EP1006327A2 - Faserstoffbahntrocknung - Google Patents

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EP1006327A2
EP1006327A2 EP99121524A EP99121524A EP1006327A2 EP 1006327 A2 EP1006327 A2 EP 1006327A2 EP 99121524 A EP99121524 A EP 99121524A EP 99121524 A EP99121524 A EP 99121524A EP 1006327 A2 EP1006327 A2 EP 1006327A2
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EP
European Patent Office
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fibrous web
laser radiation
lasers
web
drying
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EP99121524A
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Markus Oechsle
Frank Wegehaupt
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/16—Drying webs by electrical heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/008—Controlling the moisture profile across the width of the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun

Definitions

  • the invention relates to a method and the associated device for drying a fibrous web, in particular a paper, tissue or cardboard web.
  • the fibrous webs are currently used for drying over heated cylinders guided. With this very expensive in terms of space and energy consumption Process often results in an uneven distribution of moisture across the fibrous web. Certain zones are additionally moistened to correct this cross moisture profile or heated, the heating generally inductive, by means of infrared emitters or done with steam. However, these corrective measures are due to the relatively large size Zone widths, the blurred zone boundaries and the low transferable Unsatisfactory energy density. There is also the risk of fire with infrared emitters as well as the energetic disadvantage when moistening.
  • the object of the invention is therefore a method and the associated To create a device for drying a fibrous web, which is not only space-saving is and has a good efficiency, but also a high transferable Enables energy density and an influence on the moisture cross profile.
  • the object was achieved in that the fibrous web Laser radiation is exposed, the frequency is preferably set so that the laser radiation from water better than from the other components of the Fibrous web is absorbed.
  • Laser radiation not only enables a high transferable energy density but also also the formation of small, sharply defined zones, which makes them special suitable for homogenizing the moisture cross profile of the fibrous web, however the entire drying process using laser radiation is also possible.
  • the intensity of the laser radiation should be transverse considered to be controllable in zones separately from the fibrous web. It is also for this advantageous if the extent of the area affected by the laser radiation is controllable at least in the longitudinal direction of the fibrous web. The latter allows the Increase or change in the power to be transmitted with constant Energy density / area.
  • the Lasers are switched off when the fibrous web is torn off.
  • a high energy density and a relatively even effect on the Fibrous web can be achieved when there are free trains when lasers are on are arranged on both sides of the fibrous web.
  • a plurality of lasers 2 are located on both sides, opposite one another with respect to the fibrous web 1 arranged transversely to the fibrous web 1 next to each other. They each form one contiguous row extending over the width of the fibrous web 1, several lasers 2 being combined into a separately controllable zone 4 are. Each zone 4 is connected to a corresponding control and power lines Controller 6 connected.
  • this area has a shield 5. It also has here, for example, the lower row a visible light source 3 for displaying the function and direction of action of the laser 2.
  • the arrangement is at the end of the dry part of a machine Production or refinement of a fibrous web 1 and is used for homogenization the moisture cross profile of the fibrous web 1.
  • the intensity of the laser frame across the fibrous web 1 is considered as well the extension of the area influenced by the laser radiation in the longitudinal direction of the Fibrous web 1 controlled separately in zones. This happens depending on the measured moisture cross profile of the fibrous web 1, with some zones 4 can be switched off if, for example, only the edges are affected should. In addition, all lasers 2 are switched off in the event of a web break.
  • the Lasers 2 have a very short response time and offer the possibility of Transmission of large amounts of energy to a clearly defined area of the Fibrous web 1, since the frequency of the laser radiation is set so that the Laser radiation is predominantly absorbed by the water of the fibrous web 1. If no free move is available or suitable, d. H. the fibrous web 1 of one The roller 2 and / or a belt is supported, so the lasers 2 are on the free side the fibrous web 1 arranged.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie die dazugehörige Vorrichtung zur Trocknung einer Faserstoffbahn 1, insbesondere einer Papier-, Tissue- oder Kartonbahn.
Dies soll im wesentlichen mit einem hohen Wirkungsgrad und einer hohen, zonenweise steuerbaren, übertragbaren Energiedichte verbunden sein.
Erreicht wird dies dadurch, daß die Faserstoffbahn (1) Laserstrahlung ausgesetzt wird, deren Frequenz vorzugsweise so eingestellt ist, daß die Laserstrahlung vom Wasser besser als von den anderen Bestandteilen der Faserstoffbahn (1) absorbiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie die dazugehörige Vorrichtung zur Trocknung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Tissue- oder Kartonbahn.
Gegenwärtig werden die Faserstoffbahnen zur Trocknung über beheizte Zylinder geführt. Bei diesem hinsichtlich Platzbedarf und Energieaufwand sehr aufwendigen Prozeß stellt sich oft eine ungleiche Verteilung der Feuchte quer zur Faserstoffbahn ein. Zur Korrektur dieses Feuchtequerprofils werden bestimmte Zonen zusätzlich befeuchtet oder beheizt, wobei die Beheizung im allgemeinen induktiv, mittels Infrarot-Strahler oder mit Dampf erfolgt. Diese Korrekturmaßnahmen sind jedoch wegen der relativ großen Zonenbreiten, der unscharfen Zonengrenzen sowie der geringen übertragbaren Energiedichte unbefriedigend. Hinzu kommen die Brandgefahr bei Infrarot-Strahlern sowie der energetische Nachteil beim Befeuchten.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie die dazugehörige Vorrichtung zur Trocknung einer Faserstoffbahn zu schaffen, die nicht nur platzsparend ist und einen guten Wirkungsgrad besitzt, sondern auch eine hohe übertragbare Energiedichte sowie eine Beeinflussung des Feuchtequerprofils ermöglicht.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Faserstoffbahn Laserstrahlung ausgesetzt wird, deren Frequenz vorzugsweise so eingestellt ist, daß die Laserstrahlung vom Wasser besser als von den anderen Bestandteilen der Faserstoffbahn absorbiert wird.
Die Laserstrahlung ermöglicht nicht nur eine hohe übertragbare Energiedichte sondern auch die Bildung von kleinen, scharf abgegrenzten Zonen, wodurch sie sich besonders zur Vergleichmäßigung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn eignet, wobei jedoch auch der gesamte Trocknungsvorgang über Laserstrahlung möglich ist.
Dadurch, daß der wesentliche Energieanteil vom Wasser aufgenommen wird, verbessert sich der Wirkungsgrad wesentlich. Außerdem ist die Übertragung mit hoher Energiedichte möglich, ohne die Faserstoffbahn zu schädigen. Wegen des, bei konventioneller Trocknung über beheizte Zylinder mit sinkender Feuchte auch sich verschlechternden Wirkungsgrades, ist daher der Einsatz des Verfahrens insbesondere am Ende des Trocknungsvorganges von Vorteil.
Unter Umständen kann jedoch auch eine Erwärmung der Fasern hingenommen werden, was den geeigneten Frequenzbereich der Laserstrahlung vergrößert.
Zur Beeinflussung des Feuchtequerprofils sollte die Intensität der Laserstrahlung quer zur Faserstoffbahn betrachtet zonenweise separat steuerbar sein. Hierzu ist es auch von Vorteil, wenn die Ausdehnung der von der Laserstrahlung beeinflußten Fläche zumindest in Längsrichtung der Faserstoffbahn steuerbar ist. Letzteres erlaubt die Erhöhung bzw. Veränderung der zu übertragenden Leistung bei konstanter Energiedichte/Fläche.
Sollten die Lasestrahlen nur in bestimmten Bereichen der Faserstoffbahn, beispielsweise an den Rändern, zum Einsatz kommen, so ist es von Vorteil, wenn die Ausdehnung der bestrahlten Fläche einer Zone, quer zur Faserstoffbahn betrachtet, steuerbar ist. Um Schäden im Hintergrund der Faserstoffbahn zu vermeiden, sollte der Laser bei einem Abriß der Faserstoffbahn abgeschaltet werden.
Zur Realisierung der zonenweisen Steuerung der Laserstrahlung ist es zumindest notwendig mehrere, quer zur Faserstoffbahn nebeneinander angeordnete Laser gegenüber der Faserstoffbahn anzubringen.
Eine hohe Energiedichte sowie eine relativ gleichmäßige Wirkung auf die Faserstoffbahn läßt sich beim Vorhandensein freier Züge erzielen, wenn Laser auf beiden Seiten der Faserstoffbahn angeordnet sind.
Zum Schutz der Umgebung, insbesondere des Bedienpersonals sollte der mit Lasern ausgerüstete Bereich der Maschine nach außen abgeschirmt sein. Außerdem ist es zur Kontrolle der Funktion bei Lasern mit nicht-sichtbarer Laserstrahlung von Vorteil, in einer Reihe quer zur Faserstoffbahn zumindest eine sichtbare Lichtquelle anzuordnen.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt die Figur eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Beidseitig, sich bezüglich der Faserstoffbahn 1 gegenüberliegend, sind mehrere Laser 2 quer zur Faserstoffbahn 1 nebeneinander angeordnet. Sie bilden hierbei jeweils eine zusammenhängende sich über die Breite der Faserstoffbahn 1 erstreckende Reihe, wobei jeweils mehrere Laser 2 zu einer separat steuerbaren Zone 4 zusammengefaßt sind. Jede Zone 4 ist über entsprechende Steuer- und Energieleitungen mit einer Steuerung 6 verbunden.
Zum Schutz der Umgebung hat dieser Bereich eine Abschirmung 5. Außerdem besitzt hier beispielhaft die untere Reihe eine sichtbare Lichtquelle 3 zur Anzeige der Funktion und Wirkungsrichtung der Laser 2.
Die Anordnung befindet sich am Ende des Trockenteiles einer Maschine zur Herstellung bzw. Veredelung einer Faserstoffbahn 1 und dient zur Vergleichmäßigung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn 1.
Hierzu wird die Intensität der Laserstuhlung quer zur Faserstoffbahn 1 betrachtet sowie die Ausdehnung der von der Laserstrahlung beeinflußten Fläche in Längsrichtung der Faserstoffbahn 1 zonenweise separat gesteuert. Dies geschieht in Abhängigkeit vom gemessenen Feuchtequerprofil der Faserstoffbahn 1, wobei auch einige Zonen 4 abgeschaltet werden können, wenn beispielsweise nur die Ränder beeinflußt werden sollen. Außerdem erfolgt eine Abschaltung aller Laser 2 bei einem Bahnabriß.
Die Laser 2 besitzen eine sehr kurze Reaktionszeit und bieten die Möglichkeit zur Übertragung großer Energiemengen auf eine scharf abgegrenzte Fläche der Faserstoffbahn 1, da die Frequenz der Laserstrahlung so eingestellt ist, daß die Laserstrahlung überwiegend vom Wasser der Faserstoffbahn 1 absorbiert wird. Falls kein freier Zug vorhanden oder geeignet ist, d. h. die Faserstoffbahn 1 von einer Walze und/oder einem Band gestützt verläuft, so sind die Laser 2 auf der freien Seite der Faserstoffbahn 1 angeordnet.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Trocknung einer Faserstoffbahn (1), insbesondere einer Papier-, Tissue- oder Kartonbahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn (1) Laserstrahlung ausgesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß, die Frequenz der Laserstrahlung so eingestellt ist, daß die Laserstrahlung vom Wasser besser als von den anderen Bestandteilen der Faserstoffbahn (1) absorbiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Intensität der Laserstrahlung quer zur Faserstoffbahn (1) betrachtet zonenweise separat steuerbar ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Ausdehnung der von der Laserstrahlung beeinflußten Fläche zumindest in Längsrichtung der Faserstoffbahn (1) steuerbar ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß die Ausdehnung der bestrahlten Fläche einer Zone (4) quer zur Faserstoffbahn (1) betrachtet steuerbar ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß bei einem Abriß der Faserstoffbahn (1) der Laser (2) abgeschaltet wird.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß mehrere, quer zur Faserstoffbahn (1) nebeneinander angeordnete Laser (2) gegenüber der Faserstoffbahn (1) angebracht sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß Laser (2) auf beiden Seiten der Faserstoffbahn (1) angeordnet sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Lasern (2) ausgerüstete Bereich der Maschine nach außen abgeschirmt ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Reihe von Lasern (2) zumindest eine sichtbare Lichtquelle (3) angeordnet ist.
  11. Anwendung des Verfahrens in Maschinen zur Herstellung und/oder Veredelung von Faserstoffbahnen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Faserstoffbahn (1) überwiegend am Ende des Trocknungsvorganges Laserstrahlung ausgesetzt wird.
  12. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung zur Vergleichmäßigung des Feuchtequerprofils der Faserstoffbahn (1) eingesetzt wird.
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