DE602005002646T2

DE602005002646T2 - Vorrichtung und verfahren für eine papiermaschine

Info

Publication number: DE602005002646T2
Application number: DE602005002646T
Authority: DE
Inventors: Hannu Karema; Johan Akerholm; Kenneth Eriksson
Original assignee: Process Flow Ltd Oy
Current assignee: Process Flow Ltd Oy
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: ATE374281T1; FI20040454A0; FI20040454A; WO2005093154A1; EP1740766B1; EP1740766A1; DE602005002646D1; FI115473B; US20070267162A1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Der Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren bei einer Papiermaschine und eine Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff der unten dargelegten unabhängigen Ansprüche. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Randhalt eines Formungstisches bei einer Papiermaschine.
STAND DER TECHNIK
Bei einer Papiermaschine, welche mit einem flachen Formungstisch ausgestaltet ist, d. h. bei einer so genannten Langsiebmaschine, muss die Faserrohstoffschicht, welche von dem Stoffauflaufkasten zu dem ebenen Formungstisch verläuft, an den Rändern gehalten werden. In dieser Phase ist die Faserkonzentration des Faserrohstoffs gering, typischerweise 0,3–0,8 Gewichtprozent, weshalb sein Verhalten dem Verhalten von Wasser ähnelt. Das Halten der Ränder ist erforderlich, um zu verhindern, dass die Faserrohstoffschicht an den Seiten aus dem Siebbereich heraus läuft. Darüber hinaus verursacht das Hinauslaufen der Seiten ohne ein Halten der Ränder Fabrikationsfehler bei dem Endprodukt, welche weit entfernt von dem Rand der Bahn sichtbar sind, d. h. eine Verringerung des Grundgewichts, Unterschiede in der räumlichen Ausrichtung und Unterschiede bei der Zugfestigkeit.
In den 1a und 1b ist ein herkömmlicher Randhalt eines Formungstisches nach dem Stand der Technik dargestellt. In 1a ist ein Stoffauflaufkasten 1, ein Stoffrandaufroller („Fabric Edge Curler") 2, eine Randwelle 3, welche schematisch durch Pfeile angedeutet ist, und eine Randbegrenzungsschiene 4 dargestellt. In 1b ist darüber hinaus ein Sieb 5 und eine abtragende Kunststofflippe 15, welche zur Abdichtung benutzt wird, dargestellt. Ein Randhalt nach dem Stand der Technik umfasst daher gewöhnlicherweise eine kurze stabförmige Randbegrenzungsschiene 4 auf dem Sieb und einen Stoffrandaufroller 2, welcher danach eingesetzt wird, wobei mit der Hilfe von ausgebildeten Stücken der Randabschnitt des Siebes 5 über den Tisch angehoben wird. Nachteile einer Lösung dieser Art sind zum Beispiel:

1. Wenn ein Stoffrandaufroller weiter außen als die Linie der Randbegrenzungsschiene angeordnet ist, verursacht das Ende der Schiene eine we sentliche Störung am Rand und einen Verlust an Faserrohstoffmaterial, da Material zu dem Rand des Siebes austritt.
2. Ein Stoffrandaufroller wirft ein am Rand austretendes Material nach innen zurück, wenn eine Randwelle eine sich stromabwärts verbreiternde Störung am Rand in der Maschinenrichtung verursacht.
3. Eine Entwässerung ist nicht auf den Bereich des Stoffrandaufrollers gerichtet, da sich das Sieb nicht im Kontakt mit dem Tisch befindet. Dies erhöht ein Ungleichgewicht bezüglich des Faserrohstoffs im Randbereich und beeinträchtigt eine Steuerfähigkeit.
4. Funktionen des Stoffrandaufrollers verhalten sich unterschiedlich, wenn sich die Antriebsparameter der Maschine, wie z. B. die Austrittspaltöffnung, die Maschinengeschwindigkeit und der Unterdruck der Entwässerung, verändern. Die Störungen, welche durch den Stoffrandaufroller verursacht werden, sind daher bei einer Maschine schwer zu beseitigen, welche in unterschiedlichen Stufen läuft.
5. Der Stoffrandaufroller dehnt das Sieb, was eine größere mechanische Belastung verursacht und daher das Sieb schneller verschleißen lässt.
6. Die Randbegrenzungsschiene wird leicht dreckig, wofür getrennte und oft komplizierte Lösungen zur Wäsche für die Randbegrenzungsschiene entwickelt worden sind.

Das Dokument SU-A-590390 offenbart eine Randbegrenzungsschiene mit Kanälen für einen Wasserstrom in dem inneren Rand der Randbegrenzungsschiene. Die gebogenen Rippen definieren die Richtung des Wasserstroms durch die Kanäle für den Wasserstrom zwischen der Randbegrenzungsschiene und der Faserrohstoffschicht, um eine Reibung zu verringern.
Die Dokumente FR 2128252 und die US 5045154 offenbaren Randbegrenzungsschienen mit Mitteln, um Wasser vom Inneren der Randbegrenzungsschiene zwischen die Randbegrenzungsschiene und das Sieb zu leiten, um den Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene und dem Sieb abzudichten.
ZIEL DER ERFINDUNG UND KURZBESCHREIBUNG
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die bei dem vorab beschriebenen Stand der Technik gefundenen Probleme zu verringern oder sogar zu vermeiden.
Das primäre Ziel der vorliegenden Erfindung ist, wesentliche Nachteile und Probleme, welche mit dem momentanen Randhalt in Beziehung stehen, zu vermeiden, wodurch der Abschnitt einer Papier- oder Kartonbahn, welcher mit den Randbereichen korrespondiert, bezüglich Qualität und bezüglich der Betriebswerte der Maschine verbessert werden kann. Das Ziel ist somit, den Faserrohstoffverlust, welcher durch die momentane Technologie und den Leckstrom, welcher zu dem Rand des Siebes gerichtet ist, in den Randbereichen der Bahn zu verhindern, indem der Halt des Randbegrenzungsschienentyps weit stromabwärts auf dem Formungstisch vergrößert wird. Ein solcher mechanischer Halt erfordert abhängig von der Art der Implementierung eine Verringerung bei einer Reibung zwischen dem Faserrohstoff und der Randbegrenzungsschiene mittels eines so genannten Schmierwassers („Lubricating Water") wie auch der hydraulischen Abdichtung des Zwischenraums zwischen der Randbegrenzungsschiene und des Siebes mittels des so genannten Sperrwassers.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist insbesondere, eine Papier- oder Kartonmaschine bereitzustellen, welche Papier oder Karton einer besseren Qualität als zuvor erzeugt. Es ist auch ein Ziel, einen ökonomischeren und einen besser zu handhabenden Randhalt eines Formungstisches bei einer Papiermaschine zu erlangen. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Anordnung bereitzustellen, wobei die Oberflächenreibung zwischen dem Faserrohstoff und dem Randhalt geringer als derjenige bei Anordnungen nach dem Stand der Technik ist. Darüber hinaus ist es ein Ziel der Erfindung, eine Einstellbarkeit des Randhalts zu verbessern.
Um zum Beispiel die vorab ausgeführten Aufgaben zu realisieren, sind die Vorrichtung, das Verfahren und die Papiermaschine gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, was durch die kennzeichnenden Teile der beigefügten unabhängigen Ansprüche dargelegt ist.
In dieser Spezifikation und in den Ansprüchen wird der Begriff Papiermaschine allgemein verwendet. Der Begriff Papiermaschine umfasst natürlich auch Karton maschinen und andere entsprechende Maschinen, welche eine Bahn aus einem Flüssigkeit enthaltenden Faserrohstoff fertigen.
Eine typische Randbegrenzungsschiene eines Formungstisches bei einer Papiermaschine gemäß der Erfindung umfasst Öffnungen

– in dem Innenrand der Randbegrenzungsschiene, welcher dem Sieb gegenüberliegt, um Wasser zwischen die Randbegrenzungsschiene und die Faserrohstoffschicht für die Schmierung davon zu lenken und/oder
– in der unteren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene, um Wasser direkt zwischen die Randbegrenzungsschiene und das Sieb zu leiten, um den Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene und dem Sieb mit Wasser abzudichten.

Bei einem typischen erfindungsgemäßen Verfahren wird der Faserrohstoff der Papiermaschine auf das Sieb des Formungstisches der Papiermaschine geführt, um eine Faserrohstoffschicht auszubilden, und die Ränder der Faserrohstoffschicht werden durch eine Randbegrenzungsschiene gehalten, welche auf dem Sieb angeordnet ist. Es ist für ein typisches Verfahren auch charakteristisch, dass bei dem Verfahren Wasser innerhalb der Randbegrenzungsschiene transportiert wird und der Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene und der Faserrohstoffschicht geschmiert wird, indem vom Inneren der Randbegrenzungsschiene Wasser zwischen die Randbegrenzungsschiene und die Faserrohstoffschicht geleitet wird und/oder der Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene und dem Sieb abgedichtet wird, indem Wasser vom Inneren der Randbegrenzungsschiene zwischen die Randbegrenzungsschiene und das Sieb geleitet wird. Bei einem typischen Verfahren kann Wasser auch außerhalb der Randbegrenzungsschiene geleitet werden, von wo es mittels eines Verteilers, von Schläuchen oder Verzweigungsleitungen zu verschiedenen Teilen der Randbegrenzungsschiene verteilt werden kann, von wo es weiter zwischen die Randbegrenzungsschiene und die Faserrohstoffschicht geleitet wird und/oder zwischen die Randbegrenzungsschiene und das Sieb geleitet wird. In Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Verfahren wird kein Stoffrandaufroller benötigt, er kann jedoch trotzdem eingesetzt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1a und 1b stellen einen herkömmlichen Randhalt eines Formungstisches nach dem Stand der Technik dar,
2a und 2b stellen die Grundmerkmale eines hydrodynamischen Randhalts gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform dar,
3 stellt eine Randbegrenzungsschiene gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform dar,
4a und 4b stellen eine Randbegrenzungsschiene gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform dar,
5 stellt eine Randbegrenzungsschiene gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform wie auch ein Entwässern dar,
6a und 6b stellen einen Transport von Wasser zu der Randbegrenzungsschiene gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform dar, und
7a und 7b stellen ein Zuführen von Sperrwasser von dem Ende der Randbegrenzungsschiene gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Ausführungsformen und Vorteile, welche in diesem Text erwähnt werden, beziehen sich sowohl auf die Vorrichtung als auch auf das Verfahren wie auch auf die Papiermaschine gemäß der Erfindung, dort wo sie anwendbar sind, auch wenn sie nicht immer speziell erwähnt werden.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in einer Papiermaschine, wobei die Vorrichtung zumindest eine Randbegrenzungsschiene, um den Rand der Faserrohstoffschicht auf dem Sieb des Formungstisches zu halten, wie auch Mittel, um Wasser in die Nähe der Randbegrenzungsschiene zu leiten, umfasst. Eine typische Randbegrenzungsschiene eines Formungstisches in einer Papiermaschine gemäß der Erfindung umfasst darüber hinaus Öffnungen oder Zwischenräume in der inneren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene, welche dem Sieb gegenüberliegt, um Wasser zwischen die Randbegrenzungsschiene und die Faserrohstoffschicht zu lenken, um diesen Zwischenraum zu schmieren und/oder in der unteren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene, um Wasser direkt zwischen die Randbegrenzungsschiene und das Sieb zu lenken, um den Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene und dem Sieb mit Wasser abzudichten.
Gemäß einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform gibt es mindestens zwei Randbegrenzungsschienen, wobei eine von diesen typischerweise in der Maschinenrichtung auf beiden Seiten der Faserrohstoffschicht auf dem Sieb angeordnet ist, so dass die Faserrohstoffschicht auf beiden Seiten gehalten werden kann. Es kann zum Beispiel 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 oder 12 Randbegrenzungsschienen auf beiden Seiten des Siebs geben. Bei dieser Anwendung kann mit dem Halten der Faserrohstoffschicht auch ein Begrenzen der Faserrohstoffschicht gemeint sein.
Die Randbegrenzungsschiene gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann als eine Platte ausgebildet sein, in welcher Öffnungen oder Zwischenräume durch Bohren oder anderweitig angeordnet sind. Die Öffnungen, welche in der Innenseite der Randbegrenzungsschiene angeordnet sind, die dem Sieb gegenüberliegt, um Schmierungswasser zuzuführen, können einen Durchmesser von zum Beispiel 1–5 mm aufweisen. Wenn längliche Zwischenräume verwendet werden, kann die Höhe der Zwischenräume zum Beispiel 1–2 mm betragen. Öffnungen, welche in der unteren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene angeordnet sind, um Sperrwasser zuzuführen, können einen Durchmesser von zum Beispiel 3–10 mm aufweisen. Wenn längliche Zwischenräume verwendet werden, kann die Höhe der Zwischenräume zum Beispiel 2–8 mm betragen.
Die Innenseite der Randbegrenzungsschiene, welche dem Sieb gegenüberliegt, und die untere Oberfläche gemäß der Erfindung können typischerweise aus einem poröse Material bestehen, wobei die Struktur davon eine große Anzahl von kleinen Öffnungen umfasst. Wenn ein poröses Material verwendet wird, wird der Wasserstrom besonders gleichmäßig auf dem gesamten Oberflächenbereich des porösen Materials verteilt. Die Oberfläche des porösen Materials wird einfach sauber gehalten und eine Schmier- und Abdichtungsfunktion ist besonders gut.
Die Randbegrenzungsschiene kann zum Beispiel aus Keramik, Metall oder Kunststoff ausgebildet sein.
Die Hauptmerkmale eines typischen hydrodynamischen Randhalts gemäß der Erfindung sind daher:

– Der Halt umfasst normalerweise keinen Stoffrandaufroller, d. h. kein Anheben des Siebes von dem Tisch, da gemäß der erfindungsgemäßen Lösung kein Stoffrandaufroller benötigt wird. Der Stoffrandaufroller kann jedoch in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Lösung verwendet werden.
– Der Halt basiert auf einem Element, welches der Randbegrenzungsschiene ähnlich ist und welches auch als Hydrolimiter (Wasserbegrenzer) bezeichnet werden kann.
– Die Randbegrenzungsschiene umfasst Öffnungen in der Innenrandoberfläche der Randbegrenzungsschiene, welche dem Sieb gegenüberliegt, um das Wasser zwischen die Randbegrenzungsschiene und die Faserrohstoffschicht zu lenken, um diesen Zwischenraum zu schmieren und/oder in der unteren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene, um Wasser direkt zwischen die Randbegrenzungsschiene und das Sieb zu lenken, um den Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene und dem Sieb mit Wasser abzudichten.
– Eine Entwässerung erstreckt sich zumindest im Wesentlichen auf die gesamte Breite der Bahn. Vorteilhafterweise erstreckt sich die Entwässerung nur auf die innere Oberfläche der Randbegrenzungsschiene, wodurch die Entwässerung nicht unterhalb der Schiene stattfindet, und daher bleibt die erforderliche Menge an Sperrwasser gering und kann einfacher gehandhabt werden. Es ist jedoch möglich, die Entwässerung auch auf unterhalb der Randbegrenzungsschiene auszudehnen.

Die größten Verbesserungen im Bezug auf eigentliche Papiermaschinen, welche mit flachen Formungstischen ausgestattet sind, die mit der Hilfe einer Randbegrenzungsschiene gemäß der Erfindung erzielt werden, welche auch als Hydrolimiter bezeichnet werden können, sind:

– Die Breite der Maschine kann nahezu maximal eingesetzt werden, da eine Störung am Rand sehr klein ist. Typischerweise kann abhängig von dem jeweiligen Fall eine 10–60 cm breitere Bahnen als heutzutage mit einer guten Qualität erzielt werden.
– Aufgrund der geringeren Störungen am Rand verringert sich ein Brechen der Bahn.
– Die Entwässerung wird gleichmäßig auf der gesamten Breite der Bahn vollständig zu den Randbegrenzungsschienen ausgeführt. Daher werden kleinere Störungen bezüglich des Grundgewichts und gleichmäßigere Trocknungseigenschaften erzielt.
– Da das Sieb nicht an seinen Rändern angehoben werden muss, ist die Belastung auf das Sieb geringer.
– Die Funktion der Randbegrenzungsschiene kann eingestellt werden, indem die Ströme seines Schmierwassers verändert werden. Im Unterschied zum momentanen Randhalt und seinen Schwierigkeiten bei der Einstellbarkeit kann die Funktion der erfindungsgemäßen Randbegrenzungsschiene leicht auch während eines Betriebes eingestellt werden, wenn die Maschine läuft. Qualitätsspezifische Einstellungen bezüglich der Randbegrenzungsschiene für verschiedene Produkte können, wenn es notwendig ist, derart ausgeführt werden, dass sie automatisch funktionieren, und können vorteilhafterweise als Stromeinstellung realisiert werden.
– Mittel zur Zuführung von Wasser können an dem Ende der Randbegrenzungsschiene in der Maschinenrichtung und entsprechend der möglichen Maschinengeschwindigkeit und entsprechend der möglichen Dicke der Faserrohstoffschicht angeordnet sein. Wasser, welches auf diese Weise zugeführt wird, hält die Faserrohstoffschicht nach dem Ende der Randbegrenzungsschiene und verhindert, dass sich der Faserrohstoff zu dem äußeren Rand des Siebes ausbreitet.

Vorteilhafterweise ist die Randbegrenzungsschiene lang und erstreckt sich fast von dem Stoffauflaufkasten bis fast zu der Trockenlinie. Die Randbegrenzungs schiene oder eine Kombination von Randbegrenzungsschienenelementen kann bezüglich ihrer Länge zum Beispiel 30–100% der Länge des Formungstisches, vorteilhafterweise 50–99% der Länge des Formungstisches, aufweisen. Eine erfindungsgemäße Anordnung kann zum Beispiel direkt an dem Ende des Formungstisches oder mit einem Abstand von ungefähr 1–50 cm davon beginnen. Die Anordnung kann ebenfalls an der Trockenlinie oder in der Nähe davon enden.
Da eine Papiermaschine individuell ausgeführt ist, sind verschiedene Ausführungsformen des zentralen Elements des hydrodynamischen Randhalts gemäß der Erfindung, der Randbegrenzungsschiene, vorstellbar. Bestimmte solcher getrennter oder als Kombination ausgeführter implementierter Lösungen sind:

a) Die Randbegrenzungsschiene ist lang und erstreckt sich in solch einem Ausmaß, dass ein bemerkenswerter Teil der Entwässerung des Tisches auftritt und es eine Filterschicht auf dem Sieb gibt, wobei diese Schicht auch als Faserschicht bezeichnet werden kann, wenn der relative Faseranteil der Schicht als Folge der Entwässerung merklich angewachsen ist.
b) Die Randbegrenzungsschiene fungiert als ein Kanal für Schmier- und Sperrwasser.
c) Der Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene und dem Sieb wird mit Sperrwasser abgedichtet, wobei das Abdichten in der Weise einer hydrodynamischen Abdichtung erzielt wird, indem unter die Randbegrenzungsschiene Wasser mit einem geringeren Druckverlust gebracht wird und daher ein Leckstrom bezüglich der Faserrohstoffschicht auftritt. Sperrwasser kann durch geeignete Öffnungen vom Inneren der eigentlichen Randbegrenzungsschiene zugeführt werden. Auf der unteren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene können Lamellen oder Ähnliches angeordnet sein, um geeignete Drücke und Ströme zu erzeugen. Die untere Oberfläche der Randbegrenzungsschiene kann aus einem porösen Material ausgebildet sein, dessen Struktur eine große Anzahl von kleinen Öffnungen umfasst. Natürlich sind auch andere Arten eines Zuführens von Sperrwasser möglich.
d) Der inneren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene wird Sperrwasser zugeführt, mittels welchem die Oberfläche sauber und die Oberflächenrei bung gering gehalten werden. Daher ist die Grenzschicht, welche auf der Oberfläche der Randbegrenzungsschiene ausgebildet ist, dünn und die Störung, welche sich auf die Bahn erstreckt, ist unerheblich. Dies ist ein besonders wichtiges Merkmal, wenn sich die Randbegrenzungsschiene in die Nähe der Trockenlinie erstreckt. Das Schmierwasser kann zum Beispiel durch geeignete Öffnungen vom Inneren der eigentlichen Randbegrenzungsschiene zugeführt werden, in der Weise, in welcher es im Folgenden mit mehr Details durch die Figuren beschrieben wird. Die Zufuhröffnungen können auf der inneren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene vorhanden sein, wodurch das Schmierwasser effektiv direkt zwischen die Randbegrenzungsschiene und die Faserrohstoffschicht geführt wird. Die innere Oberfläche der Randbegrenzungsschiene kann zum Beispiel aus einem porösen Material bestehen, wobei die Struktur davon eine große Anzahl von kleinen Öffnungen umfasst. Natürlich sind auch andere Arten eines Zuführens von Schmierwasser möglich.
e) Die Filterschicht, welche auf dem Sieb ausgebildet ist, und der Strömungswiderstand davon, können eingesetzt werden, um den Zwischenraum zwischen der unteren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene und dem Sieb speziell an dem letzten Abschnitt der Randbegrenzungsschiene abzudichten. Eine Vergrößerung des Zwischenraums zwischen der Randbegrenzungsschiene und dem Sieb relativ zu der Dicke der Filterschicht wird als Implementierung eingesetzt. In einigen Fällen kann auch eine einfache Abdichtungsplatte oder Abdichtung, welche auf dem äußeren Rand der Schiene angeordnet ist, eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß kann mit Hilfe des Schmierwassers die innere Oberfläche der Randbegrenzungsschiene sauber und die Oberflächenreibung gering gehalten werden. Daher sitzt die Faserrohstoffschicht kaum an der Oberfläche der Randbegrenzungsschiene fest.
Die erfindungsgemäße Randbegrenzungsschiene kann durch ein langes Element ausgebildet sein oder sie kann durch mehrere kürzere Elemente, welche miteinander verbunden sind, ausgebildet sein. Ein Verbinden der Elemente miteinander kann durch irgendein dem Fachmann an sich bekanntes Verfahren durchgeführt werden. Die Funktion der erfindungsgemäßen Randbegrenzungsschiene kann sich an verschiedenen Stellen verändern, zum Beispiel kann die Menge des Schmierwassers, welches zuzuführen ist, gemäß einer Anforderung bei verschiedenen Teilen des Formungstisches unterschiedlich sein. Eine vorteilhafte erfindungsgemäße Randbegrenzungsschiene ist im Wesentlichen parallel oder so parallel wie möglich zu der Bewegungsrichtung des Siebes. Daher kann die Ausbildung von Wellen am Rand minimiert werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren bei einer Papiermaschine. Bei einem typischen erfindungsgemäßen Verfahren wird in der Papiermaschine ein Faserrohstoff auf dem Sieb des Formungstisches der Papiermaschine zugeführt, um eine Faserrohstoffschicht auszubilden, und der Rand der Faserrohstoffschicht wird durch mindestens eine Randbegrenzungsschiene gehalten, welche auf dem Sieb angeordnet ist. Es ist für ein typisches Verfahren auch charakteristisch, dass bei dem Verfahren Wasser in die Randbegrenzungsschiene gebracht wird und der Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene und der Faserrohstoffschicht geschmiert wird, indem Wasser vom Inneren der Randbegrenzungsschiene zwischen die Randbegrenzungsschiene und die Faserrohstoffschicht gelenkt wird und/oder der Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene und dem Sieb abgedichtet wird, indem Wasser vom inneren der Randbegrenzungsschiene zwischen die Randbegrenzungsschiene und das Sieb gelenkt wird.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Schmierwasser durch den inneren Rand der Randbegrenzungsschiene, welcher dem Sieb gegenüberliegt, direkt zwischen die Randbegrenzungsschiene und die Faserrohstoffschicht gelenkt, wodurch die Vorteile, welche vorab und im Folgenden beschrieben sind, erzielt werden.
Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Sperrwasser durch den unteren Rand der Randbegrenzungsschiene, welcher dem Sieb gegenüberliegt, direkt zwischen die Randbegrenzungsschiene und das Sieb gelenkt.
Gemäß einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird Wasser von dem Ende der Randbegrenzungsschiene im Wesentlichen in der Maschinenrichtung zugeführt, um den Rand der Faserrohstoffschicht, welcher auf dem Sieb angeordnet ist, zu halten.
Die Erfindung betrifft auch eine Papiermaschine, welche einen Formungstisch umfasst und welche durch eine Vorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform in Verbindung mit dem Formungstisch gekennzeichnet ist.
Vorteilhafterweise werden die Mittel, um die Ränder des Siebes nach oben zu biegen, bei dem Formungstisch einer solchen Papiermaschine nicht benötigt, das heißt, wenn die vorab beschriebene Anordnung verwendet wird, besteht keine Anforderung, die Ränder des Siebes nach oben zu biegen. In Verbindung mit dem Formungstisch kann es Mittel geben, um die Ränder des Siebes nach oben zu biegen und die Ränder des Siebes können nach oben gebogen werden, wenn es als notwendig erachtet wird.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug zu der beigefügten schematischen Zeichnung mit mehr Details beschrieben.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
In 1a und 1b ist eine Anordnung nach dem vorab beschriebenen Stand der Technik, d. h. ein herkömmlicher Randhalt eines Formungstisches, dargestellt.
2a und 2b stellen die Hauptmerkmale eines hydrodynamischen Randhalts gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform dar. In 2a ist eine Anordnung gemäß einer erfindungsgemäßen Anordnung von oben dargestellt. Die Anordnung umfasst einen Stoffauflaufkasten 1, einen Siebabschnitt 6, einen Entwässerungsbereich 7 und eine Randbegrenzungsschiene 8 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. In 2b ist ein Abschnitt der Anordnung in 2a derart dargestellt, wie er von dem Ende gesehen wird, und insbesondere die Randbegrenzungsschiene 8 und das Sieb 5 sind darin dargestellt worden.
In 2a und 2b ist ein Hauptmerkmal eines typischen hydrodynamischen Randhalts gemäß der Erfindung dargestellt, das heißt, dass der Halt keinen Stoffrandaufroller umfasst, welcher das Sieb von dem Tisch anhebt, sondern auf einem Element, wie z. B. der Randbegrenzungsschiene, basiert.
Die Randbegrenzungsschiene, welche in 2a dargestellt ist, ist lang und erstreckt sich auf einer solchen Strecke von dem Stoffauflaufkasten, dass ein wesentlicher Teil der Entwässerung, welche auf dem Formungstisch stattfindet, be einflusst wird und es eine Filterschicht eines Papier- oder Kartonausgangsmaterials auf dem Sieb gibt.
3 stellt eine Randbegrenzungsschiene gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform und die Schienen-/Laminatstruktur davon wie auch die Verwendung von Sperrwasser zur Abdichtung dar. Bei dieser Lösung fungiert die Randbegrenzungsschiene 8 als ein Kanal für Schmierwasser (angezeigt durch Pfeile 9), und der Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene 8 und dem Sieb 5 wird durch Sperrwasser abgedichtet. Auch ein Faserrohstoff bzw. Ausgangsmaterial 10, welches Papier- oder Kartonausgangsmaterial sein kann, ist schematisch in der Figur dargestellt. Ein Abdichten wird in der Weise einer hydrodynamischen Abdichtung erzielt, indem unter die Randbegrenzungsschiene 8 Wasser mit einem geringeren Druckverlust gebracht wird und daher der Leckstrom bezüglich der Faserrohstoffschicht 10 auftritt. Vorteilhafterweise wird das Sperrwasser durch geeignete Zwischenräume von dem Inneren der eigentlichen Randbegrenzungsschiene 8 in der Weise zugeführt, wie es in 3 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform weist die untere Oberfläche der Randbegrenzungsschiene 8 Lamellen 11 auf. Durch eine Verwendung von Lamellen 11 von unterschiedlichen Höhen kann der Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene 8 und dem Sieb 5 verändert werden und daher kann ein geeigneter Druck und geeignete Strömungsbedingungen erzielt werden.
4a und 4b stellen eine Randbegrenzungsschiene 8 gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform und ein Beispiel, wie die Oberfläche der Randbegrenzungsschiene 8 erfindungsgemäß durch Sperrwasser 12 sauber und eine Oberflächenreibung bezüglich der nicht schmierenden Strömung gering gehalten wird, dar. Daher setzt sich die Faserrohstoffschicht 10 kaum an der Oberfläche der Randbegrenzungsschiene 8 fest.
Auch bei dieser Ausführungsform fungiert die Randbegrenzungsschiene 8 als ein Kanal für das Sperrwasser (schematisch durch einen Pfeil 12 dargestellt). 4a und 4b beschreiben die Situation in dem letzten Abschnitt der Randbegrenzungsschiene 8, in welchem zur Abdichtung des Zwischenraumes zwischen der unteren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene 8 und dem Sieb 5 eine Filterschicht 13, welche auf der Oberfläche des Siebes 5 ausgebildet ist, und der Strömungswiderstand davon eingesetzt werden kann. Darüber hinaus stellen die Figuren den Faserrohstoff 10 auf der Filterschicht 13 dar. Bei einer Ausführungsform gemäß der 4a sind die Zuführungsöffnungen für Sperrwasser auf der inneren Oberfläche 14 der Randbegrenzungsschiene 8 angeordnet, wodurch das Schmierwasser 12 effizient direkt zwischen die Randbegrenzungsschiene 8 und die Faserrohstoffschicht 10 geführt wird. In den 4 und 4b sind auch eine Schmierwasserschicht 16 und die Lamellen 11 auf der unteren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene 8 dargestellt.
In 4b ist noch eine andere alternative Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene 8 und dem Sieb 5 relativ zu der Dicke der Filterschicht 13 vergrößert worden ist. Bei der Ausführungsform der 4b besteht die innere Oberfläche 14b der Randbegrenzungsschiene aus einem porösen Material, dessen Struktur eine große Anzahl von kleinen Öffnungen umfasst. Während ein poröses Material verwendet wird, wird die Zuführung des Schmierwassers 12 besonders gleichmäßig verteilt und die innere Oberfläche 14b der Randbegrenzungsschiene wird sehr sauber gehalten.
Eine Randbegrenzungsschiene 8 und ein Saugkasten 17 zur Entwässerung gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind in 5 dargestellt. Bei dem Beispiel gemäß der 5 endet der Saugkasten 17 an der inneren Linie der Randbegrenzungsschiene 8, so dass eine Entwässerung nicht unterhalb der Randbegrenzungsschiene 8 stattfindet, wodurch die Menge des Sperrwassers genauer gesteuert werden kann und es einfach gering bleibt. Bei Lösungen nach dem Stand der Technik erstreckt sich die Entwässerung oft außerhalb der Linie, welche durch die Randbegrenzungsschiene definiert ist.
6a und 6b stellen ein Beispiel gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform dar, wie der Transport von Wasser zu der Randbegrenzungsschiene 8 ausgestaltet sein kann. Bei dem Beispiel in 6a wird Wasser durch ein Rohr 18a, welches Verzweigungen 18b aufweist, zu der Randbegrenzungsschiene 8 transportiert. Bei dem Beispiel in 6b weist das Rohr 18a einen Nebenstromverteiler auf, von welchem das Wasser entlang von Schläuchen 18c zu der Randbegrenzungsschiene 8 strömt.
7 und 7b stellen die Zuführung von Sperrwasser 19 an dem Ende der Randbegrenzungsschiene 8 gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform dar. Das Sperrwasser 19 wird im Wesentlichen in der Maschinenrichtung und entsprechend mit der Maschinengeschwindigkeit zugeführt, um den Rand der Faserrohstoffschicht 10 auf dem Sieb 5 zu halten. Eine angehobene Randbegrenzungsschiene 8 gemäß der 7b ist besonders gut für eine Situation geeignet, wo die Filterschicht 13 auf dem Sieb 5 signifikant ist. Bei dem Beispiel der Figur endet der untere Rand der Randbegrenzungsschiene 8 an einem Punkt, wo das Sperrwasser 19 zugeführt wird. Der obere Rand der Randbegrenzungsschiene 8 setzt sich von dem Zuführungspunkt des Sperrwassers 19 weiter nach vorn fort, so dass die Lösung als angehobene Randbegrenzungsschiene bezeichnet werden kann. Gemäß dem Beispiel der Figur wächst die Dicke der Filterschicht gleichzeitig in der Maschinenrichtung an, wenn die Faserrohstoffschicht dünner wird. Nur vorteilhafte erfindungsgemäße Ausführungsformen sind in den Figuren dargestellt worden. Es ist für den Fachmann klar, dass die Erfindung nicht exklusiv auf die vorab beschriebenen Beispiele beschränkt ist, sondern dass die Erfindung innerhalb des Umfangs der Ansprüche, welche im Folgenden dargestellt sind, und demjenigen, was in der Beschreibung offenbart worden ist, verändert werden kann. Die abhängigen Ansprüche stellen einige mögliche erfindungsgemäße Ausführungsformen dar und sollen nicht den Schutzumfang der Ansprüche als solches einschränken. Auch die Bezugszeichen sollen den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken. Darüber hinaus soll das Verb "umfassen" als offen interpretiert werden.

Claims

Vorrichtung für eine Papiermaschine, umfassend – mindestens eine Randbegrenzungsschiene (8), um den Rand einer Faserrohstoffschicht (10) auf einem Sieb (5) eines Formungstisches zu halten, – Mittel, um Wasser in die Nähe der Randbegrenzungsschiene (8) zu leiten, wobei die Vorrichtung Öffnungen umfasst – in dem inneren Rand der Randbegrenzungsschiene (8), welcher dem Sieb gegenüberliegt, um Wasser zwischen die Randbegrenzungsschiene (8) und die Faserrohstoffschicht (10) zu leiten, um diesen Zwischenraum zu schmieren, und dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auch Öffnungen umfasst – in der unteren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene (8), um Wasser direkt zwischen die Randbegrenzungsschiene (8) und das Sieb (5) zu leiten, um den Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene (8) und dem Sieb (5) mit Wasser in der Weise einer hydrodynamischen Abdichtung abzudichten, wobei das abdichtende Wasser einen geringeren Druckverlust zu der Faserrohstoffschicht hin und daher einen kleineren Leckstrom aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Rand der Randbegrenzungsschiene, welcher dem Sieb und/oder der unteren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene gegenüberliegt, aus einem porösen Material besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ende der Randbegrenzungsschiene Mittel angeordnet worden sind, um Wasser im Wesentlichen in der Maschinenrichtung zuzuführen, um den Rand der Faserrohstoffschicht auf dem Sieb zu halten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbegrenzungsschiene (8) im Wesentlichen lang ist und den Großteil, z. B. 50%–99% der Länge des Formungstisches, umfasst und sich zumindest in der Nähe des Stoffauflaufkastens (1) zumindest in der Nähe der Trockenlinie erstreckt.
Verfahren für eine Papiermaschine, bei welchem – ein Faserrohstoff zu dem Sieb (5) des Formungstisches in einer Papiermaschine zugeführt wird, um eine Faserrohstoffschicht auszubilden, – der Rand der Faserrohstoffschicht (10) durch mindestens eine Randbegrenzungsschiene (8) auf dem Sieb (5) gehalten wird, wobei Wasser in die Randbegrenzungsschiene (8) gebracht wird und – wobei der Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene (8) und der Faserrohstoffschicht (10) geschmiert wird, indem Wasser von einem Inneren der Randbegrenzungsschiene (8) zwischen die Randbegrenzungsschiene (8) und die Faserrohstoffschicht (10) geleitet wird, und dadurch gekennzeichnet, – dass der Zwischenraum zwischen der Randbegrenzungsschiene (8) und dem Sieb (5) mit Wasser abgedichtet wird, indem Wasser vom Inneren der Randbegrenzungsschiene (8) zwischen die Randbegrenzungsschiene (8) und das Sieb (5) in solch einer Weise geleitet wird, dass die Abdichtung in der Weise einer hydrodynamischen Abdichtung erzielt wird und das abdichtende Wasser einen kleineren Druckverlust zu der Faserrohstoffschicht hin und daher einen kleineren Leckstrom zu der Faserrohstoffschicht hin aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das schmierende Wasser durch die innere Oberfläche der Randbegrenzungsschiene (8), welche dem Sieb gegenüberliegt, direkt zwischen die Randbegrenzungsschiene (8) und die Faserrohstoffschicht (10) geleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das abdichtende Wasser durch die untere Oberfläche der Randbegrenzungsschiene (8), welche dem Sieb gegenüberliegt, direkt zwischen die Randbegrenzungsschiene (8) und das Sieb (5) geleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–7, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren eine Entwässerung im Wesentlichen auf der gesamten Breite des Gewebes stattfindet, welches sich zu der inneren Oberfläche der Randbegrenzungsschiene erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5–8, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren Wasser (19) von dem Ende der Randbegrenzungsschiene (8) im Wesentlichen in der Maschinenrichtung geführt wird, um den Rand der Faserrohstoffschicht (10) auf dem Sieb (5) zu halten.
Papiermaschine, welche einen Formungstisch umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Verbindung mit dem Formungstisch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4 befindet.
Papiermaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Formungstisch Mittel fehlen, um die Ränder des Siebes (5) des Formungstisches nach oben zu biegen.