Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Flüssigkeit aus einer Papierbahn, bei dem die Papierbahn zwischen einer ersten und einer zweiten Fläche geführt wird.The invention relates to a method for removing liquidspeed from a paper web, in which the paper web between afirst and a second surface is performed.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit aus einer Papierbahn, bei der die Papierbahn zwischen einer ersten und einer zweiten Fläche geführt ist.The invention further relates to a device for removalof liquid from a paper web in which the paper webis guided between a first and a second surface.
Bei der Papierherstellung besteht ein Hauptproblem in der Entwässerung der Papierbahn oder Faserstoffbahn.A major problem in papermaking is that ofDrainage of the paper web or fibrous web.
In den letzten Jahren wurde im Bereich der Pressenpartie durch den Einsatz von Schuhpressen eine erhebliche Verbesserung der Entwässerungsleistung erreicht. Gleichermaßen wurden auch im Bereich der Trockenpartie Verbesserungen erzielt.In recent years, has been in the area of the press sectionthe use of shoe presses a significant improvement inDrainage performance reached. Similarly, in theImprovements made in the dryer section.
Gemäß der US-4,738,752 soll die Entwässerungsleistung einer Schuhpresse dadurch verbessert werden, daß die Papierbahn vor dem Eintritt in die Schuhpresse auf eine Temperatur von bis zu etwa 100°C vorgeheizt wird und zusätzlich die Temperatur im Preßspalt noch auf eine höhere Temperatur gebracht wird, indem die Preßwalze direkt oder indirekt mit Hilfe eines beheizten Bandes weiter erhöht wird.According to US 4,738,752, the drainage performance is said to be oneShoe press can be improved in that the paper web in frontentering the shoe press at a temperature of up tois preheated to about 100 ° C and additionally the temperatureis brought to a higher temperature in the press nip,by pressing directly or indirectly with the help of aheated band is further increased.
Indem somit die Temperatur der Papierbahn innerhalb des Preßspaltes auf mehr als 100°C erhöht wird, steigt der Dampfdruck der Flüssigkeit in der wäßrigen Papierbahn auf Werte von oberhalb 1 bar an, so daß das Wasser nicht nur durch den Preßdruck ausgetrieben wird, sondern daß die enthaltene Flüssigkeit verdampft und somit eine Trocknung erreicht wird.By thus the temperature of the paper web within the pressgap is increased to more than 100 ° C, the vapor pressure increasesthe liquid in the aqueous paper web to values above1 bar, so that the water is not only characterized by the pressureis driven, but that the liquid contained evaporatesand drying is achieved.
Derartige Pressen sind auch unter der Bezeichnung "Impulspressen" bekannt.Such presses are also called "pulse presses"known.
Ein Nachteil derartiger Impulspressen besteht darin, daß sich infolge der erhöhten Temperatur der Papierbahn nach Verlassen des Preßspaltes leicht Blasen in der Papierbahn durch den Innendampfdruck bilden können, was zu einer Delamination führen kann.A disadvantage of such pulse presses is thatdue to the increased temperature of the paper web after leavingof the press nip easily bubbles in the paper web through theCan form internal vapor pressure, leading to delaminationcan.
Eine weitere Möglichkeit zur Trocknung einer Papierbahn besteht in dem sogenannten "Condebelt"-Verfahren (eingetragene Marke). Beim Condebelt-Verfahren wird die Papierbahn zwischen zwei durchlässigen Drahtgeweben zwischen zwei glatten Stahlbändern geführt und einem hohen Druck von bis zu etwa 10 bar und einer hohen Temperatur von bis zu etwa 180°C ausgesetzt.Another possibility for drying a paper web isin the so-called "Condebelt" process (registered trademark).In the Condebelt process, the paper web is between twopermeable wire mesh between two smooth steel strips led and a high pressure of up to about 10 bar and oneexposed to high temperatures of up to about 180 ° C.
Hierzu wird eines der beiden Stahlbänder in einer Dampfkammer, die gegen die Papierbahn abgedichtet ist, mit Heißdampf beheizt, wodurch die Flüssigkeit aus der Papierbahn verdampft und an dem anderen, nicht beheizten Stahlband kondensiert.For this, one of the two steel strips in a steam chamber,which is sealed against the paper web, heated with superheated steam,whereby the liquid evaporates from the paper web and turns oncondensed the other, unheated steel strip.
Auf diese Weise soll sich die Trockenpartie einer Papiermaschine erheblich verkleinern lassen.In this way, the dryer section of a paper machine shouldsignificantly reduced.
Als nachteilig haben sich bei dem bekannten Verfahren der relativ komplizierte Aufbau und die Sicherheitsprobleme erwiesen, die mit der erforderlichen Heißdampfkammer verbunden sind, die ein großes Volumen aufweist. Darüber hinaus kann auch hierbei die Papierqualität durch Blasenbildung infolge von Restfeuchte nach Verlassen der beiden Stahlbänder beeinträchtigt werden.Disadvantages of the known method have been the relativecomplicated construction and the security problems that have been provenare connected to the required superheated steam chamber, the onehas a large volume. In addition, thePaper quality due to blistering due to residual moistureLeaving the two steel straps will be affected.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Flüssigkeit aus einer Papierbahn zu schaffen, womit eine verbesserte Trockenwirkung erreicht wird und gleichzeitig die Gefahr einer Blasenbildung vermieden wird.The invention is therefore based on the object of a methodand a device for removing liquid from aTo create paper web, with an improved drying effectis reached and at the same time the risk of blisteringis avoided.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Vakuum an die zweite luftdurchlässig ausgebildete Fläche angelegt wird, um ein von der Papierbahn durch die zweite Fläche gerichtetes Druckgefälle zu erzeugen.This task is carried out in a method according to thementioned type in that a vacuum to the secondair-permeable surface is created to one ofpressure drop directed through the second surface of the paper webto create.
Diese Aufgabe wird ferner bei einer Vorrichtung gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die erste Fläche als eine luftundurchlässige Fläche ausgebildet ist, daß die zweite Fläche als eine luftdurchlässige Fläche ausgebildet ist, und daß an der zweiten Fläche eine Vakuumquelle zum Erzeugen eines von der Papierbahn durch die zweite Fläche zur Vakuumquelle gerichteten Druckgefälles vorgesehen ist.This object is also achieved in a device according to thetype mentioned solved in that the first surfaceis formed as an air-impermeable surface that the second surface is designed as an air-permeable surface,and that a vacuum source for generating is provided on the second surfaceone from the paper web through the second surface to the vacuum sourcedirected pressure gradient is provided.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The object of the invention is completely achieved in this way.
Erfindungsgemäß wird nämlich ein höherer Trockengehalt erreicht und gleichzeitig eine höhere Festigkeit der Papierbahn, da die Temperatur der Papierbahn nach Verlassen der erfindungsgemäßen Vorrichtung deutlich unterhalb der Siedetemperatur von Wasser gehalten werden kann. Somit wird die durch eine überhitzte Papierbahn bedingte Gefahr einer Blasenbildung weitgehend vermieden. Gleichzeitig ergibt sich eine volumenschonende Trockengehaltserhöhung, also eine höhere Trocknungsrate. Somit ergibt sich eine bessere Glättbarkeit, eine bessere Bedruckbarkeit, eine höhere Biegesteifigkeit und eine höhere Porosität des fertigen Papiers.According to the invention, a higher dry content is achievedand at the same time a higher strength of the paper web, since theTemperature of the paper web after leaving the inventionDevice well below the boiling point of watercan be held. Thus, the overheated onePaper web largely creates the risk of blisteringavoided. At the same time, there is a volume-savingDryness increase, i.e. a higher drying rate. Consequentlythis results in better smoothability, better printingavailability, a higher bending stiffness and a higher porosityof the finished paper.
Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß durch das Anlegen eines Vakuums an die zweite luftdurchlässige Fläche, über die die Papierbahn geführt ist, eine Dampfdruckerniedrigung erreicht wird, so daß auch bei Temperaturen von unterhalb von 100°C der Siedepunkt der in der Papierwand enthaltenen Flüssigkeit erreicht wird und somit die in der Papierbahn enthaltene Flüssigkeit durch Verdampfung aus der Papierbahn ausgetrieben wird. Da die Temperatur der Papierbahn nach Verlassen der erfindungsgemäßen Vorrichtung jedoch deutlich unterhalb von 100°C liegt, ist der Dampfdruck von in der Papierbahn etwa noch vorhandener Restfeuchte gegenüber herkömmlichen Verfahren erheblich erniedrigt, so daß eine Blasenbildung vermieden wird.According to the invention, this is essentially achieved bythat by applying a vacuum to the second air passagecasual area over which the paper web is guided, aVapor pressure reduction is achieved, so that even at temperaturen from below 100 ° C the boiling point in the paper wallcontained liquid is reached and thus the in theLiquid contained by evaporation from the paper webPaper web is driven out. Because the temperature of the paper webafter leaving the device according to the invention, however, clearlyis below 100 ° C, the vapor pressure is in thePaper web about remaining moisture compared to conventionalLichen process significantly reduced, so that blisteringis avoided.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können in der Siebpartie der Pressenpartie, der Trockenpartie oder in einer Streichanlagentrocknung einer Papiermaschine eingesetzt werden.The device according to the invention and the inventionProcesses can take place in the wire section of the press sectionDryer section or in a coating drying systemPaper machine can be used.
Vorzugsweise wird die Papierbahn hierbei zwischen einem ersten luftundurchlässigen Band auf der einen Seite und einem luftdurchlassigen Band auf der anderen, der Vakuumquelle zugewandten Seite geführt.The paper web is preferably between a firstair-impermeable tape on one side and an air-permeablecasual band on the other, facing the vacuum sourceSide led.
Grundsätzlich reicht bereits die Anlegung eines Vakuums an die Papierbahn aus, um eine gewisse Entwässerung zu erreichen. Jedoch ergibt sich eine erheblich verbesserte Entwässerungsleistung, wenn die Papierbahn zusätzlich beheizt wird, da so der Dampfdruck der in der Papierbahn enthaltenen Flüssigkeit erheblich ansteigt und somit der erhöhte Dampfdruck zum Austreiben der Flüssigkeit stärker genutzt werden kann.Basically, just applying a vacuum to thePaper web to achieve a certain drainage. Howeverthere is a significantly improved drainage performance,if the paper web is additionally heated, because of the vapor pressurethe liquid contained in the paper web increases significantlyand thus the increased vapor pressure to expel the liquidcan be used more.
Eine besonders gute Entwässerungsleistung läßt sich dann erzielen, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Papierbahn auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der der Dampfdruck des Wassers höher als der absolute Druck des angelegten Vakuums ist.A particularly good drainage performance can then be achievedachieve if according to an advantageous development ofInvention the paper web is heated to a temperature atwhich is the vapor pressure of the water higher than the absolute pressureof the vacuum applied.
Die Papierbahn kann zum Beispiel mit Dampf vor der Anlage des Vakuums auf eine Temperatur von etwa 70 bis 99°C, vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen etwa 90 und 99°C vorgeheizt werden.The paper web can be steamed, for example, before the system is installedVacuum to a temperature of about 70 to 99 ° C, preferablypreheated to a temperature between about 90 and 99 ° C.
Desweiteren ist es möglich, die Papierbahn zur Beheizung über eine beheizte Walze, etwa über einen Trockenzylinder, zu führen.Furthermore, it is possible to use the paper web for heatingto guide a heated roller, for example over a drying cylinder.
In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung wird zusätzlich das erste Band beheizt.In an additional development of the invention, additionalthe first band heated.
Auch hierdurch wird eine weitere Verbesserung der Entwässerungsleistung erzielt.This will also improve the Entwatering performance achieved.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste Band auf eine Temperatur gebracht wird, die höher ist als die Temperatur der Papierbahn, vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 80 bis 110°C.It is particularly advantageous if the first band is on aBring temperature that is higher than the temperature of thePaper web, preferably to a temperature of about 80 to110 ° C.
Auf diese Weise wird zusätzlich das Druckgefälle von dem ersten luftundurchlässigen Band durch die Papierbahn und durch das zweite luftdurchlässige Band hin verstärkt, so daß die Entwässerung weiter verbessert wird.In this way, the pressure drop from the firstairtight tape through the paper web and through thesecond air-permeable tape reinforced so that the Entwatering is further improved.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird das erste Band auf die Papierbahn gepreßt, um so durch den zusätzlichen Druck die Entwässerung zu unterstützen.According to a development of the invention, the first bandpressed on the paper web, so by the additional pressureto support drainage.
Dies kann zum einen dadurch erreicht werden, daß das erste Band in Umfangsrichtung gespannt wird, vorzugsweise mit etwa 1 bis 20 kN/m, um die Papierbahn an das zweite Band anzupressen.On the one hand, this can be achieved in that the first bandis stretched in the circumferential direction, preferably with about 1 to20 kN / m to press the paper web onto the second belt.
Zum anderen kann die Papierbahn lediglich durch das Gewicht eines Preßschuhs an das zweite Band angepreßt werden, wobei ggf. noch zusätzliche Gewichte am Preßschuh befestigt sein können, um den Anpreßdruck zu erhöhen.On the other hand, the paper web can only be weighteda press shoe to be pressed against the second band, whereinif necessary, additional weights may be attached to the press shoecan to increase the contact pressure.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Papierbahn durch eine Schuhpreßwalze an das zweite Band anzupressen. Hierbei wird vorzugsweise eine Linienkraft zwischen 1 und 1200 kN/m, vorzugsweise etwa 2 bis 20 kN/m, verwendet.Another way is through the paper webto press a shoe press roller onto the second belt. Herepreferably a line force between 1 and 1200 kN / m,preferably about 2 to 20 kN / m.
Sowohl bei einer Anpressung der Papierbahn an das erste Band mit Hilfe des in Umfangsrichtung gespannten ersten Bandes als auch bei Verwendung einer Schuhpreßwalze zur Anpressung beträgt der Anpreßdruck der Papierbahn vorzugsweise etwa zwischen 0,1 und 1 bar.Both when the paper web is pressed against the first beltusing the first band stretched in the circumferential direction as is also when using a shoe press roller for pressingthe contact pressure of the paper web is preferably between about 0.1and 1 bar.
Durch diese Maßnahmen wird einerseits eine gute Entwässerungsleistung sichergestellt und andererseits eine schonende Behandlung der Papierbahn gewährleistet.On the one hand, these measures make a good Entwatering performance ensured and on the other hand a gentleTreatment of the paper web guaranteed.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung wird zur Erzeugung des Unterdrucks eine Saugwalze verwendet, über die die Papierbahn geführt ist.In a preferred development of the invention is used for generationthe vacuum uses a suction roller over which the paper webis led.
Diese Saugwalze kann auch als Gegenwalze für eine Schuhpreßwalze dienen.This suction roll can also serve as a counter roll for a shoe press rollto serve.
Wird eine Schuhpreßwalze zur Erzeugung des Anpreßdruckes verwendet, so kann das erste Band über den Preßschuh auf einem Ölschmierfilm oder auch auf einem Wasserschmierfilm geführt werden, da nur ein relativ geringer Anpreßdruck verwendet wird.Will a shoe press roll to generate the contact pressureused, the first band on the press shoe on aOil lubrication film or performed on a water lubrication filmbe used because only a relatively low contact pressure is used.
Die Verwendung von Wasser als Schmiermittel ist bevorzugt, da hierbei weniger aufwendige Maßnahmen gegen Kontamination durch auslaufendes Öl getroffen werden müssen.The use of water as a lubricant is preferred becauseless expensive measures against contaminationleaking oil must be taken.
In alternativer Weise kann die Papierbahn auch mittels eines luftdurchlässigen Bandes über eine glatte Walze geführt werden und der Unterdruck durch eine bewegliche Saughaube erzeugt werden, die an das Band anlenkbar ist.Alternatively, the paper web can also be made using aair-permeable tape over a smooth rollerand the negative pressure is generated by a movable suction hoodbe hinged to the band.
Das erste Band ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung als Stahlband ausgeführt oder in alternativer Weise als ein Band auf Polyurethanbasis.According to a development of the invention, the first volume is asSteel tape executed or alternatively as a tapebased on polyurethane.
Bei Ausbildung des Bandes als Stahlband ergibt sich eine verbesserte Wärmeübertragung, so daß die Beheizung der Papierbahn durch den Kontakt mit dem ersten Band verbessert wird.If the band is designed as a steel band, aimproved heat transfer, so that the heating of the paper webis improved by contact with the first volume.
Das zweite Band ist vorzugsweise als Filzband ausgebildet, was eine ausreichende Luftdurchlässigkeit und eine schonende Behandlung der Papierbahn gewährleistet.The second band is preferably designed as a felt band, whatsufficient air permeability and gentleTreatment of the paper web guaranteed.
Es versteht sich, daß die vorstehend erläuterten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and belowFeatures of the invention to be explained not only in thecombination given in each case, but also on its ownor can be used in other combinations without the frameto leave the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further features and advantages of the invention result fromthe following description of preferred exemplary embodimentswith reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in vereinfachter Darstellung;Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of a device according to the invention in a simplified representation.
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Trockenpartie einer Papiermaschine, bei der zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen in abgewandelter Ausführung vorgesehen sind;Fig. 2 shows a section of a dryer section of a paper machine, in which two Vorrich lines according to the invention are provided in a modified version;
Fig. 3 eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung;Fig. 3 shows a further embodiment of a device according to the invention in a schematic representation;
Fig. 4 eine Abwandlung der Ausführung gemäßFig. 3;FIG. 4 shows a modification of the embodiment according toFIG. 3;
Fig. 5 eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung;Fig. 5 shows a further modification of the Vorrich device according to the invention in a schematic representation;
Fig. 6 eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung;Fig. 6 shows a further modification of the Vorrich device according to the invention in a schematic representation;
Fig. 7 einen Ausschnitt aus einer Pressenpartie einer Papiermaschine, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung angewendet ist;Fig. 7 is a section from a press section of a paper machine in which the invention is applied Vorrich tung;
Fig. 8 einen weiteren Ausschnitt aus einer Pressenpartie einer Papiermaschine in einer gegenüberFig. 7 abgewandelten Form undFig. 8 shows a further detail of a press section of a paper machine in a comparison withFIG. 7 modified form and
Fig. 9 einen weiteren Ausschnitt aus einer Pressenpartie einer Papiermaschine mit einer weiteren Abwandlung gegenüber der Ausführung gemäßFig. 7.Fig. 9 shows a further detail of a press section of a paper machine with a further modification over the embodiment ofFIG. 7.
Eine erste, besonders einfache Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist inFig. 1 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer10 bezeichnet.A first, particularly simple embodiment of a device according to the invention is shown inFIG. 1 and generally designated by the number10 .
Eine Papierbahn12 bzw. eine wäßrige Faserstoffbahn ist zwischen einem ersten Band14 und einem zweiten Band16 über eine Saugwalze18 geführt.A paper web12 or an aqueous fibrous web is guided between a first belt14 and a second belt16 via a suction roller18 .
Die Saugwalze18 weist eine Saugzone17 auf, innerhalb derer ein Unterdruck ΔP von etwa 0,5 bar gegenüber dem Umgebungsdruck erzeugt wird.The suction roll18 has a suction zone17 , within which a negative pressure ΔP of approximately 0.5 bar is generated compared to the ambient pressure.
Das erste Band14, das die Papierbahn12 von außen umschlingt, ist als luftundurchlässiges Stahlband ausgeführt. Das zwischen der Papierbahn12 und der Saugwalze18 angeordnete Band16 ist als luftdurchlässiges Band ausgebildet, beispielsweise als Filzband.The first band14 , which wraps around the paper web12 from the outside, is designed as an air-impermeable steel band. The belt16 arranged between the paper web12 and the suction roll18 is designed as an air-permeable belt, for example as a felt belt.
Die Papierbahn12 ist in nicht näher dargestellter Weise vor der Überleitung auf die Saugwalze18 vorgeheizt, beispielsweise auf eine Temperatur t₁ von etwa 85°C. Das darüberliegende erste Band14, das gleichfalls vorgeheizt ist, weist vor dem Übertritt auf die Saugwalze18 vorzugsweise eine etwas höhere Temperatur t₂ von zum Beispiel etwa 90°C auf. Das zwischen der Papierbahn12 und der Saugwalze18 geführte zweite Band16 weist dagegen eine geringere Temperatur t₃ auf, die im gezeigten Beispiel zwischen etwa 60 und 65°C liegen kann.The paper web12 is preheated in a manner not shown before the transfer to the suction roller18 , for example to a temperature t 1 of about 85 ° C. The overlying first belt14 , which is also preheated, preferably has a slightly higher temperature t 2 of, for example, about 90 ° C. before the transfer to the suction roll18 . The guided between the paper web12 and the suction roller18 second belt16 , however, has a lower temperature t₃, which can be between about 60 and 65 ° C in the example shown.
Infolge des innerhalb der Saugzone17 der Saugwalze18 herrschenden Unterdrucks ΔP, der durch das zweite Band16 auf die Papierbahn12 wirkt, wird der Dampfdruck der in der Papierbahn12 enthaltenen Flüssigkeit erniedrigt und liegt etwas oberhalb von 0,5 bar. Da der absolute Druck in der Saugzone17 der Saugwalze18 um die Druckdifferenz ΔP von etwa 0,5 bar gegenüber dem Umgebungsdruck erniedrigt ist und somit etwa 0,5 bar beträgt, liegt somit der Dampfdruck des in der Papierbahn12 enthaltenen Wassers in der gleichen Größenordnung oder etwas höher als der absolute Druck in der Saugzone17 der Saugwalze18. Dies hat zur Folge, daß bei ausreichend langer Kontaktzeit mit der Saugwalze18 sämtliche in der Papierbahn12 enthaltene Flüssigkeit (Porenwasser und Zwickelwasser) verdampft und eine vollständige Trocknung der Papierbahn12 erreicht wird. Während die Temperaturen des ersten Bandes t₂ an der Einlaufseite und t₂′ nach dem Übertritt über die Saugwalze18 an der Auslaufseite mit 90°C etwa gleichbleibend sind, sinkt die Temperatur t₁ der Papierbahn12, die an der Einlaufseite etwa 85°C beträgt, durch die durch den Verdampfungsprozeß verbrauchte Verdampfungsenergie etwas ab, so daß die Temperatur t₁′ der Papierbahn12 an der Auslaufseite nur im Bereich von etwa 80°C liegt. Die Temperatur des zweiten Bandes16 wird hierdurch nur unmerklich beeinflußt, so daß die Temperaturen t₃ an der Einlaufseite als auch t₃′ an der Auslaufseite etwa im Bereich von 60 bis 65°C liegen.As a result of the negative pressure ΔP prevailing within the suction zone17 of the suction roller18 , which acts on the paper web12 through the second belt16 , the vapor pressure of the liquid contained in the paper web12 is reduced and is somewhat above 0.5 bar. Since the absolute pressure in the suction zone17 of the suction roll18 is reduced by the pressure difference ΔP of about 0.5 bar compared to the ambient pressure and is thus about 0.5 bar, the vapor pressure of the water contained in the paper web12 is of the same order of magnitude or slightly higher than the absolute pressure in the suction zone17 of the suction roller18 . The result of this is that, with a sufficiently long contact time with the suction roller18, all the liquid contained in the paper web12 (pore water and gusset water) evaporates and complete drying of the paper web12 is achieved. While the temperatures of the first band t₂ on the inlet side and t₂ 'after passing over the suction roller18 on the outlet side are approximately constant at 90 ° C, the temperature t₁ of the paper web12 , which is approximately 85 ° C on the inlet side, drops the evaporative energy consumed by the evaporation process somewhat, so that the temperature t 1 'of the paper web12 on the outlet side is only in the range of about 80 ° C. The temperature of the second band16 is only slightly affected by this, so that the temperatures t₃ on the inlet side and t₃ 'on the outlet side are approximately in the range from 60 to 65 ° C.
Erfindungsgemäß wird durch den erzeugten Unterdruck innerhalb der Saugzone17 eine wirkungsvolle Trocknung der Papierbahn12 schon bei einer Temperatur von unterhalb von 100°C erreicht, da der Dampfdruck des in der Papierbahn12 enthaltenen Wassers erniedrigt wird. Infolge der Temperaturerhöhung der Papierbahn12 auf etwa 80 bis 85°C stellt sich ein Dampfdruck in der Größenordnung von etwa 0,5 bar ein, der somit etwa gleich hoch oder etwas höher als der absolute Druck von etwa 0,5 bar innerhalb der Saugzone17 ist, so daß die in der Papierbahn12 enthaltene Flüssigkeit vollständig oder teilweise verdampft. Infolge des angelegten Unterdruckes geschieht dies in besonders schonender Weise. Da die Temperatur der Papierbahn12 an der Auslaufseite t₁′ nur in der Größenordnung von etwa 80°C liegt, wird dabei eine Blasenbildung wirkungsvoll vermieden, da der Dampfdruck von in der Papierbahn12 noch etwa enthaltenem Restwasser nur in der Größenordnung von etwa 0,5 bar liegt und damit deutlich niedriger ist als bei herkömmlichen Impulspressen, bei denen die Papierbahn auf Temperaturen bis zu etwa 180°C aufgeheizt wird, bei denen der Dampfdruck in der Größenordnung von etwa 10 bar liegt.According to the invention, the vacuum generated within the suction zone17 results in effective drying of the paper web12 even at a temperature below 100 ° C., since the vapor pressure of the water contained in the paper web12 is reduced. As a result of the temperature increase of the paper web12 to approximately 80 to 85 ° C., a vapor pressure of the order of approximately 0.5 bar is established, which is thus approximately the same or slightly higher than the absolute pressure of approximately 0.5 bar within the suction zone17 is, so that the liquid contained in the paper web12 evaporates completely or partially. As a result of the negative pressure applied, this is done in a particularly gentle manner. Since the temperature of the paper web12 at the outlet side t 1 'is only in the order of about 80 ° C, bubbles are effectively avoided since the vapor pressure of residual water still contained in the paper web12 is only in the order of about 0.5 bar and is therefore significantly lower than in conventional pulse presses, in which the paper web is heated to temperatures of up to approximately 180 ° C., at which the vapor pressure is of the order of approximately 10 bar.
Die Wirkungsweise der Trocknung bei der Vorrichtung gemäßFig. 10 kann grundsätzlich dadurch verbessert werden, daß einerseits der Unterdruck ΔP in der Saugzone17 erniedrigt wird und andererseits ein mechanischer Druck auf das äußere, erste Band14 ausgeübt wird, um die Papierbahn12 an das erste Band16 anzupressen und die Wärmeübertragung zu verbessern.The operation of the drying in the apparatus ofFig. 10 can in principle be improved by on the one hand the negative pressure .DELTA.P is lowered in the suction zone17 and the other is exerted hand, a mechanical pressure on the outer, first band14 to the paper web12 to the to press the first band16 and to improve the heat transfer.
Dieser mechanische Druck kann einerseits dadurch erzeugt werden, daß das erste Band14 in Umfangsrichtung gespannt wird, oder andererseits dadurch, daß eine Preßwalze oder eine Schuhpreßwalze oder auch nur ein belasteter Preßschuh zur Erzeugung einer Anpreßkraft verwendet wird.This mechanical pressure can be generated, on the one hand, by tensioning the first band14 in the circumferential direction, or, on the other hand, by using a press roll or a shoe press roll or even just a loaded press shoe to generate a contact pressure.
Verschiedene Anwendungsbeispiele der anhand vonFig. 1 nur im Prinzip erläuterten Erfindung sind im folgenden anhand derFig. 2 bis 9 erläutert.Various application examples of the invention, which is only explained in principle with reference toFIG. 1, are explained below with reference toFIGS. 2 to 9.
InFig. 2 ist ein Ausschnitt aus einer Trockenpartie einer Papiermaschine insgesamt mit der Ziffer20 bezeichnet. Die Papierbahn32 gelangt über eine Umlenkrolle21 auf einen ersten obenliegenden Trockenzylinder22 und wird zuvor aus einem Dampfrohr31 mit Dampf vorgeheizt. Eine weitere Aufheizung erfolgt durch den von innen mit Dampf beheizten Trockenzylinder22, bevor die Papierbahn32 über eine Saugwalze38 einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung30 umgelenkt wird und nach Umschlingung eines zweiten Trockenzylinders23 über eine zweite untenliegende Saugwalze38a einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung30a geführt wird.InFig. 2, a section of a dryer section of a paper machine is generally designated by the number20 . The paper web32 reaches a first overhead drying cylinder22 via a deflection roller21 and is previously preheated with steam from a steam pipe31 . A further heating takes place through the drying cylinder22 , which is heated from the inside with steam, before the paper web32 is deflected via a suction roller38 of a first device30 according to the invention and, after being wrapped around a second drying cylinder23 , is guided via a second suction roller38 a of a second device30 a according to the invention becomes.
In der ersten Vorrichtung30 wird die Papierbahn32 über ein vorgeheiztes Stahlband34 im Bereich der Saugzone37 der Saugwalze38 an das Sieb36 angepreßt, auf dem die Papierbahn32 geführt ist.In the first device30 , the paper web32 is pressed against the screen36 , on which the paper web32 is guided, via a preheated steel belt34 in the area of the suction zone37 of the suction roller38 .
Zur Vorheizung des Stahlbandes34 dient ein Heizzylinder39, über den das Stahlband34 über mehrere Umlenkrollen40,43,44 geführt ist, wobei das Stahlband34 über zwei weitere Umlenkrollen41,42 an die Saugzone37 der Saugwalze38 angepreßt ist.A heating cylinder is used to preheat the steel strip3439 through which the steel strip34 through a plurality of guide rollers40,43,44 is guided, wherein the steel strip is pressed34 via two further deflecting rollers41,42 on the suction zone37 of the suction roll38th
Um die Spannung des Stahlbandes34 in Umfangsrichtung regulieren zu können und auf einen optimalen Wert im Bereich zwischen etwa 1 und 100 kN/m, vorzugsweise zwischen 1 und 20 kN/m einstellen zu können, sind zwei Umlenkrollen43,44 verstellbar ausgeführt, wie durch die Pfeile45,46 angedeutet ist. Dabei wird die Spannung in Umfangsrichtung so reguliert, daß sich ein Anpreßdruck zwischen etwa 0,1 und 1 bar im Bereich der Saugzone37 einstellt.In order to be able to regulate the tension of the steel strip34 in the circumferential direction and to be able to set it to an optimal value in the range between approximately 1 and 100 kN / m, preferably between 1 and 20 kN / m, two deflection rollers43 ,44 are designed to be adjustable, as by the arrows45 ,46 is indicated. The tension is regulated in the circumferential direction so that a contact pressure between about 0.1 and 1 bar in the area of the suction zone37 is established.
Durch die Vorheizung der Papierbahn32 einerseits und durch die zusätzliche Vorheizung des Stahlbandes34 andererseits wird in Verbindung mit der Anpressung des Stahlbandes34 an die Saugzone37 der Saugwalze38 eine besonders wirkungsvolle Trocknung im Bereich der Vorrichtung30 erreicht. Die Papierbahn32 erfährt eine weitere Trocknung in der zweiten Vorrichtung30a, in der der Trockengehalt durch den Unterdruck ΔP in der Saugzone37a weiter erhöht wird. Zur Anpressung dient wiederum ein von außen an die Saugzone37a angepreßtes Stahlband34a, das über Umlenkrollen47,48 geführt ist, jedoch nicht zusätzlich vorgeheizt ist.By preheating the paper web32 on the one hand and by the additional preheating of the steel band34 on the other hand, in connection with the pressing of the steel band34 against the suction zone37 of the suction roller38, particularly effective drying is achieved in the area of the device30 . The paper web32 undergoes further drying in the second device30 a, in which the dry content is further increased by the negative pressure ΔP in the suction zone37 a. A steel strip34 a, which is pressed from the outside onto the suction zone37 a and is guided over deflection rollers47 ,48 , but is not additionally preheated, is used for the pressing.
Eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist inFig. 3 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer50 bezeichnet. Wiederum wird hierbei die Papierbahn52 zwischen einem äußeren, luftundurchlässigen ersten Band54 und einem inneren, luftdurchlässigen Band56 über eine Saugwalze58 geführt. Zusätzlich ist eine konventionelle Walze59 zur Erhöhung des Anpreßdruckes vorgesehen.A further modification of the device according to the invention is shown inFIG. 3 and is designated overall by the number50 . Again, the paper web52 is guided between an outer, air-impermeable first belt54 and an inner, air-permeable belt56 via a suction roller58 . In addition, a conventional roller59 is provided to increase the contact pressure.
Eine ähnliche Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist inFig. 4 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer60 bezeichnet. Hierbei ist die Papierbahn62 wiederum zwischen einem luftundurchlässigen Band64 und einem luftdurchlässigen Band66 über eine Saugwalze68 geführt. In Abwandlung von der zuvor anhand vonFig. 3 erläuterten Ausführung ist hierbei zur Erzeugung eines Anpreßdruckes jedoch eine Schuhpreßwalze69 vorgesehen.A similar embodiment of a device according to the invention is shown inFIG. 4 and is designated overall by the number60 . Here, the paper web62 is in turn guided between an air-impermeable belt64 and an air-permeable belt66 via a suction roller68 . In a modification of the embodiment previously explained with reference toFIG. 3, however, a shoe press roll69 is provided for generating a contact pressure.
Eine weitere Abwandlung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist inFig. 5 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer70 bezeichnet. Hierbei wird die Papierbahn72 von einem luftdurchlässigen Band76 unmittelbar über die Oberfläche einer glatten Walze79 geführt. Der Unterdruck ΔP wird hierbei von außen durch eine Saughaube73 aufgebracht, die einen feststehenden Träger75 und ein bewegliches Element77 umfaßt, das an die Oberfläche des als Filzband ausgebildeten Bandes76 anlenkbar ist.A further modification of a device according to the invention is shown inFIG. 5 and is designated overall by the number70 . Here, the paper web72 is guided by an air-permeable belt76 directly over the surface of a smooth roller79 . The negative pressure .DELTA.P is applied from the outside through a suction hood73 , which comprises a fixed support75 and a movable element77 , which can be articulated to the surface of the belt76 designed as a felt belt.
Eine weitere Abwandlung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist inFig. 6 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer80 bezeichnet. Hierbei wird die Papierbahn82 wiederum zwischen einem luftundurchlässigen Band84 und einem luftdurchlässigen Band86 über eine Saugwalze88 geführt. Das erste luftundurchlässige Band84 wird durch zwei Umlenkrollen92,94 über die Saugzone87 der Saugwalze88 geführt und zusätzlich von einem obenliegenden Preßschuh90 lediglich durch dessen Eigengewicht und ggf. zusätzlich etwa durch Mannlöcher des Deckels aufgebrachte Gewichte an die Saugwalze88 angepreßt.A further modification of a device according to the invention is shown inFIG. 6 and is designated overall by the number80 . Here, the paper web82 is in turn guided between an air-impermeable belt84 and an air-permeable belt86 via a suction roller88 . The first air-impermeable belt84 is guided by two deflection rollers92 ,94 over the suction zone87 of the suction roller88 and is additionally pressed by an overhead press shoe90 only by its own weight and possibly additionally through manholes of the cover on weights applied to the suction roller88 .
InFig. 7 ist ein Ausschnitt aus einer Pressenpartie einer Papiermaschine dargestellt und insgesamt mit der Ziffer100 bezeichnet. Die Papierbahn102 wird in einer vorgelagerten Siebpartie110 von dem über Siebleitwalzen111,112 geführten Sieb113 mittels einer Abnahmewalze114 ggf. mit Hilfe von Unterdruckunterstützung abgenommen und gelangt, auf einem Filzband106 geführt, zu einem ersten Preßspalt, der zwischen einer Saugwalze108 und einer Preßwalze116 gebildet ist, wobei über letztere ein Preßfilz117 über zwei Filzleitwalzen118,119 geführt ist. Nach dem Verlassen des ersten Preßspaltes wird die Papierbahn102 durch einen Dampfblaskasten120 mit Dampf vorgeheizt und dann über die Saugzone107 der Saugwalze108 geführt, wobei gleichzeitig ein Stahlband104 von außen an die Saugzone107 angepreßt wird, das über Umlenkrollen124,126 und eine vorzugsweise beheizte Walze128 geführt ist, um das Stahlband104 vorzuheizen und um somit die Entwässerung im Bereich der Saugzone107 zu verbessern.InFig. 7 a section is shown of a press section of a paper machine and generally indicated by the numeral100. The paper web102 is removed in an upstream wire section110 from the wire113 guided over wire guide rollers111 ,112 by means of a take-off roller114, possibly with the aid of negative pressure support, and, guided on a felt belt106 , reaches a first press nip which is between a suction roller108 and a press roll116 is formed, with a press felt117 being guided over two felt guide rolls118 ,119 via the latter. After leaving the first press nip, the paper web102 is preheated with steam through a steam blower box120 and then passed over the suction zone107 of the suction roller108 , a steel band104 being pressed from the outside onto the suction zone107 , which is via deflection rollers124 ,126 and one preferably heated roller128 is guided to preheat the steel strip104 and thus to improve the drainage in the area of the suction zone107 .
Es versteht sich, daß anstelle eines Stahlbandes für das Band104 auch ein Band aus einem verstärkten Polyurethanmaterial (Gelege) verwendet werden kann, wie dies grundsätzlich bekannt ist und bei Schuhpressen Verwendung findet.It goes without saying that instead of a steel belt for the belt104 , a belt made of a reinforced polyurethane material (scrim) can also be used, as is known in principle and is used in shoe presses.
Vom Stahlband104 wird die Papierbahn102 schließlich an ein weiteres Band138 übergeben und durch eine Schuhpresse mit einer untenliegenden Schuhpreßwalze130 und einer obenliegenden Gegenwalze132 geführt. Das Band138 läuft über die Gegenwalze132 und eine Umlenkwalze136 um. Durch den Preßspalt ist ferner noch ein Preßfilz133 geführt, der über Filzleitwalzen134,135 umläuft.The paper web102 is finally transferred from the steel belt104 to a further belt138 and passed through a shoe press with a shoe press roll130 underneath and a counter roll132 lying above. The belt138 runs over the counter roller132 and a deflection roller136 . A press felt133 is also passed through the press nip and rotates over felt guide rollers134 ,135 .
Eine leicht gegenüber der Ausführung gemäßFig. 7 abgewandelte Ausführung einer Pressenpartie ist inFig. 8 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer140 bezeichnet.An embodiment of a press section which is slightly modified from the embodiment according toFIG. 7 is shown inFIG. 8 and is designated overall by the number140 .
Die Papierbahn142 wird vom Sieb153 einer Siebpartie150, das über Siebleitwalzen151,152 umläuft, mittels einer Abnahmewalze154 abgenommen und von einem Band146 über eine Saugwalze148 geführt. Vor dem Übertritt auf die Saugwalze148 ist ein Dampfblaskasten160 angeordnet, um die Papierbahn142 vorzuheizen.The paper web142 is removed from the wire153 of a wire section150 , which rotates over wire guide rollers151 ,152 , by means of a take-off roller154 and is guided by a belt146 over a suction roller148 . Before the transfer to the suction roller148 , a steam blow box160 is arranged to preheat the paper web142 .
Im Bereich der Saugzone147 der Saugwalze148 wird wiederum ein vorzugsweise als Stahlband ausgeführtes Band144 an die Papierbahn142 angepreßt, das über Umlenkwalzen164,166 und168 geführt ist, wobei die Walze168 vorzugsweise beheizt ist und die Saugwalze148 berührt.In the area of the suction zone147 of the suction roller148 , a belt144 , which is preferably designed as a steel belt, is again pressed onto the paper web142 , which is guided over deflection rollers164 ,166 and168 , the roller168 preferably being heated and touching the suction roller148 .
Von der Umlenkwalze166 wird die Papierbahn142 schließlich an eine obenliegende Gegenwalze172 übergeben, die mit einer untenliegenden Schuhpreßwalze170 eine Schuhpresse bildet. Durch den Preßspalt der Schuhpresse ist ein Preßfilz173 über Filzleitwalzen174,175 geführt.From the deflecting roller166 , the paper web142 is finally transferred to an opposing counter roller172 , which forms a shoe press with an underlying shoe press roller170 . Through the press nip of the shoe press, a press felt173 is guided over felt guide rolls174 ,175 .
Eine weitere Abwandlung einer Pressenpartie ist inFig. 9 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer180 bezeichnet.A further modification of a press section is shown inFIG. 9 and is designated overall by the number180 .
Wiederum wird die Papierbahn182 von dem Sieb193, das über Siebleitwalzen191,192 einer vorgelagerten Siebpartie190 geführt ist, mittels einer Abnahmewalze194 ggf. mittels Unterdruckunterstützung abgenommen und gelangt auf einem vorzugsweise als Filzband ausgeführten luftdurchlässigen Band186 durch einen ersten Preßspalt, der zwischen einer Dampf-Saugwalze188 und einer Massivwalze196 gebildet ist. Durch den ersten Preßspalt läuft ein über Filzleitwalzen198,199 geführter Preßfilz197 um.Again, the paper web182 is removed from the screen193 , which is guided over screen guide rollers191 ,192 of an upstream screen section190 , by means of a take-off roller194, if necessary by means of negative pressure support, and passes through a first press nip on an air-permeable belt186, preferably designed as a felt belt a steam suction roll188 and a solid roll196 is formed. A press felt197 guided over felt guide rolls198 ,199 runs through the first press nip.
Die Dampf-Saugwalze188 besitzt eine erste Dampfzone187, in der die Papierbahn182 durch austretenden Dampf vorgeheizt wird. An die Dampfzone187 schließt sich eine Saugzone189 an, in der die Papierbahn182 mit einem Unterdruck ΔP beaufschlagt wird. Im Bereich der Saugzone189 ist ferner noch eine Schuhpreßwalze216 angeordnet, die mit der Dampf-Saugwalze188 einen Preßspalt bildet. Ein luftundurchlässiges Band184, das vorzugsweise als Stahlband ausgeführt ist, ist über Umlenkwalzen204,206,208 durch den zwischen der Dampf-Saugwalze188 und der Schuhpreßwalze216 gebildeten Preßspalt geführt und von außen an die Dampfzone187 und die Saugzone189 der Dampf-Saugwalze188 angelenkt.The steam suction roll188 has a first steam zone187 , in which the paper web182 is preheated by escaping steam. A suction zone189 adjoins the steam zone187 , in which a vacuum ΔP is applied to the paper web182 . In the area of the suction zone189 a shoe press roller216 is also arranged, which forms a press nip with the steam suction roller188 . An air-impermeable belt184 , which is preferably designed as a steel belt, is guided over deflection rolls204 ,206 ,208 through the press nip formed between the steam suction roll188 and the shoe press roll216 and from the outside to the steam zone187 and the suction zone189 of the steam suction roll188 hinged.
Nach der Vorheizung im Bereich der Dampfzone187 wird die Papierbahn182 im Bereich der Saugzone189 durch den Unterdruck ΔP mit Unterstützung des Anpreßdruckes der Schuhpresse216 entwässert und vom Band184 über die Walze206 an die obenliegende Gegenwalze212 übergeben, die mit einer untenliegenden Schuhpreßwalze210 eine Schuhpresse bildet, durch die ein Preßfilz213 über Filzleitwalzen214,215 umläuft.After preheating in the area of the steam zone187 , the paper web182 in the area of the suction zone189 is dewatered by the negative pressure ΔP with the aid of the contact pressure of the shoe press216 and transferred from the belt184 via the roller206 to the counter roll212 located above, which is provided with a shoe press roller located below210 forms a shoe press through which a press felt213 rotates over felt guide rollers214 ,215 .
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