DE2827840A1

DE2827840A1 - Papiermaschine mit vertikalem doppelsiebband

Info

Publication number: DE2827840A1
Application number: DE19782827840
Authority: DE
Inventors: Richard W Phelps
Original assignee: Black Clawson Co
Current assignee: Black Clawson Co
Priority date: 1977-06-27
Filing date: 1978-06-24
Publication date: 1979-01-18
Also published as: US4125428A; CA1066545A; FI780683A; GB1602214A; SE7800145L; JPS5411309A

Description

Papiermaschine mit vertikalem Doppe Is iebb and

Die Erfindung betrifft eine Papiermaschine mit DoppeIsiebband, bei welcher zwei Bereiche der Bahnbildungssiebbänder im allgemeinen so geführt werden, daß sie vertikal verlaufen und eine Bahnbildungszone bilden, in welcher das Papier durch Extrusion der Flüssigkeit durch die Siebbänder gebildet wird, wenn die vertikal verlaufenden Bereiche im wesentlichen parallel zu der dazwischen befindlichen Bahn zusammenlaufen, wobei sich diese Siebbänder danach trennen und die Bahn auf einem Siebband frei liegen lassen, von dem sie dann auf einen Filz zum Weiterlaufen zur nächsten Verarbeitungsstation überführt wird. Unter den US-Patentschriften derselben Anmelderin, auf welche speziell Bezug genommen wird, befinden sich als Stand der Technik die US-Patentschriften Re 25 333 (Baxter), 3 573 161, 3 578 556, 3 597 315 (Notbohm et al) und 3 57 8 561 (McCarrick et al).

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung nach der US-Patentschrift 3 573 161 (Notbohm), wobei die Siebbänder entlang der Bahnbildungszone und über diese hinaus entlang einem Weg geführt werden, der im allgemeinen den Buchstaben J bildet, und dann in einer solchen Weise separiert werden, daß die Bahn auf der oberen Fläche einer der Siebbänder freigegeben bzw. bloßgelegt wird, so daß sie von einer herkömmlichen Aufnahmeeinrichtung für die überführung zum Druckteil gehandhabt werden kann.

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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Papiermaschine mit Doppelsiebband, welche alle die Vorteile des Aufbaues nach der US-Patentschrift 3 573 161 bietet und zusätzlich den besonderen Vorteil eines breiten Steuerbereiches der Bahnbildungsbedingungen bietet, um die Vielseitigkeit bzw. Anpassungsfähigkeit einer gegebenen Maschine hinsichtlich Toleranz, Wertbereich und Qualität der Papiere zu erhöhen, die auf der Maschine hergestellt werden können, und auch den weiteren Vorteil einer verbesserten Entwässerung sowie besseren Steuerung der neu geformten Bahn zu bieten, bis diese zur nächsten Verarbeitungsstation überführt wird.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin,· daß die Bahnbildungszone der Papiermaschine so ausgestaltet ist, daß die Bahnbildung längs einem kürzestmöglichen Lauf der Siebbänder erfolgt, während auch ein Steuermaximum der Bahnbildungsbedingungen vorgesehen ist, wie für Bahnqualitäten oder -eigenschaften erwünscht sein kann. Hauptziel dieser Bahnbildungszone ist das Abführen freier Flüssigkeit durch eine ähnliche Behandlung und Unterstützung beider Siebbänder entlang den gegenüberliegenden Seiten der keilförmigen Bahnbildungszone mittels einer geeigneten Anordnung von Deflektoren bzw. Ablenkplatten, die zwischen den zwei Siebbändern richtig verteilt vertikal versetzt angeordnet sind. Außerdem sorgt die Erfindung für ein Zusammenfließen der anfänglichen Keilzone in eine Druckzone dadurch, daß die zwei Siebbänder in Druckeingriff mit der dazwischen befindlichen Bahn gebracht werden, und zwar so schnell wie es zur Bahnbildung und zum Zurückhalten des Papierstoffes passend ist. Die Druckzone kann eine Vakuumzone für eine verbesserte Entwässerung aufweisen oder in dieser aufgehen.

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Die wichtigste dieser verschiedenen Zonen ist die Keilzone, in welcher die anfängliche Bahnbildung unter sorgfältig gesteuerten Entwässerungsbedingungen erfolgt, und zwar gemäß den Prinzipien der Erfindung, welche die Berechnung der gewünschten Entwässerungsgeschwindigkeit und der Feststoffkonsistenz an aufeinanderfolgenden Bahnbildungsstufen in der Keilzone einschließen, wie nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben wird.

Das allgemeine Prinzip besteht darin, daß je nach der anfänglichen Papierstoffkonsistenz entsprechend der Zulieferung von Stoffauflauf und der gewünschten Konsistenz am schmalen Ende der Keilzone die Dicke des Stoffes am Zwischenniveau jedes Deflektors, welche die Keilzone definiert, entsprechend der gewünschten Entwässerungsgeschwindigkeit berechnet werden kann. Dieser Dickenwert wird dazu benutzt, die seitliche Position jedes Deflektors zu derjenigen Ebene einzurichten, welche das gegenüberliegende Deflektorpaar, welches das andere Siebband haltert, verbindet, und zwar mit dem Ergebnis, daß beide Siebbänder nicht veranlaßt werden, die Richtung beim Darüberhinweglauf en desselben Deflektors zu ändern und somit nicht einen wirksamen Druckeingriff mit der frisch gebildeten Bahn zu erreichen, die zwischen ihnen liegt, bis sie am letzten Deflektor vorbeigelaufen sind.

Die Erfindung sorgt auch dafür, daß die Siebbänder und die dazwischen befindliche Bahn in Druckeingriff gehalten werden, nachdem sie die Keilzone verlassen, und zwar dadurch, daß sie veranlaßt werden, von dem letzten Deflektor am abstromigen Ende der Keilzone zu einer konvex gekrümmten, diskontinuierlichen

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Oberfläche und über diese zu laufen, gegen welche sie durch Zug gehalten werden. Diese intermittierende oder diskontinuierliche Oberfläche kann z.B. den Aufbau eines konvex gekrümmten offenen Schuhes haben, der einen Krümmungs- bzw. Biegeeingriff mit einem der Siebbänder zwischen einer Wendewalze und dem am meisten auf der Abstromseite angeordneten Deflektor schafft, um das andere Siebband unter Spannung und in Druckeingriff mit der Bahn zu halten, wobei ein laufender Druck und eine Zeit für die Extrusion der Flüssigkeit durch beide Siebbänder hervorgerufen werden, wenn diese über den Schuhaufbau hinweglaufen, oder durch das Siebband, welches mit der diskontinuierlichen Oberfläche in Eingriff steht, wenn ein Absaugen von der anderen Seite der Oberfläche erfolgt. Die diskontinuierliche Oberfläche, zu welcher die Siebbänder von dem letzten Deflektor laufen, kann auch eine Walze mit einer offenen Oberfläche sein, z.B. eine Saugwalze, der ein offener Aufbau unter einem im allgemeinen horizontalen Lauf des Siebbandes und der Bahn folgt.

Eine weitere Steuerung der Entwässerung aus der frischen Bahn erfolgt durch Führen der Siebbänder und der Bahn unter Zugspannung über eine zusätzliche diskontinuierliche Oberfläche, sobald die Siebbänder und die Bahn abstromig zu einer Sauggautschwalze laufen, wodurch der erwünschte Druckeingriff zwischen den Siebbändern und der Bahn für eine weitere Entwässerung aufrechterhalten wird, wenn diese zu der Gautschwalze laufen.

An der Sauggautschwalze werden die Siebbänder in einer solchen Weise geführt, daß das obere Siebband von der Bahn und dem unteren Siebband getrennt wird nach der Berührung mit der Sauggautschwalze, wobei das untere Siebband und die Bahn den Saug-

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kasten der Gautschwalze einen ausreichenden Abstand lang über die Trennlinie des oberen Siebbandes hinaus umwickeln, um sicherzustellen, daß die Bahn auf dem unteren Siebband gehalten wird, sobald das obere Siebband von der Bahn abgeschält wird. Danach wird die Bahn leicht von dem unteren Siebband durch eine herkömmliche Aufnahmewalze und einen Filz überführt.

Die Erfindung ist sowohl anwendbar bei Doppelsiebbandpapiermaschinen, bei welchen die Siebbänder längs der Bahnbildungszone nach unten laufen, wie bei der US-Patentschrift 3 578 556, als auch bei Doppelsxebbandpapiermaschinen, bei welchen die Siebbahn entlang der Bahnbildungszone nach oben läuft, wie bei der US-Patentschrift 3 597 315. Die gleichen Vorteile werden erfindungsgemäß bei jedem solchen Aufbau einer Papiermaschine vorgesehen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen Fig. 1 schematisch die Seitenansicht der Form einer Doppelsiebbandpapiermaschine mit Bahnaufnahmeaufbau gemäß der Erfindung, wobei die Siebbänder entlang der Bahnbildungszone nach unten laufen,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht einer Papiermaschine und einer Bahnaufnahmeanordnung, bei welcher die Siebbänder entlang der Bahnbildungszone nach oben laufen, Fig. 3 und

Fig. 4 ähnliche Ansichten unter Darstellung von Modifikationen der Anordnungen nach Fig. 1 bzw. Fig. 2 und

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Fig. 5 eine ähnliche Ansicht unter Darstellung einer anderen Anordnung gemäß der Erfindung, bei welcher die Siebbänder entlang der Bahnbildungszone nach oben laufen.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsforraen der Erfindung beschrieben. Fig. 1 zeigt die Grundelemente des Bahnbildungsteils der Papiermaschine einschließlich der Brustwalzen 10 und 11/ die horizontal im Abstand gehalten und gelagert sind, um die Mündung oder Öffnung 12 der Keilzone 13 zubilden, in welcher die anfängliche Bahnbildung erfolgt. Die Seiten der Keilzone 13 werden durch nach unten laufende Bereiche der zwei Bahnbildungssiebbänder 15 und 16 gebildet, die nahe und parallel zu der dazwischen befindlichen Bahn zusammenlaufen und gemeinsam über den Aufbau 20 nach dem Prinzip eines offenen Schuhes laufen und dann die Umlenkwalze 21 umwickeln, die sich im allgemeinen vertikal unter der Brustwalze 10 befindet. Ein Stoffauflaufkasten 22 ist über den Brustwalzen 10, 11 angeordnet, um Stoff durch die Öffnung 12 in die Keilzone 13 hinein als bahnförmigen Strahl gemäß der US-Patentschrift 3 578 556 zuzuführen.

Die Keilzone 13 wird durch die nach unten laufenden Siebbandbereiche in Kombination mit mehreren Deflektoren 25 gebildet, welche die Siebbandbereiche führen und stützen, sobald sie von der öffnung 12 in zunehmend im wesentlichen paralleler Lage konvergieren, sobald die freie Flüssigkeit durch die Siebbänder extrudiert wird, wodurch die Bildung der Bahn zwischen den Siebbändern hervorgerufen wird. Für bevorzugte Ergebnisse und einen leichten Lauf sollten so wenig wie möglich Deflektoren 25 vorgesehen sein, und sie sollten z.B. entsprechend der US-Patentschrift 3 578 561 aufgebaut und angeordnet, eingestellt und vertikal versetzt sein.

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Man muß verstehen, daß die Deflektoren 25 in Fig. 1 ohne Proportion und schematisch gezeigt sind. In Wirklichkeit ist die Öffnung 12 verhältnismäßig breiter als die öffnung der Staulatte oder Stauvorrichtung des Stoffauflaufkastens 22, und der jeweilige nachfolgende Deflektor nähert sich dichter der vertikalen Mittellinie durch die Öffnung 12, wobei jedes Siebband abwechselnd von einem Deflektor gehaltert wird, während das gegenüberliegende Stück Siebband, welches zwischen zwei Deflektoren an entsprechend höherem und niedrigerem Niveau verläuft, in gewissem Maße je nach seiner Zugspannung und dem Druck der Flüssigkeit zwischen den Siebbändern bei diesem Niveau in der Keilzone sich vorwärts oder rückwärts bewegen kann.

Wie schon erwähnt, sollten die Deflektoren 25 entsprechend vorherbestimmter Bahnbildungsbedingungen eingebaut sein, um für die Entwässerung aus der Keilzone 13 mit berechneter Geschwindigkeit zu sorgen, wie sich aus einem speziellen Beispiel versteht. Die wesentlichen Bedingungen, die bei diesen Berechnungen beachtet werden, weisen die Maschinen-(Siebband-)-Geschwindigkeit und -Breite, Grundgewicht der zu erzeugenden Bahn, die Breite des Auslasses der Stauvorrichtung aus dem Stoffauflaufkasten, die anfängliche Feststoffkonsistenz des Papierstoffes und die erwünschte Feststoffkonsistenz am abstromigen Ende der Keilzone auf.

Zweck der durch die Deflektoren 25 gebildeten Keilzone ist es, eine leichte Entwässerung im wesentlichen des ganzen anfänglichen freien Wassers aus der Bahn zu bewirken, bevor die Siebbänder und die Bahn in die Druckzone am aufstromigen Ende des Schuhaufbaues 20 eintreten. Dieser Wert variiert für unterschied-

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liehe Papierstoffe und Papiertypen, und er liegt für die Zwecke dieses Beispieles bei 4 % im Vergleich zu der anfänglichen Faserkonsistenz von 0,8 % für den Papierstoff, der aus dem Stoffauflaufkasten 22 in die Keilzone eintritt. Die anderen Werte, welche für dieses Beispiel angenommen werden, sind ein Grundgewicht für die Bahn von 13,61 kg pro 278,71 m (30 Pfund pro

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3000 Fuß ) Ries, eine Maschinengeschwindigkeit von 914,7 m/Min.

(3000 Fuß/Min.) und eine Maschinenbreite von 30,48 cm(1 Fuß).

Der anfängliche Steuerwert für dieses Beispiel ist die Feststoffkonsistenz der Bahn, wenn das anfängliche freie Drainagewasser beseitigt worden ist. Bei der angenommenen Konsistenz von 4 % hat der Papierstoff, der nötig ist, um ein Ries von 13,61 kg (30 Pfund) Grundgewicht Papier zu machen, 13,61 kg (30 Pfund) Fasern und 326,59 kg (720 Pfund) Wasser, was eine Gesamtsumme von 340,19 kg (750 Pfund) oder etwa 0,3398 m³ (12 Fuß³) oder 341 1 (90 Gallonen) ergibt, und bei der angenommenen Siebbandgeschwindigkeit von 914,4 m/Min. (3000 Fuß/Min.) ist das Ergebnis eine Dicke von 1,219 cm (0,048 Zoll). Dieser Wert von 1,219 cm (0,048 Zoll) ist die Dicke des Stoffes zwischen den zwei Siebbändern am schmalen Ende der Keilzone. Der Minimalwert für das Anfangsvolumen des Stoffes, welches bei einer Konsistenz von 0,8 % erforderlich ist, um ein Ries von 13,61 kg (30 Pfund) Papier zu erzeugen, beträgt 1701 kg (3750 Pfund), d.h. eine Fließgeschwindigkeit von 1701 kg/Min. (3750 Pfund/Min.), erzeugt durch 13,61 kg (30 Pfund) Fasern und 1687,4 kg (3720 Pfund) Wasser. Dieser kehrt sich um zu etwa 1,699 m (60 Fuß³) oder 1700 1 (448 Gallonen), und wird bei 914,4 m/Min. (3000 Fuß/Min.) ein Anfangsstrahl von 0,609 cm (0,24 Zoll) Dicke.

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Diese Berechnung berücksichtigt jedoch nicht den Verweilfaktor, d.h. welche Menge Feinstoffe bei der Frexwasserdraxnage durch die Siebbänder verloren geht. Ein deutlicher Anfangsverweilfaktor für dieses Beispiel ist 80 %, und wenn dies in die Berechnungen eingearbeitet wird, erhöht sich das Anfangsvolumen auf 2127 kg (4688 Pfund), angesetzt von 17,01 kg (37,5 Pfund) Fasern und 2109, 2 kg (4650 Pfund) Wasser, das sich seinerseits zu einer Strahlbreite von 0,762 cm (0,300 Zoll) umwandelt mit einer Fließgeschwindigkeit von etwa 2120 l/Min. (560 Gallonen pro Minute).

Auf der Basis dieser Berechnungen wird klar, daß eine Gesamtsumme von 1786 1 (472 Gallonen) pro Minute Flüssigkeit (Wasser und Feinstoffe) aus der Keilzone ablaufen sollte, wenn die Siebbänder von dem ersten Deflektor 25, der vorzugsweise nahe, aber etwas unter demjenigen Niveau liegt, wo der Stoffstrahl auf die Siebbänder auftrifft, zum oberen Endes des Schuhaufbaues 20 laufen, und zwar um einen vertikalen Abstand, der eine Kürze im Bereich von etwa 45,72 bis 60,96 cm (18 bis 24 Zoll) haben kann. Somit ist die Gesamtkonvergenz des Siebbandes nur etwa 0,635 cm (0,250 Zoll) von einem Ende der Keilzone zum anderen Ende, und wenn dies über einen Weg von 60,96 cm (24 Zoll) gilt, beträgt die durchschnittliche Entwässerungsgeschwindigkeit durch jedes Siebband etwa 447 l/Min. (118 Gallonen/Min.) pro 30,48 cm (1 Fuß) der Fläche, liegt aber tatsächlich bei einer höheren anfänglichen Geschwindigkeit und wird allmählich verlangsamt, sobald sich eine Fasermatte auf der Fläche jedes Siebbandes in der Keilzone bildet.

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Für optimale Ergebnisse ist es daher erwünscht, die Dicke der Keilzone bei Niveaus zu berechnen, wo ausgewählte Zwischenkonsistenzen erhalten werden, z.B. 2 %, und die Deflektoren 25 entsprechend einzustellen. Berechnet auf derselben Basis wie oben und unter Berücksichtigung des Verweilfaktors beträgt diese Dicke etwa 0,254 cm (0,100 Zoll), die Fließgeschwxndigkeit an diesem Niveau vorbei beträgt etwa 708 1 (187 Gallonen) pro Minute, und 1722 1 (455 Gallonen) pro Minute Weißwasser (einschließlich Feinteilen) fließen durch die zwei Siebbänder zwischen diesem Niveau und dem oberesten Deflektor 25 ab.

In ähnlicher Weise beträgt bei einer Konsistenz von 3 % die Dicke etwa 0,1625 cm (0,064 Zoll), und die Fließgeschwindigkeit an diesem Niveau vorbei beträgt etwa 454 1 (120 Gallonen) pro Minute. Etwa 254 1 (67 Gallonen) pro Minute Weißwasser laufen daher durch die Siebbänder zwischen den Niveaus von 2 % und 3 % Konsistenz ab, wobei etwa 114 1 (30 Gallonen) pro Minute zum Auslaufen während des Laufes der Siebbänder und der Bahn von dem 3 %-Niveau zu dem Schuhaufbau 20 belassen werden, bei welchem die Konsistenz 4 % erreichen soll.

Für eine optimale Bahnbildung ist es sehr wichtig, daß die Entwässerung schwach und natürlich und nicht mit Gewalt erfolgt und daß die Siebbänder richtig konvergierend so nahe wie praktisch entsprechend der gewünschten schwachen Drainage bzw. Entwässerung gehaltert werden. Die Werte können jedoch angenähert werden, und man sieht aus den oben ausgeführten Berechnungen, daß etwa 80 % der Entwässerung über dem Niveau mit 2 % Konsistenz erfolgt und daß zwei Drittel der weiteren Entwässerung zwischen den Niveaus von 2 % und 3 % erfolgen. Da die Entwässe-

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rung jedoch bei einer kontinuierlich abnehmenden Geschwindigkeit liegt/ und zwar wegen der Verlangsamung der sich in der Keilzone auf der Oberfläche jeden Siebbandes bildenden Fasermatte/ können diese Effekte oder Zahlen angenähert werden auf der Basis, daß das Niveau der 2 %-Konsistenz ungefähr auf zwei Dritteln des Weges die Keilzone hinab liegen sollte.

Führt man diese Berechnungen weiter, falls die vertikale Größe der Keilzone 60,96 cm (24 Zoll) beträgt, kann angenommen werden, daß das Niveau der 2 %-Konsistenz etwa 30,48 cm (12 Zoll) über dem oberen Ende des Schuhaufbaues 20 liegt und daß das 3 %-Konsistenzniveau etwa 15,24 cm (6 Zoll) darunter liegt. Auf dieser Basis kann man einen der Deflektoren 25 auswählen und an dem 2 %-Konsistenzniveau befestigen, und seine seitliche Position sollte so eingestellt werden, daß sein Arbeitsteil, der mit dem benachbarten Siebband in Eingriff tritt, bei einem Abstand von der Ebene angeordnet ist, welcher das nächste Paar entgegengesetzter Deflektoren verbindet, was gleich ist 0,254 cm (0,100 Zoll) plus die Dicke der zwei Siebbandbereiche.

In ähnlicher Weise kann ein weiterer Deflektor an dem 3 %-Konsistenzniveau angebracht und entsprechend seitlich zu der die nächsten gegenüberliegenden zwei Deflektoren verbindenden Ebene eingestellt werden, wobei die Ebene auch die Oberseite des Schuhaufbaues 20 und den untersten Deflektor auf der gegenüberliegenden Seite der Keilzone verbinden kann. Die seitliche Einstellung des 3 %-Deflektors sollte selbstverständlich so einjustiert sein, daß ein Abstand oder Raum zwischen den Siebbändern von 0,1625 cm (0,064 Moll) plus der Dicke der zwei Siebbänder vorgesehen ist.

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Wenn die zwei Deflektoren 25 in der oben beschriebenen Weise angeordnet und eingestellt sind, können die übrigen Deflektoren entsprechend eingestellt werden zusammen mit der Zugspannung der Siebbänder, um jedes Siebband so gerade wie möglich auf seinem Lauf zwischen jedem Paar von Stützdeflektoren zu halten. Eine gewisse Kettenlinienbildung kann zwischen benachbarten Deflektoren auftreten, ohne daß unerwünschte Bahnbildungsbedingungen bewirkt werden. Falls aber die oben erläuterten Prinzipien gemäß der Erfindung richtig angewendet werden, kann jedes Siebband beim Laufen über die Kante eines oder mehrerer der das Siebband stützenden Deflektoren die Richtung ändern, aber beide Siebbänder werden die Richtung beim Vorbeilaufen an demselben Deflektor nicht ändern.

Diese Bedingungen können z.B. erwirkt und gehalten werden, wenn die Deflektoren, die mit einem Siebband in Eingriff stehen, z.B. dem Stützsiebband 15, auf dem Maschinenrahmen feste Anbringungen haben, möglicherweise mit einer Einrichtung für die Schwenkeinstellung um die Achse, welche durch ihre Vorderkanten gebildet ist. In diesem Falle sollten die Deflektoren für das andere Siebband für eine vertikale oder Quereinstellung angebracht werden, wie erforderlich ist, um die gewünschten Lagen der Deflektoren wie oben erläutert zu bewirken. Es sollte für genug Einstellungsmöglichkeit gesorgt sein, um die Größe der Kettenlinienbildung zwischen jedem Deflektorpaar zu steuern und sie so klein wie praktisch zu halten.

Wie schon erläutert, ist es der Zweck der Deflektoren 25, nahestmöglich vollständig das leicht abgezogene Wasser aus der sich bildenden Bahn in der Keilzone zu entfernen, so daß dann,

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wenn die Siebbänder und die Bahn das aufstromige Ende des Schuhaufbaues 20 erreicht haben, sie im wesentlichen parallel sind, das noch bei der Bahn verbleibende Wasser dasjenige ist, welches im Bahnaufbau gehalten ist und für das Abführen aus dem Aufbau die Anwendung eines zusätzlichen körperlichen Druckes erfordert. Der Schuhaufbau 20 bildet demqemäß die Druckzone, die positiver Druck oder eine Kombination von positivem und negativem Druck sein kann, wie nun beschrieben wird.

Der Schuhaufbau 20 ist vorzugsweise mit einer konvex gekrümmten, diskontinuierlichen Oberfläche mit relativ langem Radius versehen, die gemäß Darstellung durch mehrere im Abstand angeordnete Rippenteile 30 gebildet ist, deren Kanten so gestaltet oder konturiert sind, daß sie die gewünschte gekrümmte diskontinuierliche Oberfläche erzeugen. Der Schuhaufbau 20 ist vorzugsweise im Rahmen oder Gestell fest in einer solchen Lage bei dem untersten Deflektor 25 und der Umlenkwalze 21 angebracht, daß der Eingriff zwischen seinem oberesten Ende und dem tragenden Siebband 16 beide Siebbänder von einem direkten Pfad zur Umlenkwalze 21 fortdrückt, so daß er mit richtiger Zugspannung im Stützsiebband 15 Druck auf die Bahn gegen das tragende Siebband 16 und die Oberfläche des Schuhaufbaues 20 aufbringt, wodurch Wasser durch beide Siebbänder und zu einem geeigneten, über der Umlenkwalze 21 angeordneten Plüssigkeitsfanger 33 oder in das Innere des Schuhaufbaues 20 gedrückt wird.

Der von dem Siebband 15 durch seine Zugspannung ausgeübte positive Druck kann durch Vakuum ergänzt werden, welches auf das Innere des Schuhaufbaues 30 angebracht wird. Beispielsweise kann das untere oder abstromige Teil desselben vom oberen Teil

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durch eine Trennwand getrennt werden und mit einer geeigneten Vakuumquelle auf herkömmliche Weise verbunden werden.

Nachdem die Siebbänder und die Bahn die Walze 21 umwickelt haben , laufen sie im allgemeinen horizontal zu einer Sauggautschwalze 35, die zumindest im oberen Quadrant auf der Seite von der Walze 21 fort einen Saugkasten 36 aufweist. Eine Führungswalze 37 ist auch vorgesehen, um das obere Siebband 15 vom unteren und von der Bahn längs einer Linie über dem Saugkasten 36 abzuschälen, und eine zusätzliche Führungswalze 38 stützt das Siebband 15 bei seinem Rücklauf zur Brustwalze 10.

Ein Schuhaufbau 40, welcher die gleiche Konstruktion wie der Schuhaufbau 20 haben kann, ist so angeordnet, daß seine konvex gekrümmte diskontinuierliche Oberfläche, die von mehreren Rippen 41 gebildet ist, mit der freigelegten unteren Oberfläche der Dehnung des Siebbandes 16 in Eingriff steht, welches von der Walze 21 zur Walze 35 läuft. Die Stellung des Schuhaufbaues 40 ist ähnlich der des Schuhes 20 insofern, als er beide Siebbänder und die dazwischen befindliche Bahn aus der Linie des direkten Laufes von der Walze 20 zur Walze 35 in einen gekrümmten Weg zwingt und dadurch den Druck auf der Bahn durch die Zugspannung in beiden Siebbändern hält, um eine fortlaufende Entwässerung der Bahn durch das untere Siebband 16 in den Schuhaufbau 40 hinein hervorzurufen, dessen Inneres erwünschtenfalls mit einer Vakuumquelle, wie bei 42 gezeigt ist, verbunden sein kann.

Eine Umlenkrolle 44 führt das Siebband 16 und die Bahn nach unten unter einem Winkel aus der Gautschwalze 35 in einem im wesentlichen selben Muster fort wie eine herkömmliche ümlenk-

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walzen- und Gautschwalzenanordnung in einer Fourdrinier-Papiermaschine, so daß die Bahn von einer herkömmlichen Saugaufnahmewalze 45 und Filz 46 aufgenommen werden kann. Der Rücklauf des Siebbandes 16 zur Brustwalze 11 wird durch mehrere Führungswalzen 48 gestützt.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Erfindung sorgt für eine erhebliche Anzahl von Vorteilen. Einer besteht darin, daß die Bahnbildung schnellstmöglich erfolgt bei Benutzung einer kleinen Anzahl relativ dicht nebeneinander angeordneter Deflektoren 25, so daß die zwei Siebbänder im wesentlichen parallel zu der dazwischen gebildeten Bahn laufen, wenn sie die obere Kante des Schuhaufbaues 20 erreichen. Dieses Teil sorgt dafür, daß beide Siebbänder unter Zugspannung und dadurch in Druckeingriff mit der dazwischen befindlichen Bahn gehalten werden, wenn sie ihren Weg zur Umlenkwalze 21 fortsetzen, wodurch eine weitere Entwässerung bewirkt wird. Diese Entwässerung erfolgt weiter, sobald die Siebbänder die Umlenkwalze umwickeln und wiederum der Zugspannung und dem Druckeingriff mit der Bahn unterworfen werden, wenn sie um den Schuhaufbau 40 zur Gautschwalze 35 laufen.

Es sei auch bemerkt, daß die Zugspannung in den Siebbändern eine Extrusion von Flüssigkeit durch die Siebbänder 16 beim Herumlaufen um die Umlenkwalze 21 hervorrufen, wenn diese Walze eine nicht perforierte Walze ist, und zusätzliche Flüssigkeit kann abgezogen werden durch die Verwendung einer Blaswalze, wie der Umlenkwalze 21, d.h. eine perforierte Walze mit einem inneren Druckluftkasten im unteren rechten Quadranten der Walze 21 in Fig. 1. In. jedem Falle sollte die Walze 21 mit einer Kettenlinienrinne bzw. Siebwasserrinne 50 versehen sein.

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Die Anordnung der Führungswalze 37 zum Anheben des oberen Siebbandes 15, wenn das untere Siebband und die Bahn den Saugkasten 36 kreuzen, begünstigt eine saubere Trennung des oberen Siebbandes, während die Bahn auf dem unteren Siebband zwischen dem Saugkasten niedergehalten wird. Der dann folgende Lauf des unteren Siebbandes begünstigt die Aufnahme der Bahn durch eine zuverlässige, herkömmliche Aufnahmeanordnung bzw. Bahnabnahmeanordnung.

Der in Fig. 2 gezeigte Bahnbildungsteil stellt tatsächlich eine auf den Kopf gestellte Fassung der Fig. 1 dar, die sonst dafür verwendet wird, gemäß den Prinzipien der relativen Siebband- und Stoffstrahlgeschwindigkeiten zu arbeiten, die in der US-Patentschrift 3 597 315 beschrieben sind. Es werden also dieselben Bezugszahlen der Hunderterreihen verwendet, d.h. mit der Bezeichnung der Brustwalzen 110-111, Öffnung 112,der Bahnbildungszone, Keilzone 113, Siebbänder 115 und 116, Schuhaufbau 120 und Umlenkwalze 121. Die Deflektoren 125 sind vorzugsweise mit allgemein in der US-Patentschrift 3 597 315 gezeigten Stofffängern oder Siebwasserauffangrinnen 126 versehen. Man bemerke auch, daß die Umlenkwalze 121 in vorteilhafter Weise mit mindestens einem Saugkasten in ihrem oberen rechten Quadranten für die weitere Entwässerung der Bahn durch das sie tragende Siebband 116 versehen sein kann. Wie Fig. 2 zeigt, ist es das Ergebnis , im wesentlichen die gleichen Betriebskennzeichen und Vorteile, die im Zusammenhang mit Fig. 1 diskutiert wurden, vorzusehen, und die Anordnung mit der Sauggautschwalze 135, der Führungswalze 137 und Umlenkwalze 144 ist im wesentlichen die gleiche wie die nach Fig. 1.

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Der Bahnbildungsabschnitt nach Fig. 3 entspricht eng dem der Fig. 1 und verwendet die gleichen Bezugszahlen mit der Zweihunderterserie, d.h. mit den Brustwalzen 210-211 usw. Der Unterschied zwischen den zwei Anordnungen besteht darin, daß nach Fig. 3 der Schuhaufbau 220 auf der gegenüberliegenden Seite der zwei Siebbänder angeordnet ist, so daß er mit dem Stützsiebband 215 zwischen dem untersten Deflektor 225 und der Umlenkwalze 221 in Eingriff tritt. Nach der Führung durch die Umlenkwalze befinden sich jedoch die Siebbänder und die Bahn in der gleichen Lage wie bei der Anordnung nach Fig. 1, wenn sie über den Schuhaufbau 240 zur Gautschwalze 235 laufen. Diese Anordnung bietet daher die gleichen Vorteile wie die der Fig. 1.

Das Bahnbildungsteil nach Fig. 4 hat die gleiche Lage wie bei Fig. 2 wie die Lage der Fig. 3 und 1, und es werden daher die gleichen Bezugszahlen der Dreihunderterserie verwendet. Somit ist der Schuhaufbau 320 für den direkten Eingriff durch das Stützsiebband 315 angeordnet, dieser Zustand wird aber umgekehrt, weil die Siebbänder und die Bahn über den zweiten Schuhaufbau 340 zur Gautschwalze 335 laufen. Diese Anordnung nach Fig. 4 bietet folglich die gleichen Betriebseigenschaften und Vorteile wie bei Fig. 2.

Fig. 5 zeigt ein Bahnbildungsteil ähnlich denen der Fig. 2 und 4 insofern, als die Siebbänder nach oben unter Bildung der Keilzone laufen, im übrigen sind sie aber modifiziert, um die Gesamthöhe der Maschine zu verringern. Diejenigen Teile, welche direkt den Teilen in den anderen Zeichnungen entsprechen, haben dieselben Bezugszahlen in der Fünfhunderterserxe, es wird

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aber bemerkt, daß die Umlenkwalze 521 unmittelbar über dem obersten Deflektor 525 angeordnet ist und mit diesem zur Bildung des Anfangs der Druckzone zusammenwirkt. Außerdem hat die Wälze 521 mindestens einen Saugkasten 523 in ihrem oberen linken Quadranten, um Vakuum an die Siebbänder und die Bahn anzulegen, welches den Druck auf der Bahn der Zugspannung im Stützsiebband 515 ergänzt.

Ein Schuhaufbau 520 ist unter dem Lauf der Siebbänder von der Umlenkwalze 521 zur Sauggautschwalze 535 angeordnet, und die Lagen dieses Schuhaufbaues bezüglich der Walzen 521 und 5 35 und der Umlenkwalze 544 und der Siebbandführungswalze 537 stellen die beibehaltene Zugspannung in den Siebbändern-sicher, weil sie die Bahn über die Oberseite des Schuhaufbaues 520 tragen. Vorzugsweise ist das Innere des Schuhaufbaues 520 mit einer Vakuumquelle bei 542 in Verbindung.

Die Anordnung der Deflektoren 525 in Fig. 5 sollte nach den Prinzipien der Erfindung sein, wie in Verbindung mit Fig. 1 erörtert, die Anordnung der Fig. 5 sorgt daher für dieselben Betriebsvorteile zusätzlich zur Vereinfachung und verringertem Raumbedarf. Selbstverständlich versteht es sich, daß Fig. 5 schematisch dargestellt ist und daß der Abstand zwischen den Walzen 521 und 535 und die Länge des Schuhaufbaues 540 vergrößert werden können, wenn dies für erwünscht angeseheh wird, um die richtigen Betriebsbedingungen und Bahnbildung zu gewährleisten.

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Claims

Dr. Hans-Heinrich Willrath f d - 6200 Wiesbaden ι 21.6.1978 Dr. Dieter Weber Postfach 6145 DipL-Phys. Klaus Seiffert 2827840 Telegrammadresse: WIIXPATBNT /- -> ο λ PATENTANWÄLTE Telex: 4-186247 6324 The Black Clawson Company, 46 North First Street, Fulton, New York 13069, USA Papiermaschine mit vertikalem Doppelsiebband Priorität: Serial No. 810 054 vom 27. Juni 1977 in USA Patentansprüche

1. !Vorrichtung zur Herstellung einer Papierbahn zwischen zwei Siebbändern mit zwei Brustwalzen zur Halterung zweier im allgemeinen vertikal verlaufender Bereiche der Siebbänder, die gegenüberliegend und im allgemeinen horizontalem Abstand angeordnet sind, unter Bildung einer Mündung oder öffnung bestimmter Breite und mit einem Stoffauflauf für die Zuführung von

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Papierherstellungsstoff zu der öffnung mit einer ersten bestimmten Feststoffkonsistenz, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führungseinrichtung (25) mit den Siebbandteilen (15, 16) derart zusammenwirkt, daß eine Keilzone (13) gebildet wird, wobei die Siebbänder (15, 16) im allgemeinen vertikal von der Öffnung (12) zu einer Abstandshaltung zusammenlaufen, welche durch die Dicke des dazwischen befindlichen Stoffes mit einer zweiten bestimmten Feststoffkonsistenz gebildet ist, die sich aus der Drainage des Wassers durch die Siebbänder (15, 16) mit berechneter Geschwindigkeit ergibt, daß die Führungseinrichtung Deflektoren (25) aufweist, die für den Eingriff und die Stützung der Siebbänder (15, 16) in konvergierender Lage angeordnet sind, wenn Flüssigkeit durch die Siebbänder extrudiert wird, während die zwischen den Siebbändern verbleibenden Fasern eine Papierbahn formen, daß die Deflektoren (25) sich vertikal auf gegenüberliegenden Seiten der Keilzone (13) abwechseln und langsam enger zusammengeführt sind, so daß der Abstand von jedem Deflektor (25) zu einer Ebene, welche das nächstliegende, gegenüberliegende Deflektorpaar verbindet, im wesentlichen der Dicke der Siebbänder (15, 16) plus der Dicke des zwischen den Siebbändern befindlichen Stoffes an dem vertikalen Niveau des Deflektors (25) bei der berechneten Drainagegeschwindigkeit entspricht, daß eine Halterungseinrichtung (30) mit den Siebbändern (15, 16) derart zusammenwirkt, daß eine Druckzone (20) gebildet wird, die abstromig von dem kleineren Ende der Keilzone (13) verläuft, und daß eine Einrichtung (30) vorgesehen ist, um die Siebbänder zu zwingen, dichter zu konvergieren beim Extrudieren von Flüssigkeit durch die Siebbänder, daß eine Einrichtung (21) vorge-

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sehen ist derart, daß die Siebbänder (15, 16) mit der dazwischen befindlichen Bahn von dem abstromigen Ende der Druckzone (20) fortgeführt werden, daß eine Einrichtung (36) zum Trennen des einen Siebbandes (15) von der"Bahn und dem anderen Siebband (16) und eine Überführungseinrichtung (45, 46) vorgesehen ist für das Abnehmen der Bahn von dem anderen Siebband (16) für die Zuführung zu einer weiteren Verarbeitungsstation.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Druckzone (20) bildende Unterstützungseinrichtung Mittel (30) zur Bildung einer konvex gekrümmten, diskontinuierlichen Oberfläche und Einrichtungen zur Führung der Siebbänder (15, 16) von dem am meisten abstromig liegenden Deflektor (25) in Umwicklungseingriff mit der diskontinuierlichen Oberfläche aufweist, während beide Siebbänder unter Zugspannung gehalten sind

den Druck auf die Bahn hervorrufen und bei fortlaufender Extrusion von Flüssigkeit durch die Siebbänder, wenn diese über die Oberfläche laufen.

3. Vorrichtung nach Anpsruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (542) für das Anlegen von Vakuum an die Siebbänder und die Bahn durch die diskontinuierliche Oberfläche hindurch vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Umlenkwalze (21) aufweist, die abstromig von dem am meisten abstromig angeordneten Deflektor (25) angeordnet ist, und daß die diskontinuierliche Oberfläche (20) zwischen dem abstromig angeordneten Deflektor

(25) und der Umlenkwalze (21) angeordnet ist.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4_r dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist zur Bildung einer zweiten konvex gekrümmten und allgemein nach oben gerichteten, diskontinuierlichen Oberfläche (40), die abstromig von der Umlenkwalze (21) angeordnet ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist für die Führung der Siebbänder (15, 16) von der Umlenkwalze (21) über die zweite diskontinuierliche Oberfläche (40) und in Umwickeleingriff mit dieser zweiten diskontinuierlichen Oberfläche (40), während beide Siebbänder (15, 16) unter Zugspannung gehalten sind und Druck auf die Bahn ausüben und weiterhin Fließmittel durch das untere Siebband (16) extrudiert wird, wenn es über die zweite diskontinuierliche Oberfläche

(40) läuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (242) für das Aufbringen von Vakuum an die Siebbänder und die Bahn durch mindestens eine der diskontinuierlichen Oberflächen vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkwalze (21) unter den Brustwalzen (10, 11) derart angeordnet ist, daß ein Lauf der Siebbänderbereiche (15, 16) von der Öffnung (12) zur Umlenkwalze (21) hin nach unten erreicht wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkwalze (121) über den Brustwalzen (110, 111) angeordnet ist, um einen Aufwärtslauf der Siebbandbereiche (115, 116) von der Öffnung (112) zu der Umlenkwalze (121) hin zu gewährleisten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung zwei Umlenkwalzen (121, 137) aufweist, die

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erste Umlenkwalze (121) über den Brustwalzen (110, 111) derart angeordnet ist, daß ein Lauf der Siebbandbereiche (115, 116) nach oben von der öffnung (112) gewährleistet wird, und daß die zweite Walze (137) quer im Abstand von der ersten Umlenkwalze (121) angeordnet ist, daß die diskontinuierliche Oberfläche (140) zwischen den Umlenkwalzen (121, 137) angeordnet ist und im allgemeinen nach oben gerichtet ist und daß die Führungseinrichtung (141) die Gurtbänder von der ersten Umlenkwalze (121) zu der zweiten Umlenkwalze (137) über die Oberfläche (140) unter einer Zugspannung führt, welche die Extrusion von Flüssigkeit durch das untere Siebband und die diskontinuierliche Oberfläche hervorgeruft.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (536) vorgesehen ist für die Trennung des oberen Siebbandes (15) von der Bahn sowie des unteren Siebbandes (16) an einer Stelle abstromig von der Eingriffstelle des unteren Siebbandes mit der zweiten Umlenkwalze (535) und daß eine überführungseinrichtung (545, 546) abstromig von der zweiten Umlenkwalze (535) vorgesehen ist für das Abführen der Bahn von dem unteren Siebband (16) für die Zuführung zu einer weiteren Verarbeitungsstation.

1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Umlenkwalze (535) einen Saugkasten (536) aufweist, der in einem Teil der Walze angeordnet und von den Siebbändern (15, 16) umwickelt ist, daß die zweite Umlenkwalze (545) einen Saugkasten in einem Teil derselben aufweist, der von dem unteren Siebband (16) umwickelt ist und daß die Führungseinrichtung eine Führungswalze (537) aufweist, die so an-

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geordnet ist, daß sie das obere Siebband von der Bahn fort und das untere Siebband entlang einer Linie führt, die über dem Saugkasten in der zweiten Umlenkwalze (545) liegt.

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