DE2418851A1

DE2418851A1 - Vorrichtung zum entwaessern des auf dem sieb einer papiermaschine befindlichen papierbreies

Info

Publication number: DE2418851A1
Application number: DE19742418851
Authority: DE
Inventors: Wavell Frederick Cowan
Original assignee: Inotech Process Ltd
Current assignee: Inotech Process Ltd
Priority date: 1973-09-10
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1975-03-20
Also published as: FR2243403A1; FI76140B; BR7404995A; FI76140C; DE2418851C2; JPS5053612A; FI121374A; SE7405299L; JPS5436683B2; FR2243403B1; SE413152B

Description

Dr.W.P.Radt ? Λ 1 ß ß ζ

DipL-Ing. E. E. Finkener ^{L H} ^lö0° '

Dipl.-Ing. W. Ernesti

Patentanwälte INOTECH PROCESS LIMITED

463 Bochum

Heinrich-König-Straße 12 ΐίΟΏ^Τβ&Ι /

Fernsprecher 415 SO, 4 23 27

Telegrammadresse: Radtpatent Bochum

75 169
EEF/US

Vorrichtung zum Entwässern des auf dem Sieb einer Papiermaschine befindlichen Papierbreies.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entwässern des auf dem Sieb einer Papiermaschine befindlichen Papierbreies;

Bei Maschinen zur Herstellung von Papier wird der Papierbrei auf ein endloses Sieb aufgegeben und auf diesem weiterbefördert. In der Entwässerungsstufe läuft das Drahtsieb, auf dem sich der Papierbrei befindet, über eine Vielzahl von Rollen, die einen Unterdruck an dem Sieb erzeugen und die Entwässerung bewirken. Im Anschluß an die Rollen sind üblicherweise mehrere Saugkasten vorgesehen, die mit einer Vakuumquelle verbunden sind. Die Entwässerung an den Rollen wird bekanntlich dadurch hervorgerufen, daß zwischen den ablaufenden Oberflächen der Rollen und dem Drahtsieb ein Unterdruck erzeugt wird. Eine weitere Punktion der Rollen besteht darin, daß sie das Drahtsieb leicht hin- und herbewegen, wobei sie die Fasern und den Brei in Bewegung halten und verhindern, daß in bestimmten Bereichen zu starke Ansammlungen auftreten, die zu einer ungleichen Dichte in dem Papier führen wurden. Die bekannten Siebe, die auch als Fourdrinier-Siebe bezeichnet werden, können aus Metall, Kunststoff oder einem ähnlichen Material bestehen.

Ein Problem bei der Verwendung von Rollen besteht darin,

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daß weder eine Möglichkeit besteht, den Unterdruck zu steuern, der durch die Rollen erzeugt wird, noch die Bewegung des Siebes an unterschiedliche Bedingungen angepaßt werden kann. Es sind Neuentwicklungen bekanntgeworden, bei denen die Rollen durch auswechselbare feststehende Entwässerungsleisten bei gleichzeitiger Verwendung eines Saugkastens ersetzt wurden. So betrifft das US-Patent 2 928 465 eine Einrichtung, bei der der an der Leiste vorgesehene Ablaufwinkel entsprechend der ablaufenden Oberfläche der Bollen gewählt wurde, um aus dem Papierbrei, der sich auf dem Sieb befindet, Wasser abzuziehen. Derartige Entwässerungseinrichtungen erfüllen jedoch nur eins der Erfordernisse und sind daher den Rollen nicht gleichwertig. Die Entwässerungsleisten, die in dem oben erwähnten Patent beschrieben sind, rufen keine Hin- und Herbewegung des Siebes hervor. Darüber hinaus besteht bei 'Saugkästen mit Entwässerungsleisten die Gefahr, daß über einen kurzen Weg des Siebes ein zu konzentrierter Vakuumbereich vorhanden ist, wodurch sich weitere Nachteile ergeben.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, einen Saugkasten mit einer Entwässerungsleiste zu versehen, die einerseits die Vorteile der leicht auswechselbaren Leisten und andererseits die Vorteile aufweist, die die bekannten Rollen haben.

Eine Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung besteht aus einem Saugkasten, der sich quer zur Laufrichtung des Siebes auf der Papiermaschine erstreckt, sowie mehreren, im Abstand voneinander angeordneten stationären Entwässerungsleisten, die in Längsrichtung des Saugkastens verlaufen, wobei jede Leiste eine ebene vordere Oberfläche und eine zurückspringende ablaufende oder, in Bewegungsrichtung des Siebes gesehen, hintere Oberfläche

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hat und das sich fortbewegende Sieb durch die ebenen vorderen Oberflächen der Leisten abgestützt wird.

Erfindungsgemäß ist der Winkel zwischen der ebenen Oberfläche und der Fläche, die zwischen der ebenen Oberfläche und der zurückspringenden Oberfläche liegt, größer als 5 · Die zurückspringende Oberfläche der Leiste liegt erfindungsgemäß soviel tiefer, daß das Sieb sich auf den ebenen Oberflächen aufeinanderfolgender Leisten abstützt, während es auf den zurückspringenden Abschnitten praktisch nicht aufliegt. Die Entfernung zwischen dem nicht abgestützten Teil des Siebes an der Stelle, an der es am tiefsten durchhängt und der zurückspringenden Oberfläche soll nicht größer als eine kritische Entfernung sein, die so groß ist, daß das Wasser daran gehindert wird, zwischen dem Sieb und der zurückspringenden Oberfläche abzufließen. Auf diese Weise wird der wirksame Saugbereich an dem Sieb bzw. dem darauf liegenden Papierbrei auf den Abschnitt zwischen der tiefsten Stelle des Siebes und der in Laufrichtung des Siebes gesehen vorderen Kante der nächsten Leiste begrenzt.

Das über eine so ausgebildete Entwässerungseinrichtung laufende Sieb wird durch die vorderen Flächen der aufeinanderfolgenden Leisten abgestützt und biegt sich in dem dazwischenliegenden Abschnitt durch, so daß es eine Hin- und Herbewegung ausführt. Da der Abstand zwischen dem Sieb und der zurückspringenden Oberfläche der Leisten nicht so groß ist, daß Wasser abfließen kann, wird entlang des größten Teils des zurückspringenden Abschnittes der Leisten bis zu der Stelle, an der das nach unten durchgebogene Sieb den kleinsten Abstand von der Oberfläche hat und eine Wassersperre bildet, nur ein geringer oder kein Saugdruck auftreten. Der Saugdruck an der Sperre und dem restlichen Abschnitt des Siebes bis zur vorderen Kante der nächsten Leiste sorgt für die erforderliche Entwässerung.

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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Saugkammer mit einer Reihe von im Abstand voneinander angeordneten Leisten und

Figur 2 eine vergrößerte Ansicht einer auf Figur 1 dargestellten Leiste.

Auf der Zeichnung ist das Sieb mit 10 und der Saugkasten mit 12 bezeichnet. Eine Anzahl von Entwässerungsleisten 14 erstreckt sich quer zur Bewegungsrichtung des Siebes und in Längsrichtung des Saugkastens. Die Leisten 14 sind an dem Saugkasten in der beispielsweise aus dem US-Patent 3 629 058 bekannten Weise befestigt. Es können z.B. langgestreckte Körper 28 an der Vorder- und Rückwand des Saugkastens angeschweißt werden, die schwalbenschwanzformige Ausnehmungen 32 haben, in die entsprechend geformte Rippen 30 der Leisten eingeschoben werden. Um die schwalbenschwanzformige Rippe 30 in der Ausnehmung 32 zu befestigen, wird ein nicht dargestellter Keil benutzt. Unterhalb der Körper 28 können im Abstand voneinander angeordnete quer verlaufende Stützen angebracht werden.

Jede auf Figur 2 dargestellte Leiste hat eine vordere ebene Oberfläche 16 und eine zurückspringende Oberfläche 18. Erfindungsgemäß ist der Winkel zwischen der ebenen Oberfläche und der Fläche 26, die zwischen der Oberfläche 16 und der zurückspringenden Oberfläche 18 liegt, größer als 5°· Bei der dargestellten Ausführungsform ist dieser Winkel an der mit 20 bezeichneten Stelle 90°. Wenn der Winkel kleiner als 5° ist, wie es bei bekannten Leisten der Fall ist, wird deren Wirksamkeit erheblich verringert.

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_ 5 —

Die Tiefe, um die die Oberfläche 18 gegenüber der ebenen Oberfläche 16 zurückspringt, ist in Figur 2 mit X bezeichnet. Es hat sich herausgestellt, daß die Tiefe X vorzugsweise zwischen 0,13 mm und 3 mm liegt, wobei die Länge der Oberfläche 18 etwa 25 Ms 100 mm ist. Die Länge a der Entwässerungszone oder der Abstand zwischen der hinteren Kante 22 der Leiste und der vorderen Kante 24 der benachbarten Leiste liegt etwa zwischen 6 und 55 mm. Normalerweise werden vier bis neun Blätter für jeden Saugkasten benutzt.

Es sind Versuche durchgeführt worden, bei denen die Länge c des zurückspringenden Abschnittes 18 im Verhältnis zur Länge a der Entwässerungszone verändert und in bezug auf eine bestimmte durchhängende Länge b gemessen wurde. Die folgenden Zahlenbeispiele beziehen sich auf Saugkästen mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung.

Bei einer Fourdrinier-Maschine zur Herstellung von Papier mit einem Sieb aus Bronze, das mit einer Geschwindigkeit von 360 bis 420 m/min, umläuft, ergeben sich für einen Saugkasten mit neun Leisten die folgenden Kriterien:

durchhängende Länge b des Siebes 57 mm Länge c der zurückspringenden Oberfläche 43 mm Länge der Entwässerungszone 14 mm

Tiefe X 0.8 mm

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, bei dem das gleiche Sieb auf der gleichen Maschine benutzt wurde und sieben Leisten in die Saugkammer eingesetzt wurden, ergaben sich folgende Kriterien:

durchhängende Länge b des Siebes 81 mm

Länge c der zurückspringenden Oberfläche 65 mm

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Länge a der Entwässerungszone 16 mm

!Tiefe X 1,1 und 1,5 mm

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, ebenfalls mit dem gleichen Sieb und der gleichen Maschine und fünf Leisten ergaben sich folgende Kriterien:

durchhängende Länge b des Siebes 126 mm Länge c der zurückspringenden

Oberfläche . 100 mm

Länge a der Entwässerungszone 25 mm Tiefe X 1,1 mm

Die folgende Tabelle zeigt die Abmessungen für die Projektierung der Leisten gemäß vorliegender Erfindung:

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TABELLE

	durchhängende Länge b (mm)	Länge c der Ober fläche 18 (mm)	Länge a der Entwässerungs zone (mm)
Beispiel I	49 57 · 67 81 99 126	. 32 37 44 52 64 83	17 20 23 28 35 46
Beispiel II	49 57 67 81 99 126	35 40 47 56 69 89	15 17 20 24 30 38
Beispiel III	49 57 67 81 99 126 .	37 43 49 60 74 95	12 14 19 20 25 32
Beispiel IV	49 57 67 81 99 126	40 46 54 65 79 100	10 11 13 16 20 25

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Die Länge c des zurückspringenden Abschnittes beträgt bei dem Beispiel I 65 %, bei dem Ausfuhrungsbeispiel II 70 %, bei dem Ausfuhrungsbeispiel III 75 % und bei dem Ausfuhrungsbeispiel IV 80 % der durchhängenden Länge b. Optimale Ergebnisse werden erhalten, wenn die Länge des zurückspringenden Abschnittes zwischen 75 und 78 % der durchhängenden Länge liegt.

Die Tiefe X, um die die Oberfläche 18 gegenüber der Oberfläche 16 zurückspringt, hängt von der Art des benutzten Siebes, der normalen Geschwindigkeit der Maschine und der Art der Beaufschlagung ab. Bei Verwendung eines Siebes aus Bronze soll die Tiefe zwischen 0,13 mm und 1,1 mm liegen, wobei optimale Ergebnisse in einem Bereich zwischen 0,8 und 1,1 mm erzielt wurden. Bei Verwendung eines Siebes aus Kunststoff liegt der Bereich zwischen 0,8 und 3 mm bei einem optimalen Bereich zwischen 1,1 mm und 2,2 mm.

Wenn das Sieb 10 über den Saugkasten 12 läuft, wird es durch die ebenen Oberflächen 16 der Leisten 14 abgestützt und läuft dann ohne Unterstützung über die durchhängende Länge b zwischen den aufeinanderfolgenden Oberflächen 16, wie sich aus Figur 1 ergibt. Die Gestalt, die das Sieb normalerweise einnimmt, ist in Figur 2 angedeutet. Nachdem das Sieb über aufeinanderfolgende Leisten gelaufen ist, hat es die gewünschte Bewegung erhalten. Zweckmäßigerweise soll der Saugbereich nicht zu groß oder zu konzentriert sein und es ist eine wesentliche Erkenntnis der vorliegenden Erfindung, daß eine Entwässerung, auf die es beim Stand der Technik, z.B. in dem US-Patent.2 928 465 in erster Linie ankommt, bei der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung, während das Sieb über die Leisten läuft, nicht oder nur in ganz geringem Maß erfolgt.

Die Tiefe des zurückspringenden Abschnittes 18 der Leisten wird daher so gewählt, daß, wenn das Sieb abgebogen über

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den*zurückspringenden Abschnitt läuft, wie es in Figur 2 dargestellt ist, der Abstand zwischen dem Sieb und dem zurückspringenden Abschnitt an der hinteren Kante der Leiste nicht so groß ist, daß Wasser normal ablaufen kann. In dem Bereich des zurückspringenden Abschnittes 18 ist daher nur ein geringer Saugdruck vorhanden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn ein Unterdruck nur in dem Abschnitt zwischen der hinteren Kante 22 der Leiste und der vorderen Kante 24 der folgenden Leiste vorhanden ist.

Patentansprüche

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Claims

- -ίο -

Patentansprüche

/1.J Vorrichtung zum Entwässern des auf dem sich bewegenden Siebgewebe einer Papiermaschine befindlichen Papierbreis, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer vorderen Oberfläche (16) zum Abstützen des Gewebes, die quer zu dessen Laufrichtung angeordnet ist, einer in bezug auf die Laufrichtung des Gewebes dahinterliegenden Oberfläche (18), die ebenfalls quer zur Laufrichtung des Gewebes angeordnet ist, sowie einer weiteren Oberfläche zum Abstützen des Gewebes, die quer zu dessen Laufrichtung und im Abstand von der der hinteren Oberfläche (18) angeordnet ist, so daß zwischen diesen Oberflächen ein Spalt gebildet wird und Einrichtungen zum Anlegen eines Uhterdruckes im Bereich dieses Spaltes besteht, wobei die hintere Oberfläche (18) tiefer liegt als die beiden abstützenden Oberflächen (16) und so lang ist, daß das sich bewegende Gewebe (10) normalerweise durch die tiefer liegende Oberfläche (18) nicht abgestützt wird und der Abstand zwischen dem Gewebe und der tiefer liegenden Oberfläche nicht größer ist als die Entfernung, die notwendig ist, um eine hydrodynamische· Wassersperre zwischen ihnen zu bilden, wenn ein Unterdruck angelegt ist, wodurch verhindert wird, daß Flüssigkeit zwischen dem Gewebe und der tiefer liegenden Oberfläche abfließt und die Absaugung auf den Abschnitt zwischen der Wassersperre und der weiteren Oberfläche, auf der sich das Gewebe abstützt, beschränkt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der vorderen Oberfläche (16) und der tiefer liegenden oder zurückspringenden Oberfläche (18) eine dazwischenliegende angrenzende Fläche (26) vorgesehen ist, die gegenüber der Ebene der ersten Oberfläche (16) in einem Winkel geneigt verläuft, der größer als 5 ist.

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3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Oberfläche (16), die dazwischenliegende Oberfläche (26) und die zurückspringende Oberfläche (18) eine erste Leiste (14) bilden.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, praktisch identisch ausgebildete Leisten (14) benutzt werden, und daß die weitere Oberfläche die vordere Oberfläche einer zweiten Leiste ist, die innerhalb der Vorrichtung hinter der ersten Leiste (28) angeordnet ist.
5· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Oberfläche (16) und die zurückspringende Oberfläche (18) praktisch horizontale, parallel zueinander verlaufende Ebenen sind.
6. Vorrichtung zum Entwässern des auf dem sich bewegenden Siebgewebe einer Papiermaschine befindlichen Papierbreies nach den Ansprüchen 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Saugkasten (12·), der sich quer zur Bewegungsrichtung des Siebgewebes (10) erstreckt und mehreren Entwässerungsleisten (14), die in Längsrichtung des Saugkastens verlaufen und im Abstand voneinander angeordnet sind, besteht, wobei zwischen den Leisten (14) ein Spalt (a) gebildet wird, jede Leiste eine vordere Oberfläche (16) zum Abstützen des Gewebes, eine angrenzende Fläche (26), die zu der ebenen Oberfläche (16) in einem Winkel geneigt verläuft, der größer als 5° ist und eine zurückspringende Oberfläche (18) hat, die so viel tiefer liegt, daß ein frei durchhängender Abschnitt des sich bewegenden Siebgewebes nicht aufliegt und die eine solche Länge hat, daß der Abstand zwischen dem tiefsten Punkt des frei durchhängenden Abschnittes des Siebgewebes (1O) und der zurückspringenden Oberfläche (18)

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nicht größer ist als der Abstand, der notwendig ist, um zu verhindern, daß Wasser zwischen dem Gewebe und der zurückspringenden Oberfläche abfließt, so daß eine hydrodynamische Wassersperre gebildet wird, wenn ein Vakuum angelegt wird und die Absaugung im wesentlichen auf den Abschnitt zwischen der Wassersperre und der vorderen Kante (24) der folgenden Leiste beschränkt wird.
7· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der vorderen Oberfläche (16) und der dazwischenliegenden Oberfläche (26) 90° beträgt.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die durchhängende Länge (b) des Siebes zwischen 49 und 126 mm, die Länge (a) des Spaltes zwischen aufeinanderfolgenden Leisten zwischen 6 mm und 50 mm und die Tiefe (X) zwischen der vorderen und der zurückspringenden Oberfläche zwischen 0,13 mm und 3 mm liegt, während die Länge (c) der zurückspringenden Oberfläche (18) 25 mm bis 100 mm beträgt.
9· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Saugkasten (12) neun Leisten (14) angeordnet sind und daß die durchhängende Länge (b) zwischen zwei Leisten 57 mm, die Länge (c) der zurückspringenden Oberfläche 43 mm und die Länge (a) des Spaltes 14 mm beträgt, während die Tiefe (X) der dazwischenliegenden Oberfläche (26) 0,8 mm ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Saugkasten sieben Leisten angeordnet sind, daß die durchhängende Länge (b) zwischen zwei Leisten 81 mm, die Länge (c) des zurückspringenden Abschnittes 65 mm und die Länge (a) des Spaltes 16 mm,

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während die Tiefe (X) 1,1 und 1,5 mm beträgt.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Saugkasten fünf Leisten angeordnet sind, daß die durchhängende Länge (b) zwischen zwei Leisten 126 mm, die Länge (c) des zurückspringenden Abschnittes 100 mm und die Länge (a) des Spaltes 25 mm und die Tiefe (X) 1,1 mm beträgt.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zurückspringende Oberfläche (18) gegenüber der vorderen Oberfläche (16) um 0,8 mm bis 2,2 mm (Tiefe X) tiefer liegt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zurückspringende Oberfläche (18) gegenüber der vorderen Oberfläche (16) um 1,1 bis 1,5 mm tiefer liegt.

14-. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 13j dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (14) eine vordere Oberfläche (16), eine zurückspringende Oberfläche (18) und eine dazwischenliegende Oberfläche (26) aufweist, die gegenüber der Ebene der vorderen Oberfläche in Richtung der dahinterliegenden Oberfläche in einem Winkel geneigt verläuft, der größer als 5° ist, und daß die zurückspringende Oberfläche um soviel tiefer liegt als die vordere Oberfläche und eine solche Länge hat, daß sich das Siebgewebe normalerweise nicht auf der tiefer liegenden Oberfläche abstützt, so daß die Flüssigkeit beim Absaugen zwischen der vorderen Oberfläche (16) und einer nachfolgenden, an dem Saugkasten angebrachten Stützfläche für das Gewebe eine hydrodynamische Wassersperre zwischen dem Gewebe und der tiefer liegenden Oberfläche (18) bildet, die verhindert, daß Flüssigkeit zwischen dem Gewebe und

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der tiefer liegenden Oberfläche durchfließt, so daß die Absaugung auf den Abschnitt zwischen der Wassersperre
und der nachfolgenden Oberfläche beschränkt ist.

15- Torrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zurückspringende Oberfläche (18) gegenüber der vorderen Oberfläche (16) um 0,13 mm his 3 mm tiefer liegt und daß ihre Länge 25 bis 100 mm beträgt.

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