DE19545503A1 - Verfahren zum Entwässern einer Papierbahn und Pressenpartie einer Papierbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern einer Papierbahn, bei dem die Papierbahn einen von einer Walze und einer Gegenwalze gebildeten Preßspalt durchläuft und durch Dampf beheizt wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Pressenpartie für eine Papiermaschine, mit einer Walze und einer Gegenwalze, die einen Preßspalt bilden, der von einer zu entwässernden Papierbahn durchlaufen wird, und mit einem Dampfblaskasten zur Beheizung der Papierbahn.

Eine Pressenpartie und ein Verfahren der eingangs genannten Art sind aus der US-A-5 120 400 bekannt.

Bei der bekannten Pressenpartie wird die Papierbahn zunächst durch eine Kompaktpresse und dann durch eine separate Presse geführt. Nach dem Verlassen der Kompaktpresse gelangt die Papierbahn auf einer Bahnleitrolle auf die Außenfläche des Preßfilzes der separaten Presse, auf dem die Papierbahn in den Preßspalt der separaten Presse gelangt. Die Papierbahn gelangt danach über den unteren Bereich der Bahnleitrolle, und bevor die Papierbahn in den Preßspalt der separaten Presse gelangt, wird sowohl die Papierbahn als auch der Preßfilz der separaten Presse mittels Dampf vorgeheizt. Dadurch wird die Temperatur der Papierbahn als auch die Temperatur der Außenfläche des Preßfilzes der separaten Presse angehoben, so daß die Ent­ wässerung der Papierbahn im Preßspalt verbessert wird.

Zwar läßt sich auf diese Weise eine gewisse Temperaturerhöhung der Papierbahn und des Preßfilzes erreichen, bevor beide in den nachfolgenden Preßspalt der separaten Presse gelangen, jedoch ergeben sich wegen des Abstandes zur nachfolgenden Presse bei hoher Bahnlaufgeschwindigkeit erhebliche Temperaturverluste, so daß ein hoher Energiebedarf erforderlich ist und dennoch keine optimale Beheizung im Preßspalt sichergestellt ist.

Darüber hinaus ist es grundsätzlich bekannt, auch eine der Preßwalzen durch Infrarot oder Hochfrequenz von außen oder durch Öl oder heißes Wasser von innen zu beheizen.

Wegen der temperaturbedingten Wärmespannungen kann dabei allerdings nur eine beschränkte Temperaturdifferenz zwischen Walze und Papierbahn toleriert werden, so daß die übertragene Wärmemenge begrenzt ist.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entwässern einer Papierbahn gemäß der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß eine verbesserte Wärmeübertragung auf die Papierbahn im Preßspalt erfolgt und die Entwässerungs­ leistung verbessert wird, wobei gleichzeitig der Energieverbrauch so gering wie möglich gehalten werden soll.

Des weiteren soll eine Pressenpartie für eine Papierbahn geschaffen werden, in der eine verbesserte Entwässerungsleistung auf möglichst einfache und kostengünstige Weise ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß überhitzter Dampf gegen die Gegenwalze geblasen wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst, da dadurch, daß überhitzter Dampf gegen die Gegenwalze des Preßspaltes geblasen wird und gleichzeitig auch die Papierbahn vor dem Eintritt in den Preßspalt beheizt wird, eine erheblich verstärkte Wärmezufuhr im Preßspalt erreicht wird, ohne daß hierbei erhöhte Wärmespannungen durch Temperaturdifferenzen zwischen der beheizten Walze und der Papierbahn auftreten können.

Gegenüber den bekannten Verfahren zur direkten Beheizung der Papierbahn vor den Eintritt in einen Preßspalt durch einen Dampfblaskasten ergibt sich erfindungsgemäß somit eine deutlich erhöhte Temperatur der Papierbahn im Preßspalt, eine verbesserte Wärmeübertragung und in Folge eine deutlich verbesserte Ent­ wässerungsleistung im Preßspalt.

In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Dampfzufuhr von außen auf die Gegenwalze derart gesteuert, daß die Gegenwalze stärker beheizt wird als die Papierbahn vor dem Eintritt in den Preßspalt.

Somit ergibt sich eine gegenüber der Temperatur der Papierbahn erhöhte Temperatur der Gegenwalze, mit der die Papierbahn im Preßspalt in Kontakt gelangt. Somit wird die Entwässerungs­ leistung vergrößert und gleichzeitig der Energieverbrauch minimiert.

In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens wird die Gegenwalze von überhitztem Dampf angeströmt, der vor dem Preßspalt entgegen der Bahnlaufrichtung der Papierbahn abgelenkt wird, um die Papierbahn zu überstreichen, so daß die Papierbahn unmittelbar vor dem Preßspalt am stärksten aufgeheizt wird und in größerer Entfernung vom Preßspalt durch den vorbeiströmenden Dampf vorgeheizt wird.

Da somit die Gegenwalze unmittelbar durch den aus strömenden Dampf beheizt wird, ergibt sich eine besonders starke Wärme­ übertragung auf diese Walze. Der überhitzte Dampf strömt zunächst entlang der Gegenwalze in Bewegungsrichtung der Gegenwalze in Richtung auf den Preßspalt und wird dann vor dem Preßspalt abgelenkt und bewegt sich infolge des herrschenden Überdruckes entgegen der Bahnlaufrichtung an der Papierbahn vorbei und gibt nunmehr seine Energie nach dem Gegenstromprinzip an die Papier­ bahn ab. Die stärkste Aufheizung stellt sich somit an der Gegenwalze und unmittelbar am Preßspalt ein, während die Papierbahn mit zunehmender Entfernung vom Preßspalt durch die Restenergie des Dampfes vorgeheizt wird. Somit ergibt sich eine optimale Energieausnutzung des überhitzten Dampfes.

Gleichzeitig werden überhöhte Wärmespannungen vermieden, da die Papierbahn vor Eintritt in den Preßspalt schonend vorgeheizt wird.

In weiter vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens tritt der überhitzte Dampf in einen Dampfausbreitungs­ raum zwischen der Gegenwalze und einem Dampfblaskasten aus, der an seinem vom Preßspalt entfernten Ende gegen die Gegenwalze abgedichtet ist.

Auf diese Weise wird vermieden, daß Dampfverluste in dem Spalt zwischen Dampfblaskasten und Gegenwalze auftreten. Des weiteren wird die Strömungsrichtung des aus dem Dampfblaskasten austreten­ den Dampfes entlang der Gegenwalze zum Preßspalt und von diesem entgegen der Bahnlaufrichtung entlang der Papierbahn vorgegeben.

In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung wird die Papierbahn vor dem Eintritt in den Preßspalt zusätzlich direkt von über­ hitztem Dampf angeströmt.

Auf diese Weise wird die Papierbahn noch stärker erwärmt, so daß die Entwässerung in der Presse noch weiter verbessert wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner bei einer Pressenpartie gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Dampfblaskasten zur Beheizung der Gegenwalze des Preßspaltes Dampfaustrittsöffnungen auf einer der Papierbahn abgewandten und der Gegenwalze zugewandten Seite aufweist.

Auf diese Weise wird die Gegenwalze, mit der die Papierbahn im Preßspalt in Kontakt gelangt, zusätzlich zur Beheizung der Papierbahn vorgeheizt, so daß sich bei der erfindungsgemäßen Pressenpartie eine stark verbesserte Entwässerungsleistung infolge der erhöhten Temperatur im Preßspalt ergibt.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Dampfblaskasten, der Gegenwalze und der Papierbahn ein Dampfaus­ breitungsraum gebildet, der in einem ersten Teil an seinem vom Preßspalt entfernten Ende gegen die Gegenwalze abgedichtet ist.

Durch diese Maßnahme werden Dampfverluste durch seitlich austretenden Dampf vermieden und eine vorteilhafte Strömungs­ richtung des Dampfes im Dampfausbreitungsraum, nämlich zunächst entlang der Gegenwalze in Richtung auf den Preßspalt und dann vom Preßspalt entgegen der Bahnlaufrichtung der Papierbahn vorgegeben, wodurch sich eine optimale Ausnutzung der Wärme­ energie des Dampfes ergibt.

In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung ist der Dampfblas­ kasten mit einem an der Gegenwalze angreifenden Schaber kombi­ niert.

Auf diese Weise läßt sich die Abdichtung des Dampfausbreitungs­ raumes gegen die Gegenwalze auf besonders einfache Weise realisieren.

In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Dampfblaskasten in Längsrichtung geteilt, so daß die Dampfzufuhr in den ersten Teil des Dampfausbreitungsraumes unabhängig von der Dampfzufuhr in den zweiten Teil des Dampfausbreitungsraumes, der der Papierbahn zugewandt ist, steuerbar ist.

Somit läßt sich eine Optimierung der Dampfzufuhr erreichen, um einerseits eine möglichst hohe Energiezufuhr zu ermöglichen und um andererseits zu hohe Wärmespannungen, die durch Tempera­ turunterschiede bedingt sind, zu vermeiden. Auch läßt sich eine Überfeuchtung der Papierbahn durch überhöhte Dampfzufuhr vor dem Eintritt in den Preßspalt sicher vermeiden.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Pressen­ partie am Beispiel einer Kompaktpresse mit drei Preßspalten, wobei der letzte Preßspalt von einer Schuhpreßwalze gebildet ist und

Fig. 2 eine weitere Ausführung der Erfindung am Beispiel einer herkömmlichen Breitspaltpresse, die mit einem erfindungsgemäßen Dampfblaskasten kombiniert ist.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Pressenpartie einer Kompakt­ presse insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Die Papierbahn 26 gelangt hierbei zunächst durch einen doppelt befilzten ersten Preßspalt 12, der von einer ersten Preßwalze 14 und einer zweiten Preßwalze 16 gebildet ist, durchläuft dann einen zweiten Preßspalt 18, der zwischen der zweiten Preßwalze 16 und einer dritten Preßwalze 20 gebildet ist, und durchläuft schließlich einen dritten Preßspalt 24, der zwischen der dritten Walze 20 und einer Schuhpreßwalze 22 gebildet ist.

Durch den dritten Preßspalt 24 ist ein Preßfilz 32 geführt, der über Umlenkrollen 36, 38 umläuft.

Nach Verlassen des dritten Preßspaltes 24 wird die Papierbahn 26 mittels einer Bahnleitrolle 40 von der dritten Walze 20, die die Zentralwalze für den dritten Preßspalt 24 und den zweiten Preßspalt 18 bildet, abgenommen. Alternativ kann die Rolle 40 auch als Trockensiebleitwalze oder als Filzleitwalze ausgebildet sein.

Durch den ersten Preßspalt 12 läuft ein unterer Preßfilz 28 um, der über Umlenkrollen 33, 34 geführt ist. Die Papierbahn 26 gelangt auf einem Oberfilz 30 in den ersten Preßspalt 12 und wird vor dem Eintritt in den zweiten Preßspalt 18 über einen Dampfblaskasten 42 beheizt, der zwischen der zweiten, als Saugwalze ausgebildeten Walze 16 und der dritten Walze, die die Gegenwalze 20 des zweiten Preßspaltes 18 bildet, angeordnet ist.

Der Dampfblaskasten 42 ist mit einem Schaber 54 kombiniert, der Papierreste an der dritten Walze 20 abnimmt.

Zwischen dem Dampfblaskasten 42, der zweiten Walze 16 und der dritten Walze 20 ist ein Dampfausbreitungsraum 47 gebildet, dessen erster Teil 53 zwischen Dampfblaskasten 42 und dritter Walze 20 an seiner dem Preßspalt 18 abgewandten Seite durch den Schaber 54 abgeschlossen ist. Der zweite Teil 55 des Dampfausbreitungsraumes 47 ist an seiner dem Preßspalt 18 abgewandten Seite hin offen, so daß Dampf nach außen austreten kann.

Der Dampfblaskasten 42 ist in seiner Längserstreckungsrichtung in einen ersten Teil 44 und einen zweiten Teil 46 unterteilt, deren Dampfzufuhr getrennt regelbar ist.

An der der dritten Walze 20 zugewandten Oberseite 43 des Dampfblaskastens 42 sind Dampfaustrittsöffnungen 56 vorgesehen, durch die Dampf in Richtung der Pfeile 48, 49 in den ersten Teil 53 des Dampfausbreitungsraumes 47 austritt, der sich zunächst in Richtung auf den Preßspalt 18 ausbreitet und dabei die dritte Walze 20 aufheizt.

Infolge der Abdichtung des Dampfausbreitungsraumes 47 durch den Schaber 54 nach außen und infolge des Überdruckes, mit dem der Dampf austritt, wird der Dampf vor dem Preßspalt 18 in Richtung der Pfeile 50, 52 abgelenkt und bewegt sich entgegen der Bahnlaufrichtung 13 durch den zweiten Teil 55 des Dampf­ ausbreitungsraumes 47, heizt dabei die Papierbahn 26 auf und tritt schließlich am unteren Ende des Dampfausbreitungsraumes 47 aus.

Es versteht sich, daß der Dampfausbreitungsraum 47 an den Stirnseiten zwischen Dampfblaskasten, zweiter Walze 16 und dritter Walze 20 entsprechend abgedichtet ist, um einen seit­ lichen Dampfaustritt zu vermeiden.

Zusätzlich tritt aus dem zweiten Teil 46 des Dampfblaskastens 42 Dampf über Dampfaustrittsöffnungen 58, die in der der Papierbahn 26 zugewandten Wand 45 des Dampfblaskastens 42 vorgesehen sind, Dampf in Richtung auf die Papierbahn 26 aus.

Die Dampfzufuhr in den ersten Teil 44 und den zweiten Teil 46 des Dampfblaskastens 42 ist derart gesteuert, daß eine erheblich größere Dampfmenge über die Dampfaustrittsöffnungen 56 in den ersten Teil 53 des Dampfausbreitungsraumes 47 austritt, als über die Dampfaustrittsöffnungen 58 des zweiten Teils 46 des Dampfblaskastens 42 in den zweiten Teil 55 des Dampfausbreitungs­ raumes 47 gelangt. Dadurch, sowie durch die Abdichtung des Dampfausbreitungsraumes 47 durch den Schaber 54 nach außen stellt sich die zuvor beschriebene Ausbreitungsrichtung des Dampfes im Dampfausbreitungsraum 47 ein.

Insgesamt ergibt sich infolge des verstärkten Dampfaustrittes in den ersten Teil 53 des Dampfausbreitungsraumes 47 die durch Pfeile kenntlich gemachte Strömung entlang der Oberfläche der dritten Walze 20 in Richtung auf den Preßspalt 18 und von dort entgegen der Bahnlaufrichtung 13 entlang der Papierbahn 26 nach unten bis zum Austritt aus dem Dampfausbreitungsraum 47 am unteren Ende.

Durch diese Strömungsrichtung und durch die verstärkte Dampf­ zufuhr in den ersten Teil 53 des Dampfausbreitungsraumes 47 wird die dritte Walze 20 stark erwärmt, während die Papierbahn 26 durch die Restenergie des nach unten abgelenkten Dampfstromes im Gegenstromprinzip vorgeheizt wird und zusätzlich noch durch den aus den Austrittsöffnungen 58 des zweiten Teils 46 des Dampfblaskastens 42 austretenden Dampf aufgeheizt wird.

Insgesamt ergibt sich auf diese Weise eine besonders gute Energieübertragung zur Erhöhung der Temperatur im Preßspalt 18, wobei gleichzeitig eine besonders gute Energieausnutzung sichergestellt ist.

Die dritte Walze 20, die Zentralwalze, kann z. B. als keramik­ bezogene Stahlwalze ausgebildet sein.

Zusätzlich kann eine Beheizung dieser Walze 20 von innen vorgesehen sein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pressenpartie ist in Fig. 2 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 60 bezeichnet. Es handelt sich hierbei um eine konven­ tionelle Breitspaltpresse mit einer ersten Walze 62 und einer zweiten oben liegenden Walze 64, durch deren Preßspalt 78 ein Unterfilz 86 umläuft, der über eine Bahnleitwalze 66 und eine Umlenkrolle 68 umläuft. Oberhalb der Papierbahn 26 ist vor dem Preßspalt 78 ein Dampfblaskasten 72 vorgesehen, der gegen die Oberwalze 64 durch eine Dichtlippe 73 oder dgl. abgedichtet ist. Aus dem Dampfblaskasten 72 tritt Dampf in Richtung der Pfeile 74 in den Dampfausbreitungsraum 80 aus und bewegt sich entlang der Oberwalze 64 in Richtung auf den Preßspalt 78 und dann oberhalb der Papierbahn 26 in Richtung des Pfeiles 76 entgegen der Bahnlaufrichtung 13 der Papierbahn, um die Papier­ bahn 26 vor dem Eintritt in den Preßspalt 78 vorzuwärmen.

Es versteht sich, daß zusätzlich auch ein Oberfilz 87 vorgesehen sein kann, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 2 angedeutet ist. Auf die Dichtlippe 73 kann ggf. auch verzichtet werden.

Claims (11)

1. Verfahren zum Entwässern einer Papierbahn (26), bei dem die Papierbahn (26) einen von einer Walze (16; 62) und einer Gegenwalze (20; 64) gebildeten Preßspalt (18; 78) durchläuft und durch Dampf vor Eintritt in den Preßspalt (18; 78) beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß überhitzter Dampf gegen die Gegenwalze (20; 64) geblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfzufuhr von außen auf die Gegenwalze (20; 64) derart gesteuert wird, daß die Gegenwalze (20; 64) stärker beheizt wird als die Papierbahn (26) vor dem Eintritt in den Preßspalt (18; 78).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (20; 64) von überhitztem Dampf angeströmt wird, der vor dem Preßspalt (18; 78) entgegen der Bahnlaufrichtung (13) der Papierbahn (26) abgelenkt wird, um die Papierbahn (26) zu überstreichen, so daß die Papierbahn (26) unmittelbar vor dem Preßspalt (18; 78) am stärksten aufgeheizt wird und in größerer Entfernung vom Preßspalt (18; 78) durch den vorbeiströmenden Dampf vorgeheizt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der überhitze Dampf in einen Dampfausbreitungsraum (47; 80) zwischen der Gegenwalze (20; 64) und einem Dampfblaskasten (42; 72) austritt, der an seinem vom Preßspalt (18; 78) entfernten Ende gegen die eine Walze (20; 64) abgedichtet ist.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn (26) vor dem Eintritt in den Preßspalt (18; 78) zusätzlich direkt von überhitztem Dampf angeströmt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (20; 64) zusätzlich von innen beheizt wird.

7. Pressenpartie für eine Papiermaschine, mit einer Walze (16; 62) und einer Gegenwalze (20; 64), die einen Preßspalt (18; 78) bilden, der von einer zu entwässernden Papierbahn (26) durchlaufen wird, und mit einem Dampfblaskasten (42; 72) zur Beheizung der Papierbahn (26), dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfblaskasten (42; 72) zur Beheizung der Gegenwalze (20; 64) des Preßspaltes Dampfaustrittsöffnungen (56; 74) auf einer der Papierbahn (26) abgewandten und der Gegenwalze (20; 64) zugewandten Seite aufweist.

8. Pressenpartie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfblaskasten (42; 72) derart ausgebildet und gesteuert ist, daß sich eine Dampfströmung entlang der Gegenwalze (20; 64) in Richtung auf den Preßspalt (18; 78), sowie vom Preßspalt (18; 78) entlang der Papierbahn (26) zur Vorheizung der Papierbahn (26) einstellt.

9. Pressenpartie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dampfblaskasten (42; 72), der Gegenwalze (20; 64) und der Papierbahn (26) ein Dampfausbreitungsraum (47; 80) gebildet ist, der in einem ersten Teil (53; 82) an seinem vom Preßspalt (18; 78) entfernten Ende gegen die Gegenwalze (20; 64) abgedichtet ist.

10. Pressenpartie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfblaskasten (42) mit einem an der Gegenwalze angreifenden Schaber (54) kombiniert ist.

11. Pressenpartie nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfblaskasten (42) in Längsrichtung geteilt ist, so daß die Dampfzufuhr in den ersten Teil (53) des Dampfausbreitungsraumes (47) unabhängig von der Dampfzufuhr in den zweiten Teil (55) des Dampfausbreitungsraumes (47), der der Papierbahn (26) zugewandt ist, steuerbar ist.