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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn
mit einem Stoffauflauf, einer Siebpartie, einer Pressenpartie und
einer Trockenpartie, wobei die Trockenpartie wenigstens einen beheizten
und von einer Blashaube umgebenen Zylinder umfasst, durch die Heißluft und/oder Wasserdampf
als Medium zuführbar
ist, wobei die Blashaube mindestens einen Anschluss für die Zu- und/oder
Abführung
des Mediums aufweist.
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Aus
der
EP 0 949 377 A2 ist
eine Trockenanordnung zum kontinuierlichen Trocknen einer porösen Faserstoffbahn
bekannt. Die Trockenanordnung umfasst einen Trockenzylinder, der
von der Bahn über
wenigstens zwei Drittel seiner Mantelfläche umschlungen wird. Auf der
Oberseite des Zylinders sind neben Düsen zum Aufbringen eines Kühlmittels
mehrere rotierende Walzen angeordnet, die in ihrem Inneren jeweils
eine hydraulische Einheit zum Aufbringen eines Anpressdrucks gegen
den Trockenzylinder aufweisen.
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In
der
EP 0 559 628 B1 wird
ein Trockner zum Trocknen einer Faserstoffbahn beschrieben, bei dem
ein Durchflusszylinder in Verbindung mit einer Andruckhaube zum
Einsatz kommt. Diese ist mit einer Düsenanordnung versehen, mit
deren Hilfe Trocknungsgasstrahlen auf die Außenfläche der zu trocknenden Faserstoffbahn
aufgebracht werden, während
diese über
einen Sektor von 260° bis
320° um
den beheizten Zylinder herumgeführt
wird. Der Mantel des Zylinders ist mit einem System von Kanalleitungen
versehen, in welches ein Kühlmittel
von einer Kühlmittelquelle
geleitet werden kann. Durch die Trocknungsgasstrahlen wird Wasser
in der Faserstoffbahn nach außen
verdampft und über
Räume in der
Anblashaube entfernt. Andererseits kondensiert Wasser aus der Faserstoffbahn
auf der gekühlten Mantelfläche des
Zylinders und wird über
Perforationen im äußeren Mantel
des Zylinders und einen im Inneren des Zylinders herrschenden Unterdruck
abgesaugt.
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Der
gesamte Innenraum des Zylinders steht zur Aufnahme des Kondensats
zur Verfügung.
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Es
sind Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen bekannt, in
denen Eigenschaften der Faserstoffbahn zonenweise eingestellt werden,
indem beispielsweise durch quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinander
angeordnete Pressanordnungen nebeneinander verschiedene Drücke auf
die Faserstoffbahn ausgeübt
wird. Eine andere Maßnahme
besteht darin, dass die Faserstoffbahn durch in quer zur Bahnlaufrichtung
nebeneinander angeordnete Sprühvorrichtungen
mit Wassernebel besprüht
wird, um die Bahneigenschaften zonenweise zu beeinflussen.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit
der sich die Trocknung der Bahn quer zur Bahnlaufrichtung fein einstellen
lässt.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
in der Pressenpartie ein Dampfblaskasten mit quer zur Bahnlaufrichtung
nebeneinanderliegenden Elementen oder Zellen angeordnet ist, durch den
die Faserstoffbahn mit Wasserdampf benetzbar ist.
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Durch
den Dampfblaskasten wird zunächst eine
grobe Einstellung des Feuchtegehalts der Faserstoffbahn erreicht,
so dass anschließend
eine Feineinstellung der Feuchtigkeit mittels der Blashaube und
des von ihr umgebenen Zylinders möglich wird. Hierzu kann die
Blashaube über
ihre gesamte Breite schmale nebeneinanderliegende Zonen aufweisen,
durch die die Trocknung und/oder die Befeuchtung mit Wasserdampf
heißen
Wassers individuell einstellbar ist.
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Zusätzlich zu
dieser Maßnahme
lässt sich gemäß der Erfindung
vorsehen, dass die Blashaube auch in Bahnlaufrichtung einzelne sich
jeweils hintereinanderliegende Elemente aufweist, die jeweils einzelne
Anschlüsse
für die
Zu- und Abführung
des Mediums haben.
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Gemäß der Erfindung
wird, während
die Faserstoffbahn über
den Zylinder geführt
wird, Wasser aus der Faserstoffbahn verdampft und kondensiert in einem
Gewebe, das oberhalb der Faserstoffbahn zwischen dieser und der
Blashaube mit der Faserstoffbahn mitgeführt wird. Dabei herrscht an
der äußeren Wand
des Zylinders eine niedrigere Temperatur als in der Blashaube in
jedem einzelnen Element, um die Kondensation des Dampfes zu begünstigen.
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Über den
Druck des Mediums oder der Medien in den nebeneinanderliegenden
Elementen wird eingestellt, wie stark das undurchlässige Band,
das oberhalb des Gewebes mit der Faserstoffbahn mitgeführt wird,
gegen das Gewebe und damit auch gegen die Faserstoffbahn gedrückt wird,
um auf diese Weise ebenfalls deren Eigenschaften einzustellen.
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Somit
lassen sich über
die gesamte Breite der Faserstoffbahn individuell zonenweise Eigenschaften
der Faserstoffbahn einstellen, um insgesamt ein möglichst
gleichmäßiges Profil
zu erzielen.
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Es
kann aber auch vorgesehen sein, dass durch die Blashaube feuchte
Luft oder heißer
Dampf an die Faserstoffbahn herangeführt wird, um deren Feuchte
zu erhöhen.
In diesem Fall ist eine durchlässige
Schicht zwischen der Blashaube und der Faserstoffbahn vorgesehen.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Herstellung
einer Faserstoffbahn mit einem Stoffauflauf, einer Siebpartie, einer
Pressenpartie und einer Trockenpartie, wobei die Trockenpartie wenigstens
einen Düsenfeuchter
mit quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinanderliegenden Düsen für die Zufuhr
von Wasserdampf aufweist.
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Auch
in diesem Falle ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass
in der Pressenpartie ein Dampfblaskasten mit quer zur Bahnlaufrichtung
nebeneinanderliegenden Elementen oder Zellen angeordnet ist, durch
den die Faserstoffbahn mit Wasserdampf benetzbar ist.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen.
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Insbesondere
erweist es sich als Vorteil, wenn einzelne Parameter, insbesondere Druck
oder Temperatur, des Mediums als Stellgrößen je Element oder Zelle der
Blashaube bzw. je Düse
oder einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Düsen einzeln steuerbar oder
regelbar sind.
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Vorteilhaft
ist auch eine Vorrichtung, in der als Regelgrößen der Faserstoffbahn deren
Feuchte, Rauhigkeit, Festigkeit und Schrumpfungsverhalten regelbar
sind.
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In
vorteilhafter Weise ist der Dampfblaskasten im Bereich zwischen
zwei Pressnips angeordnet. Aus der WO 2005/010275 A2 ist der Einsatz
eines Dampfblaskastens als Dampftrocknungseinrichtung in der Pressenpartie
einer Papiermaschine bereits bekannt. Die lokale Befeuchtungs- und/oder
Entwässerungsintensität kann über einen
Regel- und/oder Steuerkreis unter Einschaltung einer Querprofilfeuchtemessung
eingestellt werden. Der Dampfblaskasten hat gegenüber einem
Düsenfeuchter
den Vorteil, dass die Feuchte nicht erhöht wird, sondern durch die
Erwärmung
der Faserstoffbahn vor dem Nip eine effizientere Entwässerung
erzielt wird, so dass ein höheres
Trockengehaltsniveau erreicht werden kann. Jedoch bietet der Düsenfeuchter
die Möglichkeit,
eine Feinstregelung der Feuchte über
die gesamte Breite der Faserstoffbahn vorzunehmen.
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Von
Vorteil ist es ebenso, wenn die Elemente oder Zellen des Dampfblaskastens
eine größere Breite
haben als die in Querrichtung nebeneinanderliegenden Elemente oder
Zellen der Blashaube.
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Trockeneinrichtung mit einer Blashaube
und
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2 eine
schematische Längsansicht
einer Papiermaschine in Verbindung mit einem Kalander und einer
Rollenwickeleinrichtung.
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Eine
Trockenanordnung 1 (1) in einer Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2 umfasst einen Zylinder 3,
der auf seiner Oberseite von einer Blashaube 4 umgeben
ist, in der Luft, Wasserdampf oder ein anderes Gas oder Gasgemisch,
beispielsweise mit einem Überdruck
von 1 bis 5 bar und mit hoher Temperatur, in Richtung von Pfeilen
A auf den Zylinder 3 strömt, um den Trocknungsvorgang der
den Zylinder 3 umschlingenden Faserstoffbahn 2 zu
unterstützen.
Das Gas drückt
gegen ein auf der Oberseite von der Faserstoffbahn 2 von
dieser mitgeführtes
undurchlässiges
Band 5 und übt über dieses Druck
auf die Faserstoffbahn 2 aus.
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Die
Faserstoffbahn 2 wird zwischen den Sieben 6, 7 über den
Zylinder 3 geführt.
Diese nehmen dabei Feuchtigkeit aus der Faserstoffbahn 2 auf,
die aufgrund der hohen Temperatur aus dieser verdampft und aufgrund
der niedrigeren Temperatur des Zylinders 3 wieder im Sieb 7 kondensiert.
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Um
ein Entweichen des Gases oder der Flüssigkeit aus der Blashaube 4 und
um ein seitliches Entweichen von Feuchtigkeit aus der Faserstoffbahn 2 zu
verhindern, ist die Blashaube 4 über seitliche, quer zur Bahnlaufrichtung
verlaufende Abdichtungen 8, 9 in und über (nicht
dargestellte) Abdichtungen in Richtung zu den Längskanten der Faserstoffbahn 2 abgedichtet.
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Unterhalb
des Zylinders 3 sind jeweils unter gleichem Abstand zur
senkrechten Mittelachse B des Zylinders 3 zwei Stützwalzen 10, 11 angebracht,. eine
Führungsfunktion
für die
Faserstoffbahn 2, die Siebe 5, 6 und
das Band 7 haben, indem diese um die Stützwalzen 10, 11 herumgeführt werden,
wodurch auch der Einwirkungsbereich des Zylinders 3 auf
die Faserstoffbahn 2 vergrößert und dadurch der Wirkungsgrad
des Trocknungsprozesses verbessert wird.
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Die
Stützwalzen 10, 11 sind
vorzugsweise über
ihre Lagerzapfen und ihre Lagerungen mittels (hier nicht dargestellter)
pneumatischer oder hydraulischer Zylinder gelagert. Durch die Einstellung
der Anpresskraft lässt
sich die Flächenpressung
der Faserstoffbahn 2 einstellen und auf diese Weise deren Qualität beeinflussen.
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Zusätzlich oder
alternativ ist zwischen den Stützwalzen 10, 11 ein
Stützschuh 12 mittig
unterhalb des Zylinders 3 angeordnet; auch die Anpresskraft des
Stützschuhs 12 kann
vorzugsweise eingestellt werden. Vorzugsweise lässt sich bei allen abstützenden
Elementen der Stützdruck
variabel einstellen, um ihn dem jeweiligen Betriebszustand, beispielsweise
der Qualität
der zu trocknenden Faserstoffbahn 2, anzupassen.
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Anstelle
des Stützschuhs 12 und/oder
der Stützwalzen 10, 11 lassen
sich auch Rollen einsetzen, von denen mehrere, über die Breite des Zylinders 3 verteilt,
nebeneinander den Zylinder 3 abstützen. Insbesondere durch die
Rollen lässt
sich die Abstützung
des Zylinders 3 über
bestimmte Bereiche seiner Breite individuell einstellen, um beispielsweise auch
die Oberflächenstruktur
der Faserstoffbahn 2 zu beeinflussen.
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Die
Blashaube 4 ist hier in Bahnlaufrichtung und quer zur Bahnlaufrichtung
in einzelne Zellen 13 aufgeteilt, die jeweils einzeln gegenüber dem
Sieb 6 durch Dichtelemente nach Art der Abdichtungen 8, 9 abgedichtet
sind, um einen Druckausgleich zwischen den Zellen 13 zu
verhindern. Ferner ist jede Zelle 13 über eine Leitung 14 mit
einem Druckbehälter
verbunden, um individuell in jeder der Zellen 13 den Druck
einzustellen. Die Temperierung der einzelnen Zellen 13 wird
individuell durch einzelne, jeweils innerhalb der Zellen 13 angeordnete
Heizeinrichtungen durchgeführt.
Alternativ sind statt einer einzigen Leitung 14 zwei Leitungen
vorgesehen, wobei in der einen ein temperiertes Medium, beispielsweise
eine Flüssigkeit,
insbesondere Wasser, zugeführt
und über
die andere abgeführt
wird, nachdem das Medium durch eine Labyrinthanordnung oder dergleichen innerhalb
der Zelle 13 so geführt
worden ist, dass ein optimaler Wärmeübergang
oder eine optimale Kühlung
zwischen der Zelle 13 und dem Sieb 6 stattfindet.
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Die
je Zelle 13 unabhängige
Einstellung des Drucks und/oder der Temperatur lässt sich insbesondere in Abhängigkeit
von einmalig oder kontinuierlich während des Herstellungsprozesses
durchgeführten Messungen
an der Faserstoffbahn 2 realisieren. In Bahnlaufrichtung
der Faserstoffbahn 2 sind über und/oder unter dieser Sensoren 15 angebracht,
beispielsweise Infrarot-Sensoren, die die Feuchte der Faserstoffbahn 2 oder
andere Eigenschaften wie die Rauhigkeit, die Lichtdurchlässigkeit,
die Festigkeit usw. als Regelgrößen messen.
Die Messung findet in Bahnlaufrichtung entweder vor und/oder hinter
der Blashaube 13 statt. Die Sensoren 15 sind vorzugsweise
entsprechend der Anzahl der quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinanderliegenden
Zellen 13 vorhanden. Die von den Sensoren 15 gemessenen Messgrößen werden
als Signalgrößen einem
Regler zugeführt,
der aus der Abweichung zwischen vorgegebenen Führungsgrößen und den Signalgrößen, d. h.
den Regeldifferenzen, neue Signalgrößen gewinnt, die er den jeweiligen,
als Stellgliedern wirkenden Druckbehältern und den Heizeinrichtungen
für die
Zellen 13 zuführt,
um in diesen individuell Temperatur und/oder Druck entsprechend
den geforderten Eigenschaften der Faserstoffbahn 2 einzustellen.
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Der
oben beschriebene Zylinder 3 lässt sich in Verbindung mit
der Blashaube 4 oder in Verbindung mit mehreren, beispielsweise
zwei Blashauben einsetzen, wie dies u. a. aus der WO 2005/010275 A2
bekannt ist (vgl. 8).
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Erfindungsgemäß kommen
in einer Ausführungsform
einer Papiermaschine 16 (2) zwei
Zylinder 17, 18 zum Einsatz.
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Die
Papiermaschine 16 umfasst einen Stoffauflauf 19,
eine Siebpartie 20, eine Pressenpartie 21 und
eine Trockenpartie 22 zum Herstellen einer Faserstoffbahn 23,
die anschließend
einen Kalander 24 durchläuft und in einer Wickeleinrichtung 25 zu
Rollen 26 aufgewickelt wird.
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Die
Pressenpartie 21 umfasst zwei Pressnips 27, 28,
die jeweils von einer Presswalze und einer Schuhwalze gebildet werden.
Im Bahnlaufbereich zwischen den beiden Pressnips 27, 28 ist
ein Dampfblaskasten 29 zur Befeuchtung der Faserstoffbahn 23 angeordnet.
Der Dampfblaskasten 29 weist nebeneinander angeordnete
Sektionen auf, so dass es möglich
ist, die Faserstoffbahn 23 zonenweise zu befeuchten.
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Die
Sektionen haben jedoch eine verhältnismäßig große Breite
im Verhältnis
zur Breite der Sektionen in zwei Blashauben
30,
31,
die die zwei Trockenzylinder
17 bzw.
18 überdecken
und am Anfang der Trockenpartie
22 angeordnet sind. Der
Aufbau der Blashauben
30,
31 und der Trockenzylinder
17,
18 ist
an sich bekannt; hierzu wird auf die
DE 198 41 768 A1 verwiesen.
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Zusätzlich kann
im weiteren Verlauf der Trockenpartie 22, beispielsweise
an einer der letzten Trockensiebsaugwalzen 32, ein Düsenfeuchter 33 vorgesehen
sein, der zum Ausgleich von Unterschieden des Feuchtegrads über der
Breite der Faserstoffbahn 23 dient, wobei sich die Düsen des
Düsenfeuchters 33 entweder
einzeln oder in Gruppen entsprechend der geforderten Feuchte der
Faserstoffbahn 23 einstellen lassen. Solche Düsenbefeuchter haben
den Vorteil, in Querrichtung eine feine Zoneneinteilung zu ermöglichen;
so können
die Düsen
z.B. einen Abstand von etwa 60 mm haben.
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Durch
die Erfindung lässt
sich somit zur zonenweisen Einstellung des Trocken- bzw. Feuchtegrades
eine Kombination mit einem Dampfblaskasten zur Grobeinstellung,
wenigstens einer Blas- oder Druckhaube in Verbindung mit einem Trockenzylinder
(sektionierte Impingement-Trocknung) zur Feineinstellung und mit
einem Düsenfeuchter
zur Feinsteinstellung des Trockengrades realisieren, wobei insbesondere
der Düsenfeuchter
fakultativ ist. Es ist aber auch denkbar, dass keine Blas- oder
Druckhauben vorgesehen werden und statt dessen nur eine Kombination
aus einem Dampfblaskasten und einem Düsenfeuchter zum Einsatz kommt.