DE4002305C2 - Entwässerungsvorrichtung an einem Doppelsiebformer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Entwässerungsvorrichtung an einem Doppelsiebformer gemäß Anspruch 1.

Entwässerungsvorrichtungen dieser Art werden in unmittelbarer Nähe eines Stoffauflaufes betrieben, wobei die Suspension in einem Flachstrahl in den durch das Zusammenlaufen der Siebe gebildeten Zwischenraum eingespritzt und anschließend zwischen den Sieben entwässert wird. Sie sind also nicht mit einer Vorentwässerungsstrecke kombiniert, in der dafür Sorge getragen wird, daß die aus dem Stoffauflauf kommende Suspension zunächst auf nur einem Sieb geführt wird, wie z. B. dargestellt in der Publikation "Escher Wyss Twinformer Doppelsiebtechnik für Langsiebe", Wochenblatt für Papierfabrikation 11/92. Dadurch wird bereits vor Eintritt in den Doppelsiebformer ein Teil des enthaltenen Wassers aus der Suspension insbesondere nach unten - herausgeführt. Im nachfolgenden Doppelsiebformer verbleibt die vorentwässerte Suspension auf dem Sieb unter Hinzuführen eines weiteren Siebes. Im Obersieb befindet sich dort ein schonend entwässernder Formierzylinder, dem sich eine ebenfalls sehr schonend entwässernde, glatte Walze im Untersieb anschließt. Dabei wird aus diesem Bereich das Wasser durch das Obersieb abgeschleudert. In derartigen Formern wird die Ausbildung von starken Druckspitzen (positiv und negativ) vermieden unter Inkaufnahme einer nicht allzu zügigen Entwässerung im eigentlichen Doppelsiebformer.

Eine andere Entwässerungsvorrichtung an einem Doppelsiebformer mit einer Vorentwässerungsstrecke und einem im Obersieb befindlichen, offenen, drehbaren Formierzylinder, anschließend einem nicht mitlaufenden Entwässerungsabschnitt und einem diesem folgenden weiteren offenen, drehbaren Formierzylinder ist beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 0 101 709 bekannt. Auch bei dieser Vorrichtung sind alle Maßnahmen so getroffen, daß im Bereich des Doppelsiebes die Entwässerung überwiegend nach oben erfolgt. Bei weiteren Ausführungsformen, die z. B. durch die Patentschrift US 4,414,061 beschrieben werden, wird durch den im Obersieb befindlichen Entwässerungsabschnitt nur ein Teil des Wassers abgeführt, während durch vor und hinter diesem Entwässerungselement im Untersieb angeordnete, Unterdruck erzeugende Entwässerungselemente, die wahlweise umlaufend oder stillstehend sein können, ein Teil des Wassers nach unten abgezogen wird. Eine wiederum andere Ausführungsform ist aus der deutschen Patentschrift der Anmelderin mit der Nummer 31 38 133 bekannt. Dort wird vorgeschlagen, für die gesamte im Doppelsiebbereich stattfindende Entwässerung Umlenkelemente im Ober- und Untersiebbereich anzuordnen, so daß sich die zwischen diesen hindurchgeführten Siebe in einer zweckdienlichen Form ausbilden können, man spricht gelegentlich von mäanderförmigem Verlauf. Dabei ergibt sich bekanntlich eine recht schnelle Entwässerung, was in vielen Fällen Vorteile hat. Eine ähnliche Wirkung hat auch der in der EP 0 296 135 B1 gezeigte Doppelsiebabschnitt.

Trotz der Vielzahl der bekannten Vorrichtungen von der Art des Erfindungsgegenstandes ist es bisher nicht gelungen, alle Probleme zu lösen, welche dadurch entstehen, daß im Bereich dieser Vorrichtung verschiedene Anforderungen erfüllt werden müssen, die sich zumindest teilweise widersprechen können: Erstens soll ein möglichst homogenes Gefüge der sich verfestigenden Faserstoffbahn gebildet werden (die Formation soll optimal sein), zum zweiten soll der neben dem Faserstoff in der Faserbahn vorhandene Feinstoff zu einem möglichst großen Anteil in der Faserbahn verbleiben (möglichst hohe Retention), obwohl er aufgrund seiner Größe und Beschaffenheit mit dem Wasser auswaschbar ist, drittens soll der Konzentrationsverlauf des Feinstoffes, über die Dicke der Bahn gesehen, eine gewünschte Form haben, und viertens soll ein beträchtlicher Anteil des in der Suspension enthaltenen Wassers entfernt werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Erhöhung der Entwässerung bei for­ mationsschonender Wasserabfuhr ohne Druckerhöhung durch die im Untersieb liegenden Leisten.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Diese Merkmale sind in einer besonders vorteilhaften Weise kombiniert und auf einen GAP-Former übertragen worden. Dabei wird im formationswichtigen initialen Bereich, in dem der Breitstrahl des Stoffauflaufes direkt in den Siebspalt trifft, ein im Obersieb liegender Formierzylinder wirksam. Diesem folgt ein beidseitig mit Leisten belegter hochwirksamer Former mit Unterdruckabsaugung nach oben. Der Unterdruck erhöht die Entwässerung, ohne daß die im Untersieb liegenden Leisten zur Druckerhöhung einen die Formation schädigenden starken Einfluß auf den Siebverlauf nehmen müßten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher geeignet, eine gewünschte und teilweise intensive Druckbehandlung zur Formationsverbesserung und generell eine höhere Entwässerungsleistung sicher zu stellen. Dies wird u. a. durch eine zuerst pulsationsfreie gleichmäßige Entwässerung auf kurzer Strecke, z. B. 200 mm, und dann durch nachfolgende Entwässerung mit häufiger Richtungsumkehr ermöglicht. Im Bereich des im Obersieb liegenden nicht mitlaufenden Entwässerungsabschnittes wird dabei mit Vorteil der Abstand der aufeinanderfolgenden Leisten relativ gering, z. B. zwischen 10 bis 60 mm, gehalten, um so eine häufige Richtungsumkehr der Entwässerungsströmung zu bewirken.

Dadurch, daß der im Obersieb befindliche Entwässerungsabschnitt mit Unterdruck beaufschlagbar ist, kann bei gleicher Entwässerungsleistung der mechanische Druck der Leisten auf die Siebe relativ gering bleiben, wodurch sich die Formation vorteilhaft beeinflussen läßt. Der Druck der Leisten auf die Siebe führt nämlich zu einer Faserorientierung in Maschinenlaufrichtung. Dadurch wird das Reißlängenverhältnis längs/quer vergrößert, was je nach Papiersorte unerwünscht sein kann.

Werden beidseitig gleich intensive Pulsationen erzeugt und setzen sie etwa gleichzeitig ein, so wird der Füllstoff relativ stark aus den Randschichten der Suspension entfernt. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein gewünschter Verlauf des über die Blattdicke gesehenen Füllstoffgehaltes eingestellt werden, z. B. derart, daß in Blattmitte der Füllstoffgehalt größer ist als an der Ober- und Unterseite. Ein so erzeugtes Blatt ist z. B. für das Bedrucken im Offset-Druckverfahren gut geeignet. Papier oder Karton solcher Art haben eine besonders hohe Oberflächen-Festigkeit. Bei entsprechender Abstimmung der Pulsationen ist auch die Herstellung eines symmetrischen Blattes möglich.

Weitere Vorteile ergeben sich dann, wenn das im Obersieb befindliche Entwässerungselement in verschiedene Zonen mit verschiedenen Drücken aufgeteilt wird.

Zu Beginn kann ein sogenannter Auto-slice von Vorteil sein, welcher das im und über dem Obersieb befindliche Wasser absaugt und besonders dann, wenn er dicht bei dem Formationszylinder angebracht ist, auch bei relativ geringer Siebgeschwindigkeit eine effektive Entwässerung erzielt.

Durch die im Untersieb befindlichen, beispielsweise federnd angebrachten oder mit besonderem Vorteil verstellbaren Leisten wird die Erzielung einer optimalen Formation wirksam unterstützt. Im Zusammenwirken mit den Leisten des im Obersieb vorhandenen Entwässerungsabschnittes ergibt sich in der Faserstoffsuspension eine häufige Umkehr der Entwässerungsrichtung.

Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist die in Sieblaufrichtung gesehen relativ kurze Länge der Entwässerungsabschnitte. Wegen des sehr intensiv entwässerungswirksamen Bereiches, der sich an den ersten Formationszylinder anschließt, kann die Umschlingung am ersten Formationszylinder sehr gering gehalten werden, was wiederum einer guten Formation dient.

Auch ist an den Leisten des im Obersieb befindlichen Entwässerungsabschnittes wegen der Kürze dieses Bereiches ein stetiger und über die Bahnbreite konstanter Siebwasserfluß vorhanden, wodurch Verschmutzungen durch Ablagerungen aus dem Siebwasser nahezu ausgeschlossen sind. Dadurch ist ein gewünschtes streifenfreies Papier erzeugbar. Durch mindestens ein nachfolgendes weiteres Entwässerungselement wird die Blattbildung abgeschlossen.

Grundsätzlich ermöglicht der Erfindungsgegenstand eine Vielzahl von Regelmöglichkeiten, z. B. durch gute Zugänglichkeit und Einstellbarkeit der Unterleisten, was der flexiblen Anpassung der Entwässerungsvorrichtung an viele denkbaren Betriebszustände möglich macht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie besonders vorteilhafte Ausführungen werden durch Zeichnungen wie folgt erläutert. Dabei sind dargestellt durch

Fig. 1 schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Entwässerungsvorrichtung, eingesetzt nach einer Langsieb-Vorentwässerung;

Fig. 2-4 schematische Darstellungen des Zusammenwirkens der Leisten des unteren Entwässerungsabschnittes mit den Leisten des oberen Entwässerungsabschnittes.

In Fig. 1 sind ein Obersieb 1 mit Umlenkwalze 3 und ein Untersieb 2 sichtbar, welche im Wirkungsbereich einer - insbesondere - offenen Formierwalze 4 zusammengeführt werden und dadurch eine Doppelsiebzone bilden. In Laufrichtung gesehen hinter der Stelle der Siebzusammenführung befinden sich ein Entwässerungsabschnitt 5 mit Leisten 7 im Obersieb und ein Entwässerungsabschnitt 6 mit Leisten 10 im Untersieb. Der Entwässerungsabschnitt 5 weist anfänglich einen Auto-slice 13 auf, dem hier zwei weitere mit Unterdruck beaufschlagbare Saugzonen folgen, wobei das abgesaugte Wasser im Wasserkasten 8 gesammelt und über die Leitung 9 abgeführt wird. Die Lage des Entwässerungsabschnittes 5, relativ zu den Sieben, ist durch Verstellvorrichtungen 14 variierbar. Der im Untersieb 2 befindliche Entwässerungsabschnitt 6 ist mit Entwässerungsleisten 10 ausgerüstet, welche im Wirkungsbereich des Entwässerungsabschnittes 5 in das Doppelsieb 1, 2 eintauchen können. Zusätzlich ist eine weitere Leiste dargestellt, welche bereits vor dem Wirkungsbereich des ersten Entwässerungsabschnittes 5 gegen das Sieb 2 drückt. Die vom unteren Entwässerungsabschnitt kommende Wassermenge wird über einen Wasserkasten 12 gesammelt und abgeleitet.

Hinter - in Sieblaufrichtung gesehen - den beiden Entwässerungsabschnitten 5 und 6 folgt ein weiteres Entwässerungselement 11 - hier als mit zum Sieb hin offenen, in Umfangsrichtung angeordneten Rillen versehene, umlaufende Walze im Untersieb 2, von welcher das aus der Suspension stammende Wasser in den Wasserkasten 15 abgeschleudert wird und abgeführt werden kann. Es ist auch denkbar, hier eine Saugwalze zu verwenden. Hinter einer weiteren Umlenkwalze 16 und einem folgenden Saugkasten 17 werden die Siebe getrennt, das Obersieb 1 zur Walze 3 zurückgeleitet und das Untersieb 2 mit dem darauf befindlichen Stoffmaterial der Weiterbehandlung des Stoffes zugeführt.

Fig. 2 zeigt die Ausführungsform, bei der die Leisten 10 des im Untersieb 2 befindlichen Entwässerungsabschnitts 6 gegen die Leisten 7 des im oberen Sieb befindlichen Entwässerungsabschnitts 5 drücken, während in Fig. 3 die Variante dargestellt ist, bei der die unteren Leisten 10 in die Zwischenräume zwischen den oberen Leisten 7 drücken und sich eine wellenförmige Form des Doppelsiebes 1, 2 einstellen kann. Die Leisten 7 sind gegen das Untersieb hier jeweils individuell verstellbar, z. B. durch hydraulische Druckelemente 18.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Form der Leistenanordnung des im Obersieb 1 befindlichen Entwässerungsabschnitts 5 derart, daß das Doppelsieb bogenförmig um diesen Abschnitt herumgeführt sind. Die Leisten des im Untersieb befindlichen Entwässerungsabschnitts sind hier nicht dargestellt.

Claims (20)

1. Vorrichtung zur Entwässerung an einem horizontalen Doppelsieb-Gap-former einer Papiermaschine mit

• a) einem über Führungswalzen (3, 3′) geführten oberen Sieb (1) und einem über Führungswalzen geführten unteren Sieb (2), wobei sich zwischen den Sieben ein Aufnahmeraum für die zu entwässernde Suspension bildet, die durch einen Stoffauflauf (20) als Flachstrahl (21) in den durch das Zusammenführen der Siebe (1, 2) entstehenden Stoffaufnahmeraum eingeführt wird,
• b) in Laufrichtung betrachtet, zu Anfang jedoch nach der Führungswalze (3′) einem innerhalb des Obersiebes (1) befindlichen - insbesondere offenen - Formierzylinder (4), welchem weitere das bzw. die Siebe berührende, stationäre Entwässerungsabschnitte (5, 6) folgen,
• c) einem stationären, im Obersieb vorgesehenen Entwässerungsabschnitt (5), der quer zur Laufrichtung angeordnete, das Sieb berührende Leisten (7) enthält, von denen das Wasser vom Obersieb (1) aus dem Siebbereich in einen Wasseraufnahmekasten (8) abgeleitet wird, der mit Unterdruck beaufschlagbar ist und eine Ableitung des dort gesammelten Wassers ermöglicht,
• d) einem weiteren Entwässerungsabschnitt (6) im Untersieb (2) in der Nähe des Entwässerungsabschnittes (5) vorgesehenen mit quer angeordneten Leisten (10), welche das Untersieb von unten berühren und dazu geeignet sind, Druckstöße durch den Vorbeilauf des Siebes auf das zwischen den beiden Sieben befindliche Stoffmaterial auszuüben,
• e) einem weiteren in Sieblaufrichtung später liegenden Entwässerungselement (11).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (7) des im Obersieb (1) befindlichen, stationären Entwässerungsabschnittes (5) mit ihren dem Sieb zugewandten Berührungsflächen in einer Ebene liegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (7) des im Obersieb befindlichen, stationären Entwässerungsabschnittes (5) mit ihren dem Sieb zugewandten Berührungsflächen eine konvexe Fläche aufspannen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (7) des im Obersieb befindlichen, stationären Entwässerungsabschnittes (5) in ihrer Position zum Sieb einstellbar ausgeführt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (7) des im Obersieb befindlichen, stationären Entwässerungsabschnittes (5) in Anpreßrichtung federnd befestigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (7) des im Obersieb befindlichen, stationären Entwässerungsabschnittes (5) mit ihren dem Sieb zugewandten Berührungsflächen eine konkave Fläche aufspannen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (7) des im Obersieb befindlichen, stationären Entwässerungsabschnittes (5) mit ihren dem Sieb zugewandten Berührungsflächen eine in Sieblaufrichtung gewellte, bzw. zick-zack-förmige Kontur bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Leisten eines und/oder beider Entwässerungsabschnitte (5, 6) einen Betrag zwischen 30 und 130 mm hat.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (10) des Entwässerungsabschnittes (6) im unteren Sieb (2) so angeordnet sind, daß sie jeweils im Bereich des Zwischenraumes zwischen den im Obersieb befindlichen Leisten (7) wirksam sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (10) des Entwässerungsabschnittes (6) im unteren Sieb (2) so angeordnet sind, daß sie jeweils im Bereich einer im Obersieb (1) befindlichen Leiste (7) wirksam sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die das Untersieb (2) berührenden Leisten (10) einzeln oder in Gruppen relativ zum Untersieb verstellbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Leistenzwischenräumen des im Untersieb befindlichen Entwässerungsabschnittes (6) Unterdruck angelegt werden kann.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Leistenzwischenräumen des im Untersieb befindlichen Entwässerungsabschnittes (6) Überdruck angelegt werden kann.

14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere in Sieblaufrichtung nach dem stationären Entwässerungsabschnitt (5, 6) liegende Entwässerungselement (11) eine Entwässerung überwiegend durch das Untersieb (2) bewirkt.

15. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere in Sieblaufrichtung nach dem stationären Entwässerungsabschnitt (5, 6) liegende Entwässerungselement (11) eine Entwässerung überwiegend durch das Obersieb (1) bewirkt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwässerungselement (11) eine drehbare geschlossene Walze ist, die innerhalb des Siebes angeordnet ist, welches dem gegenüberliegt, durch das hier entwässert wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwässerungselement (11) eine drehbare offene Formierwalze ist, die innerhalb des Siebes angeordnet ist, durch das hier entwässert wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwässerungselement (11) ein feststehender Saugkasten oder eine drehbare Saugwalze ist, der bzw. die innerhalb des Siebes angeordnet ist, durch das hier entwässert wird.

19. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebe (1, 2) den Formierzylinder (4) mit einem Winkel von nicht größer als 25° umschlingen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Formierzylinder (4) im Bereich der Umschlingung mit Unterdruck beaufschlagbar ist.