本發(fā)明涉及用于制造薄紙紙幅的過程和機(jī)器。
背景技術(shù):
在薄紙的制造過程中,新形成的濕薄紙紙幅被從形成部帶到烘缸(drying cylinder),該烘缸可以是通空氣烘缸或楊克式烘缸。如果使用楊克式烘缸,當(dāng)薄紙紙幅被干燥時(shí)起皺離開楊克式烘缸的表面。當(dāng)薄紙紙幅被傳輸?shù)綏羁耸胶娓讜r(shí),這典型地在毛氈通過的壓榨壓區(qū)中進(jìn)行,壓榨壓區(qū)形成在楊克式烘缸和毛氈環(huán)內(nèi)部的壓榨輥之間。這種布置在例如美國專利No.4139410中公開。已經(jīng)建議抵靠著烘缸的壓區(qū)可以是伸長壓區(qū),在該伸長壓區(qū)處,靴狀壓榨單元被設(shè)置在毛氈環(huán)的內(nèi)部。這種方案在例如美國專利No.6235160中公開,其示出毛氈和紙幅通過位于抵靠加熱的烘缸形成的壓區(qū)之前的抽吸輥,毛氈環(huán)內(nèi)部的靴狀壓榨單元形成抵靠加熱的烘缸的壓區(qū)。在使用伸長壓榨壓區(qū)(即延伸壓區(qū))的情況下,能夠加強(qiáng)地且體積維持地排水。在美國專利No.6780282中,公開了一種布置,其很大程度上與美國專利No.6235160的布置類似,但是其中,氣罩(hood)被設(shè)置成與放置在抵靠加熱的烘缸的壓區(qū)之前的抽吸單元相對(duì)。氣罩包括過壓流體,過壓流體包括過熱流和干燥和/或濕空氣的至少一個(gè)。類似布置也在美國專利No.6083349中公開。在US6083349中,熱空氣被吹到作用到烘缸的靴狀壓榨器。由于其它設(shè)備例如楊克式干燥器涂布噴射器在附近使用,因此這種布置必然有設(shè)備更快變臟的缺陷。紙幅應(yīng)優(yōu)選在離開抵靠烘缸的壓榨壓區(qū)一些距離處被加熱。歐洲專利No.1959053B1公開了包括烘缸例如楊克式烘缸的布置,其中,壓榨元件與烘缸形成壓榨壓區(qū)。在該文件中,描述了結(jié)構(gòu)可滲透織物如何運(yùn)送紙幅到烘缸,并且描述了結(jié)構(gòu)可滲透織物可以是金屬絲。在紙幅到達(dá)楊克式烘缸之前,紙幅通過具有由抽吸輥的抽吸箱形成的供給空氣腔室和廢氣腔室的通流體干燥裝置。供給到供給空氣腔室的空氣被在某種程度上從指定給烘缸例如楊克式烘缸的氣罩帶走。供給空氣腔室被設(shè)置在結(jié)構(gòu)可滲透織物環(huán)內(nèi)部,來自供給空氣腔室的空氣在它到達(dá)紙幅之前必需通過結(jié)構(gòu)可滲透織物。另外的可滲透壓榨織物24也布置在包圍供給空氣腔室的環(huán)中且被用于壓榨結(jié)構(gòu)可滲透織物和抵靠抽吸輥的紙幅。另外的脫水織物可還被布置在抽吸輥周圍。根據(jù)EP1959053的布置意圖使得紙幅通過熱空氣干燥。離開抽吸輥的空氣可被再循環(huán)回到廢氣腔室,且水分離器被設(shè)置在再循環(huán)環(huán)路中。
本發(fā)明的目的是提供一種用于制造薄紙紙幅的改進(jìn)的過程和改進(jìn)的機(jī)器,其中薄紙紙幅的脫水可以以更為能量有效的方式實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明涉及一種用于制造薄紙紙幅的過程,其中薄紙紙幅通過形成在延伸夾壓單元和楊克式烘缸之間的延伸壓區(qū)。在該過程中,薄紙紙幅被在毛氈上運(yùn)送通過延伸壓區(qū),使得在延伸壓區(qū)中薄紙紙幅接觸楊克式烘缸的外表面。紙幅和毛氈被在延伸壓區(qū)之前在抽吸輥上引導(dǎo),使得毛氈接觸抽吸輥且薄紙紙幅通過毛氈與抽吸輥分離。抽吸輥具有抽吸區(qū)域,毛氈和薄紙紙幅一起在該抽吸區(qū)域上通過,第一氣罩被布置成與抽吸輥相對(duì)且部分包圍抽吸輥。第一氣罩具有包圍抽吸輥使得第一氣罩覆蓋整個(gè)抽吸區(qū)域的延伸部。潮濕熱空氣被從第一氣罩供給且通過抽吸輥經(jīng)由薄紙紙幅和毛氈抽吸,薄紙紙幅直接曝露于第一氣罩使得潮濕熱空氣到達(dá)薄紙紙幅而在到達(dá)薄紙紙幅之前不通過織物。楊克式烘缸被作為具有空氣加熱和分配系統(tǒng)的楊克式氣罩的第二氣罩覆蓋,來自第二氣罩的熱排出空氣經(jīng)由管道供給到第一氣罩且用于以抽吸輥的每平方米抽吸區(qū)域面積90-130m3/分鐘的速度給第一氣罩供應(yīng)具有130℃-300℃、優(yōu)選150℃-300℃范圍內(nèi)溫度和300g水/kg干燥空氣-1000g水/kg干燥空氣的水分含量的潮濕熱空氣。然后熱潮濕空氣通過抽吸輥經(jīng)由薄紙紙幅抽吸,使得水分在薄紙紙幅上凝結(jié),從而在薄紙紙幅過延伸壓區(qū)之前升高薄紙紙幅的溫度。
在本發(fā)明的有利實(shí)施例中,空氣供應(yīng)風(fēng)扇被布置成將熱的且潮濕的排出空氣從第二氣罩吹到第一氣罩,且空氣供應(yīng)風(fēng)扇的速度可被控制以使吹到第一氣罩的排出空氣量適應(yīng)于可從第二氣罩獲得的排出空氣量。
應(yīng)該理解對(duì)于薄紙紙幅曝露的潮濕熱空氣的量應(yīng)該與薄紙紙幅的曝露于潮濕熱空氣的表面積充分相關(guān)。由于潮濕熱空氣連續(xù)供應(yīng)且由于薄紙紙幅正在移動(dòng),因此這意味著潮濕熱空氣的體積流量應(yīng)該與薄紙紙幅行進(jìn)的速度充分相關(guān)。
本發(fā)明主要意圖用于薄紙紙幅以1500m/s-2500m/s的速度、且優(yōu)選以1800m/s-2400m/s范圍內(nèi)的速度行進(jìn)的應(yīng)用。在這種速度下,薄紙紙幅曝露于每平方米抽吸區(qū)域90-130m3/分鐘的體積流量將適于實(shí)現(xiàn)希望的目的。
當(dāng)薄紙紙幅W以1500m/s-2500m/s的速度行進(jìn)時(shí),從毛氈離開抽吸輥的點(diǎn)到延伸壓區(qū)的距離可以是0.4m-3m,優(yōu)選0.5m-2m。應(yīng)該理解,也可以想到紙幅以2500m/s以上的速度行進(jìn)的實(shí)施方式。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中,從第一氣罩到薄紙紙幅的距離可以是10mm-20mm,潮濕熱空氣可以30m/s-60m/s的速度從第一氣罩排出。
在最實(shí)際可行的實(shí)施方式中,抽吸輥具有500mm-2000mm的范圍的直徑,抽吸區(qū)域通常在周向方向上延伸80°-130°,毛氈和薄紙紙幅包裹整個(gè)抽吸區(qū)域。
第一氣罩和從第二氣罩引導(dǎo)到第一氣罩的管道可被設(shè)置有絕緣體以減少熱損失。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中,延伸夾壓單元被操作使得延伸壓區(qū)中的線性負(fù)載在80kN/m-160kN/m的范圍內(nèi),在很多實(shí)際可行的實(shí)方式中,延伸壓區(qū)在機(jī)器方向上的長度可以在50mm-250mm的范圍內(nèi),優(yōu)選80mm-150mm,更優(yōu)選110m-150mm。
本發(fā)明還涉及一種用于制造薄紙紙幅的機(jī)器。該機(jī)器包括楊克式烘缸和被布置成與楊克式烘缸形成延伸壓區(qū)的延伸夾壓單元。該機(jī)器進(jìn)一步包括毛氈,該毛氈被布置為在其上運(yùn)送薄紙紙幅通過延伸壓區(qū),使得在延伸壓區(qū)中薄紙紙幅接觸楊克式烘缸的外表面。該機(jī)器還包括設(shè)置在延伸壓區(qū)之前的抽吸輥,使得在操作期間毛氈接觸抽吸輥且薄紙紙幅將通過毛氈從抽吸輥分離。抽吸輥具有被毛氈包裹的抽吸區(qū)域,機(jī)器進(jìn)一步包括布置成與抽吸輥相對(duì)且部分包圍抽吸輥的第一氣罩。第一氣罩具有包圍抽吸輥使得第一氣罩覆蓋整個(gè)抽吸區(qū)域的延伸部,且第一氣罩被布置成從直接抵靠薄紙紙幅的第一氣罩供應(yīng)潮濕的熱空氣使得抽吸輥能夠經(jīng)由薄紙紙幅和毛氈抽吸熱潮濕空氣。在操作期間薄紙紙幅直接曝露于第一氣罩使得潮濕的熱空氣能夠到達(dá)薄紙紙幅而不通過織物。楊克式烘缸由作為具有空氣加熱和分配系統(tǒng)的楊克式氣罩的第二氣罩覆蓋,且其中來自第二氣罩的熱排出空氣能夠經(jīng)由管道供給到第一氣罩且用于以抽吸輥的每平方米抽吸區(qū)域面積90-130m3/分鐘的速度給第一氣罩供應(yīng)具有130℃-300℃、優(yōu)選150℃-300℃范圍內(nèi)溫度和300g水/kg干燥空氣-1000g水/kg干燥空氣的水分含量的潮濕熱空氣,然后熱潮濕空氣通過抽吸輥經(jīng)由薄紙紙幅抽吸,使得水分在薄紙紙幅上凝結(jié),從而在薄紙紙幅通過延伸壓區(qū)之前升高薄紙紙幅的溫度。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中,空氣供應(yīng)風(fēng)扇被布置成將熱和潮濕的排出空氣從第二氣罩吹到第一氣罩,并且控制裝置可任選地連接到空氣供應(yīng)風(fēng)扇且被布置成控制空氣供應(yīng)風(fēng)扇的速度,使得能夠調(diào)整吹到第一氣罩的排出空氣量。
在很多實(shí)際可用的實(shí)施方式中,在操作期間,從第一氣罩到薄紙紙幅的距離可以是10mm-20mm。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中,從毛氈離開抽吸輥的點(diǎn)到延伸壓區(qū)的距離是0.4m-3m,優(yōu)選0.5m-2m。
第一氣罩和從第二氣罩引導(dǎo)到第一氣罩的管道可任選地設(shè)置有絕緣體,以減少熱損失。
附圖說明
圖1是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器和過程的示意側(cè)視圖。
圖2是與圖1類似的視圖,其中兩個(gè)部件更詳細(xì)地示出。
圖3是用于提供用于在本發(fā)明中使用的熱空氣的空氣系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1,本發(fā)明涉及用于制造薄紙紙幅W的過程。薄紙紙幅W首先在成形器例如新月形成形器中形成,在成形器中,纖維原料懸浮液通過網(wǎng)前箱噴射到兩個(gè)織物之間的間隙中。由于這是很公知的過程,在本申請中不再進(jìn)一步描述。新形成的薄紙紙幅被向前運(yùn)送以壓榨和干燥,例如,它在毛氈3的下側(cè)向前運(yùn)送,在很多實(shí)際實(shí)施方式中,毛氈可以是其間已初始形成薄紙紙幅的織物之一。薄紙紙幅W被毛氈運(yùn)送且與毛氈3一起通過形成在延伸夾壓單元2和楊克氏烘缸1之間的延伸壓區(qū)N。
延伸夾壓單元2優(yōu)選地是具有能夠由聚氨酯或包括聚氨酯或具有相同特性的材料制成的柔性管套18的封閉輥(例如靴式壓榨帶)。延伸夾壓單元可還具有壓榨體17,該壓榨體可以是例如鋼的金屬的凹形靴。壓榨體17還可以是彈性可變形體,延伸夾壓單元可根據(jù)例如歐洲專利No.1678374設(shè)計(jì)。延伸夾壓單元還可以以其它方式設(shè)計(jì)。例如,延伸夾壓單元2可以以EP2085513中公開的方式設(shè)計(jì),但是也可以使用其它已知的延伸夾壓單元。
如能夠在圖1中看到的,薄紙紙幅W以使得在延伸壓區(qū)N中薄紙紙幅W接觸楊克式烘缸1的外表面4的方式在毛氈3上運(yùn)送通過延伸壓區(qū)N。紙幅W和毛氈3在延伸壓區(qū)N之前在抽吸輥5上引導(dǎo),使得毛氈3接觸抽吸輥5且薄紙紙幅W通過毛氈3與抽吸輥5分離。抽吸輥5具有抽吸區(qū)域6,毛氈3和薄紙紙幅W一起在抽吸區(qū)域6上通過。第一氣罩7被布置成與抽吸輥5相對(duì)且部分包圍抽吸輥5,第一氣罩7具有包圍抽吸輥5使得第一氣罩7覆蓋整個(gè)抽吸區(qū)域6的延伸部。在本發(fā)明的過程中,潮濕的熱空氣被從第一氣罩7供給且通過抽吸輥5經(jīng)由薄紙紙幅和毛氈3抽吸。在此期間,薄紙紙幅W直接曝露于第一氣罩7,使得潮濕熱空氣到達(dá)薄紙紙幅W而在到達(dá)薄紙紙幅之前不必通過任何織物。楊克式烘缸1被作為具有空氣加熱和分配系統(tǒng)9的楊克式氣罩的第二氣罩8覆蓋。加熱和空氣分配系統(tǒng)9可包括一個(gè)或幾個(gè)加熱器15和管道16(在圖3中被示為16a、16b),熱空氣通過該管道供給到第二氣罩8即楊克式氣罩。熱空氣被吹到薄紙紙幅上且有助于水從薄紙紙幅的蒸發(fā)。然后來自楊克式氣罩的廢空氣可從楊克式氣罩排出,該排出空氣(廢空氣)是潮濕且熱的。根據(jù)本發(fā)明,熱排出空氣被從第二氣罩8帶走且經(jīng)由管道10供給到第一氣罩7,且用于給第一氣罩7供應(yīng)潮濕的熱空氣。潮濕的熱空氣具有130℃-300℃的范圍、優(yōu)選地在150℃-300℃的范圍內(nèi)的溫度,及300g水/kg干燥空氣-1000g水/kg干燥空氣(即每千克干燥空氣300克水-每千克干燥空氣1000克水)的水分含量。潮濕熱空氣的體積流量應(yīng)適當(dāng)在使得它在抽吸輥的每平方米抽吸區(qū)域面積以90-130m3/分鐘的速率遞送。換言之,對(duì)于抽吸輥5的抽吸區(qū)域6的每平方米(m2)面積,潮濕熱空氣的體積流量是每分鐘90m3-130m3。以這種方式,足夠量的熱潮濕空氣可被遞送到薄紙紙幅。然后該熱潮濕空氣通過抽吸輥5經(jīng)由薄紙紙幅W抽吸。當(dāng)熱潮濕空氣被經(jīng)由薄紙紙幅W抽吸時(shí),空氣中的水分在薄紙紙幅W上冷凝,從而在薄紙紙幅W通過延伸壓區(qū)N之前升高薄紙紙幅W的溫度。薄紙紙幅的溫度可還被完全不包含水份的熱空氣升高,但冷凝產(chǎn)生更好的加熱效果,即使潮濕熱空氣中的水僅一部分冷凝。
在本發(fā)明的很多實(shí)際實(shí)施方式中,潮濕熱空氣的體積流量可以在平方米抽吸區(qū)域面積每分鐘100m3-120m3的范圍內(nèi)。
薄紙紙幅W可以以1500m/s-2500m/s或1700m/s-2500m/s且優(yōu)選1800m/s-2400m/s的速度行進(jìn)。紙幅W以1800m/s-2000m/s速度行進(jìn)的實(shí)施方式是可以想到的。
在一個(gè)實(shí)際性實(shí)施方式中,抽吸輥可具有1.20米的直徑,抽吸區(qū)域可具有在軸向方向上的5,70m的延伸部,同時(shí)抽吸區(qū)域6在周向方向上延伸120°(抽吸輥的總圓周的三分之一)。于是抽吸區(qū)域的總面積可被計(jì)算為約7.16m2。經(jīng)由薄紙紙幅從第一氣罩7進(jìn)入抽吸輥的總空氣流量可以是13.7m3/s。每分鐘,總空氣流量將是約114.8m3每平方米抽吸區(qū)域面積。
在正常操作條件下,薄紙紙幅W可被預(yù)期具有大大低于熱潮濕空氣的露點(diǎn)的18℃-35℃的范圍內(nèi)的溫度。當(dāng)潮濕熱空氣到達(dá)薄紙紙幅時(shí),只要薄紙紙幅的溫度低于潮濕熱空氣的露點(diǎn),水分將在薄紙紙幅上冷凝。所有其它情況相等,空氣中更高的水含量意味著更高的露點(diǎn)。潮濕空氣的更高溫度也意味著空氣中的水含量更高。
來自第二氣罩8(楊克式氣罩)的潮濕熱空氣的壓力將通常處于約標(biāo)準(zhǔn)大氣壓或略高,即在約101,325KPa。當(dāng)潮濕熱空氣到達(dá)第一氣罩7時(shí),潮濕熱空氣的過壓可通常是0.3KPa-2KPa,但在一些情況下,可以考慮高達(dá)3KPa或甚至更高的過壓。
現(xiàn)在將對(duì)作為可被用于本發(fā)明的空氣供應(yīng)系統(tǒng)的有利實(shí)施方式的示意圖的圖3進(jìn)行參考,且圖3示出圖1中不可見的一些方面。用于增加薄紙紙幅的溫度的潮濕熱空氣來自第二氣罩8即楊克式氣罩。傳統(tǒng)地,楊克式氣罩排出空氣濕度在約350g水/kg干燥空氣的等級(jí)。吹到薄紙紙幅上的熱空氣可典型地具有510℃的溫度,該溫度足以引起薄紙紙幅中水的有效蒸發(fā)。
在圖3中,能夠看到第二氣罩8如何被分成兩半,濕端一半WE和干端一半DE。來自干端一半DE和濕端一半WE的熱空氣被很大程度上循環(huán)。在濕端,第一加熱器15a用于加熱將被用在第二氣罩8(楊克式氣罩)中的空氣。第一加熱器15a可適當(dāng)?shù)厥菤怏w燃燒器。然后熱空氣被吹到薄紙紙幅上,此處水被蒸發(fā)使得熱空氣吸收大量水。水的蒸發(fā)將還導(dǎo)致溫度降低。然后處于較低溫度的潮濕熱空氣將從第二氣罩8離開。在濕端WE,潮濕熱空氣經(jīng)由排氣管道20排出楊克式氣罩。從處于濕端的楊克式氣罩排出的潮濕熱空氣可典型地具有350℃的溫度(但也可以想到其它溫度值)。管道20分支成再循環(huán)管道17和排出管道21。排出管道21引導(dǎo)到空氣對(duì)空氣熱交換器19,其中經(jīng)由新鮮空氣管道23進(jìn)來的進(jìn)入新鮮空氣可被加熱。進(jìn)入新鮮空氣典型地具有例如10℃-35℃的溫度,在空氣對(duì)空氣加熱器中,它能被加熱到典型地在170℃-230℃范圍內(nèi)的溫度(其它溫度值也是可能的)。例如,在空氣對(duì)空氣熱交換器19中,經(jīng)由管道23進(jìn)來的進(jìn)入新鮮空氣可被從30℃加熱到200℃。
在空氣對(duì)空氣加熱交換器19中,潮濕熱空氣失去熱能使得其溫度降低。在通過空氣對(duì)空氣熱交換器19之后,來自排出管道21的潮濕熱空氣可具有例如250℃的溫度。該潮濕熱空氣的至少一部分通到第一氣罩7。在圖3的實(shí)施方式中,分離管道10從排出管道21分支,且引導(dǎo)到第一氣罩7使得已經(jīng)通過空氣對(duì)空氣熱交器19的潮濕熱空氣的僅一部分到達(dá)第一氣罩,剩余的潮濕熱空氣可選地被發(fā)送到大氣中或被用于其它目的??商娲?盡管圖3中未示出),已通過熱交熱器19的所有的潮濕熱空氣可被發(fā)送到第一氣罩7。風(fēng)扇22可被用于吹送來自第二氣罩8的濕端WE的潮濕熱空氣且經(jīng)過空氣對(duì)空氣熱交換器19。
在圖3中公開實(shí)施方式中,來自楊克式氣罩8的潮濕熱空氣的一部分經(jīng)由管道17、32和16a再循環(huán)回第二氣罩8的濕端WE。潮濕熱空氣經(jīng)由其離開第二氣罩8的管道20分支成兩個(gè)管道17、21,管道17是再循環(huán)管道。通過再循環(huán)管道17和隨后的管道32的潮濕熱空氣被發(fā)送到第一加熱器15a,該加熱器15a通常是氣體燃燒器。在該加熱器中,潮濕熱空氣被再次加熱到更高的溫度,適當(dāng)?shù)?80℃-550℃。例如,可以被加熱到510℃。當(dāng)?shù)谝患訜崞?5a是氣體燃燒器(通常如此)時(shí),它需要燃燒空氣。在圖3的實(shí)施方式中,用于第一加熱器15a的燃燒空氣通過第一燃燒空氣管道26到來,該第一燃燒空氣管道26從通過空氣對(duì)空氣熱交換器19之后的新鮮空氣管道23分支。已加熱到可以是200℃的溫度的新鮮空氣經(jīng)由燃燒空氣管道26發(fā)送到第一加熱器15a,在此處,它用于燃燒(第一加熱器15a將還被供應(yīng)有圖中未示出的可燃?xì)怏w)。第一加熱器15a(通常為氣體燃燒器)加熱已通過再循環(huán)管道17、32到來的潮濕熱空氣使得再循環(huán)的空氣到達(dá)例如510℃的溫度,且該再循環(huán)和加熱的空氣然后被發(fā)送回到第二氣罩8的濕端WE使得它能夠引起薄紙紙幅W中水的蒸發(fā)。在圖3的實(shí)施方式中,循環(huán)風(fēng)扇18被放置在再循環(huán)管道32中,且經(jīng)由管道32抽吸潮濕熱空氣且將其吹到第一加熱器15a。來自再循環(huán)管道32的空氣被第一加熱器15a加熱且然后經(jīng)由最終管道16a通到楊克式氣罩8的濕端WE。
在第二氣罩8(楊克式氣罩)的干端DE,空氣也可被再循環(huán)。參考圖3,用過的空氣經(jīng)由作為用于干端DE的排氣管道的管道24離開楊克式氣罩8的干端DE。在排氣管道24的端部,排氣管道24被分成引導(dǎo)到引導(dǎo)回濕端WE的再循環(huán)管道32的第一分支29和引導(dǎo)到通常是氣體燃燒器的第二加熱器15b的第二分支管道30。已經(jīng)由管道24和30發(fā)送的空氣被第二加熱器15b加熱且經(jīng)由管道16b發(fā)送回到干端DE。
當(dāng)?shù)诙訜崞?5b是氣體燃燒器(通常如此)時(shí),它需要燃燒空氣。經(jīng)由新鮮空氣管道23到來且在空氣對(duì)空氣熱交換器19中加熱的空氣可用于該目的。在圖3的實(shí)施方式中,新鮮空氣管道23在熱交換器19之后分成三個(gè)分離的分支管道26、27、28。如以前說明的,這些管道之一是給第一加熱器15a供應(yīng)燃燒空氣的第一燃燒空氣管道26。另一個(gè)是圖3中的作為給第二加熱器15b供應(yīng)燃燒空氣的第二燃燒空氣管道的管道27。在第二燃燒空氣管道27中,可設(shè)置風(fēng)扇34,該風(fēng)扇經(jīng)由第二燃燒空氣管道27朝第二加熱器15b吹送新鮮的空氣。第三分支管道是圖3中的分支管道28。該管道引導(dǎo)到作為用于干端DE的再循環(huán)環(huán)路的一部分的管道30。以這種方式,用于干端DE的再循環(huán)環(huán)路中的潮濕熱空氣與新鮮空氣混合。風(fēng)扇35可設(shè)置在管道30中以將再循環(huán)空氣和新鮮空氣的混合物朝第二加熱器15b吹送。
加熱器15a、15b可經(jīng)由自動(dòng)化系統(tǒng)(例如包括諸如計(jì)算機(jī)的控制裝置的自動(dòng)化系統(tǒng))連接到引導(dǎo)至加熱器15a、15b的管道26、27中的風(fēng)扇25、34。通常,機(jī)器操作者將設(shè)置加熱器15a、15b以在適當(dāng)溫度(例如510℃)下操作。當(dāng)加熱器15a、51b的溫度已被機(jī)器操作者設(shè)置時(shí),加熱器自動(dòng)化系統(tǒng)將調(diào)整氣體的適當(dāng)供應(yīng)(由于加熱器通常是氣體燃燒器)且給風(fēng)扇25、34以指示來操作以供應(yīng)足夠量的燃燒空氣。風(fēng)扇25、34可通過增加或降低風(fēng)扇25、34的速度通過自動(dòng)化系統(tǒng)來控制或借助于葉片節(jié)距控制來控制??諝饨?jīng)由管道28的供應(yīng)可選地通過閥或閘板(圖中未示出)來控制。
應(yīng)該理解,雖然加熱器15a、15b通常是氣體燃燒器,但也可以考慮其它加熱空氣的方式。
到達(dá)第一氣罩7的潮濕熱空氣的溫度很大程度上取決于第二氣罩8(楊克式氣罩)中使用的熱空氣的溫度。如果用在楊克式氣罩8中的溫度低于510℃,到達(dá)第一氣罩7的潮濕熱空氣的溫度就可被降低,在一些情況下,降低到150℃,在一些情況下,甚至低到130℃。
現(xiàn)在將理解不必從楊克式氣罩8經(jīng)由管道20和24排出的所有潮濕熱空氣用于第一氣罩7。如果潮濕熱空氣的一部分經(jīng)由包括具有管道20、17、32、16a的濕端再循環(huán)環(huán)路和具有管道24、30、16b的干端再循環(huán)環(huán)路的再循環(huán)環(huán)路再循環(huán)的情況下尤其如此。當(dāng)然,不能再循環(huán)所有的潮濕熱空氣,因?yàn)檫@將意味著沒有水被實(shí)際去除。大部分潮濕熱空氣必需被永久地去除,但是將通常至少一些再循環(huán)。為此,發(fā)送到第一氣罩7的潮濕熱空氣的量必需適應(yīng)于任何給定時(shí)刻實(shí)際可用的。因此必需添加新鮮空氣。
隨著時(shí)間的推移,必需在經(jīng)由排氣管道21永久排出的(至少一部分經(jīng)由管道10離開系統(tǒng))空氣的量和經(jīng)由供應(yīng)管道23添加的新鮮空氣的量之間取得平衡。排出空氣通過新鮮空氣的供應(yīng)來平衡。如果來自第二氣罩8(楊克式氣罩)的大量空氣經(jīng)由排氣管道10和21去除,則必需添加大量新鮮空氣。如果加熱器15a、15b(通常是氣體燃燒器)接收例如330℃溫度的熱空氣,則到楊克式氣罩的空氣的溫度應(yīng)該是510℃,空氣必需在加熱器中被另外加熱180℃。如果排出空氣的量減少,則將需要較少量的新鮮空氣量以補(bǔ)償排出的空氣。這意味著較少的新鮮空氣將被添加到第二循環(huán)環(huán)路且第二加熱器15b可接收更高溫度的熱空氣。如果到達(dá)加熱器的熱空氣的溫度例如是348℃,則溫度僅需要升高162℃。由于溫度不必升高那么多,因此第二加熱器15b的能量消耗減少。如果加熱器15b是氣體燃燒器,這意味著減少了氣體消耗。因而,減少排出空氣和新鮮空氣的量同時(shí)仍加熱到相同溫度可能是減少氣體消耗的方式。
如果排出空氣和新鮮空氣的量減少而用在第二氣罩8(楊克式氣罩)中的空氣的溫度保持相同,則排出空氣中的水分將增加。在這種方式下,到達(dá)第一氣罩7的潮濕熱空氣中的水分將增加。
來自第二氣罩8(楊克式氣罩)的可用的潮濕熱空氣的體積流量可隨著時(shí)間根據(jù)例如機(jī)器速度或再循環(huán)的潮濕熱空氣的量而改變。參考圖1和圖3,空氣供應(yīng)風(fēng)扇11被有利地布置成將來自第二氣罩8的熱且潮濕的排出空氣吹到第一氣罩7中。如以前說明的,實(shí)際可從楊克式氣罩獲得的潮濕熱空氣的量可改變。有時(shí),僅可獲得較少量。為了使吹到第一氣罩7中的排出空氣的量適于可從第二氣罩8獲得的排出空氣的量,可控制空氣供應(yīng)風(fēng)扇的速度。參考圖1,控制裝置12可被連接到空氣供應(yīng)風(fēng)扇11以控制風(fēng)扇的速度。
應(yīng)該理解風(fēng)扇22的操作可還被控制以增加或減少空氣經(jīng)過管道21的流量,例如通過控制風(fēng)扇的速度或通過間距控制??蛇x地在管道21中還有一個(gè)或幾個(gè)可調(diào)整閥以控制潮濕熱空氣經(jīng)過管道21的流量。
應(yīng)該理解控制來回于楊克式氣罩8的新鮮空氣和潮濕熱空氣的流量的方法,包括使用熱交換器19、管道17、20、21、23、24和風(fēng)扇18、22、25、34、35和加熱器15a、15b,可單獨(dú)使用,不管是否有任何潮濕熱空氣被用于加熱薄紙紙幅。因而,減少排出空氣和新鮮空氣的流量可減少能量消耗。優(yōu)選地,離開楊克式氣罩8的空氣的至少50%應(yīng)該經(jīng)由再循環(huán)環(huán)路再循環(huán),而不是從系統(tǒng)去除。優(yōu)選地,甚至離開楊克式氣罩的多于50%的空氣應(yīng)該被再循環(huán)。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)際實(shí)施方式中,離開楊克式氣罩8的潮濕熱空氣的25%可經(jīng)由管道21永久離開系統(tǒng)(其一部分經(jīng)由管道10發(fā)送到第一氣罩7),經(jīng)由管道20和24離開楊克式氣罩8的潮濕熱空氣的75%被再循環(huán)。
應(yīng)該理解,當(dāng)控制體積流量時(shí),可考慮潮濕熱空氣的溫度、其水分含量、抽吸區(qū)域的長度、過壓(如果有的話)和薄紙紙幅的速度和溫度。例如,如果使用本發(fā)明的方法的機(jī)器必需在相同基礎(chǔ)重量下被以低速操作,則較低機(jī)器速度意味著楊克式氣罩中蒸發(fā)較少。較少的蒸發(fā)意味著排出空氣的濕度較低,這意味著排出空氣流量一定會(huì)被降低。
由于水分在薄紙紙幅W上凝結(jié),因此在薄紙紙幅通過抽吸輥5時(shí)薄紙紙幅可不像其它方式那樣被大程度的脫水。一些水通過抽吸輥去除,但是這些水的至少一部分被已從來自第一氣罩7的潮濕熱空氣凝結(jié)的水替代,即使一些抽吸輥通常可被預(yù)期從薄紙紙幅去除比凝結(jié)更多的水。通常,在抽吸輥5之前片材干燥度可被預(yù)期在15%-18%的范圍內(nèi)(即干燥固體含量在15%-18%的范圍內(nèi))。如果抽吸輥5有效地操作,在一些情況下很多水被去除,由于抽吸輥5的水去除效果,使得在抽吸輥5之后片材干燥度可以高至25%。然而,最重要的效果是薄紙紙幅中的水粘度將被顯著降低。如果薄紙紙幅W中水的溫度從30℃增加到80℃,則粘度將減少超過50%。結(jié)果,隨后在延伸壓區(qū)中的脫水將變得更有效。執(zhí)行過的測試已證明使用潮濕熱空氣能夠顯著增加在延伸夾持部之后的干燥,甚至水分水平低于300g水/千克干燥空氣。延伸壓區(qū)之后更高的干燥度水平主要是減少粘度的結(jié)果。
作為示例,可以提到使用具有210℃-250℃范圍內(nèi)的溫度和僅至多150g水/千克干燥空氣的水分含量的廢空氣執(zhí)行的測試導(dǎo)致延伸壓區(qū)之后干燥度增加,比當(dāng)不使用潮濕熱空氣時(shí)高1.5%-2.5%。在該水平,薄紙紙幅僅被加熱至略低于60℃的水平。在該溫度,粘度被降低但是在脫水方面實(shí)際上顯著提高,本發(fā)明的發(fā)明人得出結(jié)論是溫度應(yīng)該升高得更高。
為了實(shí)現(xiàn)脫水能力的最佳增加,薄紙紙幅W應(yīng)該被升高到顯著高于室溫的水平。在高于60℃的溫度下,例如65℃-85℃的范圍內(nèi)的溫度,粘度將大大低于30℃時(shí)。為了實(shí)現(xiàn)這種溫度增加,若潮濕熱空氣的露點(diǎn)保持相對(duì)高則是有利的。來自第二氣罩(楊克式氣罩)的潮濕熱空氣中的水將繼續(xù)在薄紙紙幅上凝結(jié),只要薄紙紙幅的溫度不超出露點(diǎn)。當(dāng)水凝結(jié)時(shí),這升高了薄紙紙幅和薄紙紙幅中水的溫度。因此,潮濕熱空氣中更高的水含量意味著將不快速到達(dá)露點(diǎn)。當(dāng)來自楊克式氣罩的潮濕熱空氣中的水含量在300g水/千克干燥空氣-1000g水/kg干燥空氣的范圍內(nèi)時(shí),露點(diǎn)將是70℃以上。在500g水/kg干燥空氣的水含量時(shí),露點(diǎn)將是約80℃。在這種溫度下,粘度顯著降低,延伸壓區(qū)中的脫水能夠更有效。薄紙紙幅可預(yù)料地被加熱到甚至接近和到達(dá)95℃的溫度,但是不希望的是,加熱紙幅到更高的溫度,因?yàn)槊珰?也將被加熱,且由于之后存在延伸夾壓單元2的柔性套受到高溫而損壞的風(fēng)險(xiǎn)。延伸夾壓單元例如靴狀輥的柔性套典型地由聚氨酯或包括聚氨酯的材料制成,如果這種材料直接曝露于明顯高于約80℃的溫度,則這種材料通常會(huì)受到損壞。而且,在延伸壓區(qū)中的脫水可實(shí)際上被薄紙紙幅中的水分到達(dá)沸點(diǎn)的情況所擾亂。理想地,當(dāng)薄紙紙幅W到達(dá)延伸壓區(qū)時(shí)它的溫度應(yīng)該是約80℃。由于在抽吸輥5和延伸壓區(qū)N之間存在一定的冷卻,這意味著薄紙紙幅W在通過抽吸輥5和第一氣罩7之間時(shí)其溫度應(yīng)該理想地升高到約90℃-95℃。
在從抽吸輥5到延伸壓區(qū)N的途中,薄紙紙幅W通常失去其一些熱能。因此,從抽吸輥到延伸壓區(qū)的時(shí)間不應(yīng)該太長。對(duì)于今天及不久的將來的很多實(shí)際應(yīng)用,薄紙紙幅可被預(yù)期以1800-2400m/s的速度行進(jìn)。在該速度,從毛氈3離開抽吸輥5的點(diǎn)到延伸壓區(qū)的距離可適當(dāng)?shù)卦?.4m-3m的范圍內(nèi),優(yōu)選0.5m-2m,以減少熱損失。
在操作期間,從第一氣罩7到薄紙紙幅W的距離優(yōu)選10mm-20mm,而潮濕熱空氣以30m/s-60m/s速度排出第一氣罩7。10mm-20mm的范圍的距離意味著至環(huán)境的損失小,同時(shí)討論的部件不會(huì)如此靠近以致彼此直接干涉,在干涉的情況下,可能有干擾它們的操作的風(fēng)險(xiǎn)。
在很多實(shí)際實(shí)施方式中,抽吸輥5具有500mm-2000mm范圍內(nèi)的直徑,抽吸區(qū)域6在周向方向上延伸80°-130°,而毛氈3和薄紙紙幅W優(yōu)選包裹整個(gè)抽吸區(qū)域。該尺寸意味著抽吸區(qū)域?qū)⒕哂羞@樣的長度使得潮濕熱空氣將具有良好的時(shí)間來加熱薄紙紙幅。
優(yōu)選地,第一氣罩7和從第二氣罩8引導(dǎo)到第一氣罩7的管道10設(shè)有絕緣體13、14以減少熱損失。參考示出第一氣罩7和管道10的一部分的圖2,能夠看到第一氣罩如何具有絕緣層14和管道10如何具有絕緣層13。使用的絕緣體可包括例如可具有例如80mm-120mm范圍內(nèi)的厚度的礦物棉。
參考圖1或圖3,第一氣罩可被在箭頭A的方向上移動(dòng)離開抽吸輥5以便利于抽吸輥5和第一氣罩7的清潔。可選地,在這種情形下第一氣罩可從管道11斷開??商娲?,如在圖3中指示的,抽吸輥可在箭頭B的方向上移動(dòng)離開第一氣罩7。可以想到其中抽吸輥5和第一氣罩7都能夠在箭頭A和B方向上彼此離開的實(shí)施方式。
延伸的夾壓單元2優(yōu)選地被操作使得延伸壓區(qū)N中的線性負(fù)載在80kN/m-160kN/m的范圍內(nèi),延伸壓區(qū)N在機(jī)器方向上的長度適當(dāng)?shù)卦?0mm-250mm的范圍內(nèi),優(yōu)選80mm-150mm。由于本發(fā)明導(dǎo)致粘度降低,因此延伸夾壓單元可替代地被在低線性負(fù)載下操作以便保持體積。
刮刀27可被用于起皺薄紙紙幅離開楊克式烘缸1的外表面。
從楊克式烘缸1起皺或以其它方式去除的薄紙紙幅可被發(fā)送到接下來的卷筒,例如根據(jù)美國專利No.5901918的卷筒。
第二氣罩8(楊克式氣罩)可選地設(shè)有絕緣層以減少熱損失。例如,能夠具有礦物棉層作為絕緣體。
楊克式烘缸1可以是鑄鐵烘缸,但是也可以是焊接的鋼烘缸,例如在EP2476805B1中公開的??蛇x地在其軸向端部也設(shè)有絕熱體,例如在美國專利No.8398822中公開的。
雖然本發(fā)明已在上文中在過程和機(jī)器方面進(jìn)行了討論,但應(yīng)該理解這些范疇(過程和機(jī)器)僅是反映一個(gè)和相同發(fā)明的不同方面。因而該機(jī)器用于本發(fā)明的過程和本發(fā)明的過程使用上述機(jī)器裝備。機(jī)器可因而包括執(zhí)行該過程的步驟所需的部件,不管這樣的部件是否已明確地提到。以相同方式,過程可包括將是使用本發(fā)明機(jī)器的不可避免的結(jié)果的這樣的步驟。
由于本發(fā)明的過程,薄紙紙幅中水的粘度可被大大降低,且在延伸壓區(qū)中脫水明顯提高。
由于潮濕熱空氣到達(dá)薄紙紙幅而在到達(dá)薄紙紙幅之前不通過任何織物,因此與潮濕熱空氣首先過織物相比,熱轉(zhuǎn)移將更好。