DE1511182C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Papiermaschine, bestehend aus einem drehbar gelagerten Zylinder mit geschlossener Wandfläche und einem in einer endlosen Schleife umlaufenden, wasserdurchlässigen Band, das einen Teil der Mantelfläche des Zylinders umschließt und zum Entwässern der in den Spalt zwischen Band und Zylinder eingeführten Fasersuspension dient.

Bei der herkömmlichen Herstellung von Papier wird die Papierbahn in einem besonderen Bereich der Papiermaschine gebildet, und zwar in der Siebpartie, von der aus sie zur weiteren Entwässerung und Trocknung zu anderen Maschineneinheiten überführt wird, nämlich der Pressenpartie und der Trokkenpartie.

Bei weiteren Papiermaschinen wird die Papierbahn zwischen einer ortsfest gelagerten Walze und einem Sieb gebildet, das einen Teil des Umfanges dieser Walze umgibt, oder auch zwischen zwei Sieben (USA.-Patentschrift 3 056 719) oder zwischen einem Sieb und einem Filz, welche beide längs des Umfanges einer geschlossenen oder perforierten Walze gespannt sind. Es kommt bei solchen Anordnungen sogar vor, daß die gebildete Papierbahn bis zu einem gewissen Grade durch Saugwirkung oder durch Pressen gegen die Walze entwässert wird, bevor die Bahn zu der Pressenpartie oder der Trockenpartie überführt wird. Die Überführung von einer Maschineneinheit zu einer anderen findet normalerweise entweder offen oder durch einen Filz zwischen den Maschineneinheiten statt. Bei der Überführung einer Papierbahn in einem offenen Zug sind die Anforderungen an den Trockengehalt und die Zugfestigkeit der Bahn sehr hoch. Die Überführung einer feuchten Papierbahn mittels eines Filzes ist ebenfalls ziemlich schwierig. Dieses Überführen wird durch eine Anzahl Faktoren beeinflußt, unter anderem von dem Zustand des Filzes, d. h. von seinem Feuchtigkeitsgehalt, seiner Härte und seinem Füllungsgrad.

Es ist ferner eine Papiermaschine bekannt (britisehe Patentschrift 720 165), bei der die gebildete Papierbahn von der Siebpartie auf einen Trockenzylinder, einen sog. Yankee-Zylinder, durch direkten Kontakt überführt wird, wobei die feuchte Papierbahn am Trockenzylinder haftet, wenn das Sieb mit der Papierbahn durch eine Walze gegen die Mantelfläche des Trockenzylinders gepreßt wird. Das Sieb ist weiterhin so geführt, daß es den Trockenzylinder längs eines Bogens umschlingt, der einem Zentriwinkel von etwa 30° entspricht. Die Papierbahn wird in einer einzigen Stufe auf dem Trockenzylinder durch Beheizen getrocknet, bis ein solcher Trockengrad erreicht ist, daß die Bahn in offenem Zug oder mittels einer Rakel abgenommen werden kann. Damit das Trocknen so wirksam wie möglich ist, ist es wichtig, daß der Widerstand gegen den Wärmeübergang zwischen der Mantelfläche des Trockenzylinders und dem Papier so klein wie möglich ist. Dies wird durch einen guten Kontakt zwischen der Oberfläche des Zylinders und der Papierbahn erreicht. Ferner ist es vorteilhaft, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn verringert ist, wenn sie gegen die Zylinderoberfläche gepreßt wird, so daß die zu verdampfende Wassermenge mäßig ist. In diesem Zusammenhang ist eine hohe Temperatur in der Papierbahn vorteilhaft, da die Viskosität dann verhältnismäßig niedrig ist. Infolge des Kontaktes zwischen der Papierbahn und der Oberfläche des Trokkenzylinders geht Wärme von der Zylinderoberfläche auf das Papier über, wodurch das in der Papierbahn enthaltene Wasser, welches der Zylinderoberfläche am nächsten ist, verdampft und durch das Papier zu dessen freier Oberfläche hindurch, d. h. von der am Zylinder anliegenden Fläche weg, diffundiert. Jedoch kann bei hohen Trockenzylinder-Temperaturen die sofortige Verdampfung so stark sein, daß der Dampfdruck den Kontakt zwischen der Zylinderoberfläche und dem Papier verringert, wodurch der Widerstand gegen den Wärmeübergang zunimmt. Um eine solche momentane starke Verdampfung zu verhindern, kann die Zylinderoberfläche dadurch abgekühlt werden, daß auf die Oberfläche ein Medium geblasen wird, welches Wärme unmittelbar vor der Berührungsstelle zwischen der Zylinderfläche und der Papierbahn aufnimmt.

Es ist schließlich aus der USA.-Patentschrift 2 293 739 eine Papiermaschine bekannt, deren zur Bahnbildung dienende Walzen zur Entwässerung mit in Umfangsrichtung verlaufenden Nuten versehen sind. Bei dieser bekannten Maschine kann auch jeder Walze eine Heizvorrichtung zugeordnet sein, jedoch dient diese Heizvorrichtung nicht dazu, die erzeugte Bahn vollständig zu trocknen, sondern im wesentlichen dazu, das zu verarbeitende Material auf einer für die Bearbeitung geeigneten Temperatur zu halten. Die bekannte Maschine ist nämlich insbesondere dazu vorgesehen, Materialien zu verarbeiten, die im Papier normalerweise nicht enthalten sind, wie Asbest, Paraffin, Asphalt, Harze usw. Eine solche Maschine ist wegen der in den Walzen vorgesehenen parallelen Nuten nicht zur Herstellung von hochwertigem glatten Papier geeignet. Da die Walzen infolge der vorgesehenen Nuten nur stellenweise an der Bahn anliegen und da die Bahn eine Walze nur verhältnismäßig geringfügig umschlingt, ist es nur bei sehr starker Heizung möglich, eine vollständige Trocknung einer Papierbahn zu erreichen. Dann besteht aber, wie bereits erwähnt, die Gefahr, daß durch den entwickelten Dampf die Papierbahn beschädigt wird.

Es ist ferner aus der USA.-Patentschrift 2 929 448 noch eine einstufige, kontinuierlich arbeitende Papiermaschine bekannt, bei welcher eine einzige Walze mit perforierter Mantelfläche vorgesehen ist, die im wesentlichen von einem undurchlässigen Band umgeben ist, das die perforierte Oberfläche abdeckt. Der Faserstoff wird zwischen Band und Walze eingebracht, und es wird Wasser aus dem Faserstoff durch die perforierte Mantelfläche der Walze ins Innere der Walze abgeführt. Außerdem sind Walze und Band von einem Gehäuse umgeben, in das zur Erwärmung Dampf eingeführt wird. Bei dieser Maschine sind Abdichtwalzen erforderlich, um die fertige Papierbahn aus dem Gehäuse herauszuführen und vor der Berührung mit dem Dampf zu schützen, wobei das Gehäuse trotzdem dampfdicht sein muß. Eine vollständige Trocknung der Papierbahn ist mit dieser Maschine kaum zu erreichen, und es ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten bei der Herausführung der Bahn aus dem Gehäuse, wodurch die Gefahr, daß die Bahn reißt, groß ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau die einstufige Herstellung einer Papierbahn auf einer Walze ermöglicht, auf die der Papierbrei aufgegeben, entwässert und so

getrocknet wird, daß eine Überführung der Bahn auf eine weitere Trockeneinrichtung vermieden wird und das fertige Papier unmittelbar aufgewickelt werden kann.

Dies wird bei einer Papiermaschine der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Zylinder mit einer Heizung für die Mantelfläche ausgestattet und im Anschluß an den von dem Band umschlungenen Bereich — der Bahnbildungszone — von einer Trockenhaube umgeben ist.

Es ist zwar bekannt, Trockenzylinder in Papiermaschinen auf einem Teil ihres Umfanges mit Trokkenhauben zu umgeben. Diese Anordnung wird insbesondere bei der Herstellung von maschinenglattem Papier oder bei Selbstabnahmemaschinen verwendet.

Bei diesen Maschinen kann aber auf eine Überführung der Papierbahn zwischen den einzelnen Entwässerungsstufen (Naßpartie-Trockenpartie) durch einen Filz nicht verzichtet werden.

Zweckmäßig kann erfindungsgemäß — in Drehrichtung des Zylinders gesehen — zwischen der Bahnbildungszone und der beheizten Trockenhaube eine Preßwalze vorgesehen sein, die, in einer Filzschleife eingeschlossen, die Papierbahn gegen die Mantelfläche des Zylinders drückt.

Da die Papierbahn zwischen einem Sieb und einem Teil der gleichen endlosen glatten Fläche, die zum Trocknen beheizt wird, gebildet wird, wird eine gewisse Erwärmung des Papierstoffes sogar während der Bildung erzielt. Das Wasser im Stoff, das der warmen Oberfläche am nächsten ist, verdrängt das Wasser, das sich weiter außen befindet, durch das Sieb, wodurch eine Temperaturerhöhung über die ganze gebildete Papierbahn erreicht wird. Dieses homogene Vorwärmen der Papierbahn führt zu einer Herabsetzung der Temperatur der glatten Oberfläche, was eine mäßigere Dampfbildung während der einleitenden Trockenstufe zur Folge hat, so daß ein guter Kontakt zwischen der Papierbahn und der glatten Oberfläche während des Trockenvorganges aufrechterhalten werden kann. Die homogene Vorwärmung der geformten Papierbahn bringt infolge ihrer Wirkung zur Herabsetzung der Viskosität sogar eine raschere Entwässerung beim Pressen vor dem endgültigen Trocknen mit sich.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Papiermaschine, bei welcher die gemeinsame Oberfläche zur Blattbildung, zum Pressen und Trocknen durch die Mantelfläche eines Trockenzylinders gebildet wird,

F i g. 2 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Papiermaschine, die der in F i g. 1 gezeigten ähnlich ist, jedoch zur mehrstufigen Blattbildung dient.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Papiermaschine, bei welcher ein Stoff auflauf 1 so angeordnet ist, daß eine Fasersuspension 5, die zur Herstellung der Papierbahn 3 bestimmt ist, in eine Bahnbildungszone 7 eingeführt wird, die durch einen Teil 8 eines Siebes 9 und einen Teil 10 der glatten Mantelfläche 13 eines drehbaren Trockenzylinders 11 begrenzt wird, der mit Heizeinrichtungen ausgerüstet ist. Das Sieb 9 hat die Form einer endlosen Schleife, die so gelegt ist, daß sie über Führungswalzen 15 und eine Spannwalze 17 läuft. Der Abstand zwischen dem Teil 8 des Siebes 9 und dem Teil 10 der Mantelfläche 13 wird durch die Spannung im Sieb 9 und durch den Gegendruck der zwischenliegenden entwässerten Fasersuspension 5 bzw. nassen Papierbahn 3 bestimmt. Innerhalb der Siebschleife 9 und unterhalb der Bahnbildungszone 7 ist ein Wasserkasten 19 angeordnet, in welchem das in der Bahnbildungszone ausgepreßte Wasser gesammelt werden kann. Gegenüberliegend der Mantelfläche 13 des Trockenzylinders 11 und in der Drehrichtung nachfolgend der Bahnbildungszone 7 ist eine Druckwalze 21 innerhalb einer Filzschleife 23 angeordnet. Der Trockenzylinder 21 ist femer mit einer Trockenhaube 25 ausgerüstet, welche eine Trockenzone 26 längs eines Teils 24 der Oberfläche 13 begrenzt. Gegen die Mantelfläche 13 ist eine Rakel 27 in der Drehrichtung nachfolgend der Trockenzone 26 angeordnet.

Die Arbeitsweise der in F i g. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Papiermaschine ist wie folgt: Mittels des Stoffauflaufes 1 wird eine Fasersuspension 5 in die Bahnbildungszone 7 zwischen dem laufenden Sieb 9 und der Mantelfläche 13 des Trockenzylinders 11 eingeführt, welcher in der gleichen Richtung wie das Sieb 9 umläuft. Infolge des Druckes zwischen dem Sieb 9 und der Mantelfläche 13 wird die Fasersuspension 5 durch das Sieb 9 hindurch entwässert, wobei das herausgepreßte Wasser im Kasten 19 gesammelt wird. Die Fasersuspension 5 bildet dann eine Papierbahn 3, welche, wenn das Sieb 9 vom Trockenzylinder 11 weggeführt wird, an der Mantelfläche 13 des Trockenzylinders 11 haftet. Die Papierbahn 3 wird dadurch noch weiter entwässert, daß sie gegen die Mantelfläche 13 des Trockenzylinders 11 durch die Preßwalze 21 gepreßt wird, die innerhalb der Filzschleife 23 läuft. Durch dieses Pressen wird der Kontakt zwischen der Papierbahn 3 und der Mantelfläche 13 verbessert. Die Papierbahn 3 begleitet die Mantelfläche 13 des Trockenzylinders 11, dem Wärme zugeführt wird, und wird auf diesem in der Trocknungszone 26 durch Verdampfen getrocknet, worauf sie von der Manteloberfläche 13 durch die Rakel 27 in einem fertig getrockneten Zustand abgenommen wird.

Die Papierbahn 3 kommt schon mit der warmen Manteloberfläche 13 des Trockenzylinders 11 in Kon ■ takt, wenn sie in der Bahnbildungszone zwar gebildet, jedoch noch sehr feucht ist, wobei dieser direkte Kontakt ohne Unterbrechung während des Preßvorganges und des Trockenvorganges aufrechterhalten wird.

F i g. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Papiermaschine zur mehrstufigen Bahnbildung. Außer den in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen Einzelheiten 1 bis 27 ist ein zweiter Stoffauflauf 51 vorgesehen, der dazu dient, eine Fasersuspension 55 in eine zweite Bahnbildungszone 57 einzuspritzen, welche durch ein Sieb 59 und durch die an der Mantelfläche 13 des Trockenzylinders 11 haftende Papierbahn 3 begrenzt wird. Das Sieb 59 hat die Form einer endlosen Schleife und ist über Führungswalzen 61 und eine Spannwalze 63 herumgelegt. Der Abstand vom Sieb 59 zur Papierbahn 3 wird durch die Spannung im Sieb und durch den Gegendruck von der zwischenliegenden Fasersuspension 55 bestimmt. Innerhalb der Siebschleife 59 und unter der Bahnbildungszone 57 befindet sich ein Wasserkasten 65, in welchem das in der Bahnbildungszone 57 ausgepreßte Wasser gesammelt werden kann. Die Papierbahn, die in den

Bahnbildungszonen 7 und 57 gebildet und ergänzt worden ist. haftet an der Mantelfläche 13 des Trokkenzylinders 11 und wird dadurch entwässert, daß sie zwischen der Preßwalze 21, welche innerhalb der Filzschleife 23 läuft, und der Mantelfläche 13 gepreßt wird. Nach dem Pressen folgt die Papierbahn der Mantelfläche 13 des Trockenzylinders 11, der mit Wärme beliefert wird, wodurch das in der Papierbahn gebliebene Wasser verdampft und durch die Trockenhaube 25 weggeführt wird, worauf die getrocknete Papierbahn von der Mantelfläche 13 mit Hilfe der Rakel 27 abgelöst wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Papiermaschine, bestehend aus einem drehbar gelagerten Zylinder mit geschlossener Wandfläche und einem in einer endlosen Schleife umlaufenden, wasserdurchlässigen Band, das einen Teil der Mantelfläche des Zylinders umschlingt und zum Entwässern der in den Spalt zwischen Band und Zylinder eingeführten Fasersuspension dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (11) mit einer Heizung für die Mantelfläche (13) ausgestattet und im Anschluß an den von dem Band (9) umschlungenen Bereich — der Bahnbildungszone (7) — von einer Trockenhaube (25) umgeben ist.

2. Papiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß — in Drehrichtung des Zylinders (11) gesehen — zwischen der Bahnbildungszone (7) und der beheizten Trockenhaube (26) eine Preßwalze (21) vorgesehen ist, die in einer Filzschleife (23) eingeschlossen die Papierbahn gegen die Mantelfläche (13) des Zylinders (11) drückt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen