DE2509020A1 - Vorrichtung zum abtrennen einer papierbahn vom formdraht bei einer papierherstellungsmaschine - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. ULRICH KINKELIN

7032 Sindelfingen -Auf dem Goldberg - Weimarer Str. 32/34 - Telefon 07031/86501

Telex 7265509 rose d

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28. Februar 1975

Nordiska Maskinfilt Aktiebolaget, Gamletullsgatan 3, S-302 44 Halmstad/ Schweden

VORRICHTUNG ZUM ABTRENNEN EINER PAPIERBAHN

VOM FORMDRAHT BEI EINER PAPIERHERSTELLUNGSMASCHINE

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abtrennen einer Papierbahn von dem Formsieb bei einer Papier-Herstellungsmaschine mit Hilfe von Sprühanordnungen.

Beim Anfahren von Papier-Herstellungsmaschinen und im Falle von Bahnriffen bei diesen Maschinen kann die gebildete Papierbahn an verschiedenen Punkten längs der Papier-Herstellungsmaschine entfernt werden. Wenn der im Formbereich der Maschine hergestellte Bogen nicht unmittelbar auf den Preßbereich der Maschine übertragen werden kann, dann gilt als unbedingte Regel, daß die Abtrennung des Bogens von dem Formsieb nach der Saug- oder Gautschrolle oder nach der Kopfrolle der Maschine erfolgen muß, wobei der Bogen oder die Papierbahn in einen für diese Zwecke vorgesehenen Saugbehälter nach unten fällt. Im allgemeinen werden Wassersprühstrahlen verwendet, um den
Papierbogen abzuschlagen. Üblicherweise wird für diese Aufgabe frisches Wasser verwendet, was bedeutet, daß eine entsprechende Menge an Fasern enthaltendem Abfallwasser aus dem Kreislaufsystem der Papier-HersteHungsmaschine abgelassen werden muß.

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Die den Bogen vom dem Formsieb abtrennenden und nach unten schlagenden Sprühstrahlen erfordern üblicherweise beträchtlich hohe Sprühdrücke im Bereich zwischen

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10 bis 15 kp/cm ; die benötigte Wassermenge beträgt etwa 200 bis 500 L/min für jeden Meter in der Breite der Papiermaschine. Unter Berücksichtigung der gegenwärtigen speziellen Aspekte hinsichtlich Energieverbrauch, Wasserknappheit und Umgebungsverschmutzung ist es daher erwünscht, zu neuen Lösungen bei solchen die Papierbahn abdrückenden Sprühstrahlen zu !ommen. Bei einigen Papier-Herstellungsmaschinen - allerdings nur einige wenige - sind schon Versuche unternommen worden, diesem Problem dadurch zu begegnen, daß man das Abfallwasser einer inneren Reinigung unterworfen hat, welches dann für die Wasserstrahlen auf der Papierbahn verwendet wurde. In einigen Fällen wurden auch für die Abtrennstrahlen gereinigtes Abfallwasser verwendet. Dies ist jedoch insgesamt keine zufriedenstellende Lösung, da eine vollständige Reinigung nicht erreicht werden kann und da beträchtliche Risiken bestehen, daß sich die SprUhdüsen zusetzen und daher ihren Dienst einstellen. Eine solche Gefahr besteht allgemein bei kreisförmigen öffnungen mit einem Durchmesserzwischen 1 bis 2 mm, auch ergibt sich die Gefahr eines Faseraufbaus oder einer Faserbildung auf der inneren Fläche des Formsiebs und auf den ührungsrollen, die im Rückführteil des Formsiebes angeordnet sind.

Als weiteren Nachteil bei solchen bekannten Papier-Herstellungsmaschinen hat sich herausgestellt, daß die zum Abdrücken oder zum Abtrennen der faserigen Bahn vom Formsieb verwendeten Wasserstrahlen an Wirksamkeit verlieren, je höher die Arbeitsgeschwindigkeit und damit die Laufgeschwindigkeit des Formsiebes bei der Papier-

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Herstellungsmaschine ist. Gegenwärtig sind im übrigen die üblichen MetalIformsiebe schon in großem Ausmaß durch synthetische Formsiebe, auch bei sehr breiten und schnellen Maschinen, ersetzt worden. Aus allgemeiner Erfahrung hat sich ergeben, daß bei aus Kunststoff hergestellten Formsieben das Abdrücken oder Abschlagen der Papierbahn beträchtlich schwieriger ist, verglichen mit den bisher verwendeten Metallformsieben, insbesondere wenn die Papier-Herstellungsmaschine mit hohen Geschwindigkeiten läuft. Auch dann, wenn es gelungen ist, die Bahn von dem Formsieb abzutrennen, wird diese doch oft mit dem Sieb und längs desselben noch mitgezogen hinter den Siebbehälter oder in Richtung auf die FUhrungsrollen im Rückführbereich des Formsiebs. Es sind schon Versuche gemacht worden, auch dieses Problem zu lösen, und zwar indem der Druck und die Wassermenge bei den zum Abschlagen verwendeten Sprührohren vergrößert worden ist, es gelang jedoch nicht, hier zu eindeutigen und zufriedenstellenden Ergebnissen zu gelangen. Eine mögliche Erklärung für diesen Umstand könnte darin liegen, daß die Benetzung, die durch die Wassersprühröhren erfolgt, den Abschlag- oder Abirenneffekt insofern negativ beeinflußt, als die Athäsion zwischen der nassen Papierbahn und dem Formsieb vergrößert wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, diese bei der Bahnabtrennung bei Papier-Herstellungsmaschinen auftretenden Nachteile und Schwierigkeiten zu begegnen, insbesondere wenn es sich um schnelle Maschinen handelt,und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, ohne größeren Aufwand für eine einwandfreie Abtrennung der Papierbahn spätestens hinter der Kopfrolle zu sorgen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von den eingangs genannten Vor-

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richtung und besteht erfindungsgemäß darin, daß mindestens zwei Sprühanordnungen hintereinander in Laufrichtung des Siebes angeordnet sind und eine der Sprühanordnungen eine Anzahl von mit einem unter Druck stehenden Medium verbundene und um vorgegebene Abstände zueinander getrennte Düsen aufweist, die auf das Sieb gerichtet und so angeordnet sind, daß sie mit Hilfe des unter Druck stehenden Mediums die das Sieb begleitende Bahn in Längsstreifen unterteilen und daß mindestens eine weitere Sprühanordnung vorgesehen ist mit einem oder mehreren sich in Querrichtung zur Papier-Herstellungsmaschine erstreckenden und mit einem unter Druck stehenden Medium verbundenen Schlitzen, derart , daß unter dem.Einfluß des Druckmediums der zuletzt genannten Sprühanordnung die von der ersten Sprühanordnung gebildeten Längsstreifen von dem Sieb abgelöst werden.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die beste Möglichkeit zur Erlangung einer einwandfreien Bahnabtrennung darin liegt, Luftsprühanordnungen bzw. eine Luftspritzvorrichtung zu verwende! . Die Luftsprühanordnung ist dabei mit einem schmalen Schlitz ausgerüstet - dieser hat eine Breite zwischen 0,5 - 2,0 mm - und erstreckt sich über die gesamte Breite des Siebes und liegtgegen dieses an. Zum Abtrennen (Abschlagen) der Faserbahn oder des Bogens von dem Formsieb ist gewöhnlich nur ein vergleichsweise

2 niedriger Druck erforderlich, der beispielsweise im Bereich zwischen 0,1 bis 0,4 kp/cm liegt. Bei schnellen Papier-Herstellungsmaschinen sind Jedoch höhere Drücke erforderlich, die zur Erzielung einer Abtrennung der Bahn von dem Formsieb in der Größen-

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Ordnung zwischen etwa 0,5 - 2 kp/cm liegen. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Faserbahn von dem um das Sieb existierenden Luftfluß mitgezogen wird, wobei in einigen

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Fällen die Faserbahn, nachdem eine kurzfristige Abtrennung erfolgt ist, erneut wieder mit dem Formsieb in Kontakt gebracht und an diesem anhängen kann. Jede weitere Druckerhöhung der Luftsprühanordnung dient daher lediglich dazu, den Papierbogen von der Grenzschicht abzutrennen, gegen welche der Papierbogen oder die Papierbahn dann wiederum aufgrund des Luftflusses gezogen wird. Wird andererseits die Bahn zunächst in schmale Streifen gemäß einem wesentlichen Merkmal vorliegender Erfindung unterteilt, wobei die Streifenbreite bevorzugt zwischen 50 und 500 mm liegt, dann gelingt es, die Bahn in wirksamer Weise vom Formsieb zu entfernen, ohne daß es erforderlich ist, den Luftdruck über den Druck hinaus zu erhöhen, bei welchem die Bahn sich vom ieb abzutrennen beginnt, das heißt, über den Luftdruckbereich zwischen

0,1 bis 0,4 kp/cm hinaus.

Die Unterteilung der Bahn in einzelne Streifen wird mit Hilfe von Wasser,oder Luft versprühenden Anordnungen erzielt; eine solche Anordnung kann die Form einer Düsenreihe aufweisen, die nahe dem Formsieb an dessen innerer oder äußerer Oberfläche angeordnet sind. Aus Gründen der schon erwähnten Umweltbedingungen wird hier ebenfalls für die die Längsstreifen erzeugenden Sprühanordnung als Trennmedium Luft verwendet. Als Erklärung für die Wirkungen, die man durch das Auftrennen der Papier bahn in Streifen erzielt, kann einerseits der Umstand dienen, daß nunmehr der Durchtritt von aus nachgeschalfeten Sprühröhren oder Sprühdüsen stammende Luft durch das Sieb und die an diesem anliegende Bahn erleichtert ist, wobei andererseits lose herabhängende Streifenbewegungen und ein Hin- und Herschlagen der Streifen die Schließbedingungen der dem Formsieb am nächsten befindlichen Luftschicht stört,

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mit der olge, daß die Faserbahn nicht langer von dem Formsieb angezogen und von diesem weiterbefördert wird. Dementsprechend ist bei den zweiten Luftsprühanordnungen ein niedrigerer Luftdruck erforderlich. Das Abschlagen oder die Abtrennung der Faserbahn kann auch durch eine Unterbrechung des Luftflusses längs des Siebes erleichtert werden, beispielsweise durch die Verwendung stationärer Schirme oder Luftvorhänge, die an der äußeren Fläche des Siebes angeordnet sind.

Zusammengefasst besteht die Erfindung daher darin, daß man mindestens zwei Sprühanordnungen in Aufeinanderfolge anordnet, wobei eine dieser Sprühanordnungen Öffnungen oder üsen im vorgegebenen Abstand zueinander aufweist und wobei mindestens eine nachfolgende Sprühanordnung vorgesehen ist, die einen oder mehrere, sich über die gesamte Machinen-Querrichtung erstreckende Schlitze vorgesehen sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigen : Fig. 1 in schematischer Seitenansicht den Formbereich einer Papier-Herstellungsmaschine unter normalen Betriebsbedingungen,

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung den Endteil des Formbereiches während des Anfahrens, beispielsweise wenn die Papierbahn nach ihrem Abdrücken von dem ^ieb in einen vorgesehenen Saugbehälfer ablaufen muß und

Fig. 3a _und

Fiq. 3b eine schematische Darstellung über die Wirkung, die man mit Hilfe der

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erfindungsgemäßen Trenn-Sprühanordnungen erhält, im Vergleich zu

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bekannten Systemen.

Von einem Kopfkasten 1 einer Papiermaschine wird die Pulte über ein kontinuierliches Sieb 2 geschwemmt und verteilt. Ein Teilbereich des Siebes läuft über einen Tisch 3, auf welchem die Blattbildung stattfindet. Das Sieb 2 läuft dann weiter über Tischrollen und Saugkästen, die die Aufgabe haben, das Papierblatt zu entwässern. Nachdem das Sieb dann noch eine Saug- oder Gautschrolle 4 und die Kopfrolle 5 der Papier-Herstellungsmaschine passiert hat, gelangt das Sieb über eine Anzahl von Führungs- und Spannrollen 6 zu seinem Ausgangspunkt zurück.

Während dieses Vorganges wird das gebildete Papierblatt α von dem Formsieb 2 mit Hilfe eines Aufnahmefilzes 7 oder einer anderen Voirichtung abgenommen, der Aufnahmefilz läuft dabei über eine Aufnahmerolle 8, wie auch genauer der Darstellung der Fig. 2 entnommen werden kann. Wenn die Maschine in Betrieb genommen wird oder falls während des Herstellungsverfahrens Unterbrechungen auftreten, wird die Aufnahmerolle 8, wie die Figur 2 zeigt, angehoben und das geformte Blatt oder der geformte Bogen α begleitet dann das Sieb 2 um die Kopfrolle 5 herum. Dann muß jedoch der Bogen abgeschlagen werden, damit er sich vom Sieb 2 trennt und in einen Gautschbehälter oder in eine Saugvertiefung 9 herunterfällt. Wird dieser Abstreifvorgang nicht mit entsprechendem Nachdruck und Wirksamkeit durchgeführt, dann läuft der Papierbogen weiter mit dem Sieb mit und begleitet dieses bei seinem Rücklauf über die Führungs- und Druckrollen 6. Dadurch ergibt sich das Risiko, daß eine Faserbildung oder eine Ablagerung von Fasern auf diesen Führungsrollen stattfinden

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kann mit der Folge einer Beschädigung oder eines Bruchs des Siebes. Darüber hinaus fällt dann die Papierpulpe in den Siebbehälter 10 der Maschine und verschmutzt und verunreinigt das Wassersystem, welches den reinigenden Sprühdüsen für das Sieb Wasser zuführt. Wenn der Papier-Herstellungsvorgang auf einem Metallsieb durchgeführt wird und die Maschinengeschwindigkeit ausreichend niedrig ist, dann gelingt es schon durch die Benutzung normaler Sprühanordnungen, die bevorzugt hinter der Kopfrolle 5 positioniert sind, ausreichende Abstreifwirkungen zu erzielen. Allerdings können diese gleichen Wassersprühanordnungen dann Schwierigkeiten erzeugen, wenn sie dazu verwendet werden, die gebildete Pulpe- oderPapierbogenschicht von einem synthetischen Gewebe oder Sieb wegzudrücken, insbesondere wenn hierbei noch schneiIlaufende Maschinen verwendet werden. Der Erfindung gelingt es nun, die sich auf diese Weise ergebenden Schwierigkeiten zu beseitigen.

Nachfolgend zu der Kopfrolle 5 ist eine Luftsprühanordnung oder eine Luft-Wasser-Sprühanordnung Π vorgesehen. Die Sprühanordnung ist ziemlich nahe am Sieb positioniert, und weist beispielsweise einen Abstand zwischen 5 bis 100 mm zum Sieb auf; sie besteht aus einer Anzahl von Düsen 12, die in einer Reihe und in gleichen Abständen zueinander, beispielsweise zwischen 150 bis 300 mm, angeordnet sind. Den Sprühanordnungen ist ein Medium unter hohem Druck, beispielsweise im Bereich zwischen dem Doppelten bis dem Zwanzigfachen des atmosphärischen Drucks zuzuführen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Sprühanordnungen so dargestellt, daß sie sich in eher Position an der inneren Fläche des Siebes 2 befinden, sie können jedoch auch an dessen äußerer Fläche angeordnet werden. Diese Sprühanondnungen dienen

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dazu, die gebildete Bahn α in Längsstreifen aufzuschneiden. Dadurch werden die Luftflußbedingungen, die um das Sieb 2 herum herrschen, aufgebrochen und die Bahn fällt vom Sieb durch ihre eigene Schwerkraft ab.

Hinter diesen soeben erwähnten Sprühanordnungen sind weitere Luftsprühanordnungen 13 angeordnet; diese zweiten Luffsprühanordnungen 13 verfügen über einen Schlitz oder über eine Reihe von Schlitzen 14, die sich quer über die gesamte Maschine erstrecken. Die Schlitzbreite kann zwischen beispielsweise 0,5 bis 3 mm zu jedem Schlitz und der Druck der zugeführfen Luft kann das 0,1 bis 0, 6 -fache des atmosphärischen Drucks sein und über diesem liegen ; dieser Druck ist jedoch beträchtlich unterhalb den Druckwerten, die bei den weiter vorne erwähnten Luftsprühanordnungen verwendet werden, um eine Bahn, die über ihre gesamte Breite gesehen kontinuierlich ist, nach unten zu drücken. Diese zweite Luftsprühanordnung berührt bevqrzugt das Sieb oder ist sehr nahe zu diesem angeordnet, beispielsweise in einem Abstand zwischen 0 bis 2 mm.

Um die Kontaktoberfläche des Siebes 2 zu "schmieren" oder gleitfähig zu machen, ist bevorzugt vor der Luffsprühanordnung 11 eine Wassersprühanordnung 15 angeordnet. Der aus der Sprühanordnung 13 austretende Luftstrom oder Luftvorhang kann ebenfalls in Beimischung eine geringfügige Menge von Wassertropfen enthalten. Bevorzugt ist es, wenn die drei Sprühanordnungen 11,13 und 15 zu einer einzigen Einheit zusammengefasst werden.

Die Kombination der Sprühunordnungen 11 und 13 hat sich als wirkungsvollster Weg

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erwiesen, r!ie faserige Bahn α von dem Sieb 2 abzutrennen. Bei hohen Maschinengeschwindigkeiten, d. h. bei Laufgeschwindigkeiten über 300 m /min , ist die Wirksamkeit eines solchen Abtrennsystems beträchtlich größer als bei den bekannten Sprühanordnungen:

In Übereinstimmung mit dem dargesdlten Ausführungsbeispiel sind die Sprühanordnungen 11,13 und 15 hinter der Kopfrofle 5 angeordnet; diese Anordnung ist für den bezeichneten Maschinentyp am geeignetsten. Es versteht sich, daß das Sprühsystem auch in anderer Weise angeordnet werden kann, bei unterschiedlichen Positionen des Sprühsystems; beispielsweise vor der Kopfrolle, ergibt sich jedoch das Risiko, daß Fasern auf den Aufnahmefilz 7 spritzen oder auffallen können und den letzteren verschmutzen.

Die wesentlichen Grundzüge vorliegender Erfindung ergeben sich aus einem Vergleich derDarstellung der Fig. 3b mit der der Fig. 3a. Ohne die Unterteilung der Bahn a in Streifen, wie in Fig. 3a angegeben , wird die in etwa von dem Sieb abgetrennte Bahn erneut wieder in eine gegen das Sieb liegende Position gesaugt, wenn das System einem gewissen Minimaldruck ausgesetzt wird, wodurch die Bahn dann mit dem Sieb weiter mitläuft. Ein weiterer Druckanstieg der Luftsprühanordnung 12 bedeutet lediglich, obwohl dies zu einer Trennung der Bahn α führt, daß die Bahn die Grenzschicht des Luftflusses längs des Siebes begleitet und dabei sie dem Verlauf der Kurve a' nach Fig. 3 folgt. Es sind zusätzliche höhere Drücke notwendig, um die Bahn vollständig abzutrennen und von dem Sieb zu entfernen, wie dies sich aus der Flußkurve a"

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der Fig. 3 α ergibt.

Die Auftrennung der Bahn α in Streifen entsprechend der Darstellung der Fig. 3b bricht die in der sich nahe dem Sieb 2 befindenden Grenzschicht vorherrschenden Flußbedingungen auf , was zu einem Luftdurchtritt und zu einem Herabhängen oder Wegklappen der Streifen a"' führt, in welche die Papierbahn unterteilt worden ist; die Bahn trennt sich dann von dem Sieb bei Einwirkung des geringsten Luftdrucks, entsprechend dem Beginn der Bahnablösung.

Es versteht sich, daß die in den nachfolgenden Patentansprüchen mit Düse 12 bezeichneten Ausdrücke gleichermaßen auch Öffnungen in Wandungen von Röhren, Sockelteile bei Röhren und ähnliche Systeme umfassen.

Die die Schlitze 14 aufweisenden Sprühanordnungen 13 können die Form von Luftsprühanordnungen aufweisen mit einer Wasserbeigabe, d. h. sie können eine Imulsion aus Wasser und Luft durch die Schlitze versprühen, wodurch eine Trennung der Papierbahnstreifen von dem Sieb zusätzlich erleichtert wird.

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Claims (1)

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   • Λ.

   Paten tansprüche

   Vorrichtung zumAbtrennen einer Papierbahn von dem Formsieb bei einer Papier-Herstellungsmaschine mit Hilfe von Sprühanordnungen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Sprühanordnungen (11, 13) hintereinander in Laufrichtung des Siebes (2) angeordnet sind und eine der Sprühanordnungen (11) eine Anzahl von mit einem unter Druck stehenden Medium verbundene und um vorgegebene Abstände zueinander getrennte Düsen (12) aufweist, die auf das Sieb (2) gerichtet und so angeordnet sind, daß sie mit Hilfe des unter Druck stehenden Mediums die das Sieb (2) begleitende Bahn (a) in Längsstreifen unterteilen und daß mindestens eine weitere Sprühanordnung (13) vorgesehen ist mit einem oder mehreren sich in Querrichtung zur Papier-Herstellungsmaschine erstreckenden und mit einem unter Druckstehenden Medium verbundenen Schlitzen (14) , derart , daß unter dem Einfluß des Druckmediums der zuletzt genannten Sprühanordnung die von der ersten Sprühanordnung gebildeten Längsstreifen von dem Sieb (2) abgelöst werden.

   Vorrichtung nxh Anspruch I^ dadurch gekennzeichnet, daß die die Düsen (12) aufweisende Sprühanordnung eine Luftsprühanordnung ist.

   Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,. dadurch gekennzeichnet, daß die die Querschlitze (14) aufweisende Sprühanordnung ebenfalls eine Luftsprühanordnung ist.

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   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (12) aufweisende Sprühanordnung (11) als Wassersprühanordnung ausgebildet ist.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schlitze (14) aufweisende Sprühanordnung (13) als Luftsprühanordnung mit einer Wasserbeigabe ausgebildet ist.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Gleitfähigmachen der berührenden Oberflächen der Sprühanordnungen (11, 13) und des Siebes (2) eine Wassersprühanordnung (15) vor der die Düsen (12) aufweisenden Sprühanordnung (11) oder vor der die Querschlitze (14) aufweisende Sprühanordnung (13) oder vor beiden angeordnet ist.

   7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Düsen (12) aufweisende Sprühanordnung (IT) an der äußeren Oberfläche des Siebes (2) angeordnet ist.

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