DE3590589C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelsieb-Formpartie nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Eine solche Form­ partie ist ale Gefüge- oder Dichtigkeitsformpartie bei einer Papiermaschine einsetzbar.

Die Eigenschaft einer Papierbahn wird in erster Linie durch die Wirkungsweise des bis zu einer Formpartie rei­ chenden Abschnitte einer Papiermaschine bestimmt. Bezüg­ lich der von dieser Formpartie geforderten Leistung ist es erforderlich, daß das Rohpapierstoffausbringen gut ist, daß eine Papierbahn einer großen Festigkeit ge­ formt werden kann, daß die Gütedifferenz, wie Bedruck­ barkeit o. dgl., zwischen Vorder- und Rückseite der Pa­ pierbahn gering ist, daß eine Papierbahn einer großen Oberflächenintensität bzw. -dichte geformt wird, daß ein Betrieb mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit möglich ist, daß die Formpartie mit hoher Konzentration des Roh­ papierstoffe betrieben werden kann usw. Während be­ reits verschiedene Arten von Formpartien entwickelt wor­ den sind, welche diesen Erfordernissen genügen sollen, vermag keine davon alle Erfordernisse zu erfüllen. Ob­ gleich mit der in Fig. 3 dargestellten herkömmlichen Bel-Baie-Formpartie die genannte Erfordernisse nahezu vollständig erfüllt werden, ergeben sich dabei Schwie­ rigkeiten bezüglich des Ausbringens an mikrofeinem Roh­ papierstoff und der Bindungsfestigkeit in Richtung der Dicke.

Forschungen und Untersuchungen haben gezeigt, daß dann, wenn nach dem Einschließen des flüssigen Rohpapier­ stoffs zwischen zwei Maschinensieben mit einem festen Körper erfolgt, ein großer Anteil des mikrofeinen Roh­ papierstoffs herausfließt, d. h. das Ausbringen herabge­ setzt wird. Bei Anwendungen einer Konstruktion, bei welcher die Zahl der festen Körper zum Abstreifen des Maschinensiebs, wie Streichleisten a, Saugkästen b und dgl. gemäß Fig. 3 verringert ist und die Größe der Entwässerung mittels eines Drehkörpers, wie einer Gautschwalze c und dgl. zur Verbesserung des Ausbringens erhöht ist, wird zwar das Ausbringen verbessert, das Gefüge oder die Dich­ tigkeit aber beeinträchtigt.

Bezüglich der Festigkeit in Dickenrichtung einer Pa­ pierbahn gilt folgendes: Wenn ein flüssiger Papier­ rohstoff zwischen zwei Maschinensieben d und e einge­ schlossen wird und die Entwässerung zur Bildung einer Fasermatte von beiden Flächen her erfolgt, wird eine Papierbahn mit einer Struktur erhalten, bei welcher die Bindungsfestigkeit in Dickenrichtung im Vergleich zu dem Fall, in welchem die Entwässerung zur Bildung einer Fasermatte nur von einer Fläche her erfolgt, gering ist. Zur Verringerung einer Differenz zwischen Vorder- und Rückseite einer Papierbahn ist es nötig, die Entwässerung zur Bildung einer Matte von beiden Seiten her durchzuführen; für diesen Zweck reicht eine beträchtlich asymmetrische Entwässerung von bei­ den Flächen her aus. Im Fall der asymmetrischen Ent­ wässerung von beiden Flächen kann auch eine Minderung der Bindefestig­ keit in Dickenrichtung auf ein Mindestmaß unterdrückt werden.

Als Formpartien der oben angegebenen Art stehen ver­ schiedene Formpartien zur Verfügung, bei denen ein Obersieb an einem hinteren Abschnitt eines Langsiebs vorgesehen ist. Ein Beispiel für derartige Formpartien ist in Fig. 4 dargestellt. Bei einem Formpartietyp der in Fig. 4 gezeigten Art, d. h. bei der Formpartie, bei welcher ein Langsieb f und eine Doppelsieb-Formpartie g gemäß dem Stand der Technik zusammengefügt sind, ist jedoch bei Durchführung eines Hochgeschwindigkeitsbe­ triebs der flüssige Rohpapierstoff einem übermäßig gro­ ßen Einfluß von pulsierendem Druck unterworfen, der durch Entwässerungselemente, wie im Abschnitt oder Be­ reich des Langsiebs f vorgesehene Leisten o. dgl. er­ zeugt wird, was eine Zerstörung des Gefüges zur Folge hat; diese Formpartie eignet sich daher nicht in jedem Fall für Hochgeschwindigkeitsbetrieb. In den Fig. 3 und 4 sind bei h ein Stoffauflauf, bei i in Fig. 3 ein Was­ serdetektor und bei j ein Vakuumdeflektor angedeutet.

Aus der DE-OS 25 32 458 ist eine Vorrichtung zum gleich­ mäßigen Verteilen oder Dispergieren von Rohpapierstoff bekannt, bei der ein Entwässerungs-Begrenzungselement mit einstellbarer Kraft gegen zwei Siebe angelegt ist, wobei jedoch die Walzen selbst ortsfest und nicht ver­ stellbar ausgebildet sind. D. h., es handelt sich hier nicht um eine Doppelsieb-Formpartie, bei der mehrere Walzen und Schuhe zur Änderung des Umschlingungswin­ kels eines Bandes und der Siebe verstellbar vorgesehen sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Doppelsieb- Formpartie zu schaffen, bei der das Ausbringen des mi­ krofeinen Rohpapierstoffs und die Bindungsfestigkeit in Dickenrichtung einer Papierbahn unter Vermeidung des Problems, daß das Gefüge beeinträchtigt wird oder die Formpartie nicht für Hochgeschwindigkeitsbetrieb geeig­ net ist, optimiert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Doppelsieb-Formpartie nach dem Oberbegriff des Patentanspruches erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung ermöglicht also eine Doppelsieb-Formpar­ tie, bei der ein Obersieb teilweise mit einem Abschnitt versehen ist, in welchem ein wasserundurchlässiges Band längs der Innenseite der Schleife des Obersiebs um­ läuft, so daß in diesem Abschnitt die Entwässerung nur an der einen Seite eines Untersiebs stattfindet, wobei in diesem Abschnitt ein Umschlingungswinkel für das Band durch Einstellung der Stellungen einer Anzahl von Walzen oder Schuhen zur Verbesserung des Gefüges vari­ iert wird, worauf auch eine Entwässerung an der Seite, an welcher die Entwässerung durch das Band unterdrückt worden ist, vor­ genommen wird.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Doppelsieb-Formpartie gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung zur Er­ läuterung der verbesserten Faserverteilung,

Fig. 3 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer Bel-Baie-Formpartie nach dem Stand der Technik und

Fig. 4 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer Hybridformpartie nach dem Stand der Technik.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrie­ ben. Fig. 1 veranschaulicht eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform der Erfindung, bei welcher aus einem Stoff­ auflauf 36 ausgetriebener Rohpapierstoff zwischen ein Untersieb 33 und ein Obersieb 34 eingebracht wird, wobei jedoch in der Anfangsperiode des Vorgangs keine Entwässerung in Aufwärtsrichtung erfolgt, weil langs des Obersiebs 34 ein wasserundurchlässiges Band 35 umläuft. Zusätzlich ist eine Brustwalze 1 in ihrer Lage lotrecht einstellbar gelagert.

Außerdem sind Formplatte 2 vorgesehen, und mit offenen Walzen 3 ist durch Einstel­ lung ihrer lotrechten Stellungen ein Umschlingungs­ winkel bezüglich des Untersiebs einstellbar.

Abweiser oder Deflektoren 4 lassen das im Bereich der Formplatten 2 entzogene Siebwasser auf die offenen Walzen 3 auftreffen und verhindern seine Wiedereinführung in die Einlaßspalte zwischen dem Untersieb 33 und den offenen Walzen 3. Der Deflektor 4 kann bezüglich des Angriffs am Maschinensieb nach Maßgabe der Einstellung der lot­ rechten Stellung der Brustwalze 1 oder der offenen Walzen 3 eingestellt werden. Dasselbe gilt auch für die Formplatten 2. Vorausgesetzt ist, daß die offenen Walzen 3 und die Deflektoren 4 jeweils mehrfach vor­ handen sind. Eine Walze 5 ist eine den offenen Walzen 3 ähnliche offene Walze oder eine Saugwalze, die sich jedoch in fester Stellung befindet.

Ein Saugkasten 6 braucht nicht vorhanden zu sein. Ein Saugkasten 7 hat eine Oberfläche, die als gekrümmte Fläche ausgebildet ist und dient dazu, eine Faser­ matte vom Obersieb 34 ablaufen und sicher auf dem Untersieb 33 mitlaufen zu lassen. Weiterhin sind eine Sauggautschwalze oder Zellensaugwalze 8, eine Um­ lenkwalze 9, je eine Siebrücklaufwalze 10, eine Siebleitwalze 11 und eine Spannwalze 12 vorhanden.

Eine feuchte Papierbahn wird durch eine Saugwalze 37 auf einen Filz 38 übertragen und zu einer Presse über­ führt. Eine obere Brustwalze 13 ist, ähnlich wie die Brustwalze 1, in ihrer Stellung lotrecht verstellbar, und es ist somit möglich, einen Rohpapierstoff-Strahl durch Verkleinerung eines Konvergenzwinkels zwischen dem Obersieb 34 und dem Untersieb 33 fortlaufend zu­ sammenzudrucken. Ein Träger 15 erstreckt sich in Breiten- oder Querrichtung über die Gesamtbreite.

Am Träger 15 ein Streich- oder Gleit-Schuh 14 abnehmbar montiert sein.

Das Ausmaß des Herabdrückens des Obersiebs 34 über das Band 35 kann durch Verwendung von Schuhen unterschiedlicher Dicken oder Formen eingestellt wer­ den. Ein Brausekopf 16 liefert Schmierwasser zwischen die Schuhe 14 und das Band 35. Während Sätze aus dem einem Schuh und dem einem Brausekopf 16 jeweils hinter den Walzen 3 angeordnet sein können, kann das­ selbe Ziel dann erreicht werden, wenn anstelle dieser Teile eine lotrecht in ihrer Stellung verstellbare Walze 17 vorgesehen wird. Wahlweise kann als andere Einrichtung ein Satz aus einem Schuh 18 und einem Druckbeaufschlagungsrohr 21 ange­ wandt werden.

Der Schuh 18 ist dabei, genauer gesagt, an einem sich über die Gesamtbreite erstreckenden Träger 19 um einen Drehpunkt herum drehbar montiert, wobei die Herabdrückgröße des Obersiebs 34 durch Regelung des Drucks im Druckbeaufschlagungsrohr 21 eingestellt wird. Zur Ausübung eines großen Keildrucks auf den zwischen Obersieb 34 und Untersieb 33 eingeschlossenen Roh­ stoff ist es auch möglich, den Schuh 18 über dem De­ flektor 4 anzuordnen. Wahlweise ist es zudem auch möglich, die Unterseite des sich über die Gesamtbreite erstreckenden Trägers 22 als Schuh zu benutzen und die Herabdrückgröße des Obersiebs 34 durch lotrechte Verschiebung dieses Bauteils einzustellen.

Eine Walze 23 ist lagenmäßig lotrecht verstellbar ge­ lagert, so daß damit der Umschlingungswinkel des Bands 35 um die Walze 5 einstellbar ist. Weiterhin sind eine Spannwalze 24 für das Band 35 eine Leitwalze 25 und je eine Stützwalze 26 für das Band 35 bezeichnet, wobei letztere Walzen gleichzeitig auch das Obersieb 34 zu tragen vermögen Gehäuse 27 und 29 zum Sammeln des an der Seite des Obersiebs 34 ausgetriebenen Siebwassers können gemeinsam mit Unterdruk arbeiten.

Eine Siebwalze 28 kann auch eine offene Walze sein. Schließlich sind eine Spannwalze 30 für das Ober­ sieb 34, eine Siebwalze 31 bzw. eine Leitwalze 32 vorgesehen.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform mit dem beschriebenen Aufbau er­ läutert. Durch Einstellung der Stellungen von Brust­ walze 1, oberer Brustwalze 13 und erster offener Walze 3 in lotrechter Richtung wird der aus dem Stoff­ auflauf 36 ausgetriebene Rohpapierstoff fortlaufend zwi­ schen Sie beiden Maschinensiebe 33 und 34 eingeführt, wobei gleichermaßen bezüglich der zwei­ ten und der folgenden offenen Walzen 3 gilt, daß der Umschlingungswinkel beider Maschinensiebe 33 und 34 um die offene Walze 3 je nach der Stellung der offenen Walze 3 verschieden ist. Durch Einstellen der Stel­ lungen der Schuhe 14 und 18, der Walze 17, des Trägers 22 und dgl. in Richtung der Maschinensiebe 33, 34 können darüber hinaus die Umschlingungswinkel beider Ma­ schinensiebe 33 und 34 um diese Bauelemente variiert werden, während gleichzeitig die Umschlingungswinkel beider Maschinensiebe 33 und 34 an der offenen Walze 3 und der Walze 5 eingestellt werden können.

An den Stellen, an denen ein Umschlingungswinkel vor­ liegt, wirkt aufgrund einer Zugspannung im Maschinen­ sieb 33 oder im Maschinensieb 34 und im Band 35, außerhalb des Kreisbogens angeordnet, ein Preßdruck auf den zwischen den beiden Maschinensieben 33, 34 befind­ lichen flüssigen Rohpapierstoff, wodurch eine Entwässerung herbeigeführt wird. Damit der zwischen den beiden Maschinensieben 33, 34 eingeschlossene flüssige Rohpapierstoff in Bewegungsrichtung diesen Ent­ wässerungsbereich durchläuft, muß er sich von einer Niederdruckseite zu einer Hochdruckseite bewegen, wo­ bei er unter Umwandlung der Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie durchläuft. Mit anderen Worten: der flüssige Rohstoff tritt in den (die) Entwässerungs­ bereich oder -abschnitt ein, während sich die Bewegungs­ geschwindigkeit verringert und ein dynamischer Druck in einen statischen Druck umgewandelt wird. Falls der Entwässerungsabschnitt lang ist, wird der zunächst ver­ zögerte oder verlangsamte flüssige Rohpapierstoff durch die mit nahezu der gleichen Geschwindigkeit laufenden Maschinensiebe 33, 34 wieder beschleunigt, bis er dieselbe Geschwindigkeit besitzt; in dem Fall, in welchem die Umschlingungswinkel der jeweiligen Entwässerungsabschnitte, wie in Fig. 1 dargestellt, klein sind, ist jedoch zu berücksichtigen, daß der Rohpapierstoff, der einen Hochdruckabschnitt durchlaufen hat, die Siebge­ schwindigkeit zu einem großen Teil durch erneute Um­ wandlung eines statischen Drucks in einen dynamischen Druck erreichen würde. In jedem Fall wird beim jedes­ maligen Passieren der Stellen mit den mehreren Walzen 3, der Walze 5, den Schuhen 14 und 18, der Walze 17, dem Träger 22 und dgl. eine Entwässerung an den be­ treffenden Stellen bewirkt, wobei der flüssige Rohpapier­ stoff zweckmäßig einer Beschleunigung und Verzögerung in Bewegungs- oder Laufrichtung unterworfen wird.

Die Erklärung dafür, daß durch zweckmäßige Ausübung einer solchen Beschleunigung oder Verzögerung die Faserdispersion oder -verteilung verbessert wird, findet sich in der sich auf einen Stoffauflauf be­ ziehenden JP-OS 57-89 694, und dies läßt sich ohne weiteres mittels eines einfachen Versuchs bestätigen, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist. Dabei wird Papierrohstoff 41 in einen auf einen Tisch aufgelegten durchsichtigen Beutel oder Sack 40 aus Kunststoff ein­ geschlossen; sodann wird ein walzenartiger Körper 42, z. B. eine Rolle o. dgl., dagegen angepreßt und auf­ wärts und abwärts bewegt, wobei der Rohpapierstoff 41 nach links und rechts bewegt bzw. verdrängt wird. Während der walzenartige Körper 42 in einem leicht gegen den Beutel 40 andrückenden Zustand gehalten wird, wird der walzenartige Körper 42 durch Abrollen längs der Oberfläche des Beutels 40 nach links und rechts be­ wegt und damit der Rohpapierstoff 41 im Beutel 40 nach links und rechts verdrängt. Bei Wiederholung dieser Be­ wegung wird die Dispersion des Rohpapierstoffs 41 im Beutel 40 gleichmäßig.

Im Fall der Anordnung nach Fig. 1 ist die Bewegung des Rohpapierstoffs zur Verbesserung der Faserdispersion ähnlich wie beim oben beschriebenen Versuch, und sie erfolgt unter einstellbaren Bedingungen; da im Zeit­ raum nach dem Ausstoßen des Rohpapierstoffs aus dem Stoff­ auflauf 36 bis zu seiner Ankunft an der Walze 5 der Rohpapierstoff nur an der Seite des Untersiebs 33 entwässert wird, kann die Wiederholungszahl der Beschleunigung und Verzögerung zur Verbesserung der Faserdispersion vergrößert werden. Da zudem im Intervall, in welchem das Band 35 längs des Obersiebs 34 mitläuft, die Entwässerung nur in Abwärtsrichtung stattfindet, er­ folgt die Entwässerung asymmetrisch, obgleich an­ schließend die Entwässerung in Aufwärtsrichtung stattfindet, bei welcher das extrahierte Wasser in den Gehäusen 27 und 29 gesammelt oder aufgefangen wird.

Daher kann auch die Abnahme der Bindungsfestigkeit in Dickenrichtung unterdrückt werden. Da im Anfangs­ abschnitt der Formpartie, wo der Entwässerungsgrad hoch ist, die Entwässerung an den Walzen erfolgt und die Maschinensiebe 33, 34 nicht durch einen festen Körper abgestreift werden, ist das Ausbringen hoch. Obgleich dabei die Schuhe 14 und 18 sowie der Träger 22 am Band 35 entlangstreifen, werden die Ma­ schinensiebe? 33, 34 nicht durch einen festen Körper abge­ streift, weil das Band 35 mit derselben Geschwindigkeit wie die Maschinensiebe 33, 34 umläuft. Die Entwässerung des in einem flüssigen Zustand vorliegenden Rohpapierstoffs erfolgt nicht an einer freien Fläche desselben, sondern vollständig in dem Zustand, in welchem der Rohpapierstoff zwischen den beiden Maschinensieben 33, 34 schichtartig eingeschlossen ist, wobei dieser Zustand einstellbar ist und sich daher auch bei Hochgeschwindigkeitsbe­ trieb kein Problem ergibt.

Da sich an der Stelle, an welcher die Entwässerung in Abwärtsrichtung stattgefunden hat, die Konzentration des Rohpapierstoffs erhöht hat, wird es zur Verbesserung der Dispersion nötig, plötzliche Beschleunigungen und Verzögerungen mit größerer Druckänderung vorzu­ nehmen. In diesem Fall kann der Satz aus dem Brause­ kopf 16, dem Schuh 18 und dem Rohr 21 oder aber aus dem Brausekopf 16 und dem Träger 22 über dem Deflek­ tor 4 vorgesehen sein. Da in diesem Fall die Größe der nach unten erfolgenden Entwässerung verkleinert worden ist, wird die Minderung des Ausbringens nicht so stark beeinflußt.

Wenn als offene Walze 3 eine Walze mit einem Aufbau verwendet wird, bei dem ein Sieb um eine Man­ tefläche einer perforierten Zelle, wie einer Saug­ walze, herumgewickelt ist, ist die im Bereich der Walze 3 bewirkte Entwässerung an der Seite des Unter­ siebs 33 von einer Strömung begleitet, die bestrebt ist, den Rohpapierstoff zwischen den beiden Maschinensieben 33 und 34 zu den Öffnungen der Zellenwalze zu ver­ lagern. Da die offenen Walzen 3 mehrfach vorgesehen sind, wird an der Stelle der nächsten Walze der Roh­ stoff in einer unterschiedlichen Richtung bewegt. Diese Wechselbewegung des Rohpapierstoffs längs einer Ebene ist für das gleichmäßige Dispergieren der Fasern wirk­ sam, ähnlich wie bei der beschriebenen beschleunigten und verzögerten Strömung. Bei der Formpartie mit der Anordnung nach Fig. 1 wird auch eine Wirkung der Ver­ besserung des Gefüges aufgrund dieser Einwirkungen gewährleistet.

Wie oben erwähnt, werden mit der Doppelsieb-Formpartie ausge­ zeichnete Wirkungen erreicht, da deshalb, weil die Gefüge- oder Strukturbildung an einer freien Fläche nicht beeinflußt oder beeinträchtigt wird, die Form­ partie für Hochgeschwindigkeitsbetrieb geeignet ist; da zudem eine einstellbare asymmetrische Entwässerung durchgeführt wird, ist die Differenz zwischen Vorder- und Rückseite der Papierbahn nur ge­ ring; außerdem kann die Abnahme der Bindungsfestigkeit in Dickenrichtung auf einer Mindestgröße gehalten werden, während zudem auch eine Verbesserung des Ge­ füges oder der Dichtigkeit erzielt werden kann. Da ferner die Entwässerung hauptsächlich durch rotierende Walzen oder ein Band erfolgt, ergibt sich keine Ver­ ringerung des Ausbringens; da außerdem auch eine Ent­ wässerung an beiden Flächen stattfindet, ist auch die Oberflächenfestigkeit hoch.

Claims (1)

1. Doppelsieb-Formpartie,
   bei der ein eine Schleife aus einem endlosen Band bildendes Obersieb (34) und ein eine Schleife aus einem endlosen Band bildendes Untersieb (33) zwischen sich einen Ent­ wässerungsabschnitt bilden,
   bei der im Obersieb (34) ein wasserundurchlässiges Band (35) längs der Innenseite der Schleife des Obersiebs (34) in einem Teil des Entwässerungsabschnitts mitläuft,
   bei der die Entwässerung in diesem Teil des Entwässerungs­ abschnitts nur an der einen Seite des Untersiebs (33) und im Rest des Entwässerungsabschnitts über Obersieb und Untersieb erfolgt, und
   bei der innerhalb des Bandes (35) und im Obersieb (34) an Stellen im Entwässerungsabschnitt mehrere Walzen (3, 17) oder Schuhe (14) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
   die Walzen (3, 17) und Schuhe (14) zur Änderung des Umschlingungswinkels des Bandes (35) und der Siebe lotgerecht verstellbar angeordnet sind.