WO2025214635A1 - Doppelsiebformer - Google Patents

Doppelsiebformer

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WO2025214635A1
WO2025214635A1 PCT/EP2025/054571 EP2025054571W WO2025214635A1 WO 2025214635 A1 WO2025214635 A1 WO 2025214635A1 EP 2025054571 W EP2025054571 W EP 2025054571W WO 2025214635 A1 WO2025214635 A1 WO 2025214635A1
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WO
WIPO (PCT)
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forming
wire
twin
deflection roller
forming fabric
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/EP2025/054571
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roberto LORENZONI
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 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 Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of WO2025214635A1 publication Critical patent/WO2025214635A1/de
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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 present invention relates to a twin-wire former comprising a first forming fabric and a second forming fabric, wherein the first forming fabric is guided over a first closed breast roll and the second forming fabric over a second closed breast roll in such a way that they form a gap for receiving a jet of a fibrous suspension, wherein the first forming fabric and the second forming fabric are guided in the production direction downstream of the inlet gap to form a twin-wire zone over a stationary forming shoe arranged in the loop of the first forming fabric for an initial dewatering of the fibrous suspension for the purpose of forming a fibrous web, wherein the first forming fabric and the second forming fabric are guided in the production direction downstream of the forming shoe over a deflection roll and the twin-wire zone extends in the production direction at least from the forming shoe to the deflection roll, wherein downstream of the deflection roll in the production direction the second forming fabric is guided away from the first forming fabric, while the fibrous web remains on the first forming fabric to be
  • the former or forming section of a machine for producing a fibrous web plays a crucial role in shaping the fiber arrangement in the fibrous web.
  • the former ensures controlled dewatering of the fiber suspension in order to achieve the desired fiber distribution for a specific fibrous web type.
  • twin-wire formers with two forming wires offer the possibility of dewatering the fiber suspension between the two forming wires in both directions.
  • at least one of the two breast rolls, over which the respective forming wire is guided, is to form an inlet gap for a jet of fiber suspension from a headbox.
  • the initial dewatering of the fiber suspension already takes place on the at least one breast roll that is vacuumed, which is then sometimes called the forming roll.
  • a stationary forming shoe which is arranged behind the two breast rolls in the direction of production, is used for the initial dewatering of the fiber suspension.
  • the forming shoe can be made essentially of a ceramic material.
  • it can comprise a plurality of ceramic strips, each forming a gap between them, to which a vacuum can be applied.
  • twin-wire former is also called a "shoe blade gap former" in the English-speaking world.
  • twin-wire formers are marketed, for example, by Voith under the brand name "DuoFormer CBh.”
  • the twin-wire zone between the forming shoe and the deflection roller is either inclined upwards at a more or less pronounced angle relative to the horizontal, or the twin-wire zone is oriented essentially vertically upwards.
  • the performance of the twin-wire former is limited by the fact that the "skimmer" is always filled with water.
  • the "skimmer” is a slot, or rather the first slot, particularly a suction slot, which is located at the front of the suction box in the loop of the second forming wire and serves to drain water that accumulates in front of the suction box after the first forming wire and the second forming wire come together.
  • the twin-wire zone between the forming shoe and the deflection roller is severely limited by the available height of the hall in which the vertical twin-wire former is located.
  • the deflection roller must always be designed as a suction deflection roller. must be able to provide sufficient dewatering capacity for the fiber suspension or the resulting fiber web.
  • a vacuum-treated deflection roll is expensive to maintain and expensive.
  • the accessibility to the breast rolls and headbox, for example, required for maintenance and cleaning work, is not optimal in this case.
  • the object of the present invention is to solve or at least mitigate the aforementioned problems.
  • the twin-wire former described above is to be provided, which is characterized by high dewatering performance at low cost and good accessibility and/or ease of operation without compromising energy consumption.
  • the object is achieved by a generic twin-wire former described above, which is particularly characterized in that the deflection roller is arranged such that the fibrous web is guided in the twin-wire zone between the forming shoe and the deflection roller in a first direction that is inclined downwards relative to the horizontal, and that the fibrous web is guided downstream of the deflection roller on the first forming wire in a second direction that is inclined upwards relative to the horizontal.
  • the deflection roller is preferably arranged in the loop of the second forming wire.
  • the deflection roller represents a local low point for the fiber web guide, there is no – or only a noticeably lower – risk of rewetting of the fiber web by water, which is generated during the deflection of the The fibrous web clamped between the two forming fabrics is centrifuged off. Access to the inlet gap and the headbox is also easily provided.
  • the inventive design allows the suction box to be arranged in the loop of the second forming fabric in such a way that the water from the skimmer can easily flow away due to gravity and/or the dewatering flow energy, so that the skimmer is not permanently filled with water. This saves energy costs, since the skimmer does not need to be vacuumed, or only needs to be vacuumed to a lesser extent, and increases the efficiency of the twin-wire former.
  • twin-wire zone between the forming shoe and the deflection roll is oriented such that the fibrous web is transported obliquely downwards at an angle between 20° and 80°, preferably between 30° and 70°, to the horizontal.
  • the transport direction in this twin-wire zone can vary slightly over the entire length, for example, if the two forming wires are guided over a dewatering element.
  • the transport direction in this twin-wire zone should preferably not deviate from the aforementioned angle range.
  • the first forming fabric transporting the fibrous web can also be oriented in the production direction immediately after the deflection by the deflection roller in such a way that the fibrous web is transported there obliquely upwards in an angular range between 10° and 70°, preferably between 20° and 60°, to the horizontal.
  • the deflection roller is not vacuum-assisted. This saves operating costs. Furthermore, vacuum-assisted deflection rollers are also cheaper to purchase and less expensive to maintain. As previously described, the twin-wire former according to the invention advantageously allows for the elimination of vacuum-assisted deflection rollers.
  • the The deflection roller comprises a roller shell which is guided over a non-rotating support element with a radius of curvature, the radius of curvature being designed such that the degree of curvature increases in the direction of production such that an increasing dewatering pressure is applied to the fibrous web when it is clamped between the first forming fabric and the second forming fabric and deflected by the deflection roller.
  • the increasing dewatering pressure depends in particular on the tension of the first forming fabric and the second forming fabric, as well as on the radius of curvature of the support element.
  • At least one, preferably adjustable, dewatering blade is provided in the loop of the first forming fabric between the forming shoe and the deflection roller.
  • adjustable dewatering blades also known as "forming blades" in the English-speaking world. These can be arranged directly behind the forming shoe in the direction of production.
  • the at least one suction box is provided in the loop of the second forming fabric opposite the at least one dewatering strip. This allows for particularly efficient dewatering of the fiber suspension or the resulting fiber web.
  • a further suction box can also be provided in the loop of the first forming fabric between the forming shoe and the deflection roller.
  • a further deflection roller can be arranged behind the deflection roller in the direction of production in such a way that the fibrous web is transported diagonally upwards at an angle to the horizontal before the further deflection roller, and is transported diagonally downwards at an angle to the horizontal after the further deflection roller.
  • the further deflection roller can be vacuumed if required, which is particularly advantageous at high production speeds. can be advantageous in order to reliably prevent the fibrous web from lifting off the first forming fabric.
  • a separating suction device is arranged in the loop of the first forming fabric behind the (first) deflection roller, viewed in the direction of production, in order to hold the fibrous web on the first forming fabric while the second forming fabric is guided away from the first forming fabric.
  • the suction box can have a skimmer in the loop of the second forming fabric.
  • the skimmer is preferably oriented such that gravity and/or drainage flow energy assists the removal of the water absorbed into the skimmer. This is made possible by the inventive design of the twin-wire former and saves energy, as well as operating and investment costs for the vacuum system.
  • a further aspect of the present invention relates to a method for producing a fibrous web, in particular a paper, board or tissue web, using a twin-wire former according to the invention as described above.
  • a jet of fiber suspension can be sprayed from a headbox into the gap between the first forming fabric and the second forming fabric of the twin-wire former at an angle of between 20° and 80°, preferably between 30° and 70°, to the horizontal. Due to the downward inclination of the jet and the closed surfaces of the two breast rolls, less mist formation and thus less contamination occurs in the area of the inlet gap than with conventional "shoe blade gap formers.” Furthermore, a lower pressure is required at which the fiber suspension leaves the headbox, since the fiber suspension does not have to be sprayed upwards into the inlet gap against gravity.
  • the invention is further explained below with reference to a schematic drawing which is not to scale.
  • FIG. 1 schematically shows an embodiment of a twin-wire former 10 according to the invention.
  • a first forming fabric 12 is guided over a first breast roll 14.
  • a second forming fabric 16 is guided over a second breast roll 18.
  • Both breast rolls 14 and 18 have a closed surface and are not subject to suction.
  • the first forming fabric 12 moves counterclockwise in Figure 1
  • the second forming fabric 16 moves clockwise.
  • the direction of production i.e.
  • a stationary forming shoe 22 is located within the loop of the first forming fabric 12 immediately behind the first breast roll 14.
  • the stationary forming shoe 22 preferably has only a single dewatering zone. Thus, the same negative pressure is present everywhere. This is essentially where the dewatering of the fiber suspension begins.
  • a plurality of dewatering bars 24 can also be attached in the loop of the first forming fabric 12, which lie against the second forming fabric 12 behind the forming shoe 22 in the direction of production.
  • the drainage bars 24 are preferably arranged so as to be adjustable, particularly with regard to their contact pressure. Unlike the forming shoe 22, the drainage bars 24 are preferably not connected to a vacuum source. Instead, they can be connected to a compressed air source to press them against the first forming fabric 12.
  • At least one suction box 26 is provided in the loop of the second forming fabric 16.
  • the suction box 26 is preferably arranged opposite the dewatering strips 24.
  • the suction box 26 can have several, in particular three, dewatering zones.
  • the forming shoe 22 has a surface facing the second forming fabric 16, which is designed such that the The direction of movement of the two forming fabrics 12 and 16 undergoes a slight deflection in the area of the forming shoe 22.
  • the two forming fabrics 12 and 16 therefore form a twin-wire zone at the latest in the area of the forming shoe 22, wherein, during normal operation, the fiber suspension or the fiber web formed therefrom is located in the twin-wire zone between the two forming fabrics 12 and 16.
  • the twin-wire zone extends in the direction of production at least as far as a deflection roller 28.
  • the deflection roller 28 is arranged such that the fiber web in the twin-wire zone between the forming shoe 22 and the deflection roller 28 is guided in a first direction which is inclined downwards relative to the horizontal, and that the fiber web after the deflection roller 28 is guided on the first forming fabric 12 in a second direction which is inclined upwards relative to the horizontal.
  • the deflection roller 28 is arranged in the loop of the second forming fabric 16.
  • a further suction box 30 can be arranged in the twin-wire zone between the forming shoe 22 and the deflection roller 28 in the loop of the first forming fabric 12.
  • the twin-wire zone can continue to a separating suction device 32.
  • the separating suction device 32 is arranged in the loop of the first forming fabric 12 and serves to reliably hold the fibrous web on the first forming fabric 12 by means of vacuum, while the second forming fabric 16 is guided away from the first forming fabric 12 and the fibrous web located thereon.
  • At least one further suction box 44 in the loop of the first forming fabric 12 in the production direction between the deflection roller 28 and the separating suction device 32, as shown in dashed lines in Figure 1.
  • further suction boxes 34, 36 can also be arranged in the loop of the first forming fabric 12 in the production direction behind the deflection roller 28, in particular behind the separating suction device 32.
  • a further deflection roller 38 can be located in the loop of the first forming fabric 16. The further deflection roller 38 guides the fibrous web, which, viewed in the production direction, before the further deflection roller 38, it was transported upwards at an angle to the horizontal, after the further deflection roller 38, it was transported downwards at an angle to the horizontal.
  • the further deflection roller 38 is preferably vacuumed in order to reliably hold the fibrous web on the first forming fabric 12 even at high production speeds.
  • the further deflection roller 38 instead of vacuuming the further deflection roller 38, it can be designed without vacuuming, but preferably with grooves. In this case, it can also be provided to provide a suction box behind the unsuctioned but grooved deflection roller 38 in the direction of production.
  • the fibrous web can be removed from the first forming fabric 12 by a take-off roller 40 and fed to a further treatment unit, not shown in Figure 1, in particular a press section.
  • the take-off roller 40 can be vacuumed and/or partially wrapped by a fabric (not shown here), in particular a press felt.
  • the suction box 26 in the loop of the second forming fabric 16 can comprise a skimmer 42, i.e. a slot which is arranged at the front of the suction box 26 and which serves to drain away water which accumulates in front of the suction box 26 after the first forming fabric 12 and the second forming fabric 16 come together.
  • the skimmer 42 is preferably oriented such that gravity supports the drainage of the water taken up in the skimmer 42.
  • an inlet end of the skimmer 42 facing the second forming fabric 16 (on the right in Figure 1) can be at the same height or preferably higher than an outlet end of the skimmer 42 opposite the inlet end (on the left in Figure 1).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer (10) umfassend ein erstes Formiersieb (12) und ein zweites Formiersieb (16), wobei das erste Formiersieb (12) über eine erste geschlossene Brustwalze (14) und das zweite Formiersieb (16) über eine zweite geschlossene Brustwalze (18) derart geführt werden, dass sie einen Spalt für die Aufnahme eines Strahls einer Faserstoffsuspension bilden, wobei das erste Formiersieb (12) und das zweite Formiersieb (16) in Produktionsrichtung nach dem Einlaufspalt unter Ausbildung einer Doppelsiebzone über einen stationären Formierschuh (22), der in der Schlaufe des ersten Formiersiebs (12) angeordnet ist, für eine initiale Entwässerung der Faserstoffsuspension zwecks Bildung einer Faserstoffbahn geführt werden, wobei das erste Formiersieb (12) und das zweite Formiersieb (16) in Produktionsrichtung nach dem Formierschuh (12) über eine Umlenkwalze (28) geführt werden und sich die Doppelsiebzone in Produktionsrichtung wenigstens von dem Formierschuh (22) bis zu der Umlenkwalze (28) erstreckt, wobei die Umlenkwalze (28) derart angeordnet ist, dass die Faserstoffbahn in der Doppelsiebzone zwischen dem Formierschuh (22) und der Umlenkwalze (28) in einer ersten Richtung geführt wird, die gegenüber der Horizontalen schräg nach unten geneigt ist, und dass die Faserstoffbahn nach der Umlenkwalze (28) auf dem ersten Formiersieb (12) in einer zweiten Richtung geführt wird, die gegenüber der Horizontalen schräg nach oben geneigt ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, unter Verwendung eines solchen Doppelsiebformers (10).

Description

Doppelsiebformer
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer umfassend ein erstes Formiersieb und ein zweites Formiersieb, wobei das erste Formiersieb über eine erste geschlossene Brustwalze und das zweite Formiersieb über eine zweite geschlossene Brustwalze derart geführt werden, dass sie einen Spalt für die Aufnahme eines Strahls einer Faserstoffsuspension bilden, wobei das erste Formiersieb und das zweite Formiersieb in Produktionsrichtung nach dem Einlaufspalt unter Ausbildung einer Doppelsiebzone über einen stationären Formierschuh, der in der Schlaufe des ersten Formiersiebs angeordnet ist, für eine initiale Entwässerung der Faserstoffsuspension zwecks Bildung einer Faserstoffbahn geführt werden, wobei das erste Formiersieb und das zweite Formiersieb in Produktionsrichtung nach dem Formierschuh über eine Umlenkwalze geführt werden und sich die Doppelsiebzone in Produktionsrichtung wenigstens von dem Formierschuh bis zu der Umlenkwalze erstreckt, wobei in Produktionsrichtung hinter der Umlenkwalze das zweite Formiersieb von dem ersten Formiersieb weggeführt wird, während die Faserstoffbahn auf dem ersten Formiersieb verbleibt, um von diesem anschließend an eine weitere Behandlungseinheit übergeben zu werden, wobei in Produktionsrichtung zwischen dem Formierschuh und der Umlenkwalze in der Schlaufe des zweiten Formiersiebs wenigstens ein Saugkasten angeordnet ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- Karton- oder Tissuebahn, unter Verwendung eines solchen Doppelsiebformers.
Der Former bzw. die Formierpartie einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, spielt eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Faseranordnung in der Faserstoffbahn. Der Former sorgt für eine kontrollierte Entwässerung der Fasersuspension, um die gewünschte Faserverteilung für eine bestimmte Faserstoffbahnsorte zu erreichen. Anders als bei einem klassischen Langsiebformer bieten Doppelsiebformer mit zwei Formiersieben die Möglichkeit, die Faserstoffsuspension zwischen den beiden Formiersieben in beide Richtungen zu entwässern. Bei den meisten Doppelsiebformern ist mindestens eine der beiden Brustwalzen, über welche das jeweilige Formiersieb geführt wird, um einen Einlaufspalt für einen Strahl der Faserstoffsuspension aus einem Stoffauflauf zu bilden, besaugt. In diesen Fällen findet die initiale Entwässerung der Faserstoffsuspension bereits an der wenigstens einen besaugten Brustwalze, die dann manchmal Formierwalze genannt wird, statt. Es hat sich jedoch, insbesondere hinsichtlich Verschmutzung im Bereich des Einlaufspalts, aber auch hinsichtlich Kosten und Energieverbrauch, oftmals als vorteilhaft erwiesen, die beiden Brustwalzen mit einer geschlossenen Oberfläche und somit unbesaugt auszubilden. Stattdessen wird ein stationärer Formierschuh, der in Produktionsrichtung hinter den beiden Brustwalzen angeordnet ist, für die initiale Entwässerung der Faserstoffsuspension benutzt. Der Formierschuh kann im Wesentlichen aus einem keramischen Werkstoff gebildet sein. Zum Beispiel kann er eine Mehrzahl von keramischen Leisten umfassen, die zwischen sich jeweils einen Spalt bilden, an dem ein Unterdrück angelegt werden kann. Die Leisten sind vorzugsweise derart angeordnet, dass die beiden Formiersiebe eine leichte Richtungsumlenkung im Bereich des Formierschuhs erfahren. Ein solcher Doppelsiebformer wird in der englischsprachigen Fachwelt auch „shoe blade gap former“ genannt. Solche Doppelsiebformer werden zum Beispiel von der Firma Voith unter dem Markennamen „DuoFormer CBh“ vertrieben.
Bei den bekannten Doppelsiebformern der eingangs genannten Art ist die Doppelsiebzone zwischen dem Formierschuh und der Umlenkwalze entweder gegenüber der Horizontalen in einem mehr oder weniger stark ausgeprägtem Winkel nach schräg oben geneigt, oder die Doppelsiebzone ist im Wesentlichen vertikal nach oben orientiert. In dem ersten Fall ist die Leistungsfähigkeit des Doppelsiebformers dadurch beschränkt, dass der „Skimmer“ stets wassergefüllt ist. Bei dem „Skimmer“ handelt es sich um einen bzw. den ersten Schlitz, insbesondere Saugschlitz, der vorne an dem Saugkasten in der Schlaufe des zweiten Formiersiebs angeordnet ist und der dazu dient, Wasser, welches sich nach dem Zusammenkommen von dem ersten Formiersieb und dem zweiten Formiersieb vor dem Saugkasten anstaut, abzuführen. In dem zweiten Fall ist die Doppelsiebzone zwischen dem Formierschuh und der Umlenkwalze durch die zur Verfügung stehende Höhe der Halle, in der der vertikale Doppelsiebformer steht, stark begrenzt. Hinzu kommt, dass wegen der kurzen Doppelsiebzone die Umlenkwalze stets als Saugum lenkwalze ausgeführt sein muss, um für die Faserstoffsuspension bzw. die sich daraus bildende Faserstoffbahn eine ausreichende Entwässerungskapazität bereitstellen zu können. Eine besaugte Umlenkwalze ist jedoch wartungs- und kostentechnisch aufwendig. Schließlich ist auch die zum Beispiel für Wartungs- und Reinigungsarbeiten benötigte Zugänglichkeit zu den Brustwalzen und zu dem Stoffauflauf in diesem Fall nicht optimal.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor genannten Problemen zu lösen oder zumindest zu reduzieren. Insbesondere soll ein eingangs beschriebener Doppelsiebformer zur Verfügung gestellt werden, der sich durch eine hohe Entwässerungsleistung bei geringen Kosten und guter Zugänglichkeit und/oder guter Bedienbarkeit ohne Kompromiss bezüglich dem Energieverbrauch auszeichnet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung zum Gegenstand.
Konkret wird die Aufgabe nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch einen gattungsgemäßen, eingangs beschriebenen Doppelsiebformer gelöst, welcher sich dadurch besonders auszeichnet, dass die Umlenkwalze derart angeordnet ist, dass die Faserstoffbahn in der Doppelsiebzone zwischen dem Formierschuh und der Umlenkwalze in einer ersten Richtung geführt wird, die gegenüber der Horizontalen schräg nach unten geneigt ist, und dass die Faserstoffbahn nach der Umlenkwalze auf dem ersten Formiersieb in einer zweiten Richtung geführt wird, die gegenüber der Horizontalen schräg nach oben geneigt ist. Die Umlenkwalze ist vorzugsweise in der Schlaufe des zweiten Formiersiebs angeordnet.
Durch die erfindungsgemäße Ausprägung des Doppelsiebformers besteht keine Beschränkung der Entwässerungsstrecke in der Doppelsiebzone durch die Hallenhöhe und keine Notwendigkeit, die Umlenkwalze als Saugum lenkwalze auszuführen. Dadurch, dass die Um lenkwalze einen lokalen Tiefpunkt für die Faserstoffbahnführung darstellt, besteht auch keine - oder nur eine merklich geringere - Gefahr einer Rückbefeuchtung der Faserstoffbahn durch Wasser, welches bei der Umlenkung der zwischen den beiden Formiersieben eingeklemmten Faserstoffbahn abgeschleudert wird. Auch ist die Zugänglichkeit zu dem Einlaufspalt und dem Stoffauflauf problemlos gegeben. Ferner erlaubt es die erfindungsgemäße Ausführung, den Saugkasten in der Schlaufe des zweiten Formiersiebs so anzuordnen, dass das Wasser aus dem Skimmer schwerkraftbedingt und/oder durch die Entwässerungsströmungsenergie einfach abfließen kann, so dass der Skimmer nicht permanent wassergefüllt ist. Dies spart Energiekosten, da der Skimmer nicht, oder weniger stark, besaugt werden muss, und erhöht die Leistungsfähigkeit des Doppelsiebformers.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Doppelsiebzone zwischen dem Formierschuh und der Umlenkwalze derart orientiert ist, dass die Faserstoffbahn in einem Winkelbereich zwischen 20° und 80°, vorzugsweise zwischen 30° und 70°, zur Horizontalen schräg nach unten transportiert wird. Die Transportrichtung in dieser Doppelsiebzone kann dabei über die Strecke hinweg leicht variieren, zum Beispiel wenn die beiden Formiersiebe über ein Entwässerungselement geführt werden. Jedoch sollte die Transportrichtung in dieser Doppelsiebzone den zuvor genannten Winkelbereich vorzugsweise nicht verlassen.
Auch kann das die Faserstoffbahn transportierende erste Formiersieb in Produktionsrichtung unmittelbar nach der Umlenkung durch die Umlenkwalze derart orientiert sein, dass die Faserstoffbahn dort in einem Winkelbereich zwischen 10° und 70°, vorzugsweise zwischen 20° und 60°, zur Horizontalen schräg nach oben transportiert wird.
Vorzugsweise ist die Umlenkwalze unbesaugt. Dies spart Betriebskosten. Zudem sind unbesaugte Umlenkwalzen auch günstiger in der Anschaffung und weniger aufwendig in der Wartung. Wie zuvor beschrieben, erlaubt es der erfindungsgemäße Doppelsiebformer auf eine Besaugung der Umlenkwalze auf vorteilhafte Weise zu verzichten.
Um, insbesondere auch dann, wenn die Umlenkwalze unbesaugt ist, eine hohe Entwässerungsleistung an der Umlenkwalze zu haben, wird vorgeschlagen, dass die Umlenkwalze einen Walzenmantel umfasst, welcher über ein nicht rotierendes Stützelement mit einem Krümmungsradius geführt ist, wobei der Krümmungsradius derart ausgebildet ist, dass sich der Grad der Krümmung in Produktionsrichtung derart erhöht, dass ein sich erhöhender Entwässerungsdruck auf die Faserstoffbahn aufgebracht wird, wenn diese zwischen dem ersten Formiersieb und dem zweiten Formiersieb eingespannt von der Umlenkwalze umgelenkt wird. Der sich erhöhende Entwässerungsdruck ist insbesondere von einer Spannung des ersten Formiersiebs und des zweiten Formiersiebs, sowie von dem Krümmungsradius des Stützelements abhängig. Durch eine solche Entwässerungswalze kann das Wasser noch besser aus der Faserstoffbahn gedrückt und dann abgeschleudert werden.
Ferner ist es von Vorteil, wenn in der Schlaufe des ersten Formiersiebs zwischen dem Formierschuh und der Umlenkwalze wenigstens eine, vorzugsweise einstellbare, Entwässerungsleiste vorgesehen ist. Beispielsweise können zwischen drei und fünf, insbesondere vier, solcher einstellbaren Entwässerungsleisten, die in der englischsprachigen Fachwelt auch „forming blades“ genannt werden, angeordnet sein. Dieses können in Produktionsrichtung direkt hinter dem Formierschuh angeordnet sein.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Saugkasten in der Schlaufe des zweiten Formiersiebs gegenüber der wenigstens einen Entwässerungsleiste vorgesehen. So kann eine besonders effiziente Entwässerung der Faserstoffsuspension bzw. der sich daraus bildenden Faserstoffbahn stattfinden.
Auch kann in der Schlaufe des ersten Formiersiebs zwischen dem Formierschuh und der Umlenkwalze ein weiterer Saugkasten vorgesehen sein.
Ferner kann in Produktionsrichtung hinter der Umlenkwalze eine weitere Umlenkwalze derart angeordnet sein, dass die Faserstoffbahn in Produktionsrichtung betrachtet vor der weiteren Umlenkwalze zur Horizontalen in einem Winkel schräg nach oben transportiert wird, und nach der weiteren Umlenkwalze zur Horizontalen in einem Winkel schräg nach unten transportiert wird. Die weitere Umlenkwalze kann bei Bedarf besaugt sein, was insbesondere bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten vorteilhaft sein kann, um ein Abheben der Faserstoffbahn von dem ersten Formiersieb zuverlässig zu verhindern.
Zudem kann es vorgesehen sein, dass in der Schlaufe des ersten Formiersiebs in Produktionsrichtung betrachtet hinter der (ersten) Umlenkwalze ein Trennsauger angeordnet ist, um die Faserstoffbahn auf dem ersten Formiersieb zu halten, während das zweite Formiersieb von dem ersten Formiersieb weggeführt wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann der Saugkasten in der Schlaufe des zweiten Formiersiebs einen Skimmer aufweist. Der Skimmer ist dabei vorzugsweise derart orientiert, dass die Schwerkraft und/oder Entwässerungsströmungsenergie ein Abführen des in den Simmer aufgenommenen Wasser unterstützt. Dies wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Doppelsiebformers ermöglicht und spart Energie, sowie Betriebs- und Investitionskosten bei der Vakuumanlage.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, unter Verwendung eines zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Doppelsiebformers.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass ein Strahl aus einer Faserstoffsuspension aus einem Stoffauflauf in den Spalt zwischen dem ersten Formiersieb und dem zweiten Formiersieb des Doppelsiebformers mit einem Winkel zwischen 20° und 80°, vorzugsweise zwischen 30° und 70°, zur Horizontalen gespritzt wird. Durch die Neigung des Strahls schräg nach unten und durch die geschlossenen Flächen der beiden Brustwalzen kommt es zu weniger Nebelbildung und somit Verschmutzung im Bereich des Einlaufspalts als bei herkömmlichen „shoe blade gap formern“. Auch ist ein geringerer Druck, mit welchem die Faserstoffsuspension den Stoffauflauf verlässt, nötig, da die Faserstoffsuspension nicht entgegen der Schwerkraft nach oben in den Einlaufspalt gespritzt werden muss. Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen und nicht maßstabsgetreuen Zeichnung weiter erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Doppelsiebformers 10. Bei diesem wird ein erstes Formiersieb 12 über eine erste Brustwalze 14 geführt. Zudem wird ein zweites Formiersieb 16 über eine zweite Brustwalze 18 geführt. Beide Brustwalzen 14 und 18 weisen eine geschlossene Oberfläche auf und sind unbesaugt. Im bestimmungsgemäßen Betrieb bewegt sich in Figur 1 das erste Formiersieb 12 gegen den Uhrzeigersinn und das zweite Formiersieb 16 im Uhrzeigersinn. Im Bereich der ersten Brustwalze 14 und der zweiten Brustwalze 18 befindet sich ein Einlaufspalt für den Strahl einer Faserstoffsuspension aus einem Stoffauflauf 20. In Produktionsrichtung, d.h. in der Richtung, in welcher die Faserstoffsuspension bzw. die daraus entstehende Faserstoffbahn auf dem ersten Formiersieb 12 transportiert wird, befindet sich innerhalb der Schlaufe des ersten Formiersiebs 12 unmittelbar hinter der ersten Brustwalze 14 ein stationärer Formierschuh 22. Der stationäre Formierschuh 22 weist vorzugsweise nur eine einzige Entwässerungszone auf. Somit liegt dort überall derselbe Unterdrück an. Dort beginnt im Wesentlichen die Entwässerung der Faserstoffsuspension. An derselben Baugruppe, die den Formierschuh 22 trägt, können ebenfalls in der Schlaufe des ersten Formiersiebs 12 zudem mehrere Entwässerungsleisten 24 befestigt sein, die in Produktionsrichtung hinter dem Formierschuh 22 gegen das zweite Formiersieb 12 anliegen. Die Entwässerungsleisten 24 sind vorzugsweise verstellbar, insbesondere hinsichtlich ihrer Anpresskraft einstellbar, angeordnet. Anders als der Formierschuh 22 sind die Entwässerungsleisten 24 sind vorzugsweise mit keiner Unterdruckquelle verbunden. Stattdessen können sie mit einer Druckluftquelle verbunden sein, um sie gegen das erste Formiersieb 12 zu drücken.
Ferner ist in der Schlaufe des zweiten Formiersiebs 16 wenigstens ein Saugkasten 26 vorgesehen. Der Saugkasten 26 ist vorzugsweise gegenüber den Entwässerungsleisten 24 angeordnet. Der Saugkasten 26 kann mehrere, insbesondere drei, Entwässerungszonen aufweisen. Der Formierschuh 22 weist eine dem zweiten Formiersieb 16 zugewandte Oberfläche auf, die derart ausgebildet ist, dass die Bewegungsrichtung der beiden Formiersiebe 12 und 16 im Bereich des Formierschuhs 22 eine leichte Umlenkung erfährt. Somit bilden die beiden Formiersiebe 12 und 16 spätestens im Bereich des Formierschuhs 22 eine Doppelsiebzone aus, wobei im bestimmungsgemäßen Betrieb sich zwischen den beiden Formiersieben 12 und 16 die Faserstoffsuspension bzw. die sich daraus bildende Faserstoffbahn in der Doppelsiebzone befindet. Die Doppelsiebzone reicht in Produktionsrichtung mindestens bis zu einer Umlenkwalze 28. Erfindungsgemäß ist die Umlenkwalze 28 derart angeordnet, dass die Faserstoffbahn in der Doppelsiebzone zwischen dem Formierschuh 22 und der Umlenkwalze 28 in einer ersten Richtung geführt wird, die gegenüber der Horizontalen schräg nach unten geneigt ist, und dass die Faserstoffbahn nach der Umlenkwalze 28 auf dem ersten Formiersieb 12 in einer zweiten Richtung geführt wird, die gegenüber der Horizontalen schräg nach oben geneigt ist. Die Umlenkwalze 28 ist in der Schlaufe des zweiten Formiersiebs 16 angeordnet.
Optional kann in der Doppelsiebzone zwischen dem Formierschuh 22 und der Umlenkwalze 28 in der Schlaufe des ersten Formiersiebs 12 ein weiterer Saugkasten 30 angeordnet sein. In Produktionsrichtung hinter der Umlenkwalze 28 kann sich die Doppelsiebzone noch bis zu einem Trennsauger 32 fortsetzen. Der Trennsauger 32 ist in der Schlaufe des ersten Formiersiebs 12 angeordnet und dient dazu, die Faserstoffbahn durch Unterdrück zuverlässig auf dem ersten Formiersieb 12 zu halten, während das zweite Formiersieb 16 von dem ersten Formiersieb 12 und der sich darauf befindlichen Faserstoffbahn weggeführt wird.
Optional ist es möglich, in der Schlaufe des ersten Formiersiebs 12 in Produktionsrichtung zwischen der Umlenkwalze 28 und dem Trennsauger 32 wenigstens einen weiteren Saugkasten 44 vorzusehen, wie dies gestrichelt in Figur 1 dargestellt ist.
Optional können auch in der Schlaufe des ersten Formiersiebs 12 in Produktionsrichtung hinter der Umlenkwalze 28, insbesondere hinter dem Trennsauger 32, weitere Saugkästen 34, 36 angeordnet sein. Zudem kann sich in der Schlaufe des ersten Formiersiebs 16 eine weitere Umlenkwalze 38 befinden. Durch die weitere Umlenkwalze 38 wird die Faserstoffbahn, welche in Produktionsrichtung betrachtet vor der weiteren Umlenkwalze 38 zur Horizontalen in einem Winkel schräg nach oben transportiert wurde, nach der weiteren Umlenkwalze 38 zur Horizontalen in einem Winkel schräg nach unten transportiert. Die weitere Umlenkwalze 38 ist vorzugsweise besaugt, um die Faserstoffbahn auch bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten zuverlässig auf dem ersten Formiersieb 12 zu halten. Um jedoch Energiekosten einzusparen, kann es vorgesehen sein, anstatt die weitere Umlenkwalze 38 zu besaugen, diese unbesaugt, dafür jedoch bevorzugt gerillt auszuführen. In diesem Fall kann es ferner vorgesehen sein, in Produktionsrichtung hinter der unbesaugten, aber gerillten Umlenkwalze 38 einen Saugkasten vorzusehen.
In Produktionsrichtung betrachtet hinter der weiteren Umlenkwalze 38 kann die Faserstoffbahn von dem ersten Formiersieb 12 durch eine Abnahmewalze 40 abgenommen und einer weiteren, in Figur 1 nicht dargestellten, Behandlungseinheit, insbesondere einer Pressenpartie, zugeführt werden. Zu diesem Zweck kann die Abnahmewalze 40 besaugt sein und/oder von einer hier nicht dargestellten Bespannung, insbesondere einem Pressfilz, partiell umschlungen sein.
Der Saugkasten 26 in der Schlaufe des zweiten Formiersiebs 16 kann einen Skimmer 42 umfassen, also einen Schlitz, der vorne an dem Saugkasten 26 angeordnet ist und der dazu dient, Wasser, welches sich nach dem Zusammenkommen von dem ersten Formiersieb 12 und dem zweiten Formiersieb 16 vor dem Saugkasten 26 anstaut, abzuführen. Der Skimmer 42 ist dabei vorzugsweise so orientiert ist, dass die Schwerkraft ein Abführen des in den Simmer 42 aufgenommenen Wasser unterstützt. Konkret kann hierzu ein dem zweiten Formiersieb 16 zugewandtes Einlaufende des Skimmers 42 (rechts in Figur 1 ) auf derselben Höhe oder vorzugsweise höher liegen als ein dem Einlaufende gegenüberliegendes Auslaufende (links in Figur 1 ) des Skimmers 42. Auf diese Weise muss an den Skimmer kein Unterdrück 42 angelegt werden, um das Wasser aus dem Skimmer 42 zu entfernen, oder es reicht ein verhältnismäßig kleiner Unterdrück hierzu aus. Dies spart Energie und erhöht die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers 10. Doch selbst, wenn das dem zweiten Formiersieb 16 zugewandtes Einlaufende des Skimmers 42 (rechts in Figur 1 ) etwas niedriger liegen als das dem Einlaufende gegenüberliegendes Auslaufende (links in Figur 1 ) des Skimmers 42 liegen sollte, ist es auf Grund der Strömungsgeschwindigkeit bzw. -energie (Entwässerungsströmungsenergie) möglich, das Wasser aus dem Skimmer auch ohne Vakuum abzuführen. Bei Bedarf kann der Skimmer jedoch vorsorglich an einer Unterdruckquelle angeschlossen sein.
Bezuqszeichenliste:
10 Doppelsiebformer
12 erstes Formiersieb
14 erste Brustwalze
16 zweites Formiersieb
18 zweite Brustwalze
20 Stoffauflauf
22 Formierschuh
24 Entwässerungsleisten
26 Saugkasten
28 Umlenkwalze
30 weiterer Saugkasten
32 Trennsauger
34 weiterer Saugkasten
36 weiterer Saugkasten
38 weitere Umlenkwalze
40 Abnahmewalze
42 Skimmer
44 weiterer Saugkasten

Claims

Patentansprüche
1. Doppelsiebformer (10) umfassend ein erstes Formiersieb (12) und ein zweites Formiersieb (16), wobei das erste Formiersieb (12) über eine erste geschlossene Brustwalze (14) und das zweite Formiersieb (16) über eine zweite geschlossene Brustwalze (18) derart geführt werden, dass sie einen Spalt für die Aufnahme eines Strahls einer Faserstoffsuspension bilden, wobei das erste Formiersieb (12) und das zweite Formiersieb (16) in Produktionsrichtung nach dem Einlaufspalt unter Ausbildung einer Doppelsiebzone über einen stationären Formierschuh (22), der in der Schlaufe des ersten Formiersiebs (12) angeordnet ist, für eine initiale Entwässerung der Faserstoffsuspension zwecks Bildung einer Faserstoffbahn geführt werden, wobei das erste Formiersieb (12) und das zweite Formiersieb (16) in Produktionsrichtung nach dem Formierschuh (12) über eine Umlenkwalze (28) geführt werden und sich die Doppelsiebzone in Produktionsrichtung wenigstens von dem Formierschuh (22) bis zu der Umlenkwalze (28) erstreckt, wobei in Produktionsrichtung hinter der Umlenkwalze (28) das zweite Formiersieb (16) von dem ersten Formiersieb (12) weggeführt wird, während die Faserstoffbahn auf dem ersten Formiersieb (12) verbleibt, um von diesem anschließend an eine weitere Behandlungseinheit übergeben zu werden, wobei in Produktionsrichtung zwischen dem Formierschuh (22) und der Umlenkwalze (28) in der Schlaufe des zweiten Formiersiebs (16) wenigstens ein Saugkasten (26) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkwalze (28) derart angeordnet ist, dass die Faserstoffbahn in der Doppelsiebzone zwischen dem Formierschuh (22) und der Umlenkwalze (28) in einer ersten Richtung geführt wird, die gegenüber der Horizontalen schräg nach unten geneigt ist, und dass die Faserstoffbahn nach der Umlenkwalze (28) auf dem ersten Formiersieb (12) in einer zweiten Richtung geführt wird, die gegenüber der Horizontalen schräg nach oben geneigt ist.
2. Doppelsiebformer (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelsiebzone zwischen dem Formierschuh (22) und der Umlenkwalze (28) derart orientiert ist, dass die Faserstoffbahn in einem Winkelbereich zwischen 20° und 80°, vorzugsweise zwischen 30° und 70°, zur Horizontalen schräg nach unten transportiert wird.
3. Doppelsiebformer (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Faserstoffbahn transportierende erste Formiersieb (12) in Produktionsrichtung unmittelbar nach der Umlenkung durch die Umlenkwalze (28) derart orientiert ist, dass die Faserstoffbahn dort in einem Winkelbereich zwischen 10° und 70°, vorzugsweise zwischen 20° und 60°, zur Horizontalen schräg nach oben transportiert wird.
4. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkwalze (28) unbesaugt ist.
5. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkwalze (28) einen Walzenmantel umfasst, welcher über ein nicht rotierendes Stützelement mit einem Krümmungsradius geführt ist, wobei der Krümmungsradius derart ausgebildet ist, dass sich der Grad der Krümmung in Produktionsrichtung derart erhöht, dass ein sich erhöhender Entwässerungsdruck auf die Faserstoffbahn aufgebracht wird, wenn diese zwischen dem ersten Formiersieb (12) und dem zweiten Formiersieb (16) eingespannt von der Umlenkwalze (28) umgelenkt wird.
6. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schlaufe des ersten Formiersiebs (12) zwischen dem Formierschuh (22) und der Umlenkwalze (28) wenigstens eine, vorzugsweise einstellbare, Entwässerungsleiste (24) vorgesehen ist.
7. Doppelsiebformer (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Saugkasten (26) der Schlaufe des zweiten Formiersiebs (16) gegenüber der wenigstens einen Entwässerungsleiste (24) vorgesehen ist.
8. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schlaufe des ersten Formiersiebs (12) zwischen dem Formierschuh (22) und der Umlenkwalze (28) ein weiterer Saugkasten (30) vorgesehen ist.
9. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Produktionsrichtung hinter der Umlenkwalze (28) eine weitere Umlenkwalze (38) derart angeordnet ist, dass die Faserstoffbahn in Produktionsrichtung betrachtet vor der weiteren Um lenkwalze (38) zur Horizontalen in einem Winkel schräg nach oben transportiert wird, und nach der weiteren Umlenkwalze (38) zur Horizontalen in einem Winkel schräg nach unten transportiert wird.
10. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schlaufe des ersten Formiersiebs (12) in Produktionsrichtung betrachtet hinter der Umlenkwalze (28) ein Trennsauger (32) angeordnet ist, um die Faserstoffbahn auf dem ersten Formiersieb (12) zu halten, während das zweite Formiersieb (16) von dem ersten Formiersieb (12) weggeführt wird.
11 . Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkasten (26) in der Schlaufe des zweiten Formiersiebs (16) einen Skimmer (42) aufweist.
12. Doppelsiebformer (10) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Skimmer (42) derart orientiert ist, dass die Schwerkraft und/oder die Entwässerungsströmungsenergie ein Abführen des in den Simmer (42) aufgenommenen Wasser unterstützt.
13. Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, unter Verwendung eines Doppelsiebformers (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahl einer Faserstoffsuspension aus einem Stoffauflauf (20) in den Spalt zwischen dem ersten Formiersieb (12) und dem zweiten Formiersieb (16) des Doppelsiebformers (10) mit einem Winkel zwischen 20° und 80°, vorzugsweise zwischen 30° und 70°, zur Horizontalen gespritzt wird.
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