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Trockenanlage für Papier und andere Faserstoffe Die Erfindung bezieht
sich auf Heiz- und Trockeneinrichtungen für den Gebrauch bei der Herstellung von
Papier und anderen Faserstoffen.
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Das Ziel der Erfindung ist, die Heiz- und Trockeneinrichtungen mit
einer verbesserten Entwässerungsvorrichtung zu versehen, wodurch - eine größere
Gleichförmigkeit der Temperaturen in den einzelnen Trockenzylindereinheiten aufrechterhalten
wird, so <laß auf diese Weise der Trocknungsvorgang beschleunigt wird, und wodurch
die Qualität des hergestellten Erzeugnisses verbessert wird, bei gleichzeitiger
Herabsetzung der Herstellungskosten.
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Dieser angestrebte Zweck wird dadurch erreicht, daß Vorrichtungen
angewendet werden, die das Ansammeln von Luft und Kondensaten in den Trockenzylindern
verhüten, so daß eine erhöhte wirksame Durchströmung des Dampfes (denn damit werden
die Zylinder gewöhnlich geheizt) und damit eine gleichmäßige Temperatur in den Zylindera
aufrechterhalten wird.
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Es ist bekannt, daß sich auf der Innenseite der Trockenzylinder leicht
eine Schicht von Wasser und 01 ansetzt (C51 dann, wenn Abdampf zur Heizung
des Zylinders benutzt wird), und da diese Schicht ein schlechter `'Wärmeleiter ist,
so wird unter diesen Verhältnissen die Zylinderwandung eine verhältnismäßig niedrige
Temperatur im Vergleich mit dem Heizmittel annehmen, wodurch der Trocknungsvorgang
verzögert wird. Ferner ist unter diesen bekannten Erscheinungen die Temperatur des
betreffenden Trockenzylinders nicht an allen Stellen gleich, so daß die Papierbahn
ungleichmäßig getrocknet wird, wodurch Falten, Risse und Blasen in derselben entstehen,
die das Kennzeichen einer minderwertigen Papiersorte sind. Ferner wird eine verhältnismäßig
große Dampfmenge gebraucht, was die Herstellungskosten des Erzeugnisses ungünstig
beeinflußt.
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Diese Erfindung soll diese bekannten Nachteile durch folgende Maßnahmen
beseitigen: a) durch die Anordnung von Druck- und Rückschlagventilen in die Dampfleitung,
wodurch die erste und zweite Trockenzylindergruppe so miteinander verbunden werden,
daß ein konstantes gleichmäßiges Verhältnis des Dampfdruckes zwischen den Gruppen
und den einzelnen Trockeneinheiten innerhalb der einzelnen Gruppen hergestellt wird,
wodurch eine wirksame Zirkulation des Heizmittels erzielt wird; b) durch die Anordnung
eines Kondensators in der Saugleitung zwischen der Saugvorrichtung, in diesem Falle
eine Vakuumpumpe, und der ersten Trocknergruppe. Derselbe erleichtert die Entfernung
des Kondensats aus der Anlage und wirkt zu gewissen Zeiten selbständig auf die Saugvorrichtung
ein; c) durch die Anordnung einer Vorrichtung in der Saugleitung, die die Vakuumpumpe
nur
dann in Betrieb setzt, wenn es notwendig ist, so daß dieselbe nicht andauernd zu
laufen braucht; d) durch die Anordnung eines zweiten oder Hilfswasserabscheiders
in der Entwässerungsanlage, der jedoch im wesentlichen mit der primären Trocknungsgruppe
verbunden ist und dazu dient, in den ersten Trocknern eine niedrige Temperatur aufrechtzuerhalten
und die Arbeit des Kondensators zu ergänzen.
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Die Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel dar: Abb.-i ist die
Seitenansicht einer vollständigen Trocknungseiniichtung, teilweise im Schnitt; Abb.
2 ist eine vergrößerte Darstellung des Kondensators der Anlage; Abb. 3 ist ein Teil
eines Schnittes durch einen Trockenzylinder.
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Die dargestellte Trockenanlage besteht - gleichgültig ist dabei die
Zahl der Trokkenzylinder in den betreffenden Gruppen -aus einem »nassen Ende« oder
einer ersten Gruppe und einem »trockenen Ende« oder einer zweiten Gruppe. Jede Gruppe
dieser Anlage besteht in diesem Falle aus zwei Trocknungsstufen.
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Die zweite Trocknungsgruppe besteht aus den Zylindern i, denen Dampf
unter Druck durch das Dampfrohr 2 und die Abzweigrohre 3 zugeführt wird. Die Auslaßrohre
q. von den Zylindern i münden in ein Ablaßrohr 5, das zu einem Wasserabscheider
6 führt.
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Zwischen den beiden Stufen der Trockenzylinder i ist in dem Dampfrohr
2 ein einstellbares Druckventil 7 angeordnet, durch das der Dampfdruck in den beiden
Trockenstufen mit Bezug aufeinander eingestellt wird und durch das die notwendige
wirksame Zirkulation des Dampfes geregelt wird, je nachdem es die Arbeitsverhältnisse
erfordern. In der gleichen Weise und für denselben Zweck ist zwischen den einzelnen
Trocknern der zweiten Stufe der zweiten Gruppe ein Steuerventil 8 in der Dampfleitung
2 angebracht. Dasselbe dient dazu, die betreffenden höheren und niedrigeren Dampfdrücke
zwischen den Trocknern zu erhalten, was notwendig ist, damit der Dampf wirksam zirkulieren
kann. Rückschlagventile g in den Auslaßrohren q. der ersten Stufe der zweiten Gruppe,
in welcher der Dampfdruck höher ist, verhüten ein zu starkes Ausströmen des Dampfes
aus diesen Zylindern.
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Durch das Ablaßrohr 5 wird der aus den Trocknern austretende Dampf
und das niedergeschlagene Wasser zu dem Wasserabscheider 6 geführt, von dem der
Dampf unter Druck durch das Dampfrohr io dem Teil der Dampfleitung zugeführt wird,
der die erste Trocknergruppe i i. mit Dampf versorgt. Ein Ablenker i2 in dem oberen
Teil des Wasserabscheiders 6 verhütet, daß der aus der Leitung 5 eintretende Dampf
unmittelbar aus der Dampfleitung io wieder austritt, so daß der Dampf seinen Wassergehalt
erst in dem Wasserabscheider abladen muß, bevor er denselben verläßt. Der normale
Stand der Flüssigkeit in demselben ist bei i2' angedeutet.
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Ein einstellbares selbsttätiges Druckventil 13 ist an die Stelle des
Verbindungspunktes der Dampfleitung 2 mit einer Dampfabzweigleitung 211 angebracht
und dient dazu, Dampf von vorherbestimmtem Druck und einstellbaren Mengen von der
Dampfleitung 2 in die Abzweigleitung 211 hineinzulassen. Dadurch ist es möglich,
die gewünschte Temperatur in den Trocknern der ersten Gruppe i i stets auf gleicher
Höhe zu erhalten, und zwar unabhängig von der abkühlenden Wirkung, welche die zweite
Trocknergruppe i und der Wasserabscheider 6 auf den durch denselben strömenden Dampf
ausübt. Rückschlagventile 14 sind zwischen den einzelnen Trocknern i i in jeder
Stufe und ein Druckventil 15 zwischen den beiden Stufen der ersten Trockner angeordnet
und dienen zu den gleichen Zwecken wie die entsprechenden Ventile 8 und 7 in der
zweiten Trocknergruppe, d. h. dazu, um den Druckunterschied des Dampfes in den einzelnen
Stufen zwecks wirksamen Dampfkreislaufes aufrechtzuerhalten. .
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Die Verbindung- der einzelnen Trockenzylinder i i mit dem Teil 2a
der Dampfleitung erfolgt mittels der Abzweigrohre 16, und die Verbindung der Zylinder
mit dem Ablaßrohr 17 erfolgt mittels der Rohre 18. Ein Kondenstopf ig ist in jeder
Leitung 18 zwischen den Zylindern i i und dem Ablaßrohr 17 eingebaut, damit die
Entwässerungsanlage nicht durch eine zu große Menge von Wasser belastet wird, dessen
Ansammlung naturgemäß auf dem nassen Ende der Maschine am größten ist. Ein Umgangsventil
2o an dem Kondenstopf ig verbindet die Trockner i i mit dem Ablaßrohr 17, wodurch
Luft und nicht kondensierbare Gase aus dem Trockenzylinder entfernt werden.
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Das Ablaßrohr 17 führt die Kondensate durch ein Rohr 2 i einem Vakuum
oder einer Saugvorrichtung zu, welche dem Wasserabscheider 6 und den Ablaßrohren
beigeordnet ist und die dazu dient, unter Zuhilfenahme mechanischer Mittel den Kreislauf
des Heizmittels in den Trockenzylindern und die verschiedenen Drücke in denselben
aufrechtzuerhalten.
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Die mechanischen Hilfsmittel der Saugvorrichtung bestehen aus einer
dampfgetriebenen Vakuumpumpe mit einem Pumpenkopf 22, wie gezeigt, einem Saugkopf
23 von bekannter
Konstruktion, einem Kondensator 24, der mit dem
Saugkopf 23 mittels eines durch ein Ventil verschließbaren Rohres 25 verbunden ist,
und aus mehreren Rohren 26, 27, 28; 29, die mit dem Wasserabscheider 6 in Verbindung
stehen, sowie aus Rohren :2i, 26, die mit dein Entwässerungsrohr 17 verbunden sind.
Ferner sind verschiedene handgesteuerte Ventile 30 vorgesehen, wodurch je
nach den Betriebsverhältnissen die verschiedenen Rohre miteinander verbunden werden
können.
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Die Verbindungsrohre 27, 28 und 29 mit dem Wasserabscheider 6 werden
durch ein selbsttätiges Gewichtsventil 31 beherrscht. Dasselbe besteht aus einem
Gewichtshebel 32, einem unveränderlichen Gewicht 33, welches am einen Ende des Hebels
3a angebracht ist, und einem veränderlichen Gewicht 3.4 an dem anderen Ende des
Hebels 32. Das letztgenannte Gewicht 34 ist mit dem Wasserabscheider 6 durch einen
beweglichen Schlauch 35 verbunden, der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 12 mündet,
und ist mit einem weiteren beweglichen Schlauch 36 verbunden, der unterhalb des
Flüssigkeitsspiegels 1 2 mündet. In dieser Anordnung tritt Flüssigkeit von dem Wasserabscheider
6 durch den Schlauch 36 in den Hohlraum des Gewichtes 34 ein, und der Flüssigkeitsspiegel
in demselben liegt stets in gleicher Höhe mit dem Flüssigkeitsspiegel 1-2 in dem
Wasserabscheider 6.
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Die Pumpe 22 wird ebenfalls selbsttätig gesteuert, und zwar von einem
Umgehungsrohr 37, welches zwischen der Dampfleitung 38 und der Pumpe angebracht
ist und das ein Ventil 39 enthält, das von einem Membranv entilregulator
40 von bekannter Konstruktion gesteuert wird. Durch eine Steuerleitung 41' wird
dieses Ventil d.o mit dem Rohr 26-verbunden, Zur Beschreibung der Arbeitsweise dieser
Trockenanlage sei zunächst angenommen, daß die Anlage frei von Dampf und von Kondensationsflüssigkeiten
sei. Die Druckventile 7, 13 und 15 sind geschlossen und so zueinander eingestellt,
daß sie die verschiedenen Dampfdrücke in der Leitung 2,2a ausgleichen. Die Bewegung
der Papierbahn über die Trockenzvlinder erfolgt von links nach rechts nach Abb.
i. Der Dampf wird von irgendeiner Erzeugungsstelle den Trockenzylindern i der zweiten
Gruppe durch die Leitung 2 zugeführt. Das Druckventil ? widersteht dem Eintritt
des Dampfes zu der zweiten Stufe der Trockner i, wodurch der gewünschte Druckunterschied
in den beiden Stufen der zweiten Gruppe entsteht, der zu einem wirksamen Kreislauf
des Heizmittels und zur Erhaltung der mit Bezug zueinander in einem bestimmten Verhältnis
stehenden Temperaturen der Trockenzylinder der beiden Stufen notwendig ist. Es ist
einleuchtend, daß die Temperatur und der Druck des Dampfes in der ersten Stufe der
Trockner höher ist als in der zweiten Stufe der zweiten Gruppe.
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Der abgekühlte Dampf und das Kondensat wird dann dem Wasserabscheider
6 zugeführt. Die Rückschlagventile 9 in den Rohren d. verhüten ein zu schnelles
Entweichen des unter höherem Druck befindlichen Dampfes in das Ablaßrohr 5. In dem
Wasserabscheider 6 sorgt der Ablenker 12 dafür, daß der Dampf nicht sofort wieder
aus dem Rohr io entweicht, sondern bewirkt, daß der Dampf seinen Wassergehalt ausscheidet.
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Der Dampf verläßt den Wasserabscheider 6 unter eigenem Druck durch
die Leitung io. Das Ventil 13 ist so eingestellt. daß von der Dampfleitung 2_eine
zusätzliche Dampfmenge in die Leitung 2a zur Heizung der ersten Trocknergruppe eintreten
kann. Die Rückschlagventile 8 und 14 als auch die Druckventile 7, 13 und 15 öffnen
sich nach der durch die Pfeile a angegebenen Richtung.
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Der gesamte Dampf, welcher in die erste Trocknungsgruppe eintritt,
wird kondensiert mit Ausnahme einer kleinen Menge, welche durch die Umgangsventile
2o mit der Luft und den nicht kondensierbaren Gasen entweicht. Die Kondensate der
ersten Trocknungsgruppe werden durch die Kondenstöpfe i9 dem Entwässerungsrohr 17
zugeführt, in dein ein Unterdruck aufrechterhalten wird. Die nicht kondensierbaren
Gase der letztgenannten Trocknungsgruppe werden durch die Umgangsventile 2o dem
Entwässerungsrohr 17 zugeführt. Die Vakuumpumpe stellt in dem Kondensator 24 einen
Unterdruck her, der mittels der Rohrverbindungen 26, 27, 28, 29 auf den unteren
Teil des Wasserabscheiders 6 und ferner mittels der Rohrverbindung 26, 21 auf das
Entwässerungsrohr 17 einwirkt. Der Dampf, welcher durch die Umgangsventile 2o in
das Rohr 17 entweicht, wird in dem Kondensator 2q. in Flüssigkeit verwandelt und
mit den Kondensaten, herrührend von dem Wasserabscheider 6 und der ersten Trocknungsgruppe,
durch die Pumpe aus dem Rohr 42 abgeführt.
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Die Arbeitsweise des selbsttätigen Ventils 31 ist folgende: Wenn die
Flüssigkeit in dem Wasserabscheider 6 in ihrer normalen Höhe oder unter derselben
steht, dann ist die Wirkung des Gewichtes 33 über die des Gewichtes 34. vorherrschend,
und das Ventil 31 ist geschlossen, so daß der durch die Vakuumpumpe erzeugte Unterdruck
nur auf das Entwässerungsrohr 17 einwirkt. Steigt jedoch der Flüssigkeitsspiegel
in dem Wasserabscheider 6 über seinen normalen Stand und deinzufolge
auch
in dem Hohlraum des Gewichtes 34, dann übt dieses Gewicht eine vorherrschende Wirkung
auf das Gewicht 33 aus, wodurch das Ventil 31 geöffnet wird. Der Unterdruck
in dem Kondensator 24 kommt dann auch auf die Flüssigkeit in demWasserabscheider
zur Wirkung und saugt so viel Flüssigkeit aus demselben ab, bis dieselbe ihren normalen
Stand wieder erreicht hat, so daß das Ventil 31 durch das Gewicht 33 wieder in seine
Schlußstellung gebracht wird.
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Die Kühlwasserzuführung 43 zu dem Kondensator 24 (Abb.2) wird durch
ein Ventil qq. geregelt, das durch einen Thermostaten 45 mit einem Thermostab 46,
der in das Kondensatorgehäuse hineinragt, gesteuert wird. Durch die Einstellung
des Thermostaten kann die Temperatur des Kondensators stets auf gleicher Höhe gehalten
werden und auch auf einer solchen Höhe, wie sie zur wirksamen Erhaltung des Unterdrucks
in demselben notwendig ist.
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Eine selbsttätige Steuerung der Pumpe mit Hilfe eines Ventils 39 ist
für den Zweck vorgesehen, damit die Pumpe nur dann in Tätigkeit gesetzt zu werden
braucht, wenn die Betriebsverhältnisse es erfordern, um eine Abnutzung der Pumpe,
die bei dauerndem Betrieb viel früher eintreten würde, auf ein Mindestmaß zu beschränken.
Wenn die unmittelbare Verbindung 38 zu der Pumpe abgeschlossen ist und dieselbe
mittels des Umlaufrohres 37 mit Dampf versorgt wird, dann wirkt der normale Unterdruck
auf das Entwässerungsrohr 17 und saugt die Kondensate aus demselben heraus. Werden
jedoch die Kondensate schneller abgeführt als sie entstehen, dann wird bald in der
Entwässerungsleitung und in dem Kondensator ein höherer Unterdruck entstehen, 'der
auf die Membran des Regulators 4o einwirkt, wodurch das Ventil 39 ganz oder teilweise
geschlossen wird, wodurch die Pumpe stillgesetzt wird oder langsamer arbeitet. Nach
dem -Eintreten des normalen Unterdrucks in dem Kondensator wird das Ventil 39 wieder
ganz geöffnet, und die Pumpe nimmt ihre normale Arbeit wieder auf.
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Eine Trockenanlage nach der obigen Beschreibung genügt für die allgemeinen
in der Praxis vorkommenden Fälle. Um die Anlage noch weiter zu verbessern und sie
zur Herstellung allerfeinster Papiersorten besonders geeignet zu machen, kann man
noch einen Hilfswasserabscheider So anordnen, der im wesentlichen mit der ersten
Trocknungsgruppe verbunden wird, und der dazu dient, die niedrige Temperatur in
den Trocknern aufrechtzuerhalten und die Arbeit des Kondensators zu ergänzen.
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Wie in der Abb. i gezeigt ist, werden die Kondensate der Trockner
i i über die Kondenstöpfe i9 der Entwässerungsleitung 17 zugeführt, und die nicht
kondensierbareri Gase gelangen ebenfalls mittels der Umlaufventile 2o in dieselbe
Leitung. Der gesamte Inhalt der Leitung 17 entleert sich nun in den Wasserabscheider
So. Die flüssigen Mengen werden durch ein Rohr 2111 und dann durch das Rohr 2i durch
den Unterdruck abgesaugt, und die Luft und die restlichen Dampfmengen werden durch
Rohre 51 und 53 den Trockenzylindern 52 zugeführt. Von diesen Trocknern 52 werden
die Kondensate und die Luft durch die Rohre 18 entfernt, die in ein Ablaßrohr 17a
münden, das seinerseits mit dem Rohr?
ib verbunden ist, das mit der Unterdrucksanlage
verbunden ist.
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In dieser Anordnung wird der Dampf, der mit der Luft durch die Umlaufventile
2o entweicht, in den Trockenzylindern 52 kondensiert, so daß die Kühlungskapazität
des Kondensators entsprechend verringert wird. Desgleichen wird die Temperatur der
Trockner 53 des »nassen« Endes der Anlage herabgesetzt, was für die Trocknung der
meisten Papiersorten sehr von Vorteil ist.
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Am Ende der Dampfzuführleitung 2, 2a ist ein Ventil 54 angebracht,
welches dazu dient, den sich ansammelnden Luftüberschuß in der Dampfleitung abzuführen,
damit der Dampf ungehindert in .den einzelnen Trockenzylindern zur Wirkung kommen
kann.
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Für den Fall, daß die Vakuumpumpe ausgebessert werden muß, ist ein
Entwässerungsventil 3o in dem Kondensatorbehälter angeordnet, so daß das Kondensat
abgelassen werden kann, ohne daß die Pumpe arbeitet. Es ist also nicht notwendig,
die ganze Trockenanlage außer Betrieb zu setzen, wenn die Vakuumpumpe einmal versagen
sollte.