-
Die Erfindung betrifft eine Anordnung in einer Papier-
oder Pappemaschine zur Erzielung einer Aufwärtsentwässerung,
wobei die Anordnung im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert
ist. Die Erfindung ist für den Doppelsiebabschnitt einer
Papier- oder Pappemaschine gedacht. Innerhalb dieses Abschnitts
wird ein weiteres Sieb mittels einer Blattbildungswalze
(forming roll) oben auf einem Fourdrinier-Sieb, das sich im
Anfangsbereich der Papiermaschine befindet, und oben auf
einer Faserbahn, die darauf gebildet wird, geführt, wobei die
Bahn einer anfänglichen Entwässerung unterworfen worden ist.
In diesem Doppelsiebabschnitt findet die Entwässerung sowohl
durch das obere als auch durch das untere Sieb statt, und die
Steuerung der Entwässerung innerhalb dieses Abschnitts ist
einer der wichtigsten Faktoren, um die Bildung einer
Papierbahn zu erzielen.
-
In Papiermaschinen, die bei hoher Geschwindigkeit
betrieben werden, werden Entwässerungseinrichtungen, die bei
unteratmosphärischem Druck betrieben werden, in der Regel nur
auf der Seite des unteren Siebs verwendet. Diese
Einrichtungen umfassen Saugschuhe, Saugkästen und dergl. Derartige
Lösungen sind z.B. in der finnischen Patentanmeldung
Veröffentlichung 75375 sowie in der finnischen Patentanmeldung 873034
offenbart. Wenn die Geschwindigkeit der Papiermaschine
ansteigt, dann wird die Bewältigung der Entwässerung ein
Problem. In diesem Zusammenhang ist festgestellt worden, daß es
nicht möglich ist, das Vorhandensein von Flocken auf der
oberen Oberfläche des Papiers in einem ausreichenden Maß zu
beeinflussen.
-
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Verbesserung
im Hinblick auf die vorstehend dargelegten Mängel
bereitzustellen und eine Anordnung zu beschreiben, mittels derer eine
Entwässerung im Doppelsiebabschnitt besser sowohl auf der
Seite des oberen Siebs als auch auf der Seite des unteren
Siebs erzielt werden kann. Um dieses Zieh zu erreichen, wird
die erfindungsgemäße Anordnung vor allem durch das
charakterisiert, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1
beschrieben ist. Erfindungsgemäß befindet sich auf der Seite des
oberen Siebs im Abschnitt, der der Blattbildungswalze folgt, ein
Saugkasten, der mit einer ein Saugen bewirkenden Einrichtung
verbunden ist. Mittels dieses Saugkastens kann Wasser in
steuerbarer und einstellbarer Weise auch durch das obere Sieb
entfernt werden, wobei in diesem Fall die Faserflocken auf
der oberen Oberfläche der sich bildenden Papierbahn
desintegriert werden können. Die Konsistenz des Papierrohstoffs nach
der Blattbildungswalze ist noch so niedrig, daß die Flocken
noch durch Scherkräfte desintegriert werden können. Ferner
befindet sich in der erfindungsgemäßen Anordnung nach dem
Saugkasten auf der Seite des unteren Siebs ein weiterer
Saugkasten vor der Führungseinrichtung.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der
Verlauf des Doppelsiebabschnitts an der Stelle des Saugkastens
auf der Seite des oberen Siebs geradlinig. Die Steuerbarkeit
der Entwässerung wird auf diese Weise an dieser Stelle
verbessert.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind
die Einrichtung auf der Seite des oberen Siebs zur
Durchführung der Entwässerung und eine Führungsfläche, die der
Krümmung der Blattbildungswalze folgt, der gleichen Struktur
einverleibt.
-
Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher mit Bezug
auf die beigefügte Zeichnung erläutert, in der:
-
Fig. 1 den Doppelsiebabschnitt einer Papiermaschine
zeigt, in der die erfindungsgemäße Anordnung verwendet wird,
wobei der Abschnitt in einer Seitenansicht in Richtung der
Achsen der Walzen, die den Verlauf der Siebe führen, gezeigt
wird; und
-
Fig. 2 einen Doppelsiebabschnitt in einer Fig. 1
ähnlichen Ansicht gemäß einer alternativen Ausfünrungsform zeigt.
-
Dem in Fig. 1 gezeigten Doppelsiebabschnitt der
Papiermaschine geht ein Einfachsieb-Fourdrinier-Siebabschnitt
voraus, dem der faserartige Papierrohstoff aus einem
Aufsatzkasten zugeführt wird. Der faserartige Papierrohstoff bewegt
sich oben auf dem Fourdrinier-Sieb 1 zum Doppelsiebabschnitt,
und eine erste Entwässerung findet an diesem Punkt statt,
wobei das Ergebnis eine Entwässerung der sich bildenden
Faserbahn W nach unten durch das Fourdrinier-Sieb 1 ist. Ein
oberes Sieb 2 wird von oben mit einer Siebführungswalze 9,
die sich oberhalb des Fourdrinier-Siebs 1 befindet,
eingeführt, wonach das obere Sieb 2 das Fourdrinier-Sieb 1 auf der
Blattbildungswalze 3 trifft. Nach dem Zusammentreffen
umhüllen die Siebe 1 und 2, wobei die Bahn W sich zwischen ihnen
befindet, die Walze 3 innerhalb eines Sektors α und verlassen
die Walze an einem Punkt, der sich über der imaginären
Ausdehnung der Ebene befindet, entlang derer sich das
Fourdrinier-Sieb 1 vor der Walze 3 bewegt. Nach diesem Punkt werden
die Siebe 1 und 2 schräg nach oben gerichtet, und die Siebe 1
und 2 bewegen sich entlang eines geradlinigen Abschnitts auf
einer Walze 6 mit einer glatten Oberfläche, die sich auf der
Seite des unteren Siebs 1 befindet. Auf der Walze 6 werden
die Siebe 1 und 2 erneut in umgekehrter Richtung im Vergleich
mit der Krümmung auf der Walze 6 gebogen, wobei sie nach
dieser Stelle schräg nach unten gerichtet sind. Nach der Walze 6
bewegen sich die Siebe 1 und 2 auf einer Umkehrwalze 8 mit
einer glatten Oberfläche, wonach das obere Sieb 2 vom unteren
Sieb getrennt wird, während es durch die Siebführungswalze 10
geführt wird. Die Bahn W bewegt sich oben aur dem unteren
Sieb 1 zum Pressabschnitt. Die Trennung der Bahn auf dem
unteren Sieb 1 wird mit Hilfe von Übertragungssaugkästen
bewirkt, über die das untere Sieb 1 nach der Walze 8 geführt
wird und die in der Zeichnung durch das Bezugszeichen 11
bezeichnet werden.
-
Nachstehend wird die Entwässerungseinrichtung, die sich
innerhalb des Doppelsiebabschnitts zwischen den Walzen 3 und
8 befindet, ausführlicher zusammen mit den beteiligten
Entwässerungsschritten erläutert.
-
Die Blattbildungswalze 3 weist eine offene Oberfläche
auf, und an ihrer Stelle wird das Wasser aus der Bahn W in
beiden Richtungen durch das untere Sieb 1 und das obere Sieb
2 gepreßt. Das durch das obere Sieb 2 gepreßte Wasser fließt
in die offenen Punkte der Oberfläche der Walze 3, und es wird
aufgrund der Zentrifugalkraft durch die Drehung der Walze
übertragen und durch eine Führungsfläche 7, die der Krümmung
der äußeren Oberfläche der Walze nach einem Sektor α in
Richtung der Drehung der Walze folgt, geführt. Das auf die
Oberfläche 7 durch die Rolle 3 geschleuderte Wasser endet in
einem Kanal oder einer Rinne 13, die sich auf der Vorderseite
der Walze 3 zwischen der Siebführungswalze 9 und der Walze 3
befindet. Die untere Kante der Führungsfläche 7 endet ein
kurzes Stück über dem oberen Sieb 2, wobei ein schmaler
Zwischenraum zwischen der unteren Kante und dem oberen Sieb 2
verbleibt. Das obere Sieb 2 wird auf diese Weise keiner
mechanischen Beanspruchung durch die Führungsfläche ausgesetzt.
An dieser Stelle befindet sich ein geradliniger Saugkasten 4,
der gegen das untere Sieb 1 im geradlinigen Abschnitt, der
der Walze 3 folgt, angeordnet ist. Der Saugkasten 4 ist mit
einer Einrichtung verbunden, die ein Saugen bewirkt, und
Wasser wird aus der Bahn durch das untere Sieb 1 und durch die
offene Oberfläche des Kastens entfernt. Nach dem Saugkasten
befindet sich auf der Seite des oberen Siebs 2 eine
stationäre Entwässerungseinrichtung 5, die einen automatischen
Austrittsspalt (autoslice) 5a, der sich an erster Stelle in
Richtung der Bewegung der Bahn befindet, und einen oder
mehrere Saugkästen 5b, die sich dahinter befinden, umfaßt. Die
Oberflächen der Saugkästen umfassen Stangen oder Blätter, die
sich schräg zur Richtung der Bewegung der Siebe erstrecken,
und die Entwässerung findet dazwischen durch das obere Sieb 2
mittels eines Sogs, der durch die Saugkästen 5b
bereitgestellt wird, statt. Der automatische Austrittsspalt 5a ist
ebenfalls mit einer Saugeinrichtung verbunden, und der Sog
innerhalb dieser verschiedenen Kompartimente kann unabhängig
von den jeweils anderen steuerbar sein. Der automatische
Austrittsspalt 5a und die Saugkästen 5b führen die Siebe 1 und 2
entlang eines geradlinigen Pfads, der parallel zur gemeinsame
Tangente der Walze 3 und der Walze 6 verläuft. Nach der
Entwässerungseinrichtung 5 gibt es noch einen weiteren
geradlinigen Saugkasten 4 auf der Seite des unteren Siebs, der sich
vor der Walze 6 mit der glatten Oberfläche befindet, auf der
die Siebe in Richtung auf die Umkehrwalze 8 gedreht werden.
-
Innerhalb des geradlinigen Abschnitts zwischen den
Walzen 3 und 6 können die Parameter, die die Entwässerung
beeinflussen, in einer steuerbaren Weise unter Verwendung eines
Sogs eingestellt werden. Die Druckpulsation, die auf die Bahn
gerichtet ist, wird dabei nur durch den Sog der Saugkästen
verursacht. Die Art von Entwässerungsdruck (P), die durch
eine Spannung des Siebs (T) und den Radius der Krümmung der
Bahn (R) verursacht würde und durch die Gleichung P=T/R
dargestellt wird, tritt in dieser Region nicht auf.
-
An der Stelle der Walze 6 mit der glatten Oberfläche
wird Wasser aus der Bahn durch das obere Sieb 2 aufgrund der
Zentrifugalkraft, die durch die Krümmung des Pfades und durch
die Kompression hervorgerufen wird, entfernt. Das Wasser
wird, geschleudert durch die Zentrifugalkraft, in einen
Wassersammelkanal 12 oberhalb der Siebe geführt. Innerhalb der
geradlinigen Abschnitts zwischen der Walze 6 und der
Umkehrwalze 8 bewegen sich die Siebe entlang eines geradlinigen
Pfads, der mit der gemeinsamen Tangente der Walzen 6 und 8
zusammenfällt. Innerhalb dieses Abschnitts gibt es ferner
zwei geradlinige Saugkästen 4 auf der Seite des unteren Siebs
1.
-
In Fig. 2 ist eine weitere Alternative der
erfindungsgemäßen Anordnung gezeigt. Dem Doppelsiebabschnitt geht, wie in
der Ausführungsform von Fig. 1, ein geradliniger Fourdrinier-
Siebabschnitt 1 voraus, und das obere Sieb 2 wird von oben
mittels einer Siebführungswalze 9 oben auf das untere Sieb 1
und die darauf liegende Bahn W geführt. Die Siebe 1 und 2
kommen auf der Oberfläche der Blattbildungswalze 3 mit
offener Oberfläche zusammen, auf der sie zusammen innerhalb eines
vorbestimmten Sektors α nach oben gebogen werden, wobei die
Bahn sich dazwischen befindet. Nach dem Verlassen des Umfangs
der Walze 3 am Ende des Sektors α sind sie schräg nach oben
entlang der Oberfläche eines Saugkastens 5 gerichtet, der
unmittelbar nach der Walze 3 folgt und an der unteren Kante der
Führungsfläche 7 in einer solchen Weise beginnt, daß kein
Zwischenraum zwischen der unteren Kante der Führungsfläche
und dem oberen Sieb gelassen wird. Die vordere Kante des
Saugkastens wirkt also als eine Verlängerung der
Führungsfläche
7 nach unten auf die Siebe 1, 2, z.B. in Form eines
ersten sich schräg erstreckenden Elements der Oberfläche des
Saugkastens. Die Oberfläche des Saugkastens 5 auf der Seite
des oberen Siebs steht in Kontakt mit dem oberen Sieb 2 durch
ihre sich schräg erstreckenden Stangen oder Blätter, die
Zwischenräume bilden, durch die die Entwässerung nach oben durch
das obere Sieb 2 mittels einer Saugeinrichtung, die mit dem
Saugkasten 5 verbunden ist, stattfinden kann. An der Stelle
des Saugkastens 5 wird der Pfad der Siebe vollständig durch
die geradlinige Siebführungsfläche dieses Saugkastens
geführt, und ein freier Raum verbleibt auf der Seite des
unteren Siebs. Das durch das obere Sieb 1 gepreßte Wasser wird
durch die ablenkende Wirkung der vorderen Kante eines
Saugkastens 4, der sich vor der Walze 6 befindet, entfernt.
-
Die Entwässerung ist immer noch recht mild und kann in
einfacher Weise an der oberen Entwässerungseinrichtung
gesteuert werden. Durch Einstellung des Sogs im oberen
Saugkasten 5 ist es auf diese Weise möglich, die Entwässerung nach
oben zu steuern, was es ermöglicht, Faserflocken zu
desintegrieren.
-
Der Saugkasten 5 ist in die gleiche Struktur wie die
gekrümmte Führungsfläche 7 integriert, die die Wand des
Saugkastens 5 bildet, die gegenüber der Oberfläche der Walze 3
angeordnet ist, die sich hinter dem Sektor α befindet. Eine
einfachere Konstruktion und eine etwas gekürzte Länge werden
durch diese Anordnung erreicht. Ferner wird der automatische
Austrittsspalt, der eine große Menge an Luft erfordert,
vermieden. Wie es auch in der Ausführungsform von Fig. 1 der
Fall ist, wird das in den offenen Bereichen der Walze 3
gesammelte Wasser durch die Zentrifugalkraft nach oben
geschleudert und durch die Führungsfläche 7 schließlich in den
Kanal 13 zwischen den Walzen 9 und 3 geführt.
-
Das Innere des Saugkastens 5 enthält eine Unterteilung
5c, die vom Saugkasten 5 einen Kanal 5d abteilt, der sich
entlang der ganzen Breite der Bahn zwischen der Unterteilung
5c und der rückwärtigen Wand 5e des Saugkasten erstreckt,
wobei er gegenüber der Richtung des Pfades der Siebe angeordnet
ist. Der Kanal 5d steht in seinem unteren Bereich in
Verbindung
mit den offenen Räumen zwischen den Stangen oder
Blättern auf der Siebführungsfläche und führt daher das durch
diese Zwischenräume gesammelte Wasser schräg nach oben. Die
Unterteilung 5c endet vor der oberen Wand des Saugkastens,
und das durch den Kanal 5d tretende Wasser wird nach hinten
in einen Raum 5f geführt, der durch die Wand, die die
Führungsfläche 7 bildet, die Unterteilung 5c und den oberhalb
der Siebführungsfläche des Saugkastens 5 liegenden Boden
begrenzt wird. Zwischen dem Boden des Raums 5f und der
Siebführungsfläche befindet sich ein Zwischenraum, in den das Wasser
zuerst zwischen den Stangen oder Blättern geführt wird, wobei
die Höhe dieses Zwischenraums in Richtung des Pfades der
Siebe zunimmt. Der Zwischenraum endet am unteren Ende des
Kanals 5d und setzt sich wie der Kanal fort, der mehr nach oben
gerichtet ist. Aus dem Raum 5f kann das Wasser durch eine
herkömmliche Einrichtung, die nicht gezeigt ist, abgezogen
werden.
-
Zwischen dem Saugkasten 5 und dem Kanal 13 befindet sich
ungefähr oberhalb des höchsten Punkts der Walze 3 eine
Brause, die die offenen Bereiche der Walze 3 wäscht. Das
Waschwasser wird durch die Zentrifugalkraft zusammen mit dem
von der Bahn abgezogenen Wasser in den Kanal 13 geschleudert.
-
Nach der Oberfläche des oberen Saugkastens befindet sich
ein geradliniger Saugkasten 4 auf der Seite des unteren Siebs
1, der den Verlauf der Siebe zur Walze 6 mit der glatten
Oberfläche führt, auf der der Verlauf der Silbe in die
entgegengesetzte Richtung (im Vergleich mit der Krümmung der Walze
3) gebogen wird. Das Wasser wird durch die Zentrifugalkraft
von der Walze 6 in den Kanal 12 geschleudert. Nach der Walze
6 befinden sich noch einige Saugkästen 4 auf der Seite des
unteren Siebs 1 und schließlich ein Übertragungssaugkasten
11, bei dem die Trennung der Siebe stattfindet und die
gebildete Bahn W auf dem unteren Sieb 1 verbleibt. Das obere Sieb
wird durch die Führungswalze 10 weiter zur oberen
Siebschleife geführt, die herkömmliche Einrichtungen zum Führen,
Waschen und Spannen des Siebs enthält.
-
Erfindungsgemäß wird eine bessere Bildung der gebildeten
Papierbahn erzielt, zu der die Aufwärtsentwässerung
wesentlich
beiträgt. Insbesondere im Fall von Papierqualitäten mit
einem Gewicht von mehr als 50 g/m² ist die Rolle der
Aufwärtsentwässerung wesentlich für die Verbesserung der
Bildung. Durch den auf der oberen Seite befindlichen und der
Blattbildungswalze folgenden Entwässerungskasten kann die
Aufwärtsentwässerung auf den gewünschten Grad eingestellt
werden, und noch auf der oberen Oberfläche vorhandene
Faserflocken können bei einer ausreichend niedrigen Konsistenz
durch Scherkräfte desintegriert werden. Indem ein im
wesentlichen geradliniger Verlauf der Siebe an dieser Stelle
bereitgestellt wird, wird die Entwässerung auch ausreichend
beruhigt.
-
Die Erfindung ist nicht nur auf die Ausführungsformen,
die in den Figuren gezeigt und in der Beschreibung erläutert
wurden, beschränkt, sondern sie kann innerhalb des
Schutzumfangs, der durch die beigefügten Ansprüche gegeben ist,
modifiziert werden. In bestimmten Fällen kann die Oberfläche der
oberen Siebentwässerungseinrichtung auch leicht gekrümmt
sein, wobei der Radius dieser Krümmung jedoch viele Male
größer als der der vorangehenden Blattbildungswalze ist.