Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn

Abstract

 Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2, 23) mit einem Stoffauflauf (19), einer Siebpartie (20), einer Pressenpartie (21) und einer Trockenpartie (22), wobei die Trockenpartie (22) wenigstens einen beheizten und von einer Blashaube umgebenen Zylinder (3; 17, 18) umfasst, durch die Heißluft und/oder Wasserdampf als Medium zuführbar ist, wobei die Blashaube (4; 30, 31) mindestens einen Anschluss (14) für die Zu- und/oder Abführung des Mediums aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pressenpartie (21) ein Dampfblaskasten (29) mit quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinanderliegenden Elementen oder Zellen angeordnet ist, durch den die Faserstoffbahn (2, 23) mit Wasserdampf benetzbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn mit einem Stoffauflauf, einer Siebpartie, einer Pressenpartie und einer Trockenpartie, wobei die Trockenpartie wenigstens einen beheizten und von einer Blashaube umgebenen Zylinder umfasst, durch die Heißluft und/oder Wasserdampf als Medium zuführbar ist, wobei die Blashaube mindestens einen Anschluss für die Zu- und/oder Abführung des Mediums aufweist.

[0002] Aus der EP 0 949 377 A2 ist eine Trockenanordnung zum kontinuierlichen Trocknen einer porösen Faserstoffbahn bekannt. Die Trockenanordnung umfasst einen Trockenzylinder, der von der Bahn über wenigstens zwei Drittel seiner Mantelfläche umschlungen wird. Auf der Oberseite des Zylinders sind neben Düsen zum Aufbringen eines Kühlmittels mehrere rotierende Walzen angeordnet, die in ihrem Inneren jeweils eine hydraulische Einheit zum Aufbringen eines Anpressdrucks gegen den Trockenzylinder aufweisen.

[0003] In der EP 0 559 628 B1 wird ein Trockner zum Trocknen einer Faserstoffbahn beschrieben, bei dem ein Durchflusszylinder in Verbindung mit einer Andruckhaube zum Einsatz kommt. Diese ist mit einer Düsenanordnung versehen, mit deren Hilfe Trocknungsgasstrahlen auf die Außenfläche der zu trocknenden Faserstoffbahn aufgebracht werden, während diese über einen Sektor von 260° bis 320° um den beheizten Zylinder herumgeführt wird. Der Mantel des Zylinders ist mit einem System von Kanalleitungen versehen, in welches ein Kühlmittel von einer Kühlmittelquelle geleitet werden kann. Durch die Trocknungsgasstrahlen wird Wasser in der Faserstoffbahn nach außen verdampft und über Räume in der Anblashaube entfernt. Andererseits kondensiert Wasser aus der Faserstoffbahn auf der gekühlten Mantelfläche des Zylinders und wird über Perforationen im äußeren Mantel des Zylinders und einen im Inneren des Zylinders herrschenden Unterdruck abgesaugt.

[0004] Der gesamte Innenraum des Zylinders steht zur Aufnahme des Kondensats zur Verfügung.

[0005] Es sind Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen bekannt, in denen Eigenschaften der Faserstoffbahn zonenweise eingestellt werden, indem beispielsweise durch quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinander angeordnete Pressanordnungen nebeneinander verschiedene Drücke auf die Faserstoffbahn ausgeübt wird. Eine andere Maßnahme besteht darin, dass die Faserstoffbahn durch in quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinander angeordnete Sprühvorrichtungen mit Wassernebel besprüht wird, um die Bahneigenschaften zonenweise zu beeinflussen.

[0006] Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich die Trocknung der Bahn quer zur Bahnlaufrichtung fein einstellen lässt.

[0007] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in der Pressenpartie ein Dampfblaskasten mit quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinanderliegenden Elementen oder Zellen angeordnet ist, durch den die Faserstoffbahn mit Wasserdampf benetzbar ist.

[0008] Durch den Dampfblaskasten wird zunächst eine grobe Einstellung des Feuchtegehalts der Faserstoffbahn erreicht, so dass anschließend eine Feineinstellung der Feuchtigkeit mittels der Blashaube und des von ihr umgebenen Zylinders möglich wird. Hierzu kann die Blashaube über ihre gesamte Breite schmale nebeneinanderliegende Zonen aufweisen, durch die die Trocknung und/oder die Befeuchtung mit Wasserdampf heißen Wassers individuell einstellbar ist.

[0009] Zusätzlich zu dieser Maßnahme lässt sich gemäß der Erfindung vorsehen, dass die Blashaube auch in Bahnlaufrichtung einzelne sich jeweils hintereinanderliegende Elemente aufweist, die jeweils einzelne Anschlüsse für die Zu- und Abführung des Mediums haben.

[0010] Gemäß der Erfindung wird, während die Faserstoffbahn über den Zylinder geführt wird, Wasser aus der Faserstoffbahn verdampft und kondensiert in einem Gewebe, das oberhalb der Faserstoffbahn zwischen dieser und der Blashaube mit der Faserstoffbahn mitgeführt wird. Dabei herrscht an der äußeren Wand des Zylinders eine niedrigere Temperatur als in der Blashaube in jedem einzelnen Element, um die Kondensation des Dampfes zu begünstigen.

[0011] Über den Druck des Mediums oder der Medien in den nebeneinanderliegenden Elementen wird eingestellt, wie stark das undurchlässige Band, das oberhalb des Gewebes mit der Faserstoffbahn mitgeführt wird, gegen das Gewebe und damit auch gegen die Faserstoffbahn gedrückt wird, um auf diese Weise ebenfalls deren Eigenschaften einzustellen.

[0012] Somit lassen sich über die gesamte Breite der Faserstoffbahn individuell zonenweise Eigenschaften der Faserstoffbahn einstellen, um insgesamt ein möglichst gleichmäßiges Profil zu erzielen.

[0013] Es kann aber auch vorgesehen sein, dass durch die Blashaube feuchte Luft oder heißer Dampf an die Faserstoffbahn herangeführt wird, um deren Feuchte zu erhöhen. In diesem Fall ist eine durchlässige Schicht zwischen der Blashaube und der Faserstoffbahn vorgesehen.

[0014] Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn mit einem Stoffauflauf, einer Siebpartie, einer Pressenpartie und einer Trockenpartie, wobei die Trockenpartie wenigstens einen Düsenfeuchter mit quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinanderliegenden Düsen für die Zufuhr von Wasserdampf aufweist.

[0015] Auch in diesem Falle ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass in der Pressenpartie ein Dampfblaskasten mit quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinanderliegenden Elementen oder Zellen angeordnet ist, durch den die Faserstoffbahn mit Wasserdampf benetzbar ist.

[0016] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

[0017] Insbesondere erweist es sich als Vorteil, wenn einzelne Parameter, insbesondere Druck oder Temperatur, des Mediums als Stellgrößen je Element oder Zelle der Blashaube bzw. je Düse oder einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Düsen einzeln steuerbar oder regelbar sind.

[0018] Vorteilhaft ist auch eine Vorrichtung, in der als Regelgrößen der Faserstoffbahn deren Feuchte, Rauhigkeit, Festigkeit und Schrumpfungsverhalten regelbar sind.

[0019] In vorteilhafter Weise ist der Dampfblaskasten im Bereich zwischen zwei Pressnips angeordnet. Aus der WO 2005/010275 A2 ist der Einsatz eines Dampfblaskastens als Dampftrocknungseinrichtung in der Pressenpartie einer Papiermaschine bereits bekannt. Die lokale Befeuchtungs- und/oder Entwässerungsintensität kann über einen Regel- und/oder Steuerkreis unter Einschaltung einer Querprofilfeuchtemessung eingestellt werden. Der Dampfblaskasten hat gegenüber einem Düsenfeuchter den Vorteil, dass die Feuchte nicht erhöht wird, sondern durch die Erwärmung der Faserstoffbahn vor dem Nip eine effizientere Entwässerung erzielt wird, so dass ein höheres Trockengehaltsniveau erreicht werden kann. Jedoch bietet der Düsenfeuchter die Möglichkeit, eine Feinstregelung der Feuchte über die gesamte Breite der Faserstoffbahn vorzunehmen.

[0020] Von Vorteil ist es ebenso, wenn die Elemente oder Zellen des Dampfblaskastens eine größere Breite haben als die in Querrichtung nebeneinanderliegenden Elemente oder Zellen der Blashaube.

[0021] Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht einer Trockeneinrichtung mit einer Blashaube und

Fig. 2

eine schematische Längsansicht einer Papiermaschine in Verbindung mit einem Kalander und einer Rollenwickeleinrichtung.

[0022] Eine Trockenanordnung 1 (Fig. 1) in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2 umfasst einen Zylinder 3, der auf seiner Oberseite von einer Blashaube 4 umgeben ist, in der Luft, Wasserdampf oder ein anderes Gas oder Gasgemisch, beispielsweise mit einem Überdruck von 1 bis 5 bar und mit hoher Temperatur, in Richtung von Pfeilen A auf den Zylinder 3 strömt, um den Trocknungsvorgang der den Zylinder 3 umschlingenden Faserstoffbahn 2 zu unterstützen. Das Gas drückt gegen ein auf der Oberseite von der Faserstoffbahn 2 von dieser mitgeführtes undurchlässiges Band 5 und übt über dieses Druck auf die Faserstoffbahn 2 aus.

[0023] Die Faserstoffbahn 2 wird zwischen den Sieben 6, 7 über den Zylinder 3 geführt. Diese nehmen dabei Feuchtigkeit aus der Faserstoffbahn 2 auf, die aufgrund der hohen Temperatur aus dieser verdampft und aufgrund der niedrigeren Temperatur des Zylinders 3 wieder im Sieb 7 kondensiert.

[0024] Um ein Entweichen des Gases oder der Flüssigkeit aus der Blashaube 4 und um ein seitliches Entweichen von Feuchtigkeit aus der Faserstoffbahn 2 zu verhindern, ist die Blashaube 4 über seitliche, quer zur Bahnlaufrichtung verlaufende Abdichtungen 8, 9 in und über (nicht dargestellte) Abdichtungen in Richtung zu den Längskanten der Faserstoffbahn 2 abgedichtet.

[0025] Unterhalb des Zylinders 3 sind jeweils unter gleichem Abstand zur senkrechten Mittelachse B des Zylinders 3 zwei Stützwalzen 10, 11 angebracht, eine Führungsfunktion für die Faserstoffbahn 2, die Siebe 5, 6 und das Band 7 haben, indem diese um die Stützwalzen 10, 11 herumgeführt werden, wodurch auch der Einwirkungsbereich des Zylinders 3 auf die Faserstoffbahn 2 vergrößert und dadurch der Wirkungsgrad des Trocknungsprozesses verbessert wird.

[0026] Die Stützwalzen 10, 11 sind vorzugsweise über ihre Lagerzapfen und ihre Lagerungen mittels (hier nicht dargestellter) pneumatischer oder hydraulischer Zylinder gelagert. Durch die Einstellung der Anpresskraft lässt sich die Flächenpressung der Faserstoffbahn 2 einstellen und auf diese Weise deren Qualität beeinflussen.

[0027] Zusätzlich oder alternativ ist zwischen den Stützwalzen 10, 11 ein Stützschuh 12 mittig unterhalb des Zylinders 3 angeordnet; auch die Anpresskraft des Stützschuhs 12 kann vorzugsweise eingestellt werden. Vorzugsweise lässt sich bei allen abstützenden Elementen der Stützdruck variabel einstellen, um ihn dem jeweiligen Betriebszustand, beispielsweise der Qualität der zu trocknenden Faserstoffbahn 2, anzupassen.

[0028] Anstelle des Stützschuhs 12 und/oder der Stützwalzen 10, 11 lassen sich auch Rollen einsetzen, von denen mehrere, über die Breite des Zylinders 3 verteilt, nebeneinander den Zylinder 3 abstützen. Insbesondere durch die Rollen lässt sich die Abstützung des Zylinders 3 über bestimmte Bereiche seiner Breite individuell einstellen, um beispielsweise auch die Oberflächenstruktur der Faserstoffbahn 2 zu beeinflussen.

[0029] Die Blashaube 4 ist hier in Bahnlaufrichtung und quer zur Bahnlaufrichtung in einzelne Zellen 13 aufgeteilt, die jeweils einzeln gegenüber dem Sieb 6 durch Dichtelemente nach Art der Abdichtungen 8, 9 abgedichtet sind, um einen Druckausgleich zwischen den Zellen 13 zu verhindern. Ferner ist jede Zelle 13 über eine Leitung 14 mit einem Druckbehälter verbunden, um individuell in jeder der Zellen 13 den Druck einzustellen. Die Temperierung der einzelnen Zellen 13 wird individuell durch einzelne, jeweils innerhalb der Zellen 13 angeordnete Heizeinrichtungen durchgeführt. Alternativ sind statt einer einzigen Leitung 14 zwei Leitungen vorgesehen, wobei in der einen ein temperiertes Medium, beispielsweise eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, zugeführt und über die andere abgeführt wird, nachdem das Medium durch eine Labyrinthanordnung oder dergleichen innerhalb der Zelle 13 so geführt worden ist, dass ein optimaler Wärmeübergang oder eine optimale Kühlung zwischen der Zelle 13 und dem Sieb 6 stattfindet.

[0030] Die je Zelle 13 unabhängige Einstellung des Drucks und/oder der Temperatur lässt sich insbesondere in Abhängigkeit von einmalig oder kontinuierlich während des Herstellungsprozesses durchgeführten Messungen an der Faserstoffbahn 2 realisieren. In Bahnlaufrichtung der Faserstoffbahn 2 sind über und/oder unter dieser Sensoren 15 angebracht, beispielsweise Infrarot-Sensoren, die die Feuchte der Faserstoffbahn 2 oder andere Eigenschaften wie die Rauhigkeit, die Lichtdurchlässigkeit, die Festigkeit usw. als Regelgrößen messen. Die Messung findet in Bahnlaufrichtung entweder vor und/oder hinter der Blashaube 13 statt. Die Sensoren 15 sind vorzugsweise entsprechend der Anzahl der quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinanderliegenden Zellen 13 vorhanden. Die von den Sensoren 15 gemessenen Messgrößen werden als Signalgrößen einem Regler zugeführt, der aus der Abweichung zwischen vorgegebenen Führungsgrößen und den Signalgrößen, d. h. den Regeldifferenzen, neue Signalgrößen gewinnt, die er den jeweiligen, als Stellgliedern wirkenden Druckbehältern und den Heizeinrichtungen für die Zellen 13 zuführt, um in diesen individuell Temperatur und/oder Druck entsprechend den geforderten Eigenschaften der Faserstoffbahn 2 einzustellen.

[0031] Der oben beschriebene Zylinder 3 lässt sich in Verbindung mit der Blashaube 4 oder in Verbindung mit mehreren, beispielsweise zwei Blashauben einsetzen, wie dies u. a. aus der WO 2005/010275 A2 bekannt ist (vgl. Fig. 8).

[0032] Erfindungsgemäß kommen in einer Ausführungsform einer Papiermaschine 16 (Fig. 2) zwei Zylinder 17, 18 zum Einsatz.

[0033] Die Papiermaschine 16 umfasst einen Stoffauflauf 19, eine Siebpartie 20, eine Pressenpartie 21 und eine Trockenpartie 22 zum Herstellen einer Faserstoffbahn 23, die anschließend einen Kalander 24 durchläuft und in einer Wickeleinrichtung 25 zu Rollen 26 aufgewickelt wird.

[0034] Die Pressenpartie 21 umfasst zwei Pressnips 27, 28, die jeweils von einer Presswalze und einer Schuhwalze gebildet werden. Im Bahnlaufbereich zwischen den beiden Pressnips 27, 28 ist ein Dampfblaskasten 29 zur Befeuchtung der Faserstoffbahn 23 angeordnet. Der Dampfblaskasten 29 weist nebeneinander angeordnete Sektionen auf, so dass es möglich ist, die Faserstoffbahn 23 zonenweise zu befeuchten.

[0035] Die Sektionen haben jedoch eine verhältnismäßig große Breite im Verhältnis zur Breite der Sektionen in zwei Blashauben 30, 31, die die zwei Trockenzylinder 17 bzw. 18 überdecken und am Anfang der Trockenpartie 22 angeordnet sind. Der Aufbau der Blashauben 30, 31 und der Trockenzylinder 17, 18 ist an sich bekannt; hierzu wird auf die DE 198 41 768 A1 verwiesen.

[0036] Zusätzlich kann im weiteren Verlauf der Trockenpartie 22, beispielsweise an einer der letzten Trockensiebsaugwalzen 32, ein Düsenfeuchter 33 vorgesehen sein, der zum Ausgleich von Unterschieden des Feuchtegrads über der Breite der Faserstoffbahn 23 dient, wobei sich die Düsen des Düsenfeuchters 33 entweder einzeln oder in Gruppen entsprechend der geforderten Feuchte der Faserstoffbahn 23 einstellen lassen. Solche Düsenbefeuchter haben den Vorteil, in Querrichtung eine feine Zoneneinteilung zu ermöglichen; so können die Düsen z.B. einen Abstand von etwa 60 mm haben.

[0037] Durch die Erfindung lässt sich somit zur zonenweisen Einstellung des Trocken- bzw. Feuchtegrades eine Kombination mit einem Dampfblaskasten zur Grobeinstellung, wenigstens einer Blas- oder Druckhaube in Verbindung mit einem Trockenzylinder (sektionierte Impingement-Trocknung) zur Feineinstellung und mit einem Düsenfeuchter zur Feinsteinstellung des Trockengrades realisieren, wobei insbesondere der Düsenfeuchter fakultativ ist. Es ist aber auch denkbar, dass keine Blas- oder Druckhauben vorgesehen werden und statt dessen nur eine Kombination aus einem Dampfblaskasten und einem Düsenfeuchter zum Einsatz kommt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2, 23) mit einem Stoffauflauf (19), einer Siebpartie (20), einer Pressenpartie (21) und einer Trockenpartie (22), wobei die Trockenpartie (22) wenigstens einen beheizten und von einer Blashaube umgebenen Zylinder (3; 17, 18) umfasst, durch die Heißluft und/oder Wasserdampf als Medium zuführbar ist, wobei die Blashaube (4; 30, 31) mindestens einen Anschluss (14) für die Zu- und/oder Abführung des Mediums aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pressenpartie (21) ein Dampfblaskasten (29) mit quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinanderliegenden Elementen oder Zellen angeordnet ist, durch den die Faserstoffbahn (2, 23) mit Wasserdampf benetzbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blashaube (4, 30, 31) aus einzelnen, jeweils quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinanderliegenden Elementen oder Zeilen (13) besteht, die jeweils einzelne Anschlüsse (14) haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blashaube (4; 30, 31) einzelne sich jeweils in Bahnlaufrichtung erstreckende und nebeneinanderliegende Elementen oder Zellen (13) umfasst, die jeweils einzelne Anschlüsse (13) für die Zu- und/oder Abführung des Mediums haben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenpartie (22) wenigstens einen Düsenfeuchter (33) mit quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinanderliegenden Düsen für die Zufuhr von Wasserdampf aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Düsen für die Zufuhr von Wasserdampf einen Abstand voneinander haben, der nicht größer als 100 mm, vorzugsweise nicht größer als 60 mm ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente oder Zellen des Dampfblaskastens (29) eine größere Breite haben als die in Querrichtung nebeneinanderliegenden Elemente oder Zellen der Blashaube (3; 30, 31).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente oder Zellen des Dampfblaskastens (29) breiter sind als 200 mm, vorzugsweise breiter als 400 mm.

8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Parameter, insbesondere Druck oder Temperatur, des Mediums als Stellgrößen je Element oder Zelle (13) bzw. je Düse oder einer Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Düsen einzeln steuerbar oder regelbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Regelgrößen der Faserstoffbahn (2, 23) deren Feuchte, Rauhigkeit, Festigkeit und Schrumpfungsverhalten regelbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfblaskasten (29) im Bereich zwischen zwei Pressnips (27, 28) angeordnet ist.

Zeichnung