Trocknungsanordnung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Trocknungsanordnung zur Trocknung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit zumindest zwei Trocknungseinheiten, von denen wenigstens eine von einem beheizten Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) gebildet wird, der einen Außendurchmesser von mindestens 100 cm und einen Umschlingungswinkel der Faserstoffbahn von wenigstens 150° aufweist.
Dabei soll die Effizienz der Trocknung dadurch verbessert werden, dass die Faserstoffbahn (1) zwischen dem Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) und der folgenden Trocknungseinheit über eine Ausdampfstrecke (7) geführt wird, die mindestens 50 cm lang ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Trocknungsanordnung zur Trocknung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit zumindest zwei Trocknungseinheiten, von denen wenigstens eine von einem beheizten Hochleistungs-Trockenzylinder gebildet wird, der einen Außendurchmesser von mindestens 100 cm und einen Umschlingungswinkel der Faserstoffbahn von wenigstens 150° aufweist.

[0002] Derartige Trocknungsanordnungen sind seit einiger Zeit bekannt und sollen die Trocknung insbesondere am Beginn der Trockenpartie verbessern.

[0003] Wegen des großen Raumbedarfs der Trockenpartie allgemein, aber auch speziell der Hochleistungs-Trockenzylinder ist man bestrebt, alles möglichst kompakt anzuordnen.

[0004] Die damit erreichbare Trockenkapazität kann jedoch insbesondere hinsichtlich des erhöhten Aufwandes für die Hochleistungs-Trockenzylinder nicht befriedigen.

[0005] Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Effizienz der Trocknung bei derartigen Trocknungsanordnungen zu verbessern.

[0006] Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Faserstoffbahn zwischen dem Hochleistungs-Trockenzylinder und der folgenden Trocknungseinheit über eine Ausdampfstrecke geführt wird, die mindestens 50 cm lang ist.

[0007] Diese Maßnahme beruht auf der Erkenntnis, dass der Faserstoffbahn während der Umschlingung des Hochleistungs-Trockenzylinders zwar sehr viel Wärmeenergie zugeführt wird, das Entweichen des Wasserdampfes jedoch relativ viel Zeit benötigt.

[0008] Nach einer Ausdampfstrecke von 4 m ist der wesentliche Teil der Ausdampfung erfolgt. Jedoch sollte sich die Ausdampfstrecke über eine Länge erstrecken, die zumindest 15 % des umschlungenen Mantelumfangs entspricht.

[0009] Im Allgemeinen sollten hierfür 50 cm Ausdampfstrecke genügen, bevor die Faserstoffbahn erneut einer Erwärmung in einer folgenden Trocknungseinheit ausgesetzt wird. Diese minimale Ausdampfstrecke ergibt sich beispielsweise bei einem Außendurchmesser des Hochleistungs-Trockenzylinders von 180 cm und einem Umschlingungswinkel von 210°.

[0010] Insbesondere bei schnellen Maschinen sollte jedoch gewährleistet werden, dass die Verweilzeit der Faserstoffbahn in der Ausdampfstrecke größer als 0,1 s ist.

[0011] Nach dieser Zeitspanne ist der wesentliche Teil des Wasserdampfs entwichen.

[0012] Die Ausdampfstrecke ist wegen der großen, während der Umschlingung des Hochleistungs-Trockenzylinders der Faserstoffbahn zugeführten Wärmeenergie erst recht von Vorteil, wenn der Außendurchmesser des Hochleistungs-Trockenzylinders größer als 145 cm, vorzugsweise größer als 175 cm und/oder wenn der Umschlingungswinkel der Faserstoffbahn bei dem Hochleistungs-Trockenzylinder größer als 180°, vorzugsweise größer als 210° ist.

[0013] Um einen möglichst guten Wärmeübergang zwischen der Mantelfläche des Hochleistungs-Trockenzylinders und der Faserstoffbahn zu gewährleisten, sollte die Faserstoffbahn mit dem Hochleistungs-Trockenzylinder in Kontakt kommen.

[0014] Der Hochleistungs- Trockenzylinder sollte dampfbeheizt sein und vorzugsweise bei 6 bar Dampfdruck eine Trocknungsrate von mindestens 60 kg/m²h liefern. (Trocknungsrate bezogen auf die bahnberührte Mantelfläche)

[0015] Außerdem ist es von Vorteil, wenn die Faserstoffbahn von wenigstens einem luftdurchlässigen Trockenband gegen den Hochleistungs-Trockenzylinder gedrückt wird.

[0016] Um die Trocknung noch weiter zu intensivieren, kann es vorteilhaft, sein, wenn die Faserstoffbahn im Umschlingungsbereich des Hochleistungs-Trockenzylinders mit einer Blashaube mit einem heißen Medium, insbesondere Heißluft beblasen wird.

[0017] Bei einer anderen, bevorzugten Ausführung des Hochleistungs-Trockenzylinders wird der Hochleistungs-Trockenzylinder von einem impermeablen, außerhalb des Trockenbandes laufenden Pressband umschlungen.

[0018] Dabei sollte dem Hochleistungs-Trockenzylinder im Umschlingungsbereich des Pressbandes eine Druckhaube zugeordnet sein, welche vorzugsweise mit Wasser (60 - 90°C) gefüllt ist.

[0019] Einerseits führt die Druckbeaufschlagung zu einer verstärkten Anpressung des Pressbandes und damit auch der Faserstoffbahn an den Trockenzylinder und andererseits führt die Kühlung des Pressbandes durch das Wasser zu einem Temperaturgefälle von der Faserstoffbahn über das Trockenband zum Pressband.

[0020] Dies hat die Kondensation des aus der Faserstoffbahn entweichenden Wasserdampfs im Trockenband zur Folge und führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Trocknungsleistung.

[0021] In Abhängigkeit von der Art und dem Feuchtegehalt der Faserstoffbahn sowie den Anforderungen an diese kann es vorteilhaft sein, wenn im Interesse einer möglichst intensiven Trocknung dem Hochleistungs-Trockenzylinder eine Trocknungseinheit mit einem weiteren Hochleistungs-Trockenzylinder folgt.

[0022] Es kann aber auch genügen, wenn dem Hochleistungs-Trockenzylinder eine Trocknungseinheit mit konventionellen Trockenzylindern oder sogar keine weitere Trocknungseinheit folgt.

[0023] Um die Ausdampfung der Faserstoffbahn möglichst ungehindert zu ermöglichen, sollte die Faserstoffbahn innerhalb der Ausdampfstrecke zumindest einseitig von keinem Band oder Walze o. ä. abgedeckt sein.

[0024] Es kann insbesondere hinsichtlich der Bahnführung oder der Raumverhältnisse auch vorteilhaft sein, wenn die Ausdampfstrecke in mehrere Teilstrecken unterteilt wird.

[0025] Des Weiteren kann es zur Gewährleistung einer sicheren Bahnführung und gleichzeitig auch einer möglichst ungehinderten Ausdampfung von Vorteil sein, wenn die Faserstoffbahn in der Ausdampfstrecke von wenigstens einem Band geführt wird, welches eine Luftdurchlässigkeit besitzt, die über 100 cfm liegt.

[0026] Zur Förderung der Ausdampfung sollten der Ausdampfstrecke Saug- und/oder Blaselemente zur Dampfabführung zugeordnet werden. Dies verhindert einen zu hohe Luftfeuchte im Bereich der Ausdampfstrecke.

[0027] Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:

Figur 1:

einen schematischen Querschnitt durch einen Hochleistungs-Trockenzylinder 2 mit folgendem Hochleistungs-Trockenzylinder 3 und

Figur 2:

mit folgenden konventionellen Trockenzylindern 8.

[0028] In beiden Fällen hat der mit Dampf beheizte Hochleistungs-Trockenzylinder 2,3 einen Durchmesser von ca. 180 cm. Zur Aufheizung umschlingt die Faserstoffbahn 1 den Hochleistungs-Trockenzylinder 2,3 mit einem Umschlingungswinkel von mehr als 210°.

[0029] Wegen des direkten Kontaktes des Faserstoffbahn 1 mit der heißen Mantelfläche des Hochleistungs-Trockenzylinders 2,3 und der langen Kontaktzeit mit der Mantelfläche kommt es zu einer starken Aufheizung der Faserstoffbahn 1.

[0030] Gemeinsam mit der Faserstoffbahn 1 umschlingt ein luftdurchlässiges und feuchtigkeitspeicherndes Trockenband 5 sowie ein außen liegendes, impermables und thermisch leitendes Pressband 6 den jeweiligen Hochleistungs-Trockenzylinder 2,3.

[0031] Im Umschlingungsbereich drückt eine mit Wasser gefüllte Druckhaube 4 auf das Pressband 6 in Richtung des Hochleistungs-Trockenzylinders 2,3.

[0032] Während das Wasser eine Verstärkung der Anpressung der Faserstoffbahn 1 an die Mantelfläche des Hochleistungs-Trockenzylinders 2,3 bewirkt, sorgt die Kühlung des Pressbandes 6 durch das Wasser für ein Temperaturgefälle von der erwärmten Faserstoffbahn 1 zum Pressband 6.

[0033] Infolgedessen kommt es im Trockenband 5 zur Kondensation des aus der Faserstoffbahn 1 entweichenden Wasserdampfes.

[0034] Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die Faserstoffbahn 1 nur mit einem außen liegenden Trockenband 5 den Hochleistungs-Trockenzylinder 2,3 umschlingt und heiße Blasluft im Umschlingungsbereich von einer Blashaube auf das Trockenband 5 zur Faserstoffbahn 1 gerichtet wird. Die heiße Blasluft ergänzt die Wirkung der heißen Mantelfläche des Hochleistungs-Trockenzylinders 2,3 und sorgt so für eine beidseitige Aufheizung der Faserstoffbahn 1.

[0035] Dies setzt allerdings eine entsprechende offene Fläche des Trockenbandes 5 voraus.

[0036] In Figur 1 folgt der ersten Trocknungseinheit mit dem Hochleistungs-Trockenzylinder 2 eine weitere Trocknungseinheit mit einem weiteren Hochleistungs-Trockenzylinder 3. Dies kann bei sehr feuchten Faserstoffbahnen 1 oder zur Erreichung einer hohen Trocknungskapazität bei beschränktem Raum notwenig sein.

[0037] Dabei besitzen die Hochleistungs-Trockenzylinder 2,3 ein gemeinsames Trocken- 5 und ein gemeinsames Pressband 6, was den Aufwand vermindert und die Bandführungen vereinfacht.

[0038] Um der Faserstoffbahn 1 die Möglichkeit für eine umfassende Ausdampfung zu geben, wird diese zwischen den beiden Hochleistungs-Trockenzylindern 2,3 über eine Ausdampfstrecke 7 geführt, in welcher die Faserstoffbahn 1 nur von dem Trockenband 5 gestützt wird.

[0039] Hierzu wird das Pressband 6 nach der Umschlingung des ersten Hochleistungs-Trockenzylinders 2 vom Trockenband 5 weggeführt und vor der Umschlingung des folgenden Hochleistungs-Trockenzylinders 3 wieder zugeführt.

[0040] In der Ausdampfstrecke 7 ist eine Seite, nämlich die, durch den Kontakt mit der heißen Mantelfläche des Hochleistungs-Trockenzylinders 2 besonders stark erwärmte Seite der Faserstoffbahn 1 frei von Abdeckungen und kann so ungehindert den Wasserdampf abgeben.

[0041] Auf der anderen Seite der Faserstoffbahn 1 befindet sich zwar das Trockenband 5, jedoch ist dies so luftdurchlässig, das auch auf dieser Seite eine, wenn auch geringere Ausdampfung stattfinden kann.

[0042] Auch nach dem zweiten Hochleistungs-Trockenzylinder 3 sollte, unabhängig davon ob und was sich für eine Trocknungseinheit anschließt, eine Ausdampfstrecke 7 folgen.

[0043] Bei der in Figur 2 darstellten Trocknungsanordnung wird die Faserstoffbahn 1 vor und nach dem Hochleistungs-Trockenzylinder 2 in Trocknungseinheiten mit konventionellen Trockenzylindern 8 getrocknet.

[0044] Hierzu wird die Faserstoffbahn 1 von einem Trockensieb 9 gestützt, mäanderförmig über beheizte Trockenzylinder 8 und Leitwalzen geführt.

[0045] Der Hochleistungs-Trockenzylinder 2 befindet sich hier unter der Ebene der Trockenzylinder 8, was für eine optimale Raumausnutzung sorgt.

[0046] Die Faserstoffbahn 1 gelangt von der vorgelagerten Trocknungseinheit im freien Zug zum Trockenband 5 und wird von diesem zum Hochleistungs-Trockenzylinder 2 geführt.

[0047] Nach der Umschlingung des Hochleistungs-Trockenzylinders 2 und der Wegführung des Pressbandes 6 führt das Trockenband 5 die Faserstoffbahn 1 in die Nähe der folgenden Trocknungseinheit. Auch hier verläuft die Faserstoffbahn 1 von dem Trockenband 5 bis zum ersten konventionellen Trockenzylinder 8 ungestützt.

[0048] Hierdurch ergibt sich eine Ausdampfstrecke 7 vom Hochleistungs-Trockenzylinder 2 bis zum ersten konventionellen Trockenzylinder 8, wobei insbesondere im ungestützten Verlauf der Faserstoffbahn 1 eine ungehinderte, beidseitige Ausdampfung möglich ist.

[0049] Sollten sich Bänder zur Bahnführung notwendig machen, so sollten diese eine relativ große offene Fläche zur Ermöglichung der Ausdampfung aufweisen. Hierfür eignen sich insbesondere relativ offene Trockensiebe.

[0050] Bei beiden Ausführungsbeispielen ist die Anordnung von Saug- und/oder Blaselementen 10 im Bereich der Ausdampfstrecke 7 angedeutet. Diese sollten insbesondere auf der freien Seite der Faserstoffbahn 1 oder beidseitig angeordnet sein und verhindern durch das Ansaugen oder Wegblasen des Wasserdampfes der Faserstoffbahn 1 die Bildung einer zu hohen Luftfeuchtigkeit im Bereich der Ausdampfstrecke 7.

[0051] Dies ermöglicht eine umfassende Ausdampfung über diese Strecke.

Ansprüche

1. Trocknungsanordnung zur Trocknung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit zumindest zwei Trocknungseinheiten, von denen wenigstens eine von einem beheizten Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) gebildet wird, der einen Außendurchmesser von mindestens 100 cm und einen Umschlingungswinkel der Faserstoffbahn (1) von wenigstens 150° aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Faserstoffbahn (1) zwischen dem Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) und der folgenden Trocknungseinheit über eine Ausdampfstrecke (7) geführt wird, die mindestens 50 cm lang ist.

2. Trocknungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweilzeit der Faserstoffbahn (1) in der Ausdampfstrecke (7) größer als 0,1 s ist.

3. Trocknungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der Außendurchmesser des Hochleistungs-Trockenzylinders (2,3) größer als 145 cm, vorzugsweise größer als 175 cm ist.

4. Trocknungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Umschlingungswinkel der Faserstoffbahn (1) bei dem Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) größer als 180°, vorzugsweise größer als 210° ist.

5. Trocknungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Faserstoffbahn (1) mit dem Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) in Kontakt kommt.

6. Trocknungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) dampfbeheizt ist und vorzugsweise bei 6 bar Dampfdruck eine Trocknungsrate von mindestens 60 kg/m²h liefert.

7. Trocknungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Faserstoffbahn (1) von wenigstens einem luftdurchlässigen Trockenband (5) gegen den Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) gedrückt wird.

8. Trocknungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Faserstoffbahn (1) im Umschlingungsbereich des Hochleistungs-Trockenzylinders (2,3) mit einer Blashaube mit einem heißen Medium beblasen wird.

9. Trocknungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) von einem impermeablen, außerhalb des Trockenbandes (5) laufenden Pressbandes (6) umschlungen ist.

10. Trocknungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) im Umschlingungsbereich des Pressbandes (6) eine Druckhaube (4) zugeordnet ist, welche vorzugsweise mit Wasser gefüllt ist.

11. Trocknungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
dem Hochleistungs-Trockenzylinder (2) eine Trocknungseinheit mit einem weiteren Hochleistungs-Trockenzylinder (3) folgt.

12. Trocknungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
dem Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) eine Trocknungseinheit mit konventionellen Trockenzylindern (8) folgt.

13. Trocknungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
dem Hochleistungs-Trockenzylinder (2,3) keine weitere Trocknungseinheit folgt.

14. Trocknungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Faserstoffbahn (1) innerhalb der Ausdampfstrecke (7) zumindest einseitig von keinem Band oder Walze o. ä. abgedeckt ist.

15. Trocknungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
die Faserstoffbahn (1) in der Ausdampfstrecke (7) von einem Band geführt wird, welches eine Luftdurchlässigkeit besitzt, die über 100 cfm liegt.

16. Trocknungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Ausdampfstrecke (7) Saug- und/oder Blaselemente (10) zur Dampfabführung zugeordnet sind.

17. Trocknungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Ausdampfstrecke (7) über maximal 4 m erstreckt.

18. Trocknungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Ausdampfstrecke (7) über eine Länge erstreckt, die zumindest 15 % des umschlungenen Mantelumfangs entspricht.

Zeichnung