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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung in der
Trockenpartie einer Papiermaschine gemäß der Definition im
Oberbegriff von Anspruch 1.
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Die Trockenpartie einer Papiermaschine umfaßt im
allgemeinen zwei Reihen von Trockenzylindern, durch die die Bahn
unter Führung durch einen stützenden textilen Werkstoff, der
die Bahn trägt, geleitet wird, wobei die Bahn und der
stützende textile Werkstoff entlang eines verschlungenen Weges
abwechselnd durch die Zylinder der ersten Reihe und der
zweiten Reihe laufen. An den Trockenzylindern der ersten Reihe
liegt die Bahn an der Umfangsfläche des Zylinders auf, und der
stützende textile Werkstoff befindet sich auf der Oberseite
davon, und an den Zylindern der zweiten Reihe liegt die Bahn
außen, während der stützende textile Werkstoff an der
Umfangsfläche anliegt. Infolgedessen bildet sich an der Stelle,
wo die Bahn einen Zylinder der ersten Reihe verläßt und an
der Stelle, wo sie zu einem Zylinder der zweiten Reihe
gelangt, ein keilförmiger Raum, in dem aufgrund der Bewegungen
der Zylinder und des stützenden textilen Werkstoffs
Erscheinungen auftreten, die Schwierigkeiten beim Lauf der Bahn
verursachen. Diese Erscheinungen sind mit zunehmender
Arbeitsgeschwindigkeit der Papiermaschinen bedeutender geworden. An
der Stelle, wo die Bahn einen Zylinder der ersten Reihe
verläßt, entwickelt sich im keilförmigen Raum neben dem ersten
Zylinder ein negativer Druck. Der Unterdruck neigt dazu, die
Bahn zu heben, so daß diese den Kontakt mit dem stützenden
textilen Werkstoff verliert. Ferner entwickelt sich ein
positiver Druck im keilförmigen Raum am Verbindungspunkt zwischen
dem Zylinder der zweiten Reihe und dem stützenden textilen
Werkstoff auf der gegenüberliegenden Seite der Bahn und des
stützenden textilen Werkstoffs. Der positive Druck neigt
dazu, die Bahn zusätzlich vom stützenden textilen Werkstoff,
der den zweiten Zylinder einhüllt, fernzuhalten. Dies
verursacht
ein Kantenflattern und eine Torsion in der Papierbahn
sowie eine Reiß- und Knittergefahr der Bahn beim Trocknen.
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Es ist allgemeine Praxis, den vorerwähnten schädlichen
positiven und negativen Drücken mit Hilfe von Kästen
entgegenzuwirken, die entlang des freilaufenden Bereichs der Bahn und
des stützenden textilen Werkstoffs zwischen einem Zylinder
der ersten Reihe und einem Zylinder der zweiten Reihe
vorgesehen sind. Ziel dabei ist es, die Luft mittels aus den
Kästen austretenden Luftströmen so zu führen, daß die auf diese
Weise erzeugten Luftströme den Luftströmen, die zu den
positiven und negativen Drücken führen, entgegenwirken. Derartige
Kästen werden üblicherweise auf der Seite des stützenden
textilen Werkstoffs am freilaufenden Bereich so angeordnet, daß
sie sowohl den keilförmigen Raum auf der anderen Seite des
stützenden textilen Werkstoffs als auch den auf der gleichen
Seite des stützenden textilen Werkstoffs angeordneten
keilförmigen Raum beeinflussen können. Die Gebläsekästen des
vorerwähnten Typs sind beispielsweise im finnischen Patent 72547
sowie in der Internationalen Patentanmeldung PCT/US86/00745
(Veröffentlichungsnummer WO 87/06283) und in DE-A-3 220 074
beschrieben. Die vorerwähnten Kästen umfassen in der Regel
eine mit einer Quelle für ein unter Druck gesetztes Medium,
z. B. Luft, verbundene Kammer sowie einen Düsenschlitz in der
Wand der Kammer zur Erzeugung des Luftstroms, der die
positiven und negativen Drücke innerhalb der keilförmigen Räume
beeinflußt. Ein üblicher Nachteil der in den vorerwähnten
Veröffentlichungen dargestellten Gebläsekästen und anderer
entsprechender bekannter Gebläsekästen besteht darin, daß die
Düsenschlitze entweder gegen die Bewegungsrichtung des
stützenden textilen Werkstoffs oder gegen die Umfangsflächen der
Zylinder gerichtet sind. Somit ist eine starke Gebläsewirkung
erforderlich, um ein zufriedenstellendes Ergebnis
herbeizuführen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung
bereitzustellen, die nicht mit den Nachteilen behaftet ist, die durch
die vorstehend beschriebene Technik hervorgerufen werden. Um
dieses Ziel zu erreichen, ist die erfindungsgemäße
Vorrichtung hauptsächlich durch die im kennzeichnenden Teil von
Anspruch 1 beschriebenen Merkmale charakterisiert. Wenn der
Düsenschlitz in einem Winkel in bezug zum freien Lauf der Bahn
und des stützenden textilen Werkstoffs in Richtung auf eine
Fläche, die sich außerhalb des keilförmigen Raums, der durch
die Umfangsfläche des Zylinders und den freien Lauf begrenzt
wird, gerichtet ist, ist es möglich, eine beträchtliche
Wirkung bei einer geringen Gebläseleistung zu erzeugen, was
darauf zurückzuführen ist, daß mit dem Düsenschlitz ein Ejektor
verbunden ist, um Luft aus einem Raum zwischen dem freien
Lauf und dem Ejektor auszustoßen.
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Die nachgeordneten abhängigen Ansprüche 2 bis 8 zeigen
bestimmte vorteilhafte Merkmale von Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Düsenschlitz ist
vorzugsweise in einem Winkel von 45º bis 90º in bezug zum freien
Lauf ausgerichtet. Die Vorrichtung kann leicht innerhalb der
engen Tasche, die von den beiden Trockenzylindern der ersten
Reihe und einem Trockenzylinder der zweiten Reihe gebildet
wird, aufgenommen werden, indem man die Konfiguration
heranzieht, bei der die äußere Kammerwand, die dem stützenden
textilen Werkstoff zugewandt ist, den Raum zwischen dem Ejektor
und dem freien Lauf begrenzt. Eine Ejektorstruktur kann auf
einfachste Weise geschaffen werden, indem man den
Düsenschlitz in Form von zwei Düsenschlitzen ausbildet, die
nebeneinander, im wesentlichen parallel zueinander, liegen, wobei
die Ejektorstruktur zwischen den benachbarten Kanten der
Düsenschlitze ausgebildet wird. Die Wirkung des Raums zwischen
dem stützenden textilen Werkstoff und dem Ejektor kann durch
Verschließen des Raums durch Dichtungsmittel verbessert
werden.
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Die Ansprüche sind als eine erste, nicht-beschränkende
näherungsweise Betrachtung zur Definition der Erfindung in
allgemeinen Ausdrücken zu verstehen.
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Weitere Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die
beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt in
senkrechter Richtung zu den Achsen der Trockenzylinder;
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Fig. 2 die Bauweise des Ejektors der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einem größeren Maßstab; und
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Fig. 3 eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung in
einer ähnlichen Ansicht wie in Fig. 1.
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Fig. 1 zeigt einen Teil der Trockenpartie der
Papiermaschine. Die Trockenpartie umfaßt obere Zylinder 1 und untere
Zylinder 2, die in zwei Reihen ausgerichtet sind. Eine Bahn W
und ein diese tragender stützender textiler Werkstoff F, d.h.
ein Trockenfilz, wandern übereinander entlang eines
gewundenen Wegs zwischen den oberen Zylindern und den unteren
Zylindern. Im Fall von Fig. 1 stellen die oberen Zylinder die
erste Reihe dar, wobei die zu trocknende Papierbahn W an den
Umfangsflächen der Zylinder 1 anliegt und der stützende
textile Werkstoff F, der Trockenfilz, auf der Oberseite liegt,
und die Bahn an der Umfangsfläche des Zylinders hält. Die
unteren Zylinder stellen die zweite Reihe dar, wobei der
stützende textile Werkstoff F an der Umfangsfläche der Zylinder 2
anliegt und sich die Bahn W auf der Oberseite befindet.
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Nachstehend werden die Vorgänge in Laufrichtung zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Zylindern näher beschrieben. Der
stützende textile Werkstoff F und die Bahn W verlassen einen
Zylinder 1 der ersten Reihe, d. h. den ersten Zylinder,
gelangen zu einem Zylinder der zweiten Reihe, d. h. dem zweiten
Trockenzylinder 2, wo sich der stützende textile Werkstoff F
an der Umfangsfläche des Zylinders befindet und die Bahn oben
auf dem stützenden textilen Werkstoff wandert. Zwischen den
Zylindern 1 und 2 bewegt sich die Bahn zusammen mit dem
stützenden textilen Werkstoff in Form eines freien Laufs, wobei
dieser Bereich mit dem Bezugszeichen 8 versehen ist. Ein
keilförmiger Raum zwischen dem freien Lauf 8 und der
Umfangsfläche des Zylinders 1 an der Stelle, wo die Bahn und der
stützende textile Werkstoff den Zylinder verlassen, ist mit
dem Buchstaben K- bezeichnet. Dieser Raum unterliegt einem
negativen Druck, der durch die Luftströme induziert wird, die
durch die Bewegung des Zylinders 1 und des freien Laufs 8
verursacht werden. In entsprechender Weise ist ein
keilförmiger Raum an der Verbindungsstelle der Bahn zusammen mit dem
stützenden textilen Werkstoff und dem zweiten Zylinder 2, der
sich zwischen dem freien Lauf 8 und dem Zylinder 2 befindet,
mit dem Buchstaben K+ bezeichnet. Dieser Raum unterliegt
einem positiven Druck aufgrund der Bewegung der vorerwähnten
Elemente.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 3 befindet sich auf der
Höhe des freien Laufs 8 auf der Seite des stützenden textilen
Werkstoffs F. Die Vorrichtung umfaßt eine Kammer 4, die mit
einer Quelle S für ein unter Druck gesetztes Medium, wie
Druckluft, verbunden ist, und ferner einen Düsenschlitz 5 in
der Kammerwand. Der Düsenschlitz 5 ist mit einem Winkel von
beispielsweise 45 bis 90º in bezug zum freien Lauf 8 der Bahn
W und des stützenden textilen Gewebes F ausgerichtet, d. h.
in einer solchen Weise, daß der aus dem Düsenschlitz
austretende Luftstrom weg von der Bahn und dem stützenden textilen
Werkstoff in einem Winkel zum freien Lauf 8 ausgerichtet ist.
Der Luftstrom, der in der Figur mit Pfeilen angedeutet ist,
ist außerdem in Richtung auf eine Fläche 9 ausgerichtet, die
sich außerhalb des keilförmigen Raums K+, der vom Zylinder 2
auf der Seite der Vorrichtung 3 und durch den vorerwähnten
freien Lauf 8 begrenzt wird, befindet. Somit muß der
Luftstrom nicht die Strömungen, die durch die Drehbewegung des
Zylinders hervorgerufen werden, überwinden.
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Mit dem Düsenschlitz 5 ist ein Ejektor 6 zum Ausstoßen von
Luft aus einem Raum 7 mit Hilfe des aus dem Düsenschlitz 5
austretenden Luftstroms verbunden. Der Raum 7 befindet sich
hinter dem Ejektor 6 und ist durch den freien Lauf 8
begrenzt. Der im Raum 7 induzierte negative Druck kann somit
einen Einfluß auf den positiven Druck des keilförmigen Raums
K+ auf der gleichen Seite des freien Laufs 8 sowie auf den
Unterdruck im keilförmigen Raum K- auf der anderen Seite des
freien Laufs 8 ausüben, wodurch der Lauf der Bahn W
stabilisiert wird.
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Nachdem die Bahn W und der stützende textile Werkstoff F
den Zylinder 2 innerhalb eines vorbestimmten Sektors, der
üblicherweise mehr als 180º beträgt, durchlaufen haben,
verlassen sie den Zylinder wieder, bilden einen freien Lauf 8 und
erreichen wiederum einen Zylinder aus der gleichen Reihe wie
der erste Zylinder 1. Dieser Zylinder ist in der Figur mit
dem Bezugszeichen 1' bezeichnet. Die Vorrichtung 3 befindet
sich somit innerhalb eines taschenähnlichen Raums, der vom
freien Lauf 8 bei der Ankunft am zweiten Zylinder 2, durch
die Umfangsfläche des zweiten Zylinders 2 und den freien Lauf
8 beim Verlassen des zweiten Zylinders 2 begrenzt wird.
Dieser Raum kann beispielsweise mit Prallplatten versehen
werden, um den aus dem Düsenschlitz 5 austretenden Luftstrom
weiter durch den Raum zwischen den Zylindern 1 und 1' der
ersten Reihe zu lenken.
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Nachstehend wird die Bauweise der Vorrichtung 3
ausführlicher beschrieben.
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Die Kammer 4 besteht aus zwei Kammern 4 und 4", die sich
entlang der Breite der zu trocknenden Bahn in senkrechter
Richtung zum Weg der freien Bahn 8 befinden. Beide Kammern
sind in geeigneter Weise, beispielsweise an ihren Enden, mit
der vorerwähnten Quelle für Druckluft verbunden und umfassen
jeweils einen Düsenschlitz 10 für denAuslaß von Luft. Die
Düsenschlitze 10 liegen nebeneinander und bilden zusammen den
Düsenschlitz 5, der auf die vorerwähnte Weise ausgerichtet
ist. Die Außenwand 4a der einzelnen Kammern 4' und 4" ist dem
stützenden textilen Werkstoff F zugewandt, wobei auf diese
Weise im wesentlichen der freie Raum 7 zwischen dem freien
Lauf 8 und dem Ejektor 6 begrenzt wird. Die Kanten der Wände
4a der beiden Kammern, die nahe beieinander liegen, drehen
sich etwa im Mittelbereich des freien Laufs 8 von diesem weg
und bilden in dieser Richtung einen konvergierenden Schlitz
6, der den vorerwähnten Ejektor darstellt. Die sich
abdrehende Unterkante 10a der Wand 4a der oberen Kammer 4' bildet
gleichzeitig eine der Kanten des Düsenschlitzes 10 der oberen
Kammer. Die sich abdrehende obere Kante der Wand 4a der
unteren Kammer 4" bildet gleichzeitig die andere Kante 10a des
Düsenschlitzes 10 dieser Kammer. Ein konvergierender
Strömungsschlitz 6 zum Wegführen von Luft aus dem Raum 7 wird
somit zwischen den benachbarten Kanten 10a des Düsenschlitzes
10 in den getrennten Kammern gebildet.
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Die Kammern 4' und 4" weisen ferner Außenwände 4b auf, die
einander gegenüberliegen. Die Kanten 10b der in Richtung zum
freien Lauf 8 ausgerichteten Wände 4b bilden jeweils die
andere Kante des Düsenschlitzes 10 der jeweiligen Kammer. Diese
Kammer steht in beiden Düsenschlitzen leicht über die
gegenüberliegende Kante 10a des Düsenschlitzes vor, gesehen in
einer Ebene, die parallel zur Ebene des freien Laufs 8
verläuft. Die einander zugewandten Außenwände 4b divergieren
voneinander, beginnend von den Düsenschlitzen 10, und bilden
auf diese Weise dazwischen einen Strömungsweg, der sich in
Fließrichtung des aus den Düsenschlitzen 10 und dem Ejektor 6
austretenden Stroms erweitert. Dieser Strom gelangt in den
Raum 9 an einer Stelle, die sich außerhalb einer Ebene
befindet, die eine Tangente zur Umfangsfläche des Zylinders 2 am
Mittelpunkt eines Sektors davon, frei von der Bahn und dem
stützenden textilen Werkstoff, bildet. Die Kammervorderwände
4d, die die Kammern in Richtung zum Raum 9 begrenzen,
verbinden die gegenüberliegenden Wände 4b an den entfernten Enden
der Wände 4b, gesehen in Strömungsrichtung. Am unteren Ende
der unteren Kammer 4", benachbart zur Umfangsfläche des
Zylinders 2, verbindet die untere Wand 4c, die in gebogener
Konfiguration der Umfangsfläche des Zylinders folgt, die
Vorderwand 4d. Die untere Wand 4c befindet sich somit zwischen
der Rückwand 4a und der Vorderwand 4d. Die obere Wand 4c, die
die Vorderwand 4d und die Rückwand 4a verbindet, erreicht die
Oberkante der Vorderwand 4d der oberen Kammer 4' . Die obere
Wand 4c befindet sich etwa auf der Höhe, wo der freie Lauf 8
den Zylinder 1 verläßt. Die Bauweise der Vorrichtung ist,
soweit sie den Ejektor und die Düsenschlitze betrifft, in Fig.
2 in größerem Maßstab dargestellt.
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Fig. 1 zeigt ferner, wie der Raum 7 mit Hilfe einer
Verschlußvorrichtung 7', die an einer der Außenwände der oberen
Kammer 4' befestigt ist, verschlossen wird. Die
Verschlußvorrichtung 7' steht in Kontakt mit dem stützenden textilen
Werkstoff F und befindet sich vorzugsweise an der Stelle, wo
der stützende textile Werkstoff zusammen mit der Bahn den
Zylinder 1 verläßt oder er befindet sich vor dieser Stelle. In
ähnlicher Weise ist der Raum 7 an seinem gegenüberliegenden
Ende mit einer ähnlichen Verschlußvorrichtung 7", die sich
zwischen der Außenwand der unteren Kammer 4" und der
Umfangsfläche des zweiten Zylinders 2 befindet, verschlossen und
steht in Kontakt mit dieser Fläche. Bei der
Verschlußvorrichtung kann es sich um eine beliebige bekannte
Verschlußvorrichtung handeln, beispielsweise um mechanische
Verschlußelemente, deren Zweck darin besteht, zu verhindern, daß die
durch den stützenden textilen Werkstoff und die Zylinder
induzierten Oberflächenströme in den Raum 7 eintreten, was die
Wirkung des Ejektors 6 stören würde.
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Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 3. Die Lage der Kammern, der Düsenschlitze und
des Ejektors in bezug zum freien Lauf der Bahn W und des
stützenden textilen Werkstoffs F ist ähnlich wie in Fig. 1.
Ein Unterschied besteht darin, daß in diesem Fall der
Zylinder der zweiten Reihe von Trockenzylindern den ersten
Zylinder 1, gesehen in Bewegungsrichtung der Bahn und des
stützenden textilen Werkstoffs, darstellt. An diesem Zylinder läuft
die Bahn W oben auf dem stützenden textilen Werkstoff F, der
an der Umfangsfläche des Zylinders 1 aufliegt, wonach sie den
ersten Zylinder 1 verlassen und nach Durchlaufen des freien
Laufs 8 einen Zylinder der ersten Reihe von Trockenzylindern
erreichen, in diesem Fall den zweiten Zylinder 2, an dem die
Bahn W auf der Umfangsfläche des Zylinders aufliegt und der
stützende textile Werkstoff F sich oben befindet. Der
keilförmige Raum auf der Seite des stützenden textilen Werkstoffs
F zwischen dem freien Lauf 8 und dem Zylinder 1 ist der Raum
K-, wo ein negativer Druck herrscht. Der Raum zwischen dem
zweiten Zylinder 2 auf der Seite der Bahn ist der keilförmige
Raum K+, wo ein positiver Druck herrscht. Die Vorrichtung 3
befindet sich in gleicher Weise auf der Seite des stützenden
textilen Werkstoffs F auf der Höhe des freien Laufs 8. Auch
in diesem Fall befindet sich der Raum 7 zwischen den Kammern
4' und 4", und der stützende textile Werkstoff F wird mittels
des Ejektors 6 beeinflußt. Aufgrund dieser Stellung ist
üblicherweise eine geringere Einwirkung auf die Räume K+ und K-
erforderlich, und der Raum 7 wird nicht mit der
Verschlußvorrichtung von Fig. 1 verschlossen. Vielmehr ist
der Raum 7 sowohl zwischen dem ersten Zylinder 1 und der
unteren Kammer 4" als auch zwischen dem zweiten Zylinder 2
und der oberen Kammer 4' offen.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß die Trockenpartie in den
tatsächlichen Trockenzylindern auch weitere Zylinder
aufweisen kann, sog. Umkehrwalzen, die nicht heizbar sind, aber
dazu dienen, den Weg der Bahn und des stützenden textilen
Werkstoffs in entgegengesetzte Richtung zu lenken. Sie können
sich an den gleichen Stellen wie die Zylinder 1 und 2 der
Figuren 1 und 3 befinden. Es ist ersichtlich, daß sich die
Erfindung auch für Trockenpartien mit derartigen Zylindern
eignet.