DE2720046A1

DE2720046A1 - Entwaesserungsvorrichtung fuer fasersuspensionen

Info

Publication number: DE2720046A1
Application number: DE19772720046
Authority: DE
Inventors: David John Bringman; Alton Donald Trufitt
Original assignee: Australian Paper Manufacturers Ltd; Beloit Walmsley Ltd
Current assignee: Amcor Pty Ltd; Beloit Walmsley Ltd
Priority date: 1976-05-04
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1977-11-24
Also published as: AU510937B2; NL7704890A; NZ183998A; NL173987B; FR2350422A1; IT1081722B; MX144423A; SE7705132L; SE432270B; AU2466777A; DE2720046C2; BR7702841A; GB1582342A; FR2350422B1; NL173987C

Description

SCHIFF ν. FONER STREHL SCHDBEL-HOPF EBBINQHAUS FINCK

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entwässern von Fasersuspensionen an einer Papierherstellungsmaschine (Bauart Inverform), d.h. an Maschinen, bei denen das Wasser hauptsächlich nach oben durch Saugkästen entfernt wird, die über dem Obersieb auf einem im wesentlichen ebenen Trumm einer sich kontinuierlich bewegenden Sandwich-Schicht angeordnet sind, die von dem Ober- und Untersieb und einer Schicht oder Bahn der Fasersuspension dazwischen gebildet wird. Eine solche Maschine wird insbesondere für die Herstellung von Mehrlagenbahnen verwendet, bei denen aufeinanderfolgende Lagen aus einer Schicht oder Bahn der Fasersuspension gebildet werden, die von einer oder mehreren vorher gebildeten Lagen getragen wird.

Eine solche bekannte Maschine ist schematisch in Fig. 1 gezeigt. Sie hat eine Walze mit einer offenen Oberfläche und einem großen Durchmesser, gewöhnlich in der Größenordnung von 105 cm (42") . An der Stelle 10 kann sich eine anfängliche geringfügige Aufwärtsentwässerung in die zellenförmige Oberfläche dieser Walze einstellen. Die untersten Stellen dieser Formungswalze liegen auf gleicher Höhe wie die Laufhöhe des Untersiebs oder etwas darunter. Der leichte "Einschlag" des Untersiebs um die Formwalze herum erzeugt eine schmale Druckzone bei 10 in einem Bogenabschnitt aufgrund der Spannung im Untersieb. Dieser Druckanstieg pro Breiteneinheit der Walze durch das Verhältnis von Siebspannung bzw. -Zugwalzenradius gekennzeichnet. Dadurch wird nicht nur Wasser aus der Suspension gequetscht, sondern auch die Tiefe der Wassersuspension nachteilig beschränkt, die durch die Zone 10 hindurchgehen kann, so daß der ankommende Strom in Rückwärtsrichtung gedrückt wird und in dem Spalt zwischen der Formwalze und dem Untersieb eine "Ansammlung" bildet. In

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der Praxis kann die Größe dieser Ansammlung bzw. Lache dadurch reduziert werden, daß die Konsistenz der Fasersuspension erhöht wird, wodurch ihre Tiefe verringert wird.

An der Stelle 12 kann sich eine zweite Entwässerung einstellen, da dort das Obersieb die sogenannte Untersiebwalze "überschlägt". Obwohl die Krümmung dieses Bereichs größer als im Bereich 10 ist, sind die jeweiligen Drucke in Folge einer niedrigen Spannung im Obersieb vergleichbar. Wenn die Formungswalze angehoben wird, um den Einschlag bei 10 zu reduzieren, besteht die Neigung, daß unerwünschte Wassermengen an der Stelle 12 vorbeigehen und eine Rückstromlache bzw. -"ansammlung" an einem Bereich 14 mit Hochkrümmung in Folge des großen Drucks bilden, der von einer sogenannten "selbsttätigen Staueinrichtung" 16 aufgebracht wird. Dies macht es gewöhnlich erforderlich, eine Suspension mit hoher Konsistenz zu verwenden, d.h. es muß gewährleistet werden, daß die in das System von links in Fig. 1 eintretende Fasersuspension bereits einen niedrigen Wassergehalt hat.

Die selbsttätige Stauvorrichtung 16 kann ein Saugkasten oder ein Saugwasseraufnehmer mit einem verlängerten Auslauf und einem Blatt sein, das sich in den Bereich 10 erstreckt. Die Funktion der Vorrichtung besteht darin, Wasser zu sammeln, das aus den Fasern in den Bereichen 10 und 12 gequetscht wird. Das Blatt sollte gerade das Obersieb streifen. In der Praxis wird das Blatt jedoch oft nach unten gedrückt, wodurch der Einschlag im Bereich 12 erhöht wird. Dies hat die Gegenwirkung, daß der Druck an der Stelle 14 erhöht wird, der deswegen schon immer hoch ist, da dort im wesentlichen ein "Linienkontakt" vorhanden ist. Zusätzlich zu den Problemen in Folge des Verschleißes muß die Bahn auch so gebildet werden, daß sie an der Stelle 14 einem hohen Druck widersteht. Somit muß die gesamte wirksame Formung an den

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Bereichen 10 und 12 erfolgen. Ein weiteres Entfernen von Wasser und somit eine weitere Verfestigung der bereits geformten Faserbahn erhält man durch die auf dem Kopf stehenden Saugkästen 18, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Wie bereits erwähnt, führt das Anheben der Formungswalze dazu, daß der Rückstrom an der Hochdruckzone 14 erhöht wird. Wenn die selbsttätig stauende Einrichtung (autoslice) ebenfalls angehoben wird, um diesen Druck freizugeben, stellt sich eine Trennung zwischen dem Ober- und Untersieb ein und die Faserbahn tendiert zum Reißen, so daß sich durch dieses Hilfsmittel Probleme ergeben können, die noch schwieriger zu lösen sind als die, für deren Beseitigung die Anordnung vorgesehen wird. Die Saugkästen nützen sich auch so ab, daß sie eine konkave Form erhalten. Dies ermöglicht wiederum eine Siebtrennung und ein Abreißen der Bahn.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Vorrichtung zum Entwässern einer Fasersuspension zu schaffen, die sandwichartig zwischen zwei sich bewegenden Sieben eingeschlossen ist, bei der die vorstehenden Probleme und weitere Schwierigkeiten beseitigt oder wenigstens reduziert sind, die bisher bei dem Formungsprozeß auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Entwässerungsvorrichtung gelöst, die eine unabhängige Einheit bzw. einen geschlossenen Aufbau aufweist und über einem laufenden Formungssieb installierbar ist. Die Einheit hat ein umschließendes Obersieb, das um eine Vielzahl von Walzen mitgeführt wird, die die Gesamtform der Einheit bilden. Weiterhin ist innerhalb des Obersiebs ein Sauggehäuse vorgesehen, das eine wirksame Oberfläche hat, die dieses Sieb auf das Formungssieb drücken kann und die in einer Ebene parallel zur Laufrichtung der Siebe konvex ge-

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krünunt ist.

Die wirksame Oberfläche des Sauggehäuses ist vorzugsweise so einstellbar, daß der offene Bereich variierbar ist. Der Krümmungsradius der wirksamen Oberfläche des Gehäuses kann relativ groß sein und in einem Bereich 1,25 m bis 10 m (50 bis 400") liegen, so daß der Druck zwischen den Sieben in Folge der Untersiebspannung nur wenige cm Wassersäule beträgt und sogar den Durchgang einer Fasersuspension mit niedriger Konsistenz in oder durch den Bereich in unmittelbarer Nähe des Sauggehäuses nicht behindert.

Die Entwässerungsvorrichtung ist so angeordnet, daß sie im Betrieb das laufende Formungssieb und alles, was davon getragen wird, ausreichend eindrückt bzw. nach unten drückt, wodurch Sieb und getragenes Material ihrer konvexen Oberfläche folgen und eine wesentliche Trennung der beiden Siebe und somit ein Reißen der Bahn verhindern, wobei jedoch das Eindrücken nicht soweit geht, daß die Schichtanordnung in eine starke Krümmung gezwungen wird, die den Durchgang von Fasern verhindern könnte. Eine Änderung des offenen Bereichs der gekrümmten Oberfläche des Sauggehäuses, die das Obersieb kontaktiert, kann dadurch erhalten werden, daß die Oberfläche aus einer Vielzahl von stabförmigen oder blattförmigen Körpern gebildet wird, die sich quer über das Gehäuse erstrecken, wobei wenigstens einige der Körper durch andere Körper unterschiedlicher Größe ersetzbar sind.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Entwässerungsvorrichtung.

Fig. 3 zeigt die Entwässerungsvorrichtung in der praktischen Ausführung.

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Fig. 4A, 4b und 4c zeigen Einzelheiten des gekrümmten Saugbereichs der Vorrichtung von Fig. 3.

Die schematische Anordnung von Fig. 2 zeigt nur den unteren Abschnitt der unabhängigen Einheit, wobei die Obersiebrückführwalze und die Stützkonstruktion weggelassen sind. Das Saugelement der Einheit wird von einer Staueinrichtung und Saugkasten gebildet, die in einem gemeinsamen, Unterteilungen aufweisenden Gehäuse 22 angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht die kompakte bzw. raumsparende Ausbildung der Zone. In Kombination mit der geringen Krümmung, die auf den Bereich 20 durch die konvexe Form des Sauggehäuses 22 ausgeübt wird, wobei die gekrümmte wirksame Oberfläche nicht gezeigt ist, ermöglicht sie, daß der Entwässerungsdruck in der gewünschten Weise verteilt über eine geeignete Lauflänge der Bahn aufgebracht wird.

Auf einer oder mehreren bereits vorher gebildeten Lagen, die auf einem Formungssieb 26 getragen werden, wird eine Fasersuspension 24 abgeschieden. Das Obersieb 28 der unabhängigen Einheit der Entwässerungsvorrichtung wird der Suspension 24 um eine Formungswalze 30 herum zugeführt oder alternativ bei einer noch kompakteren Einheit um eine Umlenkwalze 32 herum. Nach dem Durchgang zwischen der Walze 30 oder 32 und einer Untersiebwalze 34, wird die sandwichartig zwischen den Sieben 20 und 28 eingeschlossene Suspension 24 mit der oder den darunterliegenden vorher gebildeten Lage oder Lagen unter das Sauggehäuse 22 transportiert, wo sie nach oben durch eine selbsttätige Staueinrichtung 36 und auf den Kopf gestellte Saugkästen 38 entwässert wird.

Gewünschtenfalls kann die Stärke des Vakuums in der Staueinrichtung 36 und in den Saugkästen 38 gleich sein oder "stromab" von einer Kammer zur nächsten abnehmen.

Die Saugkästen sind so gebaut, daß der "offene" Bereich der

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Saugoberfläche abhängig von der Konsistenz der zu behandelnden Suspension und dem erforderlichen Formungsgrad variiert werden kann. Dies wird im einzelnen anhand der Figuran 4A und 4B erläutert.

Es hat sich gezeigt, daß in der Praxis bei der Herstellung schwerer Bahnen die Bahnqualität dadurch verbessert werden kann, daß die Höhe der Formungswalze 30 so eingestellt wird, daß man im Bereich 10 einen sehr kleinen Einschlag erhält. Die vordere Formungswalze 30 berührt die Fasermasse nicht und kann durch eine kleine massive Umlenkwalze 32 ersetzt werden, wie dies strichpunktiert dargestellt ist. Eine solche Walze ist weniger sperrig und aufwendig als die Walze 30 mit offener Fläche und macht den Einsatz eines Aufsprühens mit hohem Druck zum Reinigen der Oberfläche nicht erforderlich. Die geringere Größe ermöglicht eine günstige Reduzierung der Gesamtlänge der Einheit und somit der Länge und der Kosten des Gebäudes für die Aufnahme des Geräts.

Die konvexe Ausbildung des Gehäuses braucht nicht gleichförmig zu sein. Gewünschtenfalls kann der Krümmungsgrad geändert werden, beispielsweise von einem größeren zu einem kleineren Radius in Stromabrichtung. Jede Krümmungsänderung kann auf die Größe, Form und die Stärke des Vakuums in den jeweiligen Kammern bezogen werden, beispielsweise um die gewünschte Entwässerungsverteilung oder den gewünschten FormungsVorgang in Längsrichtung der Bahn zu erzielen. Diese Änderung kann durch Einbau vorgesehen oder durch geeignete Profilgestaltung entfernbarer Stäbe oder Blätter erreicht werden. Die Form und der Einfluß der konvexen Oberfläche kann durch eine Reihe von einzeln austauschbaren zungenförmigen, stabförmigen oder blattförmigen Körpern ermöglicht und erreicht werden, die vorzugsweise flach bzw. eben sind und durch herkömmliche Fräs- oder Hobelmaschinen auf einfache Weise

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hergestellt werden können, ohne daß gekrümmte Profile hergestellt zu werden brauchen. Der Körper des Kastens kann eine Reihe von Abflachungen oder kurzen Sehnenstücken längs des so angenäherten "Bogens" bilden. Zusätzlich oder alternativ kann der jeweilige Teil des Kastens spanabhebend bearbeitet werden, um einen Mehrfachblattabschnitt zu erhalten, oder für die gewünschte Krümmung vorgeformt werden.

Die Untersiebwalze 34, die in Fig. 2 gezeigt ist, kann durch eine Platte ersetzt werden, die mit einem einzigen Radius, der größer ist als der der Walze, die sie ersetzt, oder mit längs der Bogenlänge der Platte fortschreitend abnehmenden Radien gekrümmt werden. Die Funktion einer solchen Platte besteht darin, den Druck zwischen den Sieben auf einem gesteuerten niedrigen Wert während der anfänglichen Entwässerungsphase zu halten. Generell kann sich ergeben, daß das Ersetzen der üntersiebwalze durch eine solche Platte es ermöglicht, Fasersuspensionen mit einer größeren Tiefe bzw. Stärke in die Zone unmittelbar stromauf von der Saugvorrichtung 22 eintreten zu lassen.

Bei der in Fig. 3 gezeigten praktischen Ausführungsform verläuft die Richtung der Papierherstellung von rechts nach links. Das untere Formungssieb 40, welches die Fasersuspension auf einer vorher gebildeten, von dem Sieb getragenen Lage trägt, wird unter eine massive Umkehrwalze 42 geführt, die das Obersieb 44 der Einheit auf die Oberseite der Suspension zur Bildung der Sandwich-Anordnung führt. An der Stelle der Bildung der Sandwich-Schicht kann normalerweise eine Einführstange 46 vorgesehen werden, falls dies erforderlich ist. Die Funktion der Einführstange 46 kann auch durch Verwendung eines gekrümmten Schuhs oder einer rotierenden Walze erreicht werden. Die Sandwich-Anordnung geht dann unter der gekrümmten Fläche 48 der Sauganordnung 50 hin-

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durch, bei der eine Entwässerung nach oben erfolgt, wie dies vorher beschrieben wurde.'Danach wird das Obersieb 44 weg um die ümlenkwalz 52 geführt. Die gebildete Bahn wird für eine weitere Behandlung oder für das zusätzliche Aufbringen einer weiteren Schicht auf dem Untersieb 40 weitertransportiert. Unter dem Sieb 4 0 wird, um das Halten der gebildeten Bahn auf dem Sieb zu gewährleisten, ein Unterdruck mittels eines konvex gekrümmten Saugkastens 53 erzeugt, der bei alternativen Konstruktionen auch eine Saugwalze oder ein Saugblatt oder eine Untersiebandrückwalze mit einem hinteren Saugschlitz sein kann. Der Unterdruck dient auch zum Kompaktieren und Verfestigen der neu gebildeten Bahn. Das Obersieb 44 wird dann um eine weitere Umlenk- und Spannwalze 54 geführt, ehe es zur massiven Walze 42 zurückgeführt wird. Die Walzen 42, 52 und 54 bilden mit dem Sieb 44 einen geschlossenen Aufbau bzw. eine unabhängige Einheit.

Eine Art für das Verändern des gekrümmten "offenen" Bereichs der Sauganordnung 50 ist in den Figuren 4A und 4B gezeigt, bei denen entfernbare und austauschbare zungenförmige, stabförmige oder blattförmige Körper 56 den Saugbereich bilden. Durch geeignetes Profilieren und Anordnen der Elemente 56 an Trägern 58 kann der offene Bereich leicht geändert werden. Die Anordnung von Fig. 4A hat eine offene Fläche von 30%, die von Fig. 4B von 45%. Jede Anordnung hat eine Saugoberfläche mit einem Radius von 5 m (200"). Darüberhinaus können die Blätter bzw. Zungen so profiliert sein, daß der Einsatz von Reinigungsduschen ermöglicht oder erleichtert wird, um die Verfestigung des Fasermaterials in der Sauganordnung zu verhindern, die die angelegte Saugwirkung verschlechtern könnten. Aus Fig. 4C ist zu erkennen, wie die Profilierung der entfernbaren Blätter 56 mittels abgefaster Schultern die Halterung einer durchgehenden Sprüheinrichtung 60 zwischen benachbarten Blättern ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich können, wie dies ebenfalls in Fig. 4C gezeigt ist, vordere und hintere Sprühdüsen 62 in der Sauganordnung 50 über den Blättern 56 als

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hochstehende Elemente an einem querverlaufenden Sprührohr 64 gehalten werden. Bei der Anordnung 50 oder zwischen den Blättern bzw. blattförmigen Körpern 56 können auch andere Formen von Reinigungseinrichtungen vorgesehen werden.

Erfindungsgemäß wird eine einfache und zweckmäßige Vorrichtung zum Entwässern einer Fasermasse geschaffen, wobei eine Siebtrennung und die sich daraus ergebende Gefahr des Reißens der Bahn vermieden wird. Während der Entwässerung sind die Siebe und die Breimasse sandwichartig angeordnet und die vorhandene Stabilität ergibt sich daraus, daß die Sandwich-Anordnung um die konvex gekrümmte Oberfläche 48 der Sauganordnung 50 gezogen wird. Dies verhindert die Möglichkeit des Reißens des Materials während des Zeitraums der Bahnbildung.

Zusätzlich können die austauschbaren zungenförmigen, stabförmigen oder blattförmigen Körper einzeln ausgetauscht oder nachgearbeitet werden, um örtlich vorhandenen Verschleiß auszugleichen.

Die bekannte Vorrichtung der Bauweise "Inverform", die schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, hat sechs oder sieben Walzen mit ziemlich großem Durchmesser, die alle eine Abstützung an Querelementen erforderlich machen. Erfindungsgemäß erhält man eine stark vereinfachte Konstruktion, bei der viele Abstützungen, die bisher in Form von Querträgern oder Querstreben erforderlich waren, weggelassen werden können, wie dies aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die Walzen, deren Anzahl stark reduziert ist, können an der Hauptsauganordnung 50 gelagert werden, so daß eine kompakte raumsparende unabhängige bzw. geschlossene Einheit gebildet wird.

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Claims

lfJ .ΆΝ'Λ/Äl-TE SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2*3, MÖNCHEN 90 POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÜNCHEN BS 2 / / 0 U 4 6 KARL LUOWIQ SCHIFF DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER DIPL. INO. PETER STREHL DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF DIPL. INO. OIETER EBBINGHAUS DR. INO. OIETER FINCK TELEFON (OSS) 48 90 54 TELEX 5-23 665 AUDO D TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN DA/G-17907 4. Mai 1977 Australian Paper Manufacturers Ltd., Australien und Beloit Walmsley Ltd., England Entwässerungsvorrichtung für Fasersuspensionen Patentansprüche

1. Entwässerungsvorrichtung für Fasersuspensionen mit einer - unabhängigen Einheit, die über einem laufenden Formungssieb anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit ein umschließendes Obersieb (28, 44), welches um eine Vielzahl von Walzen (30, 32, 42, 52, 54) geführt ist und die Gesamtform der Einheit begrenzt, sowie ein Sauggehäuse (22, 50) in dem Obersieb (28, 44) aufweist, wobei das Sauggehäuse eine aktive Oberfläche (48) hat, die dieses Sieb in Richtung des Formungssiebes (26, 40) drücken kann und die in einer Ebene parallel zur Laufrichtung des Siebs konvex gekrümmt ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Oberfläche (48) des Sauggehäuses (22, 50) so einstellbar ist, daß die Öffnungsfläche variierbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Oberfläche (48) des Sauggehäuses (22, 50) aus einer Vielzahl von zungenförmigen, stabförmigen oder blattförmigen Körpern (56, 58) gebildet wird, die sich quer über das Gehäuse erstrecken, wobei wenigstens einige der Körper durch andere Körper unterschiedlicher Größe ersetzbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche eines jeden zungenförmigen, stabförmigen oder blattförmigen Körpers (56), die mit dem Obersieb (28, 44) in Kontakt steht, eben ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die wirksame Oberfläche (48) des Sauggehäuses (22, 50) angelegte Vakuum über der Oberfläche gleich ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die wirksame Oberfläche (48) des Sauggehäuses (22, 50) angelegte Vakuum stromab von der Oberfläche zunimmt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Walze (30, 52) der Vielzahl von Walzen innerhalb des Obersiebs eine große Walze mit Oberflächenöffnungen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Walze (32, 52) der Vielzahl von

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Walzen in dem Obersieb eine kleine massive sich drehende Walze ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Einrichtungen (60, 62, 64) im Sauggehäuse zum Reinhalten der wirksamen Oberfläche (48) während des Entwässerungsvorgangs.

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