CH126591A - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Papierbahnen und dergl. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Papierbahnen und dergl.    In der Papierfabrikation erfolgt bekannt  lieh das Trocknen der Papierbahnen auf  Trockenzylindern, die in der Regel mittelst in  sie eingeleiteten Dampfes beheizt werden. Der  aus der Papierbahn entweichende Wasser  dampf wird von der umgebenden Luft, je  nach ihrer Temperatur und ihrem     Feuehtig-          keitsgehalte    mehr oder weniger rasch, auf  genommen und in Dampfschwaden abgeführt.

    Diese Methode des Trocknens von     Papierball-          nen    und dergleichen hat die Nachteile, dass  einerseits die Verdampfungswärme des der  Papierbahn entzogenen Wassers verloren geht,  und dass anderseits die Dampfschwaden leicht  an den Wänden und Decken des Arbeits  raumes kondensieren, weshalb besondere  Deckenheizungen vorgesehen sein müssen, die  namentlich bei kaltem und feuchtem Wetter  die vorzeitige Kondensation der Dampfschwa  den zu verhindern haben.  



  Gemäss der vorliegenden Erfindung wer  den die Nachteile des     erwähnten    Wärmever  lustes und der vorzeitigen Kondensation des  Wasserdampfes dadurch behoben, dass der aus       der    zu trocknenden Papierbahn, Zellstoffbahn  oder dergleichen entweichende Wasserdampf    abgesaugt und behufs     Ausnützung        seinerV        er-          dampfungswärme    mittelst einer Wärmepumpe  verdichtet und zur     Beheizung    der Trockenzy  linder verwendet wird.

   Zur Ausführung dieses  Verfahren dient eine Vorrichtung, die da  durch ausgezeichnet ist, dass der Trockenzy  linder durch eine Umhüllung nach aussen hin  abgeschlossen und der Zwischenraum zwi  schen dieser Umhüllung und dem Trocken  zylinder über eine Wärmepumpe mit dem  Innenraum des     Trockenzylinders    verbunden  ist.  



  Die     Fig.    1 und 2 der Zeichnung veran  schaulichen in schematischer Darstellung zwei  Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen  standes, die     Fig.    3 und 4 zeigen, gleichfalls  in schematischer Darstellung, einen der Er  findung gemäss ausgebildeten Trockenzylinder  für Papierbahnen und dergleichen.  



  Der Trockenzylinder     a    ist in der üblichen  Weise hohl ausgebildet und wird durch  Dampf beheizt, der     mittelst    einer Leitung zu  geführt wird; zur Ableitung des Kondenswas  sers dient eine Leitung 3     (Fig.    1 und 2). Der  Trockenzylinder a ist mit einer Umhüllung  b versehen,     diP        7-weckmässig    einen wärmeiso-      lierenden Belag trägt. Die Mantelfläche der  Umhüllung b reicht bis an die Führungsrol  len c (Fig. 3) für die zu trocknende Papier  bahn d bezw. für das tragende Filzband.

   Der  Zwischenraum zwischen den beiden Füh  rungsrollen c ist, wie die Fig. 3 und 4 zeigen,  durch eine labyrinthartige Dichtung ausge  füllt, die aus zwei oder mehreren übereinan  der angeordneten Reihen von Walzen f be  steht, welche in der Längenrichtung gegen  einander versetzt sind. Die Stirnwand der  Umhüllung b umgreift bei l (Fig. 4) die  Walzen f, um einen vollkommenen     Abschluss     gegen die Aussenluft zu erzielen. Zu dem  gleichen Zweck ist die     Zylinderwelle    mittelst  einer Dichtung durch die Stirnwände der Um  hüllung b hindurchgeführt. In den durch die  Walzen f abgeschlossenen Raum kann     mit-          telst    einer Leitung 4 Dampf eingeführt wer  den, der das Eindringen von Aussenluft ver  hindert (Fig. 4).  



  Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1  ist an die Umhüllung b ein Austrittsrohr 5  für den Wasserdampf angeschlossen, der  aus der zu trocknenden Papierbahn ent  weicht. Dieses Austrittsrohr 5 ist mit der  Saugseite einer Pumpe g verbunden, welche  den aus der Papierbahn entwickelten Wasser  dampf absaugt und ihn in verdichtetem Zu  stand durch das Rohr 2 dem Trockenzylinder  a zuführt. In dem Trockenzylinder a wird  der Dampf kondensiert und die Ver  dampfungswärme des bisher ungenützt ins  Freie oder in den Arbeitsraum entweichenden  Dampfes wird somit zur Beheizung des  Trockenzylinders a ausgenützt. Die Pumpe g  wirkt hierbei als Wärmepumpe, welche  dem aus der Umhüllung b abgesaug  ten Dampf die zur Aufrechterhaltung des  Prozesses notwendigen Wärmemengen stän  dig zuführt.

   Das Trocknen der Papierbahn  erfolgt daher nicht durch Zufuhr direkter  Wärme, sondern durch die zum Betriebe der  Wärmepumpe g aufgewendete Leistung, die  jedoch um das Äquivalent der wiedergewon  nenen     Verdampfungswärme    geringer ist, als       etwa    beim Trocknen mittelst elektrisch be  heizter     Trockenzylinder.       Eine Zufuhr direkter Wärme ist bloss bei  der Einleitung des Trockenprozesses erfor  derlich;

   hierfür dient entweder eine Initial  dampfmenge, welche während kurzer Zeit  durch eine Leitung 6     (Fig.    1) in dem     Trok-          kenzylinder    a eingeführt wird oder aber eine  elektrische     Heizvorrichtung    an sich bekann  ter Art, die nach der Inbetriebsetzung wieder  abgestellt wird. Um die bei Einleitung des  Prozesses zuzuführende Wärmemenge mög  lichst herabzusetzen, wird der Innenraum der  Umhüllung b mittelst einer Saugleitung 13       (Fig.    1) auf Unterdruck gebracht, wodurch  die Verdampfung des in der Papierbahn ent  haltenen Wassers beschleunigt wird. Nach  der Einleitung des Trockenprozesses werden  die Leitungen 6 und 13 abgestellt und das  Kondensat wird durch die Leitung 3 abge  führt.  



  Bei der Ausführungsform nach der     Fig.    2  erfolgt die Abfuhr des der     Papierbahn    d oder  dergleichen entzogenen Wasserdampfes     mit-          telst    des Dampfes einer bei niedrigerer Tem  peratur als Wasser siedenden Flüssigkeit,  welcher Dampf in die den Trockenzylinder     a.     umgebende Umhüllung b eingeleitet und zu  sammen mit den     Dampfschwaden    abgesaugt  wird. Zu diesem Zweck ist ein geschlossener  Behälter     j        (Fig.    2) vorgesehen, der durch  eine zylindrische Scheidewand     7c    in einen  innern Raum<B>i</B>n. und einen äussern Raum     it     geteilt ist.

   Der Raum     trt    dient zur Aufnahme  der bei     -niedrigerer    Temperatur als Wasser  verdampfenden Flüssigkeit (zum Beispiel       Trichloräthylen    oder Alkohol) und ist durch  eine Leitung 7 mit dem Innenraum der Um  hüllung b verbunden. Das Austrittsrohr 5 für  die Dampfschwaden ist mit- der Saugseite  einer Wärmepumpe     gi    verbunden, deren  Druckleitung 8 in den Raum     n.    des Behälters       j    mündet. Der Raum     n    ist durch eine     Leitung     9 mit einer zweiten Wärmepumpe<I>g</I><B>:!</B> und  deren Druckseite durch das Eintrittsrohr 2  mit dem Innenraum des Trockenzylinders a  verbunden.

   Der Raum n ist ferner mit einem  Entlüftungsstutzen 10 versehen und an sei  nem untern Ende mittelst einer Leitung 11,  in die eine Umlaufpumpe p eingeschaltet ist,      nit dem Raum in verbunden. Ausserdem ist  das untere Ende des Raumes n mit einem Ab  leitungsrohr 12 für. Kondensatwasser ver  sehen, das jedoch nach der Einleitung des  Trocknungsprozesses geschlossen wird. In das  Rohr 2 mündet ebenso wie bei der Ausfüh  rungsform nach der Fig. l eine Leitung 6,  die von einer Heizdampfquelle kommt.  



  Ebenso wie bei der Ausführungsform  nach der Fig. 1 wird der Trockenprozess  durch Zufuhr von Initialdampf durch das  Rohr 6 eingeleitet. Die zugeführte Wärme  bringt das in der nassen Papierbahn d     en-          haltene    Wasser zum Verdunsten und die  Dampfschwaden werden durch die Pumpe g1  abgesaugt, verdichtet und dem Raum n zu  geführt. In diesem wird während der Einlei  tung des Trocknungsprozesses der Wasser  dampf kondensiert und das Kondensat fliesst  durch das Rohr 12 ab.

   Die Verdampfungs  wärme wird an die in dem Raum m     enthal-          lene,    leichter als Wasser siedende Flüssigkeit       abgegeben    und bringt einen Teil dieser     Flüs-          sigkeit    zum Verdampfen; dieser Flüssigkeits  dampf strömt durch die Leitung 7 in die  Umhüllung b, nimmt daselbst die aus der  nassen Papierbahn entweichenden Dampf  schwaden auf und wird zusammen mit dem  Wasserdampf von der Wärmepumpe g1  durch die Leitung 5 hindurch abgesaugt und  in den Raum n geleitet.

   Durch die Wärme  pumpe g1 werden Druck und Temperatur des  abgesaugten Dampfes erhöht; zwischen den  Räumen m und n entsteht ein Temperaturge  fälle, so dass kurze Zeit nach der Einleitung  des Prozesses in dem Raume     n    bloss der  Dampf der bei niedrigerer Temperatur sie  denden Flüssigkeit kondensiert wird, wäh  rend der Wasserdampf unkondensiert bleibt;  dieser wird durch die zweite Wärmepumpe  g2 abgesaugt, verdichtet und durch die Lei  tung 2 dem Trockenzylinder a zugeführt.  Das Kondensat der leichter siedenden Hilfs  flüssigkeit wird durch die Pumpe p abge  saugt und durch die Leitung 11 in den Raum  in zurückgeführt.

   Die Wärmepumpe g1 führt  den aus der Umhüllung b abgesaugten  Dämpfen somit jene Wärmemenge zu, die         notwendig    ist, um einen Teil der in dem  Raum     m    enthaltenen Hilfsflüssigkeit fortlau  fend zu verdampfen, während die Wärme  pumpe g2 dem Wasserdampf die zur Auf  rechthaltung des Betriebes notwendigen  Wärmemengen zuführt.  



  Nach der Einleitung des Trockenprozes  ses werden die     Dampfzufuhrleitung    6 und  die Kondenswasserableitung 12 geschlossen.  Der Trockenprozess ist nunmehr von der Zu  fuhr direkter Wärme unabhängig, und die  noch notwendigen Wärmemengen, die ebenso  wie bei der Ausführungsform nach der Fig. 1  infolge der Ausnützung der     Verdampfungs-          wärme    der Dampfschwaden nur gering sind,  werden der     Trocknungsanlage    in Form ,je  ner mechanischen, vorzugsweise elektrischen  Energie zugeführt, die zum Antrieb der  Wärmepumpen     gl    und     g@    verbraucht wird.  



  Soweit trotz der vollkommenen Umhül  lung des Trockenzylinders a doch Aussenluft  eindringt und sich mit den Dämpfen mengt,  kann eine Entlüftung durch den Stutzen 10  stattfinden.  



  In jenen Fällen, in     denen    zur Deckung des  ständigen Wärmebedarfes der Trockenanlage  Heizdampf zur Verfügung steht,     können     selbstverständlich an Stelle der elektrisch an  getriebenen     @Ärärmepumpen    g     (Fig.    1) und     g,,          g2        (Fig.    2)     Dampfstrahlapparate    verwendet  werden.  



       j?rn    die aus der Papierbahn d oder der  gleichen entweichenden Dampfschwaden mög  lichst rasch und vollständig abzuführen, er  folgt die Zuleitung des Dampfes der bei nie  drigerer Temperatur siedenden Hilfsflüssig  keit in die Umhüllung b vorzugsweise an  zwei (oder mehreren) Stellen 7' und 7" in der       iVIantelfläche    der Umhüllung b     Wig.    3),  während die Abzugsstelle 5' in einer Stirn  wand vorgesehen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zum Trocknen von Papierbah nen oder dergleichen, mittelst dampfgeheizter Trockenzylinder, dadurch gekennzeichnet, dass behufs Wiedergewinnung der Ver- dampfungswärme der aus der zu trocknenden Papierbahn oder dergleichen entweichende Wasserdampf abgesaugt, mittelst einer Wärmepumpe verdichtet und zur Beheizung der Trockenzylinder verwendet wird. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach dem Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfuhr des der Papierbahn oder dergleichen ent zogenen Wasserdampfes mittelst des Dampfes einer bei niedrigerer Tempera tur siedenden Flüssigkeit erfolgt, der in eine den Trockenzylinder umgebende Um hüllung eingeleitet, zusammen mit dem aus der Papierbahn entweichenden Wasser dampf abgesaugt und hierauf durch Kon densation von dem unkondensiert bleiben den Wasserdampf getrennt wird, welcher schliesslich nach Verdichtung mittelst einer Wärmepumpe als Heizdampf den Trockenzylindern zugeführt wird. 2. Verfahren nach dem Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einlei tung des Trocknungsprozesses der Innen raum der den Trockenzylinder einschlie ssenden Umhüllung mittelst einer Pumpe auf Unterdruck gebracht wird, um die Verdampfungstemperatur herabzusetzen.

   Ü Vorrichtung zum Trocknen von Papier bahnen oder dergleichen mittelst dampfge heizter Trockenzylinder, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Trockenzylinder durch eine Umhüllung nach aussen hin abgeschlossen ist und dass der Zwischenraum zwischen der Um hüllung und dem Trockenzylinder über eine Wärmepumpe mit dem Innenraum des Trockenzylinders verbunden ist.

   UNTERANSPRüCHE: Vorrichtung zur Ausübung des Verfah rens nach Patentanspruch I und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum der den Trockenzylinder ein schliessenden Umhüllung über eine Wärme pumpe einen dahinter geschalteten, aus zwei Räumen bestehenden Kondensator für eine bei niedrigerer Temperatur als Wasser siedende Hilfsflüssigkeit und über eine dahinter geschaltete zweite Wärme pumpe mit dem Innenraum des Trocken zylinders verbunden ist. 4.

   Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwi schenraum zwischen den die Papierbahn auf den Trockenzylinder leitenden Umlen- kungsrollen mittelst einer labyrintharti- gen Abdichtung nach aussen hin abge schlossen ist, die aus Dichtungswalzen be steht, welche in der Längenrichtung ge geneinander versetzt und in zwei oder mehr Reihen übereinander angeordnet sind.