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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Papier, Pappe od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Papier, Pappe od. dgl., bei dem wässeriger Stoff einem keilförmigen, durch ein oberes und ein unteres bewegliches, durchlässige Glied gebildeten Spalt zugeführt wird, wobei das obere durchlässige Glied um eine durchlässige, den Einlass zu dem keilförmigen Spalt bildende Walze herumgeführt wird ; ein Verfahren dieser Art Ist in der österr.
Patentschrift Nr. 195743 beschrieben.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser des Stoffes zur Abfuhr aus dem Spalt nach aufwärts in am Umfang der durchlässigen Walze angeordnete Zellen eintritt, und die Formierung des Stoffes an dem oberen durchlässigen Glied erfolgt, wobei gegebenenfalls, insbesondere zur Herstellung einer Einschichtbahn, auch das untere durchlässige Glied um eine mit Zellen versehene Walze geführt wird, so dass das Wasser des Stoffes nach aufwärts und abwärts in die Zellen am Umfange der Walzen eintritt, die Formierung des Stoffes an beiden Gliedern erfolgt und die Fasergebilde am engen Ende des Spaltes zu einer einheitlichen Bahn gepresst werden.
Auf diese Weise ist es möglich, das anfängliche Entwässern des Stoffes zur Bahnbildung auf einer sehr kurzen Strecke auszuführen, wodurch die Gesamtlänge der Vorrichtung erheblich gekürzt werden kann oder bei gleicher Länge Einrichtungen für zusätzliches Trocknen untergebracht werden können.
Bei der Herstellung einer Mehrschichtbahn wird so verfahren, dass eine oder mehrere nachfolgende, erfindungsgemäss hergestellte Bahnen auf eine erste, auf dem unteren durchlässigen Glied erfindungsgemäss gebildete Bahn aufgebracht werden, wobei der wässerige Stoff für die nachfolgenden Bahnen auf die vorhergehende Bahn nach deren Formierung auflaufen gelassen und nach seiner Formierung zur Bildung der Mehrschichtbahn mit der vorhergehend gebildeten Bahn vereinigt wird.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, mit einem oberen und einem unteren wandernden, durchlässigen Glied, die zusammen einen keilförmigen Spalt begrenzen, wobei das obere durchlässige Glied um eine den Einlass zu dem keilförmigen Spalt bildende Walze herumgeführt ist, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass diese Walze an ihrem Umfang mit Zellen versehen ist, die das durch das obere durchlässige Glied eintretende Wasser abführen, und dass eine Abfuhreinrichtung für das Wasser aus diesen Zellen vorgesehen ist, so dass auf dem oberen durchlässigen Glied ein Fasergebilde entsteht, wobei gegebenenfalls, insbesondere zur Herstellung einer Einschichtbahn, auch das untere durchlässige Glied um eine Walze mit Zellen an ihrem Umfang herumgeführt ist, die der Walze gegenüberliegend angeordnet ist,
und dass eine Abfuhreinrichtung für das Wasser aus den Zellen der unteren Walze vorgesehen ist, so dass auf jedem der durchlässigen Glieder Fasergebilde entstehen, wobei am Ende des keilförmigen Spaltes ein an sich bekanntes Pressglied zum Aneinanderpressen der Fasergebilde vorgesehen ist, um eine einheitliche Bahn zu bilden.
Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Mehrschichtbahn besteht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung darin, dass eine erfindungsgemäss ausgebildete Vorrichtung zur Bildung einer Einschichtbahn und eine Anzahl weiterer Einrichtungen zur Herstellung folgender Schichten vorgesehen sind, wobei jede dieser Einrichtungen ein oberes, durchlässiges Glied aufweist, das um die mit Zellen versehene Walze herumgeführt ist und mit dem unteren durchlässigen Glied den keilförmigen Spalt bildet, wobei ferner eine Kammer od. dgl. zur Aufnahme des von den Zellen abgetrennten Wassers vorgesehen ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung dreier beispielsweiser Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung am nassen Ende. einer Papiermaschine, Fig. 2 eine vergrösserte schematische Ansicht der zusammenarbeitenden Zellenwalzen, Fig. 3 einen Schnitt in starker Vergrösserung durch die Unterwalze der Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3, Fig. 5 eine Seitenansicht einer vereinfachten Vorrichtung entsprechend Fig. 1
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6In Fig. 1 ist das nasse Ende der Maschine mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung enthält einen Grund- rahmen 11 und einen Oberrahmen12 ; ersterer wird von Säulen 14 des Bodens 13 abgestützt, während der
Oberrahmen in einem Abstand parallel zum Unterrahmen liegt und von diesem durch Ständer 15 getragen wird.
Ein endloses unteres durchlässige Glied, hier ein Sieb 16, ist um eine Brustwalze 17 mit zellen- förmiger offener Mantelfläche geschlungen und läuft über Stützwalzen a und b, eine Gautschwalze 18 und Führungswalzen 19 auf Ständern 20, so dass ein im Wesen horizontaler Oberlauf zwischen Gautsch- und Brustwalzen entsteht.
Das obere durchlässige Glied, hier ein Sieb 21, läuft über eine einstellbare Stirnwalze 22, die in der
Stofffliessrichtung zur Brustwalze 17 versetzt ist und ebenfalls eine offene, zellenförmige Mantelfläche aufweist. Von dort geht das Sieb über die Austrittswalze 23 und Führungswalzen 24 am Oberrahmen 12, der von Ständern 25 getragen ist, so dass ein langer, im Wesen horizontaler Unterlauf zwischen Stirn- und Austrittswalze entsteht ; dieser Unterlauf wirkt mit dem Oberlauf des Untersiebes 16 zusammen. Die Stirnwalze 22 ist in diesem Falle horizontal und vertikal einstellbar, die Brustwalze 17 dagegen nicht. Wechselweise könnte die Brustwalze 17 horizontal und vertikal einstellbar, die Stirnwalze 22 dagegen nicht einstellbar sein.
Eine Spannrolle 26 auf einem Ständer 27 wirkt mit den Führungswalzen 19 zum Straffhalten des Siebes zusammen, ebenso wie die Spannwalze 28 am Ständer 29 des Oberrahmens 12 das Obersieb 21 straff hält.
Den wandernden Sieben 16 und 21 wird am nassen Ende durch einen Einlauf 30 wässeriger Stoff zu- geführt ; dieser Einlauf hat eine Unterseite 30a und eine Oberseite 30b und ist an der sich nach aufwärts drehenden Seite der Walze 17 und an der nach abwärts gedrehten Seite der Walze 22 angebracht (Fig. 2).
Der Einlauf 30 kann, wie dargestellt, die Form einer Leitung aufweisen, oder es kann die Oberseite 30b wegfallen, so dass der zufliessende Stoff nach oben zu frei fliesst.
Die Walze 22 (Fig. 1 und 2) kann im Wesen zwischen vertikalen, durch die Achsen der Stützwalzen a, b gezogenen Linien oder, wie dargestellt, zwischen Brustwalze 17 und Stützwalze a angeordnet werden ; während in der Darstellung die Walze 22 in der Fliessrichtung des Stoffes hinter der Walze 17 liegt, kann sie auch vor derselben angeordnet werden. Bei dieser Ausführung ist ein unsymmetrischer, keilartiger Spalt G zwischen den wandernden Sieben 16 und 21 vorhanden, der im Masse seiner Entfernung vom Stoffeinlass 30 niedriger wird.
Die Ausführung nach Fig. 6 unterscheidet sich von jener nach Fig. 2 dadurch, dass die Walzen 17 und 22 lotrecht übereinanderliegen und einen Im wesentlichen symmetrischen Spalt Gl bilden.
Ein schräges Pressglied 31 (Fig. 1 und 2) liegt mit seinem Vorderende am Unterlauf des Obersiebes 21 auf ; es kann gewünschtenfalls unter Unterdruck gestellt werden. Eine derartige Einrichtung kann auch beim Obersieb 21 gemäss Fig. 6 verwendet werden und bildet dann eine Bahn für das Wasser oberhalb des Unterlaufes des Obersiebes, um Wasser aus dem Stoff nach aufwärts abzuziehen.
. In Fliessrichtung unterhalb des schmalen Endes des keilförmigen unsymmetrischen Spaltes G (Fig. 2) oder des symmetrischen Spaltes Gl (Fig. 6), also von der Druckstelle des Pressgliedes 31 oder der Berührungsstelle zwischen den Walzen 22 und 17 weg, wandern Ober- und Untersieb im wesentlichen parallel zueinander, wie dies (unmassstäblich) in Fig. 6 dargestellt und mit G2 bezeichnet ist. Es ist klar, dass der Spalt G2 zwischen den Sieben 21 und 16 in Fig. 6 auch die Gestalt des Spaltes G nach Fig. 2 haben kann.
Die anfängliche Entwässerung des Stoffes und die Formierung der Bahn werden durch die Walzen 17 und 22 bewerkstelligt, die bei beiden Ausführungen nach Fig. 2 und 6 in gleicher Weise zusammenwirken und deren Ausbildung in. den Fig. 3 und 4 veranschaulicht ist.
Die Brustwalze 17 gemäss den Fig. 3 und 4 ist in gleicher Weise wie die Stimwalze 22 gebaut. Die Unterseite 30a des Einlaufes 30 ist derart ausgelegt, dass der wässerige Stoff auf das Sieb 16 an einer Stelle aufgebracht wird, wo es noch unmittelbar von der Walze 17 unterstützt ist. Die Bahnbildung am Sieb vollzieht sich nahezu gänzlich zwischen dem Vorderrand der unteren Einlassseite 30a und der Stelle, an welcher das Sieb 16 die Walze 17 verlässt ; diese Fläche wird späterhin als Formierzone bezeichnet.
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Um den erforderlichen Wasserabzug durch das Sieb hindurch innerhalb der Formierzone zu bewerkstelligen und die Abfuhr des Entwässerungswassers zu erleichtern, ist die äussere Mantelfläche der Walze offen und über ihren Umfang mit einer Anzahl ringförmig angeordneter Zellen 32 ausgestattet, deren Wandungen durch einen Satz radial verlegter Zwischenwände 33 gebildet sind. Diese Zwischenwände sind beim dargestellten Beispiel in den zylindrischen Mantel 34 der Walze eingesteckt und springen von dieser vor, so dass die Zellen 32 von einem Ende der Walze zu deren anderem Ende reichen.
Um zwischen den inneren Enden der Zellen 32 und dem Inneren der Walze Verbindung herzustellen, ist der Mantel 34 mit zahlreichen Öffnungen 35 ausgestattet, die, wie aus Fig. 4 ersichtlich, in knapp aneinandergeschlossenen Reihen angeordnet sind, die in der Längsrichtung der Zellen verlaufen. Zweckmässig ist das Aussenende jeder Öffnung 35, wie dargestellt, etwas ausgenommen. Die Aussenkanten der Zwischenwände 33 sind zur Aufnahme eines Drahtes 36 entsprechend gekerbt, der schraubenförmig rund um die Walze gewickelt ist und von einem zum andern Ende derselben reicht. Selbstverständlich können auch mehrere Drähte verwendet werden und ein jeder die Mantelfläche der Walze umgeben.
Wie am deutlichsten aus Fig. 4 ersichtlich, liegen die Aussenränder des Drahtes 36 in einer Ebene mit den Aussenkanten der Zwischenwände 33 ; diese Ränder wirken zusammen mit den Zwischenwänden als Träger für ein grossmaschiges Decksieb 37, das die Walze umgibt und einen Träger für das Untersieb 16 bildet.
Wie aus den Fig. 2 und 6 ersichtlich, weist das Innere der Walze 17 eine mit. age Saugkanut1er V auf, die mit einer Unterdruckwelle verbunden ist. Der Mantel 34 kann über die Kammern A und B unter
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Hauptsaugkammer V vorgesehen sind. Die Kammer A ist mit der Innenwand des Mantels 34 durch Dichtungsglieder 38, 39 (Fig. 3) verbunden, und ein weiteres Dichtungsglied 40 schliesst die Kammer B ab. Der Unterdruck in den Saugkammern A und B wird durch die Öffnungen 35 in die zugehörigen Zellen 32 zur Wirkung gebracht, die durch die Dichtungselemente 38 - 40 abgeschlossen sind. Das Ausmass des Unterdruckes in der ersten Kammer A kann eingestellt und der Unterdruck in der zweiten Kammer B unabhängig davon reguliert werden. Weiters kann das gesamte Ausmass der Kammersaugflächen in der Umfangsrichtung der Walze je nach Wunsch eingestellt werden.
Zweckmässig wird die Saugkammer A derart ausgelegt, dass sie auf die Zellen 32 wirksam wird, sobald diese den Vorderrand der untersten Einlasswandung 30a verlassen, wogegen die Saugkammer B an einer Stelle endigt, die von jener ziemlich entfernt liegt, an der das Sieb 16 die Walze 17 verlässt. Die Trennung zwischen den Kammern A und B befindet sich annähernd an der Stelle, wo das Sieb 16 von der Oberfläche der Walze 17 abgeht.
Der Abzug des Wassers durch die Siebe 16 und 21 hindurch ergibt auf ihnen die Bahnbildung, die nach oben und nach unten zu erfolgt. Wie erwähnt, kann innerhalb der Formierzonen eine regelbare Saugkraft auf die Siebe zur Einwirkung gebracht werden, die ausreicht, dass sie im Wesen das gesamte Wasser des Stoffes abzuziehen vermögen, das für eine entsprechende Bahnbildung notwendig ist.
Das in den Formierzonen durch die Siebe hindurch abgezogene Wasser gelangt in die Zellen 32 der Walzen ; diese sind so tief, dass innerhalb der zelligen Mantelfläche der Walze ein Raum vorhanden ist, der das Wasser aufzunehmen vermag, ohne eine erhebliche Menge desselben ins Innere der Walze zu verdrängen.
Vorzugsweise sind die Zwischenwände 33 (Fig. 3) so dünn, als mit ihrer Aufgabe, das Decksleb 37 und das Untersieb 16 zu tragen, vereinbarlich ist, ausgeführt, so dass beim Fliessen auf der Mantelfläche der Walze der Wasserstrom im Wesen zusammenhängend bleibt, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist.
Zu diesem Behufe soll die Zellentiefe die obere und untere Begrenzung des Stromes nicht übersteigen.
Aus den Fig. 2 und 6 ist erkenntlich, dass die untere Wand 30a und die obere Wand 30b des Einlaufs 30 annähernd in der horizontalen Verlängerung der Ober- und Unterkante der Zellen liegen, d. i. mit deren Tiefe übereinstimmen. Manchmal kann es wünschenswert sein, die relative Tiefe des Wassers sowie der Zellen zu ändern. Sobald jede Zelle 32 die erste Saugfläche A verlässt, kommt sie sofort unter den Einfluss der Saugwirkung der zweiten Fläche B. Innerhalb der letzteren wirkt die Saugkraft der Fliehkraft entgegen, die bestrebt ist, das Wasser aus der Zelle hinauszuschleudern, ohne dass jedoch die Saugkraft das Wasser ins Innere der Walze einzuziehen vermag.
Gelangen die Zellen 32 aus dem Einflussbereich der zweiten Saugfläche B, dann kann die Fliehkraft ohne Gegenwirkung das Wasser aus der Walze im wesentlichen tangential abschleudern, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, u. zw. in den Raum zwischen den oberen und unteren Bahnen der zugehörigen Siebe und sodann in Kammern, wie sie üblicherweise bei Langsiebmaschinen angewendet werden ; eine solche Kammer 41 ist bei der Unterwalze 17 und eine Kammer 42 bei der Oberwalze 22 angeordnet.
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Bei den erfindungsgemäss erreichbaren hohen Betriebsgeschwindigkeiten strömt der wässerige Stoff durch den Einlauf 30 mit einer Geschwindigkeit zu, die nach den bekannten hydraulischen Grundsätzen eine Turbulenz solcher Art hervorbringt, dass die Fasern im Strom gleichmässig und für die Fabrikation geeignet verteilt werden, wobei die Formierung nach auf-und abwärts durch die Siebe 16 und 21 hindurch vor sich geht.
Beim Betrieb der Ausführung nach Fig. l und 2 wird der wässerige Stoff dem unteren Sieb 16 zu- geführt, solange dasselbe noch von der Unterwalze 17 getragen wird ; es findet dabei eine Entwässerung nach abwärts statt, die ein unteres Faservlies ergibt. Bei dieser Ausführung reicht die Oberseite 30b des Einlasses bis zur Mantelfläche der Oberwalze 22 heran ; es ist jedoch klar, dass diese Oberseite 30b auch gegenüber dem Endpunkt der unteren Seite 30a endigen oder auch wegfallen kann, um eine nach oben offene Stoffschicht zuzuführen.
Sobald der wässerige Stoff mit dem Obersieb bei der Oberwalze 22 in Berührung kommt, findet seine Entwässerung nach oben statt und liefert ein oberes Faservlies am Obersieb, so dass eine Bahnbildung nach auf-und abwärts erfolgt.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich, sind die Saugflächen A1, B1 der Oberwalze 22 im Wesen gleich jenen der Unterwalze 17 angeordnet, wobei die Saugfläche A1 im wesentlichen der Fläche A der Unterwalze 17 und die Flachs Bl der Fläche B der Unterwalze gegenüberliegt. Die Saugflächen werden jedoch in der Austeilung gewählt, welche die bestmögliche Entwässerung und Bahnbildung ergibt.
Der wässerige Stoff wird durch die Leitung 30 den Formierzonen der Walzen 17 und 22 mit einer Geschwindigkeit zugeführt, die gleich oder verschieden von der Geschwindigkeit der Siebe 16 und 21 sein kann.
Nach erfolgter oberer Vliesbildung zwingt die Zusammenarbeit der Siebe die Vliese aufeinander und es entsteht eine einheitliche Bahn mit verketteten Fasern.
In Fig. l sind nach den Walzen 17 und 22 eine Anzahl von Presswalzensätzen 43 angeordnet. Jeder Satz 43 besteht aus einer Unterwalze 44, die im Grundrahmen 11 von einem Lager 45 getragen ist, und aus einer Scheitelwalze 46, die im Oberrahmen 12 von einer Hängesäule 47 einstellbar getragen ist. Die Walzen 44 und 46 bilden einen horizontalen Pressspalt, der die Siebe 16 und 21 gegeneinander drückt. Gewünschtenfalls können die Presswalzen 43 auch als Saugwalzen mit Saugkammern in jeder Walze 44 oder jeder Walze 46 bzw. in beiden Walzen ausgestattet sein. Die Presswalzensätze 43 dienen zum weiteren Ausquetschen des Stoffes. Das imBereich jedes Presssatzes ausgequetschte Wasser am Obersieb 21 kann mit Hilfe von Saugspachteln 48 abgeführt werden, die auf der Ober- oder Unterseite jedes Satzes 43 angeordnet sein können.
Durch Verstellung der Oberwalze 22 vor die Unterwalze 17 können ebenfalls gleiche Vliesbildungen bewerkstelligt werden.
Eine vereinfachte Form der Vorrichtung ist in Fig. 5 veranschaulicht, die jener der österr. Patentschrift Nr. 195743 insofeme ähnlicher ist, als das Untersieb 16 im Bereich des keilförmigen Spaltes G keine durchlässige Walze 17 aufweist, sondern in bekannter Weise von einer Brustwalze 49 und beispielsweise von (nicht dargestellten) Stützwalzen getragen ist. Das Fehlen der unteren durchlässigen Walze 17 kann dadurch ausgeglichen werden, dass man den Oberlauf des Siebes 16 zwischen Stoffkasten 50 und dem Knick G beim Pressglied 31 vorsieht. Die obere durchlässige Walze 22A kann beliebige Gestalt haben, beispielsweise als unter Saugwirkung stehende Zellenwalze ausgebildet sein, wie dies für die Fig. 3 und 4 erläutert wurde.
Die einzelnen bisher beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung dienen zur Herstellung einer Einschichtbahn. Sollen Mehrschichtbahnen erzeugt werden, so wird das Untersieb 16 für eine vorhin beschriebene Einschichientwässerungseinrichtung und eine oder mehrere zusätzliche Einrichtungen, je eine für eine weitere Stoffschicht, gemäss den Verfahren der österr. Patentschrift Nr. 195743 verwendet. Diese zusätzlichen Einrichtungen können beliebiger Ausführung sein, beispielsweise gleich jener der österr. Patentschrift Nr. 199045, oder sie können wenigstens die obere durchlässige Walze 22 und zweckmässig für eine oder mehrere folgende Lagen die untere durchlässige Walze 17 enthalten.
Man kann aber auch die erste Schicht einer Mehrschichtbahn in irgendeiner bekannten Weise herstellen und wenigstens eine folgende Schicht gemäss der Erfindung erzeugen, also mit einem Sieb, das bei der Eintrittsstelle eines keilförmigen Spaltes, in den der Stoff eingeleitet wird, um eine durchlässige Walze geschlungen ist.