[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befeuchten
einer Bahn durch Kondensation des Befeuchtungsmediums auf der Bahn.
[0002] Bekannt ist ein Verfahren zum Befeuchten einer Bahn, bei dem die Bahn durch einen
gegenüber der Atmosphäre abgedichteten Raum geführt wird, dem das reine Befeuchtungsmedium
mit einer oberhalb der Temperatur der Bahn liegenden Sattdampftemperatur zugeführt
wird und von dem der Überschuß des Befeuchtungsmediums wieder abgeführt wird. Die
DE-OS 22 03 973, die die theoretischen Voraussetzungen eines solchen Verfahrens eingehend
beschreibt, nennt auch die verschiedenen Parameter, von denen die Befeuchtungsstärke
abhängt, nämlich Bahntemperatur, Sattdampftemperatur bzw. Taupunkttemperatur des Befeuchtungsmediums,
Inertgasgehalt, und weist darauf hin, daß alle diese Parameter im Prinzip für die
Regelung der-Befeuchtungsstärke verwendbar sind, wobei jeweils die anderen Parameter
als Störgrößen eingehen. Sie bevorzugt die Regelung über die Bahntemperatur, um eine
Befeuchtungsatmosphäre von reinem Befeuchtungsmedium verwenden zu können, weil ein
Anteil von Inertgas im Befeuchtungsmedium den Stoffübergang auf die Bahn stark herabsetzt,
was zur Einrichtung längerer Behandlungsstrecken zwingt und damit höhere Investitions÷
und Betriebskosten verursacht. Außerdem weiß man, daß es schwer ist, die relative
Feuchte im Behandlungsraum rasch und genau zu regeln. Der Regelung über die Bahntemperatur
ist daher sowohl im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit als auch auf die Genauigkeit
des Verfahrens gegenüber der Regelung über die relative Feuchte der Befeuchtungsatmosphäre
der Vorzug zu geben.
[0003] Auch die Erfindung geht deshalb davon aus, daß der Befeuchtungsraum mit Einrichtungen
zur Zuführung von reinem Dampf des Befeuchtungsmediums verbunden ist, wobei zur Regelung
der Befeuchtungsstärke eine Einrichtung zur Regelung der Bahntemperatur in Abhängigkeit
von einer Einrichtung zur Messung der Bahnfeuchte vorgesehen ist.
[0004] Insbesondere in der Papierherstellung kann es vorkommen, daß die von der Papiermaschine
ablaufende Bahn über die Breite ein unterschiedliches Feuchteprofil aufweist. Die
Befeuchtungsvorrichtung soll daher die Möglichkeit geben, die Bahn übe- ihre Breite
bereichsweise unterschiedlich stark zu befeuchten. Sie muß daher bereichsweise auch
unterschiedlich regelbar sein. Die bereits erwähnte DE-OS 22 03 973 schlägt zu diesem
Zweck eine bereichsweise unterschiedliche Temperierung der Bahn vor. Jedoch ist eine
solche bereichsweise unterschiedliche Temperierung schwer zu erzielen, weil dann beispielsweise
innerhalb einer Kühlwalze mit Kühlmedien unterschiedlicher Kühltemperatur gearbeitet
werden müßte. Außerdem arbeitet eine auf bereichsweise unterschiedliche Kühlung einer
Kühlwalze gerichtete Regeleinrichtung träge.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten
Art sowie eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung zu schaffen, die über
die Breite der Bahn eine bereichsweise unterschiedliche Befeuchtung bei leichter Regelbarkeit
und geringen Investitions- und Betriebskosten gestattet.
[0006] Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das Befeuchtungsmedium dem Befeuchtungsraum
an über die Bahnbreite verteilten Stellen zugeführt wird und ihm jeweils bei der Zuführung
in Abhängigkeit von einer Feuchteprofilmessung Inertgas zugemischt wird.
[0007] Demnach wird ausgehend von dem Prinzip, daß die Befeuchtungsstärke durch die Bahntemperierung
geregelt wird, damit .von den
Vorzügen der Behandlung mit dem reinen Befeuchtungsmedium Gebrauch gemacht werden kann,
ausgegangen, und es wird lediglich bereichsweise der Partialdruck des Befeuchtungsmediums
durch Hinzufügung von .Inertgas ein wenig unter den Sattdampfdruck gesenkt. Diese
Senkung ist geringfügig, weil/demjenigen Befeuchtungsbereich, in welchem die stärkste
Befeuchtung verlangt wird, von der reinen Sattdampfbehandlung ausgegangen wird, so
daß entsprechend der. Feuchteverteilung der Bahn auch in den übrigen Bereichen nur
eine geringe Partialdrucksenkung erforderlich ist. Demgegenüber müßte in einem Verfahren,
in welchem lediglich die relative Feuchte der Behandlungsatmosphäre zur Regelung der
Befeuchtungsstärke verwendet wird, der Partialdruck insgesamt wesentlich niedriger
als der Sattdampfdruck sein, weil Regelungsbewegungen sowohl in Richtung höheren als
auch niedrigeren Partialdrucks möglich sein müßten. - Schließlich ist es ein wichtiges
Merkmal der Erfindung, daß die Inertgaszugabe nicht abhängig von der relativen Feuchte
der Behandlungsatmosphäre, sondern in Abhängigkeit von der Feuchteprofilmessung der
Bahn erfolgt, was genauer und flinker ist.
[0008] Gegenüber dem eingangs erwähnten, bekannten Vorschlag, dem- - - zufolge die Befeuchtungsstärke
durch den Inertgasänteil, also die relative Feuchte, der Befeuchtungsatmosphäre, geregelt
wird, unterscheidet sich die Erfindung somit durch drei Merkmale. Zum ersten wird
daran festgehalten, daß die Befeuchtungsstärke grundsätzlich durch die Temperierung
der Bahn geregelt wird. Zum zweiten soll die Befeuchtungsatmosphäre möglichst vom
reinen Dampf des Behandlungsmediums gebildet werden. Und drittens wird nicht etwa,
wie in dem bekannten Vorschlag vorgesehen, der Inertgasanteil in der Befeuchtungsatmosphäre
gemessen und geregelt, sondern als Führungsgröße für die Regelung dient die Feuchteprofilmessung
der Bahn.
[0009] Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist einen von der Bahnführung
durchlaufenen Raum mit Dichtungsmitteln an den Bahneintritts- und -austrittsöffnungen
auf, der mit Einrichtungen zur Zuführung von reinem Dampf des Befeuchtungsmediums
sowie mit einer Einrichtung zur Abführung von Dampfüberschuß verbunden ist. Dabei
ist eine Einrichtung zur Regelung der Bahntemperatur in Abhängigkeit von einer Einrichtung
zur Messung der Bahnfeuchte vorgesehen. Erfindungsgemäß zeichnet sich diese Vorrichtung
dadurch aus, daß über die Breite der Bahn eine Mehrzahl von Einrichtungen zur Zuführung
von Dampf des Befeuchtungsmediums vorgesehen ist und wenigstens einige dieser Zuführungseinrichtungen
mit je einer Einrichtung zur Beimischung von Inertgas verbunden sind, die in Abhängigkeit
von dem Meßergebnis einer Feuchteprofilmeßeinrichtung gesondert regelbar sind. Vorzugsweise
enthält der Raum Wände zur Bildung einer Mehrzahl von voneinander mehr oder weniger
getrennten Abschnitten über die Bahnbreite, denen jeweils Dampfzuführungseinrichtungen
zugeordnet sind.
[0010] Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von einem gegenüber der Atmosphäre abgedichteten
Behandlungsraum die Rede ist, so bedeutet dies, daß Sperrmittel vorgesehen sind, die
das Eindringen von beachtlichen Mengen von atmosphärischen-Gasen verhindern, damit
eine Behandlung mit reinem Dampf des Befeuchtungsmediums stattfinden kann. Es ist
nicht erforderlich, daß der Austritt von Befeuchtungsmedium aus dem Behandlungsraum
verhindert wird. - Die Abführung des Behandlungsmediums aus dem Behandlungsraum ist
nur insoweit erforderlich, als dadurch eine ständige Zufuhr neuen Mediums gewährleistet
bleiben soll, damit zum einen die Temperatur der Behandlungsatmosphäre auf dem gewünschten
Wert verbleibt und damit zum anderen im Falle einer Partialdruckabsenkung durch Inertgasbeimischung
anschließend wieder eine Partialdruckerhöhung durch Verdrängung der Atmosphäre mit
höherem Inertgasanteil erfolgen kann. In manchen Fällen können schon die durch Undichtigkeiten
des Systems nach außen hin stattfindenden Verluste eine ausreichende Abfuhr von Behandlungsatmosphäre
bewirken. Im allgemeinen wird jedoch eine besondere Absaugeinrichtung, beispielsweise
im Zusammenhang mit Sperrdüsen als Dichtungen gegenüber der Atmosphäre. vorzuziehen
sein. - Die Art der Bahntemperierung spielt für die Erfindung im allgemeinen keine
wesentliche Rolle. Sie kann ebensogut vor wie während der Dampfbehandlung erfolgen.
- Wenn von Einrichtungen zur Zuführung von reinem Dampf des Befeuchtungsmediums in
Verbindung mit dem Behandlungsraum gesprochen wird, so bedeutet dies nicht, daß der
Dampf auch in denjenigen Fällen, in denen der Zusatz von Inertgas vorgesehen ist,
den Behandlungsraum in reinem Zustand erreichen-muß. Bevorzugt wird vielmehr die Zugabe
des Inertgases zum Dampfstrom, bevor er den Behandlungsraum erreicht hat, damit sich
die Gase schon vor der Einführung in den Behandlungsraum innig vermischen. - Die Angabe,
daß die Einrichtungen zur Dampfzufuhr mit je einer Einrichtung zur Beimischung von
Inertgas verbunden sein soll, ist nicht im Sinne einer zahlenmäßigen Beschränkung
der Inertgaszuführungseinrichtungen zu verstehen. - Die Wände zur Bildung von getrennten
Abschnitten im Behandlungsraum sollen bewirken, daß die Behandlungsatmosphären mit
gegebenenfalls unterschiedlichem Inertgasgehalt im wesentlichen getrennt bleiben.
Eine völlig dichte Abtrennung ist nicht erforderlich. Von diesem Gesichtspunkt ist
daher auch zu deuten, was im Sinne der Erfindung als Wand zu verstehen ist. Bevorzugt
werden im allgemeinen feste Sperrflächen. Jedoch können diese auch flexibel sein oder
beispielsweise durch Schlitzdüsenstrahlen ersetzt werden. Eine gewisse Durchmischung
der Atmosphäre benachbarter Räume im Bereich der Wände ist im allgemeinen unschädlich
und oftmals sogar zur Vermeidung scharfer Grenzen der Befeuchtungsstärke nützlich.
- Die Feuchteprofilmeßeinrichtung kann vor oder nach der Befeuchtungseinrichtung vorgesehen
sein. Im ersten FalZ wird die Befeuchtungsstärke entsprechend dem Ergebnis der Feuchteprofilmessung
nach Erfahrungswerten gesteuert; im anderen Fall erfolgt eine echte Regelung mit dem
Ziel, Schwankungen des Feuchteprofils gänzlich zu vermeiden. Auf die Art der im Zusammenhang
mit der Erfindung verwendeten Feuchteprofilmessungseinrichtungen kommt es nicht an.
Sie bedürfen im vorliegenen Zusammenhang auch keiner Beschreibung, da geeignete Geräte
dem Fachmann geläufig sind. - Die Erfindung zielt in erster Linie auf die Behandlung
von Cellulosebahnen (insbesondere Papier) ab; sie ist jedoch nicht darauf beschränkt.
[0011] Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert,
die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht. Darin zeigen:
Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer Befeuchtungsvorrichtung und
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt.
[0012] Die Bahn 1 läuft in Pfeilrichtung über zwei Walzen 2 und 3, um anschließend bei 4
abgeführt zu werden. Die Walzen 2 und 3 sind Kühlwalzen regelbarer Temperatur zur
Regelung der Befeuchtungsstärke.
[0013] Die Walzen 2 und 3 sind im Bereich des Umschlingungswinkels der Bahn 1 von Gehäusen
5 abgedeckt, die die Befeuchtungsatmosphäre mit der Walzen- bzw. Bahnoberfläche einschließen.
Ihr Aufbau, der sich näher aus Fig. 2 ergibt, kann bei beiden Walzen im wesentlichen
gleich sein. Jedoch können die Walzentemperatur sowie die Bedingungen der Befeuchtungsatmosphäre
in den beiden Gehäusen unterschiedlich eingestellt sein zum Zwecke unterschiedlicher
Befeuchtung der beiden Bahnenseiten.
[0014] Das Gehäuse 5 schließt einen Behandlungsraum 6 mit der Walzen- bzw. Bahnoberfläche
ein, der gegenüber der Außenatmosphäre durch Schlitzdüsen 7 abgedichtet ist, die einen
Strahlvorhang auf die Bahnoberfläche richten, um zum einen den Eintritt von atmosphärischer
Luft in den Behandlungs
- raum 6 zu verhindern und um zum anderen die anhaftende Luft von der Bahnoberfläche
abzurakeln und dadurch den Stoffübergang zu verbessern. Außerhalb der Schlitzdüsen
7 sind Absaugschlitze 8 vorgesehen, die mit einem von Behandlungsraum 6 gesonderten
Saugraum 9 in Verbindung stehen, der seinerseits an eine Saugleitung 18 mit Saugventilator
19 angeschlossen ist. Die Absaugung durch den Schlitz 8 ist so stark eingestellt,
daß Verluste von Behandlungsmedium nach außen gänzlich oder im wesentlichen verhindert
werden.
[0015] Der Behandlungsraum 6 weist eine Dampfzuführungseinrichtung 10 auf, die beispielsweise
als zur Walzenachse parallele, durchgegende Schlitzöffnung ausgebildet sein kann.
Sie ist an eine Dampfleitung 11 angeschlossen, die über ein Regelventil 12 und gegebenenfalls
über ein Heizregister 13 zur Temperierung des Dampfes einer Betriebsdampfleitung 14
über ein Reduzierventil 15 herkommt. Von der Leitung 11 führt eine weitere Leitung
16 über ein Regelventil 17 zu den Sperrdüsen 7.
[0016] Kurz vor der Zuführungseinrichtung 10 mündet in die Leitung 11 eine Luftleitung 20,-die
über ein Regelventil 21 von einer nicht dargestellten Druckluftquelle kommt. Die Einstellung
des Regelventils 21 wird durch eine Regeleinrichtung 25 bestimmt, die von dem Meßergebnis
der Feuchteprofilmeßeinrichtung 22 steht, die die Bahnfeuchte über die Breite der
Bahn für jeden einzelnen Punkt oder bestimmte ausgewählte Punkte bestimmt.
[0017] Wie man aus Fig. 1 erkennt, ist der Behandlungsraum 6 der Gehäuse 5 durch gestrichelt
angedeutete Wände 23 in eine Mehrzahl von Abschnitten 24 über die Bahnbreite aufgeteilt,
die jeweils gesondert an die Dampfleitung 11 angeschlossen sind. In dem dargestellten
Beispiel ist vorgesehen, daß das Regelventil 12 auf sämtliche Abschnitte 24 gemeinsam
wirkt, was im allgemeinen ausreicht, jedoch sind die Regelventile 21 in den einzelnen
Luftleitungen 20 für jeden Abschnitt gesondert vorgesehen, damit die Inertgaszugabe
für jeden einzelnen Abschnitt gesondert geregelt werden kann, entsprechend dem entsprechend
gewünschten Feuchteprofil der Bahn.
1. Verfahren zum Befeuchten einer Bahn durch Führen der Bahn durch einen gegenüber
der Atmosphäre abgedichteten Raum, dem das reine Befeuchtungsmedium mit einer oberhalb
der Temperatur der Bahn liegenden Sattdampftemperatur zugeführt wird und von dem der
Überschuß wieder abgeführt wird, wobei die Bahntemperatur zur Einstellung der Befeuchtungsstärke
in Abhängigkeit von der Bahnfeuchte regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Befeuchtungsmedium dem -Raum an über die Bahnbreite verteilten Stellen zugeführt wird
und ihm jeweils bei der Zuführung in Abhängigkeit von einer Feuchteprofilmessung Inertgas
zugemischt wird.
2. Vorrichtung zum Befeuchten einer Bahn, die einen von der Bahnführung durchlaufenen
Raum mit Dichtungsmitteln an den Bahneintritt- und -austrittsöffnungen, der mit Einrichtungen
zur Zuführung von reinem Dampf des Befeuchtungsmediums sowie mit einer Einrichtung
zur Abführung von Dampfüberschuß verbunden ist, sowie eine Einrichtung zur Regelung
der Bahntemperatur in Abhängigkeit von einer Einrichtung zur Messung der Bahnfeuchte
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß über die Breite der Bahn (1) eine Mehrzahl von
Einrichtungen (10) zur Zuführung von Dampf des Befeuchtungsmediums vorgesehen ist
und wenigstens einige dieser Zuführungseinrichtungen (10) mit je einer Einrichtung
(20) zur Beimischung von Inertgas verbunden sind, die in Abhängigkeit von dem Meßergebnis
einer nachgeschalteten Feuchteprofilmeßeinrichtung gesondert regelbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (6) Wände (23)
zur Bildung einer Mehrzahl von voneinander getrennten Abschnitten (24) aufweist, denen
jeweils Dampfzuführungseinrichtungen (10) zugeordnet sind.