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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Trocknen einer Faserbahn, wobei bei diesem Verfahren die
Faserbahn mittels Trocknungszylindern in einer
Zylindertrockeneinheit, indem die Faserbahn gegen die Oberfläche
eines Trocknungszylinders mit einem Filz oder einem
Trocknungssieb gepresst wird, und in einer Bandtrockeneinheit
getrocknet wird, die zwei endlose gegenüber Luft undurchlässige
Bänder, erste Drehwalzen, wobei das erste Band so eingerichtet
ist, dass es sich um die ersten Drehwalzen dreht, und zweite
Drehwalzen aufweist, wobei das zweite Band derart eingerichtet
ist, dass es sich um die zweiten Drehwalzen dreht, wobei das
erste Band und das zweite Band derart eingerichtet sind, dass
sie einen Teil des Weges parallel zueinander derart laufen, dass
sie eine Trocknungszone zwischen ihnen bilden, wobei das erste
Band erwärmt wird und das zweite Band gekühlt wird, und wobei
die Faserbahn und zumindest ein Filz oder Sieb zwischen den
Bändern in einer derartigen Weise geführt werden, dass die
Faserbahn sich in Kontakt mit dem erwärmten ersten Band befindet
und der Filz oder das Sieb sich zwischen der Faserbahn und dem
gekühlten zweiten Band jeweils befindet.
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Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Gerät zum.
Trocknen einer Faserbahn, wobei das Gerät eine
Zylindertrockeneinheit, die verschiedene Trocknungszylinder
aufweist, wobei die Faserbahn gegen die Oberfläche der erwärmten
Trocknungszylinder mit einem Filz oder einem Sieb gepresst wird,
und eine Bandtrockeneinheit hat, die zwei endlose gegenüber Luft
undurchlässige Bänder, erste Drehwalzen, wobei das erste Band
derart eingerichtet ist, dass es um die ersten Drehwalzen
gedreht wird, und zweite Drehwalzen aufweist, wobei das zweite
Band derart eingerichtet ist, dass es um die zweiten Drehwalzen
gedreht wird, wobei das erste Band und das zweite Band derart
eingerichtet sind, dass sie einen Teil des Weges parallel
zueinander derart laufen, dass sie eine Trocknungszone zwischen
ihnen bilden, wobei das erste Band derart eingerichtet ist, dass
es durch eine Erwärmungseinrichtung erwärmt wird, und das zweite
Band derart eingerichtet ist, dass es durch eine Kühleinrichtung
gekühlt wird, und wobei die Faserbahn und zumindest ein Filz
oder Sieb zwischen den Bändern in einer derartigen Weise geführt
werden, dass die Faserbahn mit dem erwärmten ersten Band in
Kontakt steht und der Filz oder das Sieb sich zwischen der
Faserbahn und dem gekühlten zweiten Band jeweils befindet.
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Ein Trocknen einer Faserbahn zwischen zwei parallelen
Metallbändern, die sich in der gleichen Richtung in einer
derartigen Weise bewegen, dass die Faserbahn mit dem erwärmten
Metallband in Kontakt steht und sich ein Sieb zwischen der
Faserbahn und dem zweiten gekühlten Metallband befindet, so dass
der unter der Wirkung der Erwärmung von der Faserbahn
abgetrennte Dampf an dem Sieb durch die Wirkung des kalten
Metallbandes kondensiert, ist aus verschiedenen
Patentveröffentlichungen bekannt, von denen die internationale
Patentanmeldung WO 96/11 300 und das US Patent Nr. 4 461 095
bspw. erwähnt werden können. Der Vorgang ist darauf begründet,
dass zwei endlose Metallbänder so eingerichtet sind, dass sie um
sich drehende Walzen laufen, und jeweils heißen Dampf und Wasser
enthaltende Druckkammern an der Innenfläche vorgesehen sind, die
durch die durch die Bänder ausgebildeten Schleifen definiert
sind, so dass der erzeugte Druck das heiße und das kalte Band
und jeweils die Faserbahn und das Sieb zwischen ihnen zueinander
pressen. Die zwischen den Druckkammern befindlichen Bänder
bilden mittels einer Dichtung eine Seite für die Druckkammern,
so dass der Dampf und das Wasser direkt die Bänder beeinflussen
kann. Der Betrieb des Geräts ist an sich vollständig bekannt und
ist bspw. in den vorstehend erwähnten Patentveröffentlichungen
offenbart.
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In einer Zylindertrockeneinheit wird eine Faserbahn mittels
verschiedenen Trocknungszylindern getrocknet. Die
Trocknungszylinder werden erwärmt und die Faserbahn wird gegen
die Oberfläche eines Trocknungszylinders mit einem Filz oder
einem Trocknungssieb gepresst. Jedoch ergibt sich ein Nachteil
der Anwendung von nur einer Zylindertrockeneinheit bspw. aus der
großen Größe, dem hohen Kaufpreis und den hohen Betriebskosten
der Trockeneinheit. Des Weiteren kann in einer
Zylindertrockeneinheit die Faserbahn in der Querrichtung stark
schrumpfen. Ein anderer Trocknungsaufbau ist vorgeschlagen
worden, bei dem die Faserbahn anfänglich so geführt wird, dass
sie zwischen zwei sich bewegenden erwärmten und gekühlten
Metallbändern getrocknet wird, und anschließend zu der
Zylindertrockeneinheit geführt wird, um zu verhindern, dass die
Faserbahn bspw. ein Rollen aufzeigt. Ein derartiger Aufbau nimmt
einen großen Raum ein, wobei jedoch aus diesem Grund bspw. die
Baukosten sehr hoch sind. In ähnlicher Weise ist es schwierig,
das Befördern der Faserbahn einzurichten. Des Weiteren ist es
ziemlich schwierig, die Steuerung der Faserbahneigenschaften bei
einem derartigen Aufbau zu beeinflussen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und
ein Gerät zu schaffen, durch das die Faserbahn schnell,
vorteilhaft und effektiv getrocknet werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Zylindertrockeneinheit und die Bandtrockeneinheit
übereinander angeordnet sind.
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Des Weiteren ist das erfindungsgemäße Gerät dadurch
gekennzeichnet, dass die Zylindertrockeneinheit und die
Bandtrockeneinheit übereinander angeordnet sind.
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Eine wesentliche Idee der Erfindung ist, dass eine Faserbahn
mittels einer Trocknereinheit getrocknet wird, die zwei
parallele Bänder aufweist, die sich in der gleichen Richtung in
einer derartigen Weise bewegen, dass die Faserbahn mit dem
erwärmten Band in Kontakt steht und ein Sieb sich zwischen der
Faserbahn und dem zweiten gekühlten Band befindet, so dass der
von der Faserbahn abgetrennte Dampf, der durch das Erwärmen
erzeugt wird, an dem Sieb durch die Wirkung des gekühlten Bandes
kondensiert, wobei dies außerdem mittels einer
Zylindertrockeneinheit geschieht, und wobei diese Einheiten
übereinander angeordnet sind. Darüber hinaus ist es die Idee
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, dass die
Zylindertrockeneinheit in einer derartigen Weise eingerichtet
ist, dass die Faserbahn von verschiedenen unterschiedlichen
Orten der Zylindertrockeneinheit zu der anderen Trockeneinheit
geführt werden kann. Die Idee eines wiederum anderen bevorzugten
Ausführungsbeispiels ist es, dass die Faserbahn zu verschiedenen
unterschiedlichen Punkten der Zylindertrockeneinheit geführt
werden kann.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, dass eine erhebliche
Raumeinsparung dadurch erzielt wird, dass die
Trocknungseinheiten übereinander angeordnet sind, wobei die
Baukosten eher moderat bleiben. Ein mit sich bewegenden Bändern
versehener Trockner kann sogar an einer alten Papiermaschine
oberhalb oder unterhalb einer vorhandenen Zylindertrockeneinheit
positioniert werden, was eine Nutzung von möglicherweise
vorhandenen Kellerräumen oder Dachräumen ermöglicht, womit sehr
vorteilhafte Baukosten erzielt werden. Darüber hinaus kann
beispielsweise bei einer Reparatur oder bei einer Wartung die
Faserbahn in einer eher einfachen Weise durch nur eine der
Trockeneinheiten geführt werden, wodurch es nicht erforderlich
ist, die Maschine anzuhalten, obwohl die andere Trockeneinheit
nicht verwendet wird. Durch ein Anordnen der Faserbahneinlässe
und -auslässe an unterschiedlichen Orten der
Zylindertrockeneinheit, ist es möglich, die Eigenschaften der zu
trocknenden Faserbahnen in einer sehr einfachen und leichten
Weise zu steuern und zu variieren.
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Die vorliegende Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnungen
detaillierter beschrieben.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht entlang der
Laufrichtung der Bahn, wobei ein Gerät zum Trocknen einer
Faserbahn gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
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Fig. 2 zeigt in schematischer Weise eine Anwendung des Geräts
von Fig. 1 bei einer Anwendung von unterschiedlichen
Fördermöglichkeiten der Faserbahn.
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Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht entlang der
Laufrichtung der Bahn, wobei ein anderes Gerät zum Trocknen
einer Faserbahn gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt
ist.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht entlang der
Laufrichtung einer Bahn, wobei eine Anlage gemäß der
vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Der Aufbau weist eine
Trocknereinheit auf, die durch endlose Bänder ausgebildet ist,
die undurchlässig gegenüber Luft sind, Wärme gut leiten und
vorzugsweise aus Metall hergestellt sind: d. h. ein erstes Band
1, d. h. ein oberes Band, und ein zweites Band 2, d. h. ein
unteres Band, ein feines Sieb oder ein feiner Filz 3, ein grobes
Sieb 4 und die Faserbahn 5, die zwischen jenen Flächen der
Bänder läuft, die einander zugewandt sind. Die Faserbahn 5
bewegt sich in der durch den Pfeil A gezeigten Richtung. Das
erste Band 1 ist so eingerichtet, dass es um erste Drehwalzen 6a
und 6b gedreht wird, die an den Enden der Trocknereinheit
angeordnet sind. Entsprechend ist das zweite Band 2 so
eingerichtet, dass es sich um zweite Drehwalzen 7a und 7b dreht,
die ebenfalls an den Enden der Trocknereinheit unterhalb der
ersten Drehwalzen 6a und 6b angeordnet sind. Die Siebe 3 und 4
werden durch Führungswalzen 8 gestützt und geführt. Da der in
der Druckzone in dem Bereich zwischen den Bändern 1 und 2
vorherrschende Druck üblicherweise von dem an der Außenseite
oder an den Seiten der Bänder 1 und 2 vorherrschenden Druck
unterschiedlich ist, sind Dichtungen an beiden Seiten der
Einheit zwischen oder an den Rändern der Bänder 1 und 2
angeordnet, wobei die Dichtungen verhindern, dass eine
Flüssigkeit oder ein Gas sich aus dem Bereich zwischen den
Bändern 1 und 2 zur Seite bewegt oder umgekehrt. Um das für das
Trocknen erforderliche Dampferwärmen zu bewirken, weist die
Trocknereinheit eine Druckkammer 9 auf, die sich oberhalb des
ersten Bandes 1 befindet. Das erste Band 1 ist mit Dichtungen 9a
gegenüber dem Körper 9b der Druckkammer 9 so abgedichtet, dass
der Dampf in der Druckkammer 9 bei einem geeigneten Druck
bleibt. Unterhalb des zweiten Bandes 2 befindet sich eine
Wasserkammer 10, die Wasser enthält, das das zweite Band kühlt.
An den Rändern der Wasserkammer 10 sind Dichtungen 10a
vorhanden, mit denen das zweite Band gegenüber dem Körper 20b
der Wasserkammer 10 abgedichtet ist. In dieser Anmeldung ist
diese Trocknereinheit eine Bandtrocknereinheit 11 genannt.
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Der Betrieb der Bandtrocknereinheit 22 ist auf das Erwärmen des
unteren Bandes 1, das mit der Bahn 5 in Kontakt steht, durch
einen heißen Dampf gegründet, der in der Druckkammer 9 enthalten
ist. Dann bewirkt die Temperatur des ersten Bandes, dass das
Wasser in der Bahn 5 verdampft und durch die Siebe 3 und 4 zu
dem zweiten Band 2 hin übertragen wird. Das zweite Band 2
wiederum wird fortlaufend durch das Wasser gekühlt, das sich
unterhalb von diesem befindet, wodurch der an seiner Oberfläche
erzeugte Dampf zu Wasser kondensiert und mit dem Band 2 und dem
Sieb 4 entfernt wird.
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Das Gerät weist des Weiteren eine Zylindertrockeneinheit 12 auf,
die Trocknungszylinder 13 aufweist, an deren Oberfläche die
Faserbahn 5 mit einem Filz oder einem Trocknungssieb zum
Trocknen der Faserbahn 5 in einer an sich bekannten Weise
gepresst wird. Aus Gründen der Deutlichkeit zeigt Fig. 1 nicht
die Siebe, durch die die Faserbahn 5 gegen die
Trocknungszylinder 13 der Zylindertrockeneinheit 12 gepresst
wird und durch die die Faserbahn 5 in der Trockeneinheit geführt
wird.
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Die Bandtrockeneinheit 11 und die Zylindertrockeneinheit 12 sind
übereinander angeordnet. Die Baukosten von einem derartigen
Aufbau sind gering und die Anordnung kann beispielsweise in
Verbindung mit einer vorhandenen Zylindertrockeneinheit 12
genutzt werden, indem eine Bandtrocknereinheit 11 oberhalb oder
unterhalb der Zylindertrockeneinheit 12 angeordnet wird. Es ist
häufig Raum oberhalb oder unterhalb der Zylindertrockeneinheit
vorhanden oder es ist relativ einfach, einen Raum für die
Bandtrockenheit 11 einzurichten. Dieses übereinander erfolgende
Anordnen führt auch zu dem Vorteil, dass bei einer Wartung oder
bei einer Reparatur die Faserbahn 5 mit Leichtigkeit durch
lediglich eine Trockeneinheit geführt werden kann, wodurch die
Produktion weiter gehen kann, obwohl die andere Trockeneinheit
nicht in Verwendung ist.
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Bei dem Gerät von Fig. 1 ist die Faserbahn 5 so eingerichtet,
dass sie in einer derartigen Weise läuft, dass sie anfänglich zu
der Zylindertrockeneinheit 12 geführt wird, und ungefähr in
deren Mitte die Faserbahn 5 zu der Bandtrockeneinheit 11 geführt
wird. Dann kann der Trockengehalt der Faserhahn 5 üblicherweise
55 bis 75% betragen. Vön der Bandtrockeneinheit 11 kehrt die
Faserbahn 5 zu der Zylindertrockeneinheit 12 ungefähr in deren
Mitte zurück. Somit kann die Glätte der Faserbahn 5 verbessert
werden, kann das Trocknen intensiviert werden und wird das
Trockengehaltprofil mittels der Bandtrocknereinheit 11
verbessert. Indem die Faserbahn 5 von der Bandtrockeneinheit 11
ungefähr zu der Mitte der Zylindertrockeneinheit 12 gebracht
wird, ist es möglich, die Einzelseitenfeuchtigkeitsverteilung
und die Rollneigung der Faserbahn 5 zu korrigieren und ein
zusätzliches Behandeln der Faserbahn 5 auszuführen wie
beispielsweise ein Oberflächenleimen, ein Zwischenkalandrieren
oder ein Pigmentieren.
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In der Zylindertrockeneinheit 12 kann das Trocknen außerdem an
einer Seite ausgeführt werden und die Faserbahn 5 mit dem
Einzelseitentrockengehalt kann zu der Bandtrockeneinheit 11
geführt werden, was ermöglicht, dass die
Oberflächeneigenschaften der Faserbahn 5 beeinflusst werden und
Rollneigung der Faserbahn 5 gesteuert wird. Die
Oberflächeneigenschaften können außerdem durch ein Befeuchten
der Oberfläche der Faserbahn 5 unmittelbar vor der
Bandtrockeneinheit beeinflusst werden.
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Fig. 2 zeigt unterschiedliche alternative Möglichkeiten des
Beförderns der Faserbahn 5 in Verbindung mit dem
erfindungsgemäßen Gerät. Aus Gründen der Deutlichkeit ist kein
detaillierter Aufbau der Bandtrockeneinheit 11 und der
Zylindertrockeneinheit 12 in Fig. 2 gezeigt und ebenfalls aus
Gründen der Deutlichkeit ist die Route oder Bahn der Faserbahn 5
nur ungefähr gezeigt. Die Laufrichtungen der Faserbahn 5 sind
durch Pfeile dargestellt. Das Führen der Faserbahn 5 an dem
Anfang der Zylindertrockeneinheit 12 zu der Bandtrockeneinheit
11 und weiter von der Bandtrockeneinheit 11 zurück zu dem Anfang
der Zylindertrockeneinheit 12 ist durch eine durchgezogene Linie
gezeigt. Dann wird die Faserbahn 5 zu der Bandtrockeneinheit 11
in einem ziemlich feuchten Zustand befördert, wobei der
Trockengehalt der Faserbahn 5 üblicherweise 35 bis 55%
beispielsweise betragen kann. In diesem Fall ist es möglich, die
Eigenschaften der Faserbahn 5 mittels der Bandtrockeneinheit 11
sehr wirkungsvoll zu beeinflussen. Die Fasern einer feuchten
Faserbahn haben eine maximale Bearbeitbarkeit und
Anpassungsfähigkeit, was eine Beeinflussung der
Oberflächeneigenschaften der Faserbahn ermöglicht und
andererseits das Beeinflussen des Verbindens des Fasermaterials
wirkungsvoll ermöglicht. Gleichzeitig kann ein Querschrumpfen
der Faserbahn 5 bei einem kritischen Zustand des Trocknens
mittels der Bandtrockeneinheit 11 verhindert werden, was
bedeutet, dass die mechanischen Quereigenschaften der Faserbahn
5 höchst wirkungsvoll beeinflusst werden können. Sofern dies
erwünscht ist, kann die Faserbahn 5 sofort direkt zu der
Bandtrockeneinheit 11 und von dort zu dem Anfang der
Zylindertrockeneinheit 12 befördert werden. Durch ein Befördern
der Faserbahn 5 von der Bandtrockeneinheit 11 zu dem Anfang der
Zylindertrockeneinheit 12 kann die Trocknungsleistung sehr
beachtlich erhöht werden.
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Eine gestrichelte Linie zeigt eine Alternative, bei der die
Faserbahn 5 zunächst durch die Zylindertrockeneinheit 12 und von
deren Endabschnitt durch die Bandtrockeneinheit 11 und weiter
von der Bandtrockeneinheit 11 zu dem Endabschnitt der
Zylindertrockeneinheit 12 geführt wird. Wenn die Faserbahn 5 zu
der Bandtrockeneinheit 11 gebracht wird, kann ihr Trockengehalt
üblicherweise 75 bis 85% betragen. Dann kann die Glätte der
Faserbahn 5 in der Bandtrockeneinheit 11 verbessert werden oder
die Bandtrockeneinheit 11 kann zum Intensivieren des Trocknens
und zum Verbessern des Trockengehaltprofils verwendet werden.
Des Weiteren können nach der Bandtrockeneinheit 11 Korrekturen
in Bezug auf das Rollen und ein zusätzliches Behandeln der
Faserbahn 5, wie beispielsweise ein Beschichten und
Kalendrieren, bei dem Endabschnitt der Zylindertrockeneinheit
ausgeführt werden.
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Wenn die Zylindertrockeneinheit 12 und die Bandtrockeneinheit 11
übereinander angeordnet sind, kann das Befördern der Faserbahn 5
von der Zylindertrockeneinheit 12 zu der Bandtrockeneinheit 11
und von der Bandtrockeneinheit 11 zurück zu der
Zylindertrockeneinheit 12 mit Leichtigkeit an erwünschten Orten
in der Praxis entlang fast der gesamten Zylindertrockeneinheit
eingerichtet werden. Es ist dann möglich, die in Verbindung mit
dem Trocknen der Faserbahn 5 erhaltenen Ergebnisse in einer
erwünschten Weise zu beeinflussen, was bedeutet, dass es sehr
einfach ist, eine Vielzahl an Erzeugnissen, die voneinander sehr
stark abweichen, mittels einer Anlage herzustellen.
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Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenschnittansicht entlang der
Laufrichtung der Bahn, wobei ein anderes, erfindungsgemäßes
Gerät gezeigt ist. Aus Gründen der Deutlichkeit zeigt Fig. 3
auch die Bandtrockeneinheiten 11 und die Zylindertrockeneinheit
12 ohne detaillierten Aufbau. Auch ist die Bewegung der
Faserbahn 5 nur in ungefährer Weise gezeigt und ihre
Laufrichtungen sind durch Pfeile dargestellt. Eine
Bandtrockeneinheit 11 ist sowohl oberhalb als auch unterhalb der
Zylindertrockeneinheit angeordnet. In dieser Weise werden noch
mehr Möglichkeiten in Bezug auf das Bestimmen der Eigenschaften
der Faserbahn 5 erzielt. Die Bandtrockeneinheiten 11 können auch
beispielsweise in einer derartigen Weise eingerichtet sein, dass
eine von ihnen die Faserbahn 5 an der Oberflächenseite trocknet
und die andere, die die zu dieser Seite entgegengesetzte Seite
trocknet, was der Faserbahn 5 eine gleichmäßige Qualität
verleiht.
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Die Zeichnungen und die sich auf diese beziehende Beschreibung
sollen lediglich die Idee der vorliegenden Erfindung
veranschaulichen. In Bezug auf die Einzelheiten kann die
Erfindung innerhalb des Umfangs der Ansprüche variieren. So ist
es nicht wesentlich, welches Druckmedium in der Druckkammer 9
und in der Wasserkammer 10 verwendet wird. Das Medium der
Druckkammer 9 kann somit beispielsweise Dampf, Luft oder heiße
Verbrennungserzeugnisse aus Kraftstoff oder Wasser sein.
Zusätzlich zu dem Wasser kann z. B. Luft als Medium in der
Wasserkammer 10 verwendet werden.
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Zusätzlich zu dem durch die Druckkammer 9 bewirkten Erwärmen
kann das erste Band 1 auch an anderen Stellen in an sich
vollkommen bekannten Weisen erwärmt werden. Des Weiteren kann
das Erwärmen des Bandes 1 gänzlich außerhalb der Druckkammer 9
stattfinden oder das Trocknen der Faserbahn 5 kann sogar ohne
eine Druckkammer 9 stattfinden.
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Darüber hinaus kann das zweite Band 2 auch außerhalb der
Wasserkammer 10 gekühlt werden oder das Kühlen kann ohne eine
Wasserkammer 10 in an sich vollkommen bekannten Weisen
ausgeführt werden.
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Beispielsweise können zwei Bandtrockeneinheiten 11
hintereinander angeordnet sein und eine von ihnen kann so
eingerichtet sein, dass sie die Oberflächenseite trocknet, und
die andere Einheit die hintere Seite der Faserbahn 5 trocknet.