DE102010003320A1

DE102010003320A1 - Blattbildungssystem für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn und dazugehöriges Verfahren

Info

Publication number: DE102010003320A1
Application number: DE201010003320
Authority: DE
Inventors: Volker Schmidt-Rohr; Thomas Rühl
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-09-29
Also published as: WO2011116999A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Blattbildungssystem (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (3), mit einem Stoffauflauf (4) und mit mindestens einem umlaufenden endlosen Sieb (5, 6; 5), das nach oder im Bereich einer Strahlauftrefflinie (7) der wenigstens einen mittels des Stoffauflaufs (4) eingebrachten Faserstoffsuspension (3) über ein stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement (8) geführt ist, dessen zumindest bereichsweise gekrümmte und das Sieb (5) berührende Oberfläche (9) von einem Belag (10) mit mehreren in Sieblaufrichtung (S) nacheinander angeordneten und sich in Maschinenquerrichtung (CMD) erstreckenden Leisten (11) mit dazwischen liegenden freien Entwässerungsöffnungen (12) gebildet ist. Das erfindungsgemäße Blattbildungssystem (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Belag (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) mindestens zwei, jeweils mehrere Leisten (11) aufweisende Zonen (10.Z1, 10.Z2) umfasst, wobei die in der ersten Zone (10.Z1) angeordneten Leisten (11) mit einer durchschnittlichen Teilung (10.T1) im Bereich zwischen 30 und 60 mm, insbesondere zwischen 40 und 50 mm angeordnet sind und wobei die in der zweiten Zone (10.Z2) angeordneten Leisten (11) mit einer durchschnittlichen Teilung (10.T2) im Bereich zwischen 20 und 40 mm, insbesondere zwischen 24 und 35 mm angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Blattbildungssystem für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, mit einem Stoffauflauf und mit mindestens einem umlaufenden endlosen Sieb, das nach oder im Bereich einer Strahlauftrefflinie der wenigstens einen mittels des Stoffauflaufs eingebrachten Faserstoffsuspension über ein stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement geführt ist, dessen zumindest bereichsweise gekrümmte und das Sieb berührende Oberfläche von einem Belag mit mehreren in Sieblaufrichtung nacheinander angeordneten und sich in Maschinenquerrichtung erstreckenden Leisten mit dazwischen liegenden freien Entwässerungsöffnungen gebildet ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension unter Verwendung zumindest eines erfindungsgemäßen Blattbildungssystems, wobei die wenigstens eine mit einem Stoffauflauf auf mindestens ein umlaufendes endloses Sieb eingebrachte Faserstoffsuspension nach oder im Bereich einer Strahlauftrefflinie über ein stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement geführt wird, dessen zumindest bereichsweise gekrümmte und das Sieb berührende Oberfläche von einem Belag mit mehreren in Siebtaufrichtung nacheinander angeordneten und sich in Maschinenquerrichtung erstreckenden Leisten mit dazwischen liegenden freien Entwässerungsöffnungen gebildet wird.
Blattbildungssysteme für Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahnen, aus wenigstens einer jeweiligen Faserstoffsuspension sind in den unterschiedlichsten Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt.
So offenbart die Druckschrift EP 1 586 702 A1 beispielsweise einen Doppelsiebformer, dessen anfängliche, das heißt initiale Entwässerung auf einem als Impingementschuh ausgebildeten und gekrümmten Entwässerungselement durchgeführt wird. Die ein Sieb berührende Oberfläche des Entwässerungselements weist einen Belag mit in Maschinenquerrichtung angeordneten und durchgehenden Keramikleisten auf. Die Keramikleisten weisen jeweils eine Leistenbreite von ≤ 150 mm auf und sie sind quer in Sieblaufrichtung angeordnet und vorzugsweise gegenüber einer Führungsrichtung geneigt. Die zueinander beabstandeten Keramikleisten beschreiben die Belagoberfläche, welche offen ausgeführt ist, wobei die Öffnungen über eingearbeitete Schlitze oder Durchgangsöffnungen gebildet werden können. Das Entwässerungselement ist, wie bereits ausgeführt, gekrümmt ausgeführt und durch zumindest einen Radius beschreibbar. Zudem erzeugt es in der zwischen den beiden Sieben geführten Faserstoffsuspension relative große Entwässerungsimpulse. Vorzugsweise sind zwei in Durchlaufrichtung nacheinander angeordnete Entwässerungsstrecken vorgesehen, die durch zwei oder mehr gekrümmte Bereiche beschreibbar sind, wobei die Krümmungen in Sieblaufrichtung jeweils vergrößert werden. Das Entwässerungselement kann ferner mit einer Vakuumquelle beaufschlagt werden.
Ein Nachteil dieses Entwässerungselements besteht in den sich einstellenden hohen Druckpulsamplituden an den Leistenkanten, die zu einer verstärkten Ausspülung von feinen Füllstoffen führen. Diese resultieren ferner in einem schlechteren Retentionswert und einem erhöhten Verbrauch an Retentionschemikalien.
Demgegenüber offenbart die Druckschrift DE 100 84 722 T1 eine Ausführung eines Belags einer Vorrichtung zur Ausbildung einer Papierbahn, der mit einer gekrümmten und porösen Oberfläche versehen ist. Die bevorzugte Ausführung der porösen Oberfläche weist eine Vielzahl von parallelen Rillen auf. Ferner denkbar sind gebohrte Lochspalte oder andere Formen. Die Rillen weiten sich dabei abwärts mit einem kleinen Winkel zur Maschinenlaufrichtung, welches die Richtung der Bewegung des Siebs ist, auf.
Dieser Belag ist durch eine aufwändige Herstellung und insbesondere bei Entwässerungsöffnungen mit kreisförmigen Querschnitt durch lokal unterschiedlichen Retentionsbedingungen aufgrund unterschiedlicher Umschlingungswinkel des Siebs an den Lochrändern charakterisiert, welche zu einer erhöhten Streifigkeit der herzustellenden Faserstoffbahn führen.
Weiterhin offenbart die Druckschrift WO 2004/018768 A1 ( EP 1 543 194 A1 ) einen Doppelsiebformer, dessen erstes Entwässerungselement der Doppelsiebzone als ein stationärer und besaugter Entwässerungsschuh ausgebildet ist. Der Entwässerungsschuh ist hierbei derartig ausgebildet, dass in der zwischen den beiden Sieben geführten Faserstoffsuspension eine im Wesentlichen pulsationsfreie Entwässerung derselben erfolgt.
Die Praxis hat für dieses Entwässerungselement ergeben, dass es für die Erzeugung einer qualitativ hochwertigen Faserstoffbahn nicht die beste Eignung aufweist.
Ferner sind Entwässerungselemente bekannt, die in einem Winkel zur Laufrichtung des Siebs schräg angestellte und mit Keramik beschichtete Platten aufweisen.
Durch die schräg angestellten Platten wird eine Querkraftkomponente erzeugt, die das Sieb in Maschinenquerrichtung verschiebt und staucht. Dies verstärkt die Siebwelligkeit, welche zu einer Querprofilqualitätsverschlechterung in der herzustellenden Faserstoffbahn beiträgt. Ferner neigt diese Ausführung zusätzlich zur Erzeugung von Streifen in Längsrichtung der Faserstoffbahn.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Blattbildungssystem und ein Verfahren der eingangs genannten Arten derart zu verbessern, dass die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich vermieden werden. Insbesondere soll ein anfängliches, das heißt initiales stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement für den Einsatz in einem Blattbildungssystem angegeben werden, mittels dessen die wenigstens eine Faserstoffsuspension in einem vorderen Entwässerungsabschnitt des Entwässerungselements bei gleichem Retentionsniveau wie an einer Formierwalze gleichmäßig über die Breite entwässert werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Blattbildungssystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Belag des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements mindestens zwei, jeweils mehrere Leisten aufweisende Zonen umfasst, wobei die in der ersten Zone angeordneten Leisten mit einer durchschnittlichen Teilung im Bereich zwischen 30 und 60 mm, insbesondere zwischen 40 und 50 mm angeordnet sind und wobei die in der zweiten Zone angeordneten Leisten mit einer durchschnittlichen Teilung im Bereich zwischen 20 und 40 mm, insbesondere zwischen 24 und 35 mm angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausführung mit Anordnung der Leisten im erfindungsgemäßen Teilungsbereich kann das den Entwässerungsdruck charakterisierende Druckverlaufsprofil am ersten initialen Entwässerungselement gegenüber den Ausführungen aus dem Stand der Technik erheblich geglättet werden. Örtlich hohe Variationen der Amplituden und starke Gradienten des Entwässerungsdruckes werden vermieden. Dadurch kann die Retention erheblich verbessert und näherungsweise an das Niveau einer Formierwalze angepasst werden.
Der Erfindung liegt zudem die Erkenntnis zugrunde, dass der Druckverlauf über einem ortsfesten, das heißt im Betrieb des Blattbildungssystems stehenden gekrümmten Entwässerungselement mit Entwässerungsöffnungen in Abhängigkeit der Geometrie unterschiedliche Verläufe, insbesondere hinsichtlich der Höhe und der Gradienten auftretender Druckspitzen sowie deren Häufigkeit aufweisen kann. Dieses unterschiedliche maximale Druckniveau beeinflusst die Retention entscheidend.
Auch wurde erkannt, dass die Vakuumpulse zwischen den Überdruckpulsen, das heißt Amplituden und die Gradienten dieser hohen Vakuumwerte entscheidend durch die Anzahl der Entwässerungsleisten pro Längeneinheit, das heißt durch die Teilung beeinflusst werden kann. Des Weiteren sind für die Retention die maximale Strömungsgeschwindigkeit in der Fasermatte und der Verdichtungszustand wesentlich. Durch die Vakuumpulse wird die durch die Überdruckpulse erzeugte Verdichtung der Fasermatte wieder rückgängig gemacht, indem die Fasermatte durch die Umkehrung der Entwässerungsrichtung entlastet wird.
Bei einer Verringerung der Verdichtung der Fasermatte verschlechtert sich dabei die Retention, weil die Filterwirkung abnimmt. Um nunmehr trotzdem eine hohe Retention zu erhalten, sollten daher möglichst kurze Entlastungsstellen entlang der Entwässerungsstrecke vorhanden sein, was durch die erfindungsgemäße Auslegung der Teilungen im Bereich zwischen 20 und 60 mm erzielt wird.
Die jeweilige durchschnittliche Teilung in den einzelnen Zonen definiert dabei den Abstand zwischen zwei in Sieblaufrichtung aufeinander folgenden Leisten, jeweils von der gleichen Bezugskante an der einzelnen Leiste aus gemessen. Diese ist durch die Summe aus Breite der Entwässerungsöffnung in Sieblaufrichtung und Breite der Leiste an der Oberfläche beschreibbar. Dem Begriff „durchschnittlich” liegt die allgemein bekannte mathematische Definition zugrunde.
In einer ersten vorteilhaften Ausführung sind die einzelnen Leisten des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements bevorzugt in einer konstanten oder annähernd konstanten Leistenteilung in zumindest einer einzelnen Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements oder über das gesamte Entwässerungselement hinweg angeordnet.
Und in einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist die zumindest bereichsweise gekrümmte und das Sieb berührende Oberfläche der einzelnen und in einer Zone angeordneten Leisten des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements bevorzugt eine jeweilige Leistenbreite von mindestens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 10 mm, insbesondere von mindestens 12 mm, auf, um dadurch eine ausreichende Führung und Stabilisierung des Siebs zu gewährleisten.
Ferner weisen die einzelnen Leisten des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements bevorzugt eine konstante oder annähernd konstante Leistenbreite in zumindest einer einzelnen Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements oder über das gesamte Entwässerungselement hinweg auf. In diesem Fall können sehr kleine Leistenteilungen unter Beibehaltung einer hohen Entwässerungsleistung und eines Druckverlaufes frei von großen Schwingungsamplituden realisiert werden.
Zur Erzielung einer hohen Entwässerungsleistung ist in zumindest einer einzelnen Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements oder über das gesamte Entwässerungselement hinweg die summierte Leistenbreite der das Sieb berührenden Oberfläche der einzelnen Leisten bevorzugt kleiner als die summierte Öffnungsbreite der einzelnen Entwässerungsöffnungen.
Weiterhin nimmt in der ersten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements die summierte Öffnungsbreite der einzelnen Entwässerungsöffnungen bevorzugt einen Wert in Bereich von 100 bis 400% der summierten Leistenbreite der das Sieb berührenden Oberfläche der einzelnen Leisten an. In der zweiten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements hingegen nimmt die summierte Öffnungsbreite der einzelnen Entwässerungsöffnungen einen Wert in Bereich von 90 bis 230% der summierten Leistenbreite der das Sieb berührenden Oberfläche der einzelnen Leisten an. Diese Ausführung bewirkt im Anfangsbereich der Entwässerung der wenigstens einen eingebrachten Faserstoffsuspension eine bessere und effektivere Absaugung von in ihr enthaltenen Luftblasen. Hierdurch wird die Entstehung von hellen Flecken in der herzustellenden Faserstoffbahn wirksam verhindert.
Überdies nimmt zumindest ein, die Krümmung der Oberfläche des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements beschreibender Krümmungsradius bevorzugt einen Wert im Bereich zwischen 0,3 und 5 m, vorzugsweise zwischen 0,6 und 3 m, insbesondere zwischen 1 und 2 m, an. Die stärkere Krümmung ermöglicht einen höheren Entwässerungsdruck auf die wenigstens eine Faserstoffsuspension aufgrund der wirkenden Siebspannung, um die gleiche Entwässerungsleistung wie an einer Formierwalze zu erreichen.
Der Krümmungsradius der Oberfläche der ersten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements ist bevorzugt kleiner als der Krümmungsradius der Oberfläche der zweiten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements ist. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass die Entwässerung der wenigstens einen Faserstoffsuspension mit zunehmender Entwässerung dadurch sanfter erfolgt.
Ferner ist der zumindest zwei Zonen umfassende Belag des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements bevorzugt zonal unterschiedlich hinsichtlich Ausführung, Anordnung und/oder Ausrichtung der einzelnen Leisten und/oder Entwässerungsöffnungen. Hierdurch können relativ einfach Anpassungen an den konkreten Einsatzfall erfolgen.
Die einzelnen Leisten können dabei mit konstanter Teilung über die Erstreckung einer einzelnen Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements oder des gesamten Entwässerungselementes hinweg in Sieblaufrichtung angeordnet sein oder aber in der Teilung über die einzelnen Zonenteilbereiche des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements variieren. Dies gilt in Analogie auch für die Entwässerungsöffnungen. Dadurch wird gewährleistet, dass der entsprechend gewünschte geglättete Druckverlauf über das gesamte Entwässerungselement beibehalten wird.
Um eine Vergrößerung der offenen Oberfläche des Blattbildungssystems zu erreichen, ist die das Sieb berührende Oberfläche mindestens einer einzelnen Leiste des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements bevorzugt mit einer Rändelung ausgebildet, umfassend in die Oberfläche eingearbeitete Ausnehmungen, die sich jeweils bis in die benachbarten Entwässerungsöffnungen erstrecken. Die Rändelung umfasst vorzugsweise in einem Winkel zueinander ausgerichtete und in einem Winkel zur Sieblaufrichtung ausgerichtete Rillen.
Auch ist die in Sieblaufrichtung erste Leiste der ersten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements bevorzugt als eine Auflaufleiste ausgebildet, deren das Sieb berührende Oberfläche einen Krümmungsradius im Bereich von 200 bis 1.000 mm aufweist und/oder die eine Leistenbreite im Bereich von 20 bis 80 mm aufweist. Diese Auflaufleiste eröffnet die Möglichkeit einer schnellen und begrenzten initialen Entwässerung in der sich bildenden Faserstoffmatte.
Das erfindungsgemäße Blattbildungssystem lässt sich in hervorragender Weise auch in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn verwenden. Dabei ergeben sich dann die bereits vorstehend erwähnten erfindungsgemäßen Vorteile.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Belag des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements in mindestens zwei, jeweils mehrere Leisten aufweisende Zonen Schwingungen mit unterschiedlichen Schwingungsamplituden in der wenigstens einen auf dem mindestens einen Sieb eingebrachten Faserstoffsuspension derart erzeugt, dass die in der ersten Zone in der wenigstens einen Faserstoffsuspension erzeugten Schwingungsbreiten der Schwingungen größer sind als die in der zweiten Zone in der wenigstens einen Faserstoffsuspension erzeugten Schwingungsbreiten der Schwingungen, wobei die in der ersten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements erzeugten Schwingungsamplituden der Schwingungen im Bereich von 5 bis 20 kPa, vorzugsweise von 8 bis 10 kPa, und die in der zweiten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements erzeugten Schwingungsamplituden der Schwingungen im Bereich von 2 bis 8 kPa, vorzugsweise von 4 kPa, liegen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise wiederum vollkommen gelöst und es ergeben sich erneut die bereits vorstehend erwähnten erfindungsgemäßen Vorteile.
Die Anzahl der in der wenigsten einen Faserstoffsuspension erzeugten Schwingungen in der ersten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements nimmt bevorzugt einen Wert im Bereich von 1 bis 7, vorzugsweise von 2 bis 3, und die Anzahl der in der wenigstens einen Faserstoffsuspension erzeugten Schwingungen in der zweiten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements einen Wert im Bereich von 2 bis 20, vorzugsweise von 4 bis 10, an.
Und die in Sieblaufrichtung erste Leiste der ersten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements wird bevorzugt als eine in der wenigstens einen Faserstoffsuspension eine Schwingung erzeugende Auflaufleiste ausgebildet, deren Schwingungsamplitude größer als die nachfolgende durchschnittliche Schwingungsamplitude der Schwingungen in der ersten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 eine schematische Seitenteilansicht einer Ausführung des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems;
2 eine schematische Längsteilschnittdarstellung einer ersten Ausführung eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems;
2A eine Unteransicht der in der 2 dargestellten ersten Ausführung eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems
3 eine schematische Längsteilschnittdarstellung einer zweiten Ausführung eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems;
4 eine schematische Längsteilschnittdarstellung einer dritten Ausführung eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems;
5 eine schematische Längsteilschnittdarstellung einer vierten Ausführung eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems;
6a bis 6c mögliche Oberflächenstrukturen der Leisten eines Belags eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems in schematischer Darstellung;
7 die Abhängigkeit des Retentionsverhaltens von dem Druck anhand eines Diagramms;
8 einen mit einem bekannten stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselement erzeugten ersten Schwingungsverlauf in der Faserstoffsuspension anhand eines Diagramms;
9 einen mit einem bekannten stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselement erzeugten zweiten Schwingungsverlauf in der Faserstoffsuspension anhand eines Diagramms;
10 einen mit einem stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselement eines erfindungsgemäßen Blattbildungssystems erzeugten Schwingungsverlauf in der Faserstoffsuspension anhand eines Diagramms; und
11 ein Diagramm Teilungsbreite-Schwingungsbreite für ein stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement eines erfindungsgemäßen Blattbildungssystems.
Die 1 zeigt eine schematische Seitenteilansicht einer Ausführung des Blattbildungssystems 1 für eine nicht näher dargestellte Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2 aus wenigstens einer Faserstoffsuspension 3. Bei der herzustellenden Faserstoffbahn 2 kann es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn handeln.
Das Blattbildungssystem 1 umfasst einen bekannten Stoffauflauf 4, gegebenenfalls auch einen bekannten Mehrschichtenstoffauflauf und in vorliegender Ausführung zwei umlaufende endlose Siebe 5, 6, die nach oder im Bereich einer Strahlauftrefflinie 7 der wenigstens einen mittels des Stoffauflaufs 4 eingebrachten Faserstoffsuspension 3 über ein stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement 8 bei anfänglicher Ausbildung einer Doppelsiebstrecke 14 geführt sind. Ein derartiges stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement 8 wird in Fachkreisen auch als Impingementschuh bezeichnet. Der dargestellte Stoffauflauf 4 kann überdies mit einer dem Fachmann bekannten Verdünnungswasser-Regelung versehen sein.
Das dargestellte Blattbildungssystem 1 weist also einen in Fachkreisen bekannten Doppelsiebformer in Ausgestaltung eines Spaltformers auf. Selbstverständlich kann das Blattbildungssystem alternativ auch einen Langsiebformer oder einen als Hybridformer ausgestalteten Doppelsiebformer aufweisen.
Die Doppelsiebstrecke 14 des dargestellten Blattbildungssystems 1 verläuft vertikal oder im Wesentlichen vertikal. Sie kann in bekannter Weise auch horizontal, im Wesentlichen horizontal oder auch unter einem Winkel zu der Horizontalen verlaufen.
Das stationäre und vorzugsweise besaugte Entwässerungselement 8 weist eine zumindest bereichsweise gekrümmte und ein Sieb 5 berührende Oberfläche 9 auf, dessen Belag 10 mit mehreren in Sieblaufrichtung S (Pfeil) nacheinander angeordneten und sich in Maschinenquerrichtung CMD (Pfeil) erstreckenden Leisten 11 mit dazwischen liegenden freien Entwässerungsöffnungen 12 gebildet ist. Das stationäre und vorzugsweise besaugte Entwässerungselement 8 weist überdies unterseitig einen geschlossenen Kasten 13 auf, der von vorzugsweise einer einzigen, nicht näher dargestellten, dem Fachmann jedoch bekannten Unterdruckquelle mit einem vorzugsweise steuer-/regelbaren Vakuum beaufschlagbar ist.
Die beiden Siebe 5, 6 mit der wenigstens einen dazwischen liegenden Faserstoffsuspension 3 sind nach dem stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselement 8 und noch innerhalb der Doppelsiebstrecke 14 über mehrere Formier- beziehungsweise Entwässerungselemente geführt. So ist dem stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselement 8 in Sieblaufrichtung S (Pfeil) ein bekannter Obersiebsaugkasten 15 mit mehreren unterseitig flexibel anstellbaren Leisten 16 und gegenseitig des Obersiebsaugkastens 15 ein bekannter Hochvakuumsauger 17 nachgeordnet. Danach findet in bekannter Weise die Siebtrennung statt, so dass die herzustellende Faserstoffbahn 2 (gestrichelte Darstellung) auf nur noch einem Sieb 6 einer nicht mehr dargestellten Pressenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn zuführbar ist.
Das stationäre und vorzugsweise besaugte Entwässerungselement 8 des Blattbildungssystems 1 weist nun erfindungsgemäß einen Belag 10 auf, der in der dargestellten Ausführung zwei, jeweils mehrere Leisten 11 aufweisende Zonen 10.Z1, 10.Z2 umfasst. Selbstverständlich kann der Belag 10 auf mehr als die zwei exemplarisch dargestellten Zonen umfassen. Die in der ersten Zone 10.Z1 angeordneten Leisten 11 sind mit einer durchschnittlichen Teilung 10.T1 im Bereich zwischen 30 und 60 mm, insbesondere zwischen 40 und 50 mm angeordnet, die in der zweiten Zone 10.Z2 angeordneten Leisten 11 sind hingegen mit einer durchschnittlichen Teilung 10.T2 im Bereich zwischen 20 und 40 mm, insbesondere zwischen 24 und 35 mm angeordnet. Überdies weist die erste Zone 10.Z1 des Belags 10 eine Länge 10.L1 im Bereich von 30 bis 200 mm, die zweite Zone 10.Z2 des Belags 10 eine Länge 10.L2 im Bereich von 100 bis 600 mm auf.
Die 2 zeigt eine schematische Längsteilschnittdarstellung einer ersten Ausführung eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1. Das gedreht dargestellte stationäre und vorzugsweise besaugte Entwässerungselement 8 kann beispielsweise ein Teil des in der 1 dargestellten Blattbildungssystems 1 sein.
Es weist erfindungsgemäß einen Belag 10 auf, der mindestens zwei, jeweils mehrere Leisten 11 aufweisende Zonen 10.Z1, 10.Z2 umfasst. Die in der ersten Zone 10.Z1 angeordneten Leisten 11 sind mit einer durchschnittlichen Teilung 10.T1 im Bereich zwischen 30 und 60 mm, insbesondere zwischen 40 und 50 mm angeordnet, die in der zweiten Zone 10.Z2 angeordneten Leisten 11 sind hingegen mit einer durchschnittlichen Teilung 10.T2 im Bereich zwischen 20 und 40 mm, insbesondere zwischen 24 und 35 mm angeordnet. Unterseitig ist das stationäre und vorzugsweise besaugte Entwässerungselement 8 mit einem geschlossenen Kasten 13 versehen, der von vorzugsweise einer einzigen, nicht näher dargestellten, dem Fachmann jedoch bekannten Unterdruckquelle mit einem vorzugsweise steuer-/regelbaren Vakuum beaufschlagbar ist.
Die einzelnen Leisten 11 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 sind in einer konstanten oder annähernd konstanten Leistenteilung 10.T1, 10.T2 in zumindest einer einzelnen Zone 10.Z1, 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 oder über das gesamte Entwässerungselement 8 hinweg angeordnet. Auch sind die einzelnen Leisten 11 gegenüber der von dem Sieb 5 umschlungenen und zumindest bereichsweise gekrümmten Oberfläche 9 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 geneigt ausgerichtet, das heißt sie verlaufen schräg zu derselben. Die Ausrichtung erfolgt dabei schräg in Sieblaufrichtung S (Pfeil) in einem Ausrichtwinkel α, der einen dargestellten konstanten oder variierenden Wert in Sieblaufrichtung S (Pfeil) annimmt.
Ferner weist die zumindest bereichsweise gekrümmte und das Sieb 5 berührende Oberfläche 9 der einzelnen und in einer Zone 10.Z1, 10.Z2 angeordneten Leisten 11 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 eine jeweilige Leistenbreite 11.B von mindestens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 10 mm, insbesondere von mindestens 12 mm, auf. Sie ist in zumindest einer einzelnen Zone 10.Z1, 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 oder über das gesamte Entwässerungselement 8 hinweg konstant oder annähernd konstant. Auch ist in zumindest einer einzelnen Zone 10.Z1, 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 oder über das gesamte Entwässerungselement 8 hinweg die summierte Leistenbreite 11.BS der das Sieb 5 berührenden Oberfläche 9 der einzelnen Leisten 11 kleiner als die summierte Öffnungsbreite 12.BS der einzelnen Entwässerungsöffnungen 12.
Allgemein nimmt in der ersten Zone 10.Z1 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 die summierte Öffnungsbreite 12.BS der einzelnen Entwässerungsöffnungen 12 einen Wert in Bereich von 100 bis 400% der summierten Leistenbreite 11.BS der das Sieb 5 berührenden Oberfläche 9 der einzelnen Leisten 11 an. Und in der zweiten Zone 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 nimmt die summierte Öffnungsbreite 12.BS der einzelnen Entwässerungsöffnungen 12 einen Wert in Bereich von 90 bis 230% der summierten Leistenbreite 11.BS der das Sieb 5 berührenden Oberfläche 9 der einzelnen Leisten 11 an.
Ferner nimmt zumindest ein, die Krümmung K der Oberfläche 9 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 beschreibender Krümmungsradius k1, k2 einen Wert im Bereich zwischen 0,3 und 5 m, vorzugsweise zwischen 0,6 und 3 m, insbesondere zwischen 1 und 2 m, an. In vorliegender-Ausführung weist die Oberfläche 9 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 zwei unterschiedliche Krümmungsradien k1, k2 auf, wobei der Krümmungsradius k1 der Oberfläche 9 der ersten Zone 10.Z1 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 kleiner als der Krümmungsradius k2 der Oberfläche 9 der zweiten Zone 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 ist.
Grundsätzlich kann der zumindest zwei Zonen 10.Z1, 10.Z2 umfassende Belag 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements zonal unterschiedlich sein hinsichtlich Ausführung, Anordnung und/oder Ausrichtung der einzelnen Leisten 11 und/oder Entwässerungsöffnungen 12.
Die 2A zeigt eine Unteransicht der in der 2 dargestellten ersten Ausführung eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1.
Die Entwässerungsöffnungen 12 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte Breite B des Belags 10, zumindest jedoch über die an der Faserstoffsuspension wirksame Breite b des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8. Die Entwässerungsöffnungen 12 sind vorzugsweise als Schlitze ausgeführt.
Die 3 zeigt eine schematische Längsteilschnittdarstellung einer zweiten Ausführung eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1. Das dargestellte stationäre und vorzugsweise besaugte Entwässerungselement 8 kann beispielsweise wiederum ein Teil des in der 1 dargestellten Blattbildungssystems 1 sein.
Es weist erfindungsgemäß einen Belag 10 auf, der mindestens zwei, jeweils mehrere Leisten 11 aufweisende Zonen 10.Z1, 10.Z2 umfasst. Die in der ersten Zone 10.Z1 angeordneten Leisten 11 sind mit einer durchschnittlichen Teilung 10.T1 im Bereich zwischen 30 und 60 mm, insbesondere zwischen 40 und 50 mm angeordnet, die in der zweiten Zone 10.Z2 angeordneten Leisten 11 sind hingegen mit einer durchschnittlichen Teilung 10.T2 im Bereich zwischen 20 und 40 mm, insbesondere zwischen 24 und 35 mm angeordnet. Unterseitig ist das stationäre und vorzugsweise besaugte Entwässerungselement 8 mit einem geschlossenen Kasten 13 versehen, der von vorzugsweise einer einzigen, nicht näher dargestellten, dem Fachmann jedoch bekannten Unterdruckquelle mit einem vorzugsweise steuer-/regelbaren Vakuum beaufschlagbar ist.
Die einzelnen Leisten 11 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 sind in einer konstanten oder annähernd konstanten Leistenteilung 10.T1, 10.T2 in zumindest einer einzelnen Zone 10.Z1, 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 oder über das gesamte Entwässerungselement 8 hinweg angeordnet. Auch sind die einzelnen Leisten 11 gegenüber der von dem Sieb 5 umschlungenen und zumindest bereichsweise gekrümmten Oberfläche 9 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 geneigt ausgerichtet, das heißt sie verlaufen schräg zu derselben. Die Ausrichtung erfolgt dabei schräg in Sieblaufrichtung S (Pfeil) in einem Ausrichtwinkel α, der einen dargestellten konstanten oder variierenden Wert in Sieblaufrichtung S (Pfeil) annimmt.
Ferner weist die zumindest bereichsweise gekrümmte und das Sieb 5 berührende Oberfläche 9 der einzelnen und in einer Zone 10.Z1, 10.Z2 angeordneten Leisten 11 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 eine jeweilige Leistenbreite 11.B von mindestens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 10 mm, insbesondere von mindestens 12 mm, auf. Sie ist in zumindest einer einzelnen Zone 10.Z1, 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 oder über das gesamte Entwässerungselement 8 hinweg konstant oder annähernd konstant. Auch ist in zumindest einer einzelnen Zone 10.Z1, 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 oder über das gesamte Entwässerungselement 8 hinweg die summierte Leistenbreite 11.BS der das Sieb 5 berührenden Oberfläche 9 der einzelnen Leisten 11 kleiner als die summierte Öffnungsbreite 12.BS der einzelnen Entwässerungsöffnungen 12.
Allgemein nimmt in der ersten Zone 10.Z1 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 die summierte Öffnungsbreite 12.BS der einzelnen Entwässerungsöffnungen 12 einen Wert in Bereich von 100 bis 400% der summierten Leistenbreite 11.BS der das Sieb 5 berührenden Oberfläche 9 der einzelnen Leisten 11 an. Und in der zweiten Zone 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 nimmt die summierte Öffnungsbreite 12.BS der einzelnen Entwässerungsöffnungen 12 einen Wert in Bereich von 90 bis 230% der summierten Leistenbreite 11.BS der das Sieb 5 berührenden Oberfläche 9 der einzelnen Leisten 11 an.
Ferner nimmt zumindest ein, die Krümmung K der Oberfläche 9 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 beschreibender Krümmungsradius k1, k2 einen Wert im Bereich zwischen 0,3 und 5 m, vorzugsweise zwischen 0,6 und 3 m, insbesondere zwischen 1 und 2 m, an. In vorliegender Ausführung weist die Oberfläche 9 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 zwei unterschiedliche Krümmungsradien k1, k2 auf, wobei der Krümmungsradius k1 der Oberfläche 9 der ersten Zone 10.Z1 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 kleiner als der Krümmungsradius k2 der Oberfläche 9 der zweiten Zone 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 ist.
Grundsätzlich kann der zumindest zwei Zonen 10.Z1, 10.Z2 umfassende Belag 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 zonal unterschiedlich sein hinsichtlich Ausführung, Anordnung und/oder Ausrichtung der einzelnen Leisten 11 und/oder Entwässerungsöffnungen 12.
Und die 4 zeigt eine schematische Längsteilschnittdarstellung einer dritten Ausführung eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1. Das dargestellte stationäre und vorzugsweise besaugte Entwässerungselement 8 kann beispielsweise erneut ein Teil des in der 1 dargestellten Blattbildungssystems 1 sein.
Gegenüber den in den 2 und 3 dargestellten Ausführungen zeigt die 4 eine Ausführung mit einem geteilten Belag 10, das heißt mit unterschiedlich ausgeführten Belagsteilbereichen 10.1, 10.2. Die einzelnen Belagsteilbereiche 10.1, 10.2 können durch unterschiedliche Krümmungsradien k1, k2 sowie einen unterschiedlichen Ausrichtwinkel α1, α2 der einzelnen Leisten 11 charakterisiert sein.
In dargestellter Ausführung sind die Leisten 11 des ersten Belagsteilbereichs 10.1 in einem Ausrichtwinkel α1 ausgerichtet, wobei vorzugsweise alle Leisten 11 dieses Belagsteilbereichs 10.1 im gleichen Ausrichtwinkel α1 gegenüber der das Sieb 5 berührenden Oberfläche 9 ausgerichtet sind. Auch sind die Leisten 11 des ersten Belagsteilbereichs 10.1 durch die gleiche Leistenbreite 11.B charakterisiert. Zudem weisen alle Entwässerungsöffnungen 12 des ersten Belagsteilbereichs 10.1 die gleiche Öffnungsbreite 12.6 auf.
Der zweite Belagsteilbereich 10.2 ist durch eine andere Geometrie der Leisten 11 und Anordnung derselben charakterisiert. Die einzelnen Leisten 11 des zweiten Belagsteilbereichs 10.2 sind in einem gleichen Ausrichtwinkel α2 gegenüber der das Sieb 5 berührenden Oberfläche 9 ausgerichtet. Auch weisen die Leisten 11 des zweiten Belagsteilbereichs 10.2 eine gleiche Leistenbreite 11.B und die Entwässerungsöffnungen 12 eine gleiche Öffnungsbreite 12.B auf.
Im Hinblick auf die weiteren geometrischen Eigenschaften des Belags 10 und der Leisten 11 wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Unterseitig ist das stationäre und vorzugsweise besaugte Entwässerungselement 8 mit einem geschlossenen Kasten 13 versehen, der von vorzugsweise einer einzigen, nicht näher dargestellten, dem Fachmann jedoch bekannten Unterdruckquelle mit einem vorzugsweise steuer-/regelbaren Vakuum beaufschlagbar ist.
Die 5 zeigt eine schematische Längsteilschnittdarstellung einer vierten Ausführung eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1.
Hierbei ist die in Sieblaufrichtung S (Pfeil) erste Leiste 11 der ersten Zone 10.Z1 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 als eine Auflaufleiste 11.1 ausgebildet, deren das Sieb 5 berührende Oberfläche 9 einen Krümmungsradius k3.1 im Bereich von 200 bis 1.000 mm und eine Leistenbreite 11.B1 im Bereich von 20 bis 80 mm aufweist.
Weiterhin ist in der 5 schematisch der in der auf dem Sieb 5 aufliegenden Faserstoffsuspension erzeugte Schwingungsverlauf S10 dargestellt. Die Eigenschaften dieses Schwingungsverlaufs S10 werden nachstehend noch weiters erläutert.
Die 6a bis 6c zeigen mögliche Oberflächenstrukturen der Leisten 11 eines Belags 10 eines stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1.
So ist jede das Sieb berührende Oberfläche 9 einer einzelnen Leiste 11 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 mit einer Rändelung 18 ausgebildet, die in die Oberfläche 9 eingearbeitete Ausnehmungen 19, die sich jeweils bis in die benachbarten Entwässerungsöffnungen 12 erstrecken, umfasst. Allgemein können die Ausnehmungen 19 der Rändelung 18 quer oder im Winkel β zu der Sieblaufrichtung S (Pfeil) ausgerichtete Schlitze, Fischgrätenschlitze, Bohrungen oder andersartig geformten Öffnungen, insbesondere Durchbrüche, sein.
In den dargestellten Ausführungen sind in einem Winkel β von vorzugsweise 45° zu der Sieblaufrichtung S (Pfeil) beziehungsweise zu der Maschinenquerrichtung CMD (Pfeil) ausgerichtete und sich vorzugsweise im 90°-Winkel kreuzende Rillen 20 an der Oberfläche 9 einer einzelnen Leiste 11 vorgesehen, die zur Ausbildung eines Noppenmusters an der Oberfläche 9 durch das verbleibende Material führt. Dieses Noppenmuster ist derart gestaltet, dass die durch die einzelnen Rillen 20 beschreibbaren Diagonalen auf der Vorderkanten- beziehungsweise Hinterkantenlinie der einzelnen Leiste 11 liegen, das heißt sich von der Auflaufseite 11.u bis zu der Ablaufseite 11.b erstrecken. Dadurch werden eine möglichst große tragende Länge und eine möglichst gute Wasserabfuhr des Fluids aus dem Spalt zwischen den Noppen gewährleistet. Die Oberfläche der Noppen ist derart gewählt, dass die offene Fläche des Gesamtbelags 10, einschließlich der Entwässerungsöffnungen 12 mit ca. 70% in der Größenordnung der offenen Fläche einer Formierwalze liegt.
Verschiedenen Varianten sind beispielhaft in den 6a bis 6c wiedergegeben. Dabei sind die entsprechenden Rillenstrukturen im dargestellten Fall sich im 45°-Winkel kreuzend auf die Oberfläche 9 einer einzelnen Leiste 11 aufgebracht. Die Breite 20.B der einzelnen Rillen 20 variiert im dargestellten Fall zwischen unterschiedlichen Größenordnungen, so dass sich dadurch unterschiedlich große Noppen ergeben, wodurch die offene Fläche beeinflussbar ist. Die 6b verdeutlicht die Ausführung mit größter Noppenfläche, während 6a die Ausführung mit größtem Anteil an offener Fläche an der Oberfläche 9 wiedergibt. Die dargestellte Ausführung der 6c stellt eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Oberfläche 9 der einzelnen Leiste 11 dar. Dabei kann nur eine oder eine Mehrzahl von Leisten mit einer Rändelung ausgeführt werden, wobei auch diese hinsichtlich der Ausführung unterschiedlich gestaltet werden kann.
Die 7 verdeutlicht anhand eines Diagramms die Auswirkung unterschiedlicher Teilungen auf das Retentionsverhalten. Es ist erkennbar, dass im erfindungsgemäßen Teilungsbereich die Retention zunimmt, während oberhalb dieses Bereiches eine niedrige Retention zu verzeichnen ist.
Das in den 1 bis 6c in schematischer Darstellung gezeigte Blattbildungssystem 1 eignet sich in hervorragender Weise zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn.
Die 8 zeigt einen mit einem bekannten Entwässerungselement 8.1 erzeugten ersten Schwingungsverlauf V8.1 in der Faserstoffsuspension anhand eines Diagramms.
Die Abszisse des Diagramms stellt die Entwässerungsstrecke s dar, wohingegen die positive Ordinate einen Überdruck Pü und die negative Ordinate einen Unterdruck Pu, also ein Vakuum darstellt.
Es ist deutlich ein periodischer oder annähernd periodischer Schwingungsverlauf V8.1 in der Faserstoffsuspension bei Verwendung eines bekannten Entwässerungselements 8.1 mit einer Vielzahl von Leisten erkennbar. Die jeweils positive Schwingungsfläche ist ein Entwässerungsbereich, dessen Retentionsniveau über die Höhe der Schwingungsamplitude einstellbar ist. Hingegen bewirkt die jeweils negative Schwingungsfläche eine Auflockerung der sich aus der wenigstens einen Faserstoffsuspension bildenden Fasermatte infolge des wirkenden Unterdrucks. Zudem wird hierbei eine schlechtere Filterwirkung erzeugt.
Die 9 zeigt einen mit einem bekannten Entwässerungselement 8.2 erzeugten zweiten Schwingungsverlauf V9.1, V9.2 n der Faserstoffsuspension anhand eines Diagramms.
Die Abszisse des Diagramms stellt wiederum die Entwässerungsstrecke s dar, wohingegen die positive Ordinate erneut einen Überdruck PO und die negative Ordinate erneut einen Unterdruck Pu, also ein Vakuum darstellt.
Auch hier ist deutlich ein sich wiederholender, sich gegebenenfalls in Zonen unterteilbarer Schwingungsverlauf in der Faserstoffsuspension bei Verwendung eines weiteren bekannten Entwässerungselements 8.2 erkennbar. Der mittels einer Volllinie dargestellte Graph zeigt den Schwingungsverlauf V9.1 bei Verwendung eines eine Vielzahl von Leisten aufweisenden Entwässerungselements, wohingegen der mittels einer gestrichelten Linie dargestellte Graph den Schwingungsverlauf V9.2 bei Verwendung eines bekannten pulsfreien Gleichdruckentwässerungselements zeigt. Der zweite Graph weist dabei eine konstante Schwingungsamplitude auf.
Die 10 zeigt einen mit einem stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselement 8 eines erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1 erzeugten Schwingungsverlauf V10 in der Faserstoffsuspension anhand eines Diagramms.
Auch hier stellt die Abszisse des Diagramms die Entwässerungsstrecke s dar, wohingegen die positive Ordinate einen Überdruck PO und die negative Ordinate einen Unterdruck Pu, also ein Vakuum darstellt.
Es ist deutlich erkennbar, dass der Belag 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 in mindestens zwei, jeweils mehrere Leisten 11 aufweisende Zonen 10.Z1, 10.Z2 Schwingungen S10 mit unterschiedlichen Schwingungsamplituden S10.A in der wenigstens einen auf dem mindestens einen Sieb eingebrachten Faserstoffsuspension derart erzeugt, dass die in der ersten Zone 10.Z1 in der wenigstens einen Faserstoffsuspension erzeugten Schwingungsbreiten S10.B der Schwingungen S10 größer sind als die in der zweiten Zone 10.Z2 in der wenigstens einen Faserstoffsuspension erzeugten Schwingungsbreiten S10.B der Schwingungen S10.
Die in der ersten Zone 10.Z1 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 erzeugten Schwingungsamplituden S10.A der Schwingungen S10 liegen im Bereich von 5 bis 20 kPa, vorzugsweise von 8 bis 10 kPa, und die in der zweiten Zone 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 erzeugten Schwingungsamplituden S10.A der Schwingungen S10 liegen im Bereich von 2 bis 8 kPa, vorzugsweise von 4 kPa.
Ferner liegen die in der ersten Zone 10.Z1 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 erzeugten positiven Schwingungsamplituden S10.A der Schwingungen S10 im Bereich von 4 bis 15 kPa und die in der zweiten Zone 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 erzeugten positiven Schwingungsamplituden S10.A der Schwingungen S10 liegen im Bereich von 2 bis 7 kPa.
Die Anzahl der in der wenigstens einen Faserstoffsuspension erzeugten Schwingungen S10 in der ersten Zone 10.Z1 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 nimmt einen Wert im Bereich von 1 bis 7, vorzugsweise von 2 bis 3, an. Hingegen nimmt die Anzahl der in der wenigstens einen Faserstoffsuspension erzeugten Schwingungen S10 in der zweiten Zone 10.Z2 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 einen Wert im Bereich von 2 bis 20, vorzugsweise von 4 bis 10, an.
Und wird, wie in der 5 dargestellt, die in Sieblaufrichtung S (Pfeil) erste Leiste der ersten Zone 10.Z1 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8 als eine in der wenigstens einen Faserstoffsuspension eine Schwingung erzeugende Auflaufleiste 11.1 ausgebildet, so ist deren Schwingungsamplitude S10.A1 größer als die nachfolgende durchschnittliche Schwingungsamplitude S10.A der weiteren Schwingungen S10 in der ersten Zone 10.Z1 des Belags 10 des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements 8.
Auch sind die in der ersten Zone 10.Z1 in der wenigstens einen Faserstoffsuspension erzeugten Schwingungsbreiten S10.B der Schwingungen S10 größer sind als die in der zweiten Zone 10.Z2 in der wenigstens einen Faserstoffsuspension erzeugten Schwingungsbreiten S10.B der Schwingungen S10.
Hinsichtlich der Prozesstechnologie lässt sich festhalten, dass die in der ersten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements vorhandenen höheren Schwingungsbreiten mit hohen Druckimpulsen ein Auspressen von Luftblasen aus der wenigstens einen Faserstoffsuspension bewirken. Und die in der zweiten Zone des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements vorhandene niedrige Schwingungsbreite eine hohe Retention in der wenigstens einen Faserstoffsuspension bewirkt.
Die 11 zeigt abschließend ein Diagramm Teilungsbreite-Schwingungsamplitude für ein stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement eines erfindungsgemäßen Blattbildungssystems.
Die Abszisse des Diagramms stellt die Teilungsbreite TB bei einem konstanten Verhältnis von Öffnungsbreite OB zu Teilungsbreite TB dar, wohingegen die Ordinate die Schwingungsamplitude SA darstellt.
Dabei ist deutlich eine Teilungsbreite TB erkennbar, unterhalb derer die bevorzugte Teilungsbreite TB.Z2 für die zweite Zone 10.Z2 des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements liegt und oberhalb derer die bevorzugte Teilungsbreite TB.Z1 für die erste Zone 10.Z1 des Belags des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements liegt.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Blattbildungssystem und ein Verfahren der eingangs genannten Arten geschaffen werden, welche die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend reduzieren, vorzugsweise sogar gänzlich vermeiden. Insbesondere wird ein anfängliches, das heißt initiales stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement für den Einsatz in einem Blattbildungssystem angegeben, mittels dessen die wenigstens eine Faserstoffsuspension in einem vorderen Entwässerungsabschnitt des Entwässerungselements bei gleichem Retentionsniveau wie an einer Formierwalze gleichmäßig über die Breite entwässert wird.
Bezugszeichenliste

1: Blattbildungssystem
2: Faserstoffbahn
3: Faserstoffsuspension
4: Stoffauflauf
5: Sieb
6: Sieb
7: Strahlauftrefflinie
8: Stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement
8.1: Bekanntes Entwässerungselement
8.2: Bekanntes Entwässerungselement
9: Oberfläche
10: Belag
10.1: Erster Belagsteilbereich
10.2: Zweiter Belagsteilbereich
10.L1: Erste Länge
10.L2: Zweite Länge
10.T1: Erste Teilung
10.T2: Zweite Teilung
10.Z1: Erste Zone
10.Z2: Zweite Zone
11: Leiste
11.1: Auflaufleiste
11.B: Leistenbreite
11.B1: Leistenbreite (Auflaufleiste)
11.BS: Summierte Leistenbreite
11.b: Ablaufseite
11.u: Auflaufseite
12: Entwässerungsöffnung
12.BS: Summierte Öffnungsbreite
13: Kasten
14: Doppelsiebstrecke
15: Obersiebsaugkasten
16: Flexibel anstellbare Leiste
17: Hochvakuumsauger
18: Rändelung
19: Ausnehmung
20: Rille
20.B: Rillenbreite
B: Gesamte Breite
b: Wirksame Breite
CMD: Maschinenquerrichtung (Pfeil)
K: Krümmung
k1: Krümmungsradius
k2: Krümmungsradius
k3.1: Krümmungsradius (Auflaufleiste)
ÖB: Öffnungsbreite
Pü: Überdruck
Pu: Unterdruck; Vakuum
S: Sieblaufrichtung (Pfeil)
s: Entwässerungsstrecke
SA: Schwingungsamplitude
S10: Schwingung
S10.A: Schwingungsamplitude
S10.B: Schwingungsbreite
S10.A1: Schwingungsamplitude (Auflaufleiste)
TB: Teilungsbreite
TB.Z1: Teilungsbreite (erste Zone)
TB.Z2: Teilungsbreite (zweite Zone)
V8: Bekannter Schwingungsverlauf
V9.1: Bekannter Schwingungsverlauf
V9.2: Bekannter Schwingungsverlauf
V10: Schwingungsverlauf
α: Ausrichtwinkel
α1: Ausrichtwinkel
α2: Ausrichtwinkel
β: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1586702 A1 [0004]
DE 10084722 T1 [0006]
WO 2004/018768 A1 [0008]
EP 1543194 A1 [0008]

Claims

Blattbildungssystem (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (3), mit einem Stoffauflauf (4) und mit mindestens einem umlaufenden endlosen Sieb (5, 6; 5), das nach oder im Bereich einer Strahlauftrefflinie (7) der wenigstens einen mittels des Stoffauflaufs (4) eingebrachten Faserstoffsuspension (3) über ein stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement (8) geführt ist, dessen zumindest bereichsweise gekrümmte und das Sieb (5) berührende Oberfläche (9) von einem Belag (10) mit mehreren in Sieblaufrichtung (S) nacheinander angeordneten und sich in Maschinenquerrichtung (CMD) erstreckenden Leisten (11) mit dazwischen liegenden freien Entwässerungsöffnungen (12) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) mindestens zwei, jeweils mehrere Leisten (11) aufweisende Zonen (10.Z1, 10.Z2) umfasst, wobei die in der ersten Zone (10.Z1) angeordneten Leisten (11) mit einer durchschnittlichen Teilung (10.T1) im Bereich zwischen 30 und 60 mm, insbesondere zwischen 40 und 50 mm angeordnet sind und wobei die in der zweiten Zone (10.Z2) angeordneten Leisten (11) mit einer durchschnittlichen Teilung (10.T2) im Bereich zwischen 20 und 40 mm, insbesondere zwischen 24 und 35 mm angeordnet sind.
Blattbildungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Leisten (11) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) in einer konstanten oder annähernd konstanten Leistenteilung (10.T1, 10.T2) in zumindest einer einzelnen Zone (10.Z1, 10.Z2) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) oder über das gesamte Entwässerungselement (8) hinweg angeordnet sind.
Blattbildungssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest bereichsweise gekrümmte und das Sieb (5) berührende Oberfläche (9) der einzelnen und in einer Zone (10.Z1, 10.Z2) angeordneten Leisten (11) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) eine jeweilige Leistenbreite (11.B) von mindestens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 10 mm, insbesondere von mindestens 12 mm, aufweist.
Blattbildungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Leisten (11) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) eine konstante oder annähernd konstante Leistenbreite (11.B) in zumindest einer einzelnen Zone (10.Z1, 10.Z2) des Belags (10) des stationären und vorzugsweie besaugten Entwässerungselements (8) oder über das gesamte Entwässerungselement (8) hinweg aufweisen.
Blattbildungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer einzelnen Zone (10.Z1, 10.Z2) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) oder über das gesamte Entwässerungselement (8) hinweg die summierte Leistenbreite (11.BS) der das Sieb (5) berührenden Oberfläche (9) der einzelnen Leisten (11) kleiner als die summierte Öffnungsbreite (12.BS) der einzelnen Entwässerungsöffnungen (12) ist.
Blattbildungssystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Zone (10.Z1) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) die summierte Öffnungsbreite (12.BS) der einzelnen Entwässerungsöffnungen (12) einen Wert in Bereich von 100 bis 400% der summierten Leistenbreite (11.BS) der das Sieb (5) berührenden Oberfläche (9) der einzelnen Leisten (11) annimmt und dass in der zweiten Zone (10.Z2) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) die summierte Öffnungsbreite (12.BS) der einzelnen Entwässerungsöffnungen (12) einen Wert in Bereich von 90 bis 230% der summierten Leistenbreite (11.BS) der das Sieb (5) berührenden Oberfläche (9) der einzelnen Leisten (11) annimmt.
Blattbildungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein, die Krümmung (K) der Oberfläche (9) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) beschreibender Krümmungsradius (k1, k2) einen Wert im Bereich zwischen 0,3 und 5 m, vorzugsweise zwischen 0,6 und 3 m, insbesondere zwischen 1 und 2 m, annimmt.
Blattbildungssystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius (k1) der Oberfläche (9) der ersten Zone (10.Z1) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) kleiner als der Krümmungsradius (k2) der Oberfläche (9) der zweiten Zone (10.Z2) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) ist.
Blattbildungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest zwei Zonen (10.Z1, 10.Z2) umfassende Belag (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) zonal unterschiedlich ist hinsichtlich Ausführung, Anordnung und/oder Ausrichtung der einzelnen Leisten (11) und/oder Entwässerungsöffnungen (12).
Blattbildungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Sieb (5) berührende Oberfläche (9) mindestens einer einzelnen Leiste (11) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) mit einer Rändelung (18) ausgebildet ist, umfassend in die Oberfläche (9) eingearbeitete Ausnehmungen (19), die sich jeweils bis in die benachbarten Entwässerungsöffnungen (12) erstrecken.
Blattbildungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Sieblaufrichtung (S) erste Leiste (11) der ersten Zone (10.Z1) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) als eine Auflaufleiste (11.1) ausgebildet ist, deren das Sieb (5) berührende Oberfläche (9) einen Krümmungsradius (k3.1) im Bereich von 200 bis 1.000 mm und/oder eine Leistenbreite (11.B1) im Bereich von 20 bis 80 mm aufweist.
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest ein Blattbildungssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (3) unter Verwendung zumindest eines Blattbildungssystems (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine mit einem Stoffauflauf (4) auf mindestens ein umlaufendes endloses Sieb (5, 6; 5) eingebrachte Faserstoffsuspension (3) nach oder im Bereich einer Strahlauftrefflinie (7) über ein stationäres und vorzugsweise besaugtes Entwässerungselement (8) geführt wird, dessen zumindest bereichsweise gekrümmte und das Sieb (5) berührende Oberfläche (9) von einem Belag (10) mit mehreren in Sieblaufrichtung (S) nacheinander angeordneten und sich in Maschinenquerrichtung (CMD) erstreckenden Leisten (11) mit dazwischen liegenden freien Entwässerungsöffnungen (12) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) in mindestens zwei, jeweils mehrere Leisten (11) aufweisende Zonen (10.Z1, 10.Z2) Schwingungen (S10) mit unterschiedlichen Schwingungsamplituden (S10.A) in der wenigstens einen auf dem mindestens einen Sieb (5, 6; 5) eingebrachten Faserstoffsuspension (3) derart erzeugt, dass die in der ersten Zone (10.Z1) in der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) erzeugten Schwingungsbreiten (S10.B) der Schwingungen (S10) größer sind als die in der zweiten Zone (10.Z2) in der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) erzeugten Schwingungsbreiten (S10.B) der Schwingungen (S10), wobei die in der ersten Zone (10.Z1) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) erzeugten Schwingungsamplituden (S10.A) der Schwingungen (S10) im Bereich von 5 bis 20 kPa, vorzugsweise von 8 bis 10 kPa, und die in der zweiten Zone (10.Z2) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) erzeugten Schwingungsamplituden (S10.B) der Schwingungen (S10) im Bereich von 2 bis 8 kPa, vorzugsweise von 4 kPa, liegen.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der in der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) erzeugten Schwingungen (S10) in der ersten Zone (10.Z1) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) einen Wert im Bereich von 1 bis 7, vorzugsweise von 2 bis 3, und die Anzahl der in der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) erzeugten Schwingungen (S10) in der zweiten Zone (10.Z2) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) einen Wert im Bereich von 2 bis 20, vorzugsweise von 4 bis 10, annimmt.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die in Sieblaufrichtung (S) erste Leiste (11) der ersten Zone (10.Z1) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) als eine Auflaufleiste (11.1) ausgebildet wird, deren Schwingungsamplitude (S10.A1) größer als die nachfolgende durchschnittliche Schwingungsamplitude (S10.A) der Schwingungen (S10) in der ersten Zone (10.Z1) des Belags (10) des stationären und vorzugsweise besaugten Entwässerungselements (8) ist.