Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von flächigen Faserprodukten Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einte Vorrichtung zur Herstellung von flächigen Faserprodukten.
Bei bekannten Papiermaschinen wird eine dünn flüssige Suspension aus Fasern oder anderen Zusätzen in Wasser auf eine sich in Bewegung befindliche poröse Fläche zugeführt, so dass das Wasser durch diese Fläche hindurch wegfliessen kann und auf der Fläche eine faserige Matte verbleibt, welche anschlies- send von dieser Fläche weggenommen, gepresst und getrocknet wird, um eine Papierbahn zu bilden.
Es ist klar, dass für eine poröse Fläche mit be stimmten Abmessungen und eine Suspension mit be- stimmten Entwässerungseigenschaften, die Geschwin- digkeit, mit welcher eine bestimmte Papierbahn herge stellt werden kann, dadurch erhöht werden kann, dass die Konsistenz der in die Bildungszone abgegebenen faserhaltigen Suspension erhöht wird.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei einer übermässigen Er höhung der Konsistenz das erzeugte Papier seine Gleichmässigkeit verliert und somit schadhafte Stellen aufweisen kann. Bei Verwendung von Suspensionen mit langen, grob zerfaserten Fasern (wie solche bei spielsweise zur Herstellung von dicken bzw. groben Papieren verwendet werden) beträgt die maximal zu lässige Konsistenz weniger als 2,5 g Fasern pro Liter Wasser.
Da Faserstoffsusp;ensionen für starke Papiere ebenfalls niatiurgemäss niedrige Entwässerungsgeschwin- digkeiten aufweisen, ist die Geschwindigkeit, mit der solche Papiere auf bekannten Maschinen hergestellt werden können, in der Tat sehr beschränkt.
Es ist bekannt, dass Fasern bzw. Flocken, welche die Gleichmässigkeit des Produktes verderben, vermie den werden können, wenn die Suspension einer intensi ven Verwirbelung ausgesetzt wird, z. B. indem die Sus pension durch eine Kammer geführt wird, in welcher mechanisch angetriebene Rührwerke angeordnet sind; oder indem die Suspension unter Druck durch ein Hydrauliksystem gepresst wird, welches so konstruiert ist, dass darin eine intensive Turbulenz erzeugt wird.
Wenn Papier mit einer guten Struktur und guter Gleichmässigkeit verlangt wird, muss: die Zerkleinerung der Faserflocken so vollständig wie nur möglich erfol gen. Um dies zu erreichen wurde festgestellt, diass die Verwirbelung dann erfolgen muss, wenn die Suspen sion eine relativ niedrige Konsistenz aufweist.
Bei be- kannten Maschinen wird der Papierstoff mit einer solr chen erforderlichen niedrigen Konsistenz in der weiter oben erwähnten Weise in die Formzone eingeführt, wobei die Geschwindigkeit, mit welcher die Papierbahn hergestellt wird, dadurch beschränkt ist, dass grosse Mengen Wasser weggeführt werden müssen, um das erforderliche Gewicht an Fasern pro Flächeneinheit abzusetzen.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Papier herausgefunden, bei welchem während der Bil dung der Papierbahn die faserhaltige Suspension eine wesentlich höhere Konsistenz aufweisen kann als bei den üblichen Herstellungsverfahren. So wurde bei splielsweise festgestellt, dass zur Herstellung von star kem bzw. festem Papier der vorerwähnten Art mit dem nachstehend beschriebenen Verfahren die Konsistenz der Suspension von 2,5 g pro Liter auf 4 g pro Liter erhöht werden kann, ohne dass dabei die Qualität des hergestellten Papiers darunter leiden würde,.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von flächigen Faserprodukten zeichnet sich dadurch aus, dass aus einer dünnflüssigen faserhaltigen Suspen sion ein Strom mit darin gleichmässig verteilten Fasern gebildet wird, welcher Strom eine Breite aufweist, die etwa der Breite des herzustellenden flächigen Faserpro duktes entspricht, dass ein Teil des Wassers der Sus pension weggeführt wird, so dass die Konsistenz des Stromes erhöht wird, und dass dieser Strom in eine Maschine zur Bildung des flächigen Faserproduktes eingeführt wird.
Da das Verfahren insbesondere zur Papierherstel lung dienen soll, ist natürlich die zuletzt genannte Maschine eine Papiermaschine. Diese Papiermaschine kann eine beliebige der bekannten Maschinen sein, so z. B. eine Fourdrinier- oder Langsiebmaschine, eine Trommelpapiermaschine oder eine Papierbahnformma- schine einer anderen Art, wie solche bespielsweise im Schweizer Patent 443 874 beschrieben;
ist, der einzige Unterschied solcher Maschinen gegenüber den an sich bekannten Maschinen besteht darin, dass ihr Betrieb mit faserhaltigen Suspensionen möglich ist, deren Kon sistenz wesentlich höher ist als normalerweise üblich bzw. zulässig ist.
Eine besonders zweckmässige Form dieses Verfah rens besteht darin, dass eine faserhaltige flüssige Sus pension in Kontakt mit einer durchlässigen Fläche ge bracht wird, dass Fasern aus der Suspension auf der durchlässigen Fläche abgelagert und Flüssigkeit durch die Fläche hindurch weggeführt werden, und dass dann die abgelagerten Fasern und die Suspension durch eine turbulente Zone geführt werden,
in welscher Fasern von der durchlässigen Fläche weggenommen und in die Sus- penss:on zurückgebracht werden, um eine Suspension mit einer grösseren Konzentration als die ursprüngliche Konzentration zu bilden.
Zweckmässig wird dabei die durchlässige Fläche bewegt. Es können auch zwei Flächen verwendet wer den. So kann beispielsweise die Stoffsuspension in den Raum zwischen zwei sich in Bewegung befindliche Flä chen eingeführt werden.
Die Stoffsuspension kann auch durch mehr als nur eine turbulente Zone hindurchgeführt werden, und die Fasern können auf der durchlässigen Fläche zwischen zwei turbulenten Zonen abgelagert werden.
Die turbulente Zone kann dadurch erzeugt werden, dass ein Fluidumsstrahl auf die durchlässige Fläche gerichtet wird, und. zwar auf die der Faserablagerungs- seite der Fläche gegenüberliegende Seite, oder dadurch, dass die Suspension mit hoher Geschwindigkeit durch eine lokal verengte Stelle geleitet wird. Auch kann die turbulente Zone durch Zentrifugalkraft erzeugt werden.
Die auf der durchlässigeri Fläche abgelagerten Fasern können durch äussere Krafteinwirkung entfernt werden, beispielsweise indem der in der durchlässigen Fläche herrschende hydrostatische Druck einmal oder mehrmals umgekehrt wird, oder indem mittels hydrau lisch oder mechanisch erzeugter Kräfte auf die auf der durchlässigen Fläche abgelagerten Fasern eingewirkt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die von der gewählten Papiermaschine pro Zeiteinheit wegzuführende Wassermenge herabzusetzen, was wie derum erlaubt, ein. bestimmtes Produkt schneller her zustellen, oder, falls dies nichterwünscht wird, die Abmessungen der gewählten Maschine und ihr Lei- stungsbedarf verringern zu können,
ohne dass damit eine entsprechende Herabsetzung der Produktionsge- schwindigkeit in Kauf genommen werden müsste.
Die ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäss aus durch wenigstens eine durchlässige Fläche, Mittel um eine dünnflüssige faser- haltige Suspension in Kontakt mit der genannten Flä che zu bringen, so dass sich Fasern zeitweilig auf letz terer ablagern, und durch Mittel zur Turbulenzerzeu- gung,
um die Fasern wider von der Fläche wegzubeför- dern; wobei eine konzentrierte Fasersuspension gebil det wird.
Diese Vorrichtung besitzt normalerweise Einlassor- gane für eine faserhaltige Suspension, um diese in den Raum zwischen einer durchlässigen Fläche, die zweck- mässig beweglich ist, und einer undurchlässigen Flä che, oder in:
den Raum zwischen zwei ebenfalls zweck mässig bewegbaren durchlässigen Flächen einzuführen, wobei die Fasern auf diesen Flächen zeitweilig abgela gert werden können, ferner Mittel, um die turbulente Zone in den genannten Raum oder nach diesem Raum zu erzeugen, dank welchen die auf den Flächen abgela gerten Fasern wieder wegbefördert können, sowie einen Auslass, durch welchen die faserhaltige Suspen sion abfliessen kann,
um in die Maschine zur Bildung der flächigen Produkte zu gelangen.
Die vorstehend beschriebene Einrichtung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung als Vorform.appa- rat bezeichnet. Die mittlere Geschwindigkeit des Stoff stromes ist zweckmässig zwischen dem Einlass und dem Auslass des Vorformapparates konstant. Dies ist jedoch nicht Bedingung.
Die bewegliche Fläche oder Flächen bilden zweck mässig wenigstens einen Teil der Wand oder Wände des Vorformapparates. Diese bewegbaren durchlässi gen Flächen können beispielsweise gelochte Riemen oder Zylinder sein.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung isst zweckmäs- sig so gebaut, dass sie pro Zeiteinheit durch einen: rela tiv beschränkten gesamten Arbeitsbereich der porösen Fläche grosse Wassermengen wegführen kann. Unter besonders zweckmässigen Betriebsbedingungen der Vorrichtung beträgt das maximale Gewicht der pro Flächeneinheit der porösen Flächen abgelagerten Fasern wesentlich weniger als das Gewicht pro Flä cheneinheit der später herzustellenden Papierbahn.
Auf diese Weise können pro Zeiteinheit in einem kompak ten Vorformapparat grosse Mengen an dünnflüssigen faserhaltigen Suspensionen vorgeformt werden. Es wurde festgestellt, dass die Entwässerungsgeschwindig keit durch eine bestimmte faserhaltige Ablagerung auf einer bestimmten porösen, Fläche wesentlich erhöht werden kann, und zwar bis zu etwa 200 Mal, wenn das Gewicht der faserigen Ablagerung von 50 g pro qm auf 5 g pro qm reduziert wird.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise näher erläutert, und zwar teilweise anhand der beige fügten Zeichnung. Es zeigt: Fig. 1 und 2 eine erste Ausführungsform einer er- findungsigemässen Vorrichtung, und zwar Fig. 1 von der Seite und teilweise im Schnitt, und Fig. 2 im Auf riss;
Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung; Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch eine dritte Aus führungsform der Vorrichtung, und Fig.5 einen Schnitt durch eine weitere Variante der Vorrichtung.
Fig. 1 und 2 zeigen eine einfache Ausführungsform einer Vorrichtung, die im folgenden, wie bereits er wähnt, als Vorformapparat bezeichnet wird. Beim ge zeigten Beispiel wird eine relativ dünnflüssige faserhal- tige Suspension aus einem Speicherbehälter (nicht dargestellt) in ein Rohr eingeführt, welches mit einem sich verjüngenden Verteiler 2 in Verbindung steht.
Dieser Verteiler ist von bekannter Bauart (teilweise dargestellt) und er besitzt eine Anzahl kleiner Zweiglei tungen 1, welche die dünnflüssige Suspension in eine Verteilervorrichtung 3 leiten, welche von beliebiger Bauart sein kann, in welcher die verschiedenen. Ströme aus den Leitungen 1 des sich. verjüngenden Verteilers zu einem gleichförmigen und homogenen Strom zusam- mengefasst werden,
welcher dann; .mit einer geeigneten mittleren Geschwindigkeit zwischen starren, parallelen Seitenwänden 4 und 5 sowie Endwänden 6 durch strömt.
Beim gezeigten Beispiel des Vorformapperates ist der obere Teil der Seitenwand 5 gekrümmt und stösst an eine flache, horizontal und verschiebbar angeord nete Platte 7 an. Die andere Seitenwand 4 trägt an ihrem obersten Ende einen Streifen aus biegsamem Dichtungsmaterial 8, der sich über die ganze Breite der Wand 4 erstreckt.
Der Dichtungsstreifen steht in Be rührung mit einem endlosen Band aus flexiblem, porö sem Material 9, beispielsweise aus einem Drahtgeflecht aus Phosphorbronze oder rostfreiem Stahl, welches über Steuer- und Führungsrollen 10, 11, 12 und 13 sowie eine Antriebsrolle 14 läuft.
Die Vorrichtung ist ebenfalls mit einer polierten Platte 15 ausgerüstet, welche Starr hinter jedoch in Berührung mit dem zwischen den Rollen 10 und 14 liegenden Teil des Drahtgeflechtbandes 9 montiert ist. Die Platte ist, wie Fig.2 zeigt, mit Löchern 16, 17 usw. versehen, und ist zweckmässig aus rostfreiem Stahl hergestellt. Die Platte 15 besitzt an einer Stelle gegenüber der Platte 7 einen schmalen Schlitz 18, wel cher sich über die ganze Arbeitsbreite der Maschine erstreckt und mit einer Düse 19 in Verbindung steht.
Die Düse hat etwa die gleiche Breitre und ist an eine Hochdruckwasserwelle 20 angeschlossen. Das Wasser 21, das durch das Drahtgeflecht 9 um die gelochte Platte 15 wegfliesst, wird in einer Wanne 22 aufgefan gen, von wo es in Rohre 23 gelangt und dem in die Maschine einströmenden, dünnflüssigen frischen Stoff neu zugeführt werden kann.
Nach erfolgter Entwässe rung setzt sich eine dünne Fasermatte auf dem Draht geflecht 9 ab, und bleibt darauf bis der dünne aus der Düse 18 kommende Frischwasserstrom auf das Draht geflecht auftrifft, und dabei die Fasermatte so lange bearbeitet, bis sie das Drahtgeflecht verlässt und der freien Fasersuspension der turbulenten Zone. 24 beige mischt wird. Diese Turbulenzzone wird durch die in der Nähe hegende Kante der Platte 7 erzeugt.
Die ver dickte Fasersuspension strömt über die Kante der Platte 7 nach oben, und von dort in einen horizontalen Kanal 25, welcher von der Platte 7 und Endwänden 26 gebildet ist. Aus dem Kanal 25 kann die Fasersus pension anschliessend auf das Sieb der Fourd:
rinier- Papiermaschine geleitet werden, und zwar über einen Schlitz, oder in den Trog einer Zylinderpapierma- schine, oder in die Arbeitszone einer Papiermaschine der im Schweizer Patent Nr. 443 874 beschriebenen Bauart, oder in irgendeine andere bekannte Papierma schine, welche dazu geeignet ist, die verlangte Art Papier herzustellen.
Zur weiteren Erläuterung sei angenommen, dass ein Vorformapparat der beschriebenen Art erforderlich ist, um eine faserhaltige Suspension zu behandeln, wel che nachher einer Maschine zugeführt werden soll, welche eine Papierbahn von 250 cm Breite mit einem Trockengewicht von 75 g pro qm mit einer Geschwin digkeit von 61 m pro Minute herstellt. Es sei ferner angenommen, dass die faserhaltige Suspension von der Art ist, in welcher Faserflocken genügend zerkleinert werden können, wenn die Konsistenz 2,0 g pro Liter beträgt,
und die ohne nachteiligen Einfluss auf das her zustellende Papier dann auf 4,0 g pro Liter erhöht wer- den kann, wenn ein. Vorformapparat der oben be schriebenen Art verwendet wird.
Dann ist: (1) Menge der trockenen Fasern, die der Maschine zugeführt werden:
EMI0003.0064
(2) Menge der Suspensionen, die, bei vernachlässig- barem Faserverlust, der Papiermaschine zugeführt wird:
EMI0003.0068
(3) die dem Verformapparat zuzuführende Suspen- sionsmenge bei angenommenem vernachlässigbarem Fa serverlust:
EMI0003.0073
4) Die maximale, auf den porösen Flächen des Vorformapparates abgelagerte Fasermenge kann selbst- verständlich jeden: beliebigen Wert aufweisen. Wie be reits erwähnt kann jedoch die Vorformkapazität eines beliebigen Apparates dadurch erhöht werden, dass die maximale Faserablagerung auf einen relativ niedrigen Wert beschränkt wird, und zwar verglichen mit dem Trockengewicht des herzustellenden Papierbandes.
Es sei im vorliegenden Beispiel angenommen, dass die maximale Faserablagerung auf 15 g pro qm (Trok- kengewicht) beschränkt sei.
Da der Vorformapparat und die Papiermaschine zweckmässig Ströme einer faserhaltigen Suspension mit gleicher Breite verwenden, beträgt die zweckmässige lineare Geschwindigkeit des biegsamen Drahtgeflechtes 9 beim gezeigten Beispiel:
EMI0003.0091
5) Um die sich auf die faserhaltige Suspension beim Eintreten in die Vorformkammer auswirkenden Viskositätsspannungen zu reduzieren, so dass: gleichzei tig das Län:gsausrichten der Fasern vermindert wird, sind die Wände 4 und 5 zweckmässig in solchem Abstand voneinander angeordnet, dass mit den, einströ menden 5805 1 pro Minute, wie weiter oben berechnet wurde, in der Nähe der Dichtung 8 eine mittlere Durchflussgeschwindigkeit von 150 bis 300 m pro Minute entsteht.
Im übrigen ist die Rückwand 5 zweckmässig in der in Fig.1 gezeigten Weise gebogen, um die mittlere Geschwindigkeit auf dem oben erwähnten Wert zu hal ten, wenn. die Menge der faserhaltigen Suspension in folge der Entwässerung durch das Drahtgeflecht 9 und die Platte 15 reduziert wird.
Fig. 3 zeigt eine andere Bauform eines Vorformap- parates, in welchem Fasern auf dem Band 27 abgela gert und wieder von. diesem weggeführt werden., und zwar in verschiedenen aufeinanderfoligenden Stufen.
Beim gezeigten Beispiel sind drei Stufen verwendet, und drei Düsen 28, 29 und- 30 werden mit Wasser bei verschiedenen geeigneten Drücken gespiesen. Auch hier ist die Rückwand 31 der Kammer 38 wieder ge- krümmt, wie bereits weiter oben beschrieben, aber sie ist in drei Abschnitte aufgeteilt, und zwar durch flache horizontale Platten 32, 33 und 34, welche gegenüber den Düsen 28,
29 und 30 liegen. Jede Platte ist zweck- mässig in der Horizontalebene verschiebbar montiert, und weist Mittel zu ihrer Feststellung auf (nicht darge stellt) sowie Mittel 35, 36 und 37 zur Abdichtung, uni jeglichen unabsichtlichen Verlust an faserhaltiger Sus pension zu vermeiden.
Im Betrieb wird die Stellung der drei Platten 32, 33 und 34 bezüglich des Drahtbandes 27 derart einge stellt, um in der faserhaltigen Suspension direkt über jeder Platte Turbulenz zu erzeugen, so dass die durch von den Düsen 28,
29 und 30 vom Drahtband. 27 ab gehobene faserhaltige Suspension innig mit der in den verschiedenen Teilen der Kammeer 38 vorhandenen freien faserhaltigen Suspension, vermischt wird.
Um zu zeigen, wie verschiedene Arten von Vor- formapparaten zur Befriedigung eingesetzt werden kön nen, sei nachstehend anhand von: Fig. 4 ein; Vorform,- apparat beschrieben, bei welchem zum Abheben: dtr auf der porösen Fläche abgelagerten Fasern Zentrifu= galkräfte verwendet werden.
Bei diesem Beispiel besitzt der Vorformapparat eine Eintrittsleitung, welche von parallelen, Seitenwän den 40 und 32 gebildet wird, die ihrerseits zwischen. Endwänden 52 liegen,
wobei der Abstand zwischen den Endwänden 52 etwa gleich gross ist wes die Breite des später herzustellendem. Papierbandes. Dieser Lei tung wird eine dünnflüssige faserhaltige Suspension 41 zugeführt, und zwar aus irgendwelchem, bekannten Vor richtungen (nicht dargestellt),
welche die faserhaltige Suspension verteilt und homogenisiert. Solche Vorrich- tungen sind dem Fachmann bekannt. Die in der Lei tung vorhandene faserhaltige Suspension wird hinter einem Streifen aus biegsamen, Dichtungsmaterial 43, z.
B. aus Gummi oder Kunststoff, und in eine Kammer 44 geleitet, welche durch den Mantel eines Zylinders 45 und. die gebogene Fortsetzung der Wand 42 gebildet wird. Der Zylinder 45 besteht zweckmässig aus einem offenen Gerüst, welches durch poröses Material, z. B.
ein Drahtgeflecht, abgedeckt ist, um -eine im wesent lichen glatte und kontinuierlcihe Zylinderoberfläche zu bilden.
Der Zylinder 45 kann, eine Anzahl Speichen, 46 aufweisen, und zwar an jedem Ende oder in verschie- denen Ebenen über seine Länge, welsche starr an einer Welle 47 befestigt sind, welche in Lagern (nicht darge stellt) geführt ist, wo der Zylinder drehbar montiert und durch geeignete Mittel angetrieben ist,
und zwar in der angezeigten Richtung. Der Zylinder ist so angeord net, dass der Streifen aus Abdichtungsmaterial 43 die Zylinderoberfläche berührt.
Jedes Ende des Zylinders steht in Berührung mit einem, kreisförmigen; Teil eines Dichtungsmaterials, welches an der Innenseite der Ver- längerungen der Endwände 52 befestigt ist, und das Ganze gegen ein Ausfliessen der faserhaltigen Suspen sion abzudichten.
Die gekrümmte Verlängerung der Wand 42 ist zweckmässig so ausgebildet, um eine Kammer 44 zu bilden., welche die Form eines Teils eines Ringes mit zunehmend abnehmendem Krümmungsradius aufweist.
Au ihrem Ende trägt die Wand 42 einen Streifen 48 aus biegsamen Dichtungsmaterial, dessen Länge der Breite des Zylinders 45 entspricht, welcher in Berüh- rung mit einem kleineren; Zylinder 49 gleicher Breite angeordnet ist.
Der kleine Zylinder 49 ist zweckmässig mit einer porösen Fläche umgeben, und drehbar in Lagern. 50 gelagert. Der Zylinder besitzt üblicherweise einen hohlen Kern. 51, der verschiebbar im Innern des Zylinders angeordnet ist, und über die Welle 50 dreh bar gelagert ist.
Über diese Welle ist der im weiteren über geeignete Stopfbüchsen (nicht dargestellt) an eine Vakuumquelle angeschlossen. Der Zylinder 49 ist ebenfalls zweckmässig mit Dichtungen umwickelt, wel che mit den Endwänden 52 zusammenwirken, wobei diese Dichtungen ähnlich ausgebildet sind wie jene, die im Zusammenhang mit dem grossen Zylinder 45 be schrieben wurden.
Im Betrieb wird ein Vorformapparat gemäss Fig. 4 mit einer dünnflüssigen, homogenen faserhaltigen Sus- pension gespiesen. Diese Suspension wird durch die Eintrittsleitung mit einer geeigneten volumentrischen Durchflussgeschwindigkeit zugeführt, derart,
dass in der Leitung ein statischer Druck h erzeugt wird. Dis Höhe h und die radiale Breite der Kammer 44 sind zweckmässig so gewählt, dass an einer Stelle in der Nähe der Abdichtung 43 die faserhaltige Suspension eine mittlere Geschwindigkeit erreicht, welche grösser ist als die halbe Umfangsgeschwindigkeit des Zylinders 45,
und dass die Suspension einen restlichen statischen Druck aufweist, er ausreicht, damit das Wasser der Sus pension durch die Oberfläche des Zylinders wegfliessen kann.
Die Umfangsgeschwindigkeit des Zylinders wird zweckmässig so gewählt, dass sie mit folgendem Wert RTI ID="0004.0231" WI="23" HE="3"LX="1167" LY="1970"> übereinstimmt:
EMI0004.0232
Gew. <SEP> pro <SEP> Flächeneinheit <SEP> der <SEP> Papierbahn. <SEP> X <SEP> Lineargeschwindigkeit <SEP> der <SEP> Papierbahn
<tb> Max. <SEP> Gewicht <SEP> pro <SEP> Flächeneinheit <SEP> der <SEP> auf <SEP> dem <SEP> Zylinder <SEP> abgelagerten <SEP> Fasern.
Bei Verwendung der Daten, welche für den früher beschriebenen Vorformapparat aufgestellt wurden, und unter Annahme derselben Betriebsbedingungen, sollte demnach die Umfangsgeschwindigkeit des Zylinders 45 300 m pro Minute betragen. Zweckmässig besitzt der Zylinder einen realtiv kleinen Durchmesser, um, bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 300 m pro Minute,
in der im Innern der Kammer 44 vorhandenem: faser- haltigen Suspension einen relativ kräftigen Zentrifugal effekt hervorzurufen. Auch der kleine Zylinder 49 kann auf ähnliche Weise angetrieben werden, und zwar ebenfalls mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 300 m pro Minute.
An einer Stelle in der Gegend. des zweiten Abdich- tungsstreifens 48 wird der durch Zentrifugalwirkung erzeugte Druck den statischen Druck der faserhaltigen Suspension im Innern der Kammer 44 überschreiten, und die auf der Oberfläche des Zylinders 45 abgelager ten:
Fasern werden vom Zylinder 45 weggeschleudert, um der Oberfläche des Zylinders 49 zu folgen, und zwar infolge des im hohlen Kern 51 im Innern des kleinen Zylinders 49 erzeugten Vakuums., und um einer geeig- neten; Leitung zugeführt zu werden, so z.
B. jener, 'e von den Wänden 52 gebildet ist, von wo die Fasersus pension dann einer geeigneten Papiermaschine zuge- führt werden kann.
Das durch die poröse Oberfläche des Zylinders 45 weggeführte Wasser 53 kann auf geeignete Weise ge- sammelt und entweder abgeleitet oder einer Pumpe zugeführt werden, von wo das Wasser dann zur weite ren Verdünnung des frischen, dem Vorformapparat zugeführten Stoffes dienen kann.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Vorformapparat sind zwei endlose Bänder 61 und 62 aus gelochtem Mate rial z. B. Drahtgeflechte aus Kunststoff oder Bronze, vorgesehen. Sie werden, über ähnliche, jedoch. gegen läufige Bahnen geführt, und zwar über acht freilau fende Rollen 63 und 64, 65 und 66, 67 und 68 sowie 92 und 93.
Die Bänder werden in den angezeigten Richtungen angetrieben, und zwar vorteilhaft mit glei- cher Geschwindigkeit, was mittels der Antriebsrollen 69 und 70 erfolgt. Diese Bänder werden geführt oder gesteuert mittels verstellbar montierten Rollen 71 und 72, welche selbst durch an sich bekannte (nicht darge- stellte) Mechanismen gesteuert werden.
Die dünnflüssige faserhaltige Suspension wird mit- tels früher beschriebener Vorrichtungen als einheit licher und homogener Strom einer Düse. 73, oder einer ähnlichen geeigneten Leitung zugeführt, welche in den zwischen den durchlässigen Bändern, welche über die Rollen 63 und 64 laufen, gebildeten Spalt einmünden.
Wenn, wie bei den früheren Beispielen, der Vor formapparat Papierstoff für eine mit 61 m pro Minute laufende Papiermaschine liefern soll, muss, die Ge- schwindigkeit des Stoffes im Innern des Vorformappa- rates ebenfalls 61 m pro Minute oder mehr betragen.
So müssen also die durchlässigen Bänder 61 und 62 mit 61 m pro Minute oder einer höheren Geschwinm digkeit angetrieben werden.
Damit es möglich ist, in breiten. Bereichen zu arbei ten, hat es sich als nützlich erwiesen, die Austrittsdüse 73 im Durchmesser verstellbar zu gestalten, und die Rollen 63 und 64 in Lagern anzuordnen:, welche in der Horizontalebene gegenseitig verstellbar sind.
Wie Fig. 5 zeigt, laufen die durchlässigen Bänder 61 und 62 dank der Anordnung der Rollen 65 und 66 leicht gegeneinander. Bei diesem speziellen Apparat bildet der vertikale Durchgang zwischen den Rollen 63 und 64 und den Rollen 65 und 66 die eigentliche Vor formzone.
Sobald die faserhaltige Suspension die zusammen- laufenden Bänder erreioht, wird:
ein Druck erzeugt und unter dem Einfluss dieses Druckes und des statischen Druckes, strömt Wasser aus der Suspension nach aus sen und hinterlässt eine faserige Ablagerung auf jedem Band. Das abgeleitete Wasser wird zweckmässig in einer Anzahl Leitungen oder Behälter 74 und 77,
75 und 78 und 76 und 79 gesammelt. Dies erfolgt über Abstreiforgane 80 und 83, 81 und 84, sowie 82 und 85, welche aus jedem beliebigen Material bestehen können, so z. B. aus Nylon oder rostfreiem Stahl. Das abgeleitete Wasser kann dann: zur weiteren Verdün- nung des einströmenden Stoffes verwendet werden.
Der Grad der Verengung zwischen den Bändern. 61 und 62 wird, in einem gewissen Masse, die Menge des abgeführten Wasser bestimmen. Wenn Viskositäts kräfte und Turbulenz im Stoff vermieden werden sol len, muss der die Oberfläche der Rollen 65 und 66 trennende Abstand so gewählt sein,
dass die mittlere Geschwindigkeit des den Spalt verlassenden Stoffes gleich der Geschwindigkeit der durchlässigen Bänder ist.
Es wurde jedoch festgestellt, dass bei einigen faser haltigen Suspensionen Turbulenz wünschenswert ist, und zwar innerhalb der Behandlungszone. Dies kann durch Verminderung der Verengung zwischen den Bän dern 61 und 62 erreicht werden, z.
B. indem der Ab stand der Rollen 65 und 66 erhöht wird. Der am be sten geeignete Abstand für einen bestimmten Stoff kann nur durch Versuche gefunden werden. Zweck mässig sind die Lager der Rollen 65 und 66 verstell bar, und zwar in der Horizontalebene, und. die Rollen 67 und 68 können ebenfalls verstellbar sein, so dass in jedem Band die richtige Spannung aufrechterhalten werden kann, nachdem die Rollen 63 und 64, oder 65 und 66 verstellt wurden.
Damit die Entwässerung nicht vorzeitig erfolgt, können Platten 86 und 87 zwischen den Rollen 63 und 64 und den Bändern 61 und 62 angeordnet werden. Diese Platten können aus jedem beliebigen Material bestehen; welche bei Berührung mit den, Bändern und Rollen gute Verschleisseigenschaften aufweisen, so z. B. Nylon oder rostfreier Stahl.
Die Rollen 65 und 66 halben zweckmässig geringe Abmessungen, ohne dass dabei jedoch die Steifheit und die Genauigkeit mit der Anlage darunter leiden soll. Bei grossen Maschinen können sie durch grössere Rol len 68 und 69 abgestützt sein.
Die dünne faserhaltige Ablagerung auf jedem Band. wird starken Zentrifugalkräften ausgesetzt, sobald .sie das Ende des Spaltes zwischen den Rollen 65 und 66 erreicht. Die Fasern verlassen die Bänder und vermi schen sich mit der Stoffsuspension, um schliesslich den Apparat als vertikal nach unten wandernder zusam- menhaftender Strom zu verlassen.
Dieser Strom kann, nachdem er auf geeignete Weise gesammelt und verzö gert wurde einer Papiermaschine bekannter Bauart zugeführt werden.
Es ist klar, dass sich ein solcher Apparat zur Be handlung von Papierstoff in der Vorformzone unter den verschiedensten hydraulischen Bedingungen eignet, wie sie beispielsweise durch die verschiedensten Kom- binationen von Bandgeschwindigkeit, Eintrittsge- schwindigkeit des Stoffes, Spaltverengung und Abmes sungen des Spaltendes auftreten können.
Weitere. Änderungen der hydraulischen Bedingun- gen während der Entwässerung können durch Verwen dung von etwas anderen Formen des gleichen Appara tes erfüllt werden. So beispielsweise wenn Sprühdüsen 90 und 91 verwendet werden, um die sich auf den Bändern abgelagerten. Fasern zu entfernen, oder indem die Rollen 65 und 66 durch Rollen ersetzt werden, deren durchlässige Mantelflächen mit Sprühdüsen zum selben Zweck versehen sind.
Method and device for the production of flat fiber products The present invention relates to a method and a device for producing flat fiber products.
In known paper machines, a thin liquid suspension of fibers or other additives in water is fed to a moving porous surface so that the water can flow away through this surface and a fibrous mat remains on the surface, which is then removed from it Area is removed, pressed and dried to form a paper web.
It is clear that for a porous surface with certain dimensions and a suspension with certain drainage properties, the speed at which a certain paper web can be produced can be increased by the consistency of the material released into the formation zone fibrous suspension is increased.
It has been found, however, that with an excessive increase in consistency, the paper produced loses its evenness and can therefore have damaged areas. When using suspensions with long, coarsely frayed fibers (such as those used in the production of thick or coarse papers, for example), the maximum permissible consistency is less than 2.5 g fibers per liter of water.
Since pulp suspensions for strong papers also have low dewatering speeds, which are normally low, the speed at which such papers can be produced on known machines is in fact very limited.
It is known that fibers or flakes which spoil the evenness of the product can be avoided if the suspension is exposed to an intensi ven turbulence, e.g. B. by the Sus pension is passed through a chamber in which mechanically driven agitators are arranged; or by forcing the suspension under pressure through a hydraulic system that is designed to create intense turbulence therein.
If paper with a good structure and good evenness is required, then: The shredding of the fiber flocks must be as complete as possible. To achieve this, it was found that the swirling must take place when the suspension has a relatively low consistency.
In known machines, the paper stock with such a required low consistency is introduced into the forming zone in the manner mentioned above, the speed at which the paper web is produced being limited by the fact that large amounts of water have to be removed in order to to deposit the required weight of fibers per unit area.
A process for the production of paper has now been found in which the fiber-containing suspension can have a significantly higher consistency than in the conventional production process during the formation of the paper web. So it was found in splielweise that for the production of strong or firm paper of the aforementioned type with the method described below, the consistency of the suspension can be increased from 2.5 g per liter to 4 g per liter without affecting the quality of the produced paper would suffer.
The inventive method for the production of flat fiber products is characterized in that a stream with fibers evenly distributed therein is formed from a low-viscosity fiber-containing suspension, which stream has a width that corresponds approximately to the width of the flat fiber product to be produced, that a part of the water of the sus pension is carried away, so that the consistency of the stream is increased, and that this stream is introduced into a machine for forming the sheet-like fiber product.
Since the method is intended in particular for paper manufacture, the last-mentioned machine is of course a paper machine. This paper machine can be any of the known machines, e.g. B. a Fourdrinier or Fourdrinier machine, a drum paper machine or a paper web forming machine of another type, such as those described, for example, in Swiss Patent 443 874;
is, the only difference between such machines compared to the machines known per se is that they can be operated with fiber-containing suspensions, the consistency of which is significantly higher than is normally customary or permissible.
A particularly expedient form of this method is that a fiber-containing liquid suspension is brought into contact with a permeable surface, that fibers from the suspension are deposited on the permeable surface and liquid is carried away through the surface, and then the deposited Fibers and the suspension are passed through a turbulent zone,
in French fibers removed from the permeable surface and returned to the suspensions in order to form a suspension with a greater concentration than the original concentration.
The permeable surface is expediently moved. Two surfaces can also be used. For example, the pulp suspension can be introduced into the space between two moving surfaces.
The pulp suspension can also be passed through more than one turbulent zone and the fibers can be deposited on the permeable surface between two turbulent zones.
The turbulent zone can be generated in that a fluid jet is directed onto the permeable surface, and. on the side opposite the fiber deposit side of the surface, or in that the suspension is passed through a locally constricted point at high speed. The turbulent zone can also be generated by centrifugal force.
The fibers deposited on the permeable surface can be removed by external force, for example by reversing the hydrostatic pressure prevailing in the permeable surface one or more times, or by acting on the fibers deposited on the permeable surface by means of hydraulically or mechanically generated forces.
The inventive method makes it possible to reduce the amount of water to be removed from the selected paper machine per unit of time, which in turn allows a. to manufacture a certain product more quickly or, if this is not desired, to be able to reduce the dimensions of the selected machine and its power requirements,
without having to accept a corresponding reduction in production speed.
The device for carrying out the method, which is also the subject of the invention, is characterized according to the invention by at least one permeable surface, means for bringing a thin, fiber-containing suspension into contact with the said surface, so that fibers are temporarily deposited on the latter, and by means of turbulence generation,
to move the fibers back away from the surface; whereby a concentrated fiber suspension is gebil det.
This device normally has inlet devices for a fiber-containing suspension in order to transfer it into the space between a permeable surface, which is expediently movable, and an impermeable surface, or in:
introduce the space between two also expediently movable permeable surfaces, the fibers on these surfaces can be temporarily deposited, further means to generate the turbulent zone in the space mentioned or after this space, thanks to which the deposited on the surfaces Fibers can be transported away again, as well as an outlet through which the fiber-containing suspension can flow off,
to get into the machine to form the flat products.
The device described above is referred to as Vorform.appa- rat in the following part of the description. The mean speed of the material flow is expediently constant between the inlet and the outlet of the preform apparatus. However, this is not a requirement.
The movable surface or surfaces expediently form at least part of the wall or walls of the preform apparatus. These movable permeable surfaces can be, for example, perforated belts or cylinders.
The device according to the invention is expediently constructed in such a way that it can carry away large amounts of water per unit of time through a relatively limited total working area of the porous surface. Under particularly advantageous operating conditions of the device, the maximum weight of the fibers deposited per unit area of the porous surfaces is significantly less than the weight per unit area of the paper web to be produced later.
In this way, large quantities of thin, fiber-containing suspensions can be preformed per unit of time in a compact preforming apparatus. It was found that the drainage speed can be increased significantly by a certain fibrous deposit on a certain porous surface, up to about 200 times if the weight of the fibrous deposit is reduced from 50 g per square meter to 5 g per square meter .
The invention is explained in more detail below, for example, in part with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show a first embodiment of a device according to the invention, namely FIG. 1 from the side and partially in section, and FIG. 2 in elevation;
3 shows a side view, partly in section, of a further embodiment of the device; FIG. 4 shows a vertical section through a third embodiment of the device, and FIG. 5 shows a section through a further variant of the device.
1 and 2 show a simple embodiment of a device which, as already mentioned, is referred to below as a preform apparatus. In the example shown, a relatively thin, fiber-containing suspension is introduced from a storage container (not shown) into a tube which is connected to a tapering distributor 2.
This distributor is of known type (partially shown) and it has a number of small Zweiglei lines 1, which direct the liquid suspension in a distributor device 3, which can be of any type in which the various. Currents from the lines 1 of the itself. tapered distributor can be combined into a uniform and homogeneous flow,
which then; . Flows through at a suitable average speed between rigid, parallel side walls 4 and 5 and end walls 6.
In the example of the preform apparatus shown, the upper part of the side wall 5 is curved and abuts a flat, horizontally and displaceably angeord designated plate 7. The other side wall 4 carries at its uppermost end a strip of flexible sealing material 8 which extends over the entire width of the wall 4.
The sealing strip is in contact with an endless band of flexible, porous material 9, for example made of a wire mesh made of phosphor bronze or stainless steel, which runs over control and guide rollers 10, 11, 12 and 13 and a drive roller 14.
The device is also equipped with a polished plate 15 which is rigidly mounted behind but in contact with the part of the wire mesh belt 9 lying between the rollers 10 and 14. The plate is, as Fig.2 shows, provided with holes 16, 17, etc., and is expediently made of stainless steel. The plate 15 has at a point opposite the plate 7 a narrow slot 18, wel cher extends over the entire working width of the machine and is connected to a nozzle 19 in connection.
The nozzle has approximately the same width and is connected to a high pressure water shaft 20. The water 21, which flows away through the wire mesh 9 around the perforated plate 15, is caught in a tub 22, from where it enters pipes 23 and can be re-fed to the thin, liquid fresh substance flowing into the machine.
After drainage, a thin fiber mat settles on the wire mesh 9, and remains on it until the thin stream of fresh water coming from the nozzle 18 hits the wire mesh, and the fiber mat is processed until it leaves the wire mesh and the free one Fiber suspension of the turbulent zone. 24 beige is mixed. This zone of turbulence is generated by the edge of the plate 7 lying in the vicinity.
The ver thickened fiber suspension flows over the edge of the plate 7 upwards, and from there into a horizontal channel 25 which is formed by the plate 7 and end walls 26. The fiber suspension can then be transferred from channel 25 to the Fourd sieve:
rinier- paper machine, through a slot, or in the trough of a cylinder paper machine, or in the work zone of a paper machine of the type described in Swiss Patent No. 443 874, or in any other known paper machine which is suitable to produce the required type of paper.
For further explanation it is assumed that a preform apparatus of the type described is required in order to treat a fiber-containing suspension which is to be fed to a machine afterwards which produces a paper web of 250 cm width with a dry weight of 75 g per square meter at a speed of 61 m per minute. It is further assumed that the fiber-containing suspension is of the type in which fiber flakes can be sufficiently comminuted if the consistency is 2.0 g per liter,
and which can then be increased to 4.0 g per liter without adversely affecting the paper to be produced if a. Preform apparatus of the type described above is used.
Then: (1) Amount of dry fibers fed into the machine:
EMI0003.0064
(2) Amount of suspensions that are fed to the paper machine with negligible fiber loss:
EMI0003.0068
(3) the amount of suspension to be fed to the deforming apparatus with an assumed negligible fiber loss:
EMI0003.0073
4) The maximum amount of fibers deposited on the porous surfaces of the preform apparatus can of course have any value. As already mentioned, however, the preform capacity of any apparatus can be increased by limiting the maximum fiber deposition to a relatively low value compared to the dry weight of the paper tape to be produced.
It is assumed in the present example that the maximum fiber deposit is limited to 15 g per square meter (dry weight).
Since the preforming apparatus and the paper machine expediently use streams of a fiber-containing suspension with the same width, the expedient linear speed of the flexible wire mesh 9 in the example shown is:
EMI0003.0091
5) In order to reduce the viscosity stresses affecting the fiber-containing suspension when it enters the preforming chamber so that: at the same time the length alignment of the fibers is reduced, the walls 4 and 5 are expediently arranged at such a distance from one another that with the inflowing 5805 1 per minute, as was calculated above, in the vicinity of the seal 8 an average flow rate of 150 to 300 m per minute is created.
In addition, the rear wall 5 is suitably bent in the manner shown in Figure 1 in order to keep the average speed at the above-mentioned value, if. the amount of fiber-containing suspension as a result of the drainage through the wire mesh 9 and the plate 15 is reduced.
3 shows another design of a preform apparatus, in which fibers are deposited on the belt 27 and removed again. be led away from this, in various successive stages.
In the example shown, three stages are used and three nozzles 28, 29 and 30 are fed with water at various suitable pressures. Here, too, the rear wall 31 of the chamber 38 is curved again, as already described above, but it is divided into three sections, namely by flat horizontal plates 32, 33 and 34, which face the nozzles 28,
29 and 30 lie. Each plate is expediently mounted displaceably in the horizontal plane, and has means for securing it (not shown) and means 35, 36 and 37 for sealing in order to avoid any unintentional loss of fibrous suspension.
In operation, the position of the three plates 32, 33 and 34 with respect to the wire belt 27 is set in such a way as to generate turbulence in the fiber-containing suspension directly above each plate, so that the
29 and 30 from the wire band. 27 from lifted fiber-containing suspension is intimately mixed with the free fiber-containing suspension present in the various parts of the chamber 38.
In order to show how different types of preform apparatus can be used for satisfaction, let us refer to: FIG. 4; Preform apparatus described in which centrifugal forces are used to lift off: the fibers deposited on the porous surface.
In this example, the preform apparatus has an entry line which is formed by parallel, Seitenwän 40 and 32, which in turn between. End walls 52 lie,
wherein the distance between the end walls 52 is approximately equal to the width of the later to be produced. Paper tape. This Lei device is supplied with a thin, fiber-containing suspension 41, from some known device (not shown),
which distributes and homogenizes the fiber-containing suspension. Such devices are known to the person skilled in the art. The existing in the Lei device fibrous suspension is behind a strip of flexible, sealing material 43, z.
B. made of rubber or plastic, and passed into a chamber 44 which through the jacket of a cylinder 45 and. the curved continuation of wall 42 is formed. The cylinder 45 expediently consists of an open framework, which is formed by porous material, e.g. B.
a wire mesh that is covered to form a substantially smooth and continuous cylinder surface.
The cylinder 45 can have a number of spokes 46, at each end or in different planes along its length, which are rigidly attached to a shaft 47 which is guided in bearings (not shown) where the cylinder is is rotatably mounted and driven by suitable means,
in the direction indicated. The cylinder is arranged so that the strip of sealing material 43 contacts the cylinder surface.
Each end of the cylinder is in contact with a circular one; Part of a sealing material, which is attached to the inside of the extensions of the end walls 52, and to seal the whole against an outflow of the fibrous suspension.
The curved extension of the wall 42 is expediently designed in such a way as to form a chamber 44 which has the shape of part of a ring with an increasingly decreasing radius of curvature.
At its end, the wall 42 carries a strip 48 of flexible sealing material, the length of which corresponds to the width of the cylinder 45, which is in contact with a smaller one; Cylinder 49 is arranged of the same width.
The small cylinder 49 is expediently surrounded by a porous surface and rotatable in bearings. 50 stored. The cylinder usually has a hollow core. 51, which is slidably arranged in the interior of the cylinder, and is rotatably mounted on the shaft 50 bar.
The shaft is connected to a vacuum source via suitable stuffing boxes (not shown). The cylinder 49 is also expediently wrapped with seals wel che with the end walls 52 cooperate, these seals are similar to those that were written in connection with the large cylinder 45 be.
In operation, a preform apparatus according to FIG. 4 is fed with a thin, homogeneous, fiber-containing suspension. This suspension is fed through the inlet line with a suitable volumetric flow rate in such a way that
that a static pressure h is generated in the line. The height h and the radial width of the chamber 44 are expediently chosen so that at a point in the vicinity of the seal 43 the fiber-containing suspension reaches an average speed which is greater than half the circumferential speed of the cylinder 45,
and that the suspension has a residual static pressure that is sufficient for the water of the sus pension to flow away through the surface of the cylinder.
The circumferential speed of the cylinder is expediently chosen so that it corresponds to the following value RTI ID = "0004.0231" WI = "23" HE = "3" LX = "1167" LY = "1970">:
EMI0004.0232
Weight <SEP> per <SEP> unit area <SEP> of the <SEP> paper web. <SEP> X <SEP> Linear speed <SEP> of the <SEP> paper web
<tb> Max. <SEP> weight <SEP> per <SEP> unit area <SEP> of the <SEP> on <SEP> the <SEP> cylinder <SEP> deposited <SEP> fibers.
Using the data which were established for the preform apparatus described earlier, and assuming the same operating conditions, the circumferential speed of the cylinder should accordingly be 45,300 m per minute. The cylinder expediently has a relatively small diameter in order to, at a peripheral speed of 300 m per minute,
to cause a relatively powerful centrifugal effect in the fiber-containing suspension present in the interior of the chamber 44. The small cylinder 49 can also be driven in a similar manner, also at a peripheral speed of 300 m per minute.
At one point in the area. of the second sealing strip 48, the pressure generated by centrifugal action will exceed the static pressure of the fiber-containing suspension inside the chamber 44, and that deposited on the surface of the cylinder 45:
Fibers are thrown away from the cylinder 45 to follow the surface of the cylinder 49 due to the vacuum created in the hollow core 51 inside the small cylinder 49., And around a suitable; Line to be fed, so z.
B. that, 'e is formed by the walls 52, from where the fiber suspension can then be fed to a suitable paper machine.
The water 53 carried away through the porous surface of the cylinder 45 can be collected in a suitable manner and either drained or fed to a pump, from where the water can then serve to further dilute the fresh material fed to the preform apparatus.
In the preform apparatus shown in Fig. 5, two endless belts 61 and 62 are made of perforated Mate rial z. B. wire mesh made of plastic or bronze, provided. You will, about similar, however. guided against running tracks, namely via eight free-running rollers 63 and 64, 65 and 66, 67 and 68 as well as 92 and 93.
The belts are driven in the indicated directions, to be precise advantageously at the same speed, which takes place by means of the drive rollers 69 and 70. These belts are guided or controlled by means of adjustably mounted rollers 71 and 72, which are themselves controlled by mechanisms known per se (not shown).
The thin, fiber-containing suspension is produced as a uniform and homogeneous stream of a nozzle by means of devices described earlier. 73, or a similar suitable line which opens into the gap formed between the permeable belts which run over the rollers 63 and 64.
If, as in the earlier examples, the preform apparatus is to supply paper stock for a paper machine running at 61 m per minute, the speed of the stock inside the preform apparatus must also be 61 m per minute or more.
So the permeable belts 61 and 62 must be driven at 61 m per minute or a higher speed.
So that it is possible in broads. To arbei th areas, it has proven useful to make the outlet nozzle 73 adjustable in diameter and to arrange the rollers 63 and 64 in bearings: which are mutually adjustable in the horizontal plane.
As shown in Fig. 5, the permeable belts 61 and 62 easily run against each other thanks to the arrangement of the rollers 65 and 66. In this particular apparatus, the vertical passage between rollers 63 and 64 and rollers 65 and 66 forms the actual pre-forming zone.
As soon as the fiber-containing suspension reaches the converging ligaments:
a pressure is generated and under the influence of this pressure and the static pressure, water flows out of the suspension and leaves a fibrous deposit on each belt. The drained water is expediently in a number of pipes or tanks 74 and 77,
75 and 78 and 76 and 79 collected. This is done via stripping elements 80 and 83, 81 and 84, and 82 and 85, which can be made of any material, such as. B. made of nylon or stainless steel. The diverted water can then: be used to further dilute the inflowing substance.
The degree of narrowing between the ligaments. 61 and 62 will, to a certain extent, determine the amount of water removed. If viscosity forces and turbulence in the fabric are to be avoided, the distance separating the surface of the rollers 65 and 66 must be chosen so that
that the mean speed of the fabric leaving the gap is equal to the speed of the permeable belts.
However, it has been found that with some fibrous suspensions, turbulence is desirable within the treatment zone. This can be achieved by reducing the constriction between the bands 61 and 62, e.g.
B. by the stand from the rollers 65 and 66 is increased. The most suitable distance for a particular substance can only be found through experimentation. Appropriately, the bearings of the rollers 65 and 66 are adjustable bar, in the horizontal plane, and. rollers 67 and 68 can also be adjustable so that proper tension can be maintained in each belt after rollers 63 and 64, or 65 and 66 have been adjusted.
So that the drainage does not occur prematurely, plates 86 and 87 can be arranged between the rollers 63 and 64 and the belts 61 and 62. These plates can be made of any material; which have good wear properties when in contact with the, belts and rollers, such. B. nylon or stainless steel.
The rollers 65 and 66 are expediently small in size, without the stiffness and the accuracy of the system being adversely affected. On large machines, they can be supported by larger rollers 68 and 69.
The thin fibrous deposit on each band. is subjected to strong centrifugal forces as soon as it reaches the end of the gap between rollers 65 and 66. The fibers leave the belts and mix with the pulp suspension in order to finally leave the apparatus as a cohesive stream moving vertically downwards.
This stream, after it has been appropriately collected and delayed, can be fed to a paper machine of known type.
It is clear that such an apparatus is suitable for treating paper stock in the preform zone under a wide variety of hydraulic conditions, such as those that can occur, for example, through a wide variety of combinations of belt speed, entry speed of the stock, gap narrowing and dimensions of the gap end .
Further. Changes in hydraulic conditions during drainage can be met by using slightly different forms of the same apparatus. For example, when spray nozzles 90 and 91 are used to remove the deposited on the belts. To remove fibers, or by replacing the rollers 65 and 66 with rollers, the permeable lateral surfaces of which are provided with spray nozzles for the same purpose.