烘干部和烘干由纖維材料制成的幅料的方法以及具有烘干部的機(jī)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分特征所述的用于對由纖維材料制成的幅料進(jìn)行烘干的烘干部。這種烘干部例如由DE 199 44 266 Al已知。本發(fā)明還涉及一種用于烘干由纖維材料制成的幅料的方法以及一種用于具有烘干部的機(jī)器。
【背景技術(shù)】
[0002]造紙機(jī)的烘干部設(shè)置在壓榨部和卷取設(shè)備之前，所述壓榨部用于以機(jī)械的方式對材料幅料進(jìn)行脫水，所述卷取設(shè)備卷取經(jīng)烘干的幅料。烘干部的任務(wù)是，將在機(jī)械脫水后殘留在幅料中的水分用熱的方式除去，直至希望的最終含水量。為此，傳統(tǒng)上使用蒸汽加熱的烘缸，在所述烘缸上引導(dǎo)幅料。在這種基于接觸烘干的原理的烘干部中，除去水分所需的熱通過烘缸帶入材料幅料中。DE 19 44 266還記載了使用烘干或噴嘴罩，所述烘干或噴嘴罩沿材料幅料的行進(jìn)方向設(shè)置在烘干部中。這種罩用于以熱流體對材料幅料進(jìn)行加載并基于對流烘干的原理工作。
[0003]在造紙中為了烘干紙幅料必須使用的能量投入構(gòu)成重要的成本因素。烘干成分通常在45 %至98 %的范圍內(nèi)。如果考慮到由于總體而言不斷升高的能源價(jià)格，對于造紙工業(yè)，節(jié)能構(gòu)成了核心任務(wù)，這個(gè)成本因素在可預(yù)見的未來會(huì)變得越來越重要。此外，造紙機(jī)的烘干部占用了整個(gè)造紙機(jī)最大的空間需求，因此烘干部的構(gòu)成不僅要考慮能量需求，而且要考慮空間需求而以有限的尺寸構(gòu)成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的在于，給出一種用于烘干由纖維材料、特別是由紙、硬紙板、綿紙/衛(wèi)生紙組成的幅料的烘干部，所述烘干部在能量效率方面得到改進(jìn)。本發(fā)明的目的還在于，給出用于烘干由纖維材料制成的幅料的相應(yīng)方法以及具有所述烘干部的機(jī)器。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過具有權(quán)利要求1的特征的烘干部來實(shí)現(xiàn)。在方法方面，所述目的通過權(quán)利要求13的主題來實(shí)現(xiàn)，在機(jī)器方面，所述目的通過權(quán)利要求11的主題來實(shí)現(xiàn)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提出一種烘干部，用于烘干由纖維材料、特別是紙張、硬紙板、綿紙/衛(wèi)生紙組成的幅料，所述烘干部具有至少一個(gè)烘干裝置，用于用過對流烘干降低幅料的含水量。所述烘干裝置具有至少一個(gè)用于用烘干流體對幅料加載的噴嘴。所述烘干部還具有至少一個(gè)用于在對流烘干中形成的潮濕空氣的導(dǎo)出裝置以及用于使幅料相對于烘干裝置的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)輸器件。烘干裝置具有至少一個(gè)超聲波發(fā)生器，所述超聲波發(fā)生器為了對烘干流體進(jìn)行振動(dòng)激勵(lì)設(shè)置在噴嘴的區(qū)域內(nèi)，使得能夠通過超聲波對在整個(gè)幅料厚度上降低含水量提供輔助。所述烘干部優(yōu)選設(shè)定為用于一種用于制造由纖維材料組成的幅料的機(jī)器。
[0007]利用本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)了烘干效率的明顯升高，就是說，每重量單位的所除去的水的能量投入的效率。本發(fā)明因此具有意義重大的經(jīng)濟(jì)潛力，這種潛力隨著能源價(jià)格的提高而變得重要。除了能耗較低的優(yōu)點(diǎn)以外，在使用根據(jù)本發(fā)明的烘干部時(shí)，降低了本領(lǐng)域常規(guī)的高投資成本，因?yàn)橥ㄟ^本發(fā)明需要較少的用于制造烘干部或具有這種烘干部的造紙機(jī)的機(jī)械制造上的費(fèi)用。如果現(xiàn)有設(shè)備的烘干部根據(jù)本發(fā)明改裝成用于超聲波烘干，則由于本發(fā)明較小的位置需求還具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，在預(yù)先設(shè)定的設(shè)備尺寸下實(shí)現(xiàn)了總烘干功效的提高并由此可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器功效的提高。
[0008]烘干功效的提高通過根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的超聲波發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)，所述超聲波發(fā)生器將從烘干裝置的噴嘴中流出的烘干流體置于振動(dòng)。烘干流體的聲學(xué)振動(dòng)防止或削弱了待烘干幅料上氣墊的形成，這種氣墊會(huì)妨礙對流流動(dòng)。因此，由更大的流體量直接到達(dá)幅料上。根據(jù)本發(fā)明的烘干部設(shè)計(jì)成，使得不僅可以對幅料表面進(jìn)行除濕。而且，根據(jù)本發(fā)明的烘干部還設(shè)計(jì)成，能夠在整個(gè)幅料厚度上將含水量降低至希望的最終含水量，其中含水量的降低能夠通過超聲波輔助。就是說，根據(jù)本發(fā)明的烘干部使得可以沿厚度方向在超聲波的輔助下實(shí)現(xiàn)整個(gè)幅料干透(Durchtrocknen)。
[0009]在不確定該作用原理的情況下，這里可以認(rèn)定，用超聲波對幅料進(jìn)行加載涉及一種雙重效果。一方面，如上所述，通過對烘干流體的聲學(xué)激勵(lì)干擾幅料上的濕度飽和的氣墊，使得可以出現(xiàn)不飽和的空氣或者一般而言不飽和的烘干流體。由此總體上可以使更多的水從幅料中排出。此外，可能還會(huì)出現(xiàn)第二種效果，這種效果基于以下事實(shí)，即，將超聲波振動(dòng)輸入幅料材料中并激勵(lì)幅料的纖維結(jié)構(gòu)?？梢哉J(rèn)定，由此附加地以機(jī)械的方式將包含在纖維材料中的水排出。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的方法的基礎(chǔ)在于，為了烘干由纖維材料、特別是紙、硬紙板、綿紙/衛(wèi)生紙組成的幅料，使所述幅料運(yùn)動(dòng)通過烘干部并至少部分地對其進(jìn)行對流烘干，此時(shí)降低幅料的含水量。所述幅料在烘干過程中用超聲波加載，使得通過超聲波輔助在整個(gè)幅料厚度上的含水量的降低。就是說，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，和在根據(jù)本發(fā)明的烘干部中一樣，聲學(xué)地激勵(lì)對流流動(dòng)，由此干擾在幅料上形成的帶有飽和空氣的氣墊，并使得對流流動(dòng)能夠基本上不受阻礙地到達(dá)幅料上。在根據(jù)本發(fā)明的方法中也在整個(gè)幅料厚度上降低含水量，其中，這種降低是在超聲波輔助下進(jìn)行的。就是說，在所述方法中，不僅進(jìn)行表面烘干，而且還實(shí)現(xiàn)整個(gè)幅料干透。在這種情況下可以參考對根據(jù)本發(fā)明的烘干部的說明。
[0011]在根據(jù)本發(fā)明的烘干部的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施形式中，一個(gè)或多個(gè)超聲波輔助的烘干裝置和其他烘干裝置相結(jié)合。所述其他烘干裝置例如可以是至少一個(gè)烘缸和/或至少一個(gè)用于紅外烘干的裝置和/或至少一個(gè)氣罩。這通常意味著，超聲波輔助的烘干裝置與基于接觸烘干和/或?qū)α骱娓珊?或紅外烘干原理的裝置相組合。由此實(shí)現(xiàn)了，提高傳統(tǒng)烘干裝置的烘干功效，這既可以在對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改裝的情況下進(jìn)行，也可以在新裝配時(shí)進(jìn)行。
[0012]備選地可以設(shè)定，只設(shè)有超聲波輔助的烘干裝置。所述烘干裝置可以沿待烘干的幅料在一側(cè)和/或在兩側(cè)和/或交錯(cuò)地設(shè)置，其中幅料通過幅料穩(wěn)定或幅料引導(dǎo)輔助裝置按本身已知的方式穩(wěn)定化。這意味著，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施形式中，即使在極端的情況下也能夠按超聲波輔助的對流烘干原理構(gòu)成整個(gè)烘干部。
[0013]運(yùn)輸器件適宜地具有用于幅料的導(dǎo)向裝置，特別是導(dǎo)輥，其中一個(gè)或多個(gè)超聲波輔助的烘干裝置設(shè)置在各導(dǎo)向裝置之間的空閑路程(Zug)中。就是說，可以靈活地安裝超聲波輔助的烘干裝置，而不必一定要與其他本身已知的烘干裝置相組合。由此，擴(kuò)展了烘干部的各個(gè)結(jié)構(gòu)組件的設(shè)計(jì)可能性。
[0014]運(yùn)輸器件優(yōu)選具有能連續(xù)運(yùn)動(dòng)的用于幅料的支承件，其中，一個(gè)或多個(gè)超聲波輔助的烘干裝置設(shè)置在支承件的區(qū)域中。所述支承件例如可以是傳送帶、網(wǎng)帶或金屬絲織物。也可以采用其他支承件。這個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，超聲波輔助的烘干裝置基本上是位置不固定的并且因此可以配設(shè)給用于幅料的能連續(xù)運(yùn)動(dòng)的支承件。這里超聲波輔助的烘干裝置可以設(shè)置在支承件側(cè)和/或空閑的幅料側(cè)。烘干裝置可以設(shè)置一側(cè)和/或兩側(cè)和/或交錯(cuò)地設(shè)置。
[0015]在通過本身已知的烘干裝置之前的預(yù)烘干和/或后烘干可以這樣來實(shí)現(xiàn)，在其他裝置、特別是烘干裝置、如烘缸和/或用于紅外烘干的裝置和/或氣罩之前和/或之后的空閑路程中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)超聲波輔助的烘干裝置。
[0016]在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式中，超聲波輔助的烘干裝置相對于幅料在一側(cè)和/或在兩側(cè)相對置和/或在兩側(cè)交錯(cuò)地設(shè)置。在使用功率較大的超聲波輔助烘干裝置時(shí)單側(cè)設(shè)置就足以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)幅料厚度上實(shí)現(xiàn)幅料的干透。超聲波輔助的烘干裝置在兩側(cè)相對設(shè)置和/或在兩側(cè)交錯(cuò)設(shè)置實(shí)現(xiàn)了，可以從兩側(cè)用超聲波激勵(lì)的烘干流體對幅料進(jìn)行加載，由此可以從兩側(cè)特別均勻地實(shí)現(xiàn)幅料的干透。這里可以使用功率較小的烘干裝置，但不是必須如此。
[0017]烘干裝置位置靈活的可用性的另一個(gè)例子在于，一個(gè)或多個(gè)超聲波輔助的烘干裝置沿幅料在至少一個(gè)輥?zhàn)雍?或至少一個(gè)缸體上的整個(gè)或一部分包繞區(qū)域設(shè)置。所述缸體適宜地包括具有氣罩的烘缸，所述氣罩至少部分地、特別是完全地包圍烘缸的包繞區(qū)域。
[0018]烘干部可以具有調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置設(shè)置成，使得幅料的最終含水量最大為15%，優(yōu)選最大為10%。術(shù)語“干透”涉及在整個(gè)幅料厚度上實(shí)現(xiàn)的最終含水量。
[0019]根據(jù)并列的權(quán)利要求11，烘干部是用于制造由纖維材料組成的機(jī)器的一部分，所述機(jī)器主要具有用于對幅料進(jìn)行機(jī)器脫水的裝置、特別是壓榨部，其中烘干部沿幅料的輸送方向設(shè)置在用于機(jī)械脫水的裝置的下游。這里在烘干部的下游可以設(shè)置施膠擠壓機(jī)和/或涂布機(jī)構(gòu)和/或平滑機(jī)構(gòu)和/用于卷取幅料的裝置。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的方法中優(yōu)選設(shè)定，纖維材料具有濕增強(qiáng)劑，特別是密胺樹脂或脲醛樹脂或環(huán)氧氯丙烷樹脂。這種材料允許為了濕增強(qiáng)樹脂的凝結(jié)而實(shí)現(xiàn)過烘干，即基本上完全除去水。為此在烘干時(shí)需要足夠高的幅料溫度。根據(jù)本發(fā)明的方法中通過超聲波輔助的對流烘干