesondere Dampfstrom, durch die Kühlung in den Bereich des Satt- oder Nassdampfs verändert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils auf die Materialbahn (12) aufzubringende
Feuchtigkeitsmenge über die Kühlung des betreffenden Mediumstroms (16) eingestellt und/oder geregelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der betreffende Mediumstrom (16) direkt gekühlt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur direkten Kühlung des betreffenden Mediumstroms (16) Kondensat in den Mediumstrom (16) eingebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die einzubringende Kondensatmenge über eine Dosiereinrichtung (46) gesteuert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der betreffende Mediumstrom (16) indirekt gekühlt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die indirekte Kühlung über wenigstens einen Kühlkörper mit getrenntem Kühlmittelkreislauf erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel über eine Dosiereinrichtung (48) dosiert wird.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung bestimmter Eigenschaften der Materialbahn (12) zusätzlich die Menge des Mediumstroms (14) relativ höherer Temperatur und/oder die Menge des Mediumstroms (16) relativ geringerer Temperatur variiert wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mediumströme (14, 16) unterschiedlicher Temperatur innerhalb einer Düse (24) zusammengeführt werden und die Materialbahn (12) über eine solche Düse (24) beaufschlagt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mediumströme (14, 16) unterschiedlicher Temperatur nach dem Austritt aus einer jeweiligen Düse (54 beziehungsweise 56) vermischt werden, bevor sie auf die Materialbahn (12) auftreffen.
19. Vorrichtung (10) zum Befeuchten einer insbesondere bewegten Materialbahn (12), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Dampffeuchter (18) zum Aufbringen der Feuchtigkeit über wenigstens zwei Mediumströme (14, 16), insbesondere zwei Dampfströme oder einen Dampfsrom und einen Gasstrom, unterschiedlicher Temperatur umfasst.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass über die Mediumströme (14, 16) unterschiedlicher Temperatur das Feuchtequerprofil, das Feuchtelängsprofil und/oder das Feuchteniveau der Materialbahn (12) beeinflussbar sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampffeuchter (15) für eine quer zur Bahnlaufrichtung (L) betrachtet zonenweise Befeuchtung der Materialbahn (12) ausgeführt ist, wobei die in einer jeweiligen Zone auf die Materialbahn (12) aufzubringende Feuchtigkeit jeweils über wenigstens zwei M edi umströme (14, 16) unterschiedlicher Temperatur aufbringbar ist.
22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die relativ höhere Temperatur besitzende Mediumstrom (14), insbesondere Dampfstrom, durch einen Strom überhitzten Dampfs gebildet wird.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur eines jeweiligen Mediumstroms (14) relativ höherer
Temperatur zumindest im Wesentlichen konstant und/oder die Temperatur der über die Zonen verteilten Mediumströme (14) relativ höherer Temperatur zumindest im Wesentlichen gleich gehalten ist.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des die relativ niedrigere Temperatur besitzenden Mediumstroms (16) für jede Zone getrennt variierbar ist.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mediumströme (14, 16), insbesondere Dampfströme, unterschiedlicher Temperatur aus einer gemeinsamen Versorgung (20) insbesondere Dampfversorgung, gespeist und eine Einrichtung (22) zur Kühlung eines der beiden Mediumströme (14, 16), insbesondere
Dampfströme, vorgesehen sind.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der betreffende Mediumstrom (16), insbesondere Dampfstrom, über die Kühleinrichtung (22) in den Bereich des Satt- oder Nassdampfs veränderbar ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinrichtung (26) umfasst, um die jeweils auf die Materialbahn aufzubringende Feuchtigkeitsmenge über die Kühlung des betreffenden Mediumstroms (16) einzustellen und/oder zu regeln.
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (22) zur direkten Kühlung des betreffenden
Mediumstroms (16) vorgesehen ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dosiereinrichtung (46) vorgesehen ist, über die zur direkten
Kühlung des betreffenden Mediumstroms Kondensat in den Mediumstrom (16) einbringbar ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die einzubringende Kondensatmenge über die Dosiereinrichtung (46) steuerbar ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (22) zur indirekten Kühlung des betreffenden Mediumstroms (16) vorgesehen ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (22) zur indirekten Kühlung wenigstens einen Kühlkörper mit getrenntem Kühlmittelkreislauf umfasst.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel über eine Dosiereinrichtung (48) dosierbar ist.
34. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung bestimmter Eigenschaften der Materialbahn (12) zusätzlich die Menge des Mediumstroms (14) relativ höherer Temperatur und/oder die Menge des Mediumstroms (16) relativ geringerer Temperatur variiert ist.
35. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mediumströme (14, 16) unterschiedlicher Temperatur innerhalb einer Düse (24) zusammengeführt sind und die Materialbahn über eine solche Düse (24) beaufschlagbar ist.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die beiden Mediumströme unterschiedlicher Temperatur nach dem Austritt aus einer jeweiligen Düse zu vermischen, bevor sie auf die Materialbahn auftreffen.
37. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Sensoren (30 - 36) zur Messung des Drucks und/oder zur Messung der Temperatur des Mediums, insbesondere Dampfs, in der gemeinsamen Versorgung (20), insbesondere Dampfversorgung, wenigstens eines der Mediumströme (14, 16), insbesondere Dampfströme, und/oder des die Materialbahn (12) beaufschlagenden Mediums, insbesondere Dampfs, vorgesehen sind.
38. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere optische Sensoren (38) vorgesehen sind, um anhand einer Dampfdurchsicht jeweils ein für die Tröpfchengröße und/oder den Wassergehalt wenigstens eines der Mediumströme (14, 16), insbesondere Dampfströme, und/oder des die Materialbahn (12) beaufschlagenden Mediums, insbesondere Dampfs, repräsentatives Signal zu liefern.
39. Verwendung des Verfahrens und/oder der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Beeinflussung von Feuchte, Glanz und/oder Glätte einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, insbesondere vor und/oder innerhalb eines Kalanders.
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