DE4443874C2 - Doppelsieb-Gap-Former zur Papierherstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelsieb-Gap-Former zur Papierherstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Former ist aus der US 4,925,531 bekannt. Bei diesem sind sowohl eine Saugwalze als auch eine Formierwalze in Folge hintereinander angeordnet. Dabei folgt dem initialen Entwässerungsbereich am ersten Formierzylinder eine relativ lange Strecke, in der beide Siebe gemeinsam über einen mit Leisten versehenen Formierschuh gezogen werden, bevor sie nach einer weiteren Strecke an den zweiten Formierzylinder gelangen können. Bei einer solchen Ausführungsform wird zwar eine wirksame Entwässerung möglich gemacht; andererseits ist diese aber durch den zwischengeschalteten Leistenformer nicht gleichmäßig, sondern führt, über die Dicke der Suspensionsschicht zwischen den Sieben betrachtet, zur ungleichen Stoffverteilung. Bei Anlegen der Siebe an den zweiten Formierzylinder ist daher eine zwar ausreichend entwässerte, aber nicht optimal formierte Bahn zu erwarten. Zudem wird bei entsprechend schweren Sorten und hohen Laufgeschwindigkeiten der Papiermaschine die auf der Formierwalze benötigte Entwässerungslänge immer größer, so daß die technische Realisierung schwierig ist.

Durch die DE 40 37 017 A1 Fig. 6 ist eine Anordnung mit zwei direkt hintereinander­ liegenden, durchlässigen Walzen, d. h. Formierzylindern bekannt, wobei die Länge der beiden Siebe zwischen den beiden Formierzylindern kurz ist. Dabei handelt es sich um einen sogenannten Hybridformer, bei dem die auf dem Tragsieb abgelegte Faserstoffschicht bereits eine wirksame Entwässerungsstrecke durchlaufen hat. Beim Eintritt in den Doppelsiebbereich liegt daher eine vorentwässerte Schicht vor, bei der, anders als bei einem Doppelsieb-Gap-Former, nur noch beschränkte formations­ verbessernde Maßnahmen möglich sind.

Die Vorrichtung nach der DE 31 42 657 C2 weist zwar zwei Siebe und zwei hintereinanderliegende Walzen mit offener Oberfläche auf, jedoch stellt diese Vorrichtung keinen Doppelsieb-Gap-Former dar, weil sie lediglich einen Vorentwässerungstrichter enthält. Letzterer ist nicht mit einem Stoffauflauf vergleichbar, da er keine akzeptable Blattformation bilden würde.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Doppelsieb-Gap-Former der angegebenen Art zu schaffen, der auch bei hohen Papiermaschinengeschwindigkeiten eine gute Formation liefert, sich auf platzsparende Weise ausführen läßt und insgesamt nicht zu aufwendig ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Diesem schließen sich weitere Unteransprüche an, die besonders günstige Ausgestaltungen beschreiben.

Durch den erfindungsgemäßen Doppelsieb-Gap-Former wird in vorteilhafter Weise die Wirkung zweier direkt hintereinanderfolgender, mitlaufender Formierzylinder und einer sich daran anschließenden Entwässerungseinrichtung kombiniert. Dabei wirken die Formierzylinder besonders schonend auf die relativ dicke Stoffschicht, und zwar alternierend in dicht aufeinander folgenden, jeweils sich gegenüberliegenden Entwässerungsrichtungen. Weil beide Führungsflächen nicht im selben Endlossieb sind, ändert sich beim Durchlauf durch den Former die Krümmungsrichtung der Siebe. Wegen des hier noch hohen Wassergehaltes der Schicht ist aber nicht zu befürchten, daß sie durch das Umlenken der Bahn schon geschädigt werden könnte. Zwischen den beiden Formierzylindern hat die Faserstoffschicht nämlich noch frei bewegliche Papierstoffasern, da die Blattbildung hier noch nicht abgeschlossen ist. Es hat sich auch herausgestellt, daß es oft günstig ist, wenn der Trockengehalt (in Prozent) beim Anlauf an die zweite Führungsfläche eine Größenordnung hat, die mindestens dem Zahlenwert der Summe der Formierzylinder-Durchmesser (in Metern) entspricht. Es wird also eine effektive gleichmäßige Entwässerung nach beiden Seiten bei gleichzeitig guter Formation erreicht. Besonders vorteilhaft ist die kurze Länge der beiden Siebe zwischen den beiden Formierzylindern. Dabei kann die Saugwirkung des voran liegenden Formierzylinders den Einzug der Faserstoffschicht in den Bereich des zweiten Formierzylinders erleichtern. Auch dadurch wird die Formation geschont.

Die Entwässerungs- und Formierwirkung von Formierzylindern beruht bekanntlich darauf, daß entweder die Oberfläche der Zylinder Ausnehmungen enthält, in denen das Wasser gesammelt werden kann, bis die Siebe vom Zylinder abgeführt werden oder darauf, daß die Zylinderoberfläche durchlässig ist und von innen ein Unterdruck im Bereich der Siebumschlingung angelegt wird. Im erstgenannten Fall muß das gesamte Wasser in geeigneten Wannen oder dergleichen aufgefangen werden. Formierzylinder und Auffangwannen wirken dann also zusammen.

Im zweitgenannten Fall kann es vorteilhaft sein, den ersten Formierzylinder mit und den zweiten ohne Unterdruck zu betreiben. Es sind aber auch andere Kombinationen denkbar, da der Anwendungsbereich bei den hier betrachteten Fällen sehr breit ist.

Die Erfindung wird dargestellt und erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch: Einen Teil eines erfindungsgemäßen Formers;

Fig. 2-5 verschiedene schematisch von der Seite dargestellte weitere Ausführungen des Doppelsieb-Gap-Formers;

Fig. 6 Skizze zur Erläuterung der am Übergang zweier Formierwalzen stattfindenden Vorgänge.

Bei einem erfindungsgemäßen Doppelsieb-Gap-Former wird gemäß Fig. 1 eine Suspension S zwischen zwei zusammenlaufende Endlossiebe, einem Transportsieb 3 und einem Gegensieb 2, eingespritzt. Dabei werden die Siebe auf einer mitlaufenden, kreisförmig gekrümmten Führungsfläche 5 zusammengeführt. Die Führungsfläche 5 gehört zu einem Siebzylinder, der an seinem Zylindermantel Öffnungen aufweist, die Wasser aufnehmen können, also einem offenen Formierzylinder 5′ (Fig. 2). Die beiden Siebe und die sich dazwischen befindende Papierfaserstoffschicht werden von der ersten Führungsfläche 5 ab- und zur nächsten Führungsfläche 7 hingeführt, die zu einem weiteren Formierzylinder 7′ (Fig. 2) gehört. Auch diese weist auf ihrem Mantel Öffnungen zur Wasseraufnahme auf. Nach dem Abführen beider Siebe mit der Papierfaserstoffschicht gelangen diese zu einer weiteren Entwässerungseinrichtung 8. Da diese feststehende Elemente aufweist, bewegen sich die Siebe relativ zu ihr. Wichtig für die Durchführung des Verfahrens ist, in welcher Weise die kreisförmig gekrümmten Führungsflächen 5 und 7 zueinander angeordnet sind. Zur Definition dieser Anordnung sind sowohl der horizontale Abstand H der Rotationsachsen der beiden Führungsflächen als auch ihr vertikaler Abstand V eingezeichnet. Dabei stehen die Abstände V und H relativ dicht beieinander.

Auf der hinter den Führungsflächen folgenden Entwässerungseinrichtung 8 wird anschließend die Bahn so weit entwässert, daß dann die Formation abgeschlossen ist. Das ist so zu verstehen: Solange sich die Fasern frei bewegen können, ist die Blattbildung noch nicht abgeschlossen, da sich Position und Lage der Fasern zueinander noch ändern können. Beim Langsieb ist diese Grenze die sogenannte Wasserlinie. Danach wird praktisch nur noch entwässert.

Fig. 2 zeigt schematisch die wichtigsten Teile eines erfindungsgemäßen Doppelsieb-Gap-Formers. Die Suspension gelangt aus dem Stoffauflauf 4 zwischen das Transportsieb 3 und das Gegensieb 2 und wird auf dem ersten Formierzylinder 5′ entwässert. Dabei umschlingen die beiden Siebe diesen Formierzylinder 5′ mit einem Winkel alpha. Das im Bereich des ersten Formierzylinders 5′ abgeschleuderte Wasser gelangt in einen Wasserkasten 6, der mit Unterdruck beaufschlagt sein kann. Der Doppelsiebtrumm wird anschließend über den Formierzylinder 7′ geleitet, den er mit einem Winkel beta umschlingt. Danach folgt die Entwässerungseinrichtung 8, in diesem Falle mit einstellbaren Druckleisten 12 und einem im Gegensieb liegenden Saugkasten 11. Die beiden Siebe 2 und 3 werden in der sich anschließenden Trennvorrichtung 13 voneinander getrennt, wobei die Papierfaserstoffschicht auf dem Transportsieb 3 verbleibt.

Der in Fig. 3 dargestellte Doppelsieb-Gap-Former unterscheidet sich in einigen Punkten von dem der Fig. 2. Der Stoffauflauf 4 ist etwas anders angeordnet und erzeugt einen nach unten gerichteten Strahl. Außerdem liegt der erste Formierzylinder im Gegensieb 2. Durch diese Anordnung wird bei der Umlenkung des Doppelsiebes in die Horizontale ein größerer Umschlingungswinkel am Formierzylinder 5′ möglich. Die hinter dem Formierzylinder 7′ liegende Entwässerungseinrichtung 8 ist etwas anders aufgebaut. Sie enthält im Gegensieb 2 die einstellbaren Druckleisten 10 und im Transportsieb 3 einen Saugkasten 9. Selbstverständlich sind dem Fachmann weitere Anordnungen in solchen Entwässerungseinrichtungen geläufig.

Die Fig. 4 zeigt noch weiter vereinfacht einen Teil eines Doppelsieb-Gap-Formers, bei dem die Umschlingungswinkel beider Formierzylinder 5′ und 7′ größer sind als beim in Fig. 3 dargestellten. Ferner sind hier am zweiten Formierzylinder 7′ einstellbare Druckleisten 16 vorhanden, die die Entwässerungswirkung weiter erhöhen.

Fig. 5 enthält als weitere Variante einen initialen Formierzylinder 5′ mit einer Saugeinrichtung 17, bei der das in der Faserstoffschicht enthaltene Wasser durch den Mantel des Formierzylinders 5′ abgesaugt werden kann. In diesem Falle dienen die Öffnungen nicht nur zur Aufnahme des Wassers, sondern sind auch geeignet, das Wasser in das Innere des Formierzylinders zu leiten. Bei dem hier dargestellten Fall ist der nachfolgende Formierzylinder 7′ ohne Unterdruck. Bei der Entscheidung, ob und in welchem der Formierzylinder Unterdruck gewählt werden soll, ist zu berücksichtigen, ob das Wasser besonders schnell aus der Faserstoffschicht entfernt werden soll und welche Formation der Papierbahn angestrebt wird.

Fig. 6 macht einen besonderen Aspekt von relativ dicht nebeneinanderstehenden Formierzylindern 5′ und 7′ deutlich. Beim Abführen des Doppelsiebtrumms vom ersten Formierzylinder 5′ entsteht nämlich ein nicht unerheblicher Unterdruck, der eine Wasserschicht W unterhalb des Siebes mitführt. Dieser Effekt ist zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt. Zwischen dem Ablaufpunkt 14 und dem Auflaufpunkt 15, nach Durchlaufen einer Strecke A, kann der erwähnte Unterdruck dazu genutzt werden, die beiden Siebe mit der dazwischen liegenden, relativ feuchten und instabilen Faserstoffschicht so an den Formierzylinder-Sieben heranzuführen, daß keine Blattschädigung auftritt. Beim Auflaufen beider Siebe an den Formierzylinder kann nämlich ein zu starker Druck entstehen, der zu Zurückströmungen in der Schicht führen würde. Solche Rückströmungen wären extrem schädlich und können beim erfindungsgemäßen Verfahren vermieden werden, weil der Unterdruck in der Wasserschicht W die sich zwischen den Sieben befindende Faserstoffschicht stabilisiert.

Claims (12)

1. Doppelsieb-Gap-Former (1) zur Papierherstellung mit zwei umlaufenden Endlossieben, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes entlang eines Formierzylinders (5′) zusammenlaufen, über deren Umfang zumindest teilweise die beiden Endlossiebe gemeinsam geführt sind, wobei eines der Siebe ein Transportsieb (3) und das andere ein Gegensieb (2) ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Sieblaufrichtung direkt hinter dem ersten in einem der Siebe angeordneten Formierzylinder (5′) ein zweiter im anderen Sieb angeordneter Formierzylinder (7′) vorgesehen ist, derart daß die Länge der beiden Siebe zwischen den beiden Formierzylindern kurz ist und daß dem zweiten Formierzylinder (7′) eine weitere feststehende Entwässerungseinrichtung (8) folgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des ersten Formierzylinders (5′) eine Vorrichtung (6) zur Aufnahme des durch das Gegensieb (2) hindurchtretenden Wassers vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (6) zur Aufnahme des Wassers mit Unterdruck beaufschlagbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Formierzylinder (5′) eine Vielzahl von nur zu seiner Außenfläche offenen Ausnehmungen aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Formierzylinder (7′) eine Vielzahl von nur zu seiner Außenfläche offenen Ausnehmungen aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Formierzylinder (5′) eine Saugwalze mit einem im wesentlichen am siebumschlungenen Teil wirksamen Unterdruckbereich ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Formierzylinder (7′) eine Saugwalze mit perforiertem Mantel und einem im wesentlichen am siebumschlungenen Teil wirksamen Unterdruckbereich ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Wirkbereich eines der beiden Formierzylinder (5′, 7′) Druckleisten (16) mit einstellbarer Andruckkraft an dem dem Formierzylinder gegenüberliegenden Sieb anliegen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere feststehende Entwässerungseinrichtung (8) einen Saugkasten (9) im Transportsieb (3) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Gegensieb (2) im Wirkbereich des Saugkastens (9) Druckleisten (10) vorhanden sind, die mit einstellbarer Andruckkraft gegen die Siebspannung in den Verlauf der Siebe eingedrückt werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere feststehende Entwässerungselement ein Saugkasten (11) im Gegensieb (2) ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Transportsieb (3) im Wirkbereich des Saugkastens (11) Druckleisten (12) vorhanden sind, die mit einstellbarer Andruckkraft gegen die Siebspannung in den Verlauf der Siebe eingedrückt werden.