NO156984B - Anordning for forming av en papirbane. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for å ferme en papirhane i en papirmaskin.

Ved fremstilling av papir i en papirmaskin er det ytterst viktig for det ferdige papirets egenskaper at formingen av papirbanen i våtpartiet i papirmaskinen skjer under kontrollerte betingelser. Vanligvis sprøytes massesuspensjonen (massen) fra innløpskassen i form av en fri stråle ut på viren der en avvanning skjer og en papirhane formes. Arkets formasjon påvirkes herunder av en mengde ulike forstyrrelser som f.eks. ufullkommen dispergering av fibrene i massen, ujevn utstrømning av massen fra innløpskassen, hastighetsforskjell mellom massestrålen og viren, ujevn avvanning på grunn av uegnete eller defekte avvanningsleementer. De to førstnevnte forstyrrelser er spesielt vanskelig å hanskes med. Fibrene har av geometrisk-mekaniske grunner en tendens til å

flokke seg sammen. Flokkingstendensen aksentueres med økende fiberkonsentrasjon og økende fiberlengde. For ?.t et papir med god formasjon skal kunne fremstilles kreves en god dispergering av fiberflokkene i massen. Dette kan avstedkommes ved en meget lav fiberkonsentrasjon, men dette er oftest lite attraktivt da det innebærer at store strømningsmengder må håndteres. En nedbryting av fiberflokker kan også skje ved hjelp av finstrukturert turbulens i massestrømmen. Maskinprodusenter søker derfor å

oppnå strømningsgeometrier i sine utløpskasser som gir finstrukturert turbulens av tilstrekkelig intensitet. Den praktiske erfaring har imidlertid vist at man havner i et dilemma. Den turbulens som genertits har ofte et forholdsvis bredt, spek tr am, dvs. relativt grovstrukturert turbulens blandes med finstrukturert. Den finstrukturerte turbulens svinner hurtig og dermed skjer også en hurtig gjenflokking. De energirikere hvirvler lever videre en lengre tid og får ofte anledning til å følge med strømmen ut av innløpskassen. For høyt turbulensnivå i strålen ut fra innløps-kassen fører til at strålens geometri (som fra begynnelsen av bestemmes av leppens geometri) forandres. Massestrålens tykkelse vil lokalt variere på langs og på tvers av maskinen. Ettersom det tildannede arkets flatevekt beror på massesjiktets tykkelse over viren vil således flatevekten komme til å variere fra sted til sted i papirbanen.

Den ovenfor skisserte problematikk, som altså ofte innebærer en utilstrekkelig deflokkering av massen når nødvendig turbulensnivå ville gi uakseptabel forstyrrelse av arkformingen på viren, er naturligvis mer alvorlig på en planvire- enn på en dobbeltviremaskin. På en dobbeltviremaskin er i alminnelighet den frie strålelengden kort og avvaningen hurtig. Variasjonene i massesjiktets tykkelse rekker derved ikke å vokse i samme omfang som på en planviremaskin.

Avvanningen på en planviremaskin, inntil de enkelte fibre er fiksert i en fiberbunn, skjer ved undertrykk ved hjelp av forskjellige typer avvanningselementer: formeringsbord, register-valser, avvanningslister, våte sugekasser. Felles for disse, foruten den primære oppgave å avvanne, er at de introduserer en større eller mindre grad av forstyrrelser i massesjiktet. Som et eksempel kan avvanning ved hjelp av avvanningslister beskrives.

En avvanningslist er plassert i en viss vinkel i forhold til

viren slik at den danner et divergerende rom med viren i maskin-retningen. Når viren med massesjiktet farer frem over listen dannes der i det divergerende rom et undertrykk som frembringer avvanningen. En større eller mindre mengde av det drenerte vann medfølger viren på dens underside frem til etterfølgende avvanningslist. På forkanten av denne list avskrapes vannet. Avskrapingen av vannet gir opphav til en trykkpuls rettet opp mot viren og det ovenpåliggende, allerede dannede ark. Trykkpulsens størrelse er en funksjon av den avskrapede vannmengde, avskrapings-vinkelen og virehastigheten. Av tidligere omtalte grunner foreligger ofte en for papirets formasjon uakseptabel flokkings-tilstand i massen ut fra innløpskassen. Trykkpulsene som oppstår ved avvanningslistenes forkant introduserer skjærkrefter i massen ovenpå viren, hvilket i et tidligere stadium under arkformingen gir en positiv deflokkulerende effekt. Imidlertid er denne effekt vanskelig å kontrollere og for store trykkpulser i et noe senere arkformingsstadium kan nedbryte et allerede formet fibernettverk på viren med en negativ effekt på arkets formasjon.

Forskjellige fremgangsmåter og konstruksjoner for løsning av det ovenfor beskrevne problem er blitt foreslått. Det er f.eks. kjent å anvende et munnstykke på en innløpskasse med en øvre munnstykkeleppe som strekker seg frem og viren i dennes bevegelses-retning og over et under viren beliggende avvanningsorgan.. Hensikten er å oppnå et mot avvanningshastigheten avpasset, konvergerende rom mellom overleppen og viren for derved å kunne holde massens strømningshastighet konstant i dette rom. Man får derved under størstedelen av avvanningsforløpet et av den forlengede overleppen og viren veldefinert massesjikt der hydrodynamiske forstyrrelser som skapes i innløpskassen ikke får mulighet til å utvikles. I forekommende tilfelle er formen til det konvergerende rom mellom den forlengede overleppe og viren definert ved at overleppen er stiv og der viren er understøttet av et avvanningsorgan som gir viren en gitt strekning. Avvannings-organet kan være en sugebrystvalse eller en plan sugekasse. Sugekassens utseende kan variere. Det åpne areal i sugekasseiokket. kan være et hullmønster eller slisser på tvers av maskinen.

Felles for alle sugekasselokk er at det åpne areal respektive landarealet er arrangert slik at viren er understøttet på en måte som innebærer et minimum av nedbøyning i sugesonene. Sugekassen kan være delt i seksjoner slik at varierende vakuumnivåer kan appliseres i de forskjellige seksjoner. Avvanningen må st: em-ne med formingsrommet og gjennom dette arrangement forsøker man n styre avvanningshastigheten slik at den passer til det konvergerende formingsrom. Imidlertid, som ovenfor omtalt for avvanningslister, innebærer en støtte under viren under et avvanningsstadium at trykkpulser rettes opp mot viren hvilke kan ha en nedbrytende effekt på det dannede ark. Over landarealene påvirkes det formete fibernettverk heller ikke av stabiliserende sugekrefter hvilket ytterligere forverrer situasjonen.

For å eliminere disse problem er den forlengete overleppen laget fleksibel samtidig som den underliggende del av viren er anordnet uunderstøttet i det minste under formingens sluttstadium. Avvanningen avstedkommes derved ved hjelp av undertrykk i en

under viren anordnet åpen sugekasse. Dette innebærer imidlertid at tetninger må absorberes langs sugekassens kanter, hvilket fører til forstyrrelser i papirbanens kantsoner. Videre begrenses avvanningshastigheten av det til rådighet stående undertrykk i sugekassen.

Foreliggende oppfinnelse har som formål ytterligere å forbedre og forenkle formingen av en papirbane. Dette oppnås ved at avvanningen av massesuspensjonen (massen) skjer ved hjelp av et overtrykk mellom overleppen og viren slik som angitt i patentkravene.

Undertrykket på undersiden av viren kan derved minskes. Hensiktsmessig utføres avvanningen helt uten undertrykk da man derved eliminerer de forstyrrelser som oppstår på grunn av avtettende lister særlig langs en sugekasses kanter. Overtrykket kan oppnås med en fleksibel overleppe som er belastet med et langs formingssonen i massens strømningsretning konstant eller varierende overtrykk. Hensiktsmessig kan trykket holdes lavest i begynnelsen av formingssonen der avvanningsmotstanden er minst. Trykket økes deretter suksessivt langs formingssonen når papirarket bygges opp og avvanningsmotstanden øker.

Ifølge oppfinnelsen kan i en papirmaskin de hydrodynamiske forstyrrelser dempes effektivt over hele papirbanens bredde, hvilket medfører at banens flatevekt kan holdes jevnere. Massekonsentrasjonen i innløpskassen kan være høy uten at formingsforløpet forstyrres, hvilket er særlig fordelaktig ved fremstilling av papir med høy bulk. Ved at avvanningstrykket kan innstilles etter ønske kan avvanningskapasiteten og derved maskinhastigheten heves.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives i form av noen utføringsformer med henvisning til figurene der fig. 1-3 viser papirmaskiner med en fleksibel overleppe og fig. 4 viser en papirmaskin med en fjærende overleppe.

Hver utføringsform omfatter et munnstykke 1 på en innløpskasse (ikke vist). Massen 2 sprøytes gjennom munnstykket 1 ut på en vire 3 som løper over en brystvalse 4, 14. Fra munnstykkets 1 overdel strekker det seg en overleppe 5, 18, 19 som er festet til nmnnstykket. Munnstykket 1 er rettet slik at vinkelen mellom massestrålen og viren blir liten. Mellom overleppen 5, 18, 19. og viren 3 dannes et formrom 8 for papirbanen.

Ifølge fig. 1 er den fleksible overleppe 5 festet til munnstykket 1 ved hjelp av en festeanordning 6. Munnstykkeåpningen kan innstilles ved hjelp av en reguleringsanordning 7. Den del av viren som er beliggende under den fleksible overleppe 5 er uunderstøttet i hele sin bredde og denne uunderstøttete del strekker seg et stykke forbi overleppen 5 frem til en støttevalse 9. Derved oppstår ingen forstyrrelser når papirbanen forlater formingsrommet 8.

Den fleksible overleppe 5 er utsatt for et overtrykk av en trykkanordning 10. Mellom trykkanordningen 10 og overleppen 5 er der plassert et organ 11 for å fordele trykket på overleppen. Dette organ 11 kan være av elastisk materiale, f.eks. skumplast eller luftputer. Ved regulering av trykket kan avvanningen reguleres.

I fig. 2 vises en utføringsform som tilsvarer fig. 1, men

der viren er understøttet av lister 12 eller liknende i begynnelsen av formingsrommet 8. Derved kan man oppnå en øket mikroturbulens i begynnelsen av formingen av papirbanen. Skjærkrefter introduseres i strømmen hvilket har en deflokkulerende effekt på massen.

Derved kan arkets formasjon i visse tilfeller forbedres ytterligere. Samtidig oppnås en oppsmuldrende effekt på det allerede dannete fibernettverk hvilket kan lette den fortsatte avvanning.

Ifølge fig. 3 og 4 er den del av viren 3 som er beliggende under overleppen 5, 18, 19 uunderstøttet i hele sin bredde.

Denne uunderstøttete del strekker seg et stykke forbi overleppen

5, 18, 19 frem til en støttevalse 9.

Ifølge fig. 3 er overleppen 5 fleksibel samt utsatt for et i massens 2 strømningsretning varierende trykk ved hjelp av et antall luftputer 16 som arbeider mot et fast mothold 17. Trykket i hver luftpute 16 er variabelt og innstilles hensiktsmessig slik at. trykket mot overleppen 5 øker i massens 2 strømningsretning. — i-ø.i.g<~ ^ j- y . ■* ^i..■ j- j- ^^>^«^.. lo j_ j c6^ ii v^cr Aiit.;a bii vuc l .v>o;a avtar i massens 2 strømningsretning. Overleppen 18 presses mot viren 3, hensiktsmessig ved dreining av hele munnstykket 1, og antar derved en buet form. Som følge av den avtagende stivhet minsker krumningsradien kontinuerlig i massens 2 strønaviagsretning samtidig som trykket øker. For å oppnå den avtagende stivhet hos overleppen 13 kan man utforme overleppen med avtagende tykkelse, f.eks. med på hverandre liggende plater av forskjellig lengde slik det fremgår av fig. 5. Eventuelt kan en fleksibel overleppe anordnes under den fjærende overleppe 18.

Den ifølge foreliggende oppfinnelse kontrollerte forming av papirbanen i rommet 8 innebærer at massekonsentrasjonen i innløpskassen kan gå opp til 1/2 - 1 % ved fremstilling av papir med lav flatevekt og 3 - 5 % ved fremstilling av papir med høy flateve<T>ct samt masseark. Videre kan slitasjen på viren minimali-seres da viren er fritt opplagt mellom to valser i formingssonen.

De viste overlepper har glatt underside. For å oppnå en øket mikroturbulens i massen i begynnelsen av formingsrommet kan de på undersiden forsynes med mindre flate-ujevnheter. Disse flate-ujevnheter introduserer skjærkrefter i strømningen hvilket har en deflokkulerende effekt på massen og derved kan arkets formasjon i visse tilfeller ytterligere forbedres.

Oppfinnelsen er selvsagt ikke begrenset til ovenstående utføringsformer, men kan varieres innenfor rammen av oppfinnelses-tanken.

Claims (5)

1. Anordning for forming av en papirbane i en papirmaskin, omfattende en vire (3) med et uunderstøttet parti, et munnstykke (1) for tilførsel av en massesuspensjon til viren i form av en fri stråle, en bueformet overleppe (5, 18) som rager ut fra munnstykkets øvre parti og danner et formingsrom (8) mellom overleppen og virens uunderstøttete parti, karakterisert ved en trykkanordning (10, 16,

17) for å trykke den bueformete overleppe og det uunderstøttete parti av viren mot hverandre for oppnåelse av et statisk overtrykk i massesuspensjonen i formrommet for avvanning av massesuspensjonen mellom overleppen og det uunderstøttete parti, idet overtrykket varierer suksessivt langs formingsrommet i massesuspensjonens strømningsretning og idet den bueformete overleppe er av fjærende og/eller fleksibel konstruksjon, og dens krumningsradius varierer suksessivt langs formingsrommet.

2. Anordning ifølge krav 1, med en fleksibel overleppe (5), karakterisert ved at den omfatter et elastisk organ (11, 16) som er innrettet til å fordele overtrykket fra trykkanordningen over den fleksible leppe.

3. Anordning ifølge krav 1, med en fleksibel overleppe (5), karakterisert ved at den omfatter et antall tilgrensende puter (16) med et innvendig trykk som suksessivt øker i massesuspensjonens strømningsretning, idet putene (16) er innrettet til å overføre det variable overtrykk til massesuspensjonen over den fleksible leppe.

4. Anordning ifølge krav 1, med en fjærende overleppe, karakterisert ved at leppen (18) har en stivhet som avtar suksessivt i massesuspensjonens strømningsretning.

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at den bueformete overleppe omfatter et antall på hverandre liggende plater (18) av forskjellig lengde.