WO1998036126A1 - Vorrichtung und verfahren zur bildung einer papierstofflage - Google Patents

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WO1998036126A1
WO1998036126A1 PCT/DE1998/000414 DE9800414W WO9836126A1 WO 1998036126 A1 WO1998036126 A1 WO 1998036126A1 DE 9800414 W DE9800414 W DE 9800414W WO 9836126 A1 WO9836126 A1 WO 9836126A1
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WO
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acceleration
area
suspension
speed
stock suspension
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PCT/DE1998/000414
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Inventor
Harald Hess
Wolf Gunter Stotz
Frank Opletal
Original Assignee
Voith Sulzer Papiermaschinen Gmbh
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/028—Details of the nozzle section
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/026—Details of the turbulence section
    • 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 an apparatus and a method for forming a paper stock layer according to the preambles of the independent claims.
  • the formation i.e. the initial formation of a paper stock layer from a stock suspension.
  • the stock suspension - apart from certain desired deviations - is fed to a headbox as evenly as possible across the machine width.
  • a desired microturbulence is usually imposed on the stock suspension with the help of a turbulence insert, which ensures that despite the existing aligning forces in the flow, no predominant orientation of the fibrous materials comes into play, so that the paper is as isotropic or properties in the desired orientation receives.
  • the stock suspension is accelerated before passing through a nozzle and introduced at or between screens at a speed which corresponds approximately to the jet speed at the point of impact. In this acceleration phase, in contrast to the area of the
  • No. 5,298,125 proposes, in order to avoid the effects described when the suspension jet strikes the screen surface of a Fourdrinier screen, to coat the screen surface with a water layer before the stock suspension hits.
  • the disadvantage here is that the described method is not applicable to modern and fast-running twin-screen machines on the one hand, and on the other hand there is a risk of the material jet striking the screen at high jet speeds, which in turn leads to the known disadvantages.
  • the water cycle is increased in this way, which leads to an unfavorable cost calculation.
  • the object of the invention is to describe a method and a device for the initial sheet formation of a paper stock, which brings about a further improved formation and uniformity of the paper.
  • the method with the features of the preambles of claims 1 and 2 is improved in such a way that the stock suspension is guided across the machine width and over a substantial part of the acceleration distance by narrowing boundary surfaces which move in the direction of flow. This ensures that the difference in speed with increasing acceleration between the essential boundary surfaces of the nozzle space and the
  • the method can provide that the speed V B of the moving boundary surface lies in a range which extends from somewhat below the input speed V E of the stock suspension flow into the acceleration area to somewhat above the exit speed V A of the stock suspension from the acceleration area.
  • This means the speed can assume a value of, for example, 0.9 x V E ⁇ V B ⁇ 1, 1 x V A.
  • the speed of the moving boundary surface is selected to be equal to or close to the initial speed of the stock suspension from the acceleration region, a positive speed difference from the flow to the boundary surface arises at the entry into the acceleration region. This supports the acceleration of the stock suspension in the vicinity of the boundary surfaces.
  • the ratio V E / V A of the input speed V E of the material suspension flow in the acceleration area IV to the output speed V A of the material suspension from the acceleration area is less than 1 / (1.5), preferably less than 1/2, preferably less than 1 / 3, preferably less than 1/4, preferably less than 1/5.
  • dewatering is started in the acceleration range. This increases the orientation tendency of the fibers in the running direction, which is desirable for some types of paper.
  • the headbox according to the invention is provided with a turbulence insert, which generates a uniform microturbule in order to produce a paper of as uniform a quality as possible.
  • the turbulence insert can consist essentially of a bundle of tubes. When the pulp suspension passes through the tubes, microturbulence develops in each channel, by means of which deflocculation of the pulp suspension is sought. Since the construction of the outlet nozzle in
  • Acceleration range - this is usually the beginning of the dewatering range - is varied and adapted to the particular machine speed and / or the particular consistency of the stock suspension and / or the type of fabric.
  • a device for forming a paper stock layer with the features of the preambles of the independent device claims is also proposed, with each screen having a water-impermeable, circumferential guide surface which provides the screen web (s) at least in the area of the acceleration of the stock suspension on the side facing away from the stock suspension stream, with the same direction and preferably also at the same speed as the screen surfaces.
  • the headbox in accordance with the preambles of the independent device claims in such a way that the headbox Has at least two inlets for an additional fluid and thus the flow rate and / or the substance concentration can be adjusted or regulated in sections.
  • Another aspect of the invention is to make the effective length of the turbulence insert variable or to make the distance of the turbulence insert variable from the end of the subsequent acceleration range, and thus simply to differentiate the sheet-forming device
  • Figure 1 Device according to the invention with two circularly curved boundary surfaces
  • Figure 1 a Device according to the invention with a circular curved boundary surface
  • Figure 2 Device according to the invention with two circularly curved boundary surfaces and subsequently curved, fixed drainage element
  • Figure 3 Device according to the invention with two flat boundary surfaces in the acceleration range
  • FIG. 3a device as in FIG. 3, but additionally with a water-tight circumferential band
  • Figure 4 Device according to Figure 3, but with
  • FIG. 6a device as in FIG. 6, but additionally with a water-tight circumferential band;
  • Figure 7 Device according to Figure 6, but with two
  • Figure 8 Device with impermeable band as a moving boundary surface
  • Figure 9 Device with impermeable tape for sealing the
  • Figure 14 Headbox with combined length-adjustable discharge nozzle and turbulence insert and sieve through a part of the discharge nozzle.
  • FIG. 1 shows schematically in cross section a device according to the invention for forming a paper stock layer with the one at the lower edge of the figure Corresponding division into areas shown.
  • the machine-wide material supply with the main material flow 1 and the material flow for profile correction 2 is only indicated, this corresponds to the current state of the art of a sectional volume flow and material density influencing.
  • the material feed follows
  • Material flow for profile correction 2 can also be provided in the tube bundle 3, 4.
  • the tube bundle 4 is delimited on the top and bottom by channel walls 5, which in this example even extend beyond the tube bundle 4 and form an intermediate space 6 with parallel top and bottom and without turbulence-generating means.
  • This intermediate space 6 represents the transition area IM and borders directly on the acceleration area IV, which is formed, for example, by the two screens 12 and 13, these screens being supported in this area by a breast roller 10 and 11 and a constantly narrowing nozzle area 7 form, the boundary surfaces 19, 20, with the exception of the side plates, move in the direction of flow.
  • the jet nip 21 of the headbox has been shifted between the two breast rollers and at the same time a free jet of material, as is customary in the prior art, has been avoided. It is advantageous to have at least one
  • Breast roll 10 and / or 11 to be designed as an internally supported roll, ideally even with zonal control (regulation), in order to be able to precisely adjust the beam nip over the web width.
  • at least one breast roller 10, 11 can be supplied with a section-wise supply of a concentration-changing fluid (e.g.
  • FIG. 1 a shows a device according to the invention in the form of a Fourdrinier sieve with the corresponding division into areas shown on the lower edge of the figure.
  • the machine-wide material supply with the main material flow 1 and the material flow for profile correction 2 is only indicated in the first material supply area I, this corresponds to the current state of the art of a sectional volume flow and density influencing.
  • the material feed is followed by the turbulence area II with the turbulence generator 3, which is equipped, for example, with a tube bundle 4.
  • a fluid for profile correction 2 can also be supplied in the tube bundle 4.
  • the tube bundle 4 is on the top and
  • the underside is delimited by channel walls 5, which in this example even extend beyond the tube bundle 4 and form an intermediate space 6 with parallel top and bottom surfaces and without turbulence-generating means.
  • This intermediate space 6 represents the transition area IM and borders directly on the acceleration area IV.
  • This area IV is delimited on the upper side by the upper lip 32 and on the underside by the sieve 13, which runs over the closed roller surface of the roller 11, and forms a continuously narrowing nozzle space 7, the delimiting surface 20 of which, with the exception of the side plates, in Flow direction moves.
  • Air wipers 8 and the room 7 are designed as a water chamber 33, through which water can be introduced into the room 7.
  • the upper lip 32 is equipped, for example, with an aperture 34 and rotatably supported at the pivot point 35.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the device according to the invention from FIG. 1, two circularly curved boundary surfaces, but subsequently with a curved, fixed drainage element 14 and a headbox with a Slope angle of approx. 45 °. Otherwise, the device corresponds to the embodiment from FIG. 1.
  • FIG. 3 A fundamentally different embodiment of the device according to the invention is shown in FIG. 3.
  • the machine-wide material feed is again only indicated with the main material flow 1 and the material flow for profile correction 2.
  • the material feed is followed by the turbulence region II with the turbulence generator 3, which is equipped, for example, with a tube bundle 4.
  • the tube bundle 4 is delimited on the top and bottom of channel walls 5.
  • Channel walls 5 are air wipers 16 which prevent entrained air from being carried into the nozzle region 7 by the sieves 12 and 13 which are passed through.
  • An intermediate space 6 as a transition area IM is not available in this case, but can also be provided.
  • the turbulence area therefore borders directly on the nozzle space 7 or the acceleration area IV.
  • the nozzle chamber 7 is formed by the two flat sieves 12 and 13, which are guided over the guide rollers 17 and 18 along the conically approaching outer lips 15 to the breast rollers 10 and 11.
  • the side shields are not shown in this illustration for reasons of clarity. Following the breast rollers 10 and 11 follows the formation area V, which is not shown here.
  • FIG. 3a shows a variant of FIG. 3, in which the two screens 12, 13 are accompanied by a water-impermeable band 24, 25 on the side facing away from the material suspension flow. This prevents premature drainage and extends the service life of the screen.
  • FIGS. 4 and 5 Another variant of the device from FIG. 3 is shown in FIGS. 4 and 5.
  • the outer lips 15 are equipped with drainage elements 22, the entire nozzle area 7 being covered in FIG. 4, while in the variant of FIG. 5 the nozzle space 7 is only partially equipped with drainage elements 22.
  • FIG. 6 shows a device for a two-layer paper according to the embodiment from FIG. 3, a separating element 23 between the individual layers being shown following the turbulence area. It is possible to load the individual layers with material suspensions of different consistency, but multi-shift operation with one type of substance is also possible, in which a uniform material suspension is used in all layers.
  • FIG. 6a shows a variant of FIG. 6, in which the two sieves 12, 13 are accompanied by a water-impermeable band 24, 25 on the side facing away from the material suspension flow.
  • FIG. 7 shows a device for forming a three-layer paper web with two separating elements, the upper layer having a drainage element 22 in the entire nozzle area 7, the lower layer being drained only over part of the acceleration path and the middle layer up to the end of the nozzle space because of the
  • FIG. 8 shows a further variant of the invention according to the invention, in which case the moving boundary surfaces in the acceleration region are formed solely by an impermeable upper and lower band 26, 27.
  • Support elements for example support rollers 24, 25, can be provided to support the belts.
  • the support elements can also be formed as sliding shoes or from a large number of strips or rollers, which are optionally also adjustable and thus produce different contours of the belt surface.
  • FIG. 9 A further embodiment of the invention is shown in FIG. 9.
  • the circulating belts of FIG. 8 do not come into direct contact with the stock suspension, but merely serve to seal the per se water-permeable screens 12, 13 in the acceleration region IV of the stock suspension.
  • the straps can also be supported by support elements
  • support elements 24 are supported. If the support elements 24 are designed to be adjustable, different contour profiles of the nozzle chamber 7 and thus different acceleration profiles can be achieved. According to the invention, the number of support elements can be increased, which enables an even better alignment of the contour profiles.
  • the roller-like support elements shown are only examples; rollers, sliding shoes - as shown for example in FIG. 12 at 30 and 31 - or strips can also be used.
  • Figure 10 shows a portion of the device according to the invention
  • FIG. 11 shows the partial area from FIG. 10, but without the
  • water supply lines 28 are provided in the edge regions, which feed water between the sliding surfaces 9.1 of the side shields 9 and the sieves or belts 12, 13, 25, 26 sliding over them and thus on the one hand the escape of
  • FIG. 12 also shows the partial area of the device from FIG. 10, the upper and lower boundary surfaces 19, 20 additionally being formed in the form of a solid upper and lower wall 30, 31, which rest on the lateral guide rails 27 and a screen running gap 29 leave free for the continuous sieves and / or belts 12, 13, 25, 26.
  • FIG. 13 finally shows the partial area of the device from FIG. 12 with the additionally shown top sieve 12, which is guided through the sieve gap 29.
  • a wire belt is shaken transversely to the running direction with the aid of at least one of the rollers 10, 11, 17, 18 in order to influence the fiber layer.
  • 11, 17, 18 is designed as an internally supported roller in order to correct the screen tension across the width, to enable a smaller radius of the corresponding roller, or to optimize the gap between the corresponding screen or the corresponding roller and the standing elements.
  • FIG. 14 Another further embodiment of the invention is shown schematically in FIG. 14.
  • a headbox with a combined length-adjustable turbulence insert 42 and outlet nozzle 43 and screen passage through part of the outlet nozzle 43 is shown.
  • Material feed 41 which is shown here as a normal transverse distributor, is followed by a turbulence insert 42 with tube bundles which can be adjusted in its effective length and which can be adjusted telescopically and in this way vary the distance between the turbulence insert and the beginning of the convergent region of the subsequent outlet nozzle 43.
  • the headbox then merges into the narrowing nozzle area of the outlet nozzle 43, the outlet nozzle according to the invention consisting of a first part 43.a, which is of conventional design, and a second part 43.b, through which the screens 44.1 and 44.2 each pass.
  • a headbox with a subsequent former begins here the formation part already in the outlet nozzle 43 with a relatively large distance between the screen surfaces and in a phase in which the screen suspension is still accelerated.
  • a plurality of chambers 43.2.2, 43.2.3 and one side 43.2.4 are shown in the formation part 43.b, which are pressurized with P, and which face the screen with a
  • a transverse profile control of the paper web is provided in the area of the screen lead-through to the interior of the outlet nozzle 43 by means of a screen water box 43.2.1 sectioned over the machine width.
  • the white water tank is equipped with strips on the sieve side and can press different amounts of water for each section through the sieve into the interior of the outlet nozzle in a controlled manner, thus displacing the loaded material suspension in sections and thereby the cross profile of the produced
  • Affect paper web or fiber web Affect paper web or fiber web.
  • spreader rollers 45.1, 45.2 are provided in this area, which prevent the screen from wrinkling.
  • a plurality of pivot points D are also specified, around which the respective components can be pivoted.
  • the stock suspension is guided without a free jet and a "mat" is formed in the nozzle area by the beginning of the drainage, through which the further drainage takes place.
  • the "mat” then acts as a filter layer, which leads to the retention being increased considerably. This will improve the formation overall and in particular an improvement in paper quality in the z direction.
  • headbox in particular without the D-section formed by component 43.2.4 and subsequent rectilinear or later onset curvature of the formation part are also possible.
  • the illustrated orientation of the headbox with the material flow directed downward is likewise not intended to be a limitation of the invention, but rather is only an exemplary embodiment which can also be designed in the direction of a horizontal course or a vertical or oblique increase in the suspension flow.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur initialen Bildung einer Faserstofflage. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens eine der Siebflächen (12, 13) zumindest im Bereich der Beschleunigung (IV) der Stoffsuspension auf der, vom Stoffsuspensionsstrom abgekehrten Seite von einer wasserundurchlässigen, umlaufenden Fläche (10, 11), welche sich in gleicher Richtung bewegt wie die Siebfläche (12, 13), begleitet wird. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß zu jedem Sieb (12, 13) je eine wasserundurchlässige (10, 11), umlaufende Führungsfläche vorgesehen ist, welche die Siebbahn(en) (12, 13) zumindest im Bereich der Beschleunigung (IV) der Stoffsuspension auf der, jeweils vom Stoffsuspensionsstrom abgekehrten Seite mit gleicher Geschwindigkeit und Richtung wie die Siebflächen (12, 13) begleiten kann beziehungsweise können.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Bildung einer Papierstofflage
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bildung einer Papierstofflage gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Bei der Herstellung von Papier liegt ein wichtiger und für die spätere Qualität des Papieres entscheidender Schritt in der Formierung, also der anfänglichen Bildung einer Papierstofflage aus einer Stoffsuspension. Hierzu wird die Stoffsuspension - abgesehen von bestimmten gewünschten Abweichungen - möglichst gleichmäßig über die Maschinenbreite verteilt einem Stoffauflauf zugeführt. Im Stoffauflauf wird meistens der Stoffsuspension mit Hilfe eines Turbulenzeinsatzes eine gewünschte Mikroturbulenz auferlegt, die dafür sorgt, daß trotz der vorhandenen, ausrichtenden Kräfte in der Strömung keine vorherrschende Lagerichtung der Faserstoffe zum Tragen kommt, damit das Papier möglichst isotrope, beziehungsweise Eigenschaften in der gewünschten Ausrichtung erhält. Nachfolgend wird die Stoffsuspension vor dem Durchgang durch eine Düse beschleunigt und mit einer Geschwindigkeit auf oder zwischen Siebe eingebracht, die etwa der Strahlgeschwindigkeit am Auftreffpunkt entspricht. In dieser Beschleunigungsphase sollen nun im Gegensatz zum Bereich des
Turbulenzeinsatzes möglichst keine (zusätzlichen, makroskopischen) Turbulenzerscheinungen auftreten, da diese aufgrund ihrer Ausdehnung die Gleichmäßigkeit der Blattbildung stören. Im weiteren Verlauf des Prozesses trifft der Stoffsuspensionsstrahl mit hoher Geschwindigkeit - insbesondere bei schnell laufenden Papiermaschinen - auf die Oberfläche der Siebe auf.
Bei der Auftreffgeschwindigkeit der Suspension auf das Sieb wird teilweise auch mit einer bestimmten Differenzgeschwindigkeit zwischen Suspensionsstrahl und Sieb gearbeitet, um die Faserausrichtung an der Oberfläche des entstehenden Papieres zu beeinflussen. Bei diesem Auftreffen des Suspensionsstrahles treten Impulse auf, die unerwünschte Begleiteffekte mit sich bringen. So kann beispielsweise ein unerwünschter Einfluß auf die Faserorientierung entstehen, oder ein unerwünscht vermehrter Durchtritt von Fasern und Füllstoffen durch das Sieb die Folge sein.
In der Fachwelt besteht das Bestreben, die oben genannten und unerwünschten Effekte soweit wie möglich zu vermeiden.
In der US 5,298,125 wird zur Vermeidung der beschriebenen Effekte beim Auftreffen des Suspensionsstrahls auf die Sieboberfläche eines Langsiebes vorgeschlagen, die Sieboberfläche vor dem Auftreffen der Stoffsuspension mit einer Wasserschicht zu belegen. Nachteilig ist hierbei allerdings, daß das beschriebene Verfahren einerseits nicht auf moderne und schnell laufende Doppelsiebmaschinen anwendbar ist und andererseits bei hohen Strahlgeschwindigkeiten die Gefahr des Durchschlagens des Stoffstrahles auf das Sieb besteht, wobei dann wieder die bekannten Nachteile entstehen. Außerdem wird auf diese Weise der Wasserkreislauf erhöht, was zu einer ungünstigen Kostenrechnung führt.
Eine weitere Möglichkeit zur Reduktion der oben beschriebenen Nachteile ist dadurch gegeben, daß das Sieb beziehungsweise die Siebe die zur Entwässerung der Stoffsuspension dienen durch den Düsenraum des Stoffauflaufes hindurchgeführt werden. Hiermit wird versucht die Probleme am sonst gegebenen Auftreffpunkt des Stoffstrahles zu vermeiden. Diesbezüglich wird auf die Schriften DE-PS 732 987, DE-PS 575 332, DE-
GM 73 39 859, DE-OS 20 04 775, DE-AS 19 31 686, DE-OS 1561 688, GB 12 47 013 und US 18 75 075 hingewiesen. Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur initialen Blattbildung einer Papierstofflage zu beschreiben, welche eine weiter verbesserte Formation und Gleichmäßigkeit des Papieres bewirkt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Verfahrensansprüche, beziehungsweise der unabhängigen Vorrichtungsansprüche gelöst.
Demgemäß wird das Verfahren mit den Merkmalen der Oberbegriffe aus den Ansprüchen 1 und 2 dahingehend verbessert, daß die Stoffsuspension über die Maschinenbreite hinweg und über einen wesentlichen Teil der Beschleunigungsstrecke von sich verengenden Begrenzungsflächen, die sich in Strömungsrichtung bewegen, geführt wird. Damit wird erreicht, daß die Differenzgeschwindigkeit mit zunehmender Beschleunigung zwischen den wesentlichen Begrenzungsflächen des Düsenraumes und der
Stoffsuspensionsströmung, statt größer zu werden, reduziert wird und damit auch die Neigung zu Turbulenzen verringert wird.
Verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungsformen dieses Verfahrens liegen darin, daß mindestens eine der bewegten Begrenzungsflächen entlang einer Ebene, einer Zylinderfläche oder entlang einer Parabel- oder Hyperbellinie verläuft, wobei natürlich auch Kombinationen gewählt werden können.
Entsprechend einer weiteren Verbesserung des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann vorgesehen werden, daß die Geschwindigkeit VBder bewegten Begrenzungsfläche in einem Bereich liegt, der sich von etwas unter der Eingangsgeschwindigkeit VE der Stoffsuspensionsströmung in den Beschleunigungsbereich bis etwas über der Ausgangsgeschwindigkeit VA der Stoffsuspension aus dem Beschleunigungsbereich erstreckt. Das heißt die Geschwindigkeit kann einen Wert von z.B. 0,9 x VE < VB < 1 ,1 x VA annehmen.
Wird die Geschwindigkeit der bewegten Begrenzungsfläche gleich oder nahe der Ausgangsgeschwindigkeit der Stoffsuspension aus dem Beschleunigungsbereich gewählt, so entsteht am Eintritt in den Beschleunigungsbereich eine positive Geschwindigkeitsdifferenz von der Strömung zur Begrenzungsfläche. Hierdurch wird die Beschleunigung der Stoffsuspension in der Nähe der Begrenzungsflächen unterstützt.
Vorteilhaft ist auch, wenn das Verhältnis VE/VA der Eingangsgeschwindigkeit VE der Stoffsuspensionsströmung in den Beschleunigungsbereich IV zur Ausgangsgeschwindigkeit VA der Stoffsuspension aus dem Beschleunigungsbereich kleiner 1/(1,5), vorzugsweise kleiner 1/2, vorzugsweise kleiner 1/3, vorzugsweise kleiner 1/4, vorzugsweise kleiner 1/5 beträgt.
Alle o.g. Maßnahmen zur Reduktion der Differenzgeschwindigkeit führen zu einer sanfteren und frühzeitigen Schichtbildung von Papierstoff auf der Oberfläche des Siebes und damit zu einer Verbesserung der Retention von
Füllstoffen.
Gemäß einer weiteren Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bereits im Beschleunigungsbereich mit der Entwässerung begonnen. Hiermit wird die Ausrichtungstendenz der Fasern in Laufrichtung erhöht, was für manche Papiersorten wünschenswert ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung - beziehungsweise allgemein bei einem Stoffauflauf mit durch den Düsenbereich verlaufenden Sieben - können Fehler bezüglich des Massenquerprofils und des Faserorientierungsquerprofils auftretend. Dabei kann es dadurch, daß keine Möglichkeit zur Veränderung des Auslaufspaltes durch sektional veränderbare Lippen besteht, vermehrt zu Flächengewichtsquerprofil- Fehlern kommen, insbesondere dadurch, daß das durchlaufende Sieb über die Maschinenbreite hinweg unterschiedliche Filtereigenschaften beziehungsweise Wasseraufnahmefähigkeit aufweist. Entsprechend einem fortführenden Erfindungsgedanken kann dieses Problem durch abschnittsweise Steuerung und/oder Regelung der Konzentration der Stoffsuspension und/oder der Größe des Volumenstroms der Stoffsuspension über die Maschinenbreite ausgeglichen werden. Hierdurch wird in erster Linie eine Beeinflussung und Verbesserung des Flächengewichtsquerprofils, aber auch des Faserorientierungsquerprofils erreicht. Bezüglich dieser Ausgestaltung der Querprofilbeeinflussung und Steuerung wird auf die Schriften DE 35 14 554, DE 40 19593 und DE 4422 907 der Anmelderin hingewiesen. Der Offenbarungsgehalt dieser Schriften wird hiermit vollinhaltlich in diese Anmeldung übernommen.
Ein weiteres Problem wird durch die hochwertige Ausgestaltung des Stoffauflaufes sichtbar. Der erfindungsgemäße Stoffauflauf ist mit einem Turbulenzeinsatz versehen ist, der eine gleichmäßige Mikroturbulez erzeugt, um ein Papier möglichst gleichmäßiger Qualität zu erzeugen. Beispielsweise kann der Turbulenzeinsatz im wesentlichen aus einem Bündel von Rohren bestehen. Beim Durchtritt der Stoffsuspension durch die Rohre entsteht eine Mikroturbulenz in jedem Kanal durch die eine Entflockung der Stoffsuspension angestrebt wird. Da die Konstruktion der Auslaufdüse in
Verbindung mit dem Turbulenzeinsatz auf eine bestimmte Maschinengeschwindigkeit und auf eine bestimmte Papierqualität - d.h. eine bestimmte Zusammensetzung der Stoffsuspension - abgestimmt ist, gibt es nur einen kleinen Bereich der Maschinengeschwindigkeit und Stoffzusammensetzung, in dem der gegebene Stoffauflauf mit seinem Turbulenzeinsatz optimal arbeitet. In den benachbarten Geschwindigkeitsbereichen kommt es dazu, daß die Teilung des Turbulenzeinsatzes "durchschlägt" und sich Entmischungsstreifen beziehungsweise Faserorientierungsstreifen im fertigen Papier bilden. D.h. es bildet sich die Struktur/Teilung des Turbulenzeinsatzes auf dem fertigen
Papier ab. Dieses Verhalten ist besonders ausgeprägt, wenn Gap-Former eingesetzt werden, beziehungsweise bei der Herstellung von Druckpapieren. Erfindungsgemäß kann dieses Problem nun dadurch gelöst werden, daß die Wirklänge des Turbulenzeinsatzes verstellt wird, beziehungsweise daß der Abstand zwischen dem Ende der Turbulenzerzeugung und dem Ende des
Beschleunigungsbereiches - dies ist meist der Beginn des Entwässerungsbereich - variiert und an die jeweilige Maschinengeschwindigkeit und/oder die jeweilige Konsistenz der Stoffsuspension und/oder der Stoffsorte angepaßt wird.
Die oben dargestellten Verfahren eignen sich ebenso für die Herstellung von einschichtigen, wie auch mehrschichtigen Papieren und Kartons.
Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung wird auch eine Vorrichtung zur Bildung einer Papierstofflage mit den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Vorrichtungsansprüche vorgeschlagen, wobei zu jedem Sieb je eine wasserundurchlässige, umlaufende Führungsfläche vorgesehen ist, welche dir Siebbahn(en) zumindest im Bereich der Beschleunigung der Stoffsuspension auf der, jeweils vom Stoffsuspensionsstrom abgekehrten, Seite mit gleicher Richtung und vorzugsweise auch gleicher Geschwindigkeit wie die Siebflächen begleiten kann beziehungsweise können.
Gemäß dem weiteren Aspekt der Flächengewichtsquerprofilregelung wird vorgeschlagen den Stoffauflauf gemäß der Oberbegriffe der unabhängigen Vorrichtungsansprüche dahingehend weiterzubilden, daß der Stoffauflauf mindestens zwei Zuführungen für ein zusätzliches Fluid aufweist und damit der Stoffmengendurchfluß und/oder die Stoffkonzentration abschnittsweise einstellbar oder regelbar ist.
Eine anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, die Wirklänge des Turbulenzeinsatzes variabel zu gestalten beziehungsweise den Abstand des Turbulenzeinsatzes vom Ende des nachfolgenden Beschleunigungsbereiches variabel zu gestalten und damit die Blattbildungsvorrichtung einfach an unterschiedliche
Maschinengeschwindigkeiten anpassen zu können. Dies kann beispielsweise durch eine teleskopartige Ausbildung des Turbulenzeinsatzes geschehen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in den nachfolgenden Figurenbeschreibungen dargestellt.
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.
Nachfolgend wird die Erfindung in besonderen Ausgestaltungsformen beschrieben. Die Figuren zeigen im einzelnen:
Figur 1 : Erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei kreisförmig gekrümmten Begrenzungsflächen; Figur 1 a: Erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer kreisförmig gekrümmten Begrenzungsfläche; Figur 2: Erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei kreisförmig gekrümmten Begrenzungsflächen und nachfolgend gekrümmten, feststehenden Entwässerungselement; Figur 3: Erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei ebenen Begrenzungsflächen im Beschleunigungsbereich;
Figur 3a: Vorrichtung wie Fig. 3, jedoch zusätzlich mit wasserundurchlässigen umlaufenden Band; Figur 4: Vorrichtung entsprechend Figur 3, jedoch mit
Entwässerungselement im gesamten Düsenbereich; Figur 5: Vorrichtung entsprechend Figur 3, jedoch mit
Entwässerungselement im Teil des Düsenbereichs; Figur 6: Vorrichtung entsprechend Figur 3, jedoch mit einem
Trennelement im Düsenbereich; Figur 6a: Vorrichtung wie Fig. 6, jedoch zusätzlich mit wasserundurchlässigen umlaufenden Band;
Figur 7: Vorrichtung entsprechend Figur 6, jedoch mit zwei
Trennelementen und Entwässerungselementen im
Düsenbereich; Figur 8: Vorrichtung mit undurchlässigem Band als bewegte Begrenzungsfläche;
Figur 9: Vorrichtung mit undurchlässigem Band zur Versiegelung des
Siebes im Düsenbereich; Figur 10-13: Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung in 3-dimensionaler
Darstellung; Figur 14: Stoffauflauf mit kombiniert längenverstellbarer Auslaufdüse und Turbulenzeinsatz und Siebdurchführung durch einen Teil der Auslaufdüse.
Die Figur 1 zeigt schematisch im Querschnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bildung einer Papierstofflage mit der am Unterrand der Figur dargestellten korrespondierenden Bereichseinteilung. Im ersten Stoffzufuhrbereich I ist die maschinenbreite Stoffzuführung mit dem Hauptstoffstrom 1 und dem Stoffstrom zur Profilkorrektur 2 nur angedeutet, diese entspricht dem derzeitigen Stand der Technik einer sektionalen Volumenstrom- und Stoffdichtebeeinflussung. Der Stoffzuführung folgt der
Turbulenzbereich II mit dem Turbulenzerzeuger 3, der beispielhaft mit einem Rohrbündel 4 ausgestattet ist. Auch im Rohrbündel 3,4 kann Stoffstrom zur Profilkorrektur 2 vorgesehen werden. Das Rohrbündel 4 wird auf der Ober- und Unterseite von Kanalwänden 5 begrenzt, die in diesem Beispiel sogar über das Rohrbündel 4 hinausreichen und einen Zwischenraum 6 mit parallel verlaufender Ober- und Unterseite und ohne Turbulenz erzeugende Mittel bilden. Dieser Zwischenraum 6 stellt den Übergangsbereich IM dar und grenzt direkt an den Beschleunigungsbereich IV an, der beispielhaft von den beiden Sieben 12 und 13 gebildet wird, wobei diese Siebe in diesem Bereich von jeweils einer Brustwalze 10 und 11 gestützt werden und einen stetig enger werdenden Düsenraum 7 bilden, dessen Begrenzungsflächen 19, 20, mit Ausnahme der Seitenschilde, sich in Strömungsrichtung bewegen. Somit ist der Strahlnip 21 des Stoffauflaufes zwischen die beiden Brustwalzen verlagert worden und gleichzeitig ein freier Stoffstrahl, wie er im Stand der Technik üblich ist, vermieden worden. Es ist vorteilhaft mindestens eine
Brustwalze 10 und/oder 11 als innengestützte Walze auszuführen, am besten sogar mit zonaler Steuerung (Regelung), um den Strahlnip über die Bahnbreite genau justieren zu können. Ebenso kann mindestens eine Brustwalze 10, 11 im Falle einer Flächengewichtssteuerung mit Hilfe abschnittsweiser Zuführung eines konzentrationsändemden Fluides (z.B.
Siebwasser, Konzentrat) auch als Formierwalze ausgestaltet sein, so daß die Entwässerung bereits hier beginnt. Im Anschluß an die Brustwalzen 10 und 11 folgt der Formationsbereich V, der hier nur mit seinem ersten Teil dargestellt ist und anfangs geradlinig mit dem Entwässerungselement 14 beginnt. Die Figur 1a zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Ausbildung eines Langsiebes mit der am Unterrand der Figur dargestellten korrespondierenden Bereichseinteilung. Wie in Figur 1 ist im ersten Stoffzufuhrbereich I die maschinenbreite Stoffzuführung mit dem Hauptstoffstrom 1 und dem Stoffstrom zur Profilkorrektur 2 nur angedeutet, diese entspricht dem derzeitigen Stand der Technik einer sektionalen Volumenstrom- und Dichtebeeinflussung. Der Stoffzuführung folgt der Turbulenzbereich II mit dem Turbulenzerzeuger 3, der beispielhaft mit einem Rohrbündel 4 ausgestattet ist. Auch im Rohrbündel 4 kann ein Fluid zur Profilkorrektur 2 zugeführt werden. Das Rohrbündel 4 wird auf der Ober- und
Unterseite von Kanalwänden 5 begrenzt, die in diesem Beispiel sogar über das Rohrbündel 4 hinausreichen und einen Zwischenraum 6 mit parallel verlaufender Ober- und Unterseite und ohne Turbulenz erzeugende Mittel bilden. Dieser Zwischenraum 6 stellt den Übergangsbereich IM dar und grenzt direkt an den Beschleunigungsbereich IV an. Dieser Bereich IV wird auf der Oberseite von der Oberlippe 32 und auf der Unterseite vom Sieb 13, das über die geschlossene Walzenoberfläche der Walze 11 verläuft, begrenzt und bildet einen stetig enger werdenden Düsenraum 7, dessen Begrenzungsfläche 20 sich, mit Ausnahme der Seitenschilde, in Strömungsrichtung bewegt. Erfindungsgemäß kann der Raum zwischen dem
Luftabstreifer 8 und dem Raum 7 als Wasserkammer 33 ausgebildet werden, durch die Wasser mit in den Raum 7 eingetragen werden kann. Die Oberlippe 32 ist beispielhaft mit einer Blende 34 ausgestattet und am Drehpunkt 35 drehbar gelagert.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Figur 1 zwei kreisförmig gekrümmten Begrenzungsflächen, jedoch nachfolgend mit einem gekrümmtem, feststehenden Entwässerungselement 14 und einem Stoffauflauf mit einem Steigungswinkel von ca. 45°. Ansonsten entspricht die Vorrichtung der Ausführung aus Figur 1.
Eine grundsätzlich andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Figur 3 dargestellt. Im ersten Stoffzufuhrbereich I ist die maschinenbreite Stoffzuführung wieder mit dem Hauptstoffstrom 1 und dem Stoffstrom zur Profilkorrektur 2 nur angedeutet. Der Stoffzuführung folgt der Turbulenzbereich II mit dem Turbulenzerzeuger 3, der beispielhaft mit einem Rohrbündel 4 ausgestattet ist. Das Rohrbündel 4 wird auf der Ober- und Unterseite von Kanalwänden 5 begrenzt. Auf den Außenseiten der
Kanalwände 5 befinden sich Luftabstreifer 16, die das Mitschleppen von Fehlluft in den Düsenbereich 7 durch die hindurchgeführten Siebe 12 und 13 verhindern. Ein Zwischenraum 6 als Übergangsbereich IM ist in diesem Fall nicht vorhanden, kann jedoch auch vorgesehen werden. Der Turbulenzbereich grenzt daher direkt an den Düsenraum 7 beziehungsweise den Beschleunigungsbereich IV an. Der Düsenraum 7 wird durch die beiden eben verlaufenden Siebe 12 und 13 gebildet, die über die Leitwalzen 17 und 18 herumlaufend entlang der sich konisch nähernden Außenlippen 15 zu den Brustwalzen 10 und 11 geführt werden. Die Seitenschilde sind in dieser Darstellung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Im Anschluß an die Brustwalzen 10 und 11 folgt der Formationsbereich V, der hier nicht weiter dargestellt ist.
Figur 3a zeigt eine Variante der Figur 3, in der die beiden Siebe 12, 13 auf der von der Stoffsuspensionsströmung abgewandten Seite von einem wasserundurchlässigen Band 24, 25 begleitet werden. Hierdurch kann eine frühzeitige Entwässerung verhindert und die Lebensdauer des Siebes verlängert werden. Eine weitere Variante der Vorrichtung aus Figur 3 ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Hier sind beispielhaft die Außenlippen 15 mit Entwässerungselementen 22 ausgestattet, wobei in Figur 4 der gesamte Düsenbereich 7 überstrichen wird, während in der Variante der Figur 5 der Düsenraum 7 nur zum Teil mit Entwässerungselementen 22 ausgestattet ist.
Die Figuren 6 und 7 zeigen zwei weitere Ausgestaltungen der Erfindung in Verbindung mit einer mehrschichtigen Blattbildung. Figur 6 zeigt eine Vorrichtung für ein zweischichtiges Papier entsprechend der Ausführung aus Figur 3, wobei dem Turbulenzbereich folgend ein Trennelement 23 zwischen den einzelnen Schichten dargestellt ist. Es ist möglich die einzelnen Schichten mit Stoffsuspensionen unterschiedlicher Konsistenz zu beschicken, jedoch ist auch ein Mehrschichtbetrieb mit einer Stoffsorte möglich, bei dem eine einheitliche Stoffsuspension in allen Schichten gefahren wird.
Figur 6a zeigt eine Variante der Figur 6, in der die beiden Siebe 12, 13 auf der von der Stoffsuspensionsströmung abgewandten Seite von einem wasserundurchlässigen Band 24, 25 begleitet werden.
Figur 7 zeigt eine Vorrichtung zur Bildung einer dreischichtigen Papierbahn mit zwei Trennelementen, wobei die obere Schicht im gesamten Düsenbereich 7 über ein Entwässerungselement 22 verfügt, die untere Schicht lediglich über einen Teil der Beschleunigungsstrecke entwässert wird und die Mittelschicht bis zum Ende des Düsenraumes wegen der
Trennelemente 23 nicht entwässert ist. Mit der Vorrichtung gemäß Figur 7 können die Eigenschaften der Schichten sowohl durch die Zuführung unterschiedlicher Stoffsuspension als auch durch die unterschiedliche Entwässerung beeinflußt werden. Die Figur 8 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Variante der Erfindung, wobei hier die bewegten Begrenzungsflächen im Beschleunigungsbereich alleine durch jeweils ein undurchlässiges oberes und unteres Band 26, 27 gebildet werden. Zur Unterstützung der Bänder können Stützelemente, beispielsweise Stützwalzen 24, 25 vorgesehen werden. Die Stützelemente können aber auch als Gleitschuhe oder aus einer Vielzahl von Leisten oder Rollen gebildet werden, die gegebenenfalls auch verstellbar ausgebildet sind und so unterschiedliche Konturen der Bandoberfläche erzeugen.
Eine weitergehende Ausgestaltungsform der Erfindung ist in Figur 9 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel kommen die umlaufenden Bänder der Figur 8 nicht direkt mit der Stoffsuspension in Berührung, sondern dienen lediglich als Versiegelung der an sich wasserdurchlässigen Siebe 12, 13 im Beschleunigungsbereich IV der Stoffsuspension. Ebenso wie in der Ausführung aus Figur 8 können die Bänder auch hier durch Stützelemente
24 (gepunktet dargestellt) unterstützt werden. Werden die Stützelemente 24 verstellbar ausgeführt können dadurch unterschiedliche Konturverläufe des Düsenraums 7 und damit unterschiedliche Beschleunigungsprofile erreicht werden. Erfindungsgemäß kann die Anzahl der Stützelemente erhöht werden, wodurch eine noch bessere Ausrichtung der Konturverläufe ermöglicht wird. Die dargestellten, walzenartigen Stützelemente sind nur beispielhaft, es können auch Rollen, Gleitschuhe - wie zum Beispiel in der Figur 12 bei 30 und 31 gezeigt - oder Leisten verwendet werden.
Figur 10 zeigt einen Teilbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus
Figur 3 in 3-dimensionaler Darstellung mit dem Turbulenzerzeuger 3, den Kanalwänden 5 und dem anschließenden Düsenraum 7, der von den Seitenschilden 9 begrenzt wird. Weiterhin sind, seitlich am Turbulenzerzeuger 3 und den Seitenschilden 9 anliegend, Führungsschienen 27 dargestellt (die gegebenenfalls in Strahlrichtung verschiebbar ausgebildet sind), die die (nicht dargestellten) Siebe und/oder Bänder positionieren, welche wiederum als Begrenzung des Düsenraumes wirken.
Die Figur 11 zeigt den Teilbereich aus Figur 10, jedoch ohne die
Führungsschienen. Zusätzlich ist eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung dargestellt, indem in den Randbereichen jeweils Wasserzuführungen 28 vorgesehen sind, die Wasser zwischen die Gleitflächen 9.1 der Seitenschilde 9 und die darüber gleitenden Siebe oder Bänder 12, 13, 25, 26 führt und damit einerseits das Austreten von
Stoffsuspension verhindert und andererseits für einen Gleitfilm sorgt.
In der Figur 12 ist ebenfalls der Teilbereich der Vorrichtung aus Figur 10 dargestellt, wobei zusätzlich die obere und untere Begrenzungsfläche 19, 20 in Form einer massiven Ober- und Unterwand 30, 31 gebildet wird, die auf den seitlichen Führungsschienen 27 aufliegen und einen Sieblaufspalt 29 für die durchlaufenden Siebe und/oder Bänder 12, 13, 25, 26 frei lassen.
Zur Vermeidung einer Ausbuchtung der Ober- und Unterwand 30, 31 durch den im Inneren des Düsenraumes 7 herrschenden Druck, kann diese mit einem maschinenbreiten Hohlraum ausgeführt werden, der mit einem Fluid (z.B. Stoffsuspension aus den Räumen 6 und/oder 7) unter Gegendruck gesetzt wird. Auf diese Weise beult sich zwar die Außenseite der hohlen Begrenzungsfläche aus, jedoch bleibt die der Stoffsuspension zugewandten Seite eben, da sich die beiden Drücke - im Innenraum der Düse 7 und im
Innenraum der Ober- und/oder Unterwand 30, 31 - gegenseitig aufheben.
Figur 13 zeigt schließlich den Teilbereich der Vorrichtung aus Figur 12 mit dem zusätzlich dargestellten Obersieb 12, das durch den Sieblaufspalt 29 geführt wird. Weitere vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich, wenn bei Langsieb- Bahnbildung das Langsieb entsprechend der Figuren 1 oder 3 die Strahlbeschleunigung auf der Unterseite begleitet, während die Oberseite des Strahls in konventioneller Weise von einer Oberlippe abgedeckt wird, so daß der Auslaufspalt von der Oberlippe und der Brustwalze 11 gebildet wird.
Außerdem kann es weiterhin ist es Vorteilhaft sein, wenn ein Siebband mit Hilfe mindestens einer der Walzen 10, 11 , 17, 18 quer zur Laufrichtung geschüttelt wird, um die Faserlage zu beeinflussen.
Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, wenn mindestens eine der Walzen 10,
11, 17, 18 als innengestütze Walze ausgeführt wird, um die Siebspannung über die Breite zu korrigieren, einen kleineren Radius der entsprechenden Walze zu ermöglichen, oder den Spalt zwischen dem entsprechenden Sieb bzw. der entsprechenden Walze und den stehenden Elementen zu optimieren.
Eine andere weiterführende Ausgestaltung der Erfindung ist in der Figur 14 schematisch dargestellt. Hier wird ein Stoffauflauf mit kombiniert längenverstellbarem Turbulenzeinsatz 42 und Auslaufdüse 43 und Siebdurchführung durch einen Teil der Auslaufdüse 43 gezeigt. Der
Stoffzuführung 41 , die hier als normaler Querverteiler dargestellt ist, folgt ein, in seiner Wirklänge verstellbare Turbulenzeinsatz 42 mit Rohrbündeln, die teleskopartig verstellt werden können und auf diese Weise den Abstand zwischen Turbulenzeinsatz und Beginn des konvergenten Bereichs der nachfolgenden Auslaufdüse 43 variieren. Der Stoffauflauf geht dann in den sich verengenden Düsenbereich der Auslaufdüse 43 über, wobei die Auslaufdüse erfindungsgemäß aus einem ersten Teil 43.a besteht, der konventionell ausgebildet ist und einem zweiten Teil 43.b, durch den jeweils die Siebe 44.1 und 44.2 hindurchlaufen. Entgegen der bekannten Kombination eines Stoffauflaufes mit einem nachfolgen Former beginnt hierbei der Formationsteil bereits in der Auslaufdüse 43 mit einem relativ großen Abstand der Sieboberflächen und in einer Phase, in der die Siebsuspension noch beschleunigt wird. In diesem Beispiel sind im Formationsteil 43.b mehrere, mit Unterdruck P- beaufschlagte Kammern 43.2.2, 43.2.3 und einseitig 43.2.4 dargestellt, die zum Sieb hin mit einer
Vielzahl von Leisten versehen sind.
In der besonderen Ausgestaltung dieses Beispiels ist weiterhin im Bereich der Siebdurchführung zum Innenraum der Auslaufdüse 43 eine Querprofilregelung der Papierbahn durch einen über die Maschinenbreite sektionierten Siebwasserkasten 43.2.1 vorgesehen. Der Siebwasserkasten ist auf der Siebseite mit Leisten ausgestattet und kann je Sektion gesteuert unterschiedliche Mengen Wasser durch das Sieb in den Innenbereich der Auslaufdüse drücken, auf diese Weise die beladene Stoffsuspension sektioniert verdrängen und dadurch das Querprofil der erzeugten
Papierbahn beziehungsweise Faserbahn beeinflussen.
Für einen problemlosen Einlauf des Siebes in den Spalt zwischen den Düsenteilen 43.2 und 43.1 sind in diesem Bereich Breitstreckwalzen 45.1, 45.2 vorgesehen, die eine Faltenbildung des Siebes verhindern. Beispielhaft sind auch mehrere Drehpunkte D angegeben, um die die jeweiligen Bauteile geschwenkt werden können.
Bei dieser Ausgestaltung des Stoffauflaufes ist es, neben dem Vorteil der Einstellung der Länge des Turbulenzeinsatzes und des Düsenbereichs, besonders Vorteilhaft, daß die Stoffsuspension ohne freien Strahl geführt wird und noch im Düsenbereich durch die beginnende Entwässerung eine "Matte" gebildet wird, durch die die weitere Entwässerung stattfindet. Die "Matte" wirkt dann als Filterschicht, die dazu führt, daß sich die Retention erheblich erhöht. Hierdurch wird eine Verbesserung der Formation insgesamt und insbesondere eine Verbesserung der Papierqualität in z- Richtung erreicht.
Andere Ausführungen des Stoffauflaufes, insbesondere ohne die durch das Bauteil 43.2.4 gebildete D-Sektion und nachfolgende geradlinige oder auch später einsetzende Krümmung des Formationsteils sind ebenfalls möglich. Die dargestellte Orientierung des Stoffauflaufes mit nach unten gerichteter Stoffströmung soll ebenfalls keine Einschränkung der Erfindung darstellen sondern nur eine beispielhafte Ausführung sein, die auch in Richtung auf einen waagrechten Verlauf oder einen senkrechten oder schrägen Anstieg der Suspensionsströmung ausgebildet werden kann.
Bezugszeichenliste
I Hauptstoffzufuhr 2 Profilkorrektur
3 Turbulenzerzeuger
4 Rohrbündel
5 Kanalwände
6 Zwischenraum 7 Düsenraum
8 Luftabstreifer
9 Seitenschild
10 obere Brust- beziehungsweise Formierwalze
I I untere Brust- beziehungsweise Formierwalze 12 oberes Sieb
13 unteres Sieb
14 Entwässerungsvorrichtung
15 Außenlippen
16 Luftabstreifer 17 obere Leitwalze
18 untere Leitwalze
19 obere Begrenzungsfläche
20 untere Begrenzungsfläche
21 Strahlnip 22 Entwässerungselement
23 Trennelement
24 Stützelemente
25 oberes wasserundurchlässiges Stützband
26 unteres wasserundurchlässiges Stützband 27 seitliche Führungsschiene 8 Wasserzuführung 9 Sieblaufspalt
30 Oberwand
31 Unterwand
32 Oberlippe
33 Wasserkammer
34 Blende
35 Drehpunkt
41 Stoffzuführung
42 verstellbarer Turbulenzeinsatz
43 Auslaufdüse
43.a erster Teil der Auslaufdüse
43.b zweiter Teil der Auslaufdüse
43.b Formationsteil
43.1, 43.2 Düsenteile
43.2.1 sektionierter Siebwasserkasten
43.2.2, 43.2.3, 43.2.4 mit Unterdruck beaufschlagte Kammern
44.1 , 44.2 Siebe
45.1, 45.2 Breitstreckwalzen
D Drehpunkt
Hτ Austrittshöhe des Turbulenzeinsatzes
HD Eintrittshöhe in zweiten Teil der Auslaufdüse
I Stoffzufuhrbereich II Turbulenzbereich
III Übergangsbereich
IV Beschleunigungsbereich
V Formationsbereich

Claims

Ansprüche
1 Verfahren zur initialen Bildung einer Faserstofflage, wie z.B. eine Papier, Karton oder Vlies-Bahn, mit folgenden Merkmalen:
1.1 maschinenbreite Verteilung der zugeführten Stoffsuspension,
1.2 Erzeugung von Turbulenz über die gesamte Maschinenbreite,
1.3 Einbringung der Stoffsuspension zwischen zwei endlos umlaufende Entwässerungssiebe, wobei 1.4 die Stoffsuspension über die Maschinenbreite hinweg und über einen wesentlichen Teil der Beschleunigungsstrecke von sich verengenden Siebflächen geführt wird und 1.5 Beschleunigung der Stoffsuspension, dadurch gekennzeichnet, daß 1.6 mindestens eine der Siebflächen (12, 13) zumindest im Bereich der
Beschleunigung (IV) der Stoffsuspension auf der, vom Stoffsuspensionsstrom abgekehrten, Seite von einer wasserundurchlässigen, umlaufenden Fläche (10, 11, 25, 26), welche sich in gleicher Richtung bewegt wie die Siebfläche (12, 13), begleitet wird.
2 Verfahren zur Bildung einer Faserstofflage, wie z.B. eine Papier, Karton oder Vlies-Bahn, mit folgenden Merkmalen:
2.1 maschinenbreite Verteilung der zugeführten Stoffsuspension, 2.2 maschinenbreite Erzeugung von Turbulenz,
2.3 anschließend Beschleunigung und Aufbringung der Stoffsuspension auf ein endlos umlaufendes Entwässerungssieb oder Band, wobei
2.4 die Stoffsuspension über die Maschinenbreite hinweg und über einen wesentlichen Teil der Beschleunigungsstrecke von mindestens einer Siebfläche geführt wird, die sich eine in Strömungsrichtung bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß
2.5 die Siebfläche (12, 13) zumindest im Bereich der Beschleunigung (IV) der Stoffsuspension auf der, vom Stoffsuspensionsstrom abgekehrten, Seite von von einer wasserundurchlässigen Fläche (10, 11 , 24, 25) welche sich mit gleicher Geschwindigkeit und Richtung bewegt wie die Siebflächen, begleitet wird.
3 Verfahren gemäß einem der Oberbegriffe der Ansprüche 1 -2 oder gemäß einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Eingangsgeschwindigkeit (VE) der
Stoffsuspensionsströmung in den Beschleunigungsbereich (IV) zur Ausgangsgeschwindigkeit (VA) der Stoffsuspension aus dem Beschleunigungsbereich (VE/VA) kleiner 1/(1,5), vorzugsweise kleiner 1/2 , vorzugsweise kleiner 1/3 , vorzugsweise kleiner 1/4 , vorzugsweise kleiner 1/5 beträgt.
4 Verfahren gemäß einem der Oberbegriffe der Ansprüche 1-2 oder gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstofflage die Konzentration der Stoffsuspension und / oder die Größe des Volumenstromes über die Maschinenbreite sektional gesteuert und / oder geregelt wird.
5 Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der bewegten Siebflächen (12, 13) im Beschleunigungsbereich (IV) entlang einer Kreislinie verläuft.
6 Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der bewegten Siebflächen (12, 13) im Beschleunigungsbereich (IV) linear verläuft. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der bewegten Siebflächen (12, 13) im Beschleunigungsbereich (IV) entlang einer Parabel- oder Hyperbellinie verläuft.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit (VB) der bewegten Siebfläche (12, 13) in einem Bereich liegt, der sich von etwas unter der Eingangsgeschwindigkeit (VE) der Stoffsuspensionsströmung in den Beschleunigungsbereich (IV) bis etwas über der Ausgangsgeschwindigkeit (VA) der Stoffsuspension aus dem Beschleunigungsbereich erstreckt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit (VB) der bewegten Siebflächen (12, 13) mindestens gleich der Eingangsgeschwindigkeit (VE) der Stoffsuspensionsströmung in den Beschleunigungsbereich (IV) ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -7, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit (VB) der bewegten Siebfläche(n) (12, 13) im wesentlichen gleich der Ausgangsgeschwindigkeit (VA) der Stoffsuspension aus dem Beschleunigungsbereich (IV) ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -10, dadurch gekennzeichnet, daß bereits im Beschleunigungsbereich (IV) mit der Entwässerung begonnen wird. 2 Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Ende der Turbulenzerzeugung und dem Ende des Beschleunigungsbereiches an die Maschinengeschwindigkeit und/oder die Konsistenz der Stoffsuspension und/oder der Stoffsorte angepaßt wird.
13 Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirklänge des turbulenzerzeugenden Bereiches (II) an die Maschinengeschwindigkeit und/oder die Konsistenz der Stoffsuspension und/oder der Stoffsorte angepaßt wird.
14 Vorrichtung zur Bildung einer Faserstofflage, wie z.B. eine Papier, Karton oder Vlies-Bahn, mit: 14.1 einer Verteilvorrichtung, die die zugeführte Stoffsuspension über die gesamte Maschinenbreite verteilt,
14.2 mindestens einer Vorrichtung zur Erzeugung von Turbulenz in der Stoffsuspensionsströmung,
14.3 nachfolgend einer Beschleunigungsstrecke mit sich stetig reduzierendem Strömungsquerschnitt und
14.4 ein oder zwei durch einen wesentlichen Teil der Beschleunigungsstrecke verlaufende(s), endlose(s) Sieb(e), dadurch gekennzeichnet, daß
14.5 zu mindestens einem Sieb (12, 13) eine wasserundurchlässige, umlaufende Führungsfläche (25, 26) vorgesehen ist, welche die mindestens eine Siebbahn zumindest im Bereich der Beschleunigung der Stoffsuspension auf der vom Stoffsuspensionsstrom abgekehrten Seite mit gleicher Richtung und vorzugsweise gleicher Geschwindigkeit wie die Siebflächen begleiten kann. Vorrichtung gemäß dem der Oberbegriff des Anspruches 1 oder gemäß dem Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffauflauf mindestens zwei Zuführungen (2) für ein zusätzliches Fluid aufweist und der Stoffmengendurchfluß und/oder die Stoffkonzentration abschnittsweise einstellbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Führungsfläche durch ein endloses, undurchlässiges Band (25, 26) gebildet wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Führungsflächen durch Stützelemente (24) gestützt wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Führungsfläche durch eine Walze (10, 11 ) gebildet wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-18, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, wenigstens eine der bewegten Begrenzungsflächen (19, 20) mit einer Geschwindigkeit zu bewegen, die mindestens der Strömungsgeschwindigkeit der vorbeiströmenden Stoffsuspension beziehungsweise deren Mittelwert entspricht.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens im Beschleunigungsbereich (IV) über die Maschinenbreite verlaufend Vorrichtungen zur Trennung, vorzugsweise durch Trennlamellen (23), jeweils mindestens zweier Stoffsuspensionsströme vorgesehen sind. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-20, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Vorrichtung zur Erzeugung von Turbulenzen ein Turbulenzeinsatz mit einem Rohrbündel (4) ist, wobei die Wirklänge des Turbulenzeinsatzes verstellbar vorgesehen ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre des Rohrbündels (4) teleskopartig ausgebildet sind und die einzelnen Abschnitte gegeneinander verschiebbar ausgebildet sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15-22, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Beschleunigungsbereiches (IV), durch den das Sieb läuft, mindestens teilweise als Entwässerungselement ausgebildet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Entwässerungselemente über eine Unterdruckabsaugung verfügt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-24, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Siebeinlaufs in den Beschleunigungsbereich (IV) Breitstreckwalzen vorgesehen sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-25, dadurch gekennzeichnet, daß die, im Bereich der Vorrichtung verwendeten Walzen zumindest teilweise als durchbiegungsgesteuerte Walzen ausgeführt sind. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-26, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Eintritts des Siebes in den Beschleunigungsbereich mindestens eine Umlenkung über gekrümmte Leisten vorgesehen ist und mindestens an einer Stelle eine Wassereinspeisung vorgesehen ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-27, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Beschleunigungsbereiches, durch den das Sieb läuft, eine Anfangshöhe hat, die mindestens 50% der Höhe des Endes des Turbulenzeinsatzes aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14-28, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Beschleunigungsbereiches, durch den das Sieb läuft, eine Anfangshöhe hat, die mindestens die 1 ,5- fache, vorzugsweise mindestens die 2-fache, vorzugsweise mindestens die 3-fache, vorzugsweise mindestens die 4-fache, vorzugsweise mindestens die 5-fache Höhe des Endes des Beschleunigungsbereiches aufweist.
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