DE3532458A1 - Vorrichtung zum gleichmaessigen verteilen (oder dispergieren) von papierstoff - Google Patents

Description

Henkel, Feiler, Hänzel & Partner : Patentanwälte

Dr phll. G Henkel ■ Dr rer nat. L. Feiler Dipl.-ing. W. .Hänzel Dipl.-Ing. D. Kottmann

Mitsubishi Jukogyo SSÄnchen 80

Kabushiki Kaisha

Tel.. 089/982085-87

Tokyo / Japan «ST"

089/981426 Telegramm: ellipsoid

FP/MHI-2791 Hz/ld 11. September 1985

Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen <bder
Dispergieren) von Papierstoff

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen feder Dispergieren)von Papierstoff,die bei verschiedenen Doppelsieb-Formpartien von sog. kombinierten Papiermaschinen einsetzbar ist.

Als (Papiermaschinen)-Sieb-Formpartie unter Verwendung von zwei Papiermaschinen-Sieben/ die eine ausgezeichnete Faserverteilung oder -dispersion im Papier gewährleisten, ist eine in Fig. 11 dargestellte Bel-Baie-Formpartie (Vertikalspalt-Formpartie) bekannt, die jedoch mit dem Mangel behaftet ist, daß das Ausbringen (Zurückhaltung) mangelhaft ist. Wenn nämlich bei dieser Anordnung nach dem Einbringen eines flüssigen Papier(roh)Stoffs zwischen zwei Papiermaschinen-Siebe in Form eines Obersiebs a und eines Untersiebs b die Entwässerung durchgeführt wird, während die Siebe an festen Elementen (Gleitschuhe c, Saugkästen d, Vakuumdeflektor e und Sauggautsche f) entlangstreichen, fließt Weißwasser einer hohen Papierstoff-Konzentration aus den Sieben aus.

Zur Vermeidung dieses Mangels brauchen lediglich die festen Elemente, welche die Entwässerung durch Reibungsangriff an der Sieboberfläche bewirken, durch Elemente ersetzt zu werden, die sich mit den Sieben mitbewegen, z.B. Walzen. Eine auf diese Weise ausgebildete Bel-Baie-Formpartie ist in Fig. 12 dargestellt.

Eine derartige Formpartie wird normalerweise derart betrieben, daß sich ein Wasserspiegel oberhalb des Saugkastens d befindet. Wenn dabei die Zahl der festen Entwässerungsvorrichtungen durch Verkleinerung der Zahl der Gleitschuhleisten (shoe blades) c und der Saugkästen d im Vergleich zur Anordnung nach Fig. 11 verringert und auch der Vakuumdeflektor weggelassen und damit der Wasserspiegel zur Lage der Sauggautsche f verlagert wird, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist, kann zwar die Zurückhaltung verbessert werden, doch

besteht dabei eine Tendenz zu einer Verschlechterung der Faserverteilung.

Erfindungsgemäß durchgeführte Versuche haben gezeigt/ daß die Faserverteilung in einer Doppelsieb-Formpartie erheblich verbessert werden kann, indem,ohne den Papierstoff zu bewegen, eine Verzögerung und Beschleunigung in Bewegungsrichtung des flüssigen Papierstoffs durch ein Druckgefälle eingeführt wird, das auf den Papierstoff an der Stelle, an welcher dieser zwischen die beiden Siebe eingeleitet (sandwiching) wird, oder nach dem Einführen des Papierstoffs zwischen die Siebe einwirkt.

Eine zweckmäßige Größe dieses Druckgefälles für die Hervorbringung der Verzögerung und Beschleunigung variiert in Abhängigkeit von der Papierherstellungsgeschwindigkeit, dem Flächengewicht des (hergestellten) Papiers/ der Zusammensetzung des Papierstoffs,der Konzentration in einem vorgegebenen Zustand und dgl.. Bei den bisherigen Doppelsieb-Formpartien konnten Verbesserungen der Faserverteilung durch Herbeiführung einer Druckänderung im flüssigen Papierstoff mittels Gleitschuhen (shoes), einer Streichleiste,eines Walzensaugkastens usw. erreicht werden, doch war es dabei nahezu unmöglich, die Druckänderung entsprechend den Papierherstellungsbedingungen auf eine zweckmäßige Größe einzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen 'oder Dispergieren) von Papierstoff, mit welcher die bisher bestehenden Nachteile, wie mangelhafte Faserverteilung, vermieden werden und damit eine verbesserte Papierstoff-Faserverteilung gewährleistet wird.

* Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein wasserundurchlässiges Entwässerungs-Begrenzungselement so angeordnet ist, daß es sich mit einer einstellbaren

° Kraft gegen zwei Siebe anlegt, die über eine gekrümmte Fläche eines Sieb-Stützelements laufen, und damit einen Entwässerungs-Begrenzungsbereich festlegt, in welchem sich der Zwischenraum zwischen Stützelement und Entwässerungs-Begrenzungselement in Laufrichtung der Siebe zunächst keilförmig verkleinert und dann wieder (keilförmig) vergrößert.

Wenn bei der vorstehend umrissenen Vorrichtung gemäß der Erfindung die beiden Papiermaschinen-Siebe, zwischen

¹^ denen der Papierstoff eingeschlossen ist, durch einen Entwässerungs-Begrenzungsbereich geführt werden, wird der zwischen den Sieben befindliche flüssige Papierstoff einem längs der Laufrichtung der Siebe variierenden hydraulischen Druck unterworfen und dadurch in Laufrichtung der Siebe verzögert und beschleunigt; auf diese Weise kann der Papierstoff gleichmäßig verteilt (dispersed) werden.

Im folgenden sind bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnitt-Seitenansicht einer Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen fcxier Dispergieren) von Papierstoff gemäß einer Ausführungsform

der Erfindung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung

zwischen dem Zwischenraum zwischen einer Walze und einem plattenförmigen Element bei

der Anordnung nach Fig. 1 einerseits und dem auf den Papierstoff einwirkenden hydraulischen Druck andererseits,

Fig. 3, 4, 5 und 6 schematische Schnitt-Seitenansichten anderer Ausfuhrungsformen der Erfindung,

Fig. 7, 8, 9 und 10 schematische Schnitt-Seitenansichten verschiedener Doppelsieb-Formpartien (sog. kombinierter Papiermaschinen), auf welche die Erfindung anwendbar ist, und

Fig. 11 und 12 schematische Seitenansichten bisheriger Bel-Baie-Formpartien.

Nachdem die Fig. 11 und 12 eingangs bereits erläutert worden sind, werden nachstehend bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 10 im einzelnen beschrieben.

Gemäß Fig. 1 sind ein erstes und ein zweites Papiermaschinen-Sieb 1 bzw. 2 mit dazwischen eingeschlossenem Papierstoff 3 um eine Rolle oder Walze 4 herum geführt. Die Walze 4 kann eine "offene" Walze, eine Saugwalze oder eine glatte Walze (plane roll) sein. Dem die Siebe 1 und 2 unterstützenden Mantelflächenbereich der Walze 4 gegenüberstehend ist ein plattenförmiges, wasserundurchlässiges Element 5 angeordnet, das durch eine Andruckvorrichtung 6 so gegen die Walze 4 gedrängt wird, daß sich der Zwischenraum zwischen der Walze 4 und dem plattenförmigen Element 5 in Laufrichtung der Siebe 1 und 2 keilförmig verengt. Nachdem die Siebe 1, 2 den Bereich des kleinsten Zwischenraums durchlaufen haben, kann sich der Abstand zwischen Walze 4 und plattenförmigem Element 5 wieder vergrößern.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der Ausführungen form nach Fig. 1 beschrieben. Fig. 2 veranschaulicht eine Änderung des auf den Papierstoff 3 bei seiner Mitbewegung mit den Sieben 1, 2 einwirkenden hydraulischen Drucks sowie die Art der durch die Änderung des hydraulischen Drucks hervorge-

rufenen Verzögerung und Beschleunigung des Papierstoffs 3 relativ zu den Sieben 1,2 wobei die Laufstrecke der Siebe 1, 2 auf der Abszisse und der Zwischenraum zwischen Walze 4 und plattenförmigem Element 5 sowie der genannte hydraulische Druck auf der Ordinate aufgetragen sind. Wenn der Papierstoff 3 auf diese Weise zweckmäßig einer Verzögerung und Beschleunigung in Laufrichtung der Siebe unterworfen wird, können sich im Papierstoff 3 enthaltene Fasern und andere feste Bestandteile gleichmäßig verteilen.

Wenn bei der Anordnung nach Fig. 1 der zwischen den Sieben 1, 2 eingeschlossene Papierstoff eine dicht an der Stütz-Walze 4 gelegene Stelle erreicht, wird er durch die im Sieb 2 auftretende Spannung gegen die Walze 4 gedrückt und damit entwässert. Die Berührungsflächen zwischen Sieb 2 und plattenförmigem Element 5 werden mithin stets durch das aus dem Papierstpff 3 ausgetriebene Weißwasser geschmiert, so daß Sieb 2 und Element 5 nicht in unmittelbare Berührung miteinander gelangen. Hierdurch wird eine Beschädigung von Sieb 2 und Element 5 weitgehend vermieden, und da das Sieb 2 nicht unmittelbar in Reibungsberührung (mit dem Element 5) steht, tritt keine Beeinträchtigung der Zurückhaltung (von Papierstoffasern) auf.

Erfindungsgemäß durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß ein für die Verbesserung der Faserverteilung oder -dispersion zweckmäßiger hydraulischer Druck bei einer hohen Papierherstellungsgeschwindigkeit hoch sein soll, daß im Fall einer hohen (Faser-)Konzentration des eingeschlossenen Papierstoffs oder eines "zähen" (tough), einen großen Anteil langer Fasern enthaltenden Papierstoffs durch Erhöhung des hydraulischen Drucks gute Ergebnisse erzielt werden,und daß in dem Fall, in welchem· das Papierstoffgewicht pro Flächeneinheit klein ist, durch Erhöhung des hydraulischen Drucks ebenfalls die Faserverteilung verbessert werden kann.

Wenn jedoch der hydraulische Druck zu hoch ist, tritt in jedem Fall eine feinkörnige Faserverteilung auf, die zu einem rauhen, körnigen Aussehen (goose flesh skin-like appearance) des hergestellten Papiers führt; wenn der hydraulische Druck noch weiter erhöht wird, ergeben sich weiterhin riffel- oder wellenförmige Marken.

Wenn dagegen der hydraulische Druck zu niedrig ist, ist die erreichte Verbesserung der Faserverteilung ungenügend. Aus diesen Gründen muß der hydraulische Druck, wie in Fig. 2 gezeigt, durch Änderung der von der Andruckvorrichtung 6 gelieferten Andruckkraft, des Zwischenraums zwischen Walze 4 und plattenförmigem Element 5 oder der Form des Elements 5 eingestellt werden. Zudem ist die Wirkung oder der Einfluß der keilförmigen Druckänderung dann noch größer, wenn diese Druckänderung nicht nur einmal, sondern wiederholt auftritt. Dem plattenförmigen Element 5 kann daher eine bei 5' in Fig. 3 dargestellte gewellte Form verliehen werden.

Da es darüber hinaus nur nötig ist, den Papierstoff 3 auf die in Fig. 2 gezeigte Weise einem wechselnden hydraulischen Druck zu unterwerfen, kann das plattenförmige Element 5 auch durch ein wasserundurchlässiges, sich mit den Sieben 1 und 2 mitbewegendes Band 7 (Fig. 4) ersetzt werden; weiterhin kann ein die Siebe 1, 2 unterstützendes Element auch ein feststehendes, sich nicht mit den Sieben 1, 2 mitbewegendes Element 8, z.B. ein massiver Gleitschuh, ein Streichleistenkasten (foil box), ein Saugkasten o.dgl. sein (Fig. 5 und 6).

Es ist darauf hinzuweisen, daß die beschriebene Vorrichtung zur Verbesserung der Faserverteilung auf verschiedene Doppelsieb-Formpartien (twin wire formers) anwendbar ist. Lediglich als Beispiel sind in den Fig. 7 bis 10 bei A-H die Stellen angegeben, an denen die

erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt werden kann. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt.

Bei der vorstehend erläuterten, den beschriebenen Aufbau besitzenden Vorrichtung gemäß der Erfindung kann der auf den Papierstoff einwirkende Druck durch Änderung von Größe und Form der keilförmigen Abschnitte (d.h. der den keilförmigen Zwischenraum festlegenden Teile)

IQ variiert werden, so daß der hydraulische Druck stets auf einer zweckmäßigen Größe gehalten wird. Darüber hinaus ist darauf hinzuweisen, daß selbst dann, wenn der die Druckänderung des flüssigen Papierstoffs herbeiführende keilförmige Abschnitt so ausgeführt ist, daß

je er mit dem Sieb in Reibungsberührung gelangt, das aus dem Sieb austretende Weißwasser im keilförmigen Abschnitt mit einem festen Element in Berührung gelangt, so daß letzteres das Sieb nicht tatsächlich berührt. Da weiterhin der keilförmige Abschnitt die Entwässerung unterdrückt

2Q oder verzögert, tritt aus dem Sieb kein Weißwasser einer hohen (Faser-)Konzentration aus, wodurch eine Minderung der Zurückhaltung vermieden wird.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die oc vorstehend dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern verschiedenen weiteren Änderungen und Abwandlungen zugänglich.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen (oder Dispergieren) von Papierstoff, dadurch gekennzeichnet, daß ein wasserundurchlässiges Entwässerungs-Begrenzungselement (5) so angeordnet ist, daß es sich mit einer einstellbaren Kraft gegen zwei Siebe (1, 2) anlegt, die über eine gekrümmte Fläche eines Sieb-Stützelements (4) laufen, und damit einen Entwässerungs-Begrenzungsbereich festlegt, in welchem sich der Zwischenraum zwischen Stützelement (4) und Entwässerungs-Begrenzungselement (5) in Laufrichtung der Siebe (1, 2) zunächst keilförmig verkleinert und dann wieder (keilförmig) vergrößert.