DE10012342A1

DE10012342A1 - Doppelsiebformer

Info

Publication number: DE10012342A1
Application number: DE10012342A
Authority: DE
Inventors: Alfred Bubik; Juergen Proessl; Joachim Henssler; Mathias Schwaner
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2001-09-20
Also published as: US6521091B2; DE50103934D1; EP1136620B1; EP1136620A3; US20020096297A1; EP1136620A2

Abstract

Ein Doppelsiebformer einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, umfaßt zwei umlaufende endlose Siebe, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes im Bereich eines mitbewegten Entwässerungselementes zusammenlaufen, sowie einen Stoffauflauf, über den die Faserstoffsuspension in den Stoffeinlaufspalt eingebracht wird. Die Stoffdichte C der Faserstoffsuspension im Stoffauflauf sowie das Flächengewicht F der in den Stoffeinlaufspalt eingebrachten Faserstoffsuspension sind so gewählt, daß DOLLAR A F/(C È 1000) > 0,025 DOLLAR A ist wobei das Flächengewicht F in g/m·2· und die Stoffdichte in g/l angegeben ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer einer Maschine zur Her stellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit zwei umlaufenden endlosen Sieben, die unter Bildung eines Stoffeinlauf spaltes im Bereich eines mitbewegten Entwässerungselementes zusam menlaufen, sowie mit einem Stoffauflauf, über den die Faserstoffsuspensi on in den Stoffeinlaufspalt eingebracht wird. Ein derartiger Doppelsieb former ist beispielsweise in der WO 97/47803 beschrieben.

Die Festigkeitsentwicklung bei Verpackungspapieren und insbesondere Karton hängt von der Wassermenge ab, die auf der Formierwalze eines je weiligen Formers entfernt wird.

Entgegen theoretischer Vorstellungen hat sich gezeigt, daß ein größerer Durchmesser der Formierwalze bei gleichem Umschlingungswinkel eine größere Entwässerungskapazität mit sich bringt als ein kleinerer Durch messer.

Mit dem Durchmesser der Formierwalze nimmt auch die maximale Strahlhöhe oder -dicke des aus dem Stoffauflauf austretenden Suspensi onsstrahles zu, bei der noch keine Rückströmungen am Stoffeinlaufspalt zu befürchten sind.

Des weiteren nimmt das erzielbare dimensionslose Verhältnis L/h der Strahllänge L zur Strahldicke h mit größer werdender Suspensionstrahldicke h ab, was sich in einer streifenfreien Formation ohne großen Einfluß der Grenzschichtturbulenz der Stoffauflaufwände äußert.

Ziel der Erfindung ist es, einen Doppelsiebformer der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem unter Berücksichtigung der zuvor genannten Ge gebenheiten insbesondere eine möglichst hohe Bahnfestigkeit, eine mög lichst streifenfreie Formation der Bahn und eine möglichst weichflockige Bahnstruktur erzielt wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das die Stoff dichte C der Faserstoffsuspension im Stoffauflauf sowie das Flächenge wicht F der in den Stoffeinlaufspalt eingebrachten Faserstoffsuspension so gewählt sind, daß

F/(C.1000) < 0,025

ist, wobei das Flächengewicht F in g/m² und die Stoffdichte in g/l angege ben ist.

Dabei ist das Verhältnis der maximalen Länge des zwischen dem Aus trittsspalt des Stoffauflaufs und dem Stoffeinlaufspalt verlaufenden freien Suspensionsstrahles zur Dicke des freien Suspensionsstrahles vorzugs weise kleiner als 10.

Ist der Austrittsspalt des Stoffauflaufs beispielsweise zwischen zwei sich quer zur Strahlrichtung verlaufenden Düsenwänden gebildet, von denen die eine gegenüber der anderen zurückversetzt ist, so kann die maximale Länge des freien Suspensionsstrahles durch den in Strahlrichtung gegebenen Abstand zwischen der zurückversetzten Düsenwand und der Auf treffstelle bestimmt sein, an der der auf der Seite der zurückversetzten Düsenwand liegende Suspensionsstrahlabschnitt auf das betreffende Sieb auftrifft.

Das mitbewegte Entwässerungselement kann beispielsweise durch eine Walze oder durch ein umlaufendes, vorzugsweise über gekrümmte Ele mente geführtes Band oder Tuch gebildet sein. Die jeweilige Walze kann eine offene oder auch geschlossene Oberfläche aufweisen. Sie kann mit oder auch ohne Vakuum betrieben sein. Bei dem jeweiligen Band bzw. Tuch kann es sich insbesondere um ein offenes Band bzw. Tuch handeln.

Im Anschluß an das mitbewegte Entwässerungs- oder Formierelement können ein oder mehrere Formationselemente, ein oder mehrere Entwäs serungselemente und/oder ein oder mehrere Brennelemente vorgesehen sein.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des erfindungsge mäßen Doppelsiebformers besitzt das von den beiden Sieben umschlun gene mitbewegte Entwässerungselement im Umschlingungsbereich einen Krümmungsradius, der gleich oder größer etwa 900 mm und insbesondere größer als etwa 1000 mm ist. Ist das mitbewegte Entwässerungselement durch eine Walze gebildet, so ist der Walzendurchmesser vorzugsweise gleich oder größer als etwa 1800 mm und insbesondere größer als etwa 2000 mm.

Von Vorteil ist auch, wenn der zwischen einer der beiden quer verlaufen den Düsenwände und der Strahlrichtung gebildete Konvergenzwinkel grö ßer oder gleich etwa 1° ist.

Bei einem von den beiden Sieben umschlungenen, im Umschlingungsbe reich gekrümmten mitbewegten Entwässerungselement ist das Verhältnis des Krümmungsradius zur Dicke des freien Suspensionsstrahles vorzugs weise kleiner als etwa 45 und insbesondere kleiner als etwa 35.

Von Vorteil ist auch, wenn die Umschlingungslänge X, über die die beiden Siebe das mitbewegte Entwässerungselement umschlingen, und die Dicke h des freien Suspensionsstrahles so gewählt sind, daß der sich aus der Beziehung √(X.h) ergebende Wert in einem Bereich von etwa 140 bis etwa 300 mm und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 160 bis etwa 300 mm liegt.

Die Siebgeschwindigkeit v, die Siebspannung T und die Dichte ρ der Fa serstoffsuspension sind zweckmäßigerweise so gebildet, daß

ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels un ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Fig. 1 der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Doppelsiebformer 10 einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 12, bei der es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn han deln kann.

Der Doppelsiebformer 10 umfaßt zwei umlaufende endlose Siebe 14, 16, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 18 im Bereich eines mitbeweg ten Entwässerungs- oder Formierelementes 20 zusammenlaufen. Bei dem mitbewegten Entwässerungselement 20 kann es sich beispielsweise um eine Formierwalze oder ein durch Leisten oder dergleichen abgestütztes Formierband oder -tuch handeln.

Das nicht mittelbar mit dem mitbewegten Entwässerungselement 20 in Kontakt tretende Außensieb 14 ist im Bereich des Stoffeinlaufspaltes 18 über eine Brustwalze 22 geführt.

Die Faserstoffsuspension 12' wird mittels eines Stoffauflaufes 24 in den Stoffeinlaufspalt 18 eingebracht.

Entlang der Doppelsiebstrecke 26 im Anschluß an das beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Formierwalze gebildete mitbewegte Ent wässerungselement 20 können weitere, insbesondere der Formierung und/oder Entwässerung dienende Elemente 28, 30 vorgesehen sein.

Im Anschluß an das Element 30 ist das Außensieb 14 über eine Um lenkrolle 32 geführt, durch die es von dem die Faserstoffbahn 12 tragen den Innensieb 16 getrennt wird. Um sicherzustellen, daß die Faserstoff bahn 12 an dem Innensieb 16 haften bleibt und entsprechend durch dieses weitertransportiert wird, kann überdies ein Trennelement 34 vorgese hen sein.

Das Außensieb 14 wird im Anschluß an die Umlenkrolle 32 über eine weitere Umlenkrolle 36 wieder zur Brustwalze 22 zurückgeführt. Die Stoffdichte C der Faserstoffsuspension 12' im Stoffauflauf 24 sowie das Flächengewicht F der in den Stoffeinlaufspalt 18 eingebrachten Faser stoffsuspension 12' werden so gewählt, daß

F/(C.1000) < 0,025

ist, wobei das Flächengewicht F in g/m² und die Stoffdichte C in g/l, d. h. in g/Bahnlänge, angegeben ist.

Das Verhältnis der maximalen Länge L des zwischen dem Austrittsspalt 38 des Stoffauflaufs 24 und dem Stoffeinlaufspalt 18 verlaufenden freien Suspensionsstrahles 40 zur Dicke h des freien Suspensionstrahles 40 ist zweckmäßigerweise kleiner 20 und insbesondere kleiner als 10.

Im vorliegenden Fall ist der Austrittsspalt 38 des Stoffauflaufs 24 zwi schen zwei sich quer zur Strahlrichtung S verlaufenden Düsenwänden 42, 44 gebildet, von denen die obere 44 gegenüber der unteren 42 zurückver setzt ist. In diesem Fall ist die maximale Länge L des freien Suspensions strahles 40 durch den in Strahlrichtung S gegebenen Abstand zwischen der zurückversetzten oberen Düsenwand 44 und der Auftreffstelle A be stimmt, an der der auf der Seite der zurückversetzten oberen Düsenwand 44 liegende Suspensionsstrahlabschnitt auf das betreffende Sieb, hier das Außensieb 14, auftrifft.

Das von den beiden Sieben 14, 16 umschlungene mitbewegte Entwässe rungselement 20 besitzt im Umschlingungsbereich X einen Krümmungs radius R, der zweckmäßigerweise gleich oder größer als etwa 900 mm und insbesondere größer als etwa 1000 mm ist. Im vorliegenden Fall ist das mitbewegte Entwässerungselement 20 durch eine Walze gebildet. Der Wal zendurchmesser D ist also zweckmäßigerweise gleich oder größer als etwa 1800 mm und insbesondere größer als etwa 2000 mm.

Der zwischen der oberen Düsenwand 44 und der Strahlrichtung S gebil dete Konvergenzwinkel α ist vorzugsweise größer oder gleich etwa 1°.

Das Verhältnis des Krümmungsradius R des Entwässerungselementes 20 im Umschlingungsbereich X zur Dicke h des freien Suspensionsstrahles 40 ist vorzugsweise kleiner als etwa 45 und insbesondere kleiner als etwa 35. Nachdem im vorliegenden Fall das mitbewegte Entwässerungselement 20 durch eine Walze gebildet ist, ist der Krümmungsradius R gleich dem Walzenradius.

Die Umschlingungslänge X, über die die beiden Siebe 14, 16 das mitbe wegte Entwässerungselement 20 umschlingen, und die Dicke h des freien Suspensionsstrahles 40 sind vorzugsweise so gewählt, daß der sich aus der Beziehung √(X.h) ergebende Wert in einem Bereich von etwa 140 bis etwa 300 mm und insbesondere in einem Bereich von etwa 160 bis 300 mm liegt.

Die Siebgeschwindigkeit v, die Siebspannung T und die Dichte ρ der Fa serstoffsuspension 12' sind zweckmäßigerweise so gewählt, daß

ist.

Bezugszeichenliste

10

Doppelsiebfomer

12

Faserstoffbahn

12

' Faserstoffsuspension

14

Außensieb

16

Innensieb

18

Stoffeinlaufspalt

20

mitbewegtes Entwässerungselement

22

Brustwalze

24

Stoffauflauf

26

Doppelsiebstrecke

28

Formier- oder Entwässerungselement

30

Formier- oder Entwässerungselement

32

Umlenkrolle

34

Trennelement

36

Umlenkrolle

38

Austrittsspalt

40

freier Suspensionsstrahl

42

Düsenwand

44

Düsenwand
h Dicke des freien Suspensionsstrahles
A Auftreffstelle
D Walzendurchmesser
L maximale Länge des freien Suspensionsstrahles
R Krümmungsradius, Walzenradius
S Strahlrichtung
X Umschlingungsbereich, Umschlingungslänge

Claims

1. Doppelsiebformer (10) einer Maschine zur Herstellung einer Faser stoffbahn (12), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit zwei umlaufenden endlosen Sieben (14, 16), die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes (18) im Bereich eines mitbewegten Entwässe rungselements (20) zusammenlaufen, sowie mit einem Stoffauflauf (24), über den die Faserstoffsuspension (12') in den Stoffeinlaufspalt (18) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stoffdichte C der Faserstoffsuspension (12') im Stoffauflauf (24) sowie das Flächengewicht F der in den Stoffeinlaufspalt (18) eingebrachten Faserstoffsuspension (12') so gewählt sind, daß
F/(C.1000) < 0,025
ist, wobei das Flächengewicht F in g/m² und die Stoffdichte C in g/l angegeben ist.

2. Doppelsiebformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der maximalen Länge (L) des zwischen dem Austrittsspalt (38) des Stoffauflaufs (24) und dem Stoffeinlaufspalt (18) verlaufenden freien Suspensionsstrahles (40) zur Dicke (h) des freien Suspensionsstrahles (40) kleiner als 20 und insbesondere kleiner als 10 ist.

3. Doppelsiebformer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsspalt (38) des Stoffauflaufs (24) zwischen zwei sich quer zur Strahlrichtung (S) verlaufenden Düsenwänden (42, 44) ge bildet ist, von denen die eine (44) gegenüber der anderen (42) zu rückversetzt ist, wobei die maximale Länge (L) des freien Suspensi onsstrahles (40) durch den in Strahlrichtung (S) gegebenen Abstand zwischen der zurückversetzten Düsenwand (44) und der Auftreff stelle (A) bestimmt ist, an der der auf der Seite der zurückversetzten Düsenwand (44) liegende Suspensionsstrahlabschnitt auf das be treffende Sieb (14) auftrifft.

4. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mitbewegte Entwässerungselement (20) durch eine Walze gebildet ist.

5. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mitbewegte Entwässerungselement (20) durch ein umlau fendes, vorzugsweise über gekrümmte Elemente geführtes Band ge bildet ist.

6. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von den beiden Sieben (14, 16) umschlungene mitbewegten Entwässerungselement (20) im Umschlingungsbereich (X) einen Krümmungsradius (R) besitzt, der gleich oder größer als etwa 900 mm und insbesondere größer als etwa 1000 mm ist.

7. Doppelsiebformer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mitbewegte Entwässerungselement (20) durch eine Walze gebildet und der Walzendurchmesser (D) gleich oder größer als etwa 1800 mm und insbesondere größer als etwa 2000 mm ist.

8. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsspalt (38) des Stoffauflaufs (24) zwischen zwei quer zur Strahlrichtung (S) verlaufenden Düsenwänden (42, 44) gebildet ist und daß der zwischen einer (44) der beiden Düsenwände (42, 44) und der Strahlrichtung (S) gebildete Konvergenzwinkel (α) größer oder gleich etwa 1° ist.

9. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von den beiden Siebe (14, 16) umschlungene mitbewegte Entwässerungselement (20) im Umschlingungsbereich (X) gekrümmt ist und das Verhältnis des Krümmungsradius (R) zur Dicke (h) des freien Suspensionsstrahles (40) kleiner als etwa 45 und vorzugswei se kleiner als etwa 35 ist.

10. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschlingungslänge X, über die die beiden Siebe (14, 16) das mitbewegte Entwässerungselement (20) umschlingen, und die Dicke h des freien Suspensionsstrahles (40) so gewählt sind, daß der sich aus der Beziehung √(X.h) ergebende Wert in einem Bereich von etwa 140 bis etwa 300 mm und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 160 bis etwa 300 mm liegt.

11. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebgeschwindeit v, die Siebspannung T und die Dichte ρ der Faserstoffsuspension (12') so gewählt sind, daß
ist.