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B e s c h r e i b u n g
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"Verfahren zur Herstellung von Bahnen mittels dem "nassen" Herstellverfahren,
vorzugsweise mehrlagige wie Papier, Karton oder Pappe und saschinenanordnungen dazu0"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur iierstellung von Bahnen mittels
dem "nassen" Herstellverfahren, vorzugsweise mehrlagige wie Papier, Karton oder
Pappe, gekennzeichnet dadurch, daß durch das erfindungsgemäße rlerstellverfahren
Bahnen produziert werden können, bei welchen vorzugsweise der Einsatz billiger Rohstoffkomponenten
erhöht werden und somit dem Versorgungsengpaß von beispielsweise Zellstoff sowie
dem Kostendruck dieser Herstellverfahren sehr erfolgreich begegnet werden kann.
Bei Letzterem ist besonders zu beachten, daß rund 50 aller Betriebskosten, also
einschließlich der Anlagekapitalkosten, auf den dominierenden Block Rohstoffe entfallen.
Ferner zeigt die Erfindung die Iviaschinenanordnungen auf, um diese Ziele produktionstechnisch
erreichen zu können, und mit welchen bei mehreren Anwendungsgebieten sogar ermöglicht
wird, die technologischen Werte des jeweiligen Endproduktes zu steigern, Zusätzlich
ergibt sich sozusagen nebenbei als eines der Ergebnisse der erfindungsgemäßen Maschinenanordnungen,
den Kapitalbedarf der je erforderlichen Investition zu senken durch Reduzierung
der erforderlichen Anlagensumme gegenüber bekannten Ausführungen, um damit kapitalkostenmäßig
Vorteile bei den berührten, stets als kapitalintensive Produktionsverfahren zu bezeichnenden
Industrieprozessen zu erzielen.
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Die industrielle Entwicklung bei der Herstellung von Bahnen aus Fasermaterial
mittels dem "nassen" Herstellverfahren, vorzugsweise Bahnen wie Papier, Karton sowie
Pappe brachte es mit sich, daß die Herstellverfahren sowie die Rohstoffeinträge
sich immer mehr in Richtung hoher Produktivität, sprich optimal hoher
Produktionsgeschwindigkeit
und optimaler Qualität der Endprodukte, sprich gute Qualitätseigenschaften wie beispielsweise
Formation sowie wleichseitigkeit der erzeugten Bahnen entwickelt naben. diese zwei
dominierenden ziele iroduktivität und technologische Qualitätswerte, sind bei den
bekannten Herstellverfahren und den dazu bekannten siaschinen nur erreichbar, wenn
einige nennenswerte nachteile bezüglich der Kosten akzeptiert werden. Als Ergehnis
liegt dann ein technischer Optimierungsgrad vor, welcher aber die Forderungen der
allgemeinen Volkswirtschaft nach optimal niederen Kosten nicht erfüllen kann. Diese
Feststellung ist anwendbar bezüglich der Rohstoffkosten wie beispielsweise hohen
Anteil von teurerem Zellstoff wie auch der Bauart der bekannten Produktionsmaschinen
wie beispielsweise mit Former, Doppelsiebformer und andere.
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Die Erfindung hat nun die kufgabe, ein Verfahren aufzuzeigen, bei
welchem diese vorgenannten dachteile vorzugsweise eliminiert werden und zusätzlich
bei mehreren hnwendungsgebieten noch zusätzlich technologische Pluspunkte bei dem
Endprodukt gegenüber dem heutigen Stand erzielt werden können.
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Diese vorgegebenen Ziele sind dadurch erreichbar, daß das erfindungsgemäße
Herstellverfahren sowie die erfindungsgemäßen Maschinenanordnungen dazu gekennzeichnet
sind dadurch, daß die Bildung der Faserstoffbahn beginnt durch Entwässerung zwischen
einer Walze 2 mit vorzugsweise massivem Mantel, welche von einem Sieb 3 über einen
Teilbereich ihres Umfangs umschlungen ist und zwischen welchen beiden die hochverdünnte
Fasersuspension durch Entwässerung fixiert und somit die Bahn gebildet wird. Durch
dieses Grundprinzip des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens wird es ermöglicht,
daß auf der dem massiven Mantel der Walze 2 zugekehrten Seite W der zu bildenden
Bahn vorzugsweise der Anteil von Fein- undXoder Füllstoffen F bis
hin
zu sogar Klärrückständen wie Klärschlamm und ähnlichem wesentlich gesteigert und
somit der Anteil billiger Rohstoffkomponenten erhöht werden kann. Dies führt auf
der Kostenseite zu sehr nennenswerten Einsparungen und bewirkt auf der Technologie
seite des Sndproduktes vorzugsweise sogar auch die Möglichkeit der Steigerung der
Sütewerte dadurch, daß, in der Mikrostruktur den bahnauSbau betrachtet, die Zwischenräume
zwischen den langen Fasern besser ausgefüllt werden und somit zu homogenerem Bahnaufbau
beitragen.
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Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, zwei oder mehrere derart gebildete
Bahnen im Itiaßbereich zusammenzuführen und dann als mehrlagige Bahn herzustellen.
Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, vorzugsweise je die füllstoffreichen Seiten,
gleich Seiten W, welche in der Bahnbildungszone der Walze 2 mit massivem Mantel
zugekehrt waren, soweit möglich im Innern der mehrlagigen Bahn durch entsprechendes
Zusammenführen anzuordnen, wodurch diese Seiten bei Bedarf fein- und füllstoffangereichert
sein können und dennoch die Außenseiten der dann mehrlagigen Bahn diese Eigenschaften
nicht aufweisen. letzteres ist besonders dann erforderlich, wenn das Endprodukt
beispielsweise Tiefdruckpapier ist und bei der später folgenden Bedruckung die Oberflächen
nicht "stauben" sollen. Ferner ist es erfindungsgemäß auch möglich, in den Bereich
zwischen den Binzelbahnen vor oder bei dem Zusa-mmenführen, also im Innern der dann
mehrlagigen Bahn, noch separat kostengünstige Püll- und/oder sein stoffe F bis hin
zu sogar Klärrückstände wie Klärschlamm und ähnlichem einzutragen, um neben der
Reduzierung der Rohstoffkosten auch teilweise zur Behebung der Umweltschutzprobleme
derartiger Produktionsprozesse beizutragen.
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Ferner werden durch den erfindungsgemäßen Bahnherstellprozeß sowie
der erfindungsgemäßen Maschinenanordnungen dazu auch physikalisch bedingte Obergrenzen
bisher bekannter Verfahren
umgangen. So erfolgt beispielsweise die
Entwässerung in der Bahnbildungszone voll in Richtung der Fliehkraft und nicht teilweise
oder ganz entgegen dieser wie bei einigen bekannten Formerarten, so daß somit das
dort vorhandene Gegenspiel Vakuum zu Fliehkraft nicht auftritt, auch nicht bei hohen
Geschwindigkeiten. Außerdem bewirken das erfindungsgemäße Herstellverfahren und
die erfindungsgemäßen I¢iaschinenanordnungen dazu vorzugsweise auch, daß sich als
weitere Vorteile, mechanischer vrt, gegenüber den meisten bekannten Einrichtungen
günstigerere Werte unter anderen bezüglich Energiebedarf wie Antriebsleistung und
Vakuumbedarf sowie Verschleiß wie Siebverschleiß und Verschleiß von Belägen der
Entwässerungselemente ergeben; ferner wird vorzugsweise auch die ubersichtlichkeit
und Bedienungsfreundlichkeit für das Herstellverfahren wesentlich gesteigert.
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In den Zeichnungen ist der erfindungsgemäße Maschinenaufbau dargestellt
sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Bahnen mittels dem "nassen"
Herstellverfahren, vorzugsweise Bahnen wie Papier, Karton oder rappe, ersichtlich.
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Die Abbildung 1 zeigt das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Herstellverfahrens
und besonders die erfindungsgemäße Maschinenanordnung dazu. Über den Stoffauflaufkasten
1 wird die sehr hoch verdünnte Fasersuspension der Bahnbildungszone zugeführt. Diese
wird gebildet aus einer Walze 2 mit massivem Mantel, welche von einem Sieb 3 über
einen 'l'eilbereich ihres Unfanges umschlungen wird. In diesem Bereich, der Bahnbildungszone,
wird zwischen walze 2 mit massivem mantel und Sieb 3 durch Entwässern der Fasersuspension,
vorzugsweise ausschließlich in Siebrichtung, bewirkt durch Fliehkraft und Anlagedruch
des Siebes 3, die Bahn gebildet. An der Einlaufseite ist wahlweise der zusätz-Einbau
von feststehenden Stütz- und/oder Entwässerungs elementen 4 vorgesehen, um den verschiedenen
Anforderungen bei
dem erfindungsgemäßen lserstellverfahren, nerrührend
von den verschiedenen arten der EnaI!rodukte, entsprechen zu könnten.
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Im Åblaufbereich des Siebes 3 von der walze 2 mit massivem mantel
wird die gebildete Bahn vorzugsweise mit dem Sieb 3 geführt. Um dies bei allen auftretenden
Rohstoffen und auch Geschwindigkeiten sicherzustellen, ist erfindungsgemäß wahlweise
der einbau eines oder mehrerer Saugkasten 5 auf der Innenseite des Siebes 3 vorgesehen.
Die erfindungsgemäß wahlweise einsetzbaren eine oder mehrere Luftdüsen 6 wirken
besonders bei hohen Geschwindigkeiten dem Bilden eines Vakuumkeils zwischen Walze
2 mit massivem Mantel und Bahn im Ablaufspalt entgegen oder besser verhindern die
Bildung eines solchen Vakuumkeils. Die weiteren dargestellten Maschinenteile sind
Wasserauffangrinne 7, Leitwalzen 8 und Übertragwalze 9, vorzugsweise je bekannter
Bauarten. Diese Steile erfüllen allgemein erforderliche Zwecke, ihre Anordnung sowie
Anzahl kann gegeniiber der Abbildung 1 anders sein, ohne daß dadurch das System
des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens beeinträchtigt wird. Letzteres gilt auch
für die geometrische Lage insgesamt, es ist also erfindungsgemäß möglich, die Abbildung
1 um den Mittelpunkt der Walze 2 mit massivem Mantel zu drehen im vollen Bereich
von 360 Grad. Nach der Übertragwalze 9 wird die gebildete Bahn den bekannten, weiteren
Stationen des Produktionsprozesses wie beispielsweise Stationen zur weiteren Steigerung
des rockengehaltes durch Pressen, Kontakttrocknung und dergleichen zugeführt.
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In Abbildung 2 ist der Bahnquerschnitt dargestellt, wie er erfahrungsgemäß
gebildet wird nach dem Herstellverfahren gemäß Abbildung 1. Es ist der vorteilhafte,
erfindungsgemäß gewünschte hohe Anteil von Füll- und/oder Feinstoffen P bis hin
zu sogar Klärrückständen wie Klärschlamm und ähnlichem auf der der Walze 2 mit massivem
Mantel zugekehrt gewesenen Seite W zu erkennen, während auf der dem Sieb 3 zugekehrt
gewesenen Seite S vorzugsweise ein deutlich geringerer Anteil vorhanden ist0
Da
man nur in Sonderfällen is beispielsweise Kunstfaservliese derartige einlagige Bahnen
verwenden wird, bei denen zudem im wesentlichen nur das einfache Herstellverfahren,
nicht aber die Verteilstruktur über den Bahnquerschnitt taaßgebena ist, eigen die
nun nachfolgenden Abbildungen die jeweilige erfindungsgemäßen Vaschinenanordnungen
für mehrlagige Bahnen und dem daraus ersichtlichem erfindungsgemäßen Herstellverfahren.
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Abbildung 3 zeigt ein Beispiel der erfindungsgemäßen Maschinenanordnung
zur Bildung von zweilagigen Bahnen, eine Maschinenanordnung, wie sie vorzugsweise
bei neuen Anlagen zur Anwendung vorteilhaft st, Die zwei Stoffauflaufkästen 1.1
und 1.2 können mechanisch separat oder auch aus einer Einheit bestehe, Zwischen
den Sieben 3.1 und 3.2 sowie den Walzen 2.1 und 2.2 mit je massivem Mantel werden
die Einzelbahnen gebildet und bei der Gautschstelle 10 mit in diesem Fall nur einer
gemeinsamen Übertragwalze 9 zusammengeführt. Erfindungsgemäß können wahlweise vor
der Gautschstelle 10 über Eintrageinrichtung 11 noch zusätzlich Füll- und/oder Feinstoffe
F bis hin zu sogar Klärrückständen wie Klärschlamm und ähnlichem in die Bahnmitte
der zweilagigen Bahn eingebracht werden. Ferner sind in der Abbildung 3 die Wasserauffangrinnen
7o1 und 7.2, die Leitwalzen 8.1 und 8.2 dargestellt sowie Siebsaugwalze 12, Siebantriebewalze
13 als auch die wahlweise möglichen Übernahmesauger 14 und Entwässerungseinrichtungen
15. Die Teile 12 bis 15 sind vorzugsweise bekannter Bauart.
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In Abbildung o ist der Querschnitt der zweilagigen Bahn zu erkennen,
der sich ergibt nach dem erfindungsgemäßen Heretellverfahren entsprechend Abbildung
3. Es ist die erfindungsgemäBe Anreicherung der beiden Einzelbahnen auf der je den
Walzen 2.1 und 2.2 mit massivem Mantel zugekehrt gewesenen Seiten W1 und W2 mit
Füll- und/oder Feinstoffen bis hin zu sogar Klärrückständen wie Klärschlamm und
ähnlichem zu erkennen. Ferner ist
deutlich aufgezeigtn daß diese
Seiten W1 und 2 vorzugsweise in dem Innern der mehrlagigen Bahn angeordnet sind,
so daß auf den Außenseiten der mehrlagigen Bahn erfindungsgemäß vorzugsweise ein
zu hoher Anteil von Füll- und/oder Feinstoffen F bis hin zu sogar Klärrückständen
wie Klärschlamm und ähnlichem vermieden wird und somit besonders Störungen bei bei
der tXeiterverwendung des Endproduktes vermieden werden.
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Generell ergeben sich erfahrungsgemäß bei dem Herstellen von mehrlagigen
Bahnen zusätzlich die Vorteile, daß Gewichtsschwankungen sich gegenseitig größtenteils
kompensieren lassen und ferner der gefürchtete Prozentsatz adellöcher bei beispielsweise
Papierbahnen der Sorten Streichrohpapiere oder dergleichen fast ganz auf Null reduziert
wird. Durch daß erfindungsgemäße Herstellverfahren ist es nun auch möglich, Bahnen
mehrlagig herzustellen, welche bisher nur einlagig herstellbar waren, bedingt durch
beispielsweise niederes Gewicht oder dergleichen, und somit die oben genannten Vorteile
voll nutzen zu können.
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Die Abbildung 5 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Maschinenanordnung
zur Bildung mehrlagiger Bahnen, wie sie vorzugsweise bei der Modernisierung von
bestehenden Anlagen oder aber Anlagen zur Bildung von mehrmals zwei Einzelbahnen
zur Anwendung vorteilhaft ist. Die Stoffauflaufkästen 1.1 und 1.2 (und i.n möglich)
leiten je den Bahnbildungszonen, gebildet durch Walzen 2.1 und 2.2 (und 2.n möglich)
mit je massivem Mantel und Sieben 3.1 und 3.2 (und 3.n möglich) die Stoffsuspension
zur erfindungsgemäßen Bahnbildung zu. Weiter sind dargestellt die Wasserauffangrinnen
7.1 und 7.2 (und 7.n möglich), die Leitwalzen 8.1 und 8o2 (und 8.n möglich), Übertragwalze
9.2 (und 9.n möglich) sowie Siebsaugwalze 12, Siebantriebswalze 13 als auch die
wahlweise möglichen Übernahmesauger 14.2 (und 14.n möglich) und Entwässerungseinrichtungen
15. Erfindungsgemäß ist auch möglich, das Sieb 3.1 nur als ransportsieb zu verwenden
oder aber als Filz auszuführen und somit die Bildung der einzelnen Bahnen nur mittels
den
nachfolgenden einheiten mit den Sieben 3.2 (und 3.2) durchzuführen. Erfindungsgemaß
ist auch die Kombination der I;aschinenanordnung nach Abbildung 3 mit zusätzlich
aufgesetzten iSinheiten mit Sieben 3.n möglich.
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erden nur zwei niliheiten, mit Sieben 3.1 und 3o2, eingesetzt, ergibt
sich der Bannquerschnitt analog Abbildung 4.
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Abbildung 6 zeigt dagegen ein Beispiel des Querschnittes einer mehrlagigen
Bahn, wenn sie aus drei einzelnen Bahnen gebildet wurde. Deutlich ist wieder die
Anreicherung der Innenseiten mit Fein- und/oder Füllstoffen F bis hin zu sogar Klärrückständen
wie Klärschlamm und ähnlichem zu erkennen und ferner, daß dadurch die Außenseiten
der mehrlagigen dahn nicht nachteilig hoch angereichert sinde Die Abbildung 7 zeigt
ein Beispiel des Querschnittes einer mehrlagigen Bahn, wenn die mittlere einzelne
Bahn bewußt verstärkt mit Füll- und/oder Feinstoffen F bis hin zu sogar Klärrückständen
wie Klärschlamm und ähnlichem angereichert wurde, Letzteres ist möglich, wie die
Abbildung zeigt, ohne daß dadurch die Außenseiten der mehrlagigen Bahn nachteilig
beeinflußt werden.
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Die Abbildung 8 zeigt ein Beispiel des Querschnittes einer mehrlagigen
Bahn auf, welche nur mit Einheiten mit Sieben 3.2 und 3.n gebildet wurde. Dabei
ist ebenfalls der Vorteil der erfindungsgemäß möglichen Anreicherung mit Füll und/oder
Feinstoffen F bis hin zu sogar Klärrückständen wie Klärschlamm und ähnlichem im
Bahninnern der mehrlagigen Bahn zu erkennen. Ferner wird auch aufgezeigt, daß bei
Bedarf eine oder beide der beiden außen angeordneten Einzelbahnen mit geringerem
Anteil von Füll- und/oder Feinstoffen F bis hin zu sogar Klärrückständen wie Klärschlamm
und ähnlichem produziert werden können.