DK152926B - Fremgangsmaade og aggregat til formning af en papirbane ved en papirmaskine - Google Patents

Description

- 1 -

DK 152926B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til dannelse af en papirbane i en langviremaskine samt et aggregat til udøvelse af fremgangsmåden.

Det er af yderste vigtighed for det færdige papirs 5 egenskaber, at dannelsen af papirbanen i maskinens våde del sker under kontrollerede betingelser.

Sædvanligvis sprøjtes papirstoffet fra indløbskassen i form af en fri stråle ud på viren, hvor papirstoffet afvandes, og en papirbane dannes. Dannelse af banen påvirkes 10 af flere forskellige,forstyrrende faktorer,såsom eksempelvis ufuldstændig dispersion af fibrene i papirstoffet, uensartet udstrømning fra indløbskassen, hastighedsforskel mellem papirstofstrålen og viren eller uensartet afvanding på grund af utilstrækkelige eller defekte afvandingsele-15 menter. Det er især vanskeligt at håndtere de to førstnævnte af disse problemer. Af geometrisk-mekaniske årsager har fibrene en tendens til at klumpe. Denne klumpningstendens accentueres med voksende fiberkoncentration og voksende fiberlængde. For at papir med god formering skal kunne 20 fremstilles, kræves en god dispergering i papirstoffet.

Dette kan opnås ved en meget lille fiberkoncentration, men noget sådant er oftest ikke attraktivt, fordi det indebærer håndtering af store strømningsmængder. En nedbrydning af fiberklumper kan også ske ved hjælp af en fin tur-25 bulens i papirstofstrømmen. Maskinfabrikanterne søger derfor i indløbskassen at skabe sådanne geometriske forhold, at der dannes fin turbulens af tilstrækkelig intensitet. Praktiske erfaringer viser imidlertid, at man herved havner i et dilemma. Den frembragte turbulens har ofte et 30 forholdsvis bredt spektrum, dvs. forholdsvis grov turbulens blandes med fin turbulens. Den fine turbulens klinger hurtigt ud, og derved sker der også en hurtig gen-klumpning. De større hvirvler, som er energirige, har en længere varighed og får ofte lejlighed til at følge strå-35 len ud af indløbskassen. For højt turbulensniveau i strålen fra indløbskassen medfører en ændring af strålens geometri, som oprindeligt er bestemt af indløbskassens slids. Tykkelsen af strålen udviser lokale variationer

DK 152926B

- 2 - i tiden og i slidsens bredde. Da det dannede arks gram-vægt afhænger af strålens tykkelse over viren, vil denne gramvægt således variere fra sted til sted i papirbanen.

De problemer, der er omtalt i det foregående, og 5 som ofte indebærer utilstrækkelig afklumpning af papirstof fet, fordi det nødvendige turbulensniveau ville give uacceptabel forstyrrelse af arkdannelsen på viren, er naturligvis mere alvorlige på en langviremaskine end på en dob-beltviremaskine. På sidstnævnte er den frie strålelængde 10 kort, og afvandingen sker hurtigt, således at tykkelses variationer i papirstoflaget ikke når at vokse i samme omfang som på en langviremaskine.

Afvanding på en langviremaskine, indtil de enkelte fibre er fikseret i en fiberbane, sker ved hjælp af forskellige 15 typer af afvandingselementer, såsom formeringsborde, regi stervalser, folier og sugekasser. Foruden den primære opgave at afvande massen har disse elementer fælles, at de i større eller mindre udstrækning indfører forstyrrelser i papirstoflaget. Som et eksempel herpå skal afvanding ved 20 hjælp af folier omtales. En foliestrimmel anbringes med en vis vinkel i forhold til viren, således at den danner et divergerende rum med viren i maskinretningen. Når viren med papirstoflaget glider frem over strimlen, dannes et undertryk i det divergerende rum, hvilket fremkalder af-25 vandingen. En større eller mindre del af vandet følger med viren på dennes underside til den næste foliestrimmel, ved hvis forkant vandet skrabes af. Denne afskrabning af vand giver anledning til en trykimpuls, som er rettet opad mod viren og den herpå liggende allerede dannede papirbane.

30 Størrelsen af trykimpulsen er en funktion af den afskrabede vandmængde, afskrabningsvinklen og virehastigheden. Af de allerede nævnte grunde forekommer der ofte en for papirdannelsen uacceptabel klumpningstiIstand i strømmen fra indløbskassen. Trykimpulserne, der dannes ved forkanten af 35 foliestrimlerne, introducerer rivespændinger i massen på viren, hvilke spændinger giver en positiv afklumpnings- - 3 -

DK 152926B

effekt på et tidligt trin af arkdannelsen. Denne effekt er imidlertid vanskelig at kontrollere, og for kraftige trykimpulser på et senere trin af arkdannelsen nedbryder de allerede etablerede fiberbindinger med en negativ virk-5 ning på arkdannelsen til følge.

Forskellige fremgangsmåder og konstruktioner til løsning af disse problemer er blevet foreslået. Det er eksempelvis kendt at anvende et mundstykke på indløbskassen med en øvre mundstykkelæbe, som strækker sig fremad over viren 10 i dennes bevægelsesretning og over et afvandingselement, der er anbragt under viren. Hensigten hermed er at etablere et til afvandingshastigheden således afpasset, konvergerende rum mellem overlæben og viren, at massens strømningshastighed kan holdes konstant i dette rum. Dette med-15 fører under størstedelen af afvandingsforløbet et af den forlængede overlæbe og viren veldefineret lag af papirstof, hvor hydrodynamiske forstyrrelser, som er fremkaldt i indløbskassen, ikke har mulighed for at udvikle sig.

Det konvergerende rum mellem den forlængede overlæbe og 20 viren kan være således formafgrænset, at den øvre læbe er stiv, og viren er understøttet af et afvandingselement, som giver viren en forudbestemt spænding. Afvandingselementet kan være en sugevalse eller en plan sugekasse, hvis udseende kan variere. Det åbne areal i sugekassens over-25 side kan være et hulmønster eller slidser, der strækker sig på tværs af maskinen. Alle sugekasser har fælles, at det åbne areal, henholdsvis mellemliggende vægpartier, er således arrangeret, at viren understøttes på en måde, der giver minimum af nedbøjning i sugeområderne. Sugekassen 30 kan være delt i sektioner med varierende vakuumniveauer.

Ved dette arrangement kan afvandingshastigheden styres, så den tilpasses det konvergerende rum. Som tidligere nævnt i forbindelse med folier giver en understøtning af viren under afvandingsfasen imidlertid anledning til, at 35 trykimpulser rettes opad mod viren og kan have en nedbrydende virkning på den dannede papirbane. Situationen forværres yderligere af, at det frembragte fibernetværk ikke påvirkes af stabiliserende sugekræfter over sugeområdets

DK 152926B

- 4 -

Formålet med den foreliggende opfindelse er at eliminere i videst muligt omfang de nævnte ulemper i forbindelse med papirbanens dannelse.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at papirbanen 5 formes i et rum mellem en fra mundstykket udstikkende, bøjelig overlæbe og en del af viren, hvorved i det mindste afslutningen af formningen sker mellem den bøjelige overlæbe og det uunderstøttede parti af viren, medens samtidig afvanding af papirstoffet finder sted gennem den 10 nævnte del af viren ved hjælp af undertryk, og at det for afvanding opretholdte undertryk bibeholdes uændret efter formningen, medens papirbanen befinder sig på det uunderstøttede parti af viren.

På grund af, at i det mindste den sidste del af papir-15 banedannelsen finder sted i et rum mellem en bøjelig overlæbe og en uunderstøttet del af viren, dæmpes de hydrodynamisk^ forstyrrelser, hvilket medfører, at papirbanens gramvægt kan holdes jævnere. Det konvergerende formningsrum tilpasser sig automatisk til afvandingens fremadskriden.

20 Papirstofkoncentrationen i indløbskassen kan forøges, uden at formningsforløbet påvirkes. Dette er især fordelagtigt ved fremstilling af papir med stor masse. Afvandingen sker ved hjælp af vakuum på undersiden af den uunderstøttede del af viren under formningen. Da denne viredel strækker sig 25 forbi den bøjelige overlæbe med uændret vakuum, opstår der ingen forstyrrelser i papirbanen, når den forlader form-rummet. Den væskefilm, som dannes mellem den bøjelige overlæbe og banen, suges ned i banen, så snart denne forlader formrummet. Foruden den uforstyrrede banedannelse 30 medfører opfindelsen også stor afvandingskapacitet. Dette medfører, at virepartiet i papirmaskinen kan afkortes.

Opfindelsen kan også udnyttes ved fremstilling af flerlagspapir, hvor papirstof overføres til viren gennem to eller flere mundstykker, hvorhos der hensigtsmæssigt fin-35 des en bøjelig overlæbe ved oversiden af hvert mundstykke, idet overlæben for et højereliggende lag strækker sig forbi overlæben for et lavereliggende lag i baneretningen.

DK 152926 B

- 5 -

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med nogle på tegningen viste udførelsesformer, idet fig. 1-3 viser snit gennem tre udførelsesformer 5 for anordningen, fig, 4 en udførelsesform til fremstilling af flerlagspapir, og fig, 5 endnu en udføreisesform for anordningen.

Fig, 1 viser et mundstykke 1 på en ikke vist indløbs-10 kasse. Papirstoffet 2 udtømmes gennem mundstykket på en vire 3> som er ført over en brystrulle 4. En bøjelig overlæbe 5 strækker sig fra oversiden af mundstykket og er fastgjort til dette ved hjælp af et fastgørelsesorgan 6, Mundstykkeåbningen kan reguleres ved hjælp af et ind-15 stillingsorgan 7. Mundstykket 1 er således orienteret, at der dannes en lille vinkel mellem papirstofstrålen og viren, hvilken vinkel foretrukket er mindre end 15°.

Mellem den bøjelige overlæbe 5 og viren fremkommer et formrum 8 for papirbanen. Under dette rum 8 er anbragt en 20 sugekasse 9» der strækker sig i hele papirbanens bredde og er åben i oversiden, således at viren passerer over sugekassen uden understøtning. Sugekassen og den uunderstøt-tede viredel strækker sig forbi overlæben 5 over en afstand, der er mindst 10% af formrummets længde.

25 På grund af vakuum i sugekassen afvandes papirstoffet hurtigt i formrummet. Undertrykket i kassen bør være 0,2 - 1,0 m vandsøjle, hensigtsmæssigt omkring 0,5 m: vandsøjle.

Gennem den kontrollerede formning af papirbanen i 30 rummet mellem den bøjelige overlæbe og den uunderstøttede viredel kan koncentrationen i indløbskassen holdes inden for 0,1 - 1,0%, foretrukket 0,3 - 0,8%, ved fremstilling af papir med lille gramvægt, og inden for 1,Z - 2,0%, foretrukket 1,3 - 1,7%, ved fremstilling af masseark.

35 Den i fig. 1 viste overlæbe 5 har en glat underside.

For at øge mikroturbulensen i papirstoffet først i formrummet kan undersiden af overlæben forsynes med uregelmæssig-

DK 152926B

- 6 - heder 10 som vist i fig. 2, hvilket introducerer forskydningskræfter i strålen. Disse kræfter har en afklump-nings-effekt og fremmer derved arkdannelsen. Ved den i fig. 2 viste udførelsesform er overlæben 5 fastgjort på 5 en sådan måde, at den kan udskiftes let og hurtigt.

Fig. 3 viser en udførelsesform, hvor den bøjelige overlæbe 5 langs den fastgjorte kant er forsynet med en fortykkelse 11, der passer i en rille 12 i fastgørelsesorganet 6. Denne rille 12 strækker sig i hele mundstykkets 10 bredde og forenkler udskiftning af overlæben 5.

Fig. 4 viser en udførelsesform til fremstilling af flerlagspapir. Indløbskassen 13 er forsynet med tre kamre 13a,b og c med hver sit mundstykke la,b og c. Hvert mundstykke har en bøjelig overlæbe 5a,b og c. Den nederste 15 overlæbe 5a strækker sig noget ud over den uunderstøttede del af viren 3. Den mellemste overlæbe 5b strækker sig noget længere, medens den øverste overlæbe 5c strækker sig længst ud over viren. Ved fremstilling af papir med andre lagantal udformes anordningen i overensstemmelse hermed.

20 Fig. 5 viser endnu en udførelsesform, hvor, som ved den i fig. 2 viste, en forøget mikroturbulens i papirstoffet først i formrummet er opnået. Ved denne udførelsesform er et antal afvandingsstrimler 14 anbragt under viren i begyndelsen af sugeområdet. Virkningen af strimlerne 14 25 er, at de introducerer hydrodynamiske forskydningsfelter i strålen nær viren. Dette har en afklumpende virkning på papirstoffet. Samtidig løsnes det allerede dannede fibernetværk, hvilket letter den fortsatte afvanding. Herudover svarer denne udførelsesform til den i fig. 1 viste.

Claims (11)

1. Fremgangsmåde til formning af en papirbane i en langviremaskine, hvor pulpen (2) sprøjtes gennem et mundstykke (1) ud på viren (3), idet papirbanen i det mindste delvist formes på et uunderstøttet parti af viren(3)ved afvanding af pulpen ve< 5 hjælp af et undertryk, kendetegnet ved, at papirbanen formes i et rum (8) mellem en fra mundstykket (1) udstikkende, bøjelig overlæbe 5 og en del af viren (3), hvorved i det mindste afslutningen af formningen sker mellem den bøjelige overlæbe (5) og det uunderstøttede parti af viren (3), medens sam-10 tidig afvanding af papirstoffet finder sted gennem den nævnte del af viren ved hjælp af undertryk, og at det forafvanding opretholdte undertryk bibeholdes uændret efter formningen, medens papirbanen befinder sig på det uunderstøttede parti af viren.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at papirbanen formes i sin helhed i rummet (8) mellem den bøjelige overlæbe (5) og en uunderstøttet del af viren (3).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at pulpen afvandes i formrummet (8) på en sådan 20 måde, at der ikke findes nogen fri væskeoverflade på papirbanen, når denne forlader formrummet (8).

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at pulpen bibringes mikroturbulens i begyndelsen af formningen. DK 152926B - 8 -

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at en papirbane omfattende flere lag dannes ved, at pulp på i og for sig kendt måde sprøjtes ud gennem i baneretningen efter hinanden følgende mundstykker (la,b,c), 5 og at lagene formes et på et oven på hinanden mellem hver sin bøjelige overlæbe (5a,b,c) og den del af viren (3), som er uunderstøttet i det mindste ved afslutningen af formningen.

6. Aggregat til formning af en papirbane i en lang-viremaskine i overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge krav 10. og omfattende en indløbskasse med et mundstykke (1) til udsprøjtning af pulp (2) på viren (3), idet viren har et uunderstøttet parti, på hvilket papirbanen i det mindste delvist formes samt en opad åben sugekasse (9) anbragt under det uun-derstøttede parti af viren (3) for afvanding af pulpen,k e n- 15 det egnet ved, at rummet (8), hvori papirbanen formes, afgrænses af en bøjelig overlæbe (5), der strækker sig frem fra mundstykkets (1) overside, og viren (3),idet i det mindste enden af formrummet (8) begrænses af den bøjelige overlæbe (5) og det uunderstøttede parti af viren, samt at det uunderstøttede 20 parti af viren (3) strækker sig et stykke forbi den bøjelige læbe (5) regnet i virens (3) bevægelsesretning.

7. Aggregat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at længden af det uunderstøttede parti af viren (3), som strækker sig et stykke forbi overlæben (5) er mindst 10% 25 af formrummets (8) længde.

8. Aggregat ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at den bøjelige overlæbe (5) har en glat underside.

9. Aggregat ifølge krav 6 eller 7, kendete g- 30 net ved, at den bøjelige overlæbes (5) underside ved begyndelsen af formrummet (8) er forsynet med uregelmæssigheder (10).

10. Aggregat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at afvandingsribber (14) er anbragt under viren i be- 35 gyndelsen af formrummet (8). - 9 -

11. Aggregat ifølge krav 6-10, kendetegnet ved, at flere mundstykker (la,b,c) er anbragt efter hinanden i baneretningen til formning af flerlagspapir på i og for sig kendt måde, og at hvert mundstykke (la,b,c) 5 er forsynet med en bøjelig overlæbe (5a,b,c) på en sådan måde, at overlæben for et højere papirlag strækker sig længere end overlæben for det underliggende lag og afgrænser formrum med det parti af viren (3), som er uunderstøttet i det mindste ved enden af formrummet (8).