DE1461115A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Papier - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Papier

Die Erfindung betrifft die Herstellung und Verarbeitung von Papier und insbesondere die Verbesserung der als Abstreifleisten (Hydrofoil) bekannten Wasser-Extraktionsvorrichtungen, wie sie im Formabschnitt von Maschinen verwendet werden, auf denen "Papier", genauer gesagt, Papierbrei, Papier, Karton oder dergleichen papierähnliche Stoffe, hergestellt wird.

Eine typische kontinuierlich arbeitende Papiermaschine, auf welche die Erfindung angewandt werden kann, ist die sogenannte Fourdrinier- oder Langsieb-Maschine, die normalerweise aus drei Abschnitten besteht, nämlich einem Fomabschnitt, einem Preßabschnitt und einem Trocknerabschnitt. Im Formabschnitt wird eine flüssige, mitunter als Eintrag (furnish) bezeichnete Fasersuspension auf ein Formmedium aufgeströmt, das eine durchlässige, endlose bandartige Konstruktion aus Metall und/oder synthetischen Fasern ist. Die Aufgabe dieses Formmediums besteht darin, die Fasersuspension durch die Papiermaschine hindurchzufordern, wobei ihr durch Verwendung von Wasser-Extraktionsvorrichtungen, wie Abstreifleiste^ (Hydrofoils), Tischwalzen und/oder Saugkästen, über welchen der den Papierbrei tragende

Abschnitt des Formmediums angeordnet ist, Wasser entzogen wird. Der hierdurch geformte ununterbrochene Papierstreifen wird dann zum PreSabschnitt überführt, wo er durch eine Reihe von zwischen Preßwalzen festgelegten Durchlaufspalten hindurchgeführt wird, um dem Streifen weiteres Wasser zu entziehen und ihn z.u verdichten. Schließlich wird der Papierstreifen an den Trocknerabschnitt weitergeleitet, wo er aufwärts und abwärts über eine Reihe von beheizten Trocknerwalzen bzw_r -zylindern geführt wird, die in oberen und unteren Anordnungen parallel zueinander angeordnet sind und dazu dienen, den Feuchtigkeitsgehalt des Papiers weiter auf den gewünschten Wert zu senken.

Die Verwendung von Saugkasten als Vorrichtungen, um dem Papierbrei im Formabschnitt der Papiermaschine Wasser zu entziehen, ist auf diesem Fachgebiet ebenso bekannt wie die Verwendung von Tischwalzen, die neben ihrer Aufgabe als Unterstützungsmittel für das Formmedium eine dynamische Wirkung auf den Wasserentzug vom Papierbrei haben, indem sie eine Senkung des Umgebungsluftdrucks in dem Bereich bewirken, in welchem jede Walzenfläche von der Unterseite des Formmediums wegläuft bzw. divergiert.

In den letzten Jahren haben sich als Abstreifleisten (Hydrofoils) bekannte statische Vorrichtungen als gewisse Vorteile gegen-

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über anderen Wasser-Extraktionsvorrichtungen besitzend erwiesen, wozu beispielsweise ein hoher Wirkungsgrad sowie niedrige Einbau-, Wartungs- und Betriebskosten gehören, und aus diesem Grund verbreitet Anwendung gefunden. Eine solche speziell geformte Abstreifleiste (Hydrofoil) ist eine ortsfeste, blatt- bzw. leistenartige Konstruktion, die unterhalb des ForBsaedlums angeordnet ist und dieses unterstützt. Diese Vorrichtung weist eine In Bewegungsrichtung "vordere", dem ankommenden Forasnedium zugewandte Fläche auf, die unter einest spitzen Winkel gegenüber dem Formraediura angeordnet ist und mit seiner obersten Kante mit dessen Unterseite in Berührung steht. Derartige Abstreifleisten (Hydrofoils) weisen häufig eine praktieeh durchgehend. i& Berührung mit der Unterseite des Formmediums stehende Oberseite auf, deren Vorderkaute, d.h. die des ankommenden Formmedium zugewandte Kante, mit der Oberkante« der vorderen Fläche zusammenfällt. Sb hat sieh gezeigt, daß die Anordnung dieser Oberseite bei einer derartigen Konstruktion nicht ausschlaggebend let, und zwar inebeöandere im Fall von weglaufenden TSfcw» gekrümmten Konstruktionen der nachstehend näher erläuterten Art, so daß ihre Anwendung wahlfrei ist* Die Aufgabe einer selchen Oberseite besteht in der Unterstützung des mit Papierbrei beladenen Formmediums und der Gewährleistung einer Abdichtung, um einen Luftstrom In die noch EU besohreibende Unterdruekzone zu verhindern. Diese letztgenannte Aufgabe ist bei "geraden" Abstreifleisten (Hydrofoils)

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eier zu beschreibenden Art besonders bedeutsam, und zwar unabhängig davon, ob diese Vorrichtungen mit ■Vakuumunterstützung arbeiten oder nicht.

Schließlich besitzen diese Abstreifleisten (Hydrofoils) eine hintere Fläche, die in die Richtung weist, in welche sich das Formmedium bewegt, und in Bewegungsrichtung von der Unterseite des Formmediums divergiert bzw. wegläuft. Diese divergierende hintere Fläche bewirkt in Verbindung mit der Strömung des im vorbeilaufenden Formmedium eingeschlossenen Gases und Wassers eine Drucksenkung bzw. einen Unterdruck in dem zwischen der Unterseite des Formmediums und der Fläche der Hinterkante unmittelbar hinter dem Punkt, an welchem diese beiden Teile auseinanderlaufen, liegenden Bereich. Dieser Unterdruckbereich kann durch die Abdichtung vervollständigt werden, die durch das durch das Formmedium hindurch zu seiner Unterseite gelangende Wasser zwischen dieser Unterseite und dem das Formmedium tragenden Abschnitt der Abstreifleiste (Hydrofoil) bewirkt wird. Die Wasser-Entziehungsgeschwindigkeit, die durch eine solche Abstreifleiste (Hydrofoil) gewährleistet wird, kann somit als Funktion der Länge der hinteren Fläche, der Geschwindigkeit des Formmediums, der Dichte des vom Papier-, brei abgezogenen "Weißwassers* und des Winkels zwischen der hinteren Fläche und dem Formmedium betrachtet werden.

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In der USA-Patentschrift 2 928 Jj-65 ist eine sogenannte "gerade* Abstreifleisten- bzw. Hydrofoilkonstruktion offenbart, von welcher angenommen wird» daß sie eine optimale Wasser-Abziehfähigkeit besitzt. Diese Konstruktion weist eine flache hintere Fläche auf (von welcher ihre Bezeichnung herrührt), die sich unter einem Winkel von etwa 0-5° von der Unterseite des Formmediums entfernt. In jüngster Zeit wurden derartige Konstruktionen mit einer genau bemessenen konvexen hinteren Fläche verwendet, jedoch fanden, sie wegen der ihnen unweigerlich innewohnenden geringeren Wasser-Abziehfähigkeit nur begrenzten Eingang in die Technik.

Bei der Verwendung von Wasser-Abziehvorrichtungen beziehen sich die als wesentlich angesehenen Überlegungen normalerweise darauf, die entzogene Wassermenge auf ein Höchstmaß zu bringen und die Geschwindigkeit des Wasserentzugs zu steuern. Normalerweise wird versucht, die Wasser-Abziehgeschwindigkeit bzw,· -menge möglichst hoch zu machen, um eine möglichst wirkungsvolle Ausnutzung der Maschinen-Laufzeit und der Ausrüstungen zu erzielen. Manchmal ist es jedoch im Hinblick auf andere Überlegungen, wie das Gewicht des herzustellenden Papiers, Formerscheinungen usw., wünschenswert, mit geringerer Wasser-Abziehgeschwindigkeit aXa dem maximalen Wasserentzug zu arbeiten. In jedem Fall ist auch eine genaue und wahlfreie Steuerung der Wasser-Abziehgeschwindigkeit wünschenswert. In der Praxis ist dieser maximale Wirkungsgrad sowie die Steuerung der Abstreif-

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leisten (Hydrofoils) durch das Ausmaß begrenzt, in welchem der Divergenzwinkel der Hinterkante geändert werden kann, da die anderen diese Punkte beeinflussenden Paktoren bei einer vorgegebenen Anlage mehr oder weniger festgelegt sind. Mechanische Änderungen des Divergenzwinkels der hinteren Fläche haben sich im Hinblick auf die Umgebungsbedingungen, unter welchen diese Vorrichtung arbeitet, die Verluste in der Maschinenausnutzung und die Unmöglichkeit, genaue Einstellungen hervorzubringen, als undurchführbar erwiesen.

uie USA-Patentschrift 2 928 b6$ offenbart über Saugkasten angeordnete Abstreifleisten (Hydrofoils), durch welche zusätzlich zu dem durch die gemeinsame Wirkung des sich bewegenden Formmediums und der flachen hinteren Fläche dieser Abstreifleiste erzeugten Unterdruck ein verstärkter Unterdruck erzeugt werden kann. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine solche Anordnung im Hinblick auf den mit ihr erzielbaren Bereich der Wasser-Abzugsgeschwindigkeit begrenzte Wirksamkeit besitzt. Bei vorgegebener Geschwindigkeit des Forramediums erhöht sich die Wasser-Abzugsgeschwindigkeit einer geraden Abstreifleiste dieser Art ohne Unterstützung durch Unterdruck mit zunehmendem Winkel zwischen der hinteren Fläche dieser Abstreifleiste und der Unterseite des Formmediums aus der Ruhestellung von 0° heraus. Maximaler Wasserentzug wird stets dann erreicht, wenn der Winkel irgendwo im Bereich zwischen 0° und 5° liegt. Dieser Winkel ist

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so klein, da!3 das rait Papierbrei beladeiie Formmedium, wenn ein zusätzlicher Unterdruck zu dem bereits durch die Abstreifleiste (Hydrofoil) selbst erzeugten Unterdruck angelegt wird, eiifier an die Fläche des hinteren Abschnitts dieser Abstreifleiste herangezogen wird, ^ies trifft insbesondere für den Fall zu, wenn solche Abstreifleisten in Verbindung mit vollständig aus Kunstfasern hergestellten Formraedien verwendet werden, wie sie beispielsweise in der USA-Patentschrift 2 9O3 021 offenbart sind und welche unweigerlich biegsamer sind als die aus metallischen Drähten hergestellten Formmedien.

Hierdurch werden zumindest vier nachteilige Wirkungen hervorgerufen: Erstens verringert sich die Länge des "DurchlaufSpalts" (nip) bzw. die Berührungsfläche zwischen der Abstreifleiste (Hydrofoil) und der Unterseite des Formmediums, da letzteres nicht mehr auf der Oberseite der Abstreifleiste aufliegt, sondern sich von ihr abhebt, wenn es dichter an die hintere Fläche herangezogen wird, wodurch die effektive DurchlaufSpaltfläche auf die Verbindungslinie zwischen der oberen und der hinteren Fläche reduziert und somit wiederum die durch den Durchlaufspalt bewirkte "Abdichtung" wesentlich weniger wirksam und die Menge des entzogenen Wassers vermindert wird. Zweitens wird bei sich.verkleinerndem Divergenzwinkel zwischen der hinteren Fläche und dem Formmedium der dynamisch erzeugte Unterdruck verringert oder sogar ganz aufgehoben,. Drittens wird der Wasser -

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entzug wegen einer sich ergebenden Verkleinerung der Fläche des wasserentziehenden Spalts zwischen der hinteren Fläche und dem Formmedium beträchtlich eingeschränkt und viertens wird die effektive Fläche, über welche das zusätzlich erzeugte Vakuum einzuwirken vermag, beträchtlich verkleinert, da das Formmedium danach trachtet, sich an einen größeren Teil der Oberfläche der Abstreifleiste (Hydrofoil) anzulegen.

Eine zur Ausschaltung dieser Schwierigkeit vorgeschlagene Lösung besteht darin, die flache hintere Fläche der geraden Abstreifleiste (Hydrofoil) zu verlängern, doch hat es sich gezeigt, daß, obgleich hierdurch die erzeugte Unterdruckwirkung wieder hervorgebracht werden kann, trotzdem unannehmbar große Einschränkungen der Durchlauffläche, der Fläche des wasseraufnehmenden Spalts zwischen der Abstreifleiste •und dem Formmedium sowie der Effektivfläche, auf welche der zusätzliche Unterdruck einwirkt, vorhanden sind. Diese Lösung führt insofern zu einem anderen Nachteil als der von der hinteren Fläche eingenommene zusätzliche Baum zu einer beträchtlichen Verringerung der Anzahl von Abstreifleisteneinheiten führt, die längs einer vorbestimmten Länge des Bewegungswegs des Formmediums angeordnet werden können, da zwischen -" den Abstreifleisten· ausreichender Zwischenraum für eine Wasserabscheidung vorgesehen werden muß, so daß der Betrieb der Maschine stark nachteilig beeinflußt wird» Einerseits können

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diese verbleibenden Einwände gegen eine Verlängerung der hinteren Fläche nicht in wesentlichem Ausmaß durch Vergrößerung des Winkels, unter welchem diese Fläche von der Unterseite ■ des Formmediums divergiert, ausgeräumt werden, da es sich gezeigt hat, daß sich die dynamische Wirkung der Abstreifleiste (Hydrofoil) bei Vergrößerung dieses Winkels über 5° hinaus schnell verringert und dabei die optimale Ausnutzung der durch sie gewährleisteten dynamischen Eigenschaften zunichte macht. Andererseits muß dieser Winkel ohne Verlängerung der geraden Hinterkante auf wesentlich mehr als 5° vergrößert werden, wenn die nachteiligen Auswirkungen des "Herabziehens" des mit Papierbrei beladenen Formmediums vermieden werden -sollen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die durch eiae speziell geformte Abstreifleiste (Hydrofoil) abgezogene Wassermenge über das z.Zt. erzielbare Ausmaß hinaus zu erhöhen und darüberhinaus den Bereich zu vergrößern, über welchen die mit einer einzigen derartigen speziell geformten Abstreifleiste (Hydrofoil) erzielbare Wasser-Abzugsmenge variiert werden, kann.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine größere ' Anzahl von speziell geformten Abstreifleisten (Hydrofoils) in einem-vorbestimmten Stück des Formabschnitts einer Papiermaschine unterzubringen und darüberhinaus die im EOrra-

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abschnitt einer P- piermaschine abziehbare Wassermenge über einen größeren Abschnitt des ganzen Formabschnitts hinweg zu verändern.

üem Fachmann auf diesem Gebiet ist es aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen ohne weiteres ersichtlich, daß die Erfindung diese und weitere Aufgaben zu lösen vermag. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine gerade Abstreifleiste (Hydrofoil) im Betrieb einer Papiermaschine,

Fig. Z einen Schnitt durch eine gerade Abstreifleiste (Hydrofoil) im. Betrieb einer Papiermaschine mit zusätzlich angelegtem Unterdruck,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine speziell geformte Abstreifleiste mit den Merkmalen der Erfindung im Betrieb einer Papiermaschine,

Fig. k- einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 3 mit zusätzlich angelegtem Unterdruck und

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Versuchsergebnisse des Vergleichs zwischen einer geraden Abstreifleiste (Hydrofoil) gemäß den Fig. 1 und 2 mit einer speziell

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geformten Abstreifleiste (Hydrofoil) gemllü den Fig. 3 und 4.

In Fig. 1 ist eine wegen ihrer geraden bzw. ebenen hinteren Fläche 12 als "gerade" Abstreifleiste (Hydrofoil) 10 bezeichnete Vorrichtung dargestellt. Diese Vorrichtung weist eine vordere Fläche 14 auf, die unter einem spitzen Winkel gegenüber einem Formmedium 16 angeordnet ist, welches mit Flüssigkeit angereicherten Papierbrei 18 durch den Formabschnitt einer Papiermaschine hindurchfördert. Die der Laufrichtung des mit Papiermasse beladenen Formmediums 16 entgegengerichtete Fläche 14 dient zum Abstreifen von Wasser 20 von der Unterseite des Formmediums .

Zwischen der Stirnfläche 14 und der hinteren Fläche 12 kann ein oberer Flächenabschnitt 22 vorgesehen sein, der praktisch flach ausgebildet ist und praktisch über seine ganze Länge in abstützender Berührung mit der Unterseite des Formmediums 16 steht.. Dieser Berührungsbereich wird mitunter als "Durchlaufspalt (nip)" bezeichnet» Obgleich die Verwendung dieser Fläche wahlfrei ist, ist ihre Anwendung insofern vorteilhaft als sie eine verbreiterte Zone bildet, in welcher das vom Papierbrei durch das Formmedium 16 hindurchtretende Wasser, das nicht von der vorderen Kante 14 abgestreift, sondern in den Durchlaufspalt hineingetragen wird oder in diesem Bereich durch das Pormmedium hindurchtritt, eine eine Schmierung bewirkende Ab-

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dichtung bildet, durch welche die Luft an einem Durchtritt gehindert wird, so daß der auf noch zu beschreibende Weise längs der Bewegungsbahn des Formmediums aufrechterhaltene Unterdruck nicht aufgehoben wird.

An den Abschnitt 22 der Oberseite schließt sich in Eichtung der Bewegung des Formmediums 16 gesehen unmittelbar eine hintere Fläche 12 an, die sich, wie dargestellt, typischerweise unter einem Winkel von 0-5° von der Ebene des Formmediums 16 entfernt; dies ist der Divergenzwinkelbereich, bei welchem mit· einer geraden Abstreifleiste (Hydrofoil) bei den heutzutage üblichen Maschinengeschwindigkeiten der größte Wasserentzug gewährleistet werden kann. Die Wirkung dieser divergierenden hinteren Fläche 12 in Verbindung mit der Mitnahmewirkung des sich bewegenden Formmediums 16, welches Gas und Flüssigkeit von der Berührungsfläche zwischen der hinteren Fläche 12 und dem Formmedium 16 mitzunehmen trachtet, besteht darin, eine Zwischenzone Zk reduzierten Drucks hervorzubringen, deren Wirkung wiederum darin besteht, die vom Papierbrei 18 durch das Formmedium 16 hindurch entzogene Wassermenge zu vergrößern.

Ersichtlicherweise kann bei Vorrichtungen der in Fig. 1 dargestellten Art die Menge des durch sie bewirkten Wasserentzugs auf vielerlei Art und Weise geändert werden. Eine Zunahme der Bewegungsgeschwindigkeit des Formmediums erhöht diese Wasser-Entzugsmenge, doch ist die Geschwindigkeit, mit welcher der

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gebildete Papierstreifen durch die Papiermaschine hindurchgefördert wird, für gewöhnlich durch andere Faktoren, wie die ' thermische Kapazität des Trocknerabschnitts, begrenzt. Die tfnterdruckzone 2*J- kann durch Verlängerung der hinteren Fläche 12 vergrößert werden, doch hat dies eine Vergrößerung des von der Einheit eingenommenen liaums zur B*olge und führt, was noch nachteiliger ist, lediglich zu einer h'rhöhung der abgezogenen Wassermenge, ermöglicht jedoch keine wahlxfeise Änderung dieser llenge sowohl nach unten als auch nach oben, uer Divergenzwinkel der Hinterkante ,12 kann eingestellt werden und da dieser Winkel mit der abgezogenen Wassermenge in Beziehung gebracht wird, kann diese lienge bzw. Geschwindigkeit hierdurch sowohl nach unten als auch nach oben geändert werden. Derartige mechanischen Winkeländerungen sind jedoch insofern unerwünscht, als es schwierig ist, kleinste Winkeländerungen genau durchzuführen, insbesondere in gleichmäßigem Ausmaß über die lange Strecke hinweg, über welche sich die einzelnen Abstreifleisten (Hydrofoils) über Papiermaschinen hinwegerstrecken, die eine Breite von mehr als etwa 5 m und selbst mehr als etwa 7,5 m besitzen können. Darüberhinaus können derartige mechanischen Änderungen bzw. Einstellungen oftmals nur unter schwierigsten Bedingungen unter Behinderung durch Papierbrei, der durch das Formmedium hindurchgedrungen ist, und mit beträchtlichen Verlusten der Maschinen-Laufzeit durchgeführt werden.

Es ist somit offensichtliph, daß eine einfachere und leichter

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betätigbare Einrichtung zur Änderung der n&nge bzw. Geschwindigkeit des Wasserabzugs benötigt wird.«

Ein in diese Richtung gehender bekannter Vorschlag besteht darin, eine gerade speziell geformte Abstreifleiste (Hydrofoil) mit einer zusätzlichen Unterdruckeinrichtung auszurüsten. Eine derartige Vorrichtung nebst den bei ihr auftretenden Nachteilen, durch welche sie zu einer unzufriedenstellenden Lösung des Problems wird, sind in Fig. 2 veranschaulicht. Die speziell geformte Abstreifleiste (Hydrofoil) 10 entspricht in jeder Hinsicht der Vorrichtung 10 gemäß Fig. 1, nur ist in diesem Fall die Abstreifleiste an der Oberseite eines Unterdruckbzw. Saugkastens 26 angeordnet, in welchem zusätzlich zu dem durch die gemeinsame Wirkung des Formmediums und dieser Abstreifleiste hervorgerufenen Unterdruck ein weiterer Unterdruck erzeugt wird. Dieser zusätzliche Unterdruck kann durch eine Vielzahl bekannter Einrichtungen hervorgebracht werden, beispielsweise durch einen sogenannten "Fallstutzen" 28, der durch ein.vom Boden des "Saugkastens" 26 abgehendes Standrohr gebildet wird, in welchem das Gewicht einer praktisch ununterbrochenen Säule des Abflußwassers 20 wie ein abwärts gehender Kolben wirkt und im "Saugkasten" 26 einen geringen Unterdruck erzeugt. Wahlweise kann der Unterdruck im "Saugkasten" 26 auch durch ein mit einer beliebigen Unterdruckquelle 32, wie eine Pumpe, verbundenes, im "Saugkasten" endendes Unterdruckrohr 30 erzeugt v/erden.

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Durch das Anlegen eines derartigen Unterdrücke wird die Menge des abgesaugten V/assers pro Zeiteinheit erhöht; gleichzeitig werden aber andere Wirkungen hervorgerufen, die für den Betrieb gerader bzw, ebenflächiger Abstreifleisten (Hydrofoils) nachteilig sind. Gemäß Fig. 2 bewirkt der auf das Formmedium 16 einwirkende Unterdruck ein Herabziehen desselben längs eines beträchtlichen Teils des in Bewegungsrichtung vorderen Abschnitts der hinteren Fläche 12, was zur Folge hat, dai3 sich das Formmedium vom Oberseitenabschnitt 22 abhebt, da es die Uberschneidungslinie des flachen Abschnitts 22 mit der flachen hinteren Fläche 12 überbrücken muß und dabei den Durchlaufspaltbereich verkleinert, so daß die Unterdruckabdichtung unterbrochen oder zumindest verschlechtert wird. .Oarüberhinaus wird die wirksame Länge der hinteren Fläche 12 als Unterdruck anlegendes Mittel effektiv verkürzt, wodurch sich eine entsprechende Verringerung der Größe des durch sie dynamisch erzeugten Unterdrucks ergibt. Außerdem wird auch die Fläche der Zwischenzonen zwischen der hinteren Fläche 12 und der Unterseite des Formmediums 16 verkleinert, so daß nur eine geringere Menge des Abflußwassers vom Papierbrei aufgenommen vier den kann. Schließlich wird die ^^rirksame Fläche der Unterseite des Formmediums 16, Über welche der zusätzliche Unterdruck einzuwirken vermag, beträchtlich verkleinert.

Die nachteiligen Auswirkungen der Unterstützung des durch eine

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solche Abstreifleiste erzeugten Unterdrucks durch einen von einer außenliegenden Quelle stammenden Unterdruck können durch Anwendung der Erfindung, von welcher eine Ausführungsform in Fig. 3 dargestellt ist, praktisch vollständig vermieden werden. Fig. 3 zeigt ein sogenanntes "Abriß-" bzw. Krümmungsprofil 50» das ebenfalls eine unter einem spitzen Winkel geneigte vordere Fläche 52 und einen flachen Oberseitenabschnitt 5^ aufweist, die in Konstruktion und Wirkungsweise den entsprechenden Flächen I^ bzw. 22 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 gleichen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die hintere Fläche 56 jedoch nicht wie bei der hinteren Fläche 12 der Vorrichtung gemäß Fig. 1 eben, sondern gekrümmt ausgebildet. Die Krümmung dieser Fläche kann eine echte Kreisform sein, d.h. der Querschnitt der Fläche kann einem um einen Kittelpunkt herum beschriebenen Kreis entsprechen oder die Fläche kann sich in Richtung der Bewegung des Formmediums gesehen mit zunehmendem oder abnehmendem Krümmungsradius von der vorderen Kante aus entfernen. Die genaue Art dieser Krümmung kann entsprechend dem gewünschten Bereich der Extraktionsmengen pro Zeiteinheit und dem für die Erzeugung des zusätzlichen Unterdrucks gewünschten Strömungsprofilverhältnis variiert werden. Beispielsweise bringt eine Krümmungsform mit sich vergrößerndem Radius in stärkerem Ausmaß als eine Krümmung von gleichbleibendem Radius Ergebnisse hervor, die mehr den mit einer flachen hinteren Fläche hervorgebrachten Ergebnissen entsprechen.

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Die im Vergleich zu den mit der Anordnung gemäß Fig. 2 erzielten Ergebnissen durch Anwendung der Erfindungsprinzipien gewährleisteten vorteilhaften Ergebnisse sind in Pig. k veranschaulicht .Pig. 4· zeigt die erfindungsgemäi3e Vorrichtung gemäß Fig. 3 3-ⁿ Verbindung mit einer zusätzlichen Unterdruckeinrichtung ähnlich derjenigen gemäß Fig. 2. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. k ist Jedoch die Herabziehwirkung des zusätzlichen Unterdrucks auf. das mit Papiermasse beladene Formmedium bei Verwendung eines Abrißprofils völlig anders als bei Verwendung einer Abstreifleiste (Hydrofoil) mit gerader bzw. ebener hinterer Fläche. Die Unterdruckabdichtung wird über den ganzen Bereich der Oberseite 5^ hinweg aufrechterhalten. Die effektive Flächenverringerung der hinteren Fläche 56 infolge der Anpassung des Formmediums bzw. -gewebes an ihre Kontur ist stark vermindert. Die viass er auf nehm ende Zwischenzone zwischen der hinteren Fläche $6 und der Unterseite des Formmediums 16 wird nicht nur nicht verkleinert, sondern tatsächlich vergrößert. Die Effektivfläche des Formmediums, über welche der zusätzliche Unterdruck einzuwirken·vermag, ist nur geringfügig verkleinert und gewährleistet ein gleichmäßigeres Vakuumprofil entlang des Formmediums in Richtung von dessen Bewegung und trägt außerdem zu seiner BetriebsWirksamkeit bei. Darüberhinaus ist der Divergenzwinkel am Ende der hinteren Fläche derart bemessen-, daß eine wesentlich größere Anzahl von derartigen Einheiten in einer vorgegebenen Länge des Formmediums untergebracht werden können.

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Hrsichtlicherweise kann neben dem zusätzlichen Unterdruck vorteilhafterweise auch ein zusätzlicher Überdruck angelegt werden, um beispielsweise die dynamischen, den Unterdruck erzeugenden Eigenschaften des Profils einer solchen speziell geformten Abstreifleiste (Hydrofoil) in einem bestimmten Bereich aufzuheben, wenn es gewünscht wird, die abzuziehende Wassermenge aufgrund anderer Paktoren, wie Papierformung, zu drosseln. Die Anwendung von Druck bei der erf indungsgemäiden Vorrichtung stellt ein anderes Merkmal des erfindungsgemäB erweiterten Bereichs gesteuerten V/asserabzugs dar. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dai3 sich der in der Beschreibung verwendete Ausdruck "Unterdruck" auf positive Wassersäulenwerte und der Ausdruck "Druck bzw. überdruck" auf negative V/assersäulenwerto beziehen soll.

Obgleich die vorstehende Beschreibung auf eine speziell geformte Abstreifleiste (Hydrofoil) in Verbindung mit zusätzlichem Unterdruck gerichtet ist, liegt es selbstverständlich innerhalb des Rühmens der Erfindung, mehr als eine einzige derartige Abstreifleiste in Verbindung mit einer gemeinsamen, einen zusätzlichen Unterdruck erzeugenden Einrichtung zu verwenden, indem beispielsweise mehrere derartige Abstreifleisten über einem einzigen "Saugkasten" angeordnet werden. Es können aber auch eine oder mehrere-speziell geformte Abstreifleisten (Hydrofoils) jeweils einzeln mit mehreren hintereinander ange-

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ordneten, einen Unterdruck erzeugenden Einrichtungen in Verbindung gebracht werden.

Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit einem "Saugkasten" als Mittel zur Einstellung bzw. Änderung des zusätzlichen Unterdrucks beschrieben ist, können ersichtlicherweise für diesen Zweck auch andere, ähnliche Ergebnisse gewährleistende Vorrichtungen verwendet werden. Ein Beispiel für eine andere Druck-Änderungseinrichtung, die mit Erfolg angewandt werden kann, ist eine Anordnung von die hintere Fläche selbst durchsetzenden Öffnungen, die mit einer zusätzlichen oder in der speziell geformten Abstreifleiste (Hydrofoil) selbst vorgesehenen Unterdruckleitung verbinden sind.

Pig. 5 zeigt in graphischer Darstellung die wesentlichen Unterschiede' zwischen den Bereichen und Ausmaßen der Wasser-Abzugssteuerung, die sich bei einer bereits gebauten und angewandten Ausführungsform derErf indung gegenüber dem Stand der

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Technik als möglich erwiesen haben. Fig. 5 stellt eine Reihe von Wasser-Abzugskurven in 1/min und pro m Fläche des Formmediums in Abhängigkeit von der in m/min ausgedrückten Formmedium- bzw. "Maschinen"-Geschwindigkeit für eine flache Abstreifleiste und eine speziell geformte Abriß-Abstreifleiste (Hydrofoil) mit den Merkmalen der Erfindung dar. Die verwendete Papiermasse war gebleichte Kraftpapiermasse mit einem Gewicht

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von 36,3 kg auf 280 in bzw. I30 g/m und einer Ilaschinenbüttenhöhe bzw. -freiheit (headbox freeness) von 550 CS. Die verwendete flache Abstreifleiste (Hydrofoil) wies eine unter einem Winkel von 45° zur Oberseite angeordnete vordere Fläche auf. Die Oberseite war flach und besaß eine Breite von etwa 6,35 mm. Die Hinterkante war flach, etwa ^,5 mm breit und divergierte unter einem Winkel von 2 lA° von der Ebene der Oberseite, Die verwendete, speziell geformte "Abriß"-Abstreifleiste (Hydrofoil) wies eine unter einem Winkel von 60° gegenüber der Oberseite angeordnete vordere Fläche, eine flache, etwa 12,7 mm breite Oberseite und eine hintere Fläche von etwa 26,2 mm Länge und gleichmäßiger Krümmung mit einem Radius von etwa 52,^ mm auf. Die beim Vergleichsversuch erzielten Ergebnisse sind in Fig. für einen zusätzlichen Unterdruck von 0 - 100 mm Wassersäule ausgewertet; die Kurven für die speziell geformte Abriß-Abstreifleiste (Hydrofoil) sind in ausgezogenen und für die flache Abstreifleiste (Hydrofoil) in gestrichelten Linien dargestellt.

Ersichtlicherwelse sind bei Verwendung einer erfindungsgemäßen speziell geformten Abriß-Abstreifleiste (Hydrofoil) mit Unterdruckunterstützung der Bereich der Wasser-Extraktionsmengen breiter und das Ausmaß der Steuerung der Extraktionsmenge besser und es können eine größere maximale und eine kleinere Mindest-Extraktionsmenge erzielt werden als bei einer bekannten flachen Abstreifleiste (Hydrofoil), selbst bei Unterstützung durch zusätzlichen Unterdruck.

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Es ist zu beachten, daß ein beträchtlicher Unterschied besteht zwischen der Bedeutung des Ausdrucks "Unterdrückern.--richtung", die ein vorstehend in Verbindung mit den Abstreifleisten (Hydrofoils) beschriebener Kasten sein kann, und einem "Saugkasten" der in der Papierindustrie bekannten Art (vgl. beispielsweise »Pulp and Paper Manufacture". Band 3, S. 125 ff, McGraw-Hill Book Company, Inc., 1953)· Saugkasten werden mit einem Unterdruck von etwa 100 - 250 mm Quecksilbersäule betrieben, was etwa 122 - 305 cm Wassersäule entspricht. Derartig hohe Unterdrucke sind zu hoch, um während der ersten Stufen der Papierherstellung, bei welchen die Abstreifleisten (Hydrofoils) verwendet werden, an- die Papierraasse angelegt zu werden. Falls an den erfindungsgemäß vorgesehenen Stellen Saugkasten verwendet werden würden, würde ein großer Teil des Papierfereis vollständig durch das Formmedium hindurchgesaugt werden und würde sich darüberhinaus eine vorzeitige Bildung einer Schicht unmittelbar an der Oberseite des Formmediums ergeben, wodurch tatsächlich eine weitere Absaugung verhindert werden würde. Darüberhinaus erfordert die zusätzliche hohe Belastung durch den hohen Unterdruck in Saugkasten die Verwendung entweder einer blechartigen perforierten Oberseite oder von dicht nebeneinander angeordneten Gitterstäben. In jedem Fall bewirkt diese häufigere und stärkere Abstützung, die zur Unterstützung des zusätzlich belasteten Formmediums notwendig ist, eine häufigere und langer anhaltende Unterbrechung des Wasser-AbziehVorgangs an federn

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vorgegebenen Punkt des Formmediums und dieses "Einsetzen" und "Unterbrechen" des EntwässerungsVorgangs kann infolge bekannter Trägheitserscheinungen eine Verringerung der Gesamtmenge des tatsächlich abgesaugten Wassers zur Folge haben. Außerdem sind die Unterdrucke in Saugkasten so hoch, daß ein durch die Abstreifleiste (Hydrofoil) dynamisch erzeugter zusätzlicher Unterdruck von normalerweise nur wenigen Zentimetern Wassersäule vergleichsweise unbedeutend wäre. Es ist somit ersichtlich, daß beispielsweise die Verwendung von Girtterstäben bzw. -leisten mit gekrümmten Oberseiten als Abdeckungen für Saugkasten zwecks Aufnahme des durch den außerordentlich hohen Unterdruck herabgezogenen Formmediums, um Verschleiß und Widerstand am Formmedium zu vermindern, nichts mit der Erfindung zu tun hat.

Selbstverständlich sollen die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke und Bezeichnungen sowie die dargestellten Ausführungsforraen der Erfindung lediglich beispielhaft erläuternd und keinesfalls die Erfindung einschränkend angesehen werden, da' dem Fachmann ersichtlicherweise zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne daß der Rahmen und der Grundgedanke der Erfindung verlassen werden.

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Papier o.dgl. mit einem bandförmigen Formmedium und einer Vorrichtung zum Abziehen von Wasser aus der vom Formmediura geförderten Papiermasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine gekrümmte, speziell geformte Abstreifleiste (Hydrofoil) mit einer vorderen Fläche und einer hinteren Fläche sowie eine Zusatzdruck-Anderungseinrichtung aufweist* daß sich die Stirnfläche der speziell geformten Abstreifleiste (Hydrofoil) in Richtung der Bewegung des Formmediums unter einem spitzen Winkel von der Unterseite des Formmediums entfernt, während, die obere Kante der vorderen Fläche praktisch vollständig in Berührung mit der Unterseite des sich bewegenden Formmediums steht, daß die in Bewegungsrichtung vordere Kante der hinteren Fläche bei sich bewegendem Forramedium praktisch vollständig mit dessen Unterseite in Berührung steht, daß der Abstand der hinteren Fläche von der Unterseite des Formmediuras in Bewegungsrichtung de® Formmediums gesehen von Punkt zu Punkt zunimmt» und daß die Druckänderungseinrichtung mit der unterhalb des Formmediums im Bereich der speziell geformten Abstreifleiste (Hydrofoil) befindlichen Gaümasse in Verbindung steht und den Bereich zwischen der hinteren Fläche der speziell geformten Abstreifleiste (Hydrofoil) und der Unterseite des Formmediums Druckänderungen zu unterwerf es. vermag.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckänderungseinrichtung eine einen Unterdruck erzeugende Vorrichtung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Fläche der speziell geformten Abstreifleiste (Hydrofoil) in Bewegungsrichtung des Formmediums gesehen kreisförmigen Querschnitt besitzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der vorderen und der hinteren Fläche der speziell geformten Abstreifleiste eine praktisch vollständig in Berührung mit der Unterseite des Formmediums stehende längliche Durchlauffläche (nip) vorgesehen ist, deren eine Langkante mit der oberen Kante der vorderen Fläche und deren

• andere Langkante mit der in Bewegungsrichtung vorderen Kante der hinteren Fläche zusammenfällt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckänderungseinrichtung einen geschlossenen Baum aufweist, dessen Oberseite zumindest teilweise gegenüber der unterhalb des Formmediums befindlichen Gasmasse offen ist und die speziell geformte Abstreifleiste (Hydrofoil) abstützt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß

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der durch die Unterdruckeinrichtung im Bereich zwischen der hinteren Fläche der speziell geformten Abstreifleiste (Hydrofoil) und der Unterseite des Pormmediums erzeugte Unterdruck im Bereich von 0 bis +381 mm Wassersäule liegt.

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