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Verfahren zum Betrieb einer Papiermaschine sowie Papiermaschine zur
Ausführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer
Papiermaschine mit einem Stoffauflauf, der einen Düsenkanal aufweist, welcher an
einer drehbaren Walze mündet, dieeinen Mantel mit Oeffnungen aufweist, über den
ein Sieb geführt ist, auf welchem aus dem Stoff ein Papiervlies gebildet wird, wobei
sich die Rundung des Dsenkanales entlang eines Abschnittes des Siebes erstreckt
und,in der Drehrichtung der Walze betrachtet, einen Anfang hat.
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Gleichzeitig betrifft die Erfindung eine Papiermaschine zur Ausführung
des Verfahrens mit einem Stoffauflauf, der einen Düsenkanal aufweist, welcher an
einer drehbaren Walze mundes die einen Mantel mit radialen Oeffnungen aufweist,
über den ein Sieb geführt ist, auf welchem aus dem Stoff ein Papiervlies
gebildet
wird, wobei sich die Mündung des Düsenkanales entlang eines Abschnittes des Siebes
erstreckt und, in der Drehrichtung der Walze betrachtet, einen Anfang hat und der
Mantel sich vor dem Erreichen des Stoffauflaufes in einem Luftraum bewegt.
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Bei den bekannten Papiermaschinen wird bei der Bildung des Papiervlieses
einerseits Stoff durch den Stoffauflauf zugeführt, andererseits das Siebwasser von
der Innenwand der Saugwalze, an welcher der Stoffauflauf angeordnet ist, abgemeistenssaugt.
Zum Absaugen sind/Saugkasten vorgesehen, die die Bildung von Zonen mit verschieden
grossem Unterdruck entlang der Mündung des Dilsenkanales gestatten.
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Dabei besteht der Nachteil, dass durch das intensive Absaugen ein
Vlies entsteht, das die Bildung von Papier zur Folge hat, welches an seinen beiden
Seiten verschiedene Eigenschaften hat. So werden im Stoff befindliche Füllstoffe
aus der zuerst am Sieb gebildeten Sehicht ausgeschwemmt, so dass diese Schicht an
Füllstoffen ärmer ist.
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Die Erfindung hat die Schaffung eines Verfahrens und einer Papiermaschine
zum Ziel, welche die Behebung oder Verminderung dieses Nachteiles und die Bildung
eines Papiers gestatten, dessen beide Seiten weniger unterschiedliche oder sogar
gleiche Eigenschaften haben. Gleichzeitig soll eine Vereinfachung der Maschine ermöglicht
werden.
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Das erfindungsgemässe Verfahren, durch welches dieses
Ziel
erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass im Anfangsbereich der Mündung in
den Oeffnungen der Walze-ein Luftdruck aufrechterhalten wird, der höher ist als
der Atmospharendruck.
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Durch diese Massnahme, die z.B. durch gesteuerte Zufuhr von Luft
mit Ueberdruck erreicht werden kann, wird eine Verlangsamung der Vliesbildung und
der Strömung durch das Sieb im Anfangsbereich der Mündung erhalten. Es besteht dabei
eine kleinere Tendenz zum Ausschwemmen der Füllstoffe, bevor sich eine Faserschicht
gebildet hat, welche die Füllstoffe auffangen und zurückhalten kann. Erst dann kann-die
übliche Absaugung durch Saugkästen einsetzen.
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Vorzugsweise kann jedoch bei einer Maschine, bei welcher sich der
Mantel vor dem Erreichen des Stoffauflaufes in einem Luftraum bewegt, die Druckerhöhung
im Anfangsbereich der M;Undung durch eine Behinderung des Ausströmens der in den
Oeffnungen des Mantels befindlichen Luft erhalten werden. Diese Massnahme gestattet
eine besondere Vereinfachung der Maschine und ermöglicht auch die Ausführung des
Verfahrens an bestehenden Papiermaschinen.
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Bei bestehenden Maschinen mit in der Walze angeordneten Saugkästen'kann
das Verfahren dadurch ausgeführt werden, dass die Ausströmung von Luft aus dem im
Anfangsbereich der Mündung des Stoffauflaufes befindlichen Saugkasten gedrosselt
wird.
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Die erfindungsgemässe Maschine, welche zur Ausführung des Verfahrens
besonders ausgebildet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum der Walze
gegenüber dem Anfangsbereich der Mündung eine die Innenwand des Mantels abdeckende
Leiste angeordnet ist. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Ausbildung der
Maschine möglich, welche trotzdem die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile aufweist.
Durch die Anordnung der Leiste kann der an dieser Stelle sonst vorgesehene Saugkasten
entfallen, wobei unter anderem im Hals der Walze für die übrigen Saugkästen mehr
Querschnitt zur Verfügung steht.
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Die Leiste kann bei der einfachsten Ausführungsform flach sein. Es
ist jedoch vorzugsweise möglich,die Leiste so auszubilden, dass sie einen U-förmigen
Querschnitt und abgeschlossene Enden hat, wobei sie mit ihrem Hohlraum der Innenfläche
des Mantels zugewandt ist. Eine derartige Ausbildung der Leiste gestattet einen
Druckausgleich der im Anfangsbereich der Mündung befindlichen Luft in der Längsrichtung
wie auch in der Umfangsrichtung der Walze, so dass die Erzielung einer gleichmässigeren
Papierqualität möglich ist.
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Dabei kann zwischen den dem Mantel zugewandten Schenkeln der Leiste
und der Innenfläche des Mantels jeweils ein Spalt bestehen. Es kann somit auf die
sonst üblichen, einer Abnützung unterworfenen Dichtungen verzichtet werden, da die
Luft aus dem Hohlraum der Leiste abströmt und nicht, wie dies bei Saugkästen der
Fall ist, abgesaugt wird.
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An den Hohlraum der Leiste kann eine in die Atmosphäre mündende Luftleitung
angeschlossen sein, in der sich eine Drosselvorrichtung befindet. Durch eine derartige
Drosselvorrichtung kann der sich im Hohlraum der Leiste einstellende Druck beeinflusst
werden.
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Es ist jedoch auch möglich, die Leiste derart anzuordnen, dass sie
sich gegen die Drehrichtung des Walzenmantels über den Anfang der Mündung hinaus
erstreckt, so' dass aus ihrem Hohlraum Luft durch die Oeffnungen des Walzenmantels
nach aussen ausströmen kann. Dadurch kann einerseits eine besondere Luft leitung
mit Drosselvorrichtung entfallen. Zusätzlich wird jedoch der Vorteil gewonnen, dass
bei einer derartigen Anordnung die Oeffnungen der Walze- mit Luft mit höherem Druck,
nämlich dem im Hohlraum der Leiste herrschenden Druck, aufgeladen werden können,
bevor sie in den Anfangsbereich der Mündung des Stoffauflaufes gelangen. Auf diese
Weise wird eine weitere Möglichkeit zur Steuerung des Verlaufes der Ablagerung des
Stoffes am Sieb erhalten.
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Wenn die Leiste in Umfangsrichtung des Walzenmantels verstellbar
angeordnet ist, kann diese Wirkung optimal eingestellt werden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung.
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Es zeigen: Fig.1 ein Schema einer bekannten Ausführungsform einer
Saugwalze mit Stoffauflauf einer Papiermaschine, bei welcher das erfindungsgemässe
Verfahren anwendbar ist, Fig.2 einen Ausschnitt aus der Fig.1 in grösserem Massstab
zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens, Fig.3 einen Teilschnitt einer
Saugwalze mit Stoffauflauf einer erfindungsgemässen Papiermaschine und Fig.4 eine
der Fig.. 2 entsprechende Darstellung einer -anderen Ausführungsform der Erfindung.
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Die Fig.1 zeigt einen Stoffauflauf 1 mit einem Ddsenkanal 2, einer
Oberlippe 3 und einer Unterlippe 4. Die Ober -lippe 3 begrenzt nach aussen eine
Mündung 5 des Dusenkanales 2, welche an der Unterlippe 4 einen Anfang 6 hat. Die
Mündung 5 erstreckt sich entlang eines Teiles des Umfanges einer Saugwalze 7, über
welche ein Sieb 9 (Fig.2) gespannt ist. Die Saugwalze 7 hat einen Mantel 8, in welchem
radiale Bohrungen 10 ausgebildet sind. Innerhalb des Mantels 8 der Saugwalze 7 sind
Saugkammern 11, 12 und 13 angeordnet, die durch Saugleitungen 14, 15, 16 mit nicht
dargestellten Absaugvorrichtungen verbunden sind, welche die Aufgabe haben, in den
Saugkammern ein Vakuum mit einstellbarer Grösse zu bilden. Die Leitungen 14, 15
und 16 sind mit Wasserabscheidern 17 versehen, von denen
nur der
Abscheider der Leitung 14 dargestellt ist. Aus dem Abscheider 17 führt eine Leitung
18, in welcher sich eine Drosselvorrichtung 20 befindet.' Ausserdem ist die Leitung
18 für den erfindungsgemässen Zweck mit einem Manometer 21 versehen. Zum selbsttätigen
Abfluss von Wasser, das normalerweise im Betrieb aus der Saugkämmer 11 ausströmt,
ist der Wasserabscheider 17 mit einem Wasserverschluss 22 versehen.
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Ueber die Saugwalze 7 ist ein Filz 23 geführt, welcher durch eine
Gautschwalze 24 gegen die Saugwalze 7 angepresst wird und welcher zur Abnahme der
am Sieb der Saugwalze 7 gebildeten Papierbahn 25 dient.
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Die Fig.2 zeigt einen Ausschnitt aus der Fig.1 in grösserem Massstab,
wobei die einander entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet wurden.
In der Fig.2 sind gestrichelt drei Kurvenlinien A, B, C eingezeichnet, welche verschiedene
Verläufe der Grenze zwischen Wasser und Luft, d.h.
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der Eindringtiefe des Siebwassers andeuten.
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So zeigt die Linie A den Verlauf der Eindringtiefe des Siebwassers
in den Bohrungen 10 des Walzenmantels 8 bei einem Unterdruck gegenüber der Atmosphäre
in der Saugkammer 11. Wenn in der Saugkammer 11 Atmosphärendruck herrscht, so verläuft
die Eindringtiefe nach der Linie B. Die Linie C zeigt schliesslich den Verlauf der
Eindringtiefe bei einem erfindungsgemäss vorgesehenen Ueberdruck in der Saugkammer
11, d.h. im Anfangsbereich
der Mündung 5.
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Wenn die Eindringtiefe des Siebwassers nach der Linie C verläuft,
so erfolgt im Anfangsbereich der Mündung 5 eine verhältnismässig langsame Ablagerung
der Fasern und Füllstoffe aus dem zugeführten Stoff. Es kann sich eine dünne Faserschicht
bilden, ohne dass aus ihr die Füllstoffe ausgewaschen würden. Erst nach dem Ablagern
dieser dünnen Lagerschicht kann dann im Bereich der Saugkammer 12 eine intensi--ve
Ablagerung auf dem Sieb 9 durch starkes Absaugen erfolgen.
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Nun besteht keine Gefahr von übermässigem Auswaschen mehr, da die
bereits gebildete Faserschicht eine filtrierende Wirkung hat und die Füllstoffe
zurückhält.
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Zur Erzielung dieser Wirkung genügt es, bei der bekannten Maschine
nach der Fig.1 die Drosselvorrichtung 20 so einzustellen, dass im Abscheider 17
und in der Saugkammer 11 ein Ueberdruck gegenüber der Atmosphäre entsteht. Wenn
sich, wie es bei Maschinen der dargestellten Art üblich ist, der Mantel bzw. sein
vor dem Stoffauflauf befindlicher Teil in einem Luftraum bewegt, sind seine Bohrungen
10 mit Luft gefüllt.
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Diese Luft wird nach dem Erreichen des Stoffauflaufes aus den Bohrungen
verdrängt, in welche das Siebwasser einströmt. Die verdrängte Luft gelangt in die
Kammer 11, von wo sie normalerweise abgesaugt wird. Wenn jedoch ihr Abströmen durch
die Drosselvorrichtung behindert wird, entsteht in der Kammer 11 und im Abscheider
17 ein Stau, welcher einen Verlauf der
Eindringtiefe des Siebwassers
nach der Linie C in der Fig.2 zur Folge hat.
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Aus den Fig.1 und 2 geht hervor, dass bei einem Stau der Luft in
der Kammer' 11 bzw. im Anfangsbereich der Mündung 5 überhaupt kein Siebwasser in
die Kammer 11 gelangt. Der Abscheider 17 ist somit beim Betrieb der Papiermaschine
nach dem -vorliegenden Verfahren überflüssig. Es ist daher eine Ausbildung der Maschine
für die Ausführung des Verfahrens möglich, welche gegenÜber den bekannten Maschinen
wesentlich vereinfacht ist.
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Eine Ausführungsform einer derartigen Maschine ist in der Fig.3 dargestellt.
In der Fig.3, welche im Übrigen der Fig.1 entspricht und einen Ausschnitt aus dieser
Figur dar- -stellt, ist an der Stelle-der Kammer 11 eine Leiste 30 vorgesehen, welche
einen U-förmigen Querschnitt und abgeschlossene Enden hat. Die Leiste 30 hat einen
Hohlraum 31, welcher der Innenfläche 32 des Walzenmantels 8 zugewandt ist. An die
Leiste 30 schliesst sich eine Leitung 33 mit einem Drosselventil 34 an, welche in
die Atmosphäre mündet. Da im Betrieb aus dem Hohlraum 31 der Leiste 30 Luft ausströmen
muss, kann zwischen den dem Mantel zugewandten Schenkeln 35 der Leiste 30 und der
Innenfläche 32 des Mantels 8 jeweils ein kleiner Spalt S bestehen. Die sonst bei
Saugkammern erforderlichen aufwendigen und einer Abnützung unterworfenen Dichtleisten
können sogar entfallen.-
Durch Betrieb kann durch eine geeignete
Drosselung der Luftströmung durch das Drosselventil 34 der sich im Hohlraum 31 einstellende
Druck und somit der Verlauf der Endring tiefe C des Siebwassers nach dr Fig.2 gesteuert
werden.
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Bei einer besonders einfachen Ausführungsform kann die Leiste 30
voll sein, d.h. ohne Hohlraum 31. In diesem Fall entfällt auch die Leitung 33 mit
dem Ventil 34. Es entfällt allerdings eine Möglichkeit der Steuerung des Verlaufes
der Eindringtiefe des Siebwassers durch den Staudruck.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist in der Fig.4 dargestellt.
Nach dieser Figur ist eine Leiste 30 mit Hohlraum 31 und Schenkeln 35 vorgesehen,
welche, wie durch Pfeile Z dargestellt, in der Umfangsrichtung des Walzenmantels
8 verstellbar ist. Gegenüber dem benachbarten Saugraum 12 ist die Leiste 30 durch
eine Dichtung 40 abgedichtet.
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Wie aus der Fig.4 hervorgeht, ist die Leiste 30 in Gegenrichtung
zur Drehrichtung der Walze (Pfeile X) ber den Punkt 6, welcher den Anfang der Mündung
darstellt, hinaus verstellbar. Bei einer geeigneten Einstellung-in dieser Richtung
kann die Luft aus dem Hohlraum 31. der Leiste 30 durch vor der Unterlippe 4 befindliche,
Bohrungen 10 entweichen. Diese Strömung ist durch Pfeile N angedeutet. Durch eine
?erstellung der Leiste 30 in Umfangsrichtung der Walze kann diese Ausströ--lung
so beeinflusst werden, dass sich ein gewünschter Staudruck
im Hohlraum
31 einstellt. Dabei wird zusätzlich der Vorteil gewonnen, dass nach dem Abschliessen
der Bohrungen 10 durch die Unterlippe 4 in diesen Luft mit höherem als dem Atmosphärendruck
bleibt. Dadurch kann eine zusätzliche Ablenkung des Verlaufes der Eindringtiefe
C erreicht werden.