DE10335750A1

DE10335750A1 - Vorrichtung zum Aufbringen von Dampf

Info

Publication number: DE10335750A1
Application number: DE2003135750
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Jaschinski; Volker Schmidt-Rohr
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2005-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von Dampf auf eine laufende Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einer sich in Querrichtung der laufenden Faserstoffbahn erstreckenden Dampfblaseinrichtung (12, 13) in einer Maschine zur Herstellung der laufenden Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonmaschine. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfblaseinrichtung (12, 13) an einer Siebpartie (5) auf einer mindestens einem Sieb (3, 4) und einer Saugeinrichtung (7, 14) gegenüberliegenden Seite der laufenden Faserstoffbahn angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von Dampf auf eine laufende Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einer sich in Querrichtung der laufenden Faserstoffbahn erstreckenden Dampfblaseinrichtung in einer Maschine zur Herstellung der laufenden Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonmaschine.
In der Papier- und Kartonherstellung werden Dampfblaskästen als Dampfblaseinrichtungen insbesondere in der Pressenpartie einer Papier- oder Kartonmaschine eingesetzt, um mit Hilfe des auf die Faserstoffbahn aufgebrachten Dampfes deren Temperatur zu erhöhen, um dadurch die Entwässerung der Faserstoffbahn zu verbessern. Der Dampfblaskasten bietet dabei die Möglichkeit, durch die sektionale Dampfaufbringung das Feuchteprofil der Faserstoffbahn zu beeinflussen. Aber auch in der Siebpartie, insbesondere bei Tissuemaschinen, kommen Dampfblaskästen zum Einsatz.
Nachteilig an den bekannten Dampfblaskästen ist, dass sie vor allem im Bereich der Siebpartie leicht verschmutzen, so dass sich Faserstoff ansammelt und die Faserstoffbahn durch sich ablösende Stoffbatzen gestört wird. Dies verschlechtert die Lauffähigkeit (Runnability) der Faserstoffbahn. Ferner kann es zu Dampfausstößen kommen, die Löcher in der Faserstoffbahn verursachen oder sich negativ auf die Formation auswirken.

Aus der deutschen Patentschrift DE 44 02 278 C2 (PD10025 DE) des Anmelders ist eine Vorrichtung zum Aufbringen von Dampf auf eine zu entwässernde und durch die Pressenpartie einer Papierherstellungsmaschine laufende Papierbahn bekannt, bei der sich eine lang gestreckte Einrichtung zur Aufbringung von Dampf senkrecht zur Bahnlaufrichtung über die gesamte Bahnbreite erstreckt. Der Dampfblaskasten ist verschiebbar gelagert, um den Abstand zwischen dem Dampfblaskasten und dem Bahnlaufweg einstellen zu können.

Insbesondere ist aus der deutschen Patentschrift DE 44 02 278 C2 eine Anordnung in der Papiermaschine mit einer drei Presswalzen umfassenden Pressenpartie bekannt (Patentanspruch 8 in Verbindung mit 6), in der die Papierbahn mit einem Filz über die mittlere Presswalze, beispielsweise eine Saugpresswalze, in einen Pressspalt läuft, der durch die Saugpresswalze und eine filzlose Presswalze, die so genannte Zentralwalze, läuft. Dabei bedampft der Dampfblaskasten die Papierbahn, während diese über die Saugpresswalze läuft.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich ein hoher Trockengehalt der zu bildenden Faserstoffbahn erzielen lässt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Dampfblaseinrichtung an einer Siebpartie auf einer mindestens einem Sieb und einer Saugeinrichtung gegenüberliegenden Seite der laufenden Faserstoffbahn angeordnet ist.

Mit der Vorrichtung ist es möglich, den Trockengehalt der Faserstoffbahn, insbesondere einer Papierbahn, vor der Pickup-Vorrichtung zu steigern. Dadurch lässt sich die Maschinengeschwindigkeit signifikant erhöhen, ohne die Siebstandzeiten, insbesondere des Siebformers, negativ zu beeinflussen.

Gemäß der Erfindung wird die Dampfblaseinrichtung in der Siebpartie einer graphischen Papiermaschine so platziert, dass alle Vorteile der Beaufschlagung der feuchten Faserstoffbahn mit Dampf genutzt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.

Mit Vorteil wird die insbesondere als Dampfblaskasten ausgebildete Dampfblaseinrichtung so angeordnet, dass anhaftendes Kondensat oder Verschmutzungen nicht mit dem Faserstoff auf die Papierbahn gelangen können. Eine bevorzugte Möglichkeit der Anordnung der Dampfblaseinrichtung besteht darin, dass sie in der Doppelsiebstrecke eines Formers, insbesondere eines Gapformers oder eines Hybridformers, angebracht ist. Der genannte Former kann dabei über keine gebohrten und besaugten Walzen oder über wenigstens eine gebohrte, jedoch keine besaugte Walze in der Entwässerungsstrecke verfügen. Weiterhin kann er mit wenigstens einer Walze, die über einen gebohrten Walzenmantel und wenigstens eine Saugzone verfügt, ausgeführt sein. Auch kann er über mehrere Saugwalzen verfügen, die mit gebohrten Walzenmänteln und mit jeweils wenigstens einer Saugzone ausgeführt sind.

Im Fall eines Doppelsiebformers lässt sich die Dampfblaseinrichtung beispielsweise am Obersieb anordnen, während eine Saugeinrichtung, beispielsweise ein Saugkasten, an der Unterseite des Siebs positioniert ist. Dabei kann wenigstens eine Formierleiste im Ober- und/oder Untersieb so positioniert sein, dass ein Druckimpuls in die zu bildende Faserstoffbahn eingebracht werden kann.

Im Falle eines Doppelsiebformers lässt sich die Umschlingung der Doppelsiebstrecke auf der Siebsaugwalze nutzen, um auf der der Saugzone oder den Saugzonen der Siebsaugwalze gegenüberliegenden Seite die Faserstoffbahn mit Dampf zu beaufschlagen. Die Siebsaugwalze kann einen gebohrten Mantel mit einem Sekundärmuster aufweisen, über dem ein Schrumpfsieb aufgebracht ist. Alternativ kann sie einen gebohrten Mantel mit einem Sekundärmuster aufweist, über dem jedoch kein Schrumpfsieb aufgebracht ist.

Das Sekundärmuster ist vorzugsweise eine in den Walzenmantel gebohrte, gefräste oder geätzte Struktur. Die Siebsaugwalze kann aber auch einen gebohrten Mantel aufweisen und mit oder ohne einem Schrumpfsieb versehen sein. Die Dampfblaseinrichtung ist hierbei bevorzugt über mindestens einer Saugzone der Siebsaugwalze angeordnet, die mit einem Schrumpfsieb versehen ist, über welches die beiden Siebe geführt werden.

Der Dampfblaskasten lässt sich in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung an jeder beliebigen anderen Stelle einer aus zwei Sieben gebildeten Doppelsiebstrecke platzieren, an der auch auf der der Faserstoffbahn gegenüberliegenden Seite eine Saugeinrichtung, insbesondere ein Flachsauger, angeordnet ist. Dabei ist wesentlich, dass das saugende Element in Opposition zu der Dampfblaseinrichtung angeordnet ist, um die Faserstoffbahn nach der Beaufschlagung mit Dampf zu entwässern.

Da der Effekt, der aus der Beaufschlagung mit Dampf resultiert, vom Trockengehalt der Faserstoffbahn beeinflusst wird, ist der Effekt der Trockengehaltssteigerung bei höheren Faserstoffdichten größer. Eine weitere, die Effizienz der Dampfblaseinrichtung beeinflussende Größe ist die Permeabilität der Faserstoffbahn, die im Wesentlichen von deren Dicke abhängt.

Eine Möglichkeit zum Einbau einer Dampfblaseinrichtung in einer Doppelsiebzone einer graphischen Papiermaschine besteht darin, dass die Dampfblaseinrichtung eine konkav gekrümmte Oberfläche hat, so dass sie an den Radius der Siebsaugwalze angepasst ist, während sie in Opposition zu der Saugzone oder den Saugzonen der Siebsaugwalze steht, so dass die Papierbahn im Bereich aller Saugzonen oder einiger ausgewählter Saugzonen oder lediglich einer ausgewählten Saugzone mit Dampf beaufschlagt werden kann. Vorzugsweise ist die Beaufschlagung mit Dampf in Querrichtung der Faserstoffbahn über Stellventile profilierbar, so dass ein Feuchte- oder Entwässerungsprofil über die Dampfmenge eingestellt wird, die über die Dampfblaseinrichtung zugeführt wird. Die Dampfzuführung lässt sich über die Bahnbreite hinsichtlich der Saugzonen der Formier- oder Saugwalze in Querrichtung regeln. Dampf wird durch das Obersieb, die Faserstoffbahn und das Untersieb geblasen. Das auf der Seite des Untersiebs austretende Wasser oder der auf dieser Seite austretende Dampf wird mittels des Unterdrucks der Siebsaugwalze aus der Faserstoffbahn gesaugt.

In einer anderen Anordnung, beispielsweise in einem Doppelsiebformer, wird die Siebtrennung nicht mittels der Siebsaugwalze durchgeführt, sondern die Strecke der Doppelsiebzone ist verlängert, wobei unmittelbar im Anschluss an die Siebsaugwalze ein Saugkasten positioniert ist. Über diesem ist ein Dampfblaskasten angebracht. Die Siebtrennung findet dann entsprechend nach dem Saugkasten statt, so dass dieser auch als Trennsauger fungiert. Bei dieser Anordnung ist es beispielsweise auch möglich, die „Siebsaugwalze" als eine Walze ohne Besaugung auszuführen und lediglich den sich anschließenden Saugkasten als einzige Saugeinrichtung vorzusehen.

Die Dampfblaseinrichtung ist entweder plan oder mit einem Krümmungsradius versehen ausgeführt. Ein konkav oder konvex mit einem Krümmungsradius gekrümmter Dampfblaskasten ist dann erforderlich, wenn der Dampfblaskasten oberhalb oder seitlich der Siebsaugwalze positioniert ist.

Alternativ oder zusätzlich lässt sich eine permeable Membran vorsehen, durch die hindurch die feuchte Faserstoffbahn mit Dampf beaufschlagt wird. In einer anderen Alternative wird eine zwischen zwei permeablen Membranen geführte Faserstoffbahn auf der einen Seite mit Dampf beaufschlagt, während auf der anderen Seite eine Saugeinrichtung zum Entwässern der Faserstoffbahn angeordnet ist. Dabei ist es auch möglich, die Faserstoffbahn über Kopf zu entwässern, was bedeutet, dass die Saugeinrichtung oberhalb der Faserstoffbahn angebracht ist.

Eine weitere Möglichkeit für den Einsatz der Dampfblaseinrichtung besteht darin, dass sie in eine Walze integriert ist. Die Walze ist so konstruiert, dass der Dampf durch eine mit einem Siebstrumpf versehene Mantelfläche hindurchströmt. Dabei resultiert die Doppelsiebstrecke aus der Umschlingung des Untersiebes und der Faserstoffbahn mit dem Siebstrumpf der Walze, welche wiederum besaugt wird. In diesem Fall kann der Siebstrumpf der Walze auch als permeable Membran ausgebildet sein, wobei die Membran zudem auch strukturiert oder profiliert sein kann.

Somit besteht eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, dass die Siebpartie Teil einer Doppelsiebzone eines Formers, insbesondere eines Gap- oder eines Hybridformers, ist.

Von Vorteil ist es ebenfalls, wenn die Dampfblaseinrichtung am Obersieb oder am Untersieb der Doppelsiebzone angeordnet ist.

Ebenso vorteilhaft ist die Ausbildung der Saugeinrichtung als Saugwalze oder als Teil einer Saugwalze, beispielsweise als in der Saugwalze integrierte Saugzone.

Vorteilhafterweise ist die Saugeinrichtung ein Flachsauger, der insbesondere auch als Trennsauger fungiert.

Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die der Faserstoffbahn zugewandte Kontur der Dampfblaseinrichtung der Kontur der Saugwalze angepasst ist und insbesondere die Kontur der Dampfblaseinrichtung denselben oder annähernd denselben Krümmungsradius wie die Saugwalze hat.

In einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die Dampfblaseinrichtung als Dampfblaskasten mit einer planen oder einer gekrümmten Kontur ausgebildet.

Von Vorteil ist ein Dampfblaskasten, der über die Breite der Faserstoffbahn mit mehreren neben einander angeordneten Dampfzonen ausgestattet ist.

Die Zuführung von Dampf zu den Dampfzonen, die je Dampfzone mittels einer Stell- oder Regeleinrichtung steuerbar bzw. regelbar ist, ist ebenfalls vorteilhaft.

Mit Vorteil wird eine Vorrichtung eingesetzt, bei der zwischen der Faserstoffbahn und der Dampfblaseinrichtung eine erste permeable Membran angeordnet ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist zwischen der Faserstoffbahn und der Saugeinrichtung eine zweite permeable Membran angeordnet.

Ebenfalls von Vorteil ist eine Vorrichtung, bei der die Dampfblaseinrichtung als Walze mit einer siebförmigen Mantelfläche ausgebildet ist.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die siebförmige Mantelfläche durch einen Siebstrumpf oder durch eine permeable Membran gebildet ist.

Zusätzlich von Vorteil ist es hinsichtlich der Entwässerungskapazität der Siebpartie, wenn die permeable Membran strukturiert oder profiliert ist.

Weiterhin kann die Siebpartie eine vorzugsweise gekrümmte Saugeinrichtung im Bereich der Pickup-Walze aufweisen, die die Pickup-Walze zumindest teilweise umschließt. Dabei ist vorzugsweise über die Saugeinrichtung das bahnabgebende Sieb innerhalb der Trenn- bzw. Überführzone mit Vakuum beaufschlagbar und das Vakuum ist zumindest so hoch wie ein Grenzvakuum, bei dem sich im und/oder am bahnabgebenden Sieb befindliches Wasser gerade noch in bzw. an diesem Sieb gehalten wird.

In günstiger Ausführung beträgt die aus der Wärmezufuhr resultierende Temperaturerhöhung, gemessen zwischen der Position unmittelbar vor der Beaufschlagung mit Dampf und unmittelbar nach der Beaufschlagung mit Dampf, ≥ 2,5 °C. Und in weiterer günstiger Ausführung beträgt die Temperaturerhöhung, gemessen an der Position unmittelbar vor der Beaufschlagung mit Dampf und unmittelbar vor der Pickup-Position, dem Transfer vom Sieb auf den Filz der Pressenpartie, ≥ 2,5°C.

Als Vorteil erweist es sich, wenn ein vorzugsweise profilierbares Feuchteprofil in der laufenden Faserstoffbahn senkrecht zu ihrer Laufrichtung mittels der Dampfbeaufschlagung einstellbar ist und wenn sich über die laufende Faserstoffbahn senkrecht zur Maschinenlaufrichtung in Abhängigkeit von der beaufschlagten Dampfmenge ein Temperaturunterschied einstellen kann, wobei die Temperaturdifferenz zwischen zwei verschiedenen Punkten – gleichzeitig senkrecht zur Maschinenlaufrichtung gemessen – unmittelbar nach der Beaufschlagung mit Dampf ≥ 2,5°C beträgt.

Als weiterer Vorteil erweist es sich, wenn ein vorzugsweise profilierbares Feuch teprofil in der laufenden Faserstoffbahn senkrecht zu ihrer Laufrichtung mittels der Dampfbeaufschlagung einstellbar ist und wenn sich über die laufende Faserstoffbahn senkrecht zur Maschinenlaufrichtung in Abhängigkeit von der beaufschlagten Dampfmenge ein Trockengehaltsunterschied einstellen kann, wobei die Trockengehaltsdifferenz zwischen zwei verschiedenen Punkten – gleichzeitig senkrecht zur Maschinenlaufrichtung gemessen – unmittelbar nach der Besaugung der laufenden Faserstoffbahn ≥ 0,01% beträgt, vorzugsweise im Bereich von 0,1% bis 15 % liegt.

Überdies ist in günstiger Weise vorgesehen, dass der Trockengehalt der laufenden Faserstoffbahn nach der Besaugung mit der Saugeinrichtung an der mit Dampf beaufschlagten Position um ≥ 0,01%, vorzugsweise im Bereich von ≥ 0,25 % bis 15%, höher ist verglichen mit einer nicht mit Dampf beaufschlagten Position der laufenden Faserstoffbahn und/oder dass die laufende Faserstoffbahn vor der Beaufschlagung mit Dampf auf einen Trockengehalt von ≥ 3% bezogen auf die otro-Faserstoffmasse, vorzugsweise im Bereich ≥ 10% bis 15% bezogen auf die otro-Faserstoffmasse, entwässert wurde und/oder dass die Temperatur der Faserstoffsuspension, gemessen vor der Beaufschlagung mit Dampf, ≥ 5°C, vorzugsweise ≥ 20°C bis 50°C, beträgt und/oder dass die Temperatur des mindestens einen Siebs vor der Beaufschlagung mit Dampf ≥ 5°C, vorzugsweise ≥ 20°C bis 50°C, beträgt.

Bei dem verwendeten Dampf handelt es sich vorzugsweise um Saffdampf.

Das Vakuum der in Opposition des Dampfblaskastens angeordneten Saugeinrichtung ist in idealer Weise ≥ 0,15kPa, vorzugsweise im Bereich von 20kPa bis 70kPa.

Die Siebpartie weist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung eine Formierwalze mit einem Formierwalzendurchmesser ≥ 1.400mm auf, wobei der Siebpartie in Maschinenlaufrichtung ein Stoffauflauf zur Abgabe und Verteilung von Faserstoffsuspension vorgeschaltet ist, in dessen Stoffauflaufdüse mindestens eine Lamelle zwecks Erzeugung von Turbulenzen angeordnet ist. Die Formierwalze weist hierbei einen Formierwinkel im Bereich von 20° bis 70° auf. Die Formierwalze weist vorzugsweise einen gebohrten Mantel mit einem Sekundärmuster auf, über dem kein Schrumpfsieb aufgebracht ist. Der Turbulenzerzeuger des Stoffauflaufs besteht prinzipiell aus einer Vielzahl von Zeilen von Turbulenzeinsätzen, wobei die Anzahl der Lamellen von der Anzahl der Zeilen im Stoffauflauf abhängig ist. Generell ergibt sich bei einer Anzahl von n Zeilen die maximale Anzahl von n – 1 Lamellen.

Auch kann in günstiger Ausgestaltung die vom Stoffauflauf abgegebene Faserstoffsuspension eine höhere bzw. niedrigere Geschwindigkeit als das mindestens eine Sieb aufweisen (Differenzgeschwindigkeit).

Insgesamt bestehen die Vorteile der Erfindung darin, dass die Viskosität des Wassers durch die Beaufschlagung mit Dampf und die daraus resultierende Erwärmung erniedrigt wird. Dadurch wird, verglichen mit einer Papiermaschine ohne Dampfzuführung, bei gleichem Unterdruck (Vakuum) der Faserstoffbahn eine größere Wassermenge entzogen, wodurch ein größerer Trockengehalt der Bahn erreicht wird.

Verglichen mit einem konstanten Trockengehalt kann dadurch entweder der Unterdruck verringert oder bei gleichem Unterdruck die Maschinengeschwindigkeit erhöht werden.

Die Siebstandzeit wird bei niedrigerem Unterdruck in der Saugeinrichtung aufgrund der geringeren Reibung positiv beeinflusst und verlängert.

Da die Beaufschlagung mit Dampf in der Doppelsiebzone erfolgt und die Faserstoffbahn immer mit einem Sieb oder mit einer Membran abgedeckt ist, wird sie durch Unregelmäßigkeiten bei der Beaufschlagung mit Dampf weniger negativ beeinflusst.

Die der Dampfblaseinrichtung auf der anderen Seite der Faserstoffbahn gegenüberliegend angeordnete Saugeinrichtung, die insbesondere auch mit einer Mehrzahl von Saugzonen ausgestattet ist, verbessert die Entwässerung.

Die Erhöhung des Trockengehaltes in der Siebpartie der Papiermaschine führt zu einer Steigerung des Volumens im Bereich nach der Pressenpartie, da verglichen mit konstantem Trockengehalt, die Linienkraft in der Pressenpartie reduziert werden kann.

Das Obersieb wird durch die erniedrigte Viskosität des Wassers besser entwässert, und ein Sprühen an der Siebtrennung bei hohen Flächengewichten und schlecht entwässernden Faserstoffen oder anderen Stoffen wird vermieden.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den beigefügten Figuren zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Doppelsiebzone eines Doppelsiebformers und
2 eine schematische Seitenansicht einer Doppelsiebzone eines weiteren Doppelsiebformers.
Ein Doppelsiebformer (1) umfasst einen Stoffauflauf 1 in einem keilförmigen Einlaufspalt 2, den ein Untersieb 3 und ein Obersieb 4 zur Ausbildung einer Doppelsiebzone 5 bilden. Dabei wird das Untersieb 3 um eine vorzugsweise mehrere Saugzonen aufweisende Formierwalze (Siebsaugwalze) 6 mit mehreren über ihren Umfang verteilten Saugzonen 7, 8 und über eine Umlenkwalze 9 geführt. Das Obersieb 4 wird über eine Brustwalze 10, die Formierwalze 6 und eine Siebsaugwalze 11 geführt, wobei das Obersieb 4 und das Untersieb 3 die Faserstoffbahn im Bereich zwischen der Formierwalze 6 und der Siebsaugwalze 11 sandwichförmig einschließen. Im Bereich der Siebsaugwalze ist beispielsweise mindestens eine vorzugsweise anpressbare Formierleiste 15 derart positioniert, dass sie einen Druckimpuls in die zu bildende Faserstoffbahn einbringt. Die Siebsaugwalze 6 kann einen gebohrten Mantel mit einem Sekundärmuster aufweisen, über dem ein oder kein Schrumpfsieb aufgebracht ist, oder sie kann einen gebohrten Mantel aufweisen und mit oder ohne einem Schrumpfsieb versehen sein.
Die Umlenkwalze 9 und die Siebsaugwalze 11 bilden einen Auslaufspalt, in dem das Untersieb 3 und das Obersieb 4 wieder von einander getrennt werden.
Der Saugzone 7 liegt ein Dampfblaskasten 12 mit gekrümmter Kontur gegenüber, aus dem Dampf auf die Faserstoffbahn aufgebracht wird, um ihre Trocknung zu unterstützen. Die der Siebsaugwalze 6 gegenüberliegende Kontur des Dampfblaskastens 12 ist der Krümmung der Mantelfläche der Siebsaugwalze 6 angepasst oder annähernd angepasst.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist ein Doppelsiebformer (2), wie er beispielsweise aus der DE 44 02 278 A1 bekannt ist, mit einem Stoffauflauf 1 zum Aufbringen einer Faserstoffsuspension auf das Untersieb 3 ausgestattet.
Anstelle eines der Siebsaugwalze 6 gegenüberliegenden Dampfblaskastens oder zusätzlich zu einem derartigen Dampfblaskasten ist ein Dampfblaskasten 13 mit einer planen Kontur vorgesehen, der oberhalb der Faserstoffbahn angeordnet ist, wobei unterhalb der Faserstoffbahn ein Flachsauger 14 angeordnet ist, so dass die Trocknung der Faserstoffbahn durch die Einbringung von Dampf aus dem Dampfblaskasten 13 unterstützt wird. Der Flachsauger 14 fungiert hierbei als Trennsauger.
Die Dampfblaskästen 12, 13 sind wie die ihnen zugeordneten Saugeinrichtungen, also beispielsweise die Saugzone 7 oder der Flachsauger 14, in Querrichtung zu den Sieben 3, 4 und zu der aus dem Strang der Faserstoffsuspension entstehenden Faserstoffbahn in Zonen aufgeteilt. Die Zuführung von Dampf zu den Dampfzonen je Dampfzone ist mittels einer Stell- oder Regeleinrichtung steuerbar bzw. regelbar.
In weiterer Ausgestaltung kann zwischen der laufenden Faserstoffbahn und der Dampfblaseinrichtung eine erste permeable Membran und/oder zwischen der laufenden Faserstoffbahn und der Saugeinrichtung 7, 14 eine zweite permeable Membran angeordnet sein. Die permeable Membran ist vorzugsweise strukturiert oder profiliert.
Die Siebpartie weist eine vorzugsweise gekrümmte Saugeinrichtung im Bereich der Pickup-Walze auf, die die Pickup-Walze zumindest teilweise umschließt. Dabei ist über die Saugeinrichtung das bahnabgebende Sieb innerhalb der Trenn- bzw. Überführzone mit Vakuum beaufschlagbar und das Vakuum ist zumindest so hoch wie ein Grenzvakuum, bei dem sich im und/oder am bahnabgebenden Sieb befindliches Wasser gerade noch in bzw. an diesem Sieb gehalten wird. Eine derartige Anordnung ist in der deutschen Patentanmeldung "Pick-Up Grenzvolumen" (PB11621 DE) vom 23.07.2003 des Anmelders offenbart; der Inhalt dieser Druckschrift wird hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Die aus der Wärmezufuhr resultierende Temperaturerhöhung, gemessen zwischen der Position unmittelbar vor der Beaufschlagung mit Dampf, vorzugsweise in Form von Sattdampf, und unmittelbar nach der Beaufschlagung mit Dampf, beträgt ≥ 2,5°C. Weiterhin beträgt die Temperaturerhöhung, gemessen an der Position unmittelbar vor der Beaufschlagung mit Dampf und unmittelbar vor der Pickup-Position, dem Transfer vom Sieb auf den Filz der Pressenpartie, ≥ 2,5 °C.
Ferner ist ein vorzugsweise profilierbares Feuchteprofil in der laufenden Faserstoffbahn senkrecht zu ihrer Laufrichtung mittels der Dampfbeaufschlagung einstellbar und es kann sich ein Temperaturunterschied über die laufende Faserstoffbahn senkrecht zur Maschinenlaufrichtung in Abhängigkeit von der beaufschlagten Dampfmenge einstellen, wobei die Temperaturdifferenz zwischen zwei verschiedenen Punkten – gleichzeitig senkrecht in Maschinenlaufrichtung gemessen – unmittelbar nach der Beaufschlagung mit Dampf ≥ 2,5°C beträgt und/oder es kann sich ein Trockengehaltsunterschied über die laufende Faserstoffbahn senkrecht zur Maschinenlaufrichtung in Abhängigkeit von der beaufschlagten Dampfmenge ein Trockengehaltsunterschied einstellen, wobei die Trockengehaltsdifferenz zwischen zwei verschiedenen Punkten – gleichzeitig senkrecht zur Maschinenlaufrichtung gemessen – unmittelbar nach der Besaugung der laufenden Faserstoffbahn ≥ 0,01% beträgt, vorzugsweise im Bereich von 0,1% bis 15% liegt.
Der Trockengehalt der laufenden Faserstoffbahn ist nach der Besaugung mit der Saugeinrichtung an der mit Dampf beaufschlagten Position um ≥ 0,01%, vorzugsweise im Bereich von ≥ 0,25% bis 15%, höher verglichen mit einer nicht mit Dampf beaufschlagten Position der laufenden Faserstoffbahn. Die laufende Faserstoffbahn wurde vor der Beaufschlagung mit Dampf auf einen Trockengehalt von ≥ 3% bezogen auf die otro-Faserstoffmasse, vorzugsweise im Bereich ≥ 10% bis 15% bezogen auf die otro-Faserstoffmasse, entwässert.
Ferner beträgt die Temperatur der Faserstoffsuspension, gemessen vor der Beaufschlagung mit Dampf, ≥ 5°C, vorzugsweise ≥ 20°C bis 50°C und die Temperatur des mindestens einen Siebs beträgt vor der Beaufschlagung mit Dampf ≥ 5°C, vorzugsweise ≥ 20°C bis 50°C.
Das Vakuum der in Opposition des Dampfblaskastens 12, 13 angeordneten Saugeinrichtung 6 ist ≥ 0,15kPa, vorzugsweise im Bereich von 20kPa bis 70kPa.
Die Siebpartie weist eine Formierwalze 6 mit einem Formierwalzendurchmesser ≥ 1.400mm und einen vorzugsweisen Formierwinkel im Bereich von 20° bis 70° auf und der Siebpartie ist in Maschinenlaufrichtung ein Stoffauflauf 1 zur Abgabe und Verteilung von Faserstoffsuspension vorgeschaltet, in dessen Stoffauflaufdüse mindestens eine Lamelle zwecks Erzeugung von Turbulenzen angeordnet ist. Die Formierwalze 6 weist einen gebohrten Mantel mit einem Sekundärmuster auf, über dem kein Schrumpfsieb aufgebracht ist. Die vom Stoffauflauf 1 abgegebene Faserstoffsuspension weist ferner eine höhere bzw. niedrigere Geschwindigkeit (Differenzgeschwindigkeit) als das mindestens eine Sieb auf.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung geschaffen wird, mit der sich ein hoher Trockengehalt der zu bildenden Faserstoffbahn erzielen lässt.

1: Stoffauflauf
2: Einlaufspalt
3: Untersieb
4: Obersieb
5: Doppelsiebzone
6: Formierwalze (Siebsaugwalze)
7, 8: Saugzone
9: Umlenkwalze
10: Brustwalze
11: Siebsaugwalze
12: Dampfblaskasten
13: Dampfblaskasten
14: Flachsauger
15: Formierleiste

Claims

Vorrichtung zum Aufbringen von Dampf auf eine laufende Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einer sich in Querrichtung der laufenden Faserstoffbahn erstreckenden Dampfblaseinrichtung (12, 13) in einer Maschine zur Herstellung der laufenden Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfblaseinrichtung (12, 13) an einer Siebpartie (5) auf einer mindestens einem Sieb (3, 4) und einer Saugeinrichtung (7, 14) gegenüberliegenden Seite der laufenden Faserstoffbahn angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpartie Teil einer eine Doppelsiebstrecke aufweisenden Doppelsiebpartie (5) eines Formers, insbesondere Gap- oder Hybrid-Formers, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfblaseinrichtung (12, 13) am Obersieb (4) und/oder am Untersieb (3) der Doppelsiebpartie (5) angeordnet ist, wobei wenigstens eine For mierleiste (15) im Ober- und/ oder Untersieb so positioniert ist, dass ein Druckimpuls in die zu bildenden Faserstoffbahn eingebracht werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung ein Flachsauger (14) ist, der insbesondere auch als Trennsauger fungiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung eine vorzugsweise mehrere Saugzonen aufweisende Siebsaugwalze (6) oder Teil einer vorzugsweise mehrere Saugzonen aufweisenden Siebsaugwalze (6) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebsaugwalze (6) einen gebohrten Mantel mit einem Sekundärmuster aufweist, über dem ein Schrumpfsieb aufgebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebsaugwalze (6) einen gebohrten Mantel mit einem Sekundärmuster aufweist, über dem kein Schrumpfsieb aufgebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebsaugwalze (6) einen gebohrten Mantel aufweist und mit oder ohne einem Schrumpfsieb versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfblaseinrichtung (12) bevorzugt über mindestens einer Saugzone der Siebsaugwalze angeordnet ist, die mit einem Schrumpfsieb versehen ist, über welches die beiden Siebe geführt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die der laufenden Faserstoffbahn zugewandte Kontur der Dampfblaseinrichtung (12) der Kontur der Siebsaugwalze (6) angepasst ist und dass insbesondere die Kontur der Dampfblaseinrichtung (12) denselben oder annähernd denselben Krümmungsradius wie die Siebsaugwalze (6) hat.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfblaseinrichtung als Dampfblaskasten (13) mit einer planen oder einer gekrümmten Kontur ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfblaskasten (12, 13) über die Breite der laufenden Faserstoffbahn mit mehreren neben einander angeordneten Dampfzonen ausgestattet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung von Dampf zu den Dampfzonen je Dampfzone mittels einer Stell- oder Regeleinrichtung steuerbar bzw. regelbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der laufenden Faserstoffbahn und der Dampfblaseinrichtung (12, 13) eine erste permeable Membran angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der laufenden Faserstoffbahn und der Saugeinrichtung (7, 14) eine zweite permeable Membran angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfblaseinrichtung (12, 13) als Walze mit einer siebförmigen Mantelfläche ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die siebförmige Mantelfläche durch einen Siebstrumpf oder durch eine permeable Membran gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die permeable Membran strukturiert oder profiliert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpartie eine vorzugsweise gekrümmte Saugeinrichtung (7, 14) im Bereich der Pickup-Walze aufweist, die die Pickup-Walze zumindest teil weise umschließt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Saugeinrichtung (7, 14) das bahnabgebende Sieb (3, 4) innerhalb der Trenn- bzw. Überführzone mit Vakuum beaufschlagbar ist und dass das Vakuum zumindest so hoch ist wie ein Grenzvakuum, bei dem sich im und/oder am bahnabgebenden Sieb (3, 4) befindliches Wasser gerade noch in bzw. an diesem Sieb (3, 4) gehalten wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Wärmezufuhr resultierende Temperaturerhöhung, gemessen zwischen der Position unmittelbar vor der Beaufschlagung mit Dampf und unmittelbar nach der Beaufschlagung mit Dampf, ≥ 2,5°C beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhung, gemessen an der Position unmittelbar vor der Beaufschlagung mit Dampf und unmittelbar vor der Pickup-Position, dem Transfer vom Sieb (3, 4) auf den Filz der Pressenpartie, ≥ 2,5°C beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorzugsweise profilierbares Feuchteprofil in der laufenden Faserstoffbahn senkrecht zu ihrer Laufrichtung mittels der Dampfbeaufschlagung einstellbar ist und dass sich über die laufende Faserstoffbahn senkrecht zur Maschinenlaufrichtung in Abhängigkeit von der beaufschlagten Dampfmenge ein Tem peraturunterschied einstellen kann, wobei die Temperaturdifferenz zwischen zwei verschiedenen Punkten – gleichzeitig senkrecht zur Maschinenlaufrichtung gemessen – unmittelbar nach der Beaufschlagung mit Dampf ≥ 2,5°C beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorzugsweise profilierbares Feuchteprofil in der laufenden Faserstoffbahn senkrecht zu ihrer Laufrichtung mittels der Dampfbeaufschlagung einstellbar ist und dass sich über die laufende Faserstoffbahn senkrecht zur Maschinenlaufrichtung in Abhängigkeit von der beaufschlagten Dampfmenge ein Trockengehaltsunterschied einstellen kann, wobei die Trockengehaltsdifferenz zwischen zwei verschiedenen Punkten – gleichzeitig senkrecht zur Maschinenlaufrichtung gemessen – unmittelbar nach der Besaugung der laufenden Faserstoffbahn ≥ 0,01% beträgt, vorzugsweise im Bereich von 0,1% bis 15% liegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockengehalt der laufenden Faserstoffbahn nach der Besaugung mit der Saugeinrichtung (7, 14) an der mit Dampf beaufschlagten Position um ≥ 0,01%, vorzugsweise im Bereich von ≥ 0,25% bis 15%, höher ist verglichen mit einer nicht mit Dampf beaufschlagten Position der laufenden Faserstoffbahn.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die laufende Faserstoffbahn vor der Beaufschlagung mit Dampf auf einen Trockengehalt von ≥ 3% bezogen auf die otro-Faserstoffmasse, vorzugsweise im Bereich ≥ 10% bis 15% bezogen auf die otro-Faserstoffmasse, entwässert wurde.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Faserstoffsuspension, gemessen vor der Beaufschlagung mit Dampf ≥ 5°C, vorzugsweise ≥ 20°C bis 50°C, beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des mindestens einen Siebs (3, 4) vor der Beaufschlagung mit Dampf ≥ 5°C, vorzugsweise ≥ 20°C bis 50°C, beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem verwendeten Dampf vorzugsweise um Sattdampf handelt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum der in Opposition des Dampfblaskastens (12, 13) angeordneten Saugeinrichtung (7, 14) ≥ 0,15kPa, vorzugsweise im Bereich von 20kPa bis 70kPa, ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebpartie eine Formierwalze (6) mit einem Formierwalzendurchmesser ≥ 1.400 mm aufweist und dass der Siebpartie in Maschinenlaufrichtung ein Stoffauflauf (1) zur Abgabe und Verteilung von Faserstoffsuspension vorgeschaltet ist, in dessen Stoffauflaufdüse mindestens eine Lamelle zwecks Erzeugung von Turbulenzen angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Formierwalze (6) einen Formierwinkel im Bereich von 20° bis 70° aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Formierwalze (6) einen gebohrten Mantel mit einem Sekundärmuster aufweist, über dem kein Schrumpfsieb aufgebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 31, 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Stoffauflauf (1) abgegebene Faserstoffsuspension eine höhere bzw. niedrigere Geschwindigkeit als das mindestens eine Sieb (3, 4) aufweist.