EP1233105A2 - Doppelsiebformer - Google Patents

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Publication number
EP1233105A2
EP1233105A2 EP02000847A EP02000847A EP1233105A2 EP 1233105 A2 EP1233105 A2 EP 1233105A2 EP 02000847 A EP02000847 A EP 02000847A EP 02000847 A EP02000847 A EP 02000847A EP 1233105 A2 EP1233105 A2 EP 1233105A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wire
twin
forming
former
wire former
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP02000847A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1233105A3 (de
Inventor
Joachim Dr. Grabscheid
Volker Schmidt-Rohr
Johann Moser
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.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1233105A2 publication Critical patent/EP1233105A2/de
Publication of EP1233105A3 publication Critical patent/EP1233105A3/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 a paper, cardboard or tissue web, from a fiber suspension according to the features of the preamble of claim 1.
  • This type of a twin wire former is commonly referred to as a "roll blade former" designated.
  • twin wire former for producing a paper web, in particular made of fine paper
  • PCT publication WO 97/47803 The disclosed twin wire former has a same upstream headbox with several separating elements in its headbox nozzle and one preferably vacuumed forming roller with a forming roller diameter of ⁇ 1.4 m and a forming roll wrap angle of ⁇ 25 °. Furthermore, in one downstream of the forming roll and curved twin-wire zone medium for introducing pulsating pressure effects into the resulting paper web appropriate.
  • twin wire former for the production of a paper web, in particular from SC paper, known.
  • a fiber suspension is on a first dewatering in a forming area and then on guided a curved formation shoe with a radius of 2 m to 8 m and further drained. Then at least one drainage unit is included Drainage attached.
  • the end area of the twin wire zone has one second forming roller with at least one suction zone, in the area of which The top wire of the twin wire former is separated from the resulting paper web and is guided away by means of a guide roller.
  • twin-wire formers have in common that the proportion of dewatering on the forming roller or in the area of the forming area is greater than 70%. Since, moreover, considerable parts of the paper webs are formed without the presence of pressure pulsations, an only average formation quality is unavoidable in the case of pulp suspensions which are difficult to form.
  • Another disadvantage is that both twin wire formers have a very long free jet path (distance from the headbox nozzle to the jet impact point), for example of more than 400 mm, which has a negative effect on the web quality, both in the machine direction (MD direction) and in the cross machine direction (CD direction) ), affects. Particular attention must be paid to a certain groin drainage for the optimal leaf quality.
  • the optimal formation roller wrap must first be determined by costly and time-consuming pilot tests. Since the forming roll wrap angle must always be matched to the type of paper, web weight and machine speed, even a small change in one parameter leads to greater effects, which then have to be neutralized in a complex manner. If the sheet formation system has to cover a larger weight range (specific production quantity P), which is always the case with production systems, the working point leaves the optimum working range when changing the grade. In the twin-wire formers mentioned above, the throughput of fiber suspension through the headbox must then be increased disadvantageously in order to get back into the optimal working window.
  • the initial dewatering (dwell time) on the forming roller or by dewatering quantity is reduced to a minimum, the minimum being less than 30% based on the throughput of a material density between 0.4% and in the area of the wedge-shaped inlet gap 2.0%, preferably between 0.6% and 1.5%, having fibrous suspension through the headbox.
  • This is achieved through the maximum forming roller diameter of 1,400 mm and the maximum forming roller wrap angle of 7 °.
  • the maximum forming roller diameter of 1,400 mm and the maximum forming roller diameter of 7 ° mean that the dwell time on the forming roller is greatly reduced.
  • the minimal initial dewatering on the forming roller ensures uncritical positioning of the headbox jet (jet shot).
  • the headbox in the headbox nozzle of which at least one machine-wide separating element, in particular a lamella, is attached, generates a high-quality headbox jet, which in turn enables the use of particularly difficult-to-form fiber suspensions with a high long-fiber content, for example papers, in the twin-wire former according to the invention , even optimally favored.
  • the surface of the forming drum with open volume is grooved and / or drilled and / or lowered or built up from a honeycomb structure.
  • At least one further forming suction device is connected downstream of the forming suction device, as seen in the direction of travel of the wire.
  • the forming suction devices are attached to one another, wherein the forming suction devices — viewed in the direction of wire travel — can be spaced apart from one another.
  • a forming suction device has a curved suction surface with a radius of curvature from 1,500 mm to 10,000 mm, in particular from 2,000 mm to 5,000 mm.
  • the at least one forming suction device has at least one suction chamber, their negative pressure preferably by means of a controllable negative pressure source is controllable. This will set the optimal operating conditions made possible in the area of the forming suction device, or even significantly promoted.
  • a plurality of forming strips attached to the at least one forming suction device At least one of the forming strips is resiliently supported and / or at least one of the forming strips is firmly supported, wherein whose basic position is adjustable relative to their sieve belt, for example by moving or pivoting.
  • At least one forming suction device is seen in the direction of wire travel - connected at least one wet vacuum cleaner.
  • the wet vacuum is preferred applied with negative pressure, the negative pressure by means of a controllable Vacuum source is controllable / adjustable. So that is the setting Optimal operating conditions in the area of the wet vacuum enables, even significantly promoted.
  • about the spatial dimensions of the twin wire former according to the invention is to keep the separating element as low as possible - seen in the direction of wire travel - Upstream of a deflection roller, the actual horizontal and / or vertical Length of the twin wire zone reduced to a certain extent.
  • the twin wire zone of the twin wire former according to the invention can be in the wire running direction in the first embodiment essentially vertically from the bottom up, preferably with a vertical deflection to the vertical from -15 ° to + 15 °, in particular from -5 ° to + 5 °, and in the second version from bottom to top with an incline from the horizontal of approximately 5 ° to 45 °.
  • the twin-wire zone can also be designed for inclined inclinations in the end area fall from top to bottom.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the twin wire former 1 according to the invention in a schematic side view.
  • Two endless sieve belts (lower sieve 2 and upper sieve 3) together form a twin-wire zone 5.
  • the twin-wire zone 5 in which the two wire belts 2, 3 run over a dewatering element in the form of a rotating forming roller 6, the two wire belts 2, 3 form the forming roller 6 together a wedge-shaped inlet gap 7 ("gap former") which receives the fibrous suspension 9 directly from a headbox 8 arranged obliquely to the left and only partially shown.
  • the rotating forming roller 6 has an open volume (storage volume) and is not vacuumed. Furthermore, the rotating forming roller 6 according to the invention has a forming roller diameter D F less than 1,400 mm and has a forming roller wrap angle ⁇ less than 7 °.
  • the rotating forming roller 6 - as seen in the direction of wire travel S - is immediately followed by a forming suction 15.1, preferably on the side of the forming roller.
  • the fibrous stock suspension 9 in the area of the wedge-shaped inlet gap 7 also has a stock density between 0.4% and 2.0%, preferably between 0.6% and 1.5%.
  • the open volume of the forming roller 6 is such that its surface is grooved and / or drilled and / or lowered or is constructed from a honeycomb structure. Since these shapes belong to the prior art and are therefore known to the person skilled in the art, their detailed representation is not shown.
  • the first forming suction device 15.1 is also - seen in the direction of wire travel S - a further forming suction device 15.2 downstream, the forming suction devices 15.1, 15.2 being attached to one another and at a distance from one another.
  • the forming suction devices 15.1, 15.2 have a curved suction surface 16 with a radius of curvature R K (arrow) from 1,500 mm to 10,000 mm, in particular from 2,000 mm to 5,000 mm.
  • the first forming suction device 15.1 has at least one suction chamber 17.1, the second forming suction device 15.2 has two suction chambers 17.21, 17.22, the negative pressures of which can be controlled / regulated by means of a controllable negative pressure source 18.1, 18.2. Furthermore, according to the invention, a large number of forming strips 19 are attached to the first suction chamber 17.21 of the second forming suction device 15.2. At least one of the forming strips 19 is resiliently supported or at least one of the forming strips 19 is firmly supported, its position being adjustable relative to the upper sieve 3, for example by moving or pivoting.
  • the headbox 8 has a headbox nozzle 13, in which at least one machine-wide separating element 14, in particular a lamella, is attached, two separating elements 14 being shown in FIG.
  • This separating element 14 can be sectioned across the machine width and its effective length within the headbox nozzle 13 can be designed to be displaceable by means of a mechanism including a control unit.
  • the use of at least one separating element 14 is particularly recommended when using wood-free fiber suspension.
  • the twin wire zone 5 of the twin wire former 1 according to the invention rises in the wire running direction S essentially vertically from bottom to top, the vertical deflection A V to the vertical V having a value from -15 ° to + 15 °, in particular from -5 ° to + 5 °, accepts.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the twin wire former 1 according to the invention, which is fundamentally similar to the first embodiment.
  • FIG. 2 is thus referred to or referred to.
  • the forming suction device 15.1 acting on the lower wire 2 - downstream in the wire running direction S - is followed by a wet suction device 20 acting on the upper wire 3.
  • the forming suction device 15.1 has three suction chambers 15.11, 15.12, 15.13, the negative pressure being controllable / regulatable by means of a controllable negative pressure source 18.3.
  • the wet vacuum cleaner 20, on the other hand has only one suction chamber 20.1 which is subjected to negative pressure, the negative pressure being controllable / regulatable by means of a controllable negative pressure source 18.4.
  • a plurality of forming strips 19 are attached to the three suction chambers 15.11, 15.12, 15.13 of the forming suction device 15.1.
  • the headbox 8 shown only partially in FIG. 2 does not have a machine-wide separating element, in particular a lamella.
  • Figures 3 and 4 show a third and fourth embodiment of the invention Twin wire former 1 in a schematic side view. Because the respective basic structure again similar to the embodiment of Figure 1 is referred to or referred to the same.
  • twin-wire zone 5 rises in the wire running direction S from bottom to top with an inclination N with respect to the horizontal H of approximately 5 ° to 45 °
  • the headbox 8 which is only partially shown in FIG in Figure 4 is arranged obliquely to the top right.
  • twin-wire formers 1 of both figures each have two forming suction pads 15.1, 15.2, which are immediately downstream, as seen in the direction of wire travel S: in FIG. 3, first a forming suction piece 15.1 arranged on the lower wire 2 and then one on the upper wire 3, with opposing forming strips 19 Forming suction device 15.2 provided, in FIG.
  • the second forming suction device 15.2 - seen in the direction of wire travel S - is followed by a deflecting roller 21 which causes the twin wire zone 5 to drop from top to bottom in the end region.
  • the deflection roller 21 is followed by a separating element 11 in the form of a separating suction device 22, which separates the top wire 3 from the formed fibrous web 4 and the bottom wire 2.
  • the separating suction device 22 is followed by a flat suction device 23 and a sieve suction roller 12, the fibrous web 4 being removed from the lower wire 2 by a felt 24 on a subsequent pickup roller 25 and being fed to the further manufacturing process.
  • the second forming suction device 15.2 - seen in the wire running direction S - is followed by a separating element 11 in the form of a wire suction roll 12, which separates the top wire 3 from the fibrous web 4 formed and the bottom wire 2.
  • the respective means for generating the negative pressures are not shown in FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 5 shows a diagram of the operating behavior for fiber suspensions in a conventional roll blade former concept.
  • the throughput D S of fiber suspension through the headbox is given in [I / (min ⁇ m)] on the abscissa, and the forming shoe drainage E F in [I / (min ⁇ m)] is given on the ordinate.
  • the throughput D S assumes a value range from 8,500 [I / (min ⁇ m)] (left boundary line) to 18,380 [I / (min ⁇ m)] (right boundary line), whereas the forming shoe drainage E F has a value range of 600 [I / (min ⁇ m)] (lower limit line) to 2,000 [I / (min ⁇ m)] (upper limit line).
  • the boundary line results in a working window in which the roll blade former can be operated along a curve K (bold print) with good results in a larger weight range (specific production quantity P).
  • FIG. 6 shows the optimal working window AF opt of FIG. 5 in enlarged form, the working point AP being in the optimal working window AF opt .
  • the working point AP now leaves the optimal working window AF opt (vertical arrow pointing downwards) and thereafter lies only on the curve K '(dashed line) of the working window AF with poorer results.
  • the Throughput D S of fiber suspension through the headbox must be increased (arrow diagonally to the top right) in order to get back into the optimal working window.
  • the invention is a twin wire former of the type mentioned above is created, the aforementioned Disadvantages of the prior art completely avoided and particularly heavy Fiber suspensions to be formed with a high long fiber content, for example Papers, can be used optimally.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer (1) zur Herstellung einer Faserstoffbahn (4), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, aus einer Faserstoffsuspension (9). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Formierwalze (6) ein offenes Volumen (Speichervolumen) aufweist und unbesaugt ist; dass die rotierende Formierwalze (6) einen Formierwalzen-Durchmesser (DF) kleiner 1.400 mm besitzt; dass die rotierende Formierwalze (6) einen Formlerwalzen-Umschlingungswinkel (α) kleiner 7° aufweist; dass der rotierenden Formierwalze (6) - in Sieblaufrichtung (S) gesehen - unmittelbar ein Formiersauger (15.1) nachgeordnet ist; und dass die Faserstoffsuspension (9) im Bereich des keilförmigen Einlaufspalts (7) eine Stoffdichte zwischen 0,4 % und 2,0 %, vorzugsweise zwischen 0,6 % und 1,5 %, aufweist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, aus einer Faserstoffsuspension gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Diese Art eines Doppelsiebformers wird in Fachkreisen allgemein als "Roll-Blade-Former" bezeichnet.
Ein derartiger Doppelsiebformer zur Herstellung einer Papierbahn, insbesondere aus Feinpapier, ist aus PCT-Offenlegungsschrift WO 97/47803 bekannt. Der offenbarte Doppelsiebformer weist einen demselben vorgeschalteten Stoffauflauf mit mehreren Trennelementen in seiner Stoffauflaufdüse und eine bevorzugterweise besaugte Formierwalze mit einem Formierwalzen-Durchmesser von ≥ 1.4 m und einem Formierwalzen-Umschlingungswinkel von < 25° auf. Weiterhin sind in einer der Formierwalze nachgeschalteten und gekrümmten Doppelsiebzone Mittel zum Einbringen von pulsierenden Druckeffekten in die entstehende Papierbahn angebracht.
Weiterhin ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 627 523 A1 ein eingangs genannter Doppelsiebformer zur Herstellung einer Papierbahn, insbesondere aus SC-Papier, bekannt. Eine Faserstoffsuspension wird dabei auf einer ersten Formierwalze in einem Formierbereich vorentwässert und nachfolgend auf einen gekrümmten Formierschuh mit einem Radius von 2 m bis 8 m geführt und weiters entwässert. Anschließend ist mindestens eine Entwässerungseinheit mit Entwässerungsmitteln angebracht. Der Endbereich der Doppelsiebzone weist eine zweite Formierwalze mit mindestens einer Saugzone auf, in deren Bereich das Obersieb des Doppelsiebformers von der entstehenden Papierbahn getrennt und mittels einer Führungsrolle weggeführt wird.
Den beiden genannten Doppelsiebformern ist gemeinsam, dass der Entwässerungsanteil auf der Formierwalze oder im Bereich des Formierbereichs größer 70% ist.
Da überdies erhebliche Teile der Papierbahnen ohne Gegenwart von Druckpulsationen formiert werden, ist bei schwer zu formierenden Faserstoffsuspensionen eine nur durchschnittliche Formationsqualität unvermeidbar.
Nachteilhaft ist weiterhin, dass beide Doppelsiebformer eine sehr lange Freistrahlstrecke (Abstand Stoffauflaufdüse - Strahlauftreffpunkt), beispielsweise von mehr als 400 mm, aufweisen, die sich negativ auf die Bahnqualität, sowohl in Maschinenrichtung (MD-Richtung) als auch in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung), auswirkt.
Für die optimale Blattqualität muss auf eine bestimmte Leistenentwässerung besonders geachtet werden. Dies erfordert eine sehr genaue Dimensionierung des Formierwinkels, da pro Winkelgrad große Menge entwässert werden. Die optimale Formierwalzen-Umschlingung muss im Regelfall erst durch kostenmäßig aufwendige und zeitintensive Pilotversuche ermittelt werden. Da der Formierwalzen-Umschlingungswinkel immer auf Papiersorte, Bahngewicht und Maschinengeschwindigkeit abzustimmen ist, führt bereits eine kleine Änderung eines Parameters schon zu größeren Auswirkungen, die dann aufwendig neutralisiert werden müssen.
Muss das Blattbildungssystem einen größeren Gewichtsbereich (spezifische Produktionsmenge P) abdecken, was bei Produktionsanlagen immer der Fall ist, so verlässt bei Sortenumstellungen der Arbeitspunkt den optimalen Arbeitsbereich. Bei oben angeführten Doppelsiebformern muss dann in nachteilhafter Weise der Durchsatz an Faserstoffsuspension durch den Stoffauflauf erhöht werden, um wieder in das optimale Arbeitsfenster zu kommen.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Doppelsiebformer der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die vorgenannten Nachteile des Stands der Technik vermieden werden und dass besonders schwer zu formierende Faserstoffsuspensionen mit einem hohen Langfaseranteil, beispielsweise Papiere, optimal Verwendung finden können.
Diese Aufgabe wird bei einem Doppelsiebformer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
  • dass die rotierende Formierwalze ein offenes Volumen (Speichervolumen) aufweist und unbesaugt ist,
  • dass die rotierende Formierwalze einen Formierwalzen-Durchmesser kleiner 1.400 mm besitzt,
  • dass die rotierende Formierwalze einen Formierwalzen-Umschlingungswinkel kleiner 7° aufweist und
  • dass der rotierenden Formierwalze - in Sieblaufrichtung gesehen - unmittelbar ein Formiersauger nachgeordnet ist.
  • dass die Faserstoffsuspension im Bereich des keilförmigen Einlaufspalts eine Stoffdichte zwischen 0,4 % und 2,0 %, vorzugsweise zwischen 0,6 % und 1,5 %, aufweist.
Durch die Kombination dieser Merkmale in einem Doppelsiebformer wird die initiale Entwässerung (Verweilzeit) auf der Formierwalze beziehungsweise durch Entwässerungsmenge auf ein Minimum reduziert, wobei das Minimum kleiner 30% bezogen auf den Durchsatz an im Bereich des keilförmigen Einlaufspalts eine Stoffdichte zwischen 0,4 % und 2,0 %, vorzugsweise zwischen 0,6 % und 1,5 %, aufweisenden Faserstoffsuspension durch den Stoffauflauf ist. Erreicht wird dies durch den maximalen Formierwalzen-Durchmesser von 1.400 mm und durch den maximalen Formierwalzen-Umschlingungswinkel von 7°. Der maximale Formierwalzen-Durchmesser von 1.400 mm und der maximale Formierwalzen-Durchmesser von 7° bedingen eine stark reduzierte Verweilzeit auf der Formierwalze.
Überdies gewährleistet die minimale initiale Entwässerung auf der Formierwalze eine unkritische Positionierung des Stoffauflaufstrahls (Strahleinschuss).
Der Stoffauflauf, in dessen Stoffauflaufdüse erfindungsgemäß mindestens ein maschinenbreites Trennelement, insbesondere eine Lamelle, angebracht ist, erzeugt aufgrund seiner Ausgestaltung einen hochqualitativen Stoffauflaufstrahl, der wiederum die Verwendung von besonders schwer zu formierenden Faserstoffsuspensionen mit einem hohen Langfaseranteil, beispielsweise Papiere, in dem erfindungsgemäßen Doppelsiebformer ermöglicht, ja sogar optimal begünstigt.
Die Oberfläche der Formierwalze mit offenem Volumen ist gerillt und/oder gebohrt und/oder gesenkt oder aus einer Wabenkonstruktion aufgebaut. Diese Gestalten sind kostengünstig herzustellen und beeinflussen die Festigkeit und die Betriebssicherheit der je nach Anwendungsfall bis zu 10 m breiten Formierwalze nicht negativ.
Um die Entwässerungskapazität des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers wesentlich zu erhöhen, ist dem Formiersauger - in Sieblaufrichtung gesehen - mindestens ein weiterer Formiersauger nachgeschaltet.
Um eine möglichst symmetrische Bahnqualität zu erzielen, sind die Formiersauger gegenseitig angebracht sind, wobei die Formiersauger - in Sieblaufrichtung gesehen - einen Abstand voneinander aufweisen können.
Unter technologischen und qualitativen Aspekten ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Formiersauger eine gekrümmte Saugerfläche mit einem Krümmungsradius von 1.500 mm bis 10.000 mm, insbesondere von 2.000 mm bis 5.000 mm, aufweist.
Der mindestens eine Formiersauger weist wenigstens eine Saugkammer auf, deren Unterdruck vorzugsweise mittels einer kontrollierbaren Unterdruckquelle steuerbar/regelbar ist. Damit wird die Einstellung optimaler Betriebsbedingungen im Bereich des Formiersaugers ermöglicht, ja sogar wesentlich gefördert.
Um die Entwässerungskapazität des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers bei Erzielung guter Bahnqualitäten ein weiteres Mal merklich zu erhöhen, sind gegenüber dem mindestens einen Formiersauger eine Vielzahl von Formierleisten angebracht. Erfindungsgemäß ist zumindest eine der Formierleisten nachgiebig abgestützt und/oder ist zumindest eine der Formierleisten fest abgestützt, wobei deren Grundposition relativ zum ihrem Siebband einstellbar ist, beispielsweise durch Verschieben oder Verschwenken.
Weiterhin ist dem mindestens einen Formiersauger - in Sieblaufrichtung gesehen - mindestens ein Nasssauger nachgeschaltet. Bevorzugterweise ist der Nasssauger mit Unterdruck beaufschlagt, wobei der Unterdruck mittels einer kontrollierbaren Unterdruckquelle steuerbar/regelbar ist. Damit wird die Einstellung optimaler Betriebsbedingungen im Bereich des Nasssaugers ermöglicht, ja sogar wesentlich gefördert.
Um die räumlichen Dimensionen des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers so gering wie möglich zu halten, ist dem Trennelement - in Sieblaufrichtung gesehen - eine Umlenkwalze vorgeschaltet, die die tatsächliche horizontale und/oder vertikale Länge der Doppelsiebzone in einem bestimmten Maße reduziert.
Um die nach der Trennung von Ober- und Untersieb auf einem Siebband aufliegende Faserstoffbahn weiterhin bearbeiten zu können, ist dem Trennelement - in Sieblaufrichtung gesehen - mindestens ein Flachsauger und eine Siebsaugwalze nachgeschaltet. Damit kann der Entwässerungsgrad der Faserstoffbahn weiterhin erhöht werden.
Weiterhin ist es bei der Verwendung von holzfreien Faserstoffsuspensionen von Vorteil, wenn in der Stoffauflaufdüse des Stoffauflaufes mindestens ein maschinenbreites Trennelement, insbesondere eine Lamelle, angebracht ist.
Die Doppelsiebzone des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers kann in Sieblaufrichtung in erster Ausführung im wesentlichen vertikal von unten nach oben, vorzugsweise mit einer vertikalen Auslenkung zur Vertikalen von -15° bis +15°, insbesondere von -5° bis +5°, und in zweiter Ausführung von unten nach oben mit einer Neigung gegenüber der Horizontalen von ungefähr 5° bis 45° ansteigen. In weiterer Ausführung kann die Doppelsiebzone bei geneigter Ansteigung im Endbereich von oben nach unten abfallen. Diese Ausführungen stellen die bekannten Möglichkeiten des Stands der Technik dar und haben sich in der Praxis bereits vielfach bewährt.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
Figuren 1 bis 4:
verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers in schematischer Seitenansicht; und
Figuren 5 und 6:
zwei Diagramme über das Betriebsverhalten für Faserstoffsuspensionen bei einem konventionellen Roll-Blade-Formerkonzept.
Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers 1 in schematischer Seitenansicht.
Zwei endlose Siebbänder (Untersieb 2 und Obersieb 3) bilden miteinander eine Doppelsiebzone 5. In einem Anfangsbereich der Doppelsiebzone 5, in dem die beiden Siebbänder 2, 3 über ein Entwässerungselement in Form einer rotierenden Formierwalze 6 laufen, bilden die beiden Siebbänder 2, 3 an der Formierwalze 6 miteinander eine keilförmigen Einlaufspalt 7 ("Gap-Former"), der unmittelbar von einem schräg nach links oben angeordneten und nur teilweise dargestellten Stoffauflauf 8 die Faserstoffsuspension 9 aufnimmt. In einem Mittelbereich der Doppelsiebzone 5 laufen die beiden Siebbänder 2, 3 mit der sich dazwischen bildenden Faserstoffbahn 4 über eine Mehrzahl von weiteren Entwässerungs- und Formierelementen 10 und in einem Endbereich der Doppelsiebzone 5 - in Sieblaufrichtung S (Pfeil) gesehen - laufen die beiden Siebbänder 2, 3 über ein Trennelement 11 in Form einer Siebsaugwalze 12, die das Obersieb 3 von der gebildeten Faserstoffbahn 4 und dem Untersieb 3 trennt.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die rotierende Formierwalze 6 ein offenes Volumen (Speichervolumen) aufweist und ist unbesaugt.
Weiterhin besitzt die rotierende Formierwalze 6 erfindungsgemäß einen Formierwalzen-Durchmesser DF kleiner 1.400 mm und weist einen Formierwalzen-Umschlingungswinkel α kleiner 7° auf.
Überdies ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der rotierenden Formierwalze 6 - in Sieblaufrichtung S gesehen - unmittelbar ein Formiersauger 15.1, vorzugsweise auf Seite der Formierwalze, nachgeordnet ist.
Auch weist die Faserstoffsuspension 9 im Bereich des keilförmigen Einlaufspalts 7 erfindungsgemäß eine Stoffdichte zwischen 0,4 % und 2,0 %, vorzugsweise zwischen 0,6 % und 1,5 %, auf.
Das offene Volumen der Formierwalze 6 ist der Gestalt, dass ihre Oberfläche gerillt und/oder gebohrt und/oder gesenkt oder aus einer Wabenkonstruktion aufgebaut ist. Da diese Gestalten zum Stand der Technik gehören und somit dem Fachmann bekannt sind, wird von ihrer detaillierten Darstellung abgesehen.
Dem ersten Formiersauger 15.1 ist außerdem - in Sieblaufrichtung S gesehen - ein weiterer Formiersauger 15.2 nachgeschaltet, wobei die Formiersauger 15.1, 15.2 gegenseitig und in einem Abstand voneinander angebracht sind.
Die Formiersauger 15.1, 15.2 weisen eine gekrümmte Saugerfläche 16 mit einem Krümmungsradius RK (Pfeil) von 1.500 mm bis 10.000 mm, insbesondere von 2.000 mm bis 5.000 mm, auf.
Der erste Formiersauger 15.1 weist mindestens eine Saugkammer 17.1, die zweite Formiersauger 15.2 weist zwei Saugkammern 17.21, 17.22 auf, deren Unterdrücke mittels je einer kontrollierbaren Unterdruckquelle 18.1, 18.2 steuerbar/regelbar sind.
Weiterhin sind erfindungsgemäß gegenüber der ersten Saugkammer 17.21 des zweiten Formiersaugers 15.2 eine Vielzahl von Formierleisten 19 angebracht.
Zumindest eine der Formierleisten 19 ist nachgiebig abgestützt oder zumindest eine der Formierleisten 19 ist fest abgestützt, wobei deren Position relativ zum Obersieb 3 einstellbar ist, beispielsweise durch Verschieben oder Verschwenken. Ferner weist der Stoffauflauf 8 eine Stoffauflaufdüse 13 auf, in welcher mindestens ein maschinenbreites Trennelement 14, insbesondere eine Lamelle, angebracht ist, wobei in Figur 1 zwei Trennelemente 14 dargestellt sind. Dieses Trennelement 14 kann über die Maschinenbreite hinweg sektioniert aufgeführt und in seiner Wirklänge innerhalb der Stoffauflaufdüse 13 mittels eines Mechanismuses samt Steuereinheit/Regeleinheit verschiebbar ausgeführt sein. Die Verwendung mindestens eines Trennelements 14 empfiehlt sich insbesondere bei der Verwendung von holzfreien Faserstoffsuspension.
Die Doppelsiebzone 5 des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers 1 steigt in Sieblaufrichtung S im wesentlichen vertikal von unten nach oben an, wobei die vertikale Auslenkung AV zur Vertikalen V einen Wert von -15° bis +15°, insbesondere von -5° bis +5°, annimmt.
Eine zweite, der ersten Ausführungsform prinzipiell ähnelnde Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers 1 in schematischer Seitenansicht zeigt Figur 2. Somit wird auf die Figur 1 Bezug genommen beziehungsweise verwiesen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem ersten, am Untersieb 2 wirkenden Formiersauger 15.1 - in Sieblaufrichtung S gesehen - ein am Obersieb 3 wirkender Nasssauger 20 nachgeschaltet ist. Der Formiersauger 15.1 weist drei Saugkammern 15.11, 15.12, 15.13 auf, wobei der Unterdruck mittels einer kontrollierbaren Unterdruckquelle 18.3 steuerbar/regelbar ist. Der Nasssauger 20 hingegen weist nur eine mit Unterdruck beaufschlagte Saugkammer 20.1 auf, wobei der Unterdruck mittels einer kontrollierbaren Unterdruckquelle 18.4 steuerbar/regelbar ist.
Überdies sind gegenüber der drei Saugkammern 15.11, 15.12, 15.13 des Formiersaugers 15.1 eine Vielzahl von Formierleisten 19 angebracht.
Der in Figur 2 nur teilweise dargestellte Stoffauflauf 8 weist kein maschinenbreites Trennelement, insbesondere eine Lamelle, auf.
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine dritte und vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers 1 in schematischer Seitenansicht. Da der jeweilige prinzipielle Aufbau wiederum der Ausführungsform der Figur 1 ähnelt, wird auf dieselbe Bezug genommen beziehungsweise verwiesen.
In beiden Figuren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Doppelsiebzone 5 in Sieblaufrichtung S von unten nach oben mit einer Neigung N gegenüber der Horizontalen H von ungefähr 5° bis 45° ansteigt, wobei in Figur 3 der nur teilweise dargestellte Stoffauflauf 8 schräg nach rechts unten und in Figur 4 schräg nach rechts oben angeordnet ist.
Weiterhin weisen die Doppelsiebformer 1 beider Figuren je zwei der rotierenden Formierwalze 6 - in Sieblaufrichtung S gesehen - unmittelbar nachgeordnete Formiersauger 15.1, 15.2 auf: In Figur 3 zuerst ein am Untersieb 2 angeordneter Formiersauger 15.1 und danach ein am Obersieb 3 angeordneter, mit gegenüberliegenden Formierleisten 19 versehener Formiersauger 15.2, in Figur 4 hingegen zuerst ein am Obersieb 3, mit gegenüberliegenden Formierleisten 19 versehener Formiersauger 15.1 und danach ein am Untersieb angeordneter Formiersauger 15.2.
In Figur 3 ist dem zweiten Formiersauger 15.2 - in Sieblaufrichtung S gesehen - eine Umlenkwalze 21 nachgeschaltet, die die Doppelsiebzone 5 im Endbereich von oben nach unten abfallen lässt. Der Umlenkwalze 21 ist ein Trennelement 11 in Form eines Trennsaugers 22 nachgeordnet, die das Obersieb 3 von der gebildeten Faserstoffbahn 4 und dem Untersieb 2 trennt. Dem Trennsauger 22 ist ein Flachsauger 23 und eine Siebsaugwalze 12 nachgeschaltet, wobei die Faserstoffbahn 4 von dem Untersieb 2 durch einen Filz 24 an einer folgenden Pickup-Walze 25 abgenommen und dem weiteren Herstellungsprozess zugeführt wird.
In Figur 4 ist dem zweiten Formiersauger 15.2 - in Sieblaufrichtung S gesehen - ein Trennelement 11 in Form einer Siebsaugwalze 12 nachgeschaltet, die das Obersieb 3 von der gebildeten Faserstoffbahn 4 und dem Untersieb 2 trennt.
Die jeweiligen Mittel zur Erzeugung der Unterdrücke sind in den Figuren 3 und 4 nicht dargestellt.
Die Figur 5 zeigt ein Diagramm über das Betriebsverhalten für Faserstoffsuspensionen bei einem konventionellen Roll-Blade-Formerkonzept.
Auf der Abszisse ist der Durchsatz DS an Faserstoffsuspension durch den Stoffauflauf in [I/(min·m)], auf der Ordinate ist die Formierschuh-Entwässerung EF in [I/(min·m)] angegeben. Der Durchsatz DS nimmt dabei einen Wertebereich von 8.500 [I/(min·m)] (linke Begrenzungsgerade) bis 18.380 [I/(min·m)] (rechte Begrenzungsgerade) an, wohingegen die Formierschuh-Entwässerung EF einen Wertebereich von 600 [I/(min·m)] (untere Begrenzungsgerade) bis 2.000 [I/(min·m)] (obere Begrenzungsgerade) annimmt. Durch die Begrenzungsgeraden ergibt sich ein Arbeitsfenster, in welchem der Roll-Blade-Former entlang einer Kurve K (Fettdruck) mit guten Ergebnissen in einem größeren Gewichtsbereich (spezifische Produktionsmenge P) betrieben werden kann. Sehr gute Ergebnisse, beispielsweise hinsichtlich der Blattbildung, des Roll-Blade-Formers hingegen erhält man in einem optimalen Arbeitsfenster AFopt, welches durch folgende Begrenzungsgeraden definiert wird: Durchsatz DS mit den Begrenzungsgeraden bei 15.000 [I/(min·m)] und 18.380 [I/(min·m)] und Formierschuh-Entwässerung EF bei 1.300 [I/(min·m)] und 1.800 [I/(min·m)].
Die Figur 6 stellt das optimale Arbeitsfenster AFopt der Figur 5 in vergrößerter Form dar, wobei der Arbeitspunkt AP im optimalen Arbeitsfenster AFopt liegt.
Bei einer Sortenumstellung verlässt nun der Arbeitspunkt AP das optimale Arbeitsfenster AFopt (vertikaler Pfeil nach unten) und liegt hernach nur noch auf der Kurve K' (gestrichelt) des Arbeitsfensters AF bei schlechteren Ergebnissen Bei den bekannten und vorgenannten Doppelsiebformern muss dann in nachteilhafter Weise der Durchsatz DS an Faserstoffsuspension durch den Stoffauflauf erhöht werden (Pfeil schräg nach rechts oben), um wieder in das optimale Arbeitsfenster zu kommen.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Doppelsiebformer der eingangs genannten Art geschaffen wird, der die vorgenannten Nachteile des Stands der Technik gänzlich vermiedet und der besonders schwer zu formierende Faserstoffsuspensionen mit einem hohen Langfaseranteil, beispielsweise Papiere, optimal Verwendung finden lässt.
Bezugszeichenliste
1
Doppelsiebformer
2
Untersieb (Siebband)
3
Obersieb (Siebband)
4
Faserstoffbahn
5
Doppelsiebzone
6
Formierwalze
7
Einlaufspalt
8
Stoffauflauf
9
Faserstoffsuspension
10
Entwässerungs- und Formierelemente
11
Trennelement
12
Siebsaugwalze
13
Stoffauflaufdüse
14
Trennelement
15.1, 15.2
Formiersauger
15.11, 15.12, 15.13
Saugkammer
16
Saugerfläche
17.1, 17.21, 17.22
Saugkammer
18.1, 18.2, 18.3, 18.4
Unterdruckquelle
19
Formierleiste
20
Nasssauger
20.1
Saugkammer
21
Umlenkwalze
22
Trennsauger
23
Flachsauger
24
Filz
25
Pickup-Walze
AFopt
optimalen Arbeitsfenster
AP
Arbeitspunkt
AV
Vertikale Auslenkung
DF
Formierwalzen-Durchmesser
DS
Durchsatz
EF
Formierschuh-Entwässerung
H
Horizontale
K, K'
Kurve
N
Neigung
P
Spezifische Produktionsmenge
RK
Krümmungsradius
S
Sieblaufrichtung (Pfeil)
V
Vertikale
α
Formierwalzen-Umschlingungswinkel

Claims (19)

  1. Doppelsiebformer (1) zur Herstellung einer Faserstoffbahn (4), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, aus einer Faserstoffsuspension (9) mit den folgenden Merkmalen:
    1.1 zwei endlose Siebbänder (Untersieb (2) und Obersieb (3)) bilden miteinander eine Doppelsiebzone (5);
    1.2 in einem Anfangsbereich der Doppelsiebzone (5), in dem die beiden Siebbänder (2, 3) über ein Entwässerungselement in Form einer rotierenden Formierwalze (6) laufen, bilden die beiden Siebbänder (2, 3) an der Formierwalze (6) miteinander eine keilförmigen Einlaufspalt (7) ("Gap-Former"), der unmittelbar von einem mit einer Stoffauflaufdüse (13) versehenen Stoffauflauf (8) die Faserstoffsuspension (9) aufnimmt;
    1.3 in einem Mittelbereich der Doppelsiebzone (5) laufen die beiden Siebbänder (2, 3) mit der sich dazwischen bildenden Faserstoffbahn (4) über eine Mehrzahl von weiteren Formier- und Entwässerungselementen (10);
    1.4 in einem Endbereich der Doppelsiebzone (5) - in Sieblaufrichtung (S) gesehen - laufen die beiden Siebbänder (2, 3) über ein Trennelement (11) in Form einer Siebsaugwalze (12) oder eines Trennsaugers (22), das eines der Siebbänder (2, 3) von der gebildeten Faserstoffbahn (4) und dem anderen Siebband (2, 3) trennt;
    dadurch gekennzeichnet,
    1.5 dass die rotierende Formierwalze (6) ein offenes Volumen (Speichervolumen) aufweist und unbesaugt ist;
    1.6 dass die rotierende Formierwalze (6) einen Formierwalzen-Durchmesser (DF) kleiner 1.400 mm besitzt;
    1.7 dass die rotierende Formierwalze (6) einen Formierwalzen-Umschlingungswinkel (α) kleiner 7° aufweist;
    1.8 dass der rotierenden Formierwalze (6) - in Sieblaufrichtung (S) gesehen - unmittelbar ein Formiersauger (15.1) nachgeordnet ist; und
    1.9 dass die Faserstoffsuspension (9) im Bereich des keilförmigen Einlaufspalts (7) eine Stoffdichte zwischen 0,4 % und 2,0 %, vorzugsweise zwischen 0,6 % und 1,5 %, aufweist.
  2. Doppelsiebformer (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Formierwalze (6) ein offenes Volumen (Speichervolumen) der Gestalt aufweist, dass ihre Oberfläche gerillt und/oder gebohrt und/oder gesenkt ist.
  3. Doppelsiebformer (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Formierwalze (6) ein offenes Volumen (Speichervolumen) der Gestalt aufweist, dass sie aus einer Wabenkonstruktion aufgebaut ist.
  4. Doppelsiebformer (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    dem Formiersauger (15.1) - in Sieblaufrichtung (S) gesehen - mindestens ein weiterer Formiersauger (15.2) nachgeschaltet ist.
  5. Doppelsiebformer (1) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Formiersauger (15.1, 15.2) gegenseitig und in einem Abstand voneinander angebracht sind.
  6. Doppelsiebformer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der mindestens eine Formiersauger (15.1, 15.2) eine gekrümmte Saugerfläche (16) mit einem Krümmungsradius (RK) von 1.500 mm bis 10.000 mm, insbesondere von 2.000 mm bis 5.000 mm, aufweist.
  7. Doppelsiebformer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der mindestens eine Formiersauger (15.1, 15.2) wenigstens eine Saugkammer (15.11, 15.12, 15.13, 17.1, 17.21, 17.22) aufweist, deren Unterdruck mittels einer kontrollierbaren Unterdruckquelle (18.1, 18.2, 18.3) steuerbar/regelbar ist.
  8. Doppelsiebformer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    gegenüber dem mindestens einen Formiersauger (15.1, 15.2) eine Vielzahl von Formierleisten (19) angebracht sind.
  9. Doppelsiebformer (1) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zumindest eine der Formierleisten (19) nachgiebig abgestützt ist.
  10. Doppelsiebformer (1) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zumindest eine der Formierleisten (19) fest abgestützt ist, wobei deren Position relativ zum ihrem Siebband (2, 3) einstellbar ist, beispielsweise durch Verschieben oder Verschwenken.
  11. Doppelsiebformer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    dem mindestens einen Formiersauger (15.1, 15.2)- in Sieblaufrichtung (S) gesehen - mindestens ein Nasssauger (20) nachgeschaltet ist.
  12. Doppelsiebformer (1) nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Nasssauger (20) mit Unterdruck beaufschlagt ist, wobei der Unterdruck mittels einer kontrollierbaren Unterdruckquelle steuerbar/regelbar ist.
  13. Doppelsiebformer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    dem Trennelement (11) - in Sieblaufrichtung (S) gesehen - eine Umlenkwalze (21) vorgeschaltet ist
  14. Doppelsiebformer (1) nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    dem Trennelement (11) - in Sieblaufrichtung (S) gesehen - mindestens ein Flachsauger (23) und eine Siebsaugwalze (12) nachgeschaltet ist.
  15. Doppelsiebformer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in der Stoffauflaufdüse (13) des Stoffauflaufes (8) mindestens ein maschinenbreites Trennelement (14), insbesondere eine Lamelle, angebracht ist.
  16. Doppelsiebformer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Doppelsiebzone (5) in Sieblaufrichtung (S) im wesentlichen vertikal von unten nach oben ansteigt.
  17. Doppelsiebformer (1) nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Doppelsiebzone (5) mit einer vertikalen Auslenkung (AV) zur Vertikalen (V) von -15° bis +15°, insbesondere von -5° bis +5°, ansteigt.
  18. Doppelsiebformer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Doppelsiebzone (5) in Sieblaufrichtung (S) von unten nach oben mit einer Neigung (N) gegenüber der Horizontalen (H) von ungefähr 5° bis 45° ansteigt.
  19. Doppelsiebformer (1) nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Doppelsiebzone (5) im Endbereich von oben nach unten abfällt.
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