EP0653513A2 - Process for drying a paper web and dryer section of a papermachine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for drying a paper web according to the preamble of claim 1 and a drying section according to the preamble of claim 3.
- dryer sections in which the paper web alternately wraps around an upper drying cylinder, and then immediately afterwards a lower drying cylinder, so that one cylinder side and the other side of the paper web alternately have direct cylinder contact.
- the web should run through the machine with the greatest possible safety at the highest working speeds. As far as possible, no web breaks should occur.
- the drying should be as intensive as possible so that a certain amount of water contained in the paper web is expelled in the smallest possible way so that the overall length of the drying section can be kept as small as possible.
- high runability and high energy density there are other requirements for the process or dryer section mentioned.
- gentle drying is very important in order to influence certain paper properties. Above all, this included avoiding shrink lines.
- the first requirement namely the highest possible energy density and thus rapid and intensive drying.
- a known means of evaporating large amounts of moisture from the paper in a small way on the paper web is to increase the temperature of the individual drying cylinder jackets.
- the second requirement namely gentle drying.
- the invention has for its object to such a method or a dryer section of the species mentioned design that the energy density and thus the intensity of drying can be increased significantly without other disadvantages.
- a method is to be specified with which sensitive papers can be dried particularly gently.
- the inventors have recognized that the first subtask can be solved by dimensioning the peripheral speed of at least one or more drying cylinders higher than the speed of the paper web. This means that the drying cylinder in question rotates faster than the paper web, and that there is thus a certain sliding or grinding of the paper web on the outer surface of the drying cylinder in question. Above all, the inventors recognized that this is possible without complications, especially not tearing off the paper web.
- the inventors recognized that this is possible without complications, especially not tearing off the paper web.
- the amount of heat provided by the outer surface of the paper web is correspondingly greater than at identical speeds.
- the second subtask can be achieved by dimensioning the peripheral speed of at least one or more drying cylinders to be lower than the speed of the paper web. This means that the drying cylinder in question rotates more slowly than the paper web, and that in turn a certain sliding or grinding of the paper web takes place on the outer surface of the drying cylinder in question.
- This spray element was very briefly a spray that reduces the static friction between the running web on the one hand and the lateral surface of the drying cylinder in question, on the other hand, so that there is sliding. Once a sliding state had occurred, it would be able to be maintained without the addition of spray.
- the spray can either be applied to the paper web, or to the outer surface of the drying cylinder, or into the wedge-shaped inlet gap between the two.
- a press P can first be seen which has two press rolls 18 and 19 which form a press nip with one another.
- the paper web 9 to be produced runs through this press nip together with a dewatering felt 17.
- This press P is the last press of a press section, the remaining parts of which are not shown in the drawing.
- the press P has a drive 30, which is only shown schematically.
- the dryer section comprises seven dryer groups I to V.
- Each dryer group has its own support belt 1 to 5 and a number of drying cylinders 10 and a number of deflection suction rolls 11, as well as the usual further guide rolls 13 for guiding, tensioning and regulating the endless support belt loop.
- Horizontal rows of drying cylinders are shown; however, vertical or inclined rows of cylinders can also be provided.
- Each of the dryer groups I-V has its own drive.
- At least one of the cylinders is driven at such a speed that the peripheral speed of this cylinder ("rapid cylinder") is greater than the speed of the paper web 9.
- the other cylinders have the same peripheral speed as the dryer fabric. Due to the difference in speed between the relevant high-speed cylinder and the paper web, the paper web slides or grinds. Since each surface element of the paper web comes into contact with several surface elements of the outer surface of the rapid cylinder in question, more heat is applied to the paper web, so that the paper web dries more intensively.
- dryer group I three cylinders 10 are conventionally driven, ie they have the same peripheral speed as paper web 9.
- the first cylinder 10A is driven at increased speed via a transmission G and a drive shaft 32.
- the other cylinders 10B have the same peripheral speed in a conventional manner as the paper web 9.
- the first two cylinders 10C do not have their own drive, but are taken along by the paper web 9.
- the third and fourth cylinders 10D are conventionally driven, i.e. at the same peripheral speed as the paper web.
- the last cylinder 10E has its own motor M ', which drives it at increased speed.
- the first cylinder 10C does not have its own drive.
- the second cylinder 10F is conventional, i.e. with normal peripheral speed, driven.
- the third cylinder 10G has a higher speed than the paper web.
- the fourth drying cylinder 10H has a normal speed again.
- the cylinders 10F, 10G, 10H are coupled to one another via gear wheels. Cylinder 10G has a smaller drive gear than cylinders 10F and 10H.
- dryer group V the only cylinder 10 is conventional, i.e. driven at the same peripheral speed as the paper web 9.
- dryer group III alone could be equipped with one or more high-speed cylinders, while the other dryer groups were equipped with normally running cylinders.
- the relevant rapid cylinder either at the beginning, in the middle, or at the end of the relevant drying group within the individual drying group.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen einer Papierbahn bzw. eine Trockenpartie einer Papiermaschine.The invention relates to a method for drying a paper web or a dryer section of a paper machine.
Um die Energiedichte zu steigern und noch mehr Wärme auf die Papierbahn aufzubringen, so daß diese schneller getrocknet wird, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Umfangsgeschwindigkeit wenigstens eines der Trockenzylinder größer zu machen, als die Bahngeschwindigkeit ist.In order to increase the energy density and to apply even more heat to the paper web so that it is dried faster, it is proposed according to the invention to make the peripheral speed of at least one of the drying cylinders greater than the web speed.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, zur schonenden Trocknung der Papierbahn die Umfangsgeschwindigkeit wenigstens eines der Trockenzylinder kleiner zu machen, als die Bahngeschwindigkeit.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen einer Papierbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Trockenpartie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 3.The invention relates to a method for drying a paper web according to the preamble of claim 1 and a drying section according to the preamble of
Es gibt eine große Zahl von Druckschriften, die sich mit dem technischen Sachgebiet befassen. Nur beispielshalber wird auf DE-GM 92 07 656 (= US No.07/931,261) verwiesen. Dabei handelt es sich um eine Trockenpartie einer Papiermaschine mit mehreren, aufeinander folgenden Trockengruppen. Jede einzelne Trockengruppe ist einreihig, d.h. sie umfaßt eine einzige Reihe von Trockenzylindern, und zwischen je zwei einander benachbarten Trockenzylindern befindet sich eine Umlenksaugwalze. Ein einziges endloses Stützband umschlingt abwechselnd einen Trockenzylinder und eine Umlenksaugwalze, wobei die zu trocknende Papierbahn in direkten Kontakt mit den Trockenzylindern, und das Stützband in direkten Kontakt mit den Umlenksaugwalzen gelangt. Dabei wird in ein und derselben Trockengruppe nur die eine Seite der Papierbahn getrocknet. Um auch die andere Seite zu trocknen, folgt eine weitere Trockengruppe, in welcher die Papierbahn mit ihrer anderen Seite in direkten Kontakt mit den Trockenzylindern gelangt.There is a large number of publications that deal with the technical field. For example only, reference is made to DE-GM 92 07 656 (= US No.07 / 931,261). It is a dryer section of a paper machine with several successive dryer groups. Each individual drying group is single-row, i.e. it comprises a single row of drying cylinders, and a deflection suction roll is located between two adjacent drying cylinders. A single endless support belt alternately wraps around a drying cylinder and a deflection suction roll, the paper web to be dried coming into direct contact with the drying cylinders and the support belt coming into direct contact with the deflection suction rolls. Only one side of the paper web is dried in one and the same drying group. In order to dry the other side as well, another drying group follows, in which the paper web with its other side comes into direct contact with the drying cylinders.
Neben diesen einreihigen Trockenpartien gibt es aber auch Trockenpartien, bei welchen die Papierbahn abwechselnd einen oberen Trockenzylinder umschlingt, und sodann unmittelbar darauffolgend einen unteren Trockenzylinder, so daß von Zylinder zu Zylinder abwechselnd die eine und die andere Seite der Papierbahn unmittelbaren Zylinderkontakt hat.In addition to these single-row dryer sections, there are also dryer sections in which the paper web alternately wraps around an upper drying cylinder, and then immediately afterwards a lower drying cylinder, so that one cylinder side and the other side of the paper web alternately have direct cylinder contact.
Beide Arten von Trockenpartien, also die einreihige wie auch die zweireihige, kommen bei der folgenden Erfindung in Betracht.Both types of dryer sections, that is to say the single-row as well as the double-row, come into consideration in the following invention.
An das eingangs genannte Verfahren bzw. an die eingangs genannte Trockenpartie werden die folgenden Anforderungen gestellt: Die Bahn soll bei höchsten Arbeitsgeschwindigkeiten mit größter Sicherheit durch die Maschine hindurch laufen. Dabei sollen möglichst keinerlei Bahnabrisse auftreten. Die Trocknung soll möglichst intensiv sein, so daß eine bestimmte, in der Papierbahn enthaltene Wassermenge auf möglichst kleinem Wege ausgetrieben wird, so daß die Baulänge der Trockenpartie möglichst klein gehalten werden kann. Außer diesen genannten Eigenschaften - hohe Laufsicherheit (runability) und hohe Energiedichte - gibt es noch weitere Anforderungen an das genannte Verfahren bzw. an die genannte Trockenpartie. Ganz wichtig ist bei manchen Papiersorten eine schonende Trocknung, um gewisse Papiereigenschaften zu beeinflussen. Dazu gehörte vorallem das Vermeiden von Schrumpffalten.The following requirements are placed on the process mentioned at the beginning or on the dryer section mentioned at the beginning: The web should run through the machine with the greatest possible safety at the highest working speeds. As far as possible, no web breaks should occur. The drying should be as intensive as possible so that a certain amount of water contained in the paper web is expelled in the smallest possible way so that the overall length of the drying section can be kept as small as possible. In addition to these properties - high runability and high energy density - there are other requirements for the process or dryer section mentioned. For some types of paper, gentle drying is very important in order to influence certain paper properties. Above all, this included avoiding shrink lines.
Im vorliegenden Falle soll dem ersten Erfordernis, nämlich der möglichst hohen Energiedichte und damit der raschen und intensiven Trocknung, besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Ein bekanntes Mittel, auf kleinem Weg der Papierbahn hohe Feuchtigkeitsmengen aus dem Papier zu verdampfen, besteht darin, die Temperatur der einzelnen Trockenzylindermäntel zu steigern. Dem sind jedoch Grenzen gesetzt, die in der Festigkeit des Materiales der Trockenzylinder liegen. Außer dem genannten ersten Erfordernis soll auch dem zweiten Erfordernis Aufmerksamkeit gewidmet werden, nämlich der schonenden Trocknung.In the present case, particular attention should be paid to the first requirement, namely the highest possible energy density and thus rapid and intensive drying. A known means of evaporating large amounts of moisture from the paper in a small way on the paper web is to increase the temperature of the individual drying cylinder jackets. However, there are limits to this, which lie in the strength of the material of the drying cylinders. In addition to the first requirement mentioned, attention should also be paid to the second requirement, namely gentle drying.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Trockenpartie der genannten Gattungen derart zu gestalten, daß die Energiedichte und damit die Intensität des Trocknens wesentlich gesteigert werden kann, ohne daß sonstige Nachteile auftreten. Gleichzeitig soll ein Verfahren angegeben werden, mit welchem sich empfindliche Papiere besonders schonend trocknen lassen.The invention has for its object to such a method or a dryer section of the species mentioned design that the energy density and thus the intensity of drying can be increased significantly without other disadvantages. At the same time, a method is to be specified with which sensitive papers can be dried particularly gently.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 5 gelöst.This object is solved by the characterizing features of
Die Erfinder haben erkannt, daß die erste Teilaufgabe dadurch gelöst werden kann, daß die Umfangsgeschwindigkeit wenigstens eines oder mehrerer Trockenzylinder höher bemessen wird, als die Geschwindigkeit der Papierbahn. Dies bedeutet, daß der betreffende Trockenzylinder schneller umläuft, als die Papierbahn, und daß somit ein gewisses Gleiten oder Schleifen der Papierbahn auf der Mantelfläche des betreffenden Trockenzylinders erfolgt. Dabei haben die Erfinder vor allem erkannt, daß dies möglich ist, ohne daß es zu Komplikationen kommt, vor allem nicht zu Abrissen der Papierbahn. Durch Anwendung der genannten Differenzgeschwindigkeit zwischen der Mantelfläche des Trockenzylinders einerseits und der Papierbahn andererseits ist das Wärmeangebot, das die Mantelfläche der Papierbahn zur Verfügung stellt, entsprechend größer, als bei identischen Geschwindigkeiten.The inventors have recognized that the first subtask can be solved by dimensioning the peripheral speed of at least one or more drying cylinders higher than the speed of the paper web. This means that the drying cylinder in question rotates faster than the paper web, and that there is thus a certain sliding or grinding of the paper web on the outer surface of the drying cylinder in question. Above all, the inventors recognized that this is possible without complications, especially not tearing off the paper web. By using the above-mentioned differential speed between the outer surface of the drying cylinder on the one hand and the paper web on the other hand, the amount of heat provided by the outer surface of the paper web is correspondingly greater than at identical speeds.
Die Erfinder haben ferner erkannt, daß die zweite Teilaufgabe dadurch gelöst werden kann, daß die Umfangsgeschwindigkeit wenigstens eines oder mehrerer Trockenzylinder geringer bemessen wird, als die Geschwindigkeit der Papierbahn. Dies bedeutet, daß der betreffende Trockenzylinder langsamer umläuft als die Papierbahn, und daß somit wiederum ein gewisses Gleiten oder Schleifen der Papierbahn auf der Mantelfläche des betreffenden Trockenzylinders erfolgt.The inventors have also recognized that the second subtask can be achieved by dimensioning the peripheral speed of at least one or more drying cylinders to be lower than the speed of the paper web. This means that the drying cylinder in question rotates more slowly than the paper web, and that in turn a certain sliding or grinding of the paper web takes place on the outer surface of the drying cylinder in question.
Weitere Maßnahmen können zweckmäßig sein, um die Erfindung besonders gut anwenden zu können. So ist es denkbar, die Mantelflächen der betreffenden Trockenzylinder mit einer Beschichtung zu versehen, die den Reibungskoeffizienten gegenüber der Papierbahn (bzw. gegenüber dem Stützband) herabsetzt. Auch ist es denkbar, die Differenzgeschwindigkeit erst dann herzustellen, wenn die Trockenpartie eine gewisse Zeitspanne, z.B. einige Minuten, in Betrieb war. Um den Übergang vom Betrieb mit identischen Geschwindigkeiten zu Differenzgeschwindigkeiten zu erleichtern, könnte beispielsweise vor derjenigen Stelle, an welcher die Papierbahn bzw. das Stützgewebe auf die Mantelfläche des Trockenzylinders aufläuft, ein Sprühorgan zum Aufbringen eines Gleitmittels vorgesehen werden. Dieses Sprühorgan wurde ganz kurzfristig ein Sprühmittel abgeben, das die Haftreibung zwischen der laufenden Bahn einerseits und der Mantelfläche des betreffenden Trockenzylinders andererseits herabsetzt, so daß es zu einem Gleiten kommt. Ist erst einmal ein Gleitezustand eingetreten, so würde dieser beibehalten werden können, auch ohne daß weiterhin Sprühmittel zugesetzt wird. Dabei kann das Sprühmittel entweder auf die Papierbahn, oder auf die Mantelfläche des Trockenzylinders, oder in den keilförmigen Einlaufspalt zwischen diesen beiden eingegeben werden.Further measures can be expedient in order to be able to use the invention particularly well. It is thus conceivable to provide the outer surfaces of the drying cylinders in question with a coating which reduces the coefficient of friction compared to the paper web (or to the support belt). It is also conceivable to produce the differential speed only when the dryer section has a certain period of time, e.g. a few minutes. In order to facilitate the transition from operation at identical speeds to differential speeds, a spraying device for applying a lubricant could be provided, for example, in front of the point at which the paper web or the supporting fabric runs onto the outer surface of the drying cylinder. This spray element was very briefly a spray that reduces the static friction between the running web on the one hand and the lateral surface of the drying cylinder in question, on the other hand, so that there is sliding. Once a sliding state had occurred, it would be able to be maintained without the addition of spray. The spray can either be applied to the paper web, or to the outer surface of the drying cylinder, or into the wedge-shaped inlet gap between the two.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
In der Figur erkennt man zunächst eine Presse P, die zwei miteinander einen Preßspalt bildende Preßwalzen 18 und 19 aufweist. Die herzustellenden Papierbahn 9 läuft durch diesen Preßspalt zusammen mit einem Entwässerungsfilz 17. Diese Presse P ist die letzte Presse einer Pressenpartie, deren übrige Teile in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Presse P hat einen nur schematisch dargestellten Antrieb 30.In the figure, a press P can first be seen which has two
Die Trockenpartie umfaßt sieben Trockengruppen I bis V. Jede Trockengruppe hat ein ihr eigenes Stützband 1 bis 5 sowie eine Reihe von Trockenzylindern 10 und eine Reihe von Umlenksaugwalzen 11, ferner die üblichen weiteren Leitwalzen 13 zum Führen, Spannen und Regulieren der endlosen Stützband-Schlaufe. Dargestellt sind horizontale Trockenzylinder-Reihen; jedoch können auch vertikale oder geneigte Zylinder-Reihen vorgesehen werden. Jede der Trockengruppen I-V hat einen ihr eigenen Antrieb.The dryer section comprises seven dryer groups I to V. Each dryer group has its own support belt 1 to 5 and a number of
Gemäß der Erfindung ist in wenigstens einer der dargestellten Trockengruppen I bis V wenigstens einer der Zylinder mit einer solchen Drehzahl angetrieben, daß die Umfangsgeschwindigkeit dieses Zylinders ("Schnellzylinder") größer als die Geschwindigkeit der Papierbahn 9 ist. Die übrigen Zylinder haben hingegen dieselbe Umfangsgeschwindigkeit, wie das Trockensieb. Aufgrund der Differenzgeschwindigkeit zwischen dem betreffenden Schnellzylinder und der Papierbahn kommt es zu einem Gleiten oder Schleifen der Papierbahn. Da jedes Flächenelement der Papierbahn mit mehreren Flächenelementen der Mantelfläche des betreffenden Schnellzylinders in Berührung gelangt, wird mehr Wärme an die Papierbahn herangeführt, so daß es zu einer intensiveren Trocknung der Papierbahn kommt.According to the invention, in at least one of the drying groups I to V shown, at least one of the cylinders is driven at such a speed that the peripheral speed of this cylinder ("rapid cylinder") is greater than the speed of the
Bei der dargestellten Trockenpartie ist die folgende Konstellation denkbar:
In der Trockengruppe I sind drei Zylinder 10 konventionell angetrieben, d.h. sie haben dieselbe Umfangsgeschwindigkeit, wie die Papierbahn 9.The following constellation is conceivable for the dryer section shown:
In dryer group I, three
In der Trockengruppe II ist der erste Zylinder 10A über ein Getriebe G und über eine Antriebswelle 32 mit erhöhter Geschwindigkeit angetrieben. Die weiteren Zylinder 10B hingegen haben in konventioneller Weise dieselbe Umfangsgeschwindigkeit, wie die Papierbahn 9.In dryer group II, the
In der dritten Trockengruppe haben die beiden ersten Zylinder 10C keinen eigenen Antrieb, sondern werden von der Papierbahn 9 mitgenommen. Der dritte und vierte Zylinder 10D sind konventionell angetrieben, d.h. mit derselben Umfangsgeschwindigkeit, wie die Papierbahn. Der letzte Zylinder 10E hingegen hat einen eigenen Motor M', der ihn mit erhöhter Geschwindigkeit antreibt.In the third drying group, the first two
In Trockengruppe IV hat der erste Zylinder 10C keinen eigenen Antrieb. Der zweite Zylinder 10F ist konventionell, d.h. mit normaler Umfangsgeschwindigkeit, angetrieben. Der dritte Zylinder 10G hat eine gegenüber der Papierbahn erhöhte Geschwindigkeit. Der vierte Trockenzylinder 10H hat wieder eine normale Geschwindigkeit. Die Zylinder 10F, 10G, 10H sind über Zahnräder aneinander gekoppelt. Zylinder 10G hat ein kleineres Antriebs-Zahnrad als die Zylinder 10F und 10H.In dryer group IV, the
In Trockengruppe V ist der einzige Zylinder 10 konventionell, d.h. mit derselben Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, wie die Papierbahn 9.In dryer group V, the
Es gibt zahlreiche Varianten der Erfindung. So kann es zweckmäßig sein, den bzw. die Schnellzylinder am Anfang der Trockenpartie, in der Mitte, oder am Ende der Trockenpartie anzuordnen. So könnte beispielsweise allein die Trockengruppe III mit einem oder mehreren Schnellzylindern ausgestattet sein, während die übrigen Trockengruppen mit normal laufenden Zylindern versehen sind.There are numerous variants of the invention. So it can be useful to arrange the quick cylinder or cylinders at the beginning of the dryer section, in the middle, or at the end of the dryer section. For example, dryer group III alone could be equipped with one or more high-speed cylinders, while the other dryer groups were equipped with normally running cylinders.
Auch kann es zweckmäßig sein, innerhalb der einzelnen Trockengruppe den betreffenden Schnellzylinder entweder am Anfang, in der Mitte, oder am Ende der betreffenden Trockengruppe anzuordnen.It can also be expedient to arrange the relevant rapid cylinder either at the beginning, in the middle, or at the end of the relevant drying group within the individual drying group.
Entscheidend ist, daß gemäß der Erfindung bewußt eine Differenz zwischen der Umfangsgeschwindigkeit eines Trockenzylinders oder mehrerer Trockenzylinder einerseits, und der Papierbahn hergestellt wird. Diese Differenz braucht nur ganz wenige Prozente zu betragen, sie kann aber auch 5 %, 7 %, 10 %, und im Extremfall sogar 20 oder 30 % betragen.It is crucial that, according to the invention, a difference between the peripheral speed of a Drying cylinder or several drying cylinders on the one hand, and the paper web is produced. This difference only needs to be a few percent, but it can also be 5%, 7%, 10%, and in extreme cases even 20 or 30%.
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit wenigstens eines Trockenzylinders von der Geschwindigkeit der Papierbahn bzw. eines die Papierbahn tragenden Stützgewebes abweicht.Process for drying a paper web, the paper web wrapping around the jacket surfaces of steam-heated, rotatably mounted drying cylinders,
characterized in that the peripheral speed of at least one drying cylinder deviates from the speed of the paper web or of a supporting fabric carrying the paper web.
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