DE2131984A1

DE2131984A1 - Nasspartie einer Papiermaschine

Info

Publication number: DE2131984A1
Application number: DE19712131984
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Arledter Hanns F; Dipl-Ing Hoeller Erich H
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1970-07-01
Filing date: 1971-06-28
Publication date: 1972-02-10
Also published as: FR2100115A5

Description

ESCHER WYSS G.M.B.H., Ravensburg (WUrttbg.)

Nasspartie einer Papiermaschine

Die Erfindung betrifft eine Nasspartie einer Papiermaschine, zur Entwässerung von Faserstoff, mit umlaufendem Sieb und einem auf der dem Faserstoff abgewandten Seite des Siebes angeordneten, im wesentlichen stillstehenden Kasten, der mit einer das Sieb tragenden perforierten Wand versehen und unter einen gegenüber dem Druck der Umgebung unterschiedlichen Druck setzbar ist.

Bei der Nasspartie der bekannten Langsieb-Papiermaschinen bilden solche stillstehenden Kästen als Saugkasten einen grösseren Teil des sogenannten Tisches, der das jeweils obenliegende, horizontal verlaufende Trumm des Siebes trägt. Das Sieb liegt auf den Saugkasten lose auf und wird an den Saugkästen im wesentlichen durch deren Unterdruck gehalten. Dabei lassen sich nur Unterdrücke bis zu maximal J5>5 Meter Wassersäule erreichen.

Wegen der schlechten Entwässerungswirkung der Saugkasten werden bei Langsiebmaschinen die an der Eingangsseite des Tisches befindliche Brustwalze und die an der Ausgangsseite des Tisches befindliche Umlenkwalze als Saugkammerwalzen ausgebildet. Diese Walzen sind aber kompliziert und teuer und benötigen eine grosse Antriebsenergie. Vor allem aber liegt zwischen ihren

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Saugkammern und dem zu entwässernden Paserstoff nicht nur . das Sieb sondern auch der das Sieb tragende, rotierende Walzenmantel. Die Entwässerungswirkung ist also ebenfalls sehr schlecht.

Bei weiteren Entwässerungselementen, nämlich den Foils und Registerwalzen wird der Unterdruck hydrodynamisch erzeugt. Der erreichbare Unterdruck ist durch die Formgebung und die jeweilige Siebgeschwindigkeit gegeben, nicht sehr hoch und kaum regulierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nasspartie bezüglich der Entwässerungswirkung zu verbessern und höhere Siebgeschwindigkeiten zu erreichen.

Diese Aufgabe wird bei einer Nasspartie der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, dass die das Sieb tragende perforierte Wand des Kastens in Form eines Zylindermantelabschnitts mit in UmIaufrichtung des Siebes verlaufender im wesentlichen wendepunktfreier Leitlinie gegen das Sieb hin im wesentlichen konvex gewölbt ist.

Auf diese Weise entsteht unter der in Umlaufrichtung wirkenden Spannung des Siebes ein sanftes Anschmiegen des Siebes an die das Sieb tragende perforierte Wand des Kastens. Das Sieb liegt vollkommen faltenfrei am Kasten an, und die Saugzone liegt bei allfälligen Siebschwingungen in einem Schwingungsknotenpunkt. Dadurch ist es möglich Unterdrücke bis zu 9 Meter Wassersäule zu erreichen. Ueberraschenderweise hat sich herausgestellt, dass auch die für das Umlaufen des Siebes aufzuwendende Energie kleiner als bei der Anwendung von Saugkammerwalzen ist. Zur

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einfachen Herstellung des Kastens wird mit Vorteil, zumindest streckenweise, ein Kreisbogen als Leitlinie für den Zylindermantelabschnitt gewählt.

Aus der deutschen Patentschrift 1 159 256 ist zwar schon eine Papiermaschine bekannt, bei der das gesamte Sieb im wesentlichen in Form eines Kreiszylindermantels verläuft. Dieses Sieb ist aber mittels verschiedener Walzen geführt. Wo die Saugkästen länger sind, befinden sich auch innerhalb der Saugkästen das Sieb tragende Walzen. Bei den kurzen Saugkästen ist unmittelbar vor und nach dem Saugkasten eine das Sieb tragende Walze angebracht. An den Saugkästenrändern sind bewegliche, an das Sieb anpressbare Dichtungen zwischen Sieb und Kasten vorgesehen.

In der deutschen Patentschrift 1 267 O77 ist eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ueberführen einer vom Sieb einer Langsieb-Papiermaschine getragenen nassen Paserstoffbahn auf einen die Paserstoffbahn weiterführenden Abnahmefilz bekannt. Der Abnahmefilz läuft dabei Über einen stillstehenden Saugkasten mit im Ueberführungsbereich konvex gekrümmter, Saugöffnungen aufweisender Oberfläche. Es handelt sich um eine reine Ueberführungsvorrichtung, da die Faserstoffbahn an dieser Stelle schon auf das mit Saugkästen erreichbare Mass entwässert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Kasten in Umlaufrichtung des Siebes in mehrere Abteile unterteilt. Die Abteile können voneinander unterschiedlich stark gewölbte perforierte Wände aufweisen.

Wenn an den Kasten mit gewölbter perforierter Wand in Umlaufrichtung des Siebes (vor oder nach dem Kasten mit gewölbter

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perforierter Wand) ein bekannter Kasten mit ebener perforierter Wand unmittelbar anschliesst, kommt die geschilderte Anschmiegungswirkung auch noch dem bzw. den anschliessenden Kästen mit ebener perforierter Wand zugute. In diesem Sinne können in einem Kasten auch Abteile mit gewölbter perforierter Wand abwechselnd mit Abteilen mit ebener perforierter Wand aufeinander folgen. ν

Die Kästen werden normalerweise, wie das bei Kästen mit ebener perforierter Wand bekannt ist, unter Unterdruck gegenüber der Umgebung setzbar ausgebildet. Die Kästen mit gewälbter perforierter Wand können aber ohne weiteres.unter Ueberdruck gegenüber der Umgebung gesetzt werden, da das Sieb _} wie schon erklärt, durch seine Spannung an die gewölbte perforierte Wand angeschmiegt gehalten ist. In diesem Sinne können auch Abteile des Kastens unter Unterdruck und andere Abteile des Kastens . unter Ueberdruck gegenüber der Umgebung gesetzt werden.

Mit Vorteil weist die gewölbte perforierte Wand auf der dem Sieb zugewandten Seite einen Belag mit einer Härte von mindestens 7 Mohs, insbesondere 9,3 bis 9,8 Mohs auf. Ebenso 1st es von Vorteil, wenn die dem Sieb zugewandte Oberfläche der gewölbten perforierten Wand aus einem Stoff besteht, dessen Reibungskoeffizient gegenüber einem Sieb aus Metall kleiner als 0,2, vorzugsweise kleiner als 0,1 ist.

Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung bei einer als Doppelsiebpartie ausgebildeten Nasspartie anwenden. Dabei wird das eine der beiden Siebe in dem Bereich, in welchem die Siebe an beiden Seiten der Paserstoffbahn anliegen, von einem Kasten mit gewölbter perforierter Wand getragen. Dadurch liegen beide Siebe eng an der Paserstoffbahn an und üben einen Druck auf die

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Paserstoffbahn aus. Auch das andere, nicht von der gewölbten perforierten Wand des Kastens getragene Sieb ist einwandfrei geführt. Wird abwechselungsweise das eine und das andere der beiden Siebe von einem Kasten mit gewölbter perforierter Wand getragen, ergibt sich eine einwandfreie Führung der Siebe auch bei wellenförmiger Führung durch die Doppelpartie.

Besonders wenig Antriebsenergie kann bei der Nasspartie dadurch erreicht werden, dass der Winkel, um den der Kasten mit gewölbter perforierter Wand das Sieb umlenkt, kleiner als 90 Grad, vorzugsweise höchstens 30 Grad gehalten wird. Die restliche Umlenkung des umlaufenden Siebes, das ja insgesamt um 360 Grad umgelenkt werden muss, kann dann durch rotierende Walzen erfolgen. Eine von diesen Walzen dient zum Siebantrieb.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Langsiebmaschine,

Fig. 2 die Endpartie der in Fig. 1 gezeigten Maschine in grösserem Masstab,

Fig. 3 bis 5 drei weitere Ausführungsformen für die Endpartie einer Langsiebmaschine, und

Flg. 6 einen Ausschnitt aus der Doppelsiebpartie einer Doppelsiebmaschine.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Nasspartie einer Papiermaschine, nämlich eine Langsiebmaschine dient zur Entwässerung von Faserstoff, der mittels eines Stoffauflaufs 1 auf ein umlaufendes Sieb 2 aufgegeben wird. Der Stoffauflauf 1 liegt über einer Brustwalze 3* auf die in Umlaufrichtung des Siebes ein Foils aufweisender Kasten 4, Registerwalzen ^ ein Saugkasten

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und Kästen 7 und 8 folgen. Das obere Trumm des Siebes 2 liegt auf den Polls des Kastens 4, den Registerwalzen 5, dem Saugkasten 6 und den Kästen 7 und 8 auf. Dabei weisen die Kästen 6 bis 8 eine das Sieb tragende perforierte Wand auf und sind unter einen gegenüber dem Druck der Umgebung unterschiedlichen Druck setzbar.

Erfindungsgemäss ist die das Sieb 2 tragende perforierte Wand 9 des Kastens 8 in Form eines.Zylindermantelabschnitts mit in. UmIaufrichtung des Siebes 2 verlaufender im wesentlichen wendepunktfreier Leitlinie gegen das Sieb hin im wesentlichen konvex gewölbt.

Die Leitlinie des Zylindermantelabschnitts ist für den Kasten 8 ein Kreisbogen. Der Kasten 8 ist in UmIaufrichtung des Siebes 2 in mehrere Abteile 10 bis 16 unterteilt. Die Abteile stehen unter voneinander verschieden hohem Unterdruck, wobei die Unterdrücke in UmIaufrichtung des Siebes von Abteil zu Abteil zunehmen. Im letzten Abteil 16 wird ein Unterdruck von 9 Meter Wassersäule erreicht.

An den Kasten 8 mit gewölbter perforierter Wand schliesst der Kasten 7, der eine ebene perforierte Wand aufweist, unmittelbar an. Der Kasten 7 ist in Abteile 17 bis 20 unterteilt. Die Abteile 19 und 20, insbesondere das Abteil 20, haben wegen der Nachbarschaft des mit gewölbter perforierter Wand versehenen Kastens 8 noch eine ziemlich gute Siebanschmiegung.

Der Antrieb des Siebes erfolgt durch eine mit einem Gummlbelag versehene Umkehrwalze 21. Für das untere Trumm des Siebes 2 sind Walzen 22 bis 24 zum Führen bzw. Spannen des Siebes 2 vorgesehen.

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Beim AusfUhrimgsbeispiel nach Fig. 3 schliessen an beiden Seiten eines Kastens 25 mit gewölbter perforierter Wand in Umfangsrichtung des Siebes 26 je ein Kasten mit ebener perforierter Wand unmittelbar an. Dabei liegt in Umlaufrichtung des Siebes 26 vor dem Kasten 25 der letzte mit ebener perforierter Wand versehene Saugkasten 27 des Tisches der Langsiebmaschine, während in Umlaufrichtung des Siebes 26 nach dem Kasten 25 ein Kasten 28 mit ebener perforierter Wand folgt. Der Kasten 25 ist in zwei Abteile 29 und 30 unterteilt.

In Fig. 3 ist die durch die Kästen 25 und 28 ersetzte bei den bekannten Langsiebmaschinen übliche Saugkammerwalze durch gestrichelte, mit 31 bezeichnete Linien angedeutet. Bei etwa gleicher Entwässerungswirkung der dargestellten neuen Maschine und der ersetzten alten Ausführung mit Saugkammerwalze ist die für das Umlaufen des Siebes erforderliche Energie bei der dargestellten Ausführungsform nur ein Fünftel der bei Anwendung einer Saugkammerwalze benötigten Energie. Dabei wurde zugrunde gelegt, dass die Kästen 27* 25 und 28 mit Oxydkeramik belegt sind, und das Sieb 26 aus Metall besteht.

Die Fig. 3 zeigt auch, dass ein Kasten mit gewölbter perforierter Viand ein wesentlich kleinerer Bauteil als eine Saugkammerwalze ist. Ebenso wird die mit einem Kasten mit gewölbter perforierter Wand ausgestattete Papiermaschine wesentlich billiger, einfacher und weniger störanfällig, selbst wenn man in Betracht zieht, dass eine das Sieb umlenkende (für den Siebantrieb verwendbare) Walze vorgesehen werden muss, wie das in Fig. 1 anhand der Walze 21 gezeigt ist.

Weiter zeigt die Fig. 3, dass der Kasten 25 mit gewölbter perforierter Wand unmittelbar an die vorausgehenden Saugkasten 27, 32 usw. angeschlossen werden kann, während man beim Vorsehen

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einer Saugkammerwalze einen grösseren Abstand zwischen den letzten Saugkasten und der Saugkammerwalze freilassen muss.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 folgen in einem Kasten Abteile 34, 36, 38 mit gewölbter perforierter Wand abwechselnd mit Abteilen 35, 37, 39 mit ebener perforierter Wand aufeinander.

Der in-Pig. 5 gezeigte Kasten 40 mit gewölbter perforierter Wand ist in Abteile 41, 42, 43 unterteilt. Diese Abteile 41, 42, 43 weisen voneinander unterscheidlieh stark gewölbte perforierte Wände auf. Da die Wölbung der perforierten Wände in Umlaufrichtung des Siebes 44 von Abteil zu Abteil zunimmt, ergibt sich eine immer stärker werdende Anschmiegung des Siebes 44 an die Oberfläche des Kastens 40.

Durch Aneinandersetzen von Abteilen mit unterschiedlich stark gewölbten perforierten Wänden, gegebenenfalls unter Einfügen von Abteilen mit ebener perforierter Wand, kann jede gewünschte Form des Siebverlaufs erreicht werden. Dies kann für die Bildung der Faserstoffbahn von grösstem Vorteil sein.

Bei der in Fig. 6"teilweise gezeigten Doppelsiebpartie einer Doppelsiebmaschine liegen die beiden Siebe 45 und 46 an beiden Seiten einer Faserstoffbahn 47 an. Das Sieb 45 wird von einem Kasten 48 mit gewölbter perforierter Wand getragen. Dabei ergibt sich im Bereich des Kastens 48 auch für das Sieb 46 eine einwandfreie Führung, da das Sieb 46 auf der Faserstoffbahn 47 und diese auf dem durch den Kasten geführten Sieb 45 aufliegt. Ausserdem übt das Sieb 46 infolge der Siebspannung einen Druck auf die Faserstoffbahn 47 aus, der die Entwässerung unterstützt. Durch den leichten Druck der Siebe auf die Faserstoffbahn, die sichere Führung der Siebe und die Anschmiegung

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des einen Siebes an den Kasten mit gewölbter perforierter Wand lässt sich eine unerwartet gute Entwasserungswirkung erreichen. Es können sehr hohe Unterdrücke angewendet werden. Der Kasten 48 könnte aber auch unter Ueberdruck gesetzt werden, wenn die Paserstoffbahn beispielsweise durch Durchblasen von Luft getrocknet werden soll.

Der in Fig. 6 teilweise dargestellte Kasten 49 mit gewölbter perforierter Wand trägt das andere der beiden Siebe, nämlich das Sieb 46. In diesem Sinne kann abwechselungsweise das eine und das andere der beiden Siebe von einem Kasten mit gewölbter perforierter Wand getragen werden. Die Kästen, beispielsweise Kasten 48 und Kasten 49, können in Um]aufrichtung des Siebes sehr nahe aneinander angeordnet werden, so dass sich eine einwandfreie Führung der beiden Siebe der Doppelsiebpartie und beste Entwasserungswirkung auf kleinstem Räume ergibt. Diese Wirkungen können auch erreicht werden, wenn nur das eine der beiden Siebe 45, 46 von einem entsprechend langen Kasten mit gewölbter perforierter Viand getragen wird.

Da die Siebspannung infolge Reibung des Siebes über der stillstehenden gewölbten perforierten Wand des Kastens proportional e^ (wobei e die Basis des natürlichen Logarithmus, μ der Reibungskoeffizient und α der Umlenkungswinkel ist) zunimmt, ist es von Vorteil, den Reibungskoeffizient und den Umlenkwinkel klein zu halten.

Wie das in Fig. 1 gezeigt ist, beträgt die Umlenkung am Kasten mit gewölbter perforierter Wand nur JO Grad, während die restliche Umlenkung des umlaufenden Siebes durch die Walzen 21, 22, 23, 24, j5 erfolgt. Wird der Krümmungsradius der gewölbten perforierten Wand gross gehalten, kann die in Umlaufrichtung

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des Siebes gemessene Länge des Kastens trotz kleinem Umlenkwinkel gross gehalten werden.

Zum Kleinhalten des Reibungskoeffizienten werden als Beläge für die gewölbten perforierten Wände der Kästen Materialien wie Oxydkeramik, Metallcarbide (z.B. Bochlerit), Gusscarbide, gesinterte Legierungen aus VJ, Mo, Ti, Cr, Ni, Ta und dergleichen Materialien verwendet. Diese Materialien haben neben dem kleinen Reibungskoeffizient auch eine hohe Härte von 9*3 bis 9*8 Mohs (Mineralogische Härteskala) und eine sehr kleine Oberflächenrauhigkeit.

Unter Papiermaschine im Sinne der Erfindung wird auch eine Maschine verstanden, bei der papierähnliche Bahnen, beispielsweise aus Kunststoffasern, hergestellt werden können.

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Claims

P atentansprüche

Nasspartie einer Papiermaschine, zur Entwässerung von Paserstoff, mit einem umlaufenden Sieb und einem auf der dem Faserstoff abgewandten Seite des Siebes angeordneten, im wesentlichen stillstehenden Kasten, der mit einer das Sieb tragenden perforierten Wand versehen und unter einen gegenüber dem Druck der Umgebung unterschiedlichen Druck setzbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die das Sieb tragende perforierte Wand des Kastens in Farm eines Zylindermantelabschnitts mit in Umlaufrichtung des Siebes verlaufender im wesentlichen wendepunktfreier Leitlinie gegen das Sieb hin im wesentlichen konvex gewölbt ist.

2. Nasspartie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitlinie zumindest streckenweise ein Kreisbogen ist.

Nasspartie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten in UmIaufrichtung des Siebes in mehrere Abteile unterteilt ist.

Nasspartie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abteile voneinander unterschiedlich stark gewölbte perforierte Wände aufweisen.

Nasspartie nach Anspruch 3, dadurch'g ekennzeichn e t, dass im Kasten Abteile mit gewölbter perforierter Wand abwechselnd mit Abteilen mit ebener perforierter Wand aufeinander folgen.

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6. Nasspartie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kasten mit gewölbter perforierter Wand In Umfangsrichtung des Siebes ein bekannter Kasten mit ebener perforierter Wand unmittelbar anschliesst.

7. Nasspartie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten in an sich bekannter Weise unter Unterdruck gegenüber der Umgebung setzbar ist.

8. Nasspartie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten unter Ueberdruck gegenüber der Umgebung setzbar ist.

9. Nasspartie nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass Abteile des Kastens unter Unterdruck und andere Abteile des Kastens unter Ueberdruok gegenüber der Umgebung setzbar sind.

10. Nasspartie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewölbte perforierte V/and auf der dem Sieb zugewandten Seite einen Belag mit einer Härte von mindestens 7 Mohs, insbesondere 9*3 bis 9,8 Mohs aufweist.

11. Nasspartie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Sieb zugewandte Oberfläche der gewölbten perforierten Wand aus einem Stoff besteht, dessen Reibungskoeffizient gegenüber einem Sieb aus Metall kleiner als 0,2 vorzugsweise kleiner als 0,1 ist.

12. Nasspartie nach Anspruch 1, die als Doppelsiebpartie ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,

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dass das eine der beiden Siebe in dem Bereich, in welchem

die Siebe an beiden Seiten der Faserstoffbahn anliegen,

von einem Kasten mit gewölbter perforierter 17and getragen wird.

13· Nasspartie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass abwechselungsweise das eine und das andere dar beiden Siebe von einem Kasten mit gewölbter perforierter Wand getragen wird.

14. Masspartie nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chn e t, dass der Winkel, um den der Kasten mit gewölbter perforierter Wand das Sieb umlenkt, kleiner als 90 Grad, vorzugsweise hochtens 30 Grad ist.

15· nasspartie nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die restliche Umlenkung des umlaufenden Siebes durch rotierende Walzen erfolgt.

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