DE102012214184A1

DE102012214184A1 - Zweireihige Trockengruppe

Info

Publication number: DE102012214184A1
Application number: DE201210214184
Authority: DE
Inventors: Andreas Eichler; Heimo Rud; Bernhard Ratzinger
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2013-10-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine zweireihige Trockengruppe (3) zum Trocknen einer Materialbahn mit zwei Trockenzylinderreihen (R1, R2) zur wechselweisen Führung der Materialbahn an den Trockenzylindern (TZ1 bis TZn) der ersten und zweiten Trockenzylinderreihe (R1, R2), wobei zumindest eine der zwischengeordneten Umlenkwalzen asymmetrisch angeordnet ist und einen Versatz zur Symmetrieebene zwischen zwei Trockenzylindern einer Trockenzylinderreihe zwischen 1 mm und 500 mm, vorzugsweise zwischen 80 mm und 350 mm in Durchlaufrichtung der Materialbahn aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine zweireihige Trockengruppe zum Trocknen einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn, mit zwei Trockenzylinderreihen zur wechselweisen Führung der Materialbahn an den Trockenzylindern der ersten und zweiten Trockenzylinderreihe, wobei jede Trockenzylinderreihe jeweils wenigstens zwei zueinander beabstandet angeordnete beheizbare Trockenzylinder, zwischen den Trockenzylindern angeordnete Umlenkwalzen und eine Bespannung, die wechselweise an den Trockenzylindern, den dazwischen angeordneten Umlenkwalzen, sowie weiteren Leitwalzen geführt ist, umfasst. Die Bespannung einer Trockenzylinderreihe umschließt mit deren Außenseite jeweils einen durch einen Umschlingungswinkel beschreibbaren Teilbereich des Außenumfanges der einzelnen Trockenzylinder dieser Trockenzylinderreihe in Umfangsrichtung unter Definition einer Auflauflinie und einer Ablauflinie am jeweiligen Trockenzylinder in Umlaufrichtung der Bespannung und Durchlaufrichtung der Materialbahn. Die Bespannung einer Trockenzylinderreihe umschließt mit deren Innenseite einen Teilbereich des Außenumfanges der Umlenkwalzen dieser Trockenzylinderreihe und drückt ferner – bei Führung einer Materialbahn – durch die Trockengruppe die zu trocknende Materialbahn an die Trockenzylinder an. Die Drehachsen von mindestens zwei in Durchlaufrichtung der Materialbahn benachbarten, beheizbaren Trockenzylinder einer Trockenzylinderreihe liegen in einer Ebene und die durch die Drehachse eines ersten Trockenzylinders verlaufende Senkrechte zur Ebene weist einen ersten Abstand L1 zur durch die Drehachse der zwischen den zwei benachbarten Trockenzylindern einer Trockenzylinderreihe angeordneten Umlenkwalze verlaufenden Senkrechten zur Ebene auf. Die durch die Drehachse des in Durchlaufrichtung der Materialbahn nachgeordneten zweiten Trockenzylinders dieser Trockenzylinderreihe verlaufende Senkrechte zur Ebene weist einen zweiten Abstand L2 zur durch die Drehachse der Umlenkwalze dieser Trockenzylinderreihe verlaufenden Senkrechten auf, wobei die Abstände L1 und L2 unterschiedlich groß sind.
Zweireihige Trockenpartiegeometrien sind aus DE bekannt. So beschreibt das Dokument DE102009027609 HDP14051 für eine zweireihige Trockengruppe eine asymmetrische Anordnung der Umlenkwalzen der Materialbahn in der zweiten Zylinderreihe.
Für die zweireihige Anordnung ergibt sich daraus ein asymmetrisches Anordnen der zweiten Zylinderreihe im Bezug zur ersten und somit ein größerer Umschlingungswinkel für den einzelnen Trockenzylinder, jedoch müssen dadurch auch längere freie Strecken zwischen den Trockenzylindern in Kauf genommen werden, welche zu Problemen in der Runability insbesondere beim Überführen der Materialbahn führen. Weitere Probleme ergeben sich durch zu geringen Platz zum Einbau von Stabilisatoren als auch beim Platzieren der unteren Umlenkwalzen, wodurch wiederum der Abstand zwischen den Zylinderreihen vergrößert und damit die freie Strecke zwischen den Trockenzylindern weiter verlängert werden muss.
Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Trockengruppe einer Trockenpartie der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass diese bei gleicher oder verkürzter Bauweise eine Erhöhung der Trockenleistung ermöglicht. Im Einzelnen ist der Wirkungsgrad einer Trockenzylinder umfassenden Trockengruppe hinsichtlich der Trocknungsleistung durch eine bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Trockenzylinderoberfläche zu verbessern.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine zweireihige Trockengruppe zum Trocknen einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn, mit zwei Trockenzylinderreihen zur wechselweisen Führung der Materialbahn an den Trockenzylindern der ersten und zweiten Trockenzylinderreihe, wobei
jede Trockenzylinderreihe jeweils wenigstens zwei zueinander beabstandet angeordnete beheizbare Trockenzylinder, zwischen den Trockenzylindern angeordnete Umlenkwalzen und eine Bespannung, die wechselweise an den Trockenzylindern, den dazwischen angeordneten Umlenkwalzen sowie weiteren Leitwalzen geführt ist, umfasst,
die Bespannung einer Trockenzylinderreihe mit deren Außenseite jeweils einen durch einen Umschlingungswinkel beschreibbaren Teilbereich des Außenumfanges der einzelnen Trockenzylinder dieser Trockenzylinderreihe in Umfangsrichtung unter Definition einer Auflauflinie und einer Ablauflinie am jeweiligen Trockenzylinder in Umlaufrichtung der Bespannung und Durchlaufrichtung der Materialbahn betrachtet umschließt und mit deren Innenseite einen Teilbereich des Außenumfanges der Umlenkwalzen dieser Trockenzylinderreihe umschließt und bei Führung einer Materialbahn durch die Trockengruppe die zu trocknende Materialbahn an die Trockenzylinder andrückt,
die Drehachsen von mindestens zwei in Durchlaufrichtung der Materialbahn benachbarten, beheizbaren Trockenzylindern einer Trockenzylinderreihe in einer Ebene liegen und die durch die Drehachse eines ersten Trockenzylinders verlaufende Senkrechte zur Ebene einen ersten Abstand L1 zur durch die Drehachse der zwischen zwei benachbarten Trockenzylindern einer Trockenzylinderreihe angeordneten Umlenkwalze verlaufenden Senkrechten zur Ebene aufweist und die durch die Drehachse des in Durchlaufrichtung der Materialbahn nachgeordneten zweiten Trockenzylinders dieser Trockenzylinderreihe verlaufende Senkrechte zur Ebene einen zweiten Abstand L2 zur durch die Drehachse der Umlenkwalze verlaufenden Senkrechten aufweist, wobei die Abstände L1 und L2 unterschiedlich groß sind. Erfindungsgemäß ist die Umlenkwalze derart angeordnet, dass der Quotient aus der Differenz, gebildet aus erstem Abstand und zweitem Abstand und dem Divisor 2, d.h. die Bedingung (L1 – L2)/2 > 0 erfüllt ist, und der Wert von (L1 – L2)/2 zwischen 1 mm und 500 mm, vorzugsweise zwischen 80 mm und 350 mm beträgt.
Umlenkwalze ist eine Walze, die zwischen zwei benachbarten Trockenzylindern einer Trockenzylinderreihe angeordnet ist und zur Umlenkung der Bespannung dient.
Die Länge (L1 – L2)/2 beschreibt das Maß der Verschiebung der Position der Umlenkwalze relativ zur symmetrischen Anordnung zwischen den Trockenzylindern. Ein positiver Wert bedeutet eine Verschiebung in Durchlaufrichtung durch die Papiermaschine.
Die Erfinder haben erkannt, dass die nutzbare Trocknungsfläche der Trockenzylinder erhöht werden kann, wenn die Umlenkwalze in einer zweireihigen Trockengruppe derart angeordnet ist, dass eine bestimmte Mindestverschiebung dieser in Durchführungsrichtung der Materialbahn erfolgt. Durch eine Verschiebung in Durchgangsrichtung der Trockengruppe, nimmt zwar der Umschlingungswinkel der Bespannung eines ersten benachbarten Trockenzylinders ab, jedoch wird gleichzeitig der Umschlingungswinkel des zweiten benachbarten Trockenzylinders um ein größeres Maß erhöht, so dass die Abnahme überkompensiert und somit die zur Verfügung stehenden Trockenzylinderoberfläche besser ausgenutzt wird. Somit lässt sich die durch die Bespannung angepresste Kontaktlänge der Materialbahn auf den Trockenzylindern erhöhen, womit auch die Verdampfung am Trockenzylinder größer wird. Durch eine Verschiebung der Umlenkwalze in Durchgangsrichtung der Trockengruppe wird des Weiteren die Materialbahn durch die Bespannung früher an den Trockenzylinder angepresst und die Verdampfung intensiviert. Ebenfalls verschiebt sich der Ablaufpunkt der Bespannung nach vorne bei unverändertem Ablaufpunkt der Materialbahn. Somit ergibt sich ein längerer von der Bespannung unbedeckter Kontaktbereich vor dem Ablaufpunkt der Materialbahn der die Verdampfung ebenfalls positiv beeinflusst, da die Feuchtigkeit ungehindert in die Umgebung ausdampfen kann. Durch diese Maßnahme lassen sich in der Praxis Leistungssteigerungen pro Trockenzylinder von 5 bis 10 % erreichen.
Durch ein Verschieben der Umlenkwalzen in Durchgangsrichtung der Materialbahn kann eine Vergrößerung der Siebumschlingung am Trockenzylinder ohne Verlängerung der freien Züge erreicht werden.
Ein weiterer Effekt dieses asymmetrischen Versetzens der Umlenkwalzen ist ein größeres Platzangebot für die Platzierung des Schaberbalkens. Es steht dadurch mehr Freiraum bei Bahnabrissen für Papierschopper und zum Ausräumen der Papierschopper zur Verfügung. Zusätzlich können durch die bessere Platzierbarkeit von Schaber, Umlenkwalze und Materialbahn die Abstände zwischen den Trockenzylindern verringert werden und damit die gesamte Trockenpartie verkürzt werden, wodurch sich zusätzlich die Umschlingungswinkel der Materialbahn um die Zylinder erhöhen lassen und sich eine weitere Leistungssteigerung erzielen lässt.
Durch das Versetzen werden auch die Mindestabstände zwischen feststehendem Schaberbalken und rotierender Umlenkwalze einfacher eingehalten, bzw. der Abstand zwischen oberen und unteren Trockenzylindern kann verringert werden. Dadurch ergibt sich eine kompakte Trockenpartiegeometrie mit verbesserter Zugängigkeit der Trockentaschen.
Die Gesamtleistung der Trockengruppe steigt, je mehr Umlenkwalzen asymmetrisch eingebaut sind. Vorzugsweise wird die ganze Trockenpartie mit asymmetrisch positionierten Umlenkwalzen, d.h. Umlenkwalzen, die der Bedingung in Anspruch 1 folgen, ausgeführt.
In vorteilhafter Ausbildung sind die erste und zweite Trockenzylinderreihe derart zueinander angeordnet, dass der durch die Faserstoffbahn vor der Auflauflinie der Faserstoffbahn an einem Trockenzylinder einer Trockenzylinderreihe und der Bespannung dieser Trockenzylinderreihe definierte Auflaufwinkel im Bereich von 0° bis 20°, vorzugsweise 10° bis 15°, besonders bevorzugt 15° beträgt.
Durch den geringen Auflaufwinkel zwischen Materialbahn und Bespannung wird die Materialbahn noch früher nach Auflaufen auf den Trockenzylinder durch das Trockensieb angepresst. Das Anpressen verbessert den Kontakt zwischen Materialbahn und Trockenzylinder und erhöht damit den Wärmeübertragungskoeffizienten und erhöht dadurch auch die übertragene Wärmemenge in die Bahn.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist die erste und zweite Reihe der Trockenzylinder parallel zueinander auf Lücke versetzt angeordnet. Dazu sind die durch die Drehachsen der Trockenzylinder der zweiten Trockenzylinderreihe charakterisierte Ebene verlaufenden Senkrechten mittig zu den durch die Drehachsen der in Materialbahnführungsrichtung jeweils vorgeordneten und nachgeordneten Trockenzylinder der ersten Trockenzylinderreihe gelegten Ebene verlaufenden Senkrechten angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht in Kombination mit den gegenüber den Trockenzylindern der Trockenzylinderreihen in Durchgangsrichtung der Materialbahn versetzten Umlenkwalzen in Richtung zur Auflauflinie die Einhaltung des gewünschten Auflaufwinkels bei möglichst kurzen freien Zügen zwischen den zwei Trockenzylinderreihen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung weist die Drehachse der einzelnen Umlenkwalze einer Trockenzylinderreihe einen Abstand H zur Ebene, in welcher die Drehachsen der jeweiligen Trockenzylinder dieser Trockenzylinderreihe liegen, auf, wobei dieser Abstand H ≥ dem 0,3fachen der Differenz aus dem Mittelwert der Durchmesser der Trockenzylinder und des Durchmessers der Umlenkwalze und ≤ dem 0,8fachen der Summe aus dem Mittelwert der Durchmesser der Trockenzylinder und dem Durchmesser der Umlenkwalze dieser Trockenzylinderreihe beträgt.
Dadurch kann die erfindungsgemäße Wirkung verstärkt werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass der Abstand H zum Einen einen bestimmten Mindestwert aufweisen muss, um eine wirksame Umschlingungsvergrößerung der Bespannung um den Trockenzylinder zu erhalten und zum Anderen einen Maximalwert nicht überschreiten sollte, da die Umschlingung dann wieder abnimmt. Der angegebene Bereich stellt somit einen für eine optimale Steigerung der Trocknungsleistung optimalen Bereich für den Abstand dar.
Die Ebenen, in denen die Drehachsen der einzelnen Trockenzylinder einer Trockenzylinderreihe liegen, verlaufen vorzugsweise horizontal. Denkbar ist jedoch auch eine gegenüber der Horizontalebene geneigte Anordnung, wobei die einzelnen Ebenen parallel zueinander verlaufen.
Die Erfindung wirkt sich insbesondere bei hohen Papiermaschinengeschwindigkeiten von über 1200 m/min vorteilhaft aus. In diesen Fällen ist es zweckmäßig, wenn in den Taschen, die durch die Trockenzylinder, die Umlenkwalze und die Bespannung, insbesondere das Trockensieb gebildet werden, Stabilisatoren zur Stabilisierung des Bahnlaufes und/oder Belüftung der Taschen, vorgesehen sind. Diese können als Saugkästen ausgeführt sein.
Aus Kostengründen ist es vorteilhaft, die Umlenkwalzen ortsfest drehbar zu lagern. Gemäß einer praktischen Ausführungsform umfasst die Reihe einer Trockengruppe mindestens 2, insbesondere 3 oder mehr benachbarte Trockenzylinder, wobei mindestens eine der jeweils dazwischen angeordneten Umlenkwalzen, entsprechend der Erfindung, versetzt angeordnet ist. Dies bedeutet, dass in diesem Fall ein Teil der zwischen den Trockenzylindern angeordneten Umlenkwalzen im Wesentlichen symmetrisch oder gegen die Durchlaufrichtung versetzt angeordnet ist.
In einer vorteilhaften zusätzlichen oder alternativen Weiterbildung der Trockengruppe mit den vorgenannten Merkmalen beträgt der Abstand der Drehachsen zweier beabstandet angeordneter Trockenzylinder einer Trockenzylinderreihe gemessen in der Ebene, in welcher die Drehachsen liegen, der Summe aus dem Durchmesser eines Trockenzylinders und dem 1 bis 1,5fachen eines Durchmessers der zwischengeordneten Umlenkwalze dieser Trockenzylinderreihe.
In einer weiteren vorteilhaften zusätzlichen oder alternativen Weiterbildung der Trockengruppe mit den vorgenannten Merkmalen beträgt der Abstand der Ebenen, in denen die Drehachsen zweier beabstandet angeordneter Trockenzylinder jeweils einer Trockenzylinderreihe liegen, gemessen senkrecht zu diesen Ebenen, der Summe aus dem Durchmesser des größten der Trockenzylinder der beiden Trockenzylinderreihen und dem 0,8 bis 1,8fachen, vorzugsweise dem 1,0 bis 1,5fachen eines Durchmessers der zwischen diesen angeordneten Umlenkwalze.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die einzelne Umlenkwalze einer Trockenzylinderreihe derart in Richtung des in Durchlaufrichtung in einer Trockenzylinderreihe nachgeordneten Trockenzylinders verschoben ist, dass die Materialbahn vor der Auflauflinie der Bespannung an diesem Trockenzylinder von der Bespannung gestützt wird. Die Umlenkwalze ist dazu in den Materialbahnführungsweg eintauchend angeordnet und der Winkel der Materialbahn im Bereich des zu erreichenden Trockenzylinders gegenüber der theoretischen Führungsbahn der Materialbahn zwischen den in Durchlaufrichtung aufeinanderfolgenden Trockenzylindern zweier Trockenzylinderreihen, beschreibbar von einer Tangente an die Außenumfänge der beiden Trockenzylinder, liegt in einem Bereich von 0° bis 20°, vorzugsweise 5° bis 15°.
Durch ein Eintauchen der Umlenkwalze in den Materialbahnführungsweg wird zum einen die freie Länge der Materialbahn reduziert, zum anderen wird zusätzlich eine Erhöhung der Zylinderumschlingung durch die Materialbahn erreicht wodurch Runability und Verdampfungsleistung zusätzlich verbessert werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Trockenpartie einer Papiermaschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn, umfassend mindestens eine erfindungsgemäße Trockengruppe. Vorteilhafterweise ist die mindestens eine erfindungsgemäße Trockengruppe bei einem Trockengehalt der Materialbahn im Bereich von 50% bis 94 %, insbesondere im Bereich von 65% bis 94%, angeordnet.
In diesem Bereich ergeben sich die besten Effizienzsteigerungen in der Trocknungsleistung.
In einer praktischen Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens die Hälfte insbesondere mehr als 80% der Umlenkwalzen im zweireihigen Bereich einer Trockenpartie Teil erfindungsgemäßer Trockengruppen sind. Das heißt, mindestens die Hälfte insbesondere mehr als 80% der Umlenkwalzen im zweireihigen Bereich sind asymmetrisch zwischen zwei Trockenzylindern angeordnet.
In einer vorteilhaften Weiterführung ist die Bespannung über die Umlenkwalzen und weitere Leitwalzen derart geführt und über zumindest eine Spanneinrichtung derart gegenüber der den Außenumfang beschreibenden Oberfläche eines einzelnen Trockenzylinders im Umschlingungsbereich anpressbar, dass die Spannung der Bespannung im Bereich von 3,5 kN/m bis 15 kN/m, vorzugsweise 7 kN/m bis 10 kN/m Siebspannung beträgt. Infolge besseren Wärmeübergangs von Zylinderaußenfläche in die Materialbahn kommt es zu einer Steigerung der Verdampfungsleistung. Die Leistungssteigerung der Verdampfung ist im vorgenannten Siebspannungsbereich am höchsten und die zur Erhöhung der Siebspannung nötigen Investitionskosten relativ zur Leistungssteigerung vertretbar. Über 10 kN/m Siebzug neigen Trockensiebe bereits zum Markieren und die Steigerung der Verdampfungsleistung verflacht zusehends.
In einer besonders vorteilhaften Weiterführung sind die Bespannungen als markierungsarme Bespannungen vorzugsweise als Spiralsiebe ausgeführt. Durch den Einsatz markierungsarmer Bespannungen vorzugsweise von Spiralsieben kann auch bei höheren Siebzügen eine qualitative Beeinträchtigung der Materialbahnoberfläche in Form von Markierungen reduziert werden.
Die erfindungsgemäße Trockengruppe kann vorteilhaft in einer Vor- und/oder Nachtrockenpartie einer Papiermaschine eingesetzt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Es zeigen
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen zweireihigen Trockengruppe;
2 anhand eines Ausschnittes aus 1 eine besonders vorteilhafte Weiterbildung.
Die 1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung einen Ausschnitt aus einer Trockenpartie 1 einer Maschine 2 zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn F in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn. Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen ist beispielhaft ein Koordinatensystem an die Trockenpartie 1 angelegt. 1 zeigt die Trockenpartie 1 in der Einbausituation in der Maschine 2 in einer Seitenansicht, d.h. in einer Ebene, die durch die Durchlaufrichtung der Materialbahn durch die Trockenpartie 1 und die Erstreckung in Höhenrichtung, d.h. in vertikaler Richtung charakterisiert ist. Die Durchlaufrichtung entspricht der Maschinenlängsrichtung und wird daher auch als MD-Richtung bezeichnet. Die Y-Richtung entspricht der Breitenrichtung und wird daher auch als Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) bezeichnet. Die Z-Richtung beschreibt die Höhenrichtung.
Die Trockenpartie 1 umfasst zumindest eine Trockengruppe 3. Die Trockengruppe 3 ist als zweireihige Trockengruppe ausgeführt. Diese umfasst zwei Reihen R1, R2 von Trockenzylindern jeweils TZ1 bis TZn, hier eine erste, in vertikaler Richtung betrachtet obere Reihe R1 mit beispielhaft den Trockenzylindern TZ1 bis TZ3, welche im dargestellten Fall in Maschinenrichtung MD betrachtet hintereinander beabstandet zueinander und in vertikaler Richtung vorzugsweise im Wesentlichen frei von Versatz zueinander angeordnet sind, ferner eine zweite, in vertikaler Richtung untere Reihe R2, beispielhaft mit den Trockenzylindern TZ1 bis TZ3. Die Trockenzylinder der ersten und zweiten Reihe R1, R2 sind in horizontaler, insbesondere MD-Richtung zueinander versetzt angeordnet, um eine Führung der Materialbahn wechselweise an den Trockenzylindern der ersten und zweiten Trockenzylinderreihe R1 und R2 zu gewährleisten, wobei die Materialbahn zwischen zwei in Durchlaufrichtung der Materialbahn nacheinander zu passierenden Trockenzylindern der beiden Reihen R1 und R2 zumindest teilweise ungestützt, d.h. im freien Zug verläuft.
Zwischen den Trockenzylindern TZ1 bis TZn jeweils einer Reihe R1 und R2 sind jeweils Umlenkwalzen 4 für R1 und 5 für die Reihe R2 angeordnet. Die Umlenkwalzen 4 beziehungsweise 5 sind in vertikaler und horizontaler Richtung zu den Trockenzylindern TZ1 bis TZn – 1 versetzt angeordnet. Die Anordnung erfolgt insbesondere in vertikaler Richtung versetzt auf Lücke zu zwei in Durchlaufrichtung nacheinander zu passierenden Trockenzylindern TZ1 und TZ2 oder TZ2 und TZ3 einer Reihe R1 beziehungsweise R2.
Jede der Reihen R1 und R2 weist eine Bespannung 6, 7 auf. Die Bespannung 6 beziehungsweise 7 ist als endlos umlaufendes Band ausgeführt. Die einzelne Bespannung 6 ist wechselweise an den Trockenzylindern TZ1 bis TZn und dazwischen angeordneten Umlenkwalzen 4 sowie weiteren hier nicht dargestellten Leitwalzen der ersten Reihe R1 geführt. In Analogie ist die einzelne Bespannung 7 wechselweise an den Trockenzylindern TZ1 bis TZn und dazwischen angeordneten Umlenkwalzen 5 sowie weiteren hier nicht dargestellten Leitwalzen der zweiten Reihe R2 geführt. Die Bespannung 6 der Trockenzylinderreihe R1 umschließt mit deren Außenseite 6A jeweils einen durch einen Umschlingungswinkel β beschreibbaren Teilbereich des Außenumfanges 8 der einzelnen Trockenzylinder TZ1 bis TZn. Durch diese Umschlingung definiert sich eine Auflauflinie 10 für die Bespannung 6 am Trockenzylinder und eine Ablauflinie 11 am jeweiligen Trockenzylinder in Umlaufrichtung der Bespannung 6 und Durchlaufrichtung der Materialbahn betrachtet. Die Innenseite 6I der Bespannung 6 umschließt einen Teilbereich des Außenumfanges 12 der Umlenkwalzen 4 dieser Trockenzylinderreihe R1 und drückt dadurch bei Führung einer Materialbahn durch die Trockengruppe 3 die zu trocknende Materialbahn an die Trockenzylinder TZ1 bis TZn an. In Analogie gilt diese Aussage auch für die zweite Reihe R2. Die Bespannung 7 der Trockenzylinderreihe R2 umschließt mit ihrer Außenseite 7A jeweils einen durch einen Umschlingungswinkel β beschreibbaren Teilbereich des Außenumfanges 9 der einzelnen Trockenzylinder TZ1 bis TZn der zweiten Reihe R2 in Umfangsrichtung unter Definition einer Auflauflinie 13 für die Bespannung 7 am Trockenzylinder und einer Ablauflinie 14 am jeweiligen Trockenzylinder in Umlaufrichtung der Bespannung 7 und Durchlaufrichtung der Materialbahn betrachtet und mit deren Innenseite 7I einen Teilbereich des Außenumfanges 15 der Umlenkwalzen 5 dieser Trockenzylinderreihe R2 und drückt dadurch bei Führung einer Materialbahn durch die Trockengruppe 3 die zu trocknende Materialbahn an die Trockenzylinder TZ1 bis TZn an.
Die Trockenzylinder TZ1 bis TZn jeder der Reihen R1, R2 sind drehbar gelagert. Die Drehachsen sind für die Reihe R1 mit RA1 und die Reihe R2 mit RA2 bezeichnet. Dabei liegen zumindest die Drehachsen mindestens zweier in Durchlaufrichtung der Materialbahn benachbart angeordneter und beheizbarer Trockenzylinder TZ1, TZ2 einer Trockenzylinderreihe R1 in einer ersten Ebene E1. Die Drehachsen mindestens zweier in Durchlaufrichtung der Materialbahn benachbart angeordneter und beheizbarer Trockenzylinder TZ1, TZ2 einer Trockenzylinderreihe R2 liegen in einer weiteren Ebene E2. Die durch die Drehachse RA1 eines ersten Trockenzylinders TZ1 verlaufende Senkrechte zur ersten Ebene E1 weist einen Abstand L1 zur durch die Drehachse R4 der zwischen den benachbarten Trockenzylindern TZ1, TZ2 angeordneten Umlenkwalze verlaufenden Senkrechten zur ersten Ebene E1 auf und die durch die Drehachse RA1 des in Durchlaufrichtung der Materialbahn nachgeordneten zweiten Trockenzylinders TZ2 dieser Trockenzylinderreihe R1 verlaufende Senkrechte zur ersten Ebene E1 weist einen Abstand L2 zur durch die Drehachse R4 der Umlenkwalze 4 verlaufenden Senkrechten auf. Beide Abstände L1 und L2 sind unterschiedlich groß und die Umlenkwalze 4 ist derart angeordnet, dass die Bedingung (L1 – L2)/2 > 0 erfüllt ist. Vorzugsweise erfolgt die Anordnung derart, dass der Wert von (L1 – L2)/2 zwischen 1 mm und 500 mm, vorzugsweise 80 mm und 350 mm beträgt. Dies gilt in Analogie auch für die zweite Trockenzylinderreihe R2. Hier weist die durch die Drehachse RA2 eines ersten Trockenzylinders TZ1 verlaufende Senkrechte zur durch die Drehachsen RA2 bestimmten Ebene E2 einen Abstand L1 zur durch die Drehachse R5 der zwischen den benachbarten Trockenzylindern TZ1, TZ2 angeordneten Umlenkwalze 5 verlaufenden Senkrechten zur Ebene E2 auf und die durch die Drehachse RA2 des in Durchlaufrichtung der Materialbahn nachgeordneten zweiten Trockenzylinders TZ2 dieser Trockenzylinderreihe R2 verlaufende Senkrechte zur Ebene E2 weist einen Abstand L2 zur durch die Drehachse R5 der Umlenkwalze 5 verlaufenden Senkrechten auf. Beide Abstände L1 und L2 sind unterschiedlich groß und die Umlenkwalze 5 ist derart angeordnet, dass die Bedingung (L1 – L2)/2 > 0 erfüllt ist. Vorzugsweise erfolgt die Anordnung derart, dass der Wert von (L1 – L2)/2 zwischen 1 mm und 500 mm, vorzugsweise 80 mm und 350 mm beträgt. In jedem Fall sind die Umlenkwalzen 4, 5 damit asymmetrisch bezogen auf zwei benachbart angeordnete Trockenzylinder TZ1, TZ2 einer Trockenzylinderreihe R1, R2 angeordnet und zur Auflauflinie 10, 13 für die Bespannung 6, 7 des in Durchlaufrichtung der Materialbahn nachfolgenden Trockenzylinders, versetzt. Die Anordnung der ersten und zweiten Reihen R1 und R2 erfolgt derart zueinander, dass der vor der Auflauflinie 10 oder 13 am Trockenzylinder TZn einer Trockenzylinderreihe R1 oder R2 durch die Materialbahn und die Bespannung 6 oder 7 dieser Trockenzylinderreihe R1 oder R2 definierte Auflaufwinkel α im Bereich von 0° bis 20°, vorzugsweise 10° bis 15°, besonders bevorzugt 15° beträgt.
Die Trockenzylinder TZ2 und TZ3 der zweiten Trockenzylinderreihe R2 sind mittig auf Lücke zur ersten Trockenzylinderreihe R1 versetzt. Die durch die Drehachsen RA2 der Trockenzylinder TZ2 und TZ3 der zweiten Trockenzylinderreihe R2 charakterisierte Ebene E2 verlaufenden Senkrechten sind dadurch mit gleichem Abstand zu den durch die Drehachsen RA1 des in Materialbahnführungsrichtung innerhalb der Trockengruppe 3 jeweils vorgeordneten und nachgeordneten Trockenzylinders TZ1, TZ2 der ersten Trockenzylinderreihe R1 gelegten Ebene E1 verlaufenden Senkrechten angeordnet. Die Drehachse R4 und/oder R5 der einzelnen Umlenkwalze 4 und/oder 5 einer Trockenzylinderreihe R1 und/oder R2 weist einen Abstand H zur Ebene E1, E2, in welcher die Drehachsen RA1, RA2 der jeweiligen Trockenzylinder TZ1 bis TZn dieser Trockenzylinderreihe R1, R2 liegen, auf. Der Abstand H beträgt ≥ dem 0,3fachen der Differenz aus dem Mittelwert der Durchmesser DTZ der Trockenzylinder TZ1 bis TZn, vorzugsweise des größten Trockenzylinders einer Trockenzylinderreihe R1 beziehungsweise R2 und des Durchmessers D4 beziehungsweise D5 der Umlenkwalze 4 beziehungsweise 5 und ≤ dem 0,8fachen der Summe aus dem Mittelwert der Durchmesser DTZ der Trockenzylinder TZ1 bis TZn und dem Durchmesser D4 beziehungsweise D5 der Umlenkwalze 4 beziehungsweise 5 der jeweiligen Trockenzylinderreihe R1 beziehungsweise R2.
Der Abstand der Drehachsen RA1 zweier beabstandet angeordneter Trockenzylinder TZ1, TZ2 oder TZ2 und TZ3 der Trockenzylinderreihe R1 gemessen in der Ebene E1, in welcher die Drehachsen RA1 liegen, entspricht der Summe aus dem Durchmesser DTZ eines Trockenzylinders TZ1 oder TZ2 und dem 1 bis 1,5fachen eines Durchmessers D4 der zwischengeordneten Umlenkwalze 4 dieser Trockenzylinderreihe R1. In Analogie gelten die Aussagen auch für die zweite Trockenzylinderreihe R2. Der Abstand der Drehachsen RA2 zweier beabstandet angeordneter Trockenzylinder TZ1, TZ2 oder TZ2, TZ3 der Trockenzylinderreihe R2 gemessen in der Ebene E2, in welcher die Drehachsen RA2 liegen, entspricht der Summe aus dem Durchmesser DTZ eines Trockenzylinders TZ1 oder TZ2 oder TZ3 und dem 1 bis 1,5fachen eines Durchmessers D5 der zwischengeordneten Umlenkwalze 5 dieser Trockenzylinderreihe R2.
Der Abstand der Ebenen E1, E2, in denen jeweils die Drehachsen RA1, RA2 zweier beabstandet angeordneter Trockenzylinder TZ1 bis TZn jeweils einer Trockenzylinderreihe R1, R2 liegen, gemessen senkrecht zu diesen Ebenen E1, E2, entsprechen der Summe aus dem Durchmesser DTZ des größten der Trockenzylinder TZ der beiden Trockenzylinderreihen R1, R2 und dem 0,8 bis 1,8fachen, vorzugsweise dem 1,0 bis 1,5fachen eines Durchmessers der zwischengeordneten Umlenkwalzen 4 beziehungsweise 5.
2 verdeutlicht anhand eines Details aus 1 eine besonders vorteilhafte Anordnung mit Verschiebung der einzelnen Umlenkwalze 4 der Trockenzylinderreihe R1 in Richtung des in Durchlaufrichtung in der Trockenzylinderreihe R1 nachgeordnet zu passierenden Trockenzylinders TZ2 in den Bahnführungsweg hinein, insbesondere den sich theoretisch ergebenden Bahnführungsweg, hier mit F' angedeutet. Die Verschiebung und damit die Wahl der Abstände L1 und L2 zwischen den Drehachsen RA1 der Trockenzylinder TZ1 beziehungsweise TZ2 und der Drehachse R4 der Umlenkwalze 4 erfolgt derart, dass die Materialbahn vor der Auflauflinie der Bespannung 6 an dem Trockenzylinder TZ2 von dieser gestützt wird.
Die Umlenkwalze 4 taucht hier in den Materialbahnführungsweg F´ ein. Der sich daraus ergebende Winkel γ der Materialbahn im Bereich des zu erreichenden Trockenzylinders, hier TZ2 der Reihe R1 gegenüber dem theoretischen Bahnführungsweg F´ der Materialbahn zwischen den in Durchlaufrichtung aufeinanderfolgenden Trockenzylindern TZ2 von R2 und TZ2 von R1, beschreibbar durch eine Tangente an die Außenumfänge 8, 9 der beiden Trockenzylinder TZ2 von R1 und TZ2 von R2, liegt in einem Bereich von 0° bis 20°, vorzugsweise 6° bis 14°.
Vorzugsweise sind der Großteil der Mäntel der Trockenzylinder TZ1 bis TZn der zwei Zylinderreihen R1 und R2 aus Stahl ausgeführt.
Bezugszeichenliste

1: Trockenpartie
2: Maschine
3: Trockengruppe
4: Umlenkwalze Zylinderreihe R1
5: Umlenkwalze Zylinderreihe R2
6: Bespannung Zylinderreihe R1
6A: Außenseite Bespannung 6
6I: Innenseite Bespannung 6
7: Bespannung Zylinderreihe R2
7A: Außenseite Bespannung 7
7I: Innenseite Bespannung 7
8: Außenumfang der Trockenzylinder der Zylinderreihe R1
9: Außenumfang der Trockenzylinder der Zylinderreihe R2
10: Auflauflinie der Bespannung 6 auf Trockenzylinder der Zylinderreihe R1
11: Ablauflinie der Bespannung 6 von Trockenzylinder der Zylinderreihe R1
12: Außenumfang Umlenkwalze 4
13: Auflauflinie der Bespannung 7 auf Trockenzylinder der Zylinderreihe R2
14: Ablauflinie der Bespannung 7 von Trockenzylinder der Zylinderreihe R2
15: Außenumfang Umlenkwalze 5
16: Spannvorrichtung für Bespannung 6
17: Spannvorrichtung für Bespannung 7
D4: Durchmesser Umlenkwalze 4
D5: Durchmesser Umlenkwalze 5
DTZ: Durchmesser Trockenzylinder aus Zylinderreihe R1 oder R2
E1: Ebene durch Drehachsen Trockenzylinder RA1 der Zylinderreihe R1
E2: Ebene durch Drehachsen Trockenzylinder RA2 der Zylinderreihe R1
F: Faserstoffbahn
F': Materialbahnführungsweg bei nicht eintauchender Umlenkwalze
H: senkrechter Abstand Drehachse Umlenkwalze D4, D5 zur Ebene E1, E2
RA1: Drehachse Trockenzylinder der Zylinderreihe R1
RA2: Drehachse Trockenzylinder der Zylinderreihe R2
R4: Drehachse Umlenkwalze 4
R5: Drehachse Umlenkwalze 5
TZ1: bis TZn Trockenzylinder der ersten oder zweiten Zylinderreihe R1 oder R2
α: Auflaufwinkel zwischen Materialbahn F und Bespannung 6
β: Umschlingungswinkel Bespannung 6 bzw. 7 um Trockenzylinder
γ: Winkel zwischen Faserstoffbahn F und Materialbahnführungsweg F'

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009027609 [0002]

Claims

Zweireihige Trockengruppe (3) zum Trocknen einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn (F), mit zwei Trockenzylinderreihen (R1, R2) zur wechselweisen Führung der Materialbahn an den Trockenzylindern (TZ1 bis TZn) der ersten und zweiten Trockenzylinderreihe (R1, R2), wobei jede Trockenzylinderreihe (R1, R2) jeweils wenigstens zwei zueinander beabstandet angeordnete beheizbare Trockenzylinder (TZ1 bis TZn), zwischen den Trockenzylindern (TZ1 bis TZn) angeordnete Umlenkwalzen (4, 5) und eine Bespannung (6, 7), die wechselweise an den Trockenzylindern (TZ1 bis TZn), den dazwischen angeordneten Umlenkwalzen (4, 5) sowie weiteren Leitwalzen geführt ist, umfasst; die Bespannung (6, 7) einer Trockenzylinderreihe (R1, R2) mit deren Außenseite (6A, 7A) jeweils einen durch einen Umschlingungswinkel (β) beschreibbaren Teilbereich des Außenumfanges (8, 9) der einzelnen Trockenzylinder (TZ1 bis TZn) dieser Trockenzylinderreihe (R1, R2) in Umfangsrichtung unter Definition einer Auflauflinie (10, 13) und einer Ablauflinie (11, 14) am jeweiligen Trockenzylinder (TZ1 bis TZn) in Umlaufrichtung der Bespannung (6, 7) und Durchlaufrichtung der Materialbahn betrachtet umschließt und mit deren Innenseite (6I, 7I) einen Teilbereich des Außenumfanges (12, 15) der Umlenkwalzen (4, 5) dieser Trockenzylinderreihe (R1, R2) umschließt und bei Führung einer Materialbahn durch die Trockengruppe (3) die zu trocknende Materialbahn an die Trockenzylinder (TZ1 bis TZn) andrückt; die Drehachsen (RA1, RA2) von mindestens zwei in Durchlaufrichtung der Materialbahn benachbarten, beheizbaren Trockenzylindern (TZ1 bis TZn) einer Trockenzylinderreihe (R1, R2) in einer Ebene (E1, E2) liegen und die durch die Drehachse (RA1, RA2) eines ersten Trockenzylinders (TZ1 bis TZn-1) verlaufende Senkrechte zur Ebene (E1, E2) einen ersten Abstand L1 zur durch die Drehachse (R4, R5) der zwischen den zwei benachbarten Trockenzylindern (TZ1 bis TZn) einer Trockenzylinderreihe (R1, R2) angeordneten Umlenkwalze (4, 5) verlaufenden Senkrechten zur Ebene (E1, E2) aufweist und die durch die Drehachse (RA1, RA2) des in Durchlaufrichtung der Materialbahn nachgeordneten zweiten Trockenzylinders (TZ2 bis TZn) dieser Trockenzylinderreihe (R1, R2) verlaufende Senkrechte zur Ebene (E1, E2) einen zweiten Abstand L2 zur durch die Drehachse (R4, R5) der Umlenkwalze (4, 5) verlaufenden Senkrechten aufweist, wobei die Abstände L1 und L2 unterschiedlich groß sind; dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Umlenkwalze (4, 5) zumindest einer Trockenzylinderreihe (R1, R2) derart angeordnet ist, dass der Quotient aus der Differenz, gebildet aus erstem Abstand und zweitem Abstand, und dem Divisor 2, d.h. die Bedingung (L1 – L2)/2 > 0 erfüllt ist und der Wert von (L1 – L2)/2 zwischen 1 mm und 500 mm, vorzugsweise 80 mm und 350 mm beträgt.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; dass die erste und zweite Trockenzylinderreihe (R1, R2) derart zueinander angeordnet sind, dass der durch den Winkel zwischen Materialbahn vor der Auflauflinie dieser am Trockenzylinder und der Bespannung (6, 7) definierte Auflaufwinkel (α) im Bereich von 0° bis 20°, vorzugsweise 10° bis 15°, besonders bevorzugt 15° beträgt.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl, vorzugsweise alle Umlenkwalzen (4, 5) jeweils einer Trockenzylinderreihe (R1, R2) derart angeordnet sind, dass der Quotient aus der Differenz, gebildet aus erstem Abstand und zweitem Abstand und dem Divisor 2, d.h. die Bedingung (L1 – L2)/2 > 0 erfüllt ist;
Zweireihige Trockengruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die Trockenzylinder der zweiten Trockenzylinderreihe R2 mittig auf Lücke zur ersten Trockenzylinderreihe R1 versetzt sind, insbesondere die durch die Drehachsen (RA2) der Trockenzylinder (TZ2 bis TZn) der zweiten Trockenzylinderreihe (R2) charakterisierte Ebene (E2) verlaufenden Senkrechten mit gleichem Abstand zu den durch die Drehachsen (RA1) des in Materialbahnführungsrichtung jeweils vorgeordneten und nachgeordneten Trockenzylinders (TZ1, TZ2) der ersten Trockenzylinderreihe (R1) gelegten Ebene (E1) verlaufenden Senkrechten angeordnet sind.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (R4, R5) der einzelnen Umlenkwalze (4, 5) einer Trockenzylinderreihe (R1, R2) einen Abstand H zur Ebene (E1, E2), in welcher die Drehachsen (RA1, RA2) der jeweiligen Trockenzylinder (TZ1 bis TZn) dieser Trockenzylinderreihe (R1, R2) liegen, aufweist und der Abstand H ≥ dem 0,3fachen der Differenz aus dem Mittelwert der Durchmesser der Trockenzylinder (TZ1 bis TZn) und des Durchmessers der Umlenkwalze (4, 5) und ≤ dem 0,8fachen der Summe aus dem Mittelwert der Durchmesser der Trockenzylinder (TZ1 bis TZn) und dem Durchmesser der Umlenkwalze (4, 5) dieser Trockenzylinderreihe (R1, R2) beträgt.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Drehachsen (RA1, RA2) zweier beabstandet angeordneter Trockenzylinder (TZ1 bis TZn) einer Trockenzylinderreihe (R1, R2) gemessen in der Ebene (E1, E2), in welcher die Drehachsen (RA1, RA2) liegen, der Summe aus dem Durchmesser eines Trockenzylinders (TZ1 bis TZn) und dem 1 bis 1,5fachen eines Durchmessers der zwischengeordneten Umlenkwalze (4, 5) dieser Trockenzylinderreihe (R1, R2) entspricht.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Ebenen (E1, E2), in denen jeweils die Drehachsen (RA1, RA2) zweier beabstandet angeordneter Trockenzylinder (TZ1 bis TZn) jeweils einer Trockenzylinderreihe (R1, R2) liegen, gemessen senkrecht zu diesen Ebenen (E1, E2), der Summe aus dem Durchmesser des größten der Trockenzylinder der beiden Trockenzylinderreihen (R1, R2) und dem 0,8 bis 1,8fachen, vorzugsweise dem 1,0 bis 1,5fachen eines Durchmessers der zwischengeordneten Umlenkwalze (4, 5) beträgt.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenzylinderreihen (R1, R2) in Einbaulage vertikal versetzt zueinander angeordnet sind.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkwalze (4, 5) ortsfest drehbar gelagert ist.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Umlenkwalze (4, 5) einer Trockenzylinderreihe (R1, R2) derart in Richtung des in Durchlaufrichtung in einer Trockenzylinderreihe nachgeordneten Trockenzylinders verschoben ist, dass die Materialbahn vor der Auflauflinie der Bespannung an diesem Trockenzylinder von dieser gestützt wird.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkwalze (4, 5) in die sich theoretisch zwischen einem Trockenzylinder der ersten Reihe und der zweiten Reihe ergebende Führungsbahn (F') für die Materialbahn eintauchend angeordnet ist und der Winkel (γ) zwischen der Führungsbahn der Materialbahn gegenüber der theoretischen Führungsbahn (F') der Materialbahn zwischen den in Durchlaufrichtung aufeinanderfolgenden Trockenzylindern zweier Trockenzylinderreihen (R1, R2), in einem Bereich von 0° bis 20°, vorzugsweise 5° bis 15° beträgt.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest eine Zylinderreihe (R1, R2) die Bespannung (6, 7) über die Umlenkwalzen (4, 5) und weitere Leitwalzen derart geführt und jeweils über zumindest eine Spanneinrichtung (16, 17) derart gegenüber der den Außenumfang (8, 9) beschreibenden Oberfläche eines einzelnen Trockenzylinders (TZ1 bis TZn) im Umschlingungsbereich anpressbar ist, dass eine Spannung der Bespannung (6, 7) im Bereich von 3,5 kN/m bis 15 kN/m, vorzugsweise 7 kN/m bis 10 kN/m beträgt.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bespannung (6, 7) eine markierungsarme Bespannung eingesetzt wird.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die markierungsarme Bespannung (6, 7) als Spiralsieb ausgeführt ist.
Zweireihige Trockengruppe (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Mäntel der einzelnen Trockenzylinder (TZ1 bis TZn) aus Stahl ausgeführt sind.