CH633845A5

CH633845A5 - Trocknungsapparat fuer eine endlose bahn von papierfasern.

Info

Publication number: CH633845A5
Application number: CH815878A
Authority: CH
Inventors: Oscar Luthi
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1977-08-02
Filing date: 1978-07-28
Publication date: 1982-12-31
Also published as: GB2002044B; JPS5438907A; DE2832840A1; IT7826355A0; FI782374A; IT1097566B; BR7804952A; NO148561C; JPS5652157B2; NO148561B; FI62573C; CA1104817A; US4297794A; SE7808165L; GB2002044A; DE2832840C2; FI62573B; FR2399504B1; NO782616L; FR2399504A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trocknungsapparat gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. Solche Apparate finden sich in der Trockenstation bei der Herstellung von Papier.

Im allgemeinen umfasst eine Papiermaschine einen Vliesaufbereiter zum Ausbreiten der wässrigen Stoffsuspension zwischen der Zeugbütte und der Maschine, einen Gefäss- oder Durchflussregulator, um die Einheitlichkeit des Zeugs zu gewährleisten, eine Siebpartie zum Abziehen des überschüssigen Wassers, eine Nasspresse, der der nasse Papierfilz nach der Siebpartie zugeleitet wird, eine Trockenpartie, ein Glättwerk zum Pressen des trockenen Papierblattes und ein Aufrollapparat, um die Papierbahn auf grosse Tambouren aufzuwik-keln.

Die traditionelle und weitest verbreitete Trockenpartie besteht aus einer Reihe von gusseisernen, dampfbeheizten Walzen mit 1,2 bis 1,5 m Durchmesser. Das aus der Nasspresse abgegebene Papier enthält etwa 32% bis 42% trockene Fasern. Es ist nötig, Wärme zu benützen, um den endgültigen Zustand der Trockenheit zu erreichen. Die Bahn wird über und unter den Walzeneinheiten durchgeführt, bis der Gewünschte Trockengrad erreicht ist; ungefähr 6% Wassergehalt. Die Anzahl Trockeneinheiten wird durch die zu verdampfende Menge Wasser, die Geschwindigkeiten der Maschine und das Gewicht des Papiers bestimmt.

Unglücklicherweise ist die Wärmeabgabe bei den Trockenwalzen im allgemeinen gering. Papiermaschinen mit hundert und mehr Trockenwalzen sind nichts aussergewöhnliches. Auch muss der Papierfilz sehr eng um die Walze gewickelt werden, um einen innigen Kontakt mit der Walze für den Wärmeübergang zu bewirken. Das Papier tendiert zum Schrumpfen während des Trocknungsvorganges, jedoch ist die Schrumpfung auf ein unwesentliches Mass gehalten, weil die Bahn straff um die Walzen gewickelt wird. Deshalb muss sich das Papier strecken; dies verringert aber die Stärke und die Elastizität des fertigen Papiers. Die Weichheit in der Gewebequalität ist ebenfalls infolge des straffen Wickeins und Streckens vermindert.

Eine andere Art von Trockenpartie kann als Durchblase-trockenpartie bezeichnet werden: Das nasse Papier wird um einen gerippten oder perforierten Träger gewickelt. Heisse Luft wird in die Walze eingeführt und vollständig durch das Papier gepresst. Durchblasetrocknung erlaubt eine höhere Trocknungsgeschwindigkeit, sie ist jedoch auf poröse Qualitäten, wie Gewebezeug, Wischzeug, Filterpapiere, Abdeckzeug und Bodenfilze beschränkt.

Eine weitere Trockeneinrichtung besteht aus Apparaten zur aussenseitigen Aufpralltrocknung. Die aussenseitige Aufpralltrocknung wird zusammen mit der Trommeltrocknung angewendet. Sie kann auch mit der Durchblasetrocknung für weniger durchlässige Papiere benützt werden. Einen Strahl von heissem Gas lässt man von aussen auf den nassen Papierfilz aufprallen. Das Aufprallen bricht die Dampfbarriere auf und vergrössert die verdampfte Wassermenge wesentlich.

Aussenseitige Aufpralltrocknung konnte sich nicht stark verbreiten, trotz des Vorteils bezüglich Trocknungsgeschwindigkeit im Vergleich zu den traditionellen und weit verbreiteten Trocknungszylindern. Aussenseitige Aufpralltrocknung wird meistens angewendet, wenn zusätzliche Kapazität benötigt wird und ein Zusetzen vom mehreren traditionellen Trocknungszylindern nicht durchführbar ist. Der Hauptnachteil der aussenseitigen Aufpralltrocknung ist die Nähe der Aufpralldüsen beim Papierfilz. Dies kompliziert das Reinigen nach einem Papierfilzbruch. Auch ändert sich die Wärmeverteilung durch den Abstand zwischen Düse und Filz, was wiederum die T rocknungsgeschwindigkeit ändert.

Demgegenüber soll nun durch die Erfindung eine innenseitige Aufpralltrocknung geschaffen werden. Eine solche in5

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nenseitige Auffilltrocknung weist eine grössere Wärmeabgabe verglichen mit der aussenseitigen Aufpralltrocknung auf. Zudem weist die innenseitige Aufpralltrocknung nicht die Nachteile der aussenseitigen Aufpralltrocknung bezüglich dichter Anschlüsse, verschlossener Abzüge, arbeitstechnischer Interferenzen wegen der Düsen und Trocknungsgeschwindigkeit wegen Wärmeverteilung auf.

Erfindungsgemäss wird dies mit einem Apparat gemäss den Merkmalen im unabhängigen Patentanspruch erreicht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Seitenriss einer bevorzugten Ausführungsform des Trockners,

Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1 in Richtung der Pfeile betrachtet,

Fig. 3 eine Querschnittansicht in schematischer Darstellung einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 eine Teilansicht in vergrössertem Massstab von einem Teil des Trockners nach Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht in vergrössertem Massstab, zur Darstellung einer Partie des in Umfangsrichtung verstärkten Trägers,

Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht in vergrössertem Massstab eines in axiales Richtung verstärkten Trägers,

Fig. 7 eine Teilansicht in vergrössertem Massstab, zur Darstellung des Flusses des heissen Gases im Gebiet des verstärkten Trägers,

Fig. 8 eine Teilansicht in vergrössertem Masstab zur Darstellung des Flusses des heissen Gases in einer andern Ausführungsform des verstärkten Trägers, und

Fig. 9 eine Schnittansicht einer geänderten Ausführungsform nach Fig. 5 mit verstärkenden Trägern.

Gemäss Fig. 1 umfasst der neue Trockner eine drehbare Trommel 10. Die drehbare Trommel 10 kann in einem nicht dargestellten Gehäuse eingebaut sein und ist in Drehlagern 12 gelagert. In der Figur ist nur die halbe Trommel 10 dargestellt, es wird dabei vorausgesetzt, dass die andere Hälfte gleichartig bezüglich des Aufbaus ist.

Heisse Gase, wie heisse Luft oder Dampf, werden der Innenseite der drehbaren Trommel 10 mittels der Gasleitung 14 zugeführt. Die Papierbahn 16 wird der drehbaren Trommel 10 zugeführt und berührt die aussenseitige Oberfläche der Trommel im Bereich 18 (siehe Fig. 2). Die Papierbahn 16 verlässt die Trommel 10 bei einem Bereich 20 (siehe Fig. 2), die um einen Umfangsbereich vom Bereich 18 entfernt ist.

Eine Anzahl von in Längsrichtung voneinander entfernten Sätzen von Gasauslassen bilden Heissgaszonen. Jeder Satz umfasst eine Anzahl auf dem Umfang verteilt angeordneter Heissgasrohre, die mit einer Gasleitung 14 verbunden sind. Die auf dem Umfang voneinander entfernten, sich in radialer Richtung erstreckenden Heissgasrohre 30 (siehe Fig. 1 und 2), erstrecken sich radial von der Heissgasleitung 14 zu einer Anzahl sich längserstrcckender Rohrabschnitte 32. Jeder Rohrabschnitt 32 ist mit einem Schlitz 34 versehen, der die Düse zum Richten des Heissgasstromes zu einem Papierbahnträger 36 bildet.

Gleicherweise ist eine Anzahl auf dem Umfang verteilter, sich radial erstreckender Rohre 38 (nur in Fig. 1 dargestellt) mit der Gasleitung 14 verbunden und führen zu einer Anzahl von Rohrabschnitten 40. Diese Rohrabschnitte 40, gleich wie die Rohrabschnitte 32, weisen je einen Schlitz zur Zufuhr des heissen Gases in den Papierbahnträger 36 auf. In gleicher Weise sind noch mehr Sätze von Rohren zur Zufuhr des Gases zu anderen Partien des Trägers 36 vorhanden, obwohl diese in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Ein bogenförmiges Glied 21, das mit allen Düsen in den Wärmezonen liegt, ist in radialem Abstand von der innenseitigen Oberfläche des

Bahnträgers 36 angeordnet und umfasst in etwa denselben Teil der Trommel wie der Berührungsbogen der Papierbahn. Heisse Gase fHessen innen durch Öffnungen 31, die sich im bogenförmigen Glied 21 zwischen den Düsen befinden, j Die Menge des heissen Gases, das durch die Rohre 30 geführt ist, wird durch die axiale Lage eines Ringes 24 gesteuert, der durch den Ringträger 25 auf der Achse 22, die von ausserhalb der Trommel bedienbar ist, gehaltert wird. Ebenso wird auch die Menge des heissen Gases, das durch die Rohre io 38 geführt ist, durch die axiale Lage eines Ringes 28 gesteuert, der durch einen Ringträger 29 auf der von ausserhalb der Trommel betätigten Welle 26 gehaltert ist. Das Gas kann durch die Gasöffnung 40a im Ringträger 25 fliessen und auch durch die Gasöffnung 42 im Ringträger 29. Somit kann die 15 Menge des heissen Gases, das jeder Zone zugeführt wird, bezüglich Änderungen der Feuchtigkeit in bezug auf die längsgerichtete Lage der Partien der Papierbahn 16 eingestellt werden.

Der Bahnträger 36 muss ein bis zu einem hohen Prozent-20 satz gasdurchlässiger Träger sein und ist vorzugsweise gemäss der Darstellung in Fig. 5 aufgebaut, wo eine Teilansicht der Struktur des Bahnträgers 36 gezeigt ist. Der Bahnträger 36 umfasst eine Anzahl in Längsrichtung voneinander getrennter, gekrümmter flacher Halter 44 als Tragelemente der Bahn. Die 25 flachen Halter erstrecken sich um den ganzen Umfang der Trommel, wobei die radialen Seiten 45 grösser sind, als die axialen Seiten 47. Eine Anzahl gewellter Streifen 46, von denen jeder den gesamten Umfang der Trommel umfasst, verbindet jeweils ein Paar benachbarter flacher gekrümmter Hal-30 ter 44.

Der Radius der radialen äussersten Flächen 49 der gewellten Streifen 46 ist viel kleiner als der Radius der radialen äussersten Flächen der flachen Streifen 44. Damit sind die gewellten Streifen 46 gegenüber der Trommelmantelfläche 35 zurückgezogen und bilden nicht nur Kanäle zur Leitung der heissen Gase nach aussen gegen die Innenseite der Papierbahn, sondern bilden auch Kanäle 48 für den Fluss der heissen Gase entlang dem Umfang der Innenfläche der Bahn (16) (Fig. 1).

40 Der Teil des Trommelumfanges, der nicht durch das gebogene Glied 21 umfasst ist, ist somit offen. Damit wird der Wegfluss des Gases zu einem U-förmigen Kanal 50 und nach aussen beim Gasauslass 52 erleichtert. Ein zweiter Gasauslas, gleich wie der Gasauslass 52, kann am andern axialen 45 Ende der drehbaren Trommel 10 vorgesehen sein.

Fig. 6 zeigt einen anderen Bahnträger, der anstelle des Bahnträger nach Fig. 5 verwendet werden kann. Fig. 6 zeigt, gleich wie Fig. 5, einen Ausschnitt des Bahnträgers.

Der Bahnträgers umfasst eine Anzahl auf dem Umfang 50 verteilte längsgestreckte flache, gerade Streifen 54 zum Unterstützen der Bahn. Eine Anzahl gewellter Streifen 56 erstrecken sich in Längsrichtung um die Trommel, und jeder gewellte Streifen ist mit zwei benachbarten flachen Streifen 54 verbunden. Die gewellten Streifen 56 sind gegenüber den 55 flachen Streifen 54 zurückgezogen, so dass sich längsgerichtete Zwischenräume für die Leitung von heissen Gasen entlang der inneren Oberfläche der Bahn bilden.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 3, 4 und 7 ist das Gasleitungssystem leicht geändert im Vergleich zum Gaslei-60 tungssystem in der Ausführungsform gemäss Fig. 1 und 2. Der Gaseinlass 14 führt das Gas zu einer Anzahl Sätzen von Gasleitgliedern und jeder Satz umfasst eine Anzahl sich radial erstreckender Gasrohre 58, die zu einem bogenförmigen Rohrsystem 60 hin führen. Vom Rohrsystem 60 wird das heisse 65 Gas zu einer Anzahl Gasleitungen 62, die Düsen 68 mit

Schlitzen 67 aufweisen, geführt. Die Düsen 68 schliessen einen spitzen Winkel mit dem Radius der Trommel ein. Wie deutlicher in Fig. 7 gezeigt ist, ist je eine kurze Ablenkplatte 70

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in einer Richtung neben der Düse 68 angeordnet, und eine längere Ablenkplatte 72 ist auf der andern Seite der Düsen 68 vorhanden. Die längere Platte 72 ist von der kurzen Platte bei der benachbarten Düse 68 entfernt, so dass sich längsgerichtete Öffnungen 74 bilden, um den Rückfluss der heissen Gase in die drehbare Trommel 10 zu gewährleisten.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 8 ist das gasdurchlässige Gebiet der Trommel mit flachen Streifen 76 zwischen den Haltern 44 mit nach vorn gerichteter Zunge versehen, um die Ausrichtung heisser Gase entlang des Umfanges auf der Innenseite des Papierfilzes 16 zu unterstützen.

In der Ausführungsform nach Fig. 9 wird das gasdurchlässige Gebiet durch eine Anzahl Reifen 80 gebildet, die an jedem gewellten Glied 46 befestigt sind und radial nach aussen gerichtet sind. Die Reifen 80 bilden eine zusätzliche Stütze für die Papierbahn 16.

Im Betrieb wird bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 die Papierbahn 16 an die Trommel 10 und über die Trocknungsdüsen geführt. Indem die Bahn um die Trommel 10 herumbewegt wird, fliesst das heisse Gas, das dem Gaseinlass 14 zugeführt wurde, nach aussen durch die radialen Rohre 30 in die sich längserstreckenden Rohrabschnitte 32 und aus den Düsen 34 heraus. Das Gas aus den Düsen strömt durch die Kanäle, die durch die Öffnungen im Papierträger 36 gebildet werden, und dann entlang dem Umfang auf der Innenseite der Papierbahn 16 in die Zwischenräume, die durch die zurückstehenden gewellten Glieder zwischen den flachen Gliedern gebildet sind. Das verbrauchte Gas verlässt die drehbare Trommel durch den Sammelkanal 50 und den Gasauslass 52.

Der Druck wird geregelt, so dass der innenseitige Druck, im Vergleich zum aussenseitigen Druck derart ist, dass sehr wenig Gas, wenn überhaupt, durch die Papierbahn 16 hindurchströmt. Im wesentlichen wird die gesamte Trocknung voll-5 ständig durch den Aufprall von Luft auf der Innenseite der Papierbahn 16 durchgeführt. Es kann auf der Innenseite der Trommel 10 ein Vakuum wirken, um die Papierbahn an der Trommel zu haltern.

Wird das Trägerelement gemäss Fig. 6 anstelle des Träger-io elementes gemäss Fig. 5 verwendet, so ist die Betriebsweise praktisch dieselbe wie die oben erläuterte Betriebsweise, mit der Ausnahme, dass das Gas auf der Innenseite der Papierbahn in Längsrichtung der Trommel strömt und nicht dem Umfang entlang. Mit geringfügigen Modifikationen der Struk-15 tur gemäss Fig. 5, wie schraubenförmig gewundene Halter 44, würde das Gas entlang einer Schraubenlinie unter der Papierbahn geführt.

Die Betriebsweise der Ausführungsform gemäss Fig. 3,4 und 7 und ebenso bei den Modifikationen nach Fig. 8 und 9 20 ist praktisch dieselbe, wie bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 1 und 2 und es wird angenommen, dass der Betrieb dieser zusätzlichen Ausführungsformen einfach aus den Erläuterungen zu Fig. 1 und 2 abgeleitet werden kann. Es können auch andere Formen für die Bildung der offenen 25 Fläche des Trägers als gerade und gewellte Streifen verwendet werden. Zum Beispiel eine perforierte ringförmige Platte könnte zusammen mit längsgerichteten Haltern aus auf den Umfang der Trommel gelegtem Draht ebenfalls verwendet werden.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Trocknungsapparat für eine endlose Bahn Papierfasern, bei welchem Apparat die Bahn (16) um eine drehbare Trommel (10) herum geführt ist und dieser bei einem ersten Gebiet (18) zugeführt und bei einem zweiten Gebiet (20) von dieser abgenommen wird, welche beiden Gebiete (18, 20) auf dem Umfang der Trommel (10) voneinander entfernt sind, gekennzeichnet durch Mittel (14,22, 26,28,40a, 42) zum Zuführen von heissem Gas in das Innere der Trommel (10),

einen gasdurchlässigen Bahnträger (36) aussenseitig an der Trommel (10), Mittel (30, 38, 32, 34; 58, 60,62, 68) zum Herausführen von Gas aus der Trommel (10) heraus, und ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnträger (36) Mittel (44, 46) zur Bildung von ersten Kanälen zur Zufuhr heisser Gase von seiner Innenseite an die Innenseite der Bahn (16) aufweist, und dass zweite Kanäle (48) vorhanden sind, um die heissen Gase entlang der Innenseite der Bahn (16) zu leiten.

2. Apparat nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Zuführen heisser Gase in das Innere derTrommel (10) einen axialen Gaseinlass (14) und dass die Mittel zum Herausführen des Gases aus der Trommel (10) heraus mehrere voneinander entfernte radiale Gasrohre (30, 38,58) aufweisen, um das heisse Gas vom axialen Gaseinlass (14) bis zu den Mitteln (44,46) zur Bildung der ersten Kanäle zuzuführen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Apparat nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasrohre (58) für das heisse Gas zu in Längsrichtung der Trommel (10) voneinander entfernten Sätzen von Gasleitungen (62) geführt sind, die je in eine Düse (68) münden, welche Düsen (68) regelmässig auf dem Umfang der Trommel (10) verteilt angeordnet sind (Fig. 3).

4. Apparat nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kanäle (48) des Bahnträgers (36) durch in Längsrichtung derTrommel (10) voneinander entfernt angeordnete flache Halter (44) zum Unterstützen der um den Umfang der Trommel geführten Bahn (16) und dazwischenliegende gewellte Streifen (46) gebildet sind, die um den Umfang derTrommel herumgeführt sind und je beidseits an dem Paar benachbarter Halter (44) befestigt sind, und dass die radial äusserste Fläche (49) der gewellten Streifen (46) eine Zylinderfläche mit kleinerem Radius bildet als die radial äusserten Flächen (47) der flachen Halter (44), so dass die flachen Halter (44) ein Mittel zum Stützen der Bahn (16) und zum Leiten heisser Gase entlang der Innenfläche der Bahn (16) bilden (Fig. 3, 5, 7).

5. Apparat nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der radial äussersten Fläche (49) der gewellten Streifen (46) die Trommel (10) umfassende Reifen (80) befestigt sind, um eine zusätzliche Stütze für die Bahn zu bilden (Fig. 9).

6. Apparat nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kanäle (48) durch auf dem Umfang der Trommel (10) verteilt angeordnete, axial verlaufende flache Streifen (54) zum Stützen der Bahn (16) und durch dazwischenliegende gewellte Streifen (56) gebildet sind, dass die gewellten Streifen (56) jeweils zwei benachbarte flache Streifen (54) miteinander verbinden und dass die radial äussersten Flächen der gewellten Streifen (56) auf einem kleineren Radius liegen als die radial äussersten Flächen der flachen Streifen (54) (Fig. 6).

7. Apparat nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die flachen Streifen (76) bezüglich der Radien der Trommel (10) in Drehrichtung der Trommel abgewinkelt sind (Fig.

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