DE4332162C2

DE4332162C2 - Doppelsiebformer einer Papiermaschine

Info

Publication number: DE4332162C2
Application number: DE4332162A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Wanke
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1993-09-22
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2013-09-23
Also published as: DE4332162A1; DE9421900U1; US5667640A; FI952453A; DE4497054D2; FI952453A0; DE4497054C2; DE4497054C1; CA2150032C; FI113191B; US5730841A; JPH08504901A; WO1995008669A1; CA2150032A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer für eine Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Doppelsiebformer für Papiermaschinen, insbesondere sogenannte Gap-Former sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. Auf die folgenden Veröffentlichungen wird verwiesen:

(1) WO 91/02842 beschreibt einen Doppelsiebformer, der im wesentlichen alle Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1 enthält. Es handelt sich hierbei um einen Doppelsiebformer, der als Gap-Former ausgebildet ist, bei dem u. a. auch eine initiale Entwässerung über einen feststehenden Formierschuh mit allerdings relativ geringer Krümmung gezeigt ist. Alternativ ist auch initiale Entwässerung über eine rotierende Formierwalze, die z. B. als Saugwalze ausgebildet sein kann, gezeigt.

(2) EP 0 335 821 A2 beschreibt eine Variante eines Doppelsiebformers, bei dem versucht wird, die beengten Platzverhältnisse zwischen Stoffauflauf und Siebspalt dahingehend zu verbessern, daß das Obersieb und Untersieb jeweils über ein feststehendes Umlenkungselement mit geringem Krümmungsradius in die erste Entwässerungszone zuzuführen, wobei hierbei versucht wird, die an den feststehenden Entwässerungselementen auftretende hohe Reibung zwischen Sieb und Umlenkungselement über eine zusätzliche Wassereindüsung vor dem Umlenkungselement zu reduzieren.

Nachteil der in (1) dargestellten Doppelsiebformer ist, daß man sich zwischen einem Doppelsiebformer mit einem in der initialen Entwässerungszone sehr großen Krümmungsradius und gleichzeitig einem feststehenden Entwässerungsschuh und andererseits einem geringen Krümmungsradius in der initialen Entwässerungszone und einem rotierenden Formierelement entscheiden muß. Fällt die Entscheidung in Richtung feststehenden Formierschuh, erhält man im Ergebnis ein Papier mit guten Formationswerten, jedoch schlechteren Flächengewichtsquerprofilen, aufgrund der Neigung des Siebes bei geringen Krümmungsradien quer zur Maschinenrichtung Wellen zu bilden. Entscheidet man sich für ein erstes Formierelement mit einem starken Krümmungsradius, also einer Formierwalze, so erhält man ein Papier mit verbessertem Flächengewichtsquerprofil, jedoch muß man Kompromisse bezüglich der Formation des Papieres in Kauf nehmen.

Nachteilig bei dem in (2) dargestellten Doppelsiebformer ist der sehr hohe Siebverschleiß und vor allem die Notwendigkeit einer separaten Wassereindüsung, um eine Schmierung zwischen Sieb und feststehenden Umlenkelementen zu gewährleisten.

Des weiteren ist es bekannt, daß der Radius der Krümmung des ersten Entwässerungselementes in Maschinenrichtung fortschreitend kleiner wird; auch kann die Form der Formationsstrecke gerade, konkav, konvex, wellenförmig oder aber beliebig sein, vgl. EP 0 369 296 A2, EP 0 427 691 A2, DD-PS 146 316; DE 40 02 304 A1.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Doppelsiebformer darzustellen, der ein Papier erzeugt, welches eine sehr gleichmäßige Formation aufweist, zusammen mit einem Flächengewichtsquerprofil, welches einem Papier, das mit einer Formierwalze als erstes Entwässerungselement hergestellt ist, entspricht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfinder haben erkannt, daß sich die Vorteile eines Doppelsiebformers mit einer Formierwalze als erstes Entwässerungselement und die Vorteile eines Doppelsiebformers, dessen erstes Entwässerungselement ein feststehender Schuh ist, kombinieren lassen. Ist in einem Doppelsiebformer als erstes Entwässerungselement eine Formierwalze vorgesehen, so ergibt sich aufgrund des relativ kleinen Krümmungsradius der Formierwalze ein sauberes und wellenfreies Anliegen beider Doppelsiebe aufgrund der vorhandenen Spannung der Siebe, insbesondere der Spannung des Siebes, welches der Formierwalze gegenüberliegt. Diese ausgezeichnete Siebführung bedingt wiederum ein sehr gleichmäßiges Querprofil der entstehenden Papierbahn. Gleichzeitig erscheint jedoch nachteilig eine Reduktion der Formationsqualität der Papierbahn. Wird andererseits ein feststehender erster Formierschuh zur Initialentwässerung der entstehenden Papierbahn genutzt, so zeigt die entstehende Papierbahn sehr gute und gleichmäßige Formationseigenschaften, während jedoch die Gleichmäßigkeit des Querprofils zu wünschen läßt, da die Siebe über dem Schuh zu Wellenbildung neigen.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die jeweils positiven, oben genannten Eigenschaften zu erreichen, indem zum einen auf eine rotierende Formierwalze verzichtet wird und statt dessen ein feststehender Formierschuh als erstes Entwässerungselement vorgesehen wird, wobei ein besonderes Augenmerk auf den Anfangsbereich des Formierschuhes, insbesondere die erste Entwässerungsleiste, gelegt wird. Erfindungsgemäß wird eine Straffung beider Siebe erreicht, dadurch, daß das erste Entwässerungselement mit mindestens zwei unterschiedlich großen Krümmungsradien ausgebildet wird, wobei als erstes eine starke Krümmung mit einem Krümmungsradius <1 m vorgesehen ist, auf dem erfindungsgemäß ein siebberührter Sehnenweg von 100 mm vorgesehen ist. Direkt nachfolgend auf dem gleichen Entwässerungselement ist ein zweiter Abschnitt vorgesehen mit einem Krümmungsradius, der dem derzeitigen Stand der Technik entspricht, also ein Radius im Bereich von 2-5 m. Der Stoffsuspensionsstrahl wird dabei so zwischen die beide Siebe eingespritzt, daß der Auftreffpunkt sich kurz vor der vorderen Kante des ersten Entwässerungselementes befindet, so daß ca. 10% des an Siebwasser an dieser ersten Kante abgestreift wird. Von hier an werden beide Siebe in einem gleichgerichteten Krümmungsradius mit der Stoffsuspension zwischen den Sieben über das erste Entwässerungselement geführt. Es ergibt sich hierbei auch für das Sieb, welches dem ersten Formierschuh gegenüberliegt, eine gleichmäßige Spannung über eine gekrümmt geführte Oberfläche, wodurch eine Wellenbildung vermieden wird, und so die gewünschten Eigenschaften der Papierbahn zustandekommen. Durch das sofortige Abstreifen eines Teils des Siebwassers an der ersten auflaufseitigen Kante wird gleichzeitig eine genügend große Schmierung des Siebes an dieser Stelle bewirkt und ein Verschleiß der Sieboberfläche und des Entwässerungselementes vermieden.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, das erste Entwässerungselement so zu gestalten, daß ein kontinuierlicher Übergang von einer starken Krümmung mit kleinem Krümmungsradius auf eine flache Krümmung mit einem größeren Krümmungsradius stattfindet. Ebenso besteht die Möglichkeit, dieses erste Entwässerungselement mit mindestens zwei Krümmungsradien durch zwei dicht hintereinander liegende einzelne Entwässerungselemente mit mindestens zwei verschiedenen Krümmungsradien zu ersetzen, wobei auch zwischen den einzelnen Elementen ein endlicher Spalt entstehen kann. Die dem ersten Entwässerungselement folgenden Leisten können auf einem weiteren flachen Krümmungsradius angeordnet sein, der in gleicher oder entgegengesetzter Richtung gekrümmt ist, bzw. auch auf einer Ebene angeordnet sein. Die Ausgestaltung der nachfolgenden Entwässerungsstrecken kann dem Stand der Technik entsprechen.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im übrigen ist folgendes dargestellt:

Fig. 1 Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Formationskasten eines an sich bekannten Doppelsiebformers.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Formationskasten im Bereich des Strahlauftreffpunktes es ist von links kommend ein Obersieb 1 und ein Untersieb 2 zu erkennen, während der Strahl 3 mit seiner Strahldicke 4 im Bereich der Vorderkante des Formationskastens 6 auf das Untersieb auftrifft. Der Formationskasten ist auf seiner dem Sieb zugewandten Seite gekrümmt dargestellt, wobei zunächst eine Krümmung mit einem Radius R₁ gegeben ist, die dann im weiteren Verlauf auf einen Krümmungsradius R₂ welcher größer als der Krümmungsradius R₁ ist, übergeht. Die Sehnenhöhe 5 über den Krümmungsradius R₁ ist vorzugsweise größer als die halbe Strahldicke 4 des Stoffstrahles 3. Erfindungsgemäß befindet sich ebenfalls die erste Leiste des Formationskastens im Bereich des Strahlauftreffpunktes des Stoffstrahls 3 auf das Untersieb 2.

Claims

1. Doppelsiebformer zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papierbahn, ausgebildet als Gap- Former mit folgenden Merkmalen:

1.1 es sind ein erstes und ein zweites Siebband vorgesehen, die gemeinsam ein Doppelsieb bilden;
1.2 es ist ein Stoffauflauf vorgesehen, der die Stoffsuspension unmittelbar zwischen das Doppelsieb einspritzt;
1.3 es ist mindestens eine erste Entwässerungszone vorgesehen, die aus einer - in Maschinenrichtung gesehen - gekrümmten, nicht rotierenden, durchbrochenen Oberfläche - z. B. einem Formierschuh oder mehreren eine Oberfläche bildende Leisten - besteht;
gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
1.4 es ist zu Beginn der ersten Entwässerungszone unmittelbar am Strahlauftreffpunkt beginnend ein konvex gekrümmtes Entwässerungselement vorgesehen, das - in Maschinenrichtung gesehen - mindestens zwei siebberührte Krümmungsradien R_i besitzt, wobei jeder Krümmungsradius R_i jeweils kleiner als der in Maschinenrichtung folgende Krümmungsradius R_i+1 vorgesehen ist.

2. Doppelsiebformer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste siebberührte Krümmungsradius R₁ des ersten Entwässerungselementes zwischen 100 und 1000 mm liegt.

3. Doppelsiebformer gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sehnenhöhe über R₁ größer oder gleich der halben Dicke des Stoffstrahles ist.

4. Doppelsiebformer gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der größte siebberührte Krümmungsradius des ersten Entwässerungselementes größer als 2000 mm vorgesehen ist.

5. Doppelsiebformer gemäß Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Entwässerungselement genau zwei Krümmungsradien R₁ und R₂ besitzt.

6. Doppelsiebformer gemäß Oberbegriff des Anspruches 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

6.1 es ist zu Beginn der ersten Entwässerungszone ein erstes konvexes Entwässerungselement mit mindestens einem Radius <1000 mm vorgesehen;
6.2 es ist dem ersten Element unmittelbar folgend ein zweites konvexes Entwässerungselement mit mindestens einem Krümmungsradius <2000 mm vorgesehen.

7. Doppelsiebformer gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Abstand zwischen dem ersten und zweiten Entwässerungselement maximal 100 mm beträgt.

8. Doppelsiebformer gemäß Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Entwässerungselement so angeordnet ist, daß die siebberührte, auflaufseitige Kante ausreichend Siebwasser abstreift, um eine Schmierung zwischen Sieb und Leiste sicherzustellen.

9. Doppelsiebformer gemäß Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß für den siebberührten Sehnenweg S₁ über dem Bereich des ersten Entwässerungselementes mit R 1000 mm S₁ 100 mm gilt.

10. Doppelsiebformer gemäß Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Entwässerungselement über die Maschinenbreite in Abschnitte A_i unterschiedlicher Radien R_i unterteilt ist, und zwischen diesen Abschnitten nicht siebtragende Abschnitte vorgesehen sind.

11. Doppelsiebformer gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Leistenabschnitte A_i so angeordnet sind, daß deren Tangente an der ablaufenden Kante deckungsgleich mit der Tangente der auflaufenden Kante des folgenden Abschnittes vorgesehen ist.

12. Doppelsiebformer gemäß Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufpunkt des Obersiebes von der letzten Umlenkwalze sich im Winkelsektor zwischen der Tangente zu Beginn des großen Radius R_max und der Tangente zu Beginn des kleinen Radius R₁ befindet.

13. Verfahren zur Erzeugung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papierbahn mit folgenden Merkmalen:

13.1 es wird mit Hilfe zweier endloser Siebschlaufen ein Einlaufspalt gebildet;
13.2 aus einem Stoffauflauf wird Stoffsuspension möglichst gleichmäßig in den Einlaufspalt zwischen die Siebe gespritzt;
13.3 die zwischen den Sieben befindliche Stoffsuspension wird über mindestens eine Entwässerungseinheit entwässert, so daß sich eine Faserbahn bildet;
13.4 die erste Entwässerung erfolgt auf einem konvex gekrümmten Entwässerungselement, welches aus einer Vielzahl von hintereinander angeordneten Entwässerungsleisten besteht; dadurch gekennzeichnet, daß
13.5 beide Siebe vom Strahlauftreffpunkt an gekrümmt und unter Spannung geführt werden, wobei das Sieb auf der Seite des ersten Entwässerungselementes auf der ersten siebberührten Fläche über mindestens zwei Radien geführt wird, wobei der erste Radius wesentlich kleiner als der letzte Radius ist.