DE2108489A1 - Entwasserungselement - Google Patents

Description

DA-7183 Dr. O. Dittmann K. L. Schiff Dr. A. v. Funer Dip!, !ng. P. Strehl

FatuivU-.rr..'ä:to
München 90, Mariahiifpl&iz 2 & 3, Telefon 45 40 40

Beschreibung

zu der
Patentanmeldung

der
Firma

JWI LTK.

1 Westmount Square
Montreal 216,
Quebec, Kanada

betreffend

Entwas s e rungs element
(Priorität: 23. Februar 1970, Großbritannien, Nr. 8636/70)

Die Erfindung betrifft Entwässerungselemente für Papiermaschinen, insbesondere Entwässerungselemente mit einer darauf ausgebildeten starren Entwässerungsfläche.

Es sind Entwässerungselemente für Papiermaschinen bekannt, die eine gegenüber einem stationären Form- oder Formiersieb geneigte starre Entwässerungsoberfläche aufweisen. Derartige Entwässerungselemente sind beispielsweise in der US-PS 2 928 465 beschrieben. Diese herkömmlichen Entwässerungselemente arbeiten nach dem allgemeinen Prinzip, daß unterhalb des Formsiebs ein verringerter Druck oder eine Saugwirkung erzeugt wird, wenn dasselbe über die geneigte, d. h. mit dem stationären Sieb einen Winkel einschließende Entwässerungsoberfläche gezogen wird. Hierdurch wird aus dem auf dem Sieb aufliegenden Stoff Wasser zu der genannten Oberfläche gezogen. Das aus dem Stoff durch das Sieb gezogene Wasser wird als Schicht oder Schleier an der unteren Oberfläche zum nächsten Entwässerungselement getragen und dort abgestrichen. Die bekannten Entwäs-

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serungselemente haben sich verglichen mit den vorher üblichen Tischrollen insbesondere zur Verringerung des Hochstoßens des Stoffes als brauchbar erwiesen.

Zwei der wichtigsten Parameter bei der Auslegung der herkömmlichen Entwässerungselemente sind die Länge der vom stationären Sieb zurückweichenden Oberfläche, gemessen in der Bewegungsrichtung des Siebes, sowie der Unterlagenwinkel, d. h., der bei stillstehendem Sieb gemessene Winkel zwischen der zurückweichenden Oberfläche und dem Sieb. Die herkömmlichen Unterlagen werden allgemein in zwei Artenhergestellt. Bei der ersteren Art sind die Elemente mit 10 cm oder mehr Gesamtlänge verhältnismäßig lang. Dagegen ist der Unterlagenwinkel gering und beträgt beispielsweise 2° oder weniger. Bei der anderen Art sind die Elemente verhältnismäßig kurz, beispielsweise 6,3 cm oder kurzer, sie weisen jedoch einen größeren Unterlagenwinkel im Bereich zwischen 2 und 3° auf. Beide Arten sind mit Nachteilen behaftet. Bei den Elementen mit größerer Länge und geringerem Unterlagenwinkel ist eine hohe Leistungnotwendig, um das Sieb über die Elemente zu ziehen. Sie haben ferner ein geringes Entwässerungs ve mögen. Die zweite Art erlaubt keine geeignete Kontrolle der Bewegungen des Stoffs, so daß derselbe zu stark hochgeschleudert wird oder springt. Ferner ist es bei dieser Art schwierig, das Feinmaterial im Stoff auf dem Sieb zu halten. Versucht man bei der zweiten Art das Feinmaterial besser zurückzuhalten und den Stoff besser zu kontrollieren bzw. zu steuern, indem der Unterlagenwinkel auf 1 1/2 oder 1 verringert wird, so steigt die erforderliche Leistung und die Entwässerung wird verschlechtert.

Die höhere Leistung, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten dürfte zur Überwindung des Reibungswiderstandes zwischen dem Sieb und der Entwässerungsoberfläche des Elementes und zum Abstreifen einer erhöhten Wassermenge erforderlich sein. Diese Annahme beruht insbesondere auf der Beobachtung von Ab-

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nutzungen an in Abständen voneinander liegenden Stellen auf der Entwässerungsfläche der Elemente, insbesondere in der Nähe der vorderen Kante der Oberfläche, d. h. an oder angrenzend an die Stelle, an der die Oberfläche zurüchzuweichen beginnt. Mißt man mittels eines Manometers den Druck zwischen dem Sieb und der Entwässerungsfläche, so kann unter Umständen ein positiver Druck beobachtet werden.

Aufgrund der obigen Beobachtungen wurde geschlossen, daß das Sieb durch die aufgebrachten Saugkräfte zu der zurückweichenden Entwässerungsfläche herabgezogen wird, so daß wenigstens gelegentlich das Sieb mit der Entwässerungsfläche in Berührung kommt. Die Steifheit und die Spannung des Siebs wirken den Saugkräften entgegen. Daran dürfte es liegen, daß das Sieb sich nicht genau in Übereinstimmung mit der Entwässerttagsfläche befindet, sondern vielmehr an in Abständen voneinander liegenden Stellen ein Abrieb entsteht.

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Es dürfte klar sein, daß bei größerer Berührungsfläche der Reibungswiderstand am Sieb und damit die erforderliche Leistung steigt. Zusätzlich wird angenommen, daß das durch das Sieb gesaugte Wasser zwischen den Berührungsstellen durch das Sieb zurückweicht, da es sonst keine andere Möglichkeit zum Entweichen hat. Dieses Wasser muß durch das Sieb abgestrichen werden, so daß die erforderliche Leistung weiter erhöht wird. Es ist ferner klar, daß die Entwässerungswirkung an diesen Berühtungsstellen unterbrochen wird, da das Wasser zwischen dem Sieb und der Entwässerungsfläche kaum entweichen kann.

Hat die Entwässerungsfläche einen größeren Neigungswinkel und eine geringere Länge, so bilden der Reibungs- und Abstreichwiderstand keine so großen Schwierigkeiten. Der zur besseren Entwässerung verwendete größere Winkel wirkt sich so aus, daß die Entwässerungsfläche schnell vom Sieb getrennt wird, und zwar auch dann," wenn das Sieb nach unten gezogen

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■wird. Der vergrößerte Winkel führt jedoch zu einer höheren Strömungsgeschwindigkeit des Wassers durch das Sieb, und zwar infolge einer größeren Saugwirkung. Steigt die Strömungsgeschwindigkeit, so werden mehr Fasern und Füllmaterial zusammen mit dem abziehenden Wasser aus dem Stoff durch das Sieb gezogen. Dies kann auf die Bildung' der Papierbahn nachteilige Folgen haben. Durch die höhere Saugwirkung infolge eines steileren Winkels kann es ferner zu einem Aufreißen des auf der Unterseite des Siebs befindlichen Wasserschleiers kommen, so daß die Saugwirkung und damit das Entwässerungsvermögen abnimmt.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Schwierigkeiten auf das mögliche Mindestmaß herabzudrücken. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile beider Arten herkömmlicher Entwässerungselemente zu vereinen, um den Leistungsverbrauch auf dem möglichem Minimum zu halten, die Stoffbewegungen genau zu überwachen und zu steuern und die aus dem Stoff entfernte Menge an Feinmaterial auf ein Minimum herabzudrücken, ohne das Entwässerungsvermögen bzw. die Entwässerungsleistung ungünstig zu beeinflussen.

Das erfindungsgemäße Entwässerungselement zur Entwässerung eines sich bewegenden Fonnsiebes weist eine Auflagefläche für das Sieb und eine in der Bewegungsrichtung des Siebs stromab von der Auflagefläche liegende starre Entwässerungsfläche auf, die gegenüber dem in Ruhe befindlichen Formsieb zurückweicht bzw. geneigt ist, wobei die Neigung an oder in der Nähe der stromauf liegenden Kante größer ist als die Neigung an oder in der Nähe der stromab liegenden Kante.

Diese Entwässerungsfläche kann zwei oder mehrere gesonderte Flächenabschnitte enthalten, wobei die Abschnitte vorzugsweise flach sind und in unterschiedlichen Winkeln gegenüber dem in Ruhe befindlichen Formsieb liegen. Ein jeweils stromauf liegender Abschnitt ist gegenüber dem in Ruhe befindlichen Formsieb um einen Winkel geneigt, der größer ist als der des folgen-

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den stromab liegenden Abschnittes. Die Entwässerungsfläche kann ferner eine unendliche Anzahl getrennter Oberflächenabschnitte aufweisen, so daß sie praktisch die Form einer stetigen Kurve annimmt. So kann sich die Neigung von der stromauf liegenden zur stromab liegenden Kante intermittierend bzw. schrittweise oder im wesentlichen stetig ändern.

Allgemein erstrecken sich der oder die an oder angrenzend an der stromauf liegenden Kante befindlichen, stärker geneigten Abschnitte über eine geringere Länge der Gesamtlänge der Entwässerungsfläche als der bzw. die stromab liegenden Abschnitte,· die weniger stark geneigt sind.

Die tatsächlichen unterschiedlichen Neigungswinkel der verschiedenen Abschnitte der Entwässerungsfläche gegenüber dem in Ruhe befindlichen Sieb und die Längen dieser Abschnitte ändern sich innerhalb bestimmter Grenzen, die im folgenden noch näher beschrieben werden sollen. Winkel und Längen sind von verschiedenen Faktoren abhängig, beispielsweise der Spannung, der Geschwindigkeit, den Festigkeitseigenschaften des Siebs, den Eigenschaften des zu entwässernden Stoffs, der erforderlichen Entwässerungsgeschwindigkeit und dem Aufstellungsort der Elemente in der Maschine (d. h., am trockenen oder nassen Ende).

In jedem Fall müssen jedoch die Entwässerungselemente eine Entwässerungsoberfläche aufweisen, die das Hochwerfen des Stoffs in annehmbarer Weise begrenzt.

Das erfindungsgemäße Ent Wässerungselement, dessen Entwässerungsfläche in ihrem vorderen Abschnitt, unmittelbar folgend auf die Auflagefläche, verhältnismäßig stark geneigt ist, gestattet, daß die Entwässerungsoberfläche schnell vom gekrümmten Formsieb zurückweicht, insbesondere wenn das Sieb mit höheren Geschwindigkeiten läuft. Hierdurch wird der Reibungswiderstand verringert oder ganz ausgeschaltet. Es entsteht ferner

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-T „Üa

Raum für das anfänglich durch das Sieb gezogene Fluid, so daß dieses nicht durch das Sieb zurückgedrückt wird. Da jedoch die weiter stromab liegenden Abschnitte der Oberfläche weniger stark geneigt sind,.- wird das Hochwerfen des Stoffes nicht verstärkt.

Bei dem erfindungsgemäßen Entwässerungselement wird das im Stoff enthaltene Feinmaterial besser zurückgehalten, insbesondere wenn das Sieb mit niedrigeren Geschwindigkeiten läuft. Der steil abgewinkelte Abschnitt dürfte die Strömung des Fluids durch das Siel· einleiten. Der steil abgewinkelte Abschnitt ist jedoch verhältnismäßig kurz und der bzw. die folgenden weniger steil abgewinkelten Abschnitte der Entwässerungsfläche verhindert die Ausbildung einer hohen Geschwindigkeit, bei der unzulässig viel Feinaiäterial durch das Sieb gezogen würde. Durch die erfindungsgemäße Entwässerungsfläche wird das Fluid mit eingestellter oder kontrollierter Geschwindigkeit vom Sieb gezogen. Die stärker gewinkelten Abschnitte der Oberfläche dürften die anfängliche Trägheit des Fluids überwinden, während die folgenden flacheren Abschnitte den einmal mit geringerer Geschwindigkeit begonnenen Fluidstrom aufrechterhalten.

Während des Betriebe dsz^s Maschine wird das sich bewegende Sieb nach unten sur Entwasserungsfläche des Entwässerungselements gezogen und krümmt sich dann zum nächstfolgenden Entwässerungselement wieder zurück nach oben. Die erfindungsgemäiSe Entwäss erungsflache ist so auegebildet, daß sie sich insgesamt mit dem gekrümmten Sieb krümmt, wenn dieses im Betrieb aus seiner normalen Ebene nach unten gezogen wird. Die Entwässerungsoberfläche weicht jedoch kontinuierlich oder schrittweise vom Sieb zurück. Anders ausgedrückt, die Entwässerungsfläche i3t so ausgebildet, daß während des Betriebs zwischen dem herabgezogenen Abschnitt des Siebs und der Entwässerun gsfläche eine hammer entsteht, deren Höhe insgesamt praktisch gleichmäßig von der stromauf liegenden Kante der Entwässerungsfläche zur stromab liegenden Kante zunimmt. Es wird jedoch angenommen, daß zur

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Steuerung der Geschwindigkeit die Neigung der Entwässerungsfläche angrenzend an den niedrigsten Punkt des während des Betriebs gekrümmten Siebs geringer sein sollte als jede vorhergehende Krümmung über die zurückweichende Oberfläche.

In der Praxis sind mehrere Entwässerungselemente hintereinander angeordnet. Die vorderen, am nassen Ende des Formsiebs befindlichen Elemente können' so ausgebildet sein, daß sich am nassen Ende eine geringere Saugwirkung ergibt, da das Fluid hier freier strömen kann und somit leichter aus dem Sieb gezogen werden kann. Mit fortschreitender Entwässerung wird es immer schwieriger, das Fluid abzuziehen. Zum trockenen Ende hin können die Elemente daher so ausgebildet werden, daß sich eine größere Saugwirkung ergibt.

Bei Verwendung mehrerer Entwässerungselemente besteht die' neigung, daß das Sieb in eine pulsierende Bewegung versetzt wird, da das Sieb über jedem Element herabgezogen und darauf wieder gelöst wird. Durch die geringere Neigung am hinteren Ende der Elemente wird die Saugwirkung verringert, so daß das Sieb sanfter wieder gelöst bzw. nach oben bewegt wird. Hierdurch wird die Pulsationswirkung auf ein Minimum herabgesenkt. Zur Steuerung der Saugwirkung ist e-s wichtig, daß die Entwäs s erungs oberflächen der Elemente starr sind, so daß Deformationen unmöglich sind, die über die durch die Abnutzung der Elemente bedingten zu weiteren Änderungen in der Saugwirkung führen könnten.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt einer ersten Ausführungsform

des Entwasserungselements während des Betriebs; Fig. 2 einen schematischen Schnitt einer zweiten Ausführungsform des Entwässerungselements; und

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Fig. 3 einen schematischen Schnitt eines stetig gekrümmten • Entwasserungselements.

Das in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab gezeigte Entwässerungselement 1 enthält eine Leiste.oder Profilstange 3, die sich über die Breite eines Formsiebs 5 erstreckt. Das Entwässerungselement ist an seiner Unterseite mit einem Schlitz 7 oder einer anderen geeigneten Einrichtung zur Verbindung mit einer (nichtgezeigten) Papiermaschine im Formabschnitt derselben versehen. Die Profilstange 3 enthält eine gewöhnlich flache Auflagefläche 9, auf der das Formsieb 5 aufliegt. Die vordere Kante 11 der Auflagefläche dient zum Abstreichen des Wassers von der Unterseite des Siebs. Das Entwässerungselement 1 enthält ferner auf die Auflagefläche 9 folgend eine Entwässerungsfläche 13 mit einer angrenzend an die Auflagefläche 9 liegenden Oberkante 15 und einer Unterkante 17·

Die Entwässerungsfläche 13 enthält gem. der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zwei getrennte, vorzugsweise flache Flächenabschnitte 19 und 21. Der vordere oder stromauf liegende Abschnitt 19 ist gegenüber der in Fig. 1 mit gestrichelten Linien angedeuteten Ebene des in Ruhe befindlichen Siebs 5 um einen Winkel Q^ geneigt, der hintere oder stromab liegende Abschnitt 21 um einen Winkel G₂. Der Winkel G₁ ist allgemein größer als der Winkel G₂. Ferner ist die Länge L₁ des vorderen Flächenabschnitts 19 in der Bewegunsrichtung des Siebs allgemein geringer als die Länge L₂ des hinteren Flächenabschnitts 21.

Im Betrieb wird das Formsieb 5 mit dem darauf liegenden Stoff über die Auflagefläche 9 gezogen. Die Vorderkante 11 streicht das Wasser von der unteren Oberfläche des Siebs ab, das vom vorhergehenden Element herausgezogen wurde. Nachdem das Sieb über die Auflagefläche 9 gelaufen ist, wird dasselbe zur Entwässerungsfläche 13 gezogen, und zwar durch die durch

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das darüber laufende Sieb erzeugte Saugkraft. Die Saugkraft bzw. der Unterdruck entsteht in einer Kammer 23 zwischen dem heruntergezogenen Sieb 5 und der Entwässerungsfläche 13· Infolge der Abdichtung durch das über die Auflagefläche 9 laufende Sieb und durch den an der Unterseite des Siebs gebildeten Wasserschleier wird der Unterdruck in der Kammer 23 praktisch aufrechterhalten.

Die Winkel Q₁ und O₂ und die Längen L^ und L₂ der Flächenabschnitte 19 und 21 der Entwässerungsfläche 13 sind sorgfältig gewählt, so daß die Entwässerungsfläche etwa der Krümnung des deformierten Siebs folgt, jedoch im allgemeinen gleichmäßig von diesem zurückweicht, so daß die Kammer 23 von der vorderen oder stromauf liegenden Kante 15 zur hinteren oder stromab liegenden Kante 17 der Entwässerungsfläche im allgemeinen immer tiefer wird. Die Längen und Winkel sollten allgemein so gewählt werden, daß der unterste Flächenabschnitt 24 des Siebs über einem Abschnitt mit einer geringeren Neigung als der des anderen Abschnitts liegt. Hierdurch wird eine Geschwindigkeitssteuerung oder -kontrolle gewährleistet. Die Winkel und Längen können innerhalb bestimmter Grenzen variieren, und zwar beipsielsweise in Abhängigkeit davon,'ob die Elemente bei langsam oder schneilaufenden Maschinen verwendet werden. Die Geschwindigkeitsbereiche variieren natürlich in Abhängigkeit von dem auf der faschine hergestellten Material. Die Geschwindigkeiten können beispielsweise bei der Herstellung von Packpapier sehr niedrig und bei der Herstellung von Seidenpapier sehr hoch sein. Bei der Herstellung von Zeitungspapier können als niedrige Geschwindigkeiten Maschinengeschwindigkeiten von weniger als etwa 600 m/min und als hohe Geschwindigkeiten Maschinengeschwindigkeiten von mehr als 600. mjmin bezeichnet werden.

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!Damit sich ohne unzulässige Vergrößerung der Gesamtlänge des Elements eine gute Abdichtung ergibt, sollte im allgemeinen die Länge der Auflagefläche 9 zwischen etwa 6 mm und etwa 25 mm (0,25 bis 1,0 inch) betragen. Die Länge L₁ sollte zwischen etwa 3 mm und 50 mm (0,125 bis 2,00 inch) je nach Maschinengeschwindigkeit betragen. Die Länge L₁ hängt jedoch sowohl von Q^ als auch von der Maschinengeschwindigkeit ab. Beispielsweise ist festgestellt worden, daß bei einem Winkel Θ, von mehr als 5° die Länge Li geringer sein muß als etwa 25 mm (1 inch). Sonst entsteht eine zu hohe Turbulenz, oder der Stoff wird hochgeschleudert. Lj sollte nicht geringer sein als etwa 3 mm (0,125 inch), da sonst das Sieb nicht genug Platz hat, sich vom Flächenabschnitt 19 freizulaufen bzw. zu lösen. Allgemein kann angegeben werden, daß je größer der Winkel Θ. ist, L. in den angegebenen Grenzen um so kurzer sein sollte.

Der Winkel Q^ ist abhängig von der Maschinengeschwindigkeit. Allgemein ist der Winkel um so größer, je geringer die Geschwindigkeit ist. Beipsielsweise kann bei einer langsamen Zeitungspapiermaschine die mit etwa 460 m/min läuft, Θ, 6° betragen, während bei einer schneilaufenden Zeitungspapiermaschine, die mit etwa 760 m/min läuft, G₁ gleich 3° sein kann. Der Winkel Q₁ kann zwischen 8 und 2° liegen.

L₂ liegt im allgemeinen zwischen etwa 2,5 und 7,5 cm (t bis 3 inch) bei langsam laufenden Maschinen und zwischen etwa 3,8 und 10 cm für schneilaufende Maschinen.

Der Winkel θ ρ liegt zwischen 3° für langsam laufende Maschinen und übersteigt im allgemeinen bei schneller laufenden Maschinen 2 nicht. Vorzugsweise sollte G₂ nie unter 0°30' liegen, so daß sich eine stetig zurückweichende Entwässerungsfläche ergibt. G₂ kann jedoch in manchen Fällen 0° sein, wobei

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die Oberfläche 21 bei stationärem Sieb parallel zum Sieb verläuft. Keinesfalls sollte jedoch der hintere Abschnitt der Entwässerungsfläche zurück zum Sieb verlaufen, da hierdurch eine Sperre entstünde, durch die die Entfernung der Flüssigkeit aus der Kammer 23 unterbrochen und so das Hochwerfen des Stoffs und der Leistungsverbrauch ungünstig beeinflußt würden.

Bei einer mit etwa 730 m/min (2 400 ftm) laufenden Maschine hat sich beispielsweise ein Entwässerungselement 1 bewährt, dessen Abmessungen L gleich 2,5 cm (1 inch), L^ gleich etwa 3,2 cm (1 1/4 inch), L₂ gleich etwa 7 cm (2 3/4 inch) betragen. Die Gesamtlänge beträgt hierbei etwa 12,7 cm (5 inch). Der Winkel O₁ beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 3 , der Winkel G₂ 1°. Bei diesem Element ergibt sich eine beträchtliche Erhöhung des Entwässerungsvermögens, während gleichzeitig ein übermäßiges Hochwerfen des Stoffs und ein Ansteigen der notwendigen Leistung zum Antrieb des Siebs verglichen mit einem herkömmlichen Entwässerungselement mit einer Entwässerungsflächenlänge von etwa 15 cm (6 inch) bei einem Winkel von 1 vermieden werden. Der Widerstand am herkömmlichen Element betrug etwa 4,54 kp (10 lbs) gegenüber nur 4,45 kp (9,8 lbs) beim erfindungsgemäßen Element. Das Entwässerungsvermögen beim herkömmlichen Element betrug 266 l/min/m (21,4 US gal/min/ft) gegenüber 383,5 l/ min/m (30,9 US gal/min/ft) beim erfindungsgemäßen Element. Die Siebspannung war in beiden Fällen die gleiche.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entwässerungselementes 1', bei dem die Entwässerungsfläche 13' drei einzelne, vorzugsweise flache Flächenabschnitte 19', 21' und 25' umfaßt. Je mehr einzelne flache Oberflächenabschnitte vorhanden sind, umso enger folgt die Entwässerungsfläche 13 der Krümmung des laufenden Siebs, wobei die Fläche im wesentlichen stetig vom Sieb zurückweicht, so daß sich eine gleichmäßiger höher werdende Kammer 23 ergibt. In der Praxis ist jedoch die Anzahl der möglichen Flächenabschnitte begrenzt, da für jeden eine Einzelbearbeitung notwendig ist. Bei der in Fig. 2 gezeigten

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Ausführungsform hat die Entwässerungsfläche 13' einen ersten vorderen oder stromauf liegenden Flächenabschnitt 19'» der im allgemeinen die kürzeste Länge Lj und den größten Neigungswinkel G'.j der drei Abschnitte aufweist. Die Länge L'₂des mittleren Flächenabschnittes 21 ist allgemein etwas größer als L'j und der Neigungswinkel 9'₂ist etwas' geringer als θ'^ . Der hintere oder stromab liegende Flächenabschnitt 25 hat im allgemeinen die größte Länge L'-zund den kleinsten Neigungswinkel θ '-ζ. In manchen. Fällen ist jedoch die Länge L'^ kurzer als die Länge L'₂> die^jänge L'₂ kurzer als die Länge L'^ und der Winkel 0'₂ kann größer sein als der Winkel Θ'*. Der Winkel θ'-*, mit dem der hintere Abschnitt gegenüber dem in Ruhe befindlichen Sieb 5' verläuft', sollte 1 l/2° nicht überschreiten und im allgemeinen bei f oder darunter, liegen.

Die Länge des Elementes sollte bei jeder Ausführungsform zwischen etwa 5 und etwa 25 cm (2 bis 10 inch) gehalten werden. Hierbei ergibt sich eine gute Entwässerung, während das Aufwerfen des Stoffes und der Leistungsverbrauch auf ein Minimum herabgedrückt werden.

Die Abmessungsgrenzen variieren in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit, der erforderlichen Entwässerungsgeschwindigkeit, der Steifheit des Siebs und der anderen oben erwähnten Faktoren. Beispielsweise iiat sich bei Maschinen mit einer Geschwindigkeit von etwa 610 m/min (2 000 ftm) ein Element mit folgenden Abmessungen als günstig erwiesen: L' = 2,5 cm (1 inch), L^ = etwa 0,47 cm (3/16 inch); L'₂ = 3,18 cm (1,125 inch), L'-^ = etwa 7,8 cm (3 1/16 inch), Gesamtlänge etwa 14 cm (5 1/2 inch), θ^= 6°, θ'₂ = 2° und θ'₃ = 1°. Bei diesem Entwässerungselement ist die Neigung des ersten Flächenabschnittes 19' der Entwässerungsfläche 13' sehr steil, sie ist andererseits jedoch sehr kurz, um das Fluid durch das Sieb nach unten zur Entwässerungsfläche in Bewegung zu setzen. Kurz danach weicht die Entwässerungsfläche in kleineren Schritten zurück, so daß die

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Saugwirkung und damit die Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt wird. Ist die Strömung des Fluids einmal eingeleitet, so wird zu dessen Bewegung eine geringere Saugkraft benötigt, so daß die Entwässerungsfläche weniger stark zurückzuweichen braucht und so ein zu starker Entzug von Feinmaterial aus dem Stoff verhindert wird und gleichzeitig hervorragende Entwässerungsbedingungen aufrechterhalten werden.

Gemäß einer dritten, in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform kann die Entwässerungsfläche 13" eine unendliche Anzahl einzelner" Flächenabschnitte enthalten, so daß sich (im Querschnitt) eine im wesentlichen stetige Kurve ergibt. Die Kurve hat in Ab-' hängigkeit von der Siebgeschwindigkeit einen Tangentenwinkel θ"^ ™ an der Oberkante 15" zwischen 3 und 8° und an der tfnterkante 17" der Oberfläche einen Tangentenwinkel θ"₂ zwischen 0 und 1 . Die Entwässerungsfläche 13" kann einen elliptischen, parabolischen oder hyperbolischen Querschnitt aufweisen. Wählt man einen elliptischen Entwässerungsquerschnitt mit einem Eingangs-Neigungswinkel von 5° und einem Ausgangs-Neigungswinkel von 1 bei einer Gesamtlänge von etwa 10 cm (4 inch), so ergibt sich eine geeignete stetig zurückweichende gekrümmte Oberfläche bei einem elliptischen

cm Querschnitt, bei dem die Hauptachse etwa 45,9 (18,091 inch) und die Nebenachse etwa 7»5 cm (2,95 inch) lang ist. Die Krümmung der Oberfläche ergibt sich aus der Gleichung

Y =

■ χ²

(1 ö)

(D

bei X zwischen etwa 2,5 und 12,5 cm (1 bis 5 inch), Kj = 7,5 cm (2,95 inch) und K_g = 45,9 cm (18,091 inch).

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Während nur bestimmte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Entwässerungselementes beschrieben wurden, sind auch andere Ausfuhrungsformen möglich, die beispielsweise zusätzliche einzelne Flächenabschnitte im Entwässerungsabschnitt enthalten.

Bei allen Ausführungsformen ist es wichtig, daß der Stoff durch die Entwässerungsfläche nicht zu stark hochgestoßen wird. Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei Entwässerungselementen mit einer Länge von bis zu 15 cm (6 inch) mit einer oder mehreren zurückweichenden Flächen und einer Tiefe D unterhalb des Formsiebs von mehr als 0,5 cm (0,20 inch) der Stoff zu stark hochgestoßen wird. Die bevorzugte Höhe bei diesen Elementen liegt zwischen etwa 0,23 und 0,4 cm (0,09 und 0,16 inch). Bei Elementen mit einer Länge von mehr als etwa 15 cm (6 inch) bis zu etwa 25 cm (10 inch) ist eine Höhe D von bis zu etwa 0,76cm (0,30 inch) möglich. Die Höhe D für Oberflächen mit beliebigem Querschnitt erg ibt sich durch Multiplikation der L-nge L jedes Flächenabschnittes mit seinem Neigungswinkel (Bogenmaß) und "Addition des Gesamtbetrages. Für ein Entwässerungselement mit stetig gekrümmter Entwässerungsflache kann die Höhe D aus der Bestimmungsgleichung der Kurve, beispielsweise der obigen Gleichung (1) gewonnen werden.

Die erfindungsgemäßen Entwässerungselemente können aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt werden, bei dem sich eine starre Entwässerungsfläche ergibt, also beispielsweise aus Metall oder Kunststoff. Ein geeignetes Material ist beispielsweise Polyäthylen mit hohe#bichte. Wird zur Herstellung der Profilstangen ein synthetischer Kunststoff oder ein anderes Material verwendet, das sich abnutzen kann, so ist es wichtig, eine Einrichtung zur Verringerung der Abnutzung vorzusehen, so daß die Auflagefläche in der Nähe der Vorderkante nicht abgenutzt und somit die effektive Länge des ersten Abschnittes der Entwässerungsfläche verkürzt wird. Vorzugsweise werden abriebfeste Einsätze 29 (Fig. 1) verwendet. Diese Einsätze bestehen aus einem abriebfesten Material oder sind mit einem abriebfesten Überzug versehen. Der- . artige Einsätze sind beispielsweise in der US-PS 3 446 702 beschrieben.

10983770201 Ansprüche

Claims (14)

ANSPRÜCHE

1. Entwässerungselement zur Entwässerung von Formsieben, gekennzeichnet durch eine Auflagefläche (9) für das Sieb (5), und durch eine starre Entwässerungsfläche (13), die stromab von der Auflagefläche angeordnet ist, wobei die Entwässerungsfläche so gebildet ist, daß sich zwischen ihr und dem laufenden Sieb eine Kammer (23) ergibt, deren Höhe von der Oberkante (15) zur Unt.erkante (17 )der Entwässe- ^j rungsflache im wesentlichen stetig ansteigt, wobei die Entwässerungsfläche an oder in der Nähe des untersten Punktes des Siebs weniger stark geneigt ist als an oder in der Nähe der Oberkante der Entwässerungsfläche.

2. Entwässerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Entwässerungsfläche gegenüber dem ruhenden Sieb an oder in der Nähe der Oberkante bzw. stromauf liegenden Kante stärker geneigt ist als an oder in

der Nähe der stromab liegenden Kante.

3. Entwässerungselement nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet , daß die Entwässerungsfläche im wesentlichen stetig gekrümmt ist, wobei der Tangentenwinkel (9"^) der Kurve an der stromauf liegenden Kante gegenüber dem Pormsieb zwischen 2 und 8° und der Tangentenwinkel θ"_ρ an der stromab liegenden Kante zwischen O und 1 beträgt.

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4. Entwässerungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Entwässerungsfläche (13) wenigstens zwei einzelne, flache Flächenabschnitte (19, 21) aufweist, und daß der stromauf angeordnete Abschnitt gegenüber dem ruhenden Sieb um einen größeren Winkel geneigt ist als der stromab liegende Abschnitt.

5· Entwässerungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der stromauf liegende Abschnitt in der Bewegungsrichtung des Siebs kurzer ist als der stromab liegende Abschnitt.

6. Entwässerungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der stromauf liegende Abschnitt in der Bewegungsrichtung des Siebs langer ist als der stromab liegende Abschnitt.

7· Entwässerungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Entwässerungsfläche (13) wenigstens drei einzelne, flache Plächenabschnitte (19', 21', 25') aufweist, daß der stromauf liegende Flächenabschnitt (19') in der Bewegungsrichtung des Siebs kürzer ist als der mittlere (21') und der stromab liegende Abschnitt (25'), daß der stromab liegende Abschnitt (25') gegenüber dem Sieb weniger stark geneigt ist als der mittlere Abschnitt, und daß der mittlere Abschnitt gegenüber dem Sieb weniger stark geneigt ist als der stromauf liegende Abschnitt.

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8. Entwässerungs el ement nacli Anspruch "J, dadurch gekennzeichnet , daß der mittlere Abschnitt (21') kürzer ist als der stromab liegende Abschnitt (25').

9. Entwässerungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der mittlere Abschnitt (21') langer ist als der stromab liegende Abschnitt (25').

10. Entwässerungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die maximale Höhe (D) der Entwässerungsfläche (13) unterhalb des Siebs (5) bei ruhendem Sieb kleiner ist als etwa 0,76 cm (0,3 inch).

11. Entwässerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der Auflagefläche (9) zwischen etwa 0,6 und 1 cm (1/4 bis 1 inch) beträgt.

12. Entwässerungselement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge des oberen Abschnittes in der Bewegungsrichtung des Siebs gemessen zwischen etwa 0,31 und 3,2 cm (1/8 bis 1 1/4 inch) beträgt, daß die Länge des hinteren Abschnittes zwischen etwa 2,5 und 10 cm (1 bis 4 inch) beträgt, daß der Winkel des stromauf/Liegenden Abschnittes gegenüber dem ruhenden. Formsieb 2 bis 8° beträgt, und daß der Winkel des stromab liegenden Abschnittes gegenüber dem Formsieb 0 bis 3° beträgt .

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2 1 O 8 k 8 9

13. · Entwässerungselement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge des stromauf liegenden Abschnittes (19') zwischen etwa 0,31 und 3,2 cm (1/8 bis 1 1/4 inch) beträgt, daß die Länge des mittleren Abschnittes (21') zwischen etwa 2,5 und 10 cm (1 bis 4 inch) beträgt, daß die Länge des stromab liegenden Abschnittes (25') zwischen etwa 5 und 18 cm (2 bis 7 inch) beträgt, und daß der stromau^liegende Abschnitt (19') gegenüber dem ruhenden Formsieb um 1 bis 8°, der mittlere Abschnitt (21') um 0° 30' bis 3° und der stromab liegende Abschnitt (25') um 0 bis 1 1/2° geneigt ist.

14. Entwässerungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt der Entwässerungsfläche elliptisch, parabolisch oder hyperbolisch ist.

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