EP0403577B1 - Doppelsieb-former und verfahren zur herstellung einer faserstoffbahn - Google Patents

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EP0403577B1
EP0403577B1 EP89905672A EP89905672A EP0403577B1 EP 0403577 B1 EP0403577 B1 EP 0403577B1 EP 89905672 A EP89905672 A EP 89905672A EP 89905672 A EP89905672 A EP 89905672A EP 0403577 B1 EP0403577 B1 EP 0403577B1
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EP
European Patent Office
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wire
twin
roll
zone
suction
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP89905672A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0403577A1 (de
Inventor
Wilfried Kraft
Rudolf BÜCK
Albrecht Meinecke
Werner Kade
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JM Voith GmbH
Original Assignee
JM Voith GmbH
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Publication date
Application filed by JM Voith GmbH filed Critical JM Voith GmbH
Priority to AT89905672T priority Critical patent/ATE85659T1/de
Publication of EP0403577A1 publication Critical patent/EP0403577A1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F9/00—Complete machines for making continuous webs of paper
    • D21F9/003—Complete machines for making continuous webs of paper of the twin-wire type

Definitions

  • the invention relates to a twin-wire former for producing a fibrous web, in particular paper web, in particular with the features specified in the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for producing a fibrous web by means of such a twin wire former.
  • a twin-wire former is known under the name "Bel Baie III” (Preprints “B”, 74th Annual Meeting, Technical Section, Canadian Pulp and Paper Association, p. B286-B289), see also FR-A-2131765. It essentially has the following structure: Two breast rollers guide two sieve belts from bottom to top in an essentially vertical twin-wire zone. The two screens converge towards one another in the area of a curved stationary support device which is arranged directly above one of the two breast rollers. A headbox arranged below the breast rollers conveys a stream of material into the inlet gap formed by the two screens. The material jet then forms a fibrous web in the twin-wire zone.
  • the screen guide surface of the stationary support device has water discharge openings, at least some of which can be connected to a vacuum source.
  • a forming roller designed as a suction roller is arranged behind the curved support device in the direction of wire travel. This forming roller and the curved support device are both within the same screen loop.
  • At least one deflector is arranged in the other sieve loop for removing the water which has penetrated through the mesh of the sieve in the region of the curved support device.
  • the known arrangement has the following special features: the forming roller and the stationary support device lie in the loop of the second screen.
  • the two screens separate in the upper area of the circumference of the forming roller. This is done in that the drainage point of the first screen lies in the web running direction before the drainage point of the second screen.
  • the second screen then runs together with the fibrous web formed over a screen suction roll, where additional dewatering is to take place, and to the usual take-off point.
  • the formation of the fibrous web should start as gently as possible despite the high working speed. Due to the simultaneous dewatering on both sides, the fibrous web formed, preferably paper web, should have the same possible properties on both sides (ie low two-sidedness). At the same time, the paper quality is to be increased by the fact that as little fiber and fillers as possible are lost during dewatering (ie the highest possible retention).
  • twin-wire zone is curved in only one direction. This means that there is no counter-curvature, e.g. is present in the S-shaped curved twin-wire zone of FIG. 2 of US Pat. No. 3,876,499. This creates the risk of a certain two-sidedness of the finished paper web; i.e. that the finished paper web does not have the same properties on both sides to the required extent.
  • twin-wire former Another disadvantage of the known twin-wire former is that the separation of the two wires takes place before the wire suction roll, that is, at a point where the paper web formed still has a relatively low dry content.
  • the first screen when separated from the paper web, tends to forcefully remove many fibers from the paper web that is formed (and continues with the second screen). This in turn affects the quality of the finished paper web.
  • the invention is based on the task to improve the known twin-wire former so that the web formation - despite the highest possible working speed - at the beginning of Double sieve zone can take place even more gently than before in order to achieve the highest possible retention and to counter the risk of pinholes.
  • the aim is to eliminate the risk of perforated shadow marking on the forming roller.
  • the fibrous web should have a higher dry content than previously, in order to counteract the risk of fibers being torn out of the fibrous web.
  • twin-wire former according to the invention that the curved stationary support device and the forming roller are no longer arranged in the loop of the second but the first wire and that the twin-wire zone also extends over the wire suction roll, preferably from the periphery of the wire suction roll about half of both seven is wrapped.
  • Another essential feature of the twin-wire former according to the invention is the water storage volume of the jacket of the forming roller which is increased many times over. As is known per se (DE-PS 32 10 320), this is achieved in that an additional grid-shaped outer jacket is arranged on the perforated roller body, preferably in the form of a honeycomb cover.
  • the zone of the main drainage ie the zone of web formation, in which part of the fiber material is still in the form of a suspension
  • the drainage on the curved stationary support device can start much more slowly than before.
  • This can be controlled according to claim 8 by varying the negative pressure in the stationary support device and or by varying the tension of the sieves. (Result: higher retention, no or much fewer pinholes as before).
  • the formation of the web is then continued - due to the smaller radius of curvature of the forming roller - in its wrapping zone with a much higher intensity than before, so that the web formation is completed at the latest at the end of the wrapping zone.
  • This can in turn be controlled according to claim 8 by the measures already mentioned above and additionally by varying the negative pressure in the forming roller.
  • the greatly increased water storage capacity of the forming roller is important. This not only significantly increases their drainage performance, but also completely eliminates the risk of the shadow shadow marking occurring in the paper web.
  • the forming roller is arranged in the same screen loop as the stationary support device and immediately behind it, and that at least one deflector is provided in the other screen loop in the area of the stationary support device for bundled water removal.
  • the first-mentioned feature saves a lot of space, in particular in view of the fact that in many cases a deflector (with a large supporting body cross section) must be arranged in the other sieve loop exactly where the sieves have left the stationary support device. If one also wanted to arrange the forming roller in the other wire loop, then a very large distance from the stationary support device would have to be kept (in order not to collide with the deflector). The result would be: increased space requirements and a long unsupported wire run with the risk of disturbed web formation.
  • twin-wire former results from the fact that the majority of the suction zone on the wire suction roll is covered not only by one wire, but by two wires: this significantly reduces the noise
  • the twin-wire zone now has an S-shaped course. This counteracts the risk of a certain two-sidedness of the finished paper web; i.e. it is possible to ensure the same properties on both sides of the paper web with greater certainty than before.
  • twin wire former (under the name “Papriformer”) is already known, in which two suction rolls in an S-shaped twin wire zone are connected in series.
  • Papriformer a twin wire former
  • other essential features of the twin-wire former according to the invention are missing, in particular the curved stationary support device provided at the beginning of the twin-wire zone and the substantially increased water storage capacity of the first suction roller (same as forming roller) (achieved by the additional lattice-shaped outer jacket mentioned).
  • a twin-wire former is known, which is formed in that a top wire is placed on a conventional wire. The material is fed from top to bottom.
  • a stationary curved support device is arranged one after the other, further dewatering elements behind it and finally a forming roller.
  • the twin-wire zone according to FIG. 1 is then curved in the other direction by a second forming roller arranged in the lower wire.
  • Both forming rollers can be designed as suction rollers.
  • the second forming roller is wrapped only about one eighth of its circumference by the two wire belts. Behind the second forming roller both sieve belts run over some suction boxes.
  • the top wire separates from the paper web now formed and from the bottom wire. The latter guides the paper web over at least one further suction box and over a sieve suction roll to a take-off point.
  • the stationary support device of the US-PS has a relatively large and the first forming roller a relatively small radius of curvature. This in turn is intended to ensure that the formation of the fibrous web begins as gently as possible. After that, i.e. in the area of the smaller radius of curvature, the drainage is then forced. According to column 4, the dryness behind the second forming roller is "at least 1.5%". From this relatively low value it can be concluded that in the area between the two forming rolls, ie where the curvature is reversed, part of the fiber material is still in the form of a suspension; i.e. part of the fiber is still floating in the water. This has a very unfavorable effect on the further formation of the fibrous web.
  • Another disadvantage of the known construction is the fact that the arrangement of the aforementioned suction boxes in the manner of a conventional fourdrinier wire takes up a lot of space.
  • the design according to the invention takes up much less space. This is achieved on the one hand by the fact that the forming roller is arranged directly (ie at a very short distance) behind the stationary support device and on the other hand that after the formation of the web, the further dewatering takes place exclusively on the sieve suction roller wrapped by the two sieves.
  • FIG. 1 shows a headbox 10, two endless sieve belts, namely a first sieve 11 and a second sieve 12, each of which is guided into a twin-wire zone by means of a breast roller 13 and 14.
  • the two screens 11 and 12 first run over a curved stationary support device 15 (with a very large radius of curvature) and immediately afterwards over a forming roller 16 (with a relatively small radius of curvature).
  • These two elements 15 and 16 as well as a suction box 17, which can also be designed as a deflector, are all located within the loop of the first screen 11. Then the two screens run over a screen suction roller 18 located in the loop of the second screen 12.
  • twin-wire former is shown in a preferred arrangement, in which the outflow direction of the headbox 10 and the direction of the wires 11 and 12 run approximately vertically from bottom to top in the initial region of the twin-wire zone.
  • other arrangements are also possible (see Figure 3).
  • the curved stationary support device 15 can be divided into two separate drainage boxes 15a and 15b. Each of these boxes has a curved screen guide surface formed from different strips 25. There are slots 26 between the strips, through which part of the water is removed.
  • the lower drainage box 15a can be divided into a lower and an upper area by means of an intermediate wall 45, only the upper area having a suction connection 46 which leads to a vacuum source V.
  • the upper drainage box 15b is formed uniformly as a suction box. Lateral water outlets are labeled 47. The distance A between the upper end of the upper drainage box 15b and the point where the screens 11, 12 run onto the forming roller is relatively small. Furthermore, it can be seen from FIG.
  • a honeycomb cover 27 is arranged on the roller body 16a of the forming roller 16 and is composed of upright strips or bleaching strips. This honeycomb cover forms an additional lattice-shaped outer jacket that has large-volume cells that are open in the radial direction; that is, these cells are open to both the screen 11 and the bores of the roller body 16a.
  • a fabric jacket is arranged on the surface of the honeycomb train 27, in the form of a coarse-mesh screen fabric 28.
  • the thickness d of the material jet leaving the headbox 10 and the distance a between the two screens 11 and 12 are exaggerated.
  • the end of the zone in which the two sieves converge can, for example, be approximately in the middle of the looping zone of the forming roller 16, as is shown only by way of example in FIG. 2.
  • the end of the sieve convergence is symbolically represented there by the point E; there the dry matter content of the paper web has reached approximately 8%.
  • Deflectors 29, 30, 31 serve to strip off water which has penetrated through the mesh of the second sieve 12.
  • a deflector 29 is arranged where the two sieves 11 and 12 are unsupported from the lower (15a) to the upper (15b) drainage box to run.
  • Another deflector 31 is arranged where the two screens 11 and 12 run unsupported from the upper dewatering box 15b to the dewatering roller 16.
  • Another deflector 30 can be arranged in the lower region of the lower drainage box 15a.
  • the deflectors are important in order to remove the water penetrating through the mesh of the second sieve 12 as early as possible in the initial region of the double sieve zone, so that the subsequent dewatering through the second sieve 12 can take place unhindered.
  • the deflectors bundle the water, ie remove it in the form of water jets that are as compact as possible. This counteracts the tendency that (at the desired very high working speed, order of magnitude approx. 1500 m / min).
  • the deflectors 29, 30, 31 are pivotally mounted and can therefore be more or less attached to the second screen 12 can be employed.
  • the water thrown off in the looping zone of the forming roller 16 is collected and removed by means of a deflection plate 50.
  • the screen suction roller 18 has at least two suction zones 18a and 18b.
  • a first large suction zone 18a is located in the area which is surrounded by two screens 11 and 12.
  • a smaller suction zone 18b in which a generally higher vacuum is set, is located behind the point where the first screen 11, guided by one of the screen guide rollers 21, stands out from the paper web 9 formed.
  • the entire suction device can also be divided into three suction zones. Scrapers that remove water and any material particles from the rollers 13, 14 and 21 are designated 33, 34 and 41 in FIG.
  • FIGS. 1 and 2 in which the screens 11, 12 run essentially from bottom to top in the web formation zone, is preferred for various reasons: the stock feed to the headbox 10 is much simpler than e.g. in the arrangement according to US Pat. No. 3,876,499.
  • the water emerging from the sieves 11 and 12
  • the stationary support device 15 the water (emerging from the sieves 11 and 12) is initially discharged in a predominantly horizontal direction relatively evenly on both sides. This reinforces the tendency towards a high uniformity of the initial web formation on the two screens and thus towards a uniformity of the paper properties on the top and bottom.
  • the invention can also be implemented with predominantly horizontal guidance of the screens 11 ', 12' in the web formation zone.
  • the first sieve 11 ' can here as “Upper sieve” and the second sieve 12 'are referred to as “lower sieve”.
  • the stationary support device 15 ' is provided with a (known per se) water lifting device 48.
  • the wrapping zone and thus also the suction zone 16b
  • the elements of Figure 3 are essentially the same as those of Figures 1 and 2 and therefore provided with the same reference numerals.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Doppelsieb-Former zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papierbahn, im einzelnen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn mittels eines derartigen Doppelsieb-Formers.
  • Bekannt ist ein Doppelsieb-Former unter der Bezeichnung "Bel Baie III" (Preprints "B", 74th Annual Meeting, Technical Section, Canadian Pulp and Paper Association, p. B286-B289) siehe auch FR-A-2131765. Er hat im wesentlichen den folgenden Aufbau: Zwei Brustwalzen führen zwei Siebbänder von unten nach oben in eine im wesentlichen vertikale Doppelsiebzone. Die beiden Siebe konvergieren zueinander im Bereich einer gekrümmten stationären Stützvorrichtung, die unmittelbar oberhalb einer der beiden Brustwalzen angeordnet ist. Ein unterhalb der Brustwalzen angeordneter Stoffauflauf fördert einen Stoffstrahl in den von den zwei Sieben gebildeten Einlaufspalt hinein. Aus dem Stoffstrahl bildet sich sodann in der Doppelsiebzone eine Faserstoffbahn. (Dies erfolgt bekanntlich durch Entfernen des überwiegenden Teils des Stoffwassers, hauptsächlich aufgrund der Spannung der Siebe und des gekrümmten Verlaufes der Doppelsiebzone). Die Siebführungsfläche der stationären Stützvorrichtung hat Wasserabführöffnungen, von denen wenigstens ein Teil an eine Unterdruckquelle anschließbar ist. In Sieblaufrichtung hinter der gekrümmten Stützvorrichtung ist eine als Saugwalze ausgebildete Formierwalze angeordnet. Diese Formierwalze und die gekrümmte Stützvorrichtung liegen beide innerhalb der gleichen Siebschlaufe. In der anderen Siebschlaufe ist zum Abführen des Wassers, das im Bereich der gekrümmten Stützvorrichtung durch die Maschen des Siebes gedrungen ist, wenigtens ein Deflektor angeordnet.
  • Die bekannte Anordnung hat die folgenden Besonderheiten: Die Formierwalze und die stationäre Stützvorrichtung liegen in der Schlaufe des zweiten Siebes. Außerdem trennen sich die beiden Siebe im oberen Bereich des Umfanges der Formierwalze. Dies erfolgt dadurch, daß die Ablaufstelle des ersten Siebes in Bahnlaufrichtung vor der Ablaufstelle des zweiten Siebes liegt. Das zweite Sieb läuft sodann zusammen mit der gebildeten Faserstoffbahn über eine Siebsaugwalze, an der eine zusätzliche Entwässerung stattfinden soll, und zu der üblichen Abnahmestelle.
  • Bei der bekannten Anordnung versucht man schon folgendes zu erreichen: Durch die am Anfang der Doppelsiebzone angeordnete stationäre Stützvorrichtung mit sehr großem Krümmungsradius soll die Bildung der Faserstoffbahn trotz hoher Arbeitsgeschwindigkeit möglichst sanft einsetzen. Durch die gleichzeitige Entwässerung nach beiden Seiten hin soll die gebildete Faserstoffbahn, vorzugsweise Papierbahn, auf beiden Seiten möglichst gleiche Eigenschaften erhalten (d.h. geringe Zweiseitigkeit). Gleichzeitig soll die Papier-Qualität dadurch erhöht werden, daß bei der Entwässerung möglichst wenig Faser- und Füllstoffe verlorengehen (d.h. möglichst hohe Retention). Probleme treten aber bei diesem bekannten Doppelsieb-Former dadurch auf, daß das "zweite" Sieb an der Umschlingungszone der Formierwalze unmittelbar mit dem Saugwalzen-Mantel der Formierwalze in Kontakt kommt, der in der üblichen Weise perforiert ist. Hierdurch besteht die Gefahr, daß die Perforation des Saugwalzen-Mantels in der Papierbahn eine sogenannte Lochschatten-Markierung erzeugt. Diese mindert die Qualität der fertigen Papierbahn.. Zwar könnte man dieser Gefahr dadurch begegnen, daß man die Entwässerung und Bahnbildung im Anfangsbereich der Doppelsiebzone, also vor der Formierwalze, derart forciert, daß die Bahnbildung beim Erreichen der Formierwalze schon zumindest weitgehend abgeschlossen ist. Dieses Forcieren der Entwässerung an der stationären Stützvorrichtung würde aber die Gefahr geringerer Retention und außerdem das Entstehen sogenannter Nadellöcher in der Papierbahn verursachen, insbesondere bei relativ dünnen Papiersorten. Derartige Nadellbcher entstehen vermutlich dadurch, daß die Entwässerungsgeschwindigkeit an einzelnen Stellen der Papierbahn Überdurchschnittlich hoch ist.
  • Ferner ist darauf hinzuweisen, daß die Doppelsiebzone nur in einer einzigen Richtung gekrümmt ist. D.h., es fehlt eine Gegenkrümmung , wie sie z.B. in der s-förmig gekrümmten Doppelsiebzone der Fig. 2 der US-PS 3,876,499 vorhanden ist. Hierdurch besteht die Gefahr einer gewissen Zweiseitigkeit der fertigen Papierbahn; d.h. daß die fertige Papierbahn nicht in dem geforderten Maße gleiche Eigenschaften auf beiden Seiten erhält.
  • Ein weiterer Nachteil des bekannten Doppelsieb-Formers ist darin zu sehen, daß die Trennung der beiden Siebe schon vor der Siebsaugwalze stattfindet, also an einer Stelle, wo die gebildete Papierbahn noch einen relativ geringen Trockengehalt hat. Hierdurch werden durch das erste Sieb bei der Trennung von der Papierbahn vehältnismäßig viele Fasern aus der gebildeten (und mit dem zweite Sieb weiterlaufenden) Papierbahn herausgerissen. Dies beeinträchtigt wiederum die Qüalität der fertigen Papierbahn.
  • Der Erfindung liegt die.Aufgabe zugrunde, den bekannten Doppelsieb-Former dahingehend zu verbessern, daß die Bahnbildung - trotz möglichst hoher Arbeitsgeschwindigkeit - am Anfang der Doppelsiebzone noch schonender als bisher stattfinden kann, um eine möglichst hohe Retention zu erzielen und um der Gefahr des Entstehens von Nadellöchern zu begegnen. Gleichzeitig soll erreicht werden, daß an der Formierwalze die Gefahr des Entstehens von Lochschatten-Markierung beseitigt ist. Schließlich soll die Faserstoffbahn beim Erreichen der Trennstelle der beiden Siebe einen höheren Trockengehalt als bisher aufweisen, um hierdurch der Gefahr des Herausreißens von Fasern aus der Faserstoffbahn zu begegnen.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist es für den erfindungsgemäßen Doppelsieb-Former charakteristisch, daß die gekrümmte stationäre Stützvorrichtung und die Formierwalze nicht mehr in der Schlaufe des zweiten, sondern des ersten Siebes angeordnet sind und daß sich die Doppelsiebzone zusätzlich über die Siebsaugwalze erstreckt, wobei vom Umfang der Siebsaugwalze vorzugsweise etwa die Hälfte von beiden Sieben umschlungen ist. Ein weiteres wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Doppelsieb-Formers ist das um ein Vielfaches vergrößerte Wasser-Speichervolumen des Mantels der Formierwalze. Dieses wird, wie an sich bekannt (DE-PS 32 10 320), dadurch erreicht, daß auf dem perforierten Walzenkörper ein zusätzlicher gitterförmiger Außenmantel angeordnet ist, vorzugsweise in Form eines Wabenbezuges.
  • Durch die Kombination dieser Merkmale mit der nach wie vor vorhandenen stationären gekrümmten Stützvorrichtung wird erreicht, daß die Zone der Hauptentwässerung (d.h. die Zone der Bahnbildung, in der ein Teil des Fasermaterials noch in Form einer Suspension vorliegt) von der gekrümmten stationären Stützvorrichtung bis weit in die Umschlingungszone an der Formierwalze hinein verlängert werden kann. Mit anderen Worten: An der gekrümmten stationären Stützvorrichtung kann die Entwässerung noch viel langsamer als bisher einsetzen. Dies kann gemäß Anspruch 8 gesteuert werden durch Variieren des Unterdrucks in der stationären Stützvorrichtung und oder durch Variieren der Spannung der Siebe. (Ergebnis: Höhere Retention, keine oder viel weniger Nadellöcher als bisher). Die Bahnbildung wird dann - durch den kleineren Krümmungsradius der Formierwalze - in deren Umschlingungszone mit wesentlich höherer Intensität als vorher fortgesetzt, so daß die Bahnbildung spätestens am Ende der Umschlingungszone abgeschlossen ist. Dies kann wiederum gemäß Anspruch 8 gesteuert werden durch die oben schon erwähnten Maßnahmen und zusätzlich durch Variieren des Unterdruckes in der Formierwalze. In diesem Zusammenhang ist wichtig das stark vergrößerte Wasser-Speichervermögen der Formierwalze. Dieses erhöht nicht nur beträchtlich deren Entwässerungsleistung, sondern beseitigt auch vollkommen die Gefahr des Entstehens der Lochschatten-Markierung in der Papierbahn.
  • Schließlich findet im Endbereich der Doppelsiebzone, nämlich an der Siebsaugwalze, die weitere Entwässerung der fertig formierten Papierbahn statt. Dank der sehr langen Unschlingungszone der Siebsaugwalze kann hierbei ein wesentlich höherer Trockengehalt der Papierbahn erzielt werden als bei der bekannten Bauweise. Somit werden an der Trennstelle der beiden Siebe viel weniger Fasern aus der Papierbahn herausgerissen als bisher.
  • Wichtig ist die Beibehaltung der Merkmale, daß die Formierwalze in der gleichen Siebschlaufe wie die stationäre Stützvorrichtung und unmittelbar hinter dieser angeordnet ist, und daß in der anderen Siebschlaufe im Bereich der stationären Stützvorrichtung zur gebündelten Wasserabfuhr wenigstens ein Deflektor vorgesehen ist. Durch das zuerst genannte Merkmal wird viel Platz gespart, insbesondere in Hinblick darauf, daß in vielen Fällen in der anderen Siebschlaufe ein Deflektor (mit großem Tragkörper-Querschnitt) gerade dort angeordnet werden muß, wo die Siebe die stationäre Stützvorrichtung verlassen haben. Wollte man die Formierwalze ebenfalls in der anderen Siebschlaufe anordnen, dann müßte (um nicht mit dem Deflektor zu kollidieren) ein sehr großer Abstand von der stationären Stützvorrichtung eingehalten werden. Das Resultat wäre: Vermehrter Platzbedarf und eine lange ungestützte Sieblaufstrecke mit der Gefahr gestörter Bahnbildung.
  • Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Doppelsieb-Formers ergibt sich aus der Tatsache, daß an der Siebsaugwalze der größte Teil der Saugzone nicht nur von einem Sieb, sondern von zwei Sieben abgedeckt ist: Hierdurch ist die Geräuschentwicklung wesentlich reduziert
  • Abweichend von der bekannten Bauweise hat die Doppelsiebzone nunmehr einen s-förmigen Verlauf. Hierdurch wird der Gefahr einer gewissen Zweiseitigkeit der fertigen Papierbahn begegnet; d.h. man kann mit größerer Sicherheit als bisher für gleiche Eigenschaften auf beiden Seiten der Papierbahn sorgen.
  • Aus der Zeitschrift "Pulp & Paper" Sept. 1982 (Seiten 130-139, insbes. S. 133 und 136) ist zwar schon ein Doppelsiebformer (unter der Bezeichnung "Papriformer") bekannt, bei dem zwei Saugwalzen in einer s-förmigen Doppelsiebzone hintereinandergeschaltet sind. Dort fehlen aber andere wesentliche Merkmale des erfindungsgemäßen Doppelsieb-Formers, insbesondere die am Anfang der Doppelsiebzone vorgesehene gekrümmte stationäre Stützvorrichtung sowie das (durch den genannten zusätzlichen gitterförmigen Außenmantel erzielte) wesentlich erhöhte Wasser-Speichervermögen der ersten Saugwalze (gleich Formierwalze).
  • Aus der US-PS 3,876,499 ist ein Doppelsieb-Former bekannt, der dadurch gebildet ist, daß auf ein herkömmliches Langsieb ein Obersieb aufgesetzt ist. Die Stoffzuführung erfolgt von oben nach unten. In dem (von oben nach unten verlaufenden) Anfangsbereich der Doppelsiebzone sind nacheinander eine stationäre gekrümmte Stützvorrichtung, dahinter weitere Entwässerungselemente und schließlich eine Formierwalze angeordnet. Danach wird die Doppelsiebzone gemäß Figur 1 durch eine im Untersieb angeordnete zweite Formierwalze in die andere Richtung gekrümmt Beide Formierwalzen können als Saugwalzen ausgebildet sein. Die zweite Formierwalze ist nur ungefähr auf einem Achtel ihres Umfanges von den beiden Siebbändern umschlungen. Hinter der zweiten Formierwalze laufen beide Siebbänder über einige Saugkästen. An einem der Saugkästen trennt sich das Obersieb von der nun gebildeten Papierbahn und vom Untersieb. Das letztere führt die Papierbahn über wenigstens einen weiteren Saugkasten und über eine Siebsaugwalze zu einer Abnahmestelle.
  • Die stationäre Stützvorrichtung der US-PS hat einen relativ großen und die erste Formierwalze einen relativ kleinen Krümmungsradius. Hierdurch will man wiederum erreichen, daß die Bildung der Faserstoffbahn möglichst sanft beginnt. Danach, d.h. im Bereich des kleineren Krümmungsradius, wird die Entwässerung sodann forciert. Laut Spalte 4 beträgt der Trockengehalt hinter der zweiten Formierwalze "mindestens 1,5 %". Aus diesem relativ niedrigen Wert kann geschlossen werden, daß im Bereich zwischen den beiden Formierwalzen, also wo sich die Krümmung umkehrt, ein Teil des Fasermaterials immer noch in Form einer Suspension vorliegt; d.h. ein Teil der Faser schwimmt noch im Wasser. Dies wirkt sich sehr ungünstig auf die weitere Formierung der Faserstoffbahn aus. Ein weiterer Nachteil der bekannten Bauweise ist darin zu sehen, daß die Anordnung der schon erwähnten Saugkästen nach Art eines herkömmlichen Langsiebes sehr viel Raum in Anspruch nimmt.
  • Demgegenüber wird bei der erfindungsgemäßen Bauweise (insbesondere durch den schon erwähnten zusätzlichen gitterförmïgen Außenmantel der Formierwalze, sowie durch die sehr große Saugzone der Formierwalze) dafür gesorgt, daß die Formierung der Faserstoffbahn spätestens am Ende der Umschlingungszone der Formierwalze abgeschlossen ist. Außerdem benötigt die erfindungsgemäße Bauweise wesentlich weniger Platz. Dies gelingt zum einen dadurch, daß die Formierwalze unmittelbar (d.h. in sehr kleinem Abstand) hinter der stationären Stützvorrichtung angeordnet ist und zum anderen dadurch, daß nach abgeschlossener Bahnbildung die weitere Entwässerung ausschließlich an der von beiden Sieben umschlungenen Siebsaugwalze stattfindet.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Diese Vorteile werden nachfolgend im Rahmen der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele erläutert.
    • Die Figur 1 zeigt einen Doppelsieb-Former mit im wesentlichen vertikaler Bahnbildungszone in einer schematischen Seitenansicht.
    • Die Figur 2 zeigt die Doppelsiebzone eines Doppelsieb-Formers, der ähnlich dem Doppelsieb-Former der Figur 1 ist, jedoch in vergrößertem Maßstab.
    • Die Figur 3 zeigt schematisch einen Doppelsieb-Former mit im wesentlichen horizontaler Bahnbildungszone.
  • In der Figur 1 erkennt man eine Stoffauflauf 10, zwei endlose Siebbänder, nämlich ein erstes Sieb 11 und ein zweites Sieb 12, die mittels je einer Brustwalze 13 und 14 in eine Doppelsiebzone geführt werden. In der Doppelsiebzone laufen die beiden Siebe 11 und 12 zunächst über eine gekrümmte stationäre Stützvorrichtung 15 (mit sehr großem Krümmungsradius) und unmittelbar danach über eine Formierwalze 16 (mit relativ kleinem Krümmungsradius). Diese beiden Elemente 15 und 16 sowie ein Saugkasten 17, der zugleich als Deflektor ausgebildet sein kann, liegen alle innerhalb der Schlaufe des ersten Siebes 11. Danach laufen die beiden Siebe über eine in der Schlaufe des zweiten Siebes 12 liegende Siebsaugwalze 18. In der Nähe des oberen Scheitelpunktes dieser Walze 18 trennen sich die beiden Siebe 11 und 12, wobei die Papierbahn vom zweiten Sieb 12 bis zu einer Abnahmesaugwalze 19 mitgenommen wird. Die übrigen noch vorhandenen Leitwalzen für das erste Sieb sind mit 21, 21a und die Leitwalzen für das zweite Sieb mit 22, 22a bezeichnet. Die Leitwalzen 21a und 22a sind - zum Variieren der Siebspannung - als Siebspannwalzen ausgebildet. Schließlich sind in Figur 1 ein Maschinengestell 23 für das erste Sieb und ein Maschinengestell 24 für das zweite Sieb angedeutet.
  • Dargestellt ist der Doppelsieb-Former in einer bevorzugten Anordnung, bei welcher die Ausströmrichtung des Stoffauflaufs 10 und die Laufrichtung der Siebe 11 und 12 im Anfangsbereich der Doppelsiebzone ungefähr vertikal von unten nach oben verlaufen. Andere Anordnungen sind aber ebenfalls möglich (siehe Figur 3).
  • In Figur 2 erkennt man, daß die gekrümmte stationäre Stützvorrichiung 15 unterteilt sein kann in zwei separate Entwässerungskästen 15a und 15b. Jeder dieser Kästen hat eine aus verschiedenen leisten 25 gebildete gekrümmte Siebführungsfläche. Zwischen den leisten befinden sich Schlitze 26, durch die ein Teil des Wassers entfernt wird. Der untere Entwässerungskasten 15a kann mittels einer Zwischenwand 45 in einen unteren und in einen oberen Bereich unterteilt sein, wobei nur der obere Bereich einen Sauganschluß 46 aufweist, der zu einer Unterdruckquelle V führt. Der obere Entwässerungskasten 15b ist einheitlich als Saugkasten ausgebildet. Seitliche Wasserauslässe sind mit 47 bezeichnet. Der Abstand A zwischen dem oberen Ende des oberen Entwässerungskastens 15b und der Stelle, wo die Siebe 11, 12 auf die Formierwalze auflaufen, ist relativ klein. Weiterhin erkennt man aus der Figur 2, daß nahezu der gesamte rechte, obere Quadrant der Formierwalze 16 von den beiden Sieben 11 und 12 umschlungen ist. Schematisch ist dargestellt, daß die Formierwalze 16 einen perforierten Walzenkörper 16a hat und darin einen Saugkasten 16b. Dessen Saugzone erstreckt sich ebenfalls nahezu über den gesamten rechten, oberen Quadranten der Formierwalze. Auf dem Walzenkörper 16a der Formierwalze 16 ist ein Wabenbezug 27 angeordnet, der aus hochkant stehenden Bändern oder Bleichstreifen zusammengesetzt ist. Dieser Wabenbezug bildet einen zusätzlichen gitterförmigen Außenmantel, der großvolumige und in radialer Richtung offene Zellen aufweist; d.h. diese Zellen sind sowohl zum Sieb 11 als auch zu den Bohrungen des Walzenkörpers 16a hin offen. Auf der Oberfläche des Wabenzuges 27 ist ein Gewebemantel angeordnet, in Form eines grobmaschigen Siebgewebes 28.
  • In Figur 2 sind die Dicke d des den Stoffauflauf 10 verlassenden Stoffstrahles sowie der Abstand a zwischen den beiden Sieben 11 und 12 (dargestellt z.B. am Ablauf von der stationären Stützvorrichtung 15b) übertrieben groß gezeichnet. Hierdurch soll verdeutlicht werden, daß die beiden Siebe 11 und 12 nicht nur im Bereich der gekrümmten stationären Stutzvorrichtung 15, sondern auch noch in der Umschlingunszone der Formierwalze 16 zueinander konvergieren. Dies verdeutlicht, daß der Vorgang der Bahnbildung an der Stützvorrichtung 15 verhältnismäßig langsam einsetzt und erst an der Formierwalze 16 beendet wird. Dabei kann das Ende der Zone, in der die beiden Siebe zueinander konvergieren (und somit das Ende des Bahnbildungsvorganges) beispielsweise ungefähr in der Mitte der Umschlingungszone der Formierwalze 16 liegen, so wie dies nur beispielhaft in Figur 2 dargestellt ist. Das Ende der Sieb-Konvergenz ist dort symbolisch durch den Punkt E dargestellt; dort hat der Trockengehalt der Papierbahn ungefähr den Wert 8 % erreicht.
  • Zum Abstreifen von Wasser, das durch die Maschen des zweiten Siebes 12 gedrungen ist, dienen Deflektoren 29, 30, 31. Ein Deflektor 29 ist dort angeordnet, wo die beiden Siebe 11 und 12 ungestützt vom unteren (15a) zum oberen (15b) Entwässerungskasten laufen. Ein anderer Deflektor 31 ist dort angeordnet, wo die beiden Siebe 11 und 12 ungestützt vom oberen Entwässerungskasten 15b zur Entwässerungswalze 16 laufen. Ein weiterer Deflektor 30 kann im unteren Bereich des unteren Entwässerungskastens 15a angeordnet sein. Die Deflektoren sind wichtig, um das im Anfangsbcreich der Doppelsiebzone durch die Maschen des zweiten Siebes 12 dringende Wasser möglichst frühzeitig zu entfernen, so daß die nachfolgende Entwässerung durch das zweite Sieb 12 ungehindert stattfinden kann. Durch die Deflektoren wird das Wasser gebündelt, d.h. in Form möglichst kompakter Wasserstrahlen enfernt. Hierdurch wird der Tendenz entgegengewirkt, daß (bei der angestrebten sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeit, Größenordnung ca. 1500 m/min).
  • das aus den Siebmaschen austretende Wasser zu Nebel versprüht. Dies wäre nicht nur für das Bedienungspersonal unangenehm, sondern es bestünde auch die Gefahr der Rückbefeuchtung der Papierbahn auf ihrem Weg von der Siebsaugwalze 18 zur Abnahmewalze 19. Die Deflektoren 29, 30, 31 sind schwenkbar gelagert und können dadurch mehr oder weniger an das zweite Sieb 12 angestellt werden. Das in der Umschlingungszone der Formierwalze 16 abgeschleuderte Wasser wird mittels eines Umlenksbleches 50 aufgefangen und abgeführt.
  • Die Siebsaugwalze 18 hat wenigstens zwei Saugzonen 18a und 18b. Eine erste große Saugzone 18a befindet sich in dem Bereich, der von beiden Sieben 11 und 12 umschlungen ist. Eine kleinere Saugzone 18b, worin in der Regel höherer Unterdruck eingestellt wird, befindet sich hinter der Stelle, wo das erste Sieb 11, geführt durch eine der Siebleitwalzen 21, sich von der gebildeten Papierbahn 9 abhebt. Die gesamte Saugeinrichtung kann auch in drei Saugzonen unterteilt sein. Schaber, die von den Walzen 13, 14 und 21 Wasser und evtl. Stoffpartikel entfernen, sind in Figur 2 mit 33, 34 und 41 bezeichnet.
  • Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Anordnung, bei der die Siebe 11, 12 in der Bahnbildungszone im wesentlichen von unten nach oben laufen, wird aus verschiedenen Gründen bevorzugt: Die Stoffzuführung zum Stoffauflauf 10 ist wesentlich einfacher als z.B. bei der Anordnung gemäß US-PS 3.876.499. Im Bereich der stationären Stützvorrichtung 15 erfolgt das Abführen des (aus den Sieben 11 und 12 austretenden) Wassers in zunächst überwiegend horizontaler Richtung relativ gleichmäßig nach beiden Seiten hin. Dies verstärkt die Tendenz zu einer hohen Gleichmäßigkeit der anfänglichen Bahnformierung an den beiden Sieben und somit zur Gleichförmigkeit der Papier-Eigenschaften auf Ober-und Unterseite.
  • Dennoch ist gemäß Fig. 3 die Erfindung durchaus auch realisierbar mit überwiegend horizontaler Führung der Siebe 11′, 12′ in der Bahnbildungszone. Das erste Sieb 11′ kann hier als "Obersieb" und das zweite Sieb 12′ als "Untersieb" bezeichnet werden. Bevorzugt wird, wie dargestellt, die Anordnung der stationären Stützvorrichtung 15′ und der Formierwalze 16′ im Obersieb 11′ und der Siebsaugwalze 18 im Untersieb 12′. Andernfalls würde die Papierbahn 9 hinter der Siebsaugwalze 18 an der Unterseite des zweiten Siebes 12′ hängen. Die stationäre Stützvorrichtung 15′ ist mit einer (an sich bekannten) Wasserhebeeinrichtung 48 versehen. An der Formierwalze 16′ ist die Umschlingunszone (und somit auch die Saugzone 16b) etwas größer als in Figur 2. Ansonsten aber sind die Elemente der Figur 3 im wesentlichen gleich denjenigen den Figuren 1 und 2 und deshalb mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Claims (8)

  1. Doppelsieb-Former zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papierbahn, mit den folgenden Merkmalen:
    a) Zwei endlose Siebbänder (ein "erstes Sieb" 11 und ein "zweites Sieb" 12) sind im Mündungsbereich eines Stoffauflaufs (10) mittels je einer Brustwalze (13, 14) in den Anfangsbereich einer Doppelsiebzone geführt, in der sie zueinander konvergieren, und zwar an wenigstens einer gekrümmten stationären Stützvorrichtung (15), deren Siebführungsfläche Wasserabfuhröffnungen (26) aufweist, die an eine Unterdruckquelle (V) anschließbar sind;
    b) innerhalb der gleichen Siebschlaufe wie die stationäre Stützvorrichtung (15) - und in nur geringem Abstand (A) hinter dieser - ist eine als Saugwalze ausgebildete Formierwalze (16) angeordnet, deren Krümmungsradius kleiner ist als der Krümmungsradius der stationären Stützvorrichtung (15) und die zumindest auf einem Sechstel (vorzugsweise auf etwa einem Viertel) ihres Umfanges von beiden Sieben (11, 12) umschlungen ist, wobei sich die Saugzone (16b) der Formierwalze im wesentlichen über die gesamte Umschlingungszone erstreckt;
    c) in der anderen Siebschlaufe, und zwar im Bereich der gekrümmten Stützvorrichtung (15), ist wenigstens ein an das Sieb (12) anstellbarer Deflektor (z.B. 31) angeordnet;
    d) in Sieblaufrichtung hinter der Formierwalze (16) ist eine weitere Saugwalze (18) (nachfolgend "Siebsaugwalze" genannt) angeordnet, von der die Faserstoffbahn (9) zusammen mit dem zweiten Sieb (12) zu einer Abnahmestelle (19) läuft;
    gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
    e) die gekrümmte stationäre Stützvorrichtung (15) und die Formierwalze (16) sind in der Schlaufe des ersten Siebes (11) angeordnet, die Siebsaugwalze (18) dagegen in der Schlaufe des zweiten Siebes (12);
    f) auf dem perforierten Walzenkörper (16a) der Formierwalze (16) ist ein gitterförmiger Außenmantel (27) angeordnet, der großvolumige, in radialer Richtung offene Zellen bildet, zwecks vorübergehender Speicherung von Wasser;
    g) zumindest ein Drittel des Umfanges der Siebsaugwalze (18) ist von beiden Sieben (11 und 12) umschlungen, die nacheinander von der Siebsaugwalze (18) ablaufen.
  2. Doppelsieb-Former nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Doppelsiebzone, in welcher die beiden Siebe (11 und 12) zueinander konvergieren, sich von unten nach oben erstreckt (Fig. 1 und 2).
  3. Doppelsieb-Former nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Doppelsiebzone, in welcher die beiden Siebe (11′ und 12′) zueinander konvergieren, sich ungefähr horizontal erstreckt, wobei die nach unten gekrümmte stationäre Stützvorrichtung (15′) und die Formierwalze (16′) im oberen Sieb (11′) liegen (Fig. 3).
  4. Doppelsieb-Former nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ungefähr die Hälfte des Umfanges der Siebsaugwalze (18) von den beiden Sieben (11 und 12) umschlungen ist.
  5. Doppelsieb-Former nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gitterförmige Außenmantel (27) der Formierwalze (16) durch einen aus hochkant stehenden Bändern zusammengesetzten Wabenzug gebildet ist, auf dem ein Gewebemantel (28) angeordnet ist.
  6. Doppelsieb-Former nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schlaufe des zweiten Siebes (12) in demjenigen Bereich der Doppelsiebzone, wo die beiden Siebe (11 und 12) von der gekrümmten Stützvorrichtung (15) zur Formierwalze (16) laufen, ein an das zweite Sieb anstellbarer Deflektor (31) angeordnet ist.
  7. Doppelsieb-Former nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schlaufe des ersten Siebes (11) zwischen der Formierwalze (16) und der Auflauf- stelle der beiden Siebe auf die Siebsaugwalze (18) ein Saug- kasten (17), angeordnet ist, dessen vordere Leiste als De- flektor wirkt.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn mittels eines Doppelsieb-Formers, der nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
    a) der in den Wasserabführöffnungen (26) der gekrümmten stationären Stützvorrichtung (15) wirksame Unterdruck wird auf solche Werte eingestellt und die Spannung der Siebe (11, 12) wird derart an die nur schwache Krümmung der stationären Stützvorrichtung angepaßt, daß in deren Bereich nur ein Teil der Bahnbildung stattfindet;
    b) der Unterdruck in der Formierwalze (16) wird auf solche Werte eingestellt, daß in ihrer Umschlingungszone die restliche Bahnbildung stattfindet, so daß die Bahnbildung spätestens am Ende (E) der Umschlingungszone der Formierwalze abgeschlossen ist
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