DE1951202B2 - Papiermaschine mit vertikaler Bahnbildungszone und Stoffeinlauf von unten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Papiermaschine mit vertikaler Bahnbildungs/one. die zwei jeweils von einem Siebband umschlungenen Brustwalzen und Führungsvorriehiungen zu beiden Seiten der Bahnbildungszone zur Führung der Siebbander aufweist, sowie mit einem unter der Einführöffnung ungeordneten Stoffauflaulkasten zur Einführung von Papierstoff von unten in die Bahnbildtingszone ausgestattet ist.

Eine Maschine dieser Art isi aus der US-Patentschrift 29 77 277 bekannt, bei welcher in der hauptsächlich beschriebenen Ausführungsform nur ein Siebband für die Entwässerung vorgesehen ist. wahrend sich hinter dem anderen Band eine feste Platte ohne Löcher befindet. Unten am Stolfeinlauf weisi die bekannte Maschine zwei Führungsplatten auf. die einen flüssigkeitsdichten Vorsprung für den Stoff am Übergang zwischen dem Zuführrohr und der Finführöffnung unten an der Bahnbildungszone bilden soll. Es handelt sich hier um eine .sogenannte geschlossene hydraulische Anlage, bei welcher die gesamte Bahnbildungszone bis in das Zuführrohr des Stoffauflaufkaslens hinein mit Stoff gefüllt bzw. »überflutet« ist. Die Funktion der einwandfreien Abdichtung an der Einfühningsölfining der Bahnbildungszone unten in der bekannten Papiermaschine ist nicht immer gewährleistet.

Außerdem ist die Zuführgeschwindigkeit des Stolfs im wesentlichen gleich groß wie die Laufgeschwindigkeit der Siebbander. Hierdurch entstellen Scherwirkungen in den Randschichten des auf den Siebbandern abgesetzten Papierstoffs, insbesondere, wenn nicht der Raum bis zur Einführöffnung am Stoflauflaufkasien unten ganz mit Stoff gefüllt ist.

Es hat sich also bei tier oben beschriebenen bekannten Ar! von Papiermaschinen gezeigt, dall innerhalb der Bahnbildungszone am Sioficmtriu hinter den Brustwalzen eine Pumpwirkung durch diese und somit ein Unterdruck entstand, so daß Lullblasen angesaugt wurden. Dadurch konnten Locher in der herzustellenden Papierbahn entstehen.

Der Anmeldung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Papiermaschine der eingangs beschriebenen Art vorzusehen, bei welcher die Entstehung von 1 inierdruck und das Einsaugen von Lultblasen und damn die Herstellung einer fehlerhaften Papierbahn vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelost. daß die Austrittsdüse des unter der Bahnbildungszone angeordneten Stoffauflaufkastens einen Abstand \un den benachbar.en ßrusiwalzen aufweist und mit einer so engen Öffnung versehen ist. daß der nach oben gerichtete Strahl des Papierstoffes sich dun.h die Finführöffnung hindurch erstreckt und erst oberhalb Je: Einführoffnung auf die Siebbander aufirillt. In \orteilhyfier Weise kann man somit auf die Dichtungsklappen aiii Siofl'eintritt verzichten. Der Papierstolfsirahl irillt lerner erst an einer Stelle auf die Siebbander auf, wo die Pumpwirkimg der sich schnell drehenden Brusiw.ilzen als vernachlässigbar angesehen wird; d. h. oberhalb deijenigen Stelle, wo die Siebbander die Brustwalzen verlassen.

Der flüssige Papierstoff wird sozusagen nach oben geschossen, damit sich die Geschwindigkeiiskomponente in eine nach oben gerichtete Druckkralt umwandelt, die für die Entwässerung verwendbar ist. Dann können die in dem Strahl befindlichen faserigen Teilehen sich gut auf die Siebbander in der Bahnbildungs/one absetzen, und es treten keine Scherkräfte auf, welche die schon zum Teil entwässerte Stoffschicht wieder zerstören würden.

Die gleichförmige Entwässerung erfolgt unter vorteilhafter Verwendung der Wirkung der Schwerkraft. Die die Entwässerung bewirkende resuliierende Druckkralt verhindert ein Fließen ties noch vorhandenen Ireien Wassers im Papierstoff neben den Siebbandern.

Beim Betrieb einer vertikalen Papiermaschine ist es wichtig,das richtige Verhältnis zwischen der kinetischen Energie des Stoffes und derjenigen Kraft aulreclv. /u erhalten, welche dieser Energie entgegenwirkt. Diese entgegenwirkende Kraft wird anfänglich durch die blanken Siebbander erzeugt und nimmt zu, wenn sich die Fasern auf den Flächen der Siebbander ablagern und einen höheren Widerstand gegen eine weitere Entwässerung erzeugen. Zur Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen der Bahnbildungszone und gleichzeitigen Vermeidung eines seitlichen Austretens des Papierstoffes aus den Siebbandern sollte die kinetische Energie des Stoffes größer als diejenigen Kräfte sein, die der Entwässerung in der Bahnbildungszone entgegenwirken. Bei der erfindungsgemäßen Papiermaschine wird daher der Papierstoff in die nach oben verlaufende Bahnbildungszone mit einer Einlaufgeschwindigkeit eingeführt, die hinreichend größer als die Siebbandgesehwindigkeit ist, um so den nach oben gerichteten Druck hinreichend groß zu belassen.

Es ist erlindungsgemäß zweckmäßig, wenn die an den Siebbandern liegenden Kanten der Führungsvorrichtung in Form von Ablcnkern konvergierend von der Einführöffnung nach oben angeordnet sind. Die zusammenlaufende Anordnung der Bahrbildungszone ermöglicht und begünstigt die erwünschte Einstcllmöglichkeit de'· geforderten physikalischen Größen, nämlich

von Druck und Geschwindigkeit.

Eine gunstige weitere besondere Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen in dichtem Abstand vom obersten Ablenker für das eine Siebband angeordneten Saugkasten. Dessen untere, auf s <Jer Rückseite des Siebbandes anliegende Kante wirk', in vorteilhafter Weise gleichzeitig als Führungskanie. »•obei das besonders an diesem Siebband austretende Wasser durch den Saugkasten abgezogen und gesammelt wird. Die Papierbahn kann sich dann auf dem to diesem Saugkasten zugeordneten Siebband anlegen. Das andere Siebband läuft dann von dem Saugkasten fort und die vereinzelte Bahn kann mit dem sie tragenden Siebband z. B. horizontal umgelenkt «.erden, wahrend die Papierbahn auf der oberen Seite des is Siebbandes aufliegt.

Hier ist es weiterhin zweckmäßig, wenn über den Ablenkern eine Saugwalze angeordnet ist. Diese erlaßt dann das Siebband und führt nicht nur die Papierbahn (jut anhaltend auf diesem in die Horizontale, sondern entwassert die Papierbahn gleichzeitig auch.

Aus der US-Patentschrift 32 I-, Wi ist zwar bei einer nach unten arbeitenden vertikalen Papiermaschine ebenfalls eine der unteren Gaiitschwal/en als Saugwalze ausgebildet. Der Unterschied gegenüber der erhndtingsgemäßen Maßnahme besteht jedoch darin, daß im bekannten Fall die Papierbahn nicht gut entwässert werden kann, weil die Schwerkraft dem Austreten des Wassers durch das Siebband zur Saugwalze hin entgegenwirkt. Bei der erfmdungsgemaßen Anordnung der Saugwalze oben befindet dieses sich hingegen in vorteilhafter Weise in einein oberen Ou.idi anicn. und durch die bessere Eniwässerimtisinöülichkeil kann die Papierbahn leichter zu einem Aufnahmefil/ geführt werden. Dieser kann eine herkömmliche Aufnahmevorrichtung einer Langsiebmaschine au! w eisen.

Die Frlindung wird nun anhand der Zeichnung des Ausluhiungsbeispieles näher erläutert. Ls ist eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der Papiermaschine gemäß der Erfindung gezeigt.

Beschreibung des bevorzugten Aiisfühi ungsbeispieles:

Die gezeigte vertikale Papiermaschine weist zwei Brusiwalzen It und 12 auf. die in horizontaler Richtung im Abstand voneinander so abgestützt sind, daß zwischen ihnen eine spaltförmige Einführöffnung 13 gebildet wird. Lerner sind zwei Gautschwal/cn 14 und 15 über den Brustwalzen 11 und 12 angeordnet. Zwei Siebbänder 16 und 17 sind um die entsprechenden Paare von Brust- und Gautschwalze^ 11-14 und 12-15 geschlungen. Die <iaiuschwalz.cn 15 und 14 sind mit einer nicht gezeigten Antriebsvorrichtung versehen, welche die Siebbander von den Brusiwalzen 11 12 mit gesteuerter Geschwindigkeit nach oben sowie gegen s> und um die Gautschwalzen 14 und 15 laufen laßt.

Die sich unmittelbar über den Brustwalzen 11 und 12 befindenden Abschnitte der Siebbander 16 und 17 werden so geführt, daß sie nach oben zusammenlaufen und zwischen sich eine Bahnbildungszone 20 mit etwa (>o dreieckigem Querschnitt begrenzen. Diese Zone ist an ihrem breiteren Ende /um Spalt 13 hin zwischen den Brustwal/en offen, um Rohmaterial vom StolfauHaulkasten 25 aufzunehmen, der lediglich schemalisch dargestellt ist. Der restliche Teil der Schleife der beiden Siebbänder 16 und 17 ist mit passenden Führungswalzen 26 und 27 versehen. Ein Saugkasten 30 ist unter der rechten Gautschwalze 15 befestigt, welcher die frisch gebildete Papierbahn vom Siebband 16 löst und bewirkt, daß diese am SieDband 17 anhaftet, wenn sich das letztere um die als Saugwalze dargestellte Gautschwalze 15 schling! und gegen die Aufnahmewal/e 31 wandert, durch welche die Papierbahn auf den Aulnahmefilz 33 übertrager, wird.

Die die Bahnbildungszone bildenden Siebbandabschniite werden durch Ablenker 40 geführt, die an den inneren Seiten dieser Siebbander anliegen und diese abstützen. Die Ablenker 40 sind einstellbar aufgebaut. Sie sind von ihren entsprechenden Eingriffskamen mit den Siebbändern schräg nach oben geneigt, um das Wasser abzuziehen, das durch die Siebbänder ausgepreßt wird, um dieses Wasser von den Siebbändern wegzuführen, wie die Pfeile 41 andeuten. Das Wasser tropft dann in die Rinnen 42-43. w eiche die entsprechenden Gruppen von Ablenkern umgeben. Ein zusätzlicher Ablenker 44 ist entlang dem unteren Rand des Saugkastens 30 vorgesehen und wirkt mit dem obersten Ablenker 40 für das andere Siebband zusammen, um die Stelle mit dem kleinsten Abstand der Siebbander vorzusehen. Das Siebband 16 wird über diese Ebene durch seine Gautschwalze 14 vom Siebband 17 weggeführt.

Der Abstand und die Anordnung der Ablenker 40 und 44 in bezug aufeinander und auf die Einführöffnung 13 zwischen den Brustvvalzen werden zusammen mit dem Stoffauflaufkasten 25 festgelegt, der den Papierstoff in bahnförmigem Strahl einführt, wie durch den Pfeil 45 angedeutet ist. Der Strahl 45 trifft auf die Siebbänder 16-17 an einer Stelle über derjenigen Ebene auf. an welcher die Pumpwirkung der Brustvvalzen 10-11 Flüssigkeit durch die Siebbänder ziehen könnte, d. h.. er trifft auf die Siebbander erheblich über der Tangentenlinie jedes Siebbandes mit seiner zugeordneten Brustw alze: wo also die Siebbander die Brustwalz.cn verlassen. Außerdem wird die Stoffzufuhr zum Stoffauflatilkasten 25. dargestellt durch die Pumpe 50. den Motor 51 und die Motorsteuerung 52, derart in bezug auf die Geschwindigkeit der Siebbänder reguliert, daß die ania'ngliehe Einführgeschwindigken des Stoffs gegen die Bahnbildungszone größer ist als die Siebbandgeschwindigkeii und einen solchen Wert erreicht, daß beim Fehlen der Siebbander der Strahl mindestens bis zum Ablenker 44 hochsteigen würde, und vorzugsweise sogar ent,as höher, bevor er durch die Schwerkraft umgelenkt wird.

Unter diesen Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverhältnissen füllt der Stoff kontinuierlich die Bahnbildungszone aus. während die Entwässerung voranschreitet, wie oben beschrieben wurde. Hierbei werden zuerst die Fasern an den inneren Seiten jedes Siebbandes abgelagert und daraufhin wird die Bahn vollständig ausgebildet, wenn sie oberhalb des Ablenkers 44 aus der Bahnbildungszone herauswandert. Wenn die Einführungsgeschwindigkeit des Stoffes die Siebbandgeschwindigkeit überschreitet, bewirkt die Bremsung des Stoffes durch die Siebbander nicht nur eine gewisse Entwässerung auf Grund der Bewegung der Flüssigkeit, sondern auch die Geschwindigkeitskomponente, die den Stoff als freien Strahl über den Ablenker 44 hinausträgt, wird in einen Druck umgewandelt, der mit den konvergierenden Siebbändern zusammenwirkt, um die Flüssigkeit während der Ausbildung der Bahn durch die Siebbander auszupressen.

Fs ist relativ einlach, die Finführungsgeschw indigkeit zu berechnen, die bei einer vorgegebenen Siebbandgeschwindigkeit und vorgegebenen AbIiU₅SUHgCi' der

Bahnbilduiigszone notwendig ist, um optimale Ergebnisse zu erreichen. Die wesentliche Bedingung besteht darin, daß die Einfiihrungsgeschwincligkeit hinreichend höher als die Siebbandgeschwindigkeit ist, um einen nach oben gerichteten Druck zu gewährleisten, der praktisch bis zur Höhe des Ablenkcrs 44 reicht, und zwar trotz der Brems- oder Verzögerungswirkung der Schwerkraft. Das kritische Moment dieser Bedingung wird durch die Tatsache abgeschwächt, daß eine nicht allzu große Geschwindigkeit keinen Nachteil hat und ein Sicherheitsmoment darstellt. Wenn ?.. B. der vertikale Abstand vom oberen Ende der Düse des Stoffauflaufkasicns zum Ablenker 44 813 mm und die Siebbandgeschwindigkeit 304 m/min betragen, danr stellt der Weil von 456 m/min eine sichere Einfülmmgs geschwindigkeit für den Stoff dar. Eine entsprechende Grenze sollte für unterschiedliche Sicbbandgeschwin digkeiten aufrechterhalten werden, und zwar stets in Zusammenhang mit dem vertikalen Abstand von de Stoffauflaufkastcn-Düse zur obersten Ebene der Bahn

ίο bildungszonc.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Papiermaschine mit vertikaler Bahnbildurigs/one, die zwei jeweils von einem Siebband umschlun- S jenen Brusiwalz.en und Führungsvorrichtungen zj beiden Seiten der Bahnbildungszone zur Führung der Siebbänder aufweist, sowie mit einem unter der Einführöffnung angeordneten Sioffauflaufkasten zur Einführung von Papierstoff von inten in die Bahnbildungszoiie ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse des unter der Bahnbildungszone (20) angeordneten Stoflauflaufki'.stens (25) einen Abstand von -Jen benachbarten Brustwalzen (11, 12) aufveist und mit einer so engen Öffnung versehen ist, daß der nach oben gerichtete Strahl (45) des Papierstoffes sich durch die Einführöffnung (13) hindurch erstreckt und erst oberhalb der Einführöffnung (13) auf die Siebbander (16,17) auftriffl.
2. 2. Papiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Siebbandern (16, 17) liegenden Kanten der Führungsvorrichtungen in Form von Ablenkern (40) konvergierend von der Einführöffnung (13) nach oben angeordnet sind. is
3. i. Papiermaschine nach Anspruch I oder 2. gekennzeichnet durch einen in dichtem Abstand vom obersten Ablenker (40) für das eine Siebband (17) angeordneten Saugkasten (.30).
4. 4. Papiermaschine nach Anspruch 1 oder 3, gekennzeichnet durch eine über den Ablenkern (40) angeordnete Saugwalze (15).