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Verfahren zur Aufbringung der Fasersuspension auf das Rundsieb einer Papiermaschine od. dgl. und Stoffauflauf zur
Durchführung des Verfahrens
Bisher ist es bekannt, eine Fasersuspension, die Fasern der verschiedensten Qualitäten enthält, aus einem Trog auf das Rundsieb einer Papiermaschine aufzuschwemmen, um damit ein Faservlies zu bilden.
Bei diesem sehr primitiven Verfahren konnte man eine Faservliesbahn mit einer Geschwindigkeit von höchstens 50 m/min erzeugen.
Dieses Verfahren ist daher in der Weise verbessert worden, dass die in getrennten Druckräumen unter regelbarem Hochdruck stehenden Faserströme bei in Drehrichtung des Rundsiebes aufeinanderfolgenden Stellen auf den Siebumfang innerhalb der Hochdruckzone aufgegeben werden. Obwohl nach diesem Verfahren ein Faservlies besserer Qualität mit einer Geschwindigkeit von 130 m/min erzeugt werden und somit eine weit bessere Leistung erzielt werden konnte, genügt auch dieses Resultat den derzeitigen Anforderungen nicht, zumal der Abfall an kurzen Fasern, die zur Bildung eines guten Faservlieses notwendig sind, noch immer zu gross ist.
Die Erfindung strebt eine Verbesserung dieses Verfahrens und des zu seiner Durchführung erforderlichen Stoffauflaufes sowohl zur Qualitätsverbesserung des Faservlieses als auch zur Beschleunigung des Arbeitsprozesses an. Gemäss der Erfindung wird dieses Ziel dadurch verwirklicht, dass die verschiedenen Faserströme beim Austreten aus ihren Druckräumen unmittelbar vor dem Rundsieb durcheinandergewirbelt und so vermischt auf das Rundsieb aufgebracht werden.
Da hiebei das Rundsieb mit einer gegenüber der bisher üblichen maximalen Geschwindigkeit bedeutend höheren Tourenzahl angetrieben wird, werden die auf das Rundsieb in der Hochdruckzone aufgebrachten Fasern einerseits unter den Anpressdruck der nachströmenden Fasersuspension, anderseits unter die Wirkung der Zentrifugalkraft des rasch rotierenden Rundsiebes gestellt und so von beiden Seiten druckbeaufschlagt und zu einem Faservlies von entsprechender Dichte zusammengeschlossen.
Es wird dadurch ein Faservlies mit erhöhter Querreissfestigkeit hergestellt, das infolge der Querstellung der Fasern auch ein erhöhtes Volumen besitzt. Die Durchwirbelung der beiden Faserströme kann bei gleich oder ungleich druckbeaufschlagten Faserströmen durchgeführt werden. Die Druckdifferenz in den beiden Druckräumen schwankt dabei nach Qualität und Volumen des gewünschten Faservlieses.
Es sei noch erwähnt, dass der statische Druck in der Hochdruckzone so abgestimmt wird, dass eine völlige Kompensation der Zentrifugalkraft des Rundsiebes durch den Anpressdruck der beiden Faserströme bis zur gewünschtenAbnahmezone des Faservlieses besteht. In der Abnahm--zone des Faservlieses selbst ist dieses nur der Zentrifugalkraft des Rundsiebes ausgesetzt, welche Kraft die an sich bekannte Abnahmevorrichtung in ihrer Abhebewirkung unterstützt.
Der Stoffauflauf, der zur Durchführung des vorstehend geschilderten neuen Verfahrens verwendet wird, hat in bekannter Weise zwei voneinander getrennte Druckräume, die an je eine Zuführungsleitung für Fasersuspension angeschlossen sind und die Faserströme durch zwei in Trommelrichtung hintereinander liegende Austrittsspalte dem Rundsieb zugeführt werden. Bei einem solchen Stoffablauf wird zur Durchführung des neuen Verfahrens gemäss der Erfindung der Querschnitt der beiden Druckräume und die lichte Weite der beiden Allstrittsspalte veränderbar ausgebildet, wobei die die beiden Räume teilende Trennwand zusammen mit einem zum Rundsieb weisenden Leitschenkel um einen zwischen den Zuführungskanälen liegenden Drehpunkt verschwenkbar und dadurch die Spitze des Schenkels von der Siebtrommel mehr oder weniger wegbewegbar ist.
Auf diese Weise sind die unter Druck stehenden Faserströme zuein-
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ander in vielen Variationen einstellbar und demgemäss die Möglichkeit gegeben, die Faservliesbildung der geforderten Papierqualität und Rundsiebgeschwindigkeit anzupassen.
Eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung der Faservliesbildung besteht gemäss der Erfindung auch darin, dass der obere Teil des Druckraumes eine in an sich bekannter Weise durch Verschwenken oder/und Verschieben verstellbare Vorderwand als Stauwand besitzt, an deren Unterkante eine den Austrittsspalt des Druckraumes begrenzende und als Lippe dienende vertikal verschwenkbare Klappe angeordnet ist, die zusammen mit der Vorderwand verstellbar ist.
Schliesslich besteht ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemässen Stoffauflaufes noch darin, dass der die beiden Druckräume enthaltende Behälter um das rotierende Rundsieb schwenkbar gelagert und der Höhe nach verstellbar abgestützt ist, so dass er zur Veränderung der zwischen der Hochdruckzone und der Abnahmezone bestehenden Weglänge des Faserflieses um das rotierende Rundsieb verstellbar ist.
Der Stoffauflauf zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung eines Faservlieses aus zwei Fasersuspensionen ist in der Zeichnung in ihrem prinzipiellen Aufbau schematisch im Vertikalschnitt veranschaulicht.
Die beiden Fasersuspensionen von gleicher oder verschiedener Faserqualität werden voneinander getrennt durch je ein horizontales Zuleitungsrohr 1 bzw. 2 einer Rundsiebpapiermaschine unter Druck zugeführt. Diese besitzt einen gegenüber dem Rundsieb 3 angeordneten, aufrecht stehenden sogenannten Hochdruckstoffauflauf, der aus einem sich von seiner halben Höhe sowohl nach oben als auch nach unten verjüngenden Behälter 4 besteht und mit seinen Bodenöffnungen 5,6 durch Steigrohre 7,8 an die Zuleitungen 1 und 2 angeschlossen ist. Der untere Teil des Behälterraumes ist durch eine Zwischenwand 9 in zwei Druckräume I und II geteilt, von denen der eine mit den Steigrohren 7, der andere mit den Steigrohren 8 verbunden ist.
Zwischen den Mündungen der Steigrohre 7,8 ist eine horizontale Achse 10 im Behälterboden angeordnet, auf der die Zwischenwand 9 mit ihrem unteren gelenkigen Ende schwenkbar gelagert ist. Der Druckraum I wird einerseits von einer von der Mündung des Steigrohres 7 weg ungefähr in einem Winkel von 30 bis 450 in Richtung zum Rundsieb 3 ansteigenden Behälterwand 11, anderseits von der Zwischenwand 9 begrenzt, die bis in die halbe Höhe des Behälterraumes reicht und an ihrem oberen Ende einen mit ihr einen im wesentlichen rechten Winkel einschliessenden und zum Rundsieb 3 weisenden Leitschenkel 12 besitzt, der den Druckraum I nach oben hin abgrenzt. Die Behälterrückwand 13 ragt steil auf und schliesst den zwischen ihr und der Zwischenwand 9 vorhandenen Druckraum II nach aussen ab, der unten an das Steigrohr 8 angeschlossen ist.
Die Zwischenwand 9 kann zusammen mit ihrem Leitschenkel 12 je nach Bedarf zur Abstimmung der beiden Druckräume I und Il aufeinander bzw. zu deren Anpassung an die Qualität der beiden Fasersuspensionen und deren Auswertung durch Verschwenken um ihre horizontale Achse 10 entweder zugunsten des einen oder andern der beiden Druckräume I, II oder zur Bildung einer Wirbelzone im Bereich des Siebmantels 3 des Rundsiebes verstellt werden.
Der Leitschenkel 12 hat einen keilförmigen Querschnitt, liegt mit seiner Spitze der Siebmantelfläche unmittelbar gegenüber und kann beim Verschwenken der Zwischenwand 9 dem Rundsieb 3 genähert oder von diesem entfernt werden. Der vom Leitschenkel 12 und von der Behälterwand 11 eingeschlossene Druckraum I verjüngt sich bis auf einen Auftragspalt 14, der vom Mantel des Rundsiebes 3 abgedeckt wird, auf das die Fasern der im Druckraum vorhandenen Fasersuspension unter Druck aufgebracht werden, wogegen das Durchsatzwasser durch die Öffnungen der Siebwandung zum Grossteil abfliessen kann.
Im Druckraum I kann im Knie der Zwischenwand 9 ein Luftpolster 15 dadurch gebildet werden, dass Druckluft durch Löcher eines im Knie angeordneten Rohres 16 in den Druckraum I eingeblasen wird, wenn dieser bereits mit der Fasersuspension gefüllt ist. Es kann selbstverständlich auch umgekehrt durch Verdrängen oder Absaugen des Luftpolsters ein fast luftleerer Zustand im Druckraum I eintreten.
Die durch das Steigrohr 8 unter Druck in den hinter der Zwischenwand 9 befindlichen Druckraum II hochgeführte zweite Fasersuspension füllt den ganzen übrigen Behälterraum aus und erreicht ein den Scheitel der Zwischenwand 9 weit übertreffendes Niveau.
Der Behälter 4 hat in seinem leeren Teil eine verstellbare Vorderwand 17, deren Unterkante eine als verstellbare Lippe dienende vertikal verschwenkbare Klappe 18 trägt, die mit ihrer freien Längskante fast bis zum Umfang des Rundsiebes 3 reicht. Diese lippenartige Klappe 18 und der Leitschenkel 12 der Zwischenwand 9 begrenzen nach oben und nach unten einen in seinem Querschnitt veränderbaren Austrittsspalt 19 für die aus dem Druckraum II zum Rundsieb 3 unter Druck herangeführte Fasersuspension.
Die Vorderwand 17 ist als Stauwand ausgebildet und als solche um eine ungefähr in ihrer halben Höhe aussenseitig angeordnete horizontale Achse 20 verschwenkbar und ausserdem zur Erweiterung oder Verengung des oberen Teiles des Druckraumes II mittels zweier als Drehlager für die Drehachse 20 der Vorderwand 17 ausgebildeter Stellbacken 21 parallel zu sich in Richtung zum Leitschenkel 12 verschiebbar, wodurch der
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Austrittsspalt 19 in seinem Querschnitt verändert werden kann.
In jedem der beiden Druckräume I, TI ist eineverteilereinrichtung inForm einer um eine horizontale Achse 22 bzw. 24 vertikal schwenkbaren Klappe 23 bzw. 25 in einem Abstand von der jeweiligen Mündung der Druckräume I, II vorgesehen. Je nach der eingestellten Winkellage dieser Klappen 23,25 wird eine mehr oder minder starke Beeinflussung der Fasern innerhalb der Fasersuspension vor ihrem Auftreffen auf der Siebmantelfläche erzielt.
Oberhalb der Austrittsspalte 14,19 der beiden Druckzonen liegt am Siebmantel die sogenannte Gautschwalze 26 an, um die herum ein Filzband 27 läuft, das zum Auspressen des gebildeten Faservlieses bzw. zum Abheben desselben von dem Rundsieb 3 dient. Das Rundsieb wird mit einer weit höheren Geschwindigkeit wie bisher in Drehung versetzt und dadurch eine beschleunigte Herstellung des Faservlieses erzielt.
Nach den bisherigen Verfahren konnten höchstens 130 m Faservlies in der Minute hergestellt werden.
Infolge der Aufteilung des Faserauftrages auf mindestens zwei aufeinander folgende Auftragzonen und Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit des Rundsiebes ist es möglich, mindestens 200 m/min eines solchen Faservlieses herzustellen. Es ist, wie Versuche ergeben haben, ohne weiteres möglich. diese Leistung auch auf 300 m/min und darüber zu steigern.
Weiters ist der ganze Hochdruckstoffauflauf 4 um das rotierende Rundsieb 3 so schwenkbar bzw. verstellbar gelagert und abgestützt, dass der Abstand zwischen den Austrittsspalten 19 bzw. 14 und der Gautschwalze 26 bzw. der Abnahmezone des Faservlieses verändert werden kann. Auch dadurch kann die Qualität des Faservlieses beeinflusst werden.
Bei-dem vorstehend geschilderten Hochdruckstoffauflauf vollzieht sich das erfindungsgemässe Verfahren wie folgt : Die beiden Fasersuspensionen werden unter Druck in die beiden Druckräume I und II hochgefördert, dort je nach den mittels der beiden Verteilvorrichtungen eingestellten Querschnittsverhältnissen der beiden Druckräume I und II und der Austrittsspalte 14,19 als Faserströme unter Druck auf das Rundsieb 3 aufgebracht. Am Rundsieb bildet sich durch den aus dem ersten Druckraum kommenden Faserstrom sofort eine Faserschicht, auf der sich die Fasern des aus der andern nachgeschalteten Druckkammer kommenden Faserstromes ablagern und so ein Faservlies von grösserem Volumen als bisher bilden. Das so entstandeneFaservlies wird vom Rundsieb rasch aus der Hochdruckzone fortbewegt und noch von der Lippe 18 gleichgestrichen.
Hierauf kommt das Faservlies unter den Druck der Gautschwalze 26 und deren Filzband 27 und von da zur nicht dargestellten Abhebevorrichtung.
Wenn der Leitschenkel 12 samt der Zwischenwand 9 in die strichpunktierte Lage verstellt wird, dann entsteht vor dem Rundsieb 3 ein Wirbelraum, in welchen die Fasern beider Faserströme aufeinander treffen, durcheinandergewirbelt werden und erst in diesem Zustand unter Druck auf das Rundsieb gelangen.
Das Verfahren kann in vielen Varianten ausgeführt und zur Herstellung von Zellstoffwatte u. ähnl. Produkten abgewandelt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Aufbringung der Fasersuspension auf das Rundsieb einer Papiermaschine od. dgl., wobei die in getrennten Druckräumen unter regelbarem Hochdruck stehenden Faserströme bei in Drehrichtung des Rundsiebes aufeinanderfolgenden Stellen auf den Siebumfang innerhalb der Hochdruckzone aufgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Faserströme beim Austreten aus ihren Druckräumen unmittelbar vor dem Rundsieb durcheinandergewirbelt und so vermischt auf das Rundsieb aufgebracht werden.