DE2102717A1

DE2102717A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Papier, Karton oder einer ähnlichen Fasermaterialbahn

Info

Publication number: DE2102717A1
Application number: DE19712102717
Authority: DE
Inventors: A Vesanto
Original assignee: Enso Gutzeit Oy
Current assignee: Stora Enso Oyj
Priority date: 1970-01-26
Filing date: 1971-01-21
Publication date: 1971-08-12
Also published as: SE372300B; GB1343700A; CA929772A; US3876499A

Description

EESO-GUTZEIT OSAKEXATIÖ
Kanavaranta 1
Helsinki 16 / Finnland

Priorität wird beansprucht aufgrund Pat.Anm. Finnland Nr. 206/70 v, 26.1,1970

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Papier, Karton oder einer ähnlichen Fasermaterialbahn

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Papier, Karton u. dgl. FaserStoffbahnen und insbesondere zur Entwässerung erwähnter Katerialbahnan in deren Bildungsphase, wobei die Faseraufschwemmung (Fasersuspension) vom Sinlauflcasten in einen von zwei Siebtüchern gebildeten keilförmigen Raum geleitet und sodann durch diese beiden Siebtücher hindurch entwässert wird.

Bei den am häufigsten verwendeten Verfahren wird die Faseraufschwemmung, die et v/a 0,15 bis 1,0 ^σ/Ό Trockensubstanz enthält, aus dem Einlaufkasten (Stoffauflauf) auf ein endloses, von vValzen und/oder Entwässerungsleisben getragenes, bev/eg-

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tes Siebtuch gebracht, auf dem die Entv/ässerung teils aufgrund der Schwerkraf t, teils el arch die Wirkung eines mittels rotierender walzen oder passend geformter Leisten geschaffenes Vakuums und, nachdem die ^alin einen genügend hohen Trockensubstanz-Gehalt aufweist, d. h. nachdem so viel Wasser abgegegangen ist, daß die Fasern nicht mehr als in der Aufschwemmung schwebend betrachtet v/erden können, über das Siebtuch tragende, mit gelochten oder geschlitzten Deckeln versehene, auf Unterdruckbasis arbeitende Saugkasten geschieht. Weiter sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen die Bahn durch Aufbringen von Faseraufschwemmung aus dem Einlaufkasten oder einer sonstigen Verteilungsvorriclitung auf einen mit Siebtuch bespannten rotierenden Zylinder geschieht, wo dann das Wasser teils aufgrund der Schwerkraft, teils mit Hilfe von Vakuum abgeschieden v/ird.

In den letzten Jahren wurden mehrere Verfahren entwiekelt, bei denen die Bahn zwischen zwei nit gleicher Geschwindigkeit laufenden Siebtüchern gebildet wird, wobei die Faseraufschwemmung vom 3inlaufkasten (Stoffauflauf) in cen von den beiden Siebtüchern gebildeten Schlund eingespeist wird und das Wasser durch beide Sieotüoher hindurch abgeführt wird.

Bestimmt wurde die in dieser Richtung verlaufende Entwicklung durch zv/ei Hauptbesxrebungen: Erstens ist die Geschwindigkeit der Papiermaschinen (der Terminus Papier ist hier in weitem Sinne unabhängig vom Quadratmetergewicht und vom Fasermaterial zu verstehen) beträchtlich gestiegen. Dabei kam es bei Maschinen des ältesten Typs, bei denen die Faseraufschwemmung vom Einlaufkasten auf das Siebtuch gespeist wird, zu einer

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Reihe von Schwierigkeiten, die vor allem auf den Umstand zurückzuführen sind, daß die obere Fläche der Bahn frei zutage liegt. Nachteilig machte sich das auf verschiedene Ursachen zurückzuführende Spritzen "bemerkbar, das die Gleichmäßigkeit (Homogenität) der Bahn beeinträchtigt. 3in weiterer Grund, die Bahn zwischen zwei Siebtüchern zu bilden, ist die sich daraus ergebende Möglichkeit, die Entwässerung entweder gleichzeitig oder alternierend in beiden Richtungen ausführen zu können, wodurch die erforderliche Bahnbildungsstrecke, d. h. die Strecke, die notwendig ist, um den Trockensubstanz-Gehalt der Bahn so zu steigern (ca.. 1,5 bis 2,0 ^), daß die Fasern ihre Position nicht mehr wesentlich ändern, verkürzt wird. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten (900 bis 1200 m/min) und Papiersorten, bei denen der I-iahlungs- oder Auf Schließungsprozeß eine Verzögerung der natürlichen V/asserabgaoe bewirkt, ist dieser Umstand von beträchtlicher Bedeutung. Alle bisher bekannten Bahnbildungsmethoden sind jedoch mix einer Schwäche behaftet, die durch die erfindungsgemäße Bahnbildungsmethode und -vorrichtung beseitigt werden soll.

Bekanntlich ist die Entwässerung zu Beginn des Prozesses relativ einfach zu bewerkstelligen und wird mit zunehmendem Gehalt an Trockensubstanz immer schwieriger. Bei nahezu allen bisher "bekannten Verfahren basiert die Entwässerung auf einer über das gesamte Änfan-jsstadium der Bahnbildung wirkenden gleichmäßigen Kraft, entweder der Schwerkraft oder der üJentrifugalkraft, sowie auf einer momentanen, d. h. kurzzeitig wirkenden Kraft, und sv;ar auf der Ausnutzung von Unterdruck, der auf verschiedenerlei V/eise erzeugt wird. Bei einem der bekannten Verfahren geschieht das Bilden der

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Bahn zwischen zwei vertikal laufenden Siebtüchern, wobei die Entwässerung hauptsächlich mittels zu dieser Vorrichtung gehörender Schaber (Abstreifer), die alternierend von beiden Seiten gegen das Siebtuch drücken, geschieht. Bei diesem "Verfahren erfolgt also das Abscheiden des Viassers aus der Papierbahn nicht auf Schwerkraft-Basis.

Die stoßweise (pulsierende) Entwässerung, die mittels rotierender Walzen, passend geformter, Vakuum erzeugeixcer Schaber, sog. nasser Saugkasten oder entsprechender Vorrichtungen, Vielehe kurzzeitige Entwässerungsmaxima verursachen, bewerkstelligt wird, muß außerordentlich genau reguliert und überwacht werden, um zu verhindern, daß es zu teilweiser Beschädigung der im Entstehen begriffenen Pasermaterialbahn und damit zu einer Beeinträchtigung der Gebrauchseirensc'iaften der Bahn (des Produktes) kommt. Dies ist vor allern in Anfangsstadium der Bahnbildung von großer Wichtigkeit. /r^iY,-.te vorliegender Erfindung ist, durch geeignete Kombination des Einsatzes dieser Elemente mit in geeigneter v/ei ce .stetig oder nahezu stetig steigender Zentrifugalkraft die ^chnbildung zu verbessern. Hierbei wird also mit fortschreitendem Prozeß und zunehmender Erschwerung der Entwässerung die den Abgang des V/assers fördernde Kraft auf passende ..eise gesteigert.

w^rie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, liefen bekannte Verfahren vor, bei denen auch die Zentrifugalkraft für die Entwässerung ausgenutzt wird. Allerdings handelt es sich hierbei entweder um gleichmäßig wirkende Zentrifugalkraft, wobei der Krümmungsradius konstant bleibt, oder u::: kurszeitig wirkende Zentrifugalkraft, wie etwa bei einigen bekannten

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Verfahren, bei denen die Siebtücher und die zwischen diesen liegende Bahn über eine Umlenkwalze geführt wird, auf welche ein gerader oder angenähert gerader Streckenteil, dessen Länge ein Mehrfaches des Umlenkwalzendurchniessers beträgt, sowie oft noch eine zweite Umlenkwalze folgen.

Die Erfindung besteht darin, daß die Siebtücher nach ihrem Zusammentreffen an dem den Brustwalzen nachfolgenden Brustbrett übereinanderliegend mit gleicher Geschwindigkeit entlang einer gebrochenen oder gekrümmten Bahn laufen, die von den Stützpunkten an sich bekannter Entwässerungselemente mit den Siebtüchern gebildet ist und deren Krümmungsradius nach der Stelle zu, an der so viel Wasser abgegangen ist, daß eine Faserbahn gebildet ist, abnimmt, wonach die Faserbahn über Saugkasten in eine Preßpartie geführt wird.

Die folgende'Beschreibung sowie die beiden, zwei verschiedene Vorrichtungen darstellenden schematischen Zeichnungen, Fig. und Fig. 2, vermitteln ein detailliertes Bild der Erfindung'.

Fig. 1. Die Faseraufschwemmung wird von einem passend konstruierten Einlauf kasten (Stoff auf lauf). 1 oder einer sonstigen Yerteilungsvorrichtung zwischen zwei Siebtücher, nämlich die Tücher 2 und 24, gebracht. Die Siebtücher bilden beim Passieren der Walzen 3 und 4 einen Schlund, wobei die eine der Walzen oder beide ',falzen 5 und 4 so gegeneinander bewegt werden können, daß sich erwähnter Schlund verstellen läßt. Weiter ist es zweckmäßig, auch den Einlaufkasten in gewissem Grade beweglich zu konstruieren, so daß die Auftreffstelle des Stoff auf echwenmungs-Stromes auf die Siebtücher je nach Bedarf eingestellt werden kann. Die Siebtücher laufen an dem für

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diesen Zweck passend konstruierten Brusfbrett (Brusttisch) 5 keilförmig zusammen. Das Brustbrett weist eine nach außen gerichtete geeignete Krümmung auf. Im Anschluß daran laufen beide Siebtücher mit gleicher Geschwindigkeit so über geeignete Leit- und Tragelemente 6, 7, 8, daß der Krümmungsradius des Bahnverlaufes stetig oder nahezu stetig verringert und dadurch die zwischen den Siebtüchern befindliche Faseraufschwemmung einer wachsenden Zentrifugalkraft ausgesetzt wird, welche die Suspension entwässert. Da die Zentrifugalkraft proportional dem ^uadrat der G-eschwindigkeit und umgekehrt proportional den Krümmungsradius ist, folgt daraus, aa.o ..lit zunehmender G-eschwindigkeit auf die Bahn eine i:;: ._tuadrat wachsende und mit abnehmendem Krümmungsradius eine linear wachsende wasserabführende Kraft wirkt. Bei beiden Kräften handelt es sich um wichtige, in der richtigen Richtung wirkende Faktoren, wenn man berücksichtigt, daß mit zunehmender Maschinenlaufgeschwindigkeit die Entwässerung in kürzerer Zeit zu geschehen hat, und daß mit steigendem Trockensubstanz-Anteil der Bahn für die Entwässerung ein entsprechend größerer Kraftaufwand erforderlich ist.

Durch Einbau geeigneter iragelemente (Stützelemente), wie Tragleisten und Malzen, kann auch in entgegengesetzter Richtung V/asser abgeführt werden. Erforderlichenfalls läßt sich die Entwässerung durch unterschiedliche Siebtuchsparmung beeinflussen, wobei zunehmende Spannung einen wachsenden Preßdruck auf die zwischen den beiden Siebtüchern liegende Paseraufschwemmung ausübt.

Durch passendes Kombinieren all dieser Verfahren lr.ßt sich eine Vorrichtung konstruieren, die einmal den Anforderungen in bezug auf die ^ualitätseigenschaften des herzustellenden

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Papiers und die Kaschinenlaufgeschwindigkeit.entspricht, zum anderen jedoch aucli eine Beeinflussung der Entwässerung und. der Qualität bei laufendem Prozeß gestattet. Das durch die Zentrifugalkraft und die Preßkraftzunahme, die sich aus dem Zusammenlaufen der Siebtücher am Brustbrett ergibt, abgeschiedene V/asser sammelt sich im Behälter (Srog) 20, von wo es über einen entweder sowohl auf der !Führerseite (Bedienungsseite) als auch auf der Antriebsseite oder nur auf einer Seite der Maschine angebrachten Abfluß 21 aus dem Siebbereich abgeleitet wird. Um zu verhindern, daß das von den Umlenkwalzen 8 und 9 verursachte Spritzwasser zu Störungen führt und zurück in den von erwähnten YJaI ζ en gebildeten Schlund gerät, werden diese mit einen geeigneten Spritzwasserfanger (-schaber) 25 ausgerüstet, welcher das Wasser in den Sammelbehälter 20 leitet. Das von den auf der anderen Seite der Siebtücher befindlichen 3iitwäsGerungselenenten 5» 6, 7 abgeschiedene Wasser wird in zweckmäßig geformten jje haltern (¹IrOgen) 22 und 26 gesammelt und hinten oder vorn oder an beiden Seiten über die Steilen 25 und 27 aus dem Siebbereich abgeleitet, was 2. B. durch Einleiten in o.g. Wasserbehälter 20 geschehen kann. Erwähnt sei noch, daß es sich bei diesen Sntwässerungselementen uin an sich bekannte Konstruktionen handelt, und daß deren Gruppierung, 3-röSe und Anzahl den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend gewählt werden können. natürlich folgt auf die Brustwalze als erstes stets das sog. Brustbrett 5. Die v.alze S preßt Wasser auf das Obersieb, von wo es mittels eines Schabers z. B. auf bekannte Art und ',/eise durch Kombination der Bewegungsenergie des Wassers mit einem leichten Vakuum (Unterdruck) im Schaber, welcher aus einem Mundstück und aus Unterdruckkammern, über die das Wasser abgeht, besteht, abgeführt wird.

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ITach dem Umlenken hinter der Walze 9 in mit Vorteil horizontale Laufrichtung werden die beiden Siebtüeher sowie die mm' bereite wenigstens 1,5 $ Trockensubstanz aufweisende Bahn über Saugkasten geführt* Diese sind von herkömmlicher Kon-. struktion und dienen dazu, die Bahn unter Verwendung von Unterdruck weiter zu entwässern. Nachdem ein geeigneter Trockensubstanz-Gehalt erreicht ist (ca. 10 bis 14 %), wird das obere■Siebtuch von der Bahn abgehoben. Dies geschieht am besten mittels einer mit weichem Gummi überzogenen, an sich bekannten Umlenkwalze,, der Walze 12, oberhalb eines Saugkastens, wobei dieser Saugkasten dafür sorgt, daß die Bahn an der Stelle, an der das Abheben des oberen Siebtuches geschieht, auf dem unteren Siebtuch liegen bleibt. Im Anschluß daran kann die Entwässerung mit Hilfe einer geeigneten Anzahl an sich bekannter Saugkasten oder anderer bekannter Entwässerungsvorrichtungen durch das untere Siebtuch hindurch weiter fortgesetzt werden, woraufhin dann die Bahn, vom unteren Siebtuch getragen, über eine an sich bekannte Saugwalze 17 geführt und sodann auf z. T. bekannte Art und Weise mittels des Transportfilzes 19 in die Pressen geschleust wird.

Die Siebtuch-Rückführseite wird mit der erforderlichen Anzahl Siebleitwalzen 16 und 14, Zugwalzen 18, Spannwalzen 13 und 18 sowie Steuerwalzen 15 bestückt. Alle diese Walzen verkörpern an sich bekannte Konstruktionen. Im Hinblick auf den Transport der .Siebtücher wird eine erforderliche Anzahl dafür geeigneter Walzen angetrieben. Bei der Konstruktion, sämtlicher Walzen sowie der Siebtuch-Trag- und -Stützelemente ist darauf zu sehen, daß sie durch die Siebtuchspannung oder sonstige auf sie einwirkende Kräfte nicht in beeinträchtigendem Maße durchgebogen werden. Weiter ist darauf zu achten, daß. vor allem die Stütz- und Sntwässerüngselemente innerhalb

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des von den Siebtüchern gemeinsam "beschriebenen Bogens so konstruiert sind, daß sie sich nicht zu stark durchbiegen oder, durch den Siebtuchumlauf und die Entwässerung bedingt, in störendem Maße zu vibrieren beginnen.

Als Umlenkwalzen 3, 4, 8 und 9 können, was ihre Konstruktion betrifft, bekannte geeignete Walzen eingebaut werden. Z. B. können die Walzen 3, 8 und 9 so konzipiert sein, daß das Wasser in diese einzudringen vermag und sodann hinter der Preßstelle durch die Zentrifugalkraft abgeschleudert wird. Als Walze 4 kann eine herkömmliche Walze mit fester (harter?) Oberfläche verwendet werden. In gewissen Fällen kann sogar von Vorteil sein, an Stelle der Walzen 8 und 9 bekannte Saugwalzenkonstruktionen zu verwenden.

Die in Fig·. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in !ig. 1 gezeigten Anordnung dadurch, daß die Walze 9 fehlt und die Siebtücher hinter der Walze 8 einen waagerechten Verlauf nehmen. Natürlich steht, falls es sich aus irgend einem G-rund als zweckmäßig erweisen sollte, dem nichts im wege, die Siebtücher im Anschluß an die Walze 8 schräg nach oben oder unten auf die Saugwalze zu führen.

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Claims

Patentansprüche

M .J Verfahren zur Herstellung von Papier, Karton oder ähnlicher Paserbahn mittels einer Maschine, in der die Paseraufschwemmung vom Einlaufkasten (Stoffauflauf) in einen von zwei Siebtüchern gebildeten keilförmigen Raum gebracht wird, wonach die Entwässerung durch beide Siebtücher hindurch stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtücher nach ihrem Zusammentreffen an dem den Brustwalzen nachfolgenden Brustbrett übereinanderliegend mit gleicher Geschwindigkeit entlang einer gebrochenen oder gekrümmten Bahn laufen, die von den Stützpunkten an sich bekannter Entwässerungselemente mit den Siebtüchern gebildet ist und deren Krümmungsradius nach der Steile zu, an der so viel "./asser abgegangen ist, daß eine Paserbahn gebildet ist, abnimmt, wonach die Paserbahn über Saugkasten in eine Preßpartie geführt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der gebrochenen oder gekrümmten Bahn so bemessen ist, daß auf dieser Strecke die Paseraufschwemmung so weit entwässert wird, daß nach Ansteigen des Trockensubstanz-Gehaltes auf wenigstens 1,5 % eine Paserbahn gebildet ist.
3. Verfahren nach. Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der von den Sieb-

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tüchern beschriebenen Bahn an der Steile, an der sich die "beiden Siebtücher treffen, mehr als 10 m beträgt*
4₄ verfahren nach einem der Patentansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet* daß der Krümmungsradius der von den Siebtüchem beschriebenen Bahn an der Stelle, an der sich die beiden-Siebtücher treffen,. 3 bis 10: m beträgt. ·
5. Torrichtung zur Ausführung des.Verfahrens gemäß den Patentansprüchen 1 bis 4> bei welcher (Vorrichtung)· die

' Faserauf sehv/erinung vom Einlaufkasten.(Stoffauflauf) in einen von zwei Siebtüchern gebildeten keilförmigen E.auia gebracht und die Entwässerung durch beide Siebtücher hindurch vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach den Susansentreffen der Siebtücher an dem den Brustwalzen nachfolgenden Brustbrett an sich bekannte Entwässerungselemente so angeordnet sind, daß die Stützpunkte dieser Elemente mit den Siebtüchern eine gebrochene oder gekrümmte Bahn bilden, welche entlang die Siebtücher laufen und deren Krümmungsradius nach der Stelle cu, an der so viel Wasser abgegangen ist, daß eine Faserbahn gebildet ist, abnimmt, wobei die Vorrichtung Saugkästen aufweist, über die die Faserbahn in eine Preßpartie geführt wird.
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekenn- . zeichnet, daß nach dem Brustbrett am Anfang der Formungspartie als Sntwässerungselementean sich bekannte Tragleisten und Registerwalzen dienen.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Formungspartie als Entwässerungs-

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OFMGlNAL !NSPSCTED

elemente an sich bekannte Saugwalzen oder solche Vfalzen dienen, von denen das fesser auf Zentrifugalkraft-Basis abgeschleudert wird.

Bremen, den 18. Januar 1971

Anmelder:

ENSO-GUTZEIT OSAKEYATIÜ
Kanavaranta 1
Helsinki 16 / !Finnland

Pur den Anmelder: Meissner & Bolte Patentanwalt e

Priorität wird beansprucht aufgrund Pat.Anm. Finnland Nr. 206/70 v.26.1.1970

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Le e rsei te