DE2061506A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Papier - Google Patents

Description

667 St.Ingbert, 12.12.1970

Beloit Corporation

Akte B 39

Vorrichtung zur Herstellung von Papier

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Papier bezw. Faserbahnen aus einer verdünnten wässrigen Suspension miteinander verwickelter, sich mitbewegender Pasern als im wesentlichen in einer Richtung bei hoher Geschwindigkeit fliessender dünner flacher Strom, bestehend aus einer ersten und zweiten Brustrolle, die in einer gemeinsamen Ebene im Abstand voneinander drehbar gelagert sind und zwischen sich einen im wesentlichen waagerechten Spalt bilden, sowie einer ersten und zweiten Faserbahn-Herstellungs-Siebbahn, die im wesentlichen mit einer der Geschwindigkeit des Stoffstromes entsprechenden Geschwindigkeit über die erste und die zweite Brustrolle bezw. durch den anfänglich engen Raum zum Spalt laufen, hier den Stoffstrom aufnehmen und unmittelbar dahinter durch eine Entwässerungszone in eine generelle Parallelität zu der zwischen den zwei Siebbändern eingebetteten Faserbahn konvergieren.

In den letzten Jahren hat die Papierfabrikation eine Anzahl bedeutender Fortschritte auf dem Gebiet der Papierbahnbildung gemacht, indem zwei gegenüberliegende Formsiebe für die Herstellung der Papierbahn zwischen diesen Siebbahnen benutzt werden, im Gegensatz zu den vordem üblichen Papiermaschinen vom Typ Fourdrinier, die nur ein einziges Sieb benutzen. Abwärts geneigte und/oder im wesentlichen in senkrechter Richtung ausgerichtete Papierbahnbildungsvorrichtungen, die zwei gegenüberliegende Formsiebe benutzen, sind noch jüngeren Datums und stellen ganz besondere Probleme bei der Bildung einer annehmbaren Papierbahn. ^ 0 5 $ £ fr ////? & <t ~²"

Nichtsdestoweniger gestatten diese senkrecht ausgerichteten Papiermaschinen theoretisch die Benutzung einer wesentlich kleineren Bodenfläche und höhre Geschwindigkeiten im Arbeitsablauf und lassen auf diese Weise solche Vorrichtungen wirtschaftlich interessant erscheinen. Obschon diese Papiermaschinen einen begrenzten wirtschaftlichen Erfolg hatten, sind sie immer noch im Stadium der Verbesserung,und in fflaefe mancher Hinsicht können der Arbeitsvorgang und die erreichte Papierqualität manches zu wünschen übrig lassen, v/enigstens in bestimmten Fällen. Wenn z.B. die Geschwindigkeit der Papiermaschine erhöht wird, treten oft betriebstechnische Schwierigkeiten in Verbindung mit der Ablagerung bestimmter Papierstofftypen auf, die eher eine höhere Verdünnung erfordern. Die auftretenden Probleme beschränken sich nicht auf Schwierigkeiten in der Kontrolle der Wasserbewegung (mit entstehenden "Brausen" und/oder "Streifenbildung"), welche genügend Entwässerung der sich bildenden Bahn mit einem Mindestmaß an Schaden ergibt, sondern umfassen auch Konstruktionsprobleme, die technische Angemessenheit von baulichen und/oder funktioneilen Teilen, vorzeitiger Verschleiß usw. Durch die Erfindung wird eine neue und ein-

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heitliche Herstellungsanlage geschaffen, die höhere Papiier-Herstellnngsgeschwindigkeiten ermöglicht, eine verbesserte Papierqualität erzeugt und vereinfachte konstruktive Bauteile benutzt.

Es ist infolgedessen ein wichtiges Ziel der Erfindung, eine neue Vorrichtung und Verfahrensweise zur Herstellung besseren Papiers bei hohen Bahngeschwindigkeiten zu schaffen.

Andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele, die aber abgewandelt werden können, ohne der Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

In der Zeichnung zeigen

Fig.l bis K schematische Darstellungen verschiedener

Papierherstellungsvorrichtungen gemäß der Erfindung, Fig.5 eine veränderte Bauart der in Flg.l dargestellten

Vorrichtung, und

Fig.6 eine veränderte Bauart der in Fig.2 dargestellten Vorrichtung.

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In Fig.1 ist ein AusfÜhrungsbeispiel einer Faserbahn-Herstellunfesvorr-ichtung einer Papiermaschine allgemein mit 10 bezeichnet. Man erkennt einen Stoffzuteilkasten 11, in den der Papierrohstoff in Form einer verdünnten wässrigen Suspension von Fasern ständig eingeleitet wird. Der Kasten 11 steht in Verbindung mit einer Stauvorrichtung 11a, die eine Einrichtung 11b zur Erhöhung der Vermischung der Fasern innerhalb der wässrigen Suspension enthält, wodurch auch die darin vorliegende Turbulenz aufgelöst wird. Die Stauvorrichtung 11a speist einen sich mit hoher Geschwindigkeit in senkrechter Richtung bewegenden, banddünnen Papierstoffstrom in den sich senkrecht erstreckenden Herstellungsspalt G ein.

Unterhalb des StoffZuteilers 11 sind zwei Brustrollen 12 und im Sinne der gekrümmten Pfeile drehbar gelagert, und zwar in einer waagerechten Ebene, um den Stoffstrom entlang einer waagerechten Ebene aufzunehmen. Der Abstand der Brustrollen 12,13 voneinander bestimmt die Gestalt des sich senkrecht erstreckenden Spaltes G, der weiter bemessen ist als die Dicke des aus der Stauvorrichtung 11a austretenden Stoffstromes. Die Brustrolfen 12,13 sind mit Abstreifvorrichtungen 12a bezw.l3a versehen, die zur Säuberung der Umfangsflachen der Rollen von anhaftenden Fremdkörpern dienen. Die Brustrollen sind in Fig.l als massive Walzen dargestellt, jedoch ist es auch möglich, sie als offene Walzen auszubilden.

Von den beiden Faserbahn-Herstellungs-Siebbahnen Fl und F2 ist die Siebbahn Fl als erste Siebbahn bezeichnet und über die erste Brustrolle 12 herumgeführt. Diese Siebbahn läuft dann über eine Mehrzahl von Siebführungen weiter, nämlich über eine offene Brustrolle Ik, eine stationäre Saugvorrichtung 15 und eine Vielzahl von Führungsrollen 12c, die die wandernde Siebbahn Fl zurück zur ersten Brustrolle 12 leiten. Die zweite Siebbahn F2 wird über die zweite Brustrolle 13 geführt, läuft gemeinsam mit der ersten Siebbahn Fl über die Brustrolle 14 sowie die Saugvorrichtung 1$, um dann über eine Vielzahl von Führungsrollen 13c zurück zur zweiten 3rustrolle 13 geführt zu werden. Die in Abständen aufeinanderfolgenden Führungsrollen 12c bezw. 13c können mit konventionellen Abstreifvorrichtungen 12d bezw.

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13d auf deren Ablaufflächen versehen werden, um anhaftende Fremdkörper abzuschaben. Zusätzlich werden die Führungsrollen '12c,1Jc mit Spannvorrichtungen Tl bezw.T2 versehen, die innerhalb der Siebbahnen Fl ,F2 eine gewünschte Zugspannung aufrechterhalten.

Die Brustrollen 12,13 sind im Verhältnis zur ersten nachfolgenden Siebführung, als die im folgenden die Brustrolle 14 bezeichnet wird, derart angeordnet, daß die Siebbahnen Fl,F2, von dem anfänglich keilförmigen Spalt G beginnend, in Konvergenz zu einergenerellen Parallelität zueinander gelangen, in der sie über die Siebführung 14 geleitet sind. Der Ausdruck "generelle Parallelität" besagt die dynamische Beziehung der Herstellungs-Siebbahnen Fl,F2, die zusammenwandern und,in bestimmten Abständen sich graduell zueinander bewegend, das zwischen sich gelegene Faserband W vorwärtsleiten, während Wasser aus dem sich neu bildenden Faserband getrieben wird, da die sich zwischen den Siebbahnen befindliche Materie verkleinert. Die Drainage bezw. der Wasserentzug tritt daher in beträchlichem Maße in dem mit Al bezeichneten Bereich auf, indem das Wasser durch die Siebbahnen auf deren den Umfangsflachen der Brustrollen 12,13 nachgeordneten Bereich austritt. Der Papierstoffstrom trifft die Umfangsfläche der Siebbahnen Fl,F2 im wesentlichen tangential, während diese in «£a einem druckerzeugenden Verhältnis über die Brustrollen 12,13 geführt werden. Die Geschwindigkeit des Stoffstromes wird im wesentlichen in hydraulischen Druck verwandelt, wogegen der StoffstrJbm die Siebflächen berührt und mithilft, den Papierstrom zu entwässern. Wie durch die Vielzahl der Pfeile im Bereich Al angegeben ist, werden auf den unmittelbaren Ablaufseiten der Rollen 12,13 wesentliche Mengen von Wasser aus dem Stoffstrom bezw. aus der sich ausbildenden Faserbahn W gezogen. In dieser anfänglichen Stufe der Siebbahnen Fl,F2 wirken auf den Stoffstrom sehr kleine, wenn überhaupt welche Drücke ein mit der Wirkung, daß die Faserlage zwischen denwwandernden .Siebbahnen erhalten wird, während eine"natürliche Drainage" ermöglicht ist unter geeigneter Verteilung der verschieden langen Fasern

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innerhalb des sich neu bildenden Faserbandes. Eine solche Verteilung der Fasern über den Querschnitt trägt ursächlich zur Entstehung eines hochqualifizierten Faserbandes bei. Während die wandernden Siebbahnen Fl ,F2 weiterhin in die die generelle Parallelität konvergieren, werden sie über die Umfangsflache der Siebführung 14 geleitet, die in Fig.l als offene Walze dargestellt ist. Es ist zu bemerken, daß die innere Umfangsfläche der Siebbahn Fl im Bereich der Berührung bezw. der Umschlingung der Siebführung 14 frei ist von Kontakt mit hemmenden Haltevorrichtungen. Die "innere Umfangsfläche" einer Siebbahn ist im folgenden auch mit "exponierter Fläche" bezeichnet, durch die der Ausstoß von Wasser erfolgen kann. Über die Siebführung 14 wird somit eine sandwich-artige Zusammenfügung im Sinne einer "Siebbahn-Faserband-Siebbahn-Einheit" geleitet, wobei das zweite Siebband F2 einen Teil der Umfangsfläche (ungefähr 90°) der Siebführung 14 umhüllt, der ausreicht, um die Arbeitsrichtung der sandwich-artigen Einheit unter einer gewissen Drehgeschwindigkeit zu ermöglichen, bei der Wasser durch und fort von den exponierten, freien Drahtoberflächen der Siebbahn Fl getrieben wird, wie bei A2 schematisch angedeutet. Diese Änderung der Arbeitsrichtung der Bahn-Einheit "bringt nicht nur eine zusätzliche Entwässerung mit sich, sondern erzeugt auch einen genügenden Druck auf die Fasern zwischen den wandernden Siebbahnen, der dieselben aneinanderbringt und zur Bildung eines einheitlichen, sich im wesentlichen selbsttragenden Faserbandes W beiträgt.

Durch die Größe der Umschlingung, die im Ausführungsbeispiel 'nach Fig.l ca. 90° beträgt, kann ein Einfluß auf den Grad des Wasserentzugs sowie auf die Zeitdauer eines auf die Faserbahn ausgeübten Druckes ausgeübt werden. Indem in Fig.l die Siebführung l4 durch eine offene Walze dargestellt ist, erhält man den Vorteil, daß ein Wasserentzug auch zur Siebführung hin erfolgt. Die rotierende AUöi'ünrunt; der Siebführuni-; 14 hat ferner uen Vorteil, daß an der Siebbahn F2 und der Führung selbst //enig Abnützung entsteht, zumal der Antrieb der Rolle 14 im wesentlichen durch die Siebbahn-Bewegung erfolgt.

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Während die Slebbahn-Einheit über die Siebführung 1²< gleitet und in einer waagerechten Richtung welterwandert, wobei die innere Urnfangsflache des Siebbandes Fl die stationäre Wasser-Entzugsstrecke 15 berührt, bleibt die Innere bezw. exponierte Fläche der· Siebbahn F2 frei von Berührung mit irgendwelchen hemmenden Haltevorrichtungen. Die Wasser-Entzugsstreoke 15, die wie dargestellt aus einer Mehrzahl von üblichen Saug-Gautschen besteht, dient zum Entzug zusätzlicher Wassermengen aus der entstehenden Faserbahn und zur Bildung einer trockenen Linie entlang des Siebbandes Fl, wobei das neugebildete Faserband am Siebband Fl haftet und sich vom Siebband Β^Ί2 löst. An der Ablaufseite der Wasser-Entzugsstrecke I5 wird das Siebband F2 über die erwähnten Führungsrollen 1^c geleitet und hebt dabei von der Faserbahn W ab.

Das Siebband Fl trägt die neu gebildete Faserbahn W in waagerechter Richtung weiter bis zur Berührung mit einem Übernahme-Filz PF, der eine Aufnahmewalze 26, an der eine Saug-üautsche 2($a angebracht ist, die unter Unter-Atmosphärendruck gehalten ist und die in bekannter Weise das Faserbahn W vom Siebband Fl zum Übernahme-B'ilz PF führt. Der Übernahme-Filz PF besteht aus einem feineren Gewebe als die Siebbahn Fl und stellt dadurch eine dichtere Oberfläche der feuchten Faserbahn W entgegen, wodurch diese auf den Übernahme-Filz PF übergeht. Der Übernahme-Filz trägt das Faserband W aus der Vorrichtung 10 aus zur weiteren Behandlung, z.B. einer ersten Press-Staion (nicht dargestellt). Zweckmässig bildet der Übernahme-Filz PF ein endloses Band, das - eine Mehrzahl von Sohlelfen bildend über eine Mehrzahl von Rollen wandert.

In der Nähe der Entwässerungszonen Al, A2 und I5 ist eine Auffangwanne S angeordnet, die das ausgestoßene Wasser auffängt und über eine Leitung SC ableitet. Miteinander synchronisierte Antriebsvorrichtungen Ml und M2 dienen zum Antrieb der Siebbahnen Fl,F2 in Stoffstroni-Geschwindigkeit. Wie dargestellt, sind die Antriebsvorrichtungen Ml,M2 mit einigen Führungsrollen 12c bezw.13c verbunden, jedoch können sie auch mit anderen Rollen verbunden sein.

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Zusammenfassend ist festzustellen, daß die Paserbahn-Herstellungsvorrichtung 10 nach Fig.l eine höchst einfache Vorrichtung darstellt, die ein Minimum an Siebführungen benutzt, um einen Papierstoffstrom zu entwässern und eine selbsttragende Faserbahn zu bilden. Wesentliche Wassermengen werden durch natürliche Drainage entzogen, zusätzliche Wassermengen durch den Einsatz von Zentrifugal- und Schwerekräften. Gleichzeitig entsteht genügender Druck auf die zusammengehaltene Faserbahn, wobei die einzelnen Fasern sich miteinander verschlingen und ein selbsttragendes Faserband entsteht. Der erwähnte Druck entsteht im Bereich der Umsehlingung der Siebführung 14 durch die Siebbahn-Einheit. Da die Siebführung Ik eine rotierende Fläche darstellt, die sich mit der Siebgeschwindigkeit bewegt und jeden Reibkontakt sowie eine Abnutzung verhindert, wird ein plötzlicher Druckanstieg vermieden, der das wandernde Faserband beschädigen und die Qualität des erhaltenen Papiere beeinträchtigen könnte.

Die in Fig.2 dargestellte Faserbahn-Herstellungs-Vorrichtung ähnelt derjenigen nach Fig.l mit Ausnahme der Siebführung 16, die anstelle der Rolle 14 tritt. Die Siebführung 16 ist ortsfest ausgebildet und mit konvex gekrümmter Arbeitsfläche versehen, an der das Siebband F2 vorbeigleitet und die der Siebbahn-Faserbahn-Einheit eineil Richtungswechsel gegenüber der Haupt-Stoffstromrlchtung aufzwingt, wobei das Siebband Fl gegen das Siebband F2 gedrängt wird und gleichzeitig die Verbindung der einzelnen Fasern der Faserbahn untereinander gefördert wird. Die Siebführung 16 ist mit einer glatten, im wesentlichen reibungslosen, wasserundurchlässigen Oberfläche versehen, die die Siebbata-Einheit in genereller Parallelität über eine Krümmwig fort von der Haupt-StoffStromrichtung führt, und zwar mit einer Drehgeschwindigkeit, die genügt, um Wasser durch und weg von der exponierten Seite der Siebbahn Fl zu treiben, die frei von Berührung mit irgendwelchen hemmenden Haltevorrichtungen ist.

Die Siebführung 16 hat eine hintere Arbeitskante 16', die unter einem Winkel von mindestne 5° von der Siebrichtung divergiert, um an der Ablaufseite der Siebführung 16 ein Pumpen zu ver-

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hindern. Das Pumpen würde auf der neugebildeten Faserbahn W unerwünschte Markierungen, Streifenbildung usw. verursachen und ist somit zu vermeiden.

Gegenüber der hinteren Arbeitskante l6^f der Siebführung 16 ist eine kontinuierlich entwässernde Folien-Anordnung 16a in englaufender Beziehung zu der inneren Umfangsfläche des Siebbandes Fl angeordnet, Diese Folien-Anordnung ist mit einer Leitkante versehen, die an ihrem Seheitel etwas gekrümmt ist und zum Abschäumen des entlang der Rückseite Des Siebes Fl mitgeführten Wassers dient. Die Entwässerungs-Folien-Anordnung 16a bezweckt nicht, die Siebbänder zu irgendeiner Richtungsänderung zu zwingen, sondern dient lediglich dazu, die im Wasser enthaltenen Fremdkörper abzulösen und in die Auffangwanne S zu befördern.

Die Arbeltsfläche der Siebführung l6 und der FoIien-Anordnung 16a können mit einem harten, spiegelähnlich glatten überzug gewisser Bereiche versehen werden, d.h. derjenigen Bereiche, die mit den wandernden Siebbändern in Berührung kommen, wobei die Zusammensetzung dieses Überzugs gebildet sein kann aus Wolfram-Karbiden, Titan-Karbiden, einem keramisch kristallinen feuerfesten Metalloxyd wie Aluminium-Oxyd oder dergl., welche alle spiegelähnlich poliert werden. Der keramische überzug ergibt an dieser monolithischen Oberfläche eine Deckung der Arbeitsfläche der Führungen 16 und l6a derart, daß ein Reiben auf der Arbeitsseite durch die Siebbahnen vermieden wiaä. Dieser überzug kann ähnlich demjenigen erstellt werden, der im US-Patent 3·250671 von Charles W#E. Walker beschrieben ißt.

Es ist festzustellen, daß die stationäre Siebführung 16 nach Fig.2 einen viel größeren Halbmesser der Krümmung gegenüber einer rotierenden Rolle ermöglicht, ohne deren Platz zu oeanspruchen. Obwohl auf die Vorteile einer rotierenden Rolle verzichtet wird, kann man feststellen, daß duroh einen reibung«- mindernden überzug auf einer stationären Siebführung l6 sehr wenig, wenn überhaupt ein senkrechter Druck auf die wandernden Siebbahnen Fl,F2 ausgeübt wird. Die Vorrichtung 20 1st daher ebenso einfach in ihrer Bauart, wirtschaftlich im Unterhalt und erzeugt trotzdem Papier hoher Qualität.

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Die in Fig.3 dargestellte Faserbahn-Herstellungs-Vorrichtung 'ist insbesondere auf die Herstellung von schwererem-Papier gerichtet, dessen Faserbahnen zusätzliche Bntwässeungsvorgänge erfordern. Unterschiedlich gegenüber der Vorrichtung 20 nach Fig.2 ist die Anordnung einer Hi^Ifs-Siebführung 17 und 17a zur Einstellung zusätzlicher Entwässerungszonen A3 und A4. Die zusätzlichen Siebführungen 17*17a sind, im Abstand aufeinanderfolgend, als massive Walzen dargestellt, die eine zweifache zusätzliche Ablenkung der Siebbahn-Einheit in der bereits beschriebenen Weise sowie einen Austritt von Wasser an den exponierten Seiten der Siebbahn-Einheit bewirken, wie durch die Pfeile bei A3 und A4 angedeutet ist. Die Rollen 17, 17a können selbstverständlich beide oder die eine von beiden als offene Walze ausgebildet sein.

An der Vorrichtung 30 nach Fig.3 ist weiterhin unterschiedlich, daß die Siebbahn F2 mit einer weiteren Siebführung 13cc ausserhalb ihrer Schleife versehen ist, die eine Spannvor- * richtung T2 zur Sicherung des gewünschten Spannungsgrades innerhalb der Siebschleife enthält. Diese Maßnahme erbringt eine einigermaßen schlangenförmige Laufbahn durch die Bahnbildungszone mit Entwässerungszonen bei jedem Richtungswechsel, wobei jeder Ric&tungswechsel abwechselnd den Aufschlag der . einen oder der anderen Bahn Fl,F2 gegen eine Siebführung zur Folge hat, während die jeweils andere Siebbahn frei von hemmenden Haltevorrichtungen ist und jeder dieser Bereiche etwa 90° der entsprechenden Siebführungsflächen einnimmt. In diesen Aufschlagbereichen entstehen genügende Drücke auf die zwischen den Sieben Fl und F2 gelegenen Fasern, um diese miteinander zu verwirken oder zu verflechten und eine einheitließhe Faserbahn zu formen, die verhältnismässig selbsttragend und trocken 1st.

Wie weiterhin aus Fig* 3 ersichtlich ist, ist die unterhalb der Brustrollen 12,13 gelegene stationäre Siebführung wasserundurchlässig und mit einem wesentlich größeren Krümmungsradius versehen als derjenige der Siebführungen 17,17a. Dieser größere Krümmungsradius erlaubt die Ausübung eines weiteren ,

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graduellen Druckes auf den Papierstoff zwischen&en wandernden • Siebbahnen, wodurch umgekehrt einem Zerr.eissen der Faserverknüpfung entgegengewirkt wird. Selbstverständlich kann die stationäre Siebführung 16 auch durch äs ein rotierendes Teil ersetzt werden, obschon wesentliche wirtschaftliche Vorteile daraus resultieren, wenn ein großer Krümmungsradius vorhanden ist.

Fig.4 zeigt eine Faserbahn-Herstellungs-Vorrichtung 40 zur Erzeugung eines äusserst kompakten Faserbandes durch Einstellung eines vergrößerten Umschlingungswinkels im Bereich der Umlenkung der Faserbahn-Siebbahn-Einheit um die als massive Walze ausgeführte Führungsrolle 14a. Die Umschlingung beträgt weniger als l8o . aber mehr als 90°, und erzeugt zusätzlichen Druck gegen die Bahnen-Einheit, wodurch die einzelnen Fasern zu größerer Dichte und festerem Zusammenhalt, d.h. zur Bildung einer höchst dichten Faserbahn miteinander verbunden werden. Wie bereits ausgeführt, wird entlang der beiden Seiten der formenden Siebbahnen Fl,F2 im Bereich Al eine natürliche Drainage ermöglicht, wobei im Bereich des Richtungswechsels bei A 2 eine zusätzliche Entwässerung erfolgt. Der wesentliche Teil der En twä ssetun ge η erfolgt jedoch in der Zone Al.

Die in Fig.5 dargestellte Faserbahn-Herstellungsvorrichtung entspricht im wesentlichen derjenigen nach Fig.l mit der Abänderung, daß im Bereich der Entwässerungszone Al eine Hilfs-Siebführung vorgesehen ist, die aus einer Mehrzahl von untereinander angeordneten, entlang der Senkrechten Vom Spalt G gegenüberliegend gestaffelten Ablenkelementen 18 besteht, die der Siebbahn-Einheit eine schlangenförmige Laufbahn zwischen den Brustrollen 12,13 und der offenen Führungswalze 14 aufzwingen. Im Ausführungsbeispiel sind nur drei solcher Ablenkelemente 18 vorgesehen, jedoch ist deren Anzahl beliebig. Die auf nicht dargestellten Stützen montierten Ablenkelemente 18 tragen je eine Arbeitsfläche 18a, die mit den sich gegenüberliegenden Seiten der Siebbahnen Fl ,f 2 in Berührung sind. Jede der Siebführungen 18a hat eine gekrümmte Leitkante zur Anlage an den Siebbahnen über einen entsprechenden Bereich (wie verglichen mit dem Linienkontakt durch einige der bekannten scharfkantigen Vorrichtungen). Eine jede Leitkante der Führungsmittel 18 berührt eine Siebbahn derartig, daß

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sie eine Abweichung von ihrer vorherigen Laufbahn in einer entsprechend raschen Aufeinanderfolge erzwingen, die genügt, um Wasser weg und durch gegenüberliegende Seiten der Siebbahnen zu treiben. Der Ablenkungsgrad kann in wesentlichen Beträgen geändert werden, er muss jedoch mindestens 5°gegen-Über der vorhergehenden Laufrichtung betragen, vorzugsweise jedoch mehr, sodaß sich eine genügende Ablenkung ausbildet, um Wasser vermittels Schwere und Zentrifugalkraft durch und weg von den exponierten Seiten der Siebbahnen auszutreiben. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß, wenn eines der Ablenkelemente l8 eine bestimmte Seite der Siebbahn-Einheit berührt, die entgegengesetzte Seite exponiert und frei von hemmenden Haltevorrichtungen ist. Dieser Effekt wird entlang der Mehrzahl von Ablenkelementen 18 wiederholt, sodaß entlang den abgelenkten Bereichen der Faserbahn A5 und A6 etwa gleiche Wassermengen entzogen werden.

Die Arbeitsflächen 18a der Ablenkelemente 18 können mit einem Überzug aus keramischem Material, wie vorhergehend für die Siebführungen 16 und 16a angegeben, versehen werden. Zusammenfassend kann gesagt'werden, daß die Ablenkelemente 18 zusätzliche pulsierende Drücke auf die Faserbahn ausüben und hierdurch zusätzliche Mengen von Wasser austreiben.

Fig.6 stellt eine Faserbahn-Herstellungs-Vorrichtung 60 dar, die im wesentlichen derjenigen nach Fig.5 entspricht. Anstelle der stationären Ablenkeinheiten 18 sind drehbare Rollen 19 kleineren Durehmessers vorgesehen, die ebenfalls durch ihre abwärts versetzte Anordnung zusätzliche Entwässerungszonen A5 und A6 sck-ffen. Die drehbaren Rollen 19 verhindern jegliche Reibung zwischen-^leß-isfandemden Siebbahnen und den Oberflächen der Siebführungen.

Zusätzlich weist die Vorrichtung 6o eine stationäre Siebführung \6 mit relativ großem Krümmungsradius auf in Ersatz der offenen Walze Ik nach Flg.5·

Durch die Erfindung wird eine einheitliche und verbesserte senkrechte Faserbahn-Herstellungs-Vorrichtung einer Papiermaschine geschaffen, die eine oder mehrere Siebführungen zum schlagartigen Ablenken zweier Siebbahnen enthält, zwischen denen die Faserbahn mitwandernd eingebettet ist. Die Arbeits-

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geschwindigkeit ist eine derartige, daß im Bereich der Siebführungen Wasser durch/dnd fort von den exponierten Seiten der freien Siebbahnflächen ausgetrieben wird, während die Fasern miteinander verwoben und einheitlich zusammengefügt werden, sodaß sich eine selbsttragende Faserbahn ergibt. Die dargestellten Vorrichtungen sind relativ einfach in der Bauart und wirtschaftlich im Unterhalt und benötigen ein Minimum an Siebführungen sowie an Bodenfläche, wobei auch eine entsprechende Entwässerung erzielt wird, um ein Zerreissen der Faserbahn oder Papierbahn zu verhindern.

Im Prinzip umfasst die Erfindung im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Paar Brustrollen, in einer horizontalen Ebene drehbar gelagert, und. zwar unterhalb eines StoffZuteilers und in einem derartigen Abstand voneinander, daß ein sich senkrecht ausdehnender Spalt zur Aufnahme des Papierstoffstromes erzeugt wird, über die Brustrollen ist ein Paar sich gegenüberliegender waddernder Siebbahnen geführt, die den Stoffstrom zwischen sich aufnehmen und in der so geschaffenen Siebbahn-Faserbahn-Einheit die Vorrichtung durchlaufen, wobei der Stoffstrom entwässert wird und sich zu einer selbsttragenden Faserbahn ausbildet. Anfangs erfolgt eine sogenannte natürliche Drainage entlang der sich gegenüberliegenä den Seiten der Siebbahnen, die bis zum Erhalt einer generellen Parallelität zueinander konvergieren und dann über eine unterhalb der Brustrollen angeordnete Siebführung umgelenkt werden. Diese Siebführung hat generell eine gekrümmte Oberfläche, wodurch eines der Siebe um ca. 90° abgelenkt wird und das andere Sieb im Umschlingungsbereich frei von Berührung mit einer hemmenden Haltevorrichtung ist. Diese Siebführung bewirkt, daß unter dem Einfluß der Drehgeschwindigkeit Wasser durch die freie Sieboberfläche getrieben und ein Druck auf die Fasern ausgeübt wird, sodaß sich diese Fasern verflechten und untereinander vereinigen. Die Siebführung kann ein stationäres Glied mit einem verhältnismässig großen Krümmungsradius oder eine rotierende massive oder offene Walze sein. In bestimmten Fällen kann die Faserbahn-Herstellungs-Vorrichtung durch dae Hinzufügen von Hilfs-Siebführungen verändert werden, und zwar im Bereich vor oder nach der vorerwähnten Haupt-Siebführung, um zusätzliche Entwässerungen und/oder Druckfunktionen zu er-

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halten. Dort, wo die Hilfs-Siebführungen vor der Haupt-Sieb-.führung angeordnet sind, enthalten sie eine Mehrzahl von ent-, weder stationären oder rotierenden Ablenkflächen, die aufein- ■ anderfolgend gegeneinander versetzt sind, um dem Stoffstrom eine schlangenähnliche Laufbahn zu verleihen.

Dort, wo die Hilfs-Siebführungen der Haupt-Siebfünrung nachgeordnet sind, enthalten sie allgemein eine oder mehrere rotierende Walzen, die je nach ihrem Abstand voneinander jlen Siebbahnen zusätzliche Richtungsänderungen aufzwingen mit dem Effekt, daß zusätzlich entwässert und Druck ausgeübt wird, insbesondere zur Herstellung von schweren Papiersorten.

Gemäß der Erfindung wird eine selbsttragende Faserbahn verfahrensmässig wie folgt hergestellt:

Ein banddünner Stoffstrom wird über einen durch waagerecht gegenübErliegende Brustrollen erzeugten Einzugsspalt G zwischen zwei mit gleicher Geschwindigkeit wandernde Siebbahnen eingegeben, die zunächst durch ihre Konvergenz bis zu einergenerellen Parallelität eine natürliche Entwässerung besorgen. Anschließend sind die beiden Siebbahnen mit der dazwischen eingebetteten Faserbahn über Siebführungen mit gekrümmter Oberfläche geleitet, in deren Bereich durch Zentrifugalkraft zusätzlich Wasser durch die exponierte, d.h. von hemmenden Haltemitteln freie Oberfläche einer Siebbahn getrieben wird. Gleichzeitig wird während der Umlenkung unter der Spannung der Siebbahnen auch ein Druck auf die Faserbahn ausgeübt, um deren Fasern einander anzunähern und miteinander zu verbinden. Der Entwässerungs- und Druckeffekt kann durch mehrfache Ablenkungen der Bahnrichtung beeinflusst werden.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Beloit Corporation

   Patentansprüche

   Vorrichtung zur Herstellung von Paserbahnen aus einer verdünnten wässrigen Suspension miteinander verwickelter, sich mitbewegender Fasern als im wesentlichen in einer Richtung bei hoher Geschwindigkeit aus einem Zuteiler fliessender dünner flacher Strom, bestehend aus einer ersten und zweiten Brustrolle, die in einer gemeinsamen Ebene im Abstand voneinander drehbar gelagert sind und zwischen sich einen im wesentlichen waagerechten Spalt bilden, sowie einer ersten und einer zweiten Faserbahn-Herstellungs-Siebbahn, die im wesentlichen bei einer der Geschwindigkeit des Stoffstromes entsprechenden Geschwindigkeit über die erste und die zweite Brustrolle bezw. durch den anfänglich engen Raum zum Spalt laufen, hier den Stoffstrom aufnehmen und unmittelbar dahinter durch eine Entwässerungszone in eine generelle Parallelität zu der zwischen den zwei Siebbahnen eingebetteten Faserbahn konvergieren,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Siebbahnen (Fl,F2) mit der dazwischen gelegenen Faserbahn (W) sich über eine Siebführung (l4,l4a,l6) bewegen, die in bestimmten! Abstand btromabwärts des Spaltes (G) entfernt liegend die Entwässerungszone (Al) und eine im wesentlichen von den Brustrollen (12,13) ausgehende senkrechte Laufbahn bestimmen, und daß die Siebführung (l4,l4a,l6) eine gekrümmte, glatte Arbeitsfläche hat, die die zweite Siebbahn (F2) über einem Teil ihrer Arbeitsfläche berührt und somit eine Abdeckzone durch die zweite Siebbahn über die Siebführung bildet wobei der Teil der Arbeitsfläche die zweite Siebführung in eine solche Parallelität gegen den entgegengesetzten Bereich der ersten Siebbahn (Fl) drängt, daß diese frei von Berührung mit Haltevorrichtungen

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   ist und wobei die beiden Siebbahnen in Parallelität über eine derartige Krümmung von der durch den Stoffzuteiler (Ha) bestimmten Stoffstrom-Richtung abgelenkt werden, daß die Drehgeschwindigkeit genügt, um Wasser durch und weg von der ersten Siebbahn zu treiben und auf die Paserbahn einen Druck auszuüben, der ausreicht, der Faserbahn selbsttragende Eigenschaften zu verleihen.

   2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerungszone (Al) frei von Berührung mit hemmenden Haltevorrichtungen ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine stationäre, wasserdichte Siebführung (l6) mit einer glatten, konvex gekrümmten Oberfläche (Fig.2,3 und 6)

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Oberfläche von einem spiegelähnlichen Überzug aus einem keramischen Material beschichtet ist,

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebführung eine drehbare Walze (I4,l4a) ist (Fig.1,4 und 5).

   6. Vorrichtung,} nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (l4,l4a) eine im wesentlichen massive Walze ist.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (I4,l4a) eine im wesentlichen offene Walze ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckzone der zweiten Sieb^tHuraag (FS) über die Siebführung (14,14a,16) sich über einen Winkel von zwischen 90° und l8o° erstreckt.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckzone sich über einen Winkel von etwa 90⁰ erstreckt.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine der Siebführung (16) nachgeordnete zusätzliche Siebführung (17), die die wandernden Siebbahnen (Fl,F2) einem zusätzlichen Bahn-Richtungswech.se 1 mit einer Drehgeschwindigkeit unterwirft, die ausreichti um zusätzliches Wasser von der feuchten Faserbahn (W) auszutreiben und einen zusätzlichen Druck auf die Fasern innerhalb der Faserbahn auszuüben.

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   11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Brustroll-en (12,1;5) und vor der Siebführung (I4,l4a,l6) eine Vielzahl von im allgemeinen senkrecht, gerichteten, gegenüberliegend gestaffelten Ablenkflächen (18,19) in Abständen aufeinanderfolgend angeordnet sind, die in Berührung mit dem ersten und zweiten Siebband (Fl,F2) eine dieser Siebbahnen in Parallelität zur anderen drängend eine aufeinanderfolgende Ablenkung der Siebbahnen um jeweils etwa 5° gegenüber der Stoffstrom-Richtung am Zuteiler (Ha) hervorrufen, wodurch eine Wasserverdrängung durch und weg von dem jeweils freien Siebband erzielt wird.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Ablenkflächen aus einer drehbaren Walze (19) von Yerhaltnismassig kleinem Durchmesser besteht.

   12· Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch stationäre Ablenkflächen (18) mit einer gekrümmten Leitkante (l8a), an denen die Siebbänder (Fl,F2) über einen bestimmten Bereich anliegen.

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