-
Die
Erfindung betrifft eine Trocknungsanordnung zur Trocknung einer
Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer
Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit zumindest
zwei Trocknungseinheiten, von denen wenigstens eine von einem beheizten
Hochleistungs-Trockenzylinder gebildet wird, der einen Außendurchmesser
von mindestens 100 cm und einen Umschlingungswinkel der Faserstoffbahn
von wenigstens 150° aufweist.
-
Derartige
Trocknungsanordnungen sind seit einiger Zeit bekannt und sollen
die Trocknung insbesondere am Beginn der Trockenpartie verbessern.
-
Wegen
des großen
Raumbedarfs der Trockenpartie allgemein, aber auch speziell der
Hochleistungs-Trockenzylinder ist man bestrebt, alles möglichst
kompakt anzuordnen.
-
Die
damit erreichbare Trockenkapazität
kann jedoch insbesondere hinsichtlich des erhöhten Aufwandes für die Hochleistungs-Trockenzylinder
nicht befriedigen.
-
Die
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Effizienz der Trocknung
bei derartigen Trocknungsanordnungen zu verbessern.
-
Erfindungsgemäß wurde
die Aufgabe dadurch gelöst,
dass die Faserstoffbahn zwischen dem Hochleistungs-Trockenzylinder
und der folgenden Trocknungseinheit über eine Ausdampfstrecke geführt wird,
die mindestens 50 cm lang ist.
-
Diese
Maßnahme
beruht auf der Erkenntnis, dass der Faserstoffbahn während der
Umschlingung des Hochleistungs-Trockenzylinders zwar sehr viel Wärmeenergie
zugeführt
wird, das Entweichen des Wasserdampfes jedoch relativ viel Zeit
benötigt.
-
Nach
einer Ausdampfstrecke von 4 m ist der wesentliche Teil der Ausdampfung
erfolgt. Jedoch sollte sich die Ausdampfstrecke über eine Länge erstrecken, die zumindest
15 % des umschlungenen Mantelumfangs entspricht.
-
Im
Allgemeinen sollten hierfür
50 cm Ausdampfstrecke genügen,
bevor die Faserstoffbahn erneut einer Erwärmung in einer folgenden Trocknungseinheit
ausgesetzt wird. Diese minimale Ausdampfstrecke ergibt sich beispielsweise
bei einem Außendurchmesser
des Hochleistungs-Trockenzylinders von 180 cm und einem Umschlingungswinkel von
210°.
-
Insbesondere
bei schnellen Maschinen sollte jedoch gewährleistet werden, dass die
Verweilzeit der Faserstoffbahn in der Ausdampfstrecke größer als
0,1 s ist.
-
Nach
dieser Zeitspanne ist der wesentliche Teil des Wasserdampfs entwichen.
-
Die
Ausdampfstrecke ist wegen der großen, während der Umschlingung des
Hochleistungs-Trockenzylinders der Faserstoffbahn zugeführten Wärmeenergie
erst recht von Vorteil, wenn der Außendurchmesser des Hochleistungs-Trockenzylinders größer als
145 cm, vorzugsweise größer als
175 cm und/oder wenn der Umschlingungswinkel der Faserstoffbahn
bei dem Hochleistungs-Trockenzylinder größer als 180°, vorzugsweise größer als
210° ist.
-
Um
einen möglichst
guten Wärmeübergang zwischen
der Mantelfläche
des Hochleistungs-Trockenzylinders und der Faserstoffbahn zu gewährleisten,
sollte die Faserstoffbahn mit dem Hochleistungs-Trockenzylinder
in Kontakt kommen.
-
Der
Hochleistungs- Trockenzylinder sollte dampfbeheizt sein und vorzugsweise
bei 6 bar Dampfdruck eine Trocknungsrate von mindestens 60 kg/m2h liefern. (Trocknungsrate bezogen auf die bahnberührte Mantelfläche)
-
Außerdem ist
es von Vorteil, wenn die Faserstoffbahn von wenigstens einem luftdurchlässigen Trockenband
gegen den Hochleistungs-Trockenzylinder gedrückt wird.
-
Um
die Trocknung noch weiter zu intensivieren, kann es vorteilhaft,
sein, wenn die Faserstoffbahn im Umschlingungsbereich des Hochleistungs-Trockenzylinders
mit einer Blashaube mit einem heißen Medium, insbesondere Heißluft beblasen
wird.
-
Bei
einer anderen, bevorzugten Ausführung des
Hochleistungs-Trockenzylinders wird der Hochleistungs-Trockenzylinder
von einem impermeablen, außerhalb
des Trockenbandes laufenden Pressband umschlungen.
-
Dabei
sollte dem Hochleistungs-Trockenzylinder im Umschlingungsbereich
des Pressbandes eine Druckhaube zugeordnet sein, welche vorzugsweise
mit Wasser (60–90°C) gefüllt ist.
-
Einerseits
führt die
Druckbeaufschlagung zu einer verstärkten Anpressung des Pressbandes
und damit auch der Faserstoffbahn an den Trockenzylinder und andererseits
führt die
Kühlung
des Pressbandes durch das Wasser zu einem Temperaturgefälle von
der Faserstoffbahn über
das Trockenband zum Pressband.
-
Dies
hat die Kondensation des aus der Faserstoffbahn entweichenden Wasserdampfs
im Trockenband zur Folge und führt
zu einer wesentlichen Verbesserung der Trocknungsleistung.
-
In
Abhängigkeit
von der Art und dem Feuchtegehalt der Faserstoffbahn sowie den Anforderungen
an diese kann es vorteilhaft sein, wenn im Interesse einer möglichst
intensiven Trocknung dem Hochleistungs-Trockenzylinder eine Trocknungseinheit
mit einem weiteren Hochleistungs-Trockenzylinder folgt.
-
Es
kann aber auch genügen,
wenn dem Hochleistungs-Trockenzylinder eine Trocknungseinheit mit
konventionellen Trockenzylindern oder sogar keine weitere Trocknungseinheit
folgt.
-
Um
die Ausdampfung der Faserstoffbahn möglichst ungehindert zu ermöglichen,
sollte die Faserstoffbahn innerhalb der Ausdampfstrecke zumindest
einseitig von keinem Band oder Walze o. ä. abgedeckt sein.
-
Es
kann insbesondere hinsichtlich der Bahnführung oder der Raumverhältnisse
auch vorteilhaft sein, wenn die Ausdampfstrecke in mehrere Teilstrecken
unterteilt wird.
-
Des
Weiteren kann es zur Gewährleistung einer
sicheren Bahnführung
und gleichzeitig auch einer möglichst
ungehinderten Ausdampfung von Vorteil sein, wenn die Faserstoffbahn
in der Ausdampfstrecke von wenigstens einem Band geführt wird, welches
eine Luftdurchlässigkeit
besitzt, die über
100 cfm liegt.
-
Zur
Förderung
der Ausdampfung sollten der Ausdampfstrecke Saug- und/oder Blaselemente
zur Dampfabführung
zugeordnet werden. Dies verhindert einen zu hohe Luftfeuchte im
Bereich der Ausdampfstrecke.
-
Nachfolgend
soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden.
In der beigefügten
Zeichnung zeigt:
-
1:
einen schematischen Querschnitt durch einen Hochleistungs-Trockenzylinder 2 mit
folgendem Hochleistungs-Trockenzylinder 3 und
-
2:
mit folgenden konventionellen Trockenzylindern 8.
-
In
beiden Fällen
hat der mit Dampf beheizte Hochleistungs-Trockenzylinder 2, 3 einen
Durchmesser von ca. 180 cm. Zur Aufheizung umschlingt die Faserstoffbahn 1 den
Hochleistungs-Trockenzylinder 2, 3 mit einem Umschlingungswinkel
von mehr als 210°.
-
Wegen
des direkten Kontaktes des Faserstoffbahn 1 mit der heißen Mantelfläche des
Hochleistungs-Trockenzylinders 2, 3 und der langen
Kontaktzeit mit der Mantelfläche
kommt es zu einer starken Aufheizung der Faserstoffbahn 1.
-
Gemeinsam
mit der Faserstoffbahn 1 umschlingt ein luftdurchlässiges und
feuchtigkeitspeicherndes Trockenband 5 sowie ein außen liegendes, impermables
und thermisch leitendes Pressband 6 den jeweiligen Hochleistungs-Trockenzylinder 2, 3.
-
Im
Umschlingungsbereich drückt
eine mit Wasser gefüllte
Druckhaube 4 auf das Pressband 6 in Richtung des
Hochleistungs-Trockenzylinders 2, 3.
-
Während das
Wasser eine Verstärkung
der Anpressung der Faserstoffbahn 1 an die Mantelfläche des
Hochleistungs-Trockenzylinders 2, 3 bewirkt, sorgt
die Kühlung
des Pressbandes 6 durch das Wasser für ein Temperaturgefälle von
der erwärmten Faserstoffbahn 1 zum
Pressband 6.
-
Infolgedessen
kommt es im Trockenband 5 zur Kondensation des aus der
Faserstoffbahn 1 entweichenden Wasserdampfes.
-
Es
ist jedoch alternativ auch möglich,
dass die Faserstoffbahn 1 nur mit einem außen liegenden Trockenband 5 den
Hochleistungs-Trockenzylinder 2, 3 umschlingt
und heiße
Blasluft im Umschlingungsbereich von einer Blashaube auf das Trockenband 5 zur
Faserstoffbahn 1 gerichtet wird. Die heiße Blasluft
ergänzt
die Wirkung der heißen
Mantelfläche des
Hochleistungs-Trockenzylinders 2, 3 und sorgt so
für eine
beidseitige Aufheizung der Faserstoffbahn 1.
-
Dies
setzt allerdings eine entsprechende offene Fläche des Trockenbandes 5 voraus.
-
In 1 folgt
der ersten Trocknungseinheit mit dem Hochleistungs-Trockenzylinder 2 eine
weitere Trocknungseinheit mit einem weiteren Hochleistungs-Trockenzylinder 3.
Dies kann bei sehr feuchten Faserstoffbahnen 1 oder zur
Erreichung einer hohen Trocknungskapazität bei beschränktem Raum
notwenig sein.
-
Dabei
besitzen die Hochleistungs-Trockenzylinder 2, 3 ein
gemeinsames Trocken- 5 und ein gemeinsames Pressband 6,
was den Aufwand vermindert und die Bandführungen vereinfacht.
-
Um
der Faserstoffbahn 1 die Möglichkeit für eine umfassende Ausdampfung
zu geben, wird diese zwischen den beiden Hochleistungs-Trockenzylindern 2, 3 über eine
Ausdampfstrecke 7 geführt,
in welcher die Faserstoffbahn 1 nur von dem Trockenband 5 gestützt wird.
-
Hierzu
wird das Pressband 6 nach der Umschlingung des ersten Hochleistungs-Trockenzylinders 2 vom
Trockenband 5 weggeführt
und vor der Umschlingung des folgenden Hochleistungs-Trockenzylinders 3 wieder
zugeführt.
-
In
der Ausdampfstrecke 7 ist eine Seite, nämlich die, durch den Kontakt
mit der heißen
Mantelfläche
des Hochleistungs-Trockenzylinders 2 besonders stark erwärmte Seite
der Faserstoffbahn 1 frei von Abdeckungen und kann so ungehindert
den Wasserdampf abgeben.
-
Auf
der anderen Seite der Faserstoffbahn 1 befindet sich zwar
das Trockenband 5, jedoch ist dies so luftdurchlässig, das
auch auf dieser Seite eine, wenn auch geringere Ausdampfung stattfinden
kann.
-
Auch
nach dem zweiten Hochleistungs-Trockenzylinder 3 sollte,
unabhängig
davon ob und was sich für
eine Trocknungseinheit anschließt,
eine Ausdampfstrecke 7 folgen.
-
Bei
der in 2 darstellten Trocknungsanordnung wird die Faserstoffbahn 1 vor
und nach dem Hochleistungs-Trockenzylinder 2 in Trocknungseinheiten
mit konventionellen Trockenzylindern 8 getrocknet.
-
Hierzu
wird die Faserstoffbahn 1 von einem Trockensieb 9 gestützt, mäanderförmig über beheizte
Trockenzylinder 8 und Leitwalzen geführt.
-
Der
Hochleistungs-Trockenzylinder 2 befindet sich hier unter
der Ebene der Trockenzylinder 8, was für eine optimale Raumausnutzung
sorgt.
-
Die
Faserstoffbahn 1 gelangt von der vorgelagerten Trocknungseinheit
im freien Zug zum Trockenband 5 und wird von diesem zum
Hochleistungs-Trockenzylinder 2 geführt.
-
Nach
der Umschlingung des Hochleistungs-Trockenzylinders 2 und
der Wegführung
des Pressbandes 6 führt
das Trockenband 5 die Faserstoffbahn 1 in die
Nähe der
folgenden Trocknungseinheit. Auch hier verläuft die Faserstoffbahn 1 von dem
Trockenband 5 bis zum ersten konventionellen Trockenzylinder 8 ungestützt.
-
Hierdurch
ergibt sich eine Ausdampfstrecke 7 vom Hochleistungs-Trockenzylinder 2 bis
zum ersten konventionellen Trockenzylinder 8, wobei insbesondere
im ungestützten
Verlauf der Faserstoffbahn 1 eine ungehinderte, beidseitige
Ausdampfung möglich
ist.
-
Sollten
sich Bänder
zur Bahnführung
notwendig machen, so sollten diese eine relativ große offene
Fläche
zur Ermöglichung
der Ausdampfung aufweisen. Hierfür
eignen sich insbesondere relativ offene Trockensiebe.
-
Bei
beiden Ausführungsbeispielen
ist die Anordnung von Saug- und/oder Blaselementen 10 im Bereich
der Ausdampfstrecke 7 angedeutet. Diese sollten insbesondere
auf der freien Seite der Faserstoffbahn 1 oder beidseitig
angeordnet sein und verhindern durch das Ansaugen oder Wegblasen
des Wasserdampfes der Faserstoffbahn 1 die Bildung einer
zu hohen Luftfeuchtigkeit im Bereich der Ausdampfstrecke 7.
-
Dies
ermöglicht
eine umfassende Ausdampfung über
diese Strecke.