EP0858527A1 - Nasspartieabschnitt einer papiermaschine mit einem stoffdichtegeregelten stoffauflauf und doppelsieb-former - Google Patents
Nasspartieabschnitt einer papiermaschine mit einem stoffdichtegeregelten stoffauflauf und doppelsieb-formerInfo
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- EP0858527A1 EP0858527A1 EP97942761A EP97942761A EP0858527A1 EP 0858527 A1 EP0858527 A1 EP 0858527A1 EP 97942761 A EP97942761 A EP 97942761A EP 97942761 A EP97942761 A EP 97942761A EP 0858527 A1 EP0858527 A1 EP 0858527A1
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- EP
- European Patent Office
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- wire
- headbox
- pressure
- forming cylinder
- section according
- Prior art date
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Classifications
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
- D21F1/08—Regulating consistency
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F9/00—Complete machines for making continuous webs of paper
- D21F9/003—Complete machines for making continuous webs of paper of the twin-wire type
Definitions
- the invention relates to a wet end section of a paper machine according to the preamble of claim 1 and a method for forming a running web, in particular paper web, in which a stock density-controlled headbox is used in combination with a twin wire former for formation formation.
- a general problem in papermaking is that due to the lack of tension on the outer edge of the paper web, the paper web shrinks during subsequent drying. H. the basis weight increases in the edge area of the paper web. A number of devices with which the formation quality could be improved have become known from the prior art.
- a wire section for a paper machine has become known, with two endless wire belts - a first wire belt and a second wire belt - which together form a twin wire zone on part of their circumference, with at least one forming cylinder arranged in the area of the twin wire zone as a support body , whose outer surface acts as a support surface, at least a part of the support surface supporting the first screen belt on its inner surface and the second screen belt on its outer surface and with pressure elements which act on the
- the object of the invention is therefore to provide a wet end section of a paper machine which leads to good formation and filler distribution of the paper web over the entire web width and avoids the disadvantages mentioned above, and a method which also improves the formation and filler distribution of the paper web in the edge regions enables.
- Machine width is as uniform and small as possible.
- the wet end section has the features according to claim 1, but in particular a headbox which is regulated over the machine width can be completely or partially sectioned, as well as by a method with the features according to claim 19.
- Material density-controlled headboxes which are part of the wet end section according to the invention, are in principle, for example, from the
- Distance d between the outlet opening of the headbox and the first pressure element of the wire section is selected such that there is only a slight dewatering of the stock suspension introduced via the headbox. This allows a particularly flat layer height cross profile in front of the first bar and thus largely uniform
- the distance from the first ledge to the outlet opening of the headbox is in the range from 0.05 to 1 times the diameter of the forming roller. Excellent results will be achieved when the distance d is 0.05 to 0.6 times the diameter of the forming roller.
- the material density-controlled headbox for generating regulated section streams comprises a plurality of low-consistency lines distributed over the working width, which are assigned to the individual sections of the headbox.
- a main flow is fed into the individual sections of the headbox, and a secondary flow via the low consistency lines.
- the main flow of each section is a flow of
- Pulp suspension while the side stream as a diluent can either be composed of pulp suspension or also from pure water, for example white water.
- pure water for example white water.
- wet end section it has turned out to be particularly advantageous for the wet end section according to the invention to use such a regulated, partially or completely sectioned headbox in which the section streams of the headbox are adjusted over the machine width by means of main and secondary streams such that the stream of material emerging from the headbox over the entire Working width of the machine has a largely constant thickness. This happens because the outlet gap is largely or substantially parallel.
- the constant thickness of the fiber suspension layer leads to uniform hydraulic properties in the suspension injected between the sieves in the transverse direction. With even contact pressure
- REPLACEMENT BUTT (RULE 26) thus a formation of approximately the same quality at the edges as in the middle of the sheet. Furthermore, the device according to the invention surprisingly enables the structural property of the web, such as. B. fiber orientation and basis weight as further quality parameters of a paper web have approximately constant values over the entire web width, that is to say deviations at the edges are also completely avoided with regard to these quality features.
- the entry area of the twin wire zone for the material jet is configured as follows.
- the two wire belts that is to say the first and the second wire belt, converge in the area of the forming cylinder and form an entry area for the entry of those emerging from the headbox
- Pulp suspension In a preferred embodiment it is provided that one of the sieve belts, for example the top wire, is guided by the forming roller before it converges and the other is guided by a breast roller.
- the breast roll, over which the other wire, for example the lower wire, is guided has a diameter which is less than 0.6 times the diameter of the forming roller.
- Such a small breast roller makes it possible to arrange the headbox very close to the inlet gap of the twin wire zone, so that the from the
- Outlet opening of the headbox only has to travel a short free path until it hits one of the sieves, either the lower or the upper sieve, and is moderately dewatered there.
- the short free path of the jet means that it cannot burst, which in turn results in an even formation.
- Particularly small breast roll diameters can be realized if the angle between the unsupported top and bottom sieves includes an angle between 160 and 90 °. In this way it is achieved that the breast roll has only a small wrap angle of the screen.
- a small wrap angle in turn means, however, that only small forces act on the wrapped roller, in this case the breast roller. This reduces the deflection of the roller.
- the breast roller can be made very small, which leads to the exit gap of the headbox as shown above being close to the entrance gap of the
- Double sieve zone can be moved so that a very short free jet length of the stock suspension is realized and the advantages already mentioned above can be achieved.
- the last pressure element of the device which in the present exemplary embodiment consists of a support frame 56 and the resiliently supported pressure elements for transmitting the forces to the inner surface of the screen, is at most by an angle of 20 ° above the horizontal of the forming cylinder is arranged.
- Leaf structure You can also with one or more molding strips be equipped.
- the small distance between the forming cylinder and the subsequent roller has the advantage that no additional stationary cross-drainage elements are required between the two rollers.
- Forming roller and the subsequent second roller always had to be supported by additional devices, such as a screen suction box.
- a deflector is arranged in front of the second suction roll, which is at a small distance, preferably less than 1 mm, from the forming roll.
- the first of the pressure elements approximately 0 to 30 degrees after the point of impact of the
- Material jet is arranged on the second screen belt.
- the first pressure element which is usually designed as a formation bar, ensures that only slight fiber flocculation occurs. Since the fibers in the suspension are highly mobile, fine and fillers can be transported to the middle of the sheet, which results in a closed paper surface and good printability. This measure also reduces screen wear, since good lubrication is guaranteed. In addition, only a few strips are necessary for a good formation of the blade in such an arrangement.
- the forming roller or the forming cylinder has two suction zones, a first suction zone with a low vacuum, which is arranged in the region of the formation bars, and a second suction zone, with a higher vacuum, which is arranged downstream of the formation bars, around the To be able to better dewater nonwovens.
- the roller downstream of the forming roller is preferably designed as a screen suction roller, which has one to three suction zones, but preferably three suction zones.
- the sieve is preferably separated after the second suction zone
- the invention also provides a method for forming a running web, in particular a paper web, in which a flat formation and / or filler cross profile is achieved over the entire web width, the basis weight and the fiber orientation cross profile being kept largely constant over the sheet width.
- Fig. 1 The wet end section according to the invention with a former with pressable strips and material density-controlled headbox
- a longitudinal profile of a fiber suspension in the section between the guided double sieves in the area of the first pressure bar is shown.
- FIG. 1 shows a first embodiment of the wet end section according to the invention.
- This comprises a headbox 1 and a forming section 2 which is followed by a press section, not shown here.
- the headbox is designed as a headbox with material density control, as is known, for example, in the document DE 40 19 593, the disclosure content of which is hereby fully encompassed.
- the headbox has a common feed line 10, which is divided into points 12 into the individual feed lines 14 for the main flow of the respective section of the headbox.
- the main suspension flow supplied can be adjusted by means of the valve introduced into the common supply line 10, for example in relation to the consistency of the paper stock.
- Each of the main power supply lines for one of the sections distributed over the machine width is a low consistency or
- Diluent supply line 20 assigned to a bypass. These are fed by a common secondary power supply line 22 and open at points 24 into the main power supply line of the respective section.
- Each low consistency or diluent supply line 20 comprises a control valve 26 for the controlled supply of a secondary flow.
- ERSATZBU ⁇ (RULE 26) Machine width to be able to influence the surface weight cross profile and the fiber orientation cross profile in a targeted manner without influencing the other parameter.
- the density of the total flow formed from the main and secondary flow in the respective section of the headbox can be set precisely. In this way it is possible to implement a predetermined, very specific surface weight cross profile over the machine width of the headbox. In order not to change the fiber orientation cross profile with such a setting of the basis weight cross profile, care must be taken to ensure that the volume flow in the main stream and after supplying the secondary stream for this purpose does not change in the overall stream. This can be achieved, for example, by doing this in accordance with DE 43 23 263. After the total section streams have been set across the entire machine width in the manner described above, they are passed through a turbulence insert 32 to generate turbulence in the headbox.
- the stream of material emerges from the gap 34 of the headbox machine-wide and occurs between the top and bottom wire or first and second wire belt of the twin wire zone adjoining the headbox.
- the entrance area of the twin wire zone is created by merging
- Upper sieve 42 and lower sieve 40 are formed. As shown in FIG. 1, the top wire 42 is guided by the forming roller 50 and the bottom wire 40 by the breast roll 92.
- the breast roll 92 has a small diameter, which is preferably less than 0.6 times the diameter of the forming roll 50, and is arranged close to the device 54, which carries the resiliently supported pressure elements.
- Such Design enables an angle ß> than 90 ° to be present between the unsupported run of top wire 42 and bottom wire 40, which creates a very large free space so that the exit gap 34 of the headbox 1 can be arranged close to the entry gap 91 of the twin-wire zone.
- the diameter of the breast roller 92 can be chosen the smaller, the smaller the wrap angle through the lower wire 40. This is due to the fact that the tension of the screen on the roller decreases with a decreasing wrap angle, so that the roller has to be made less solid in order to prevent deflection.
- the paper stock suspension layer of constant thickness is formed in a subsequent twin wire zone.
- the twin-wire zone has a forming cylinder 50 and a cylinder 52 arranged after it.
- the forming cylinder 50 as the central unit is of the two endless
- Sieve belts 40 and 42 wrapped around part of its circumference (Twin-wire wrap zone).
- the forming cylinder is within the endless screen belt 42 and a device 54, which in the exemplary embodiment consists of a support frame 56 and the resiliently supported pressure elements 58 for transmitting the forces to the inner surface of the screen belt 40 in the looping area with the
- Forming cylinder 50 is arranged.
- the forming cylinder can also have suction areas. Shown is a first suction zone 98 in the area of the pressure elements 58 and a second suction zone 96 separate therefrom, which is arranged after the pressure elements 58.
- the forming cylinder supports the second screen belt, which in the present case is the top screen belt 42, on its outside and the first screen belt, which in the present case is the bottom screen belt 40, on its inside.
- the arrangement is also possible, in which the second screen belt, which is supported on the outside by the forming cylinder, the bottom wire, and the first screen belt, which is supported on the inside by the forming cylinder, is the top screen belt.
- the pressure strips would act on the upper sieve belt.
- the resiliently supported pressure elements 58 can be configured as in U.S. Patent 5,078,835. However, an embodiment of the same as strips 60 is preferred, as in DE 43 01 103 or DE 44 20 801.
- FIG. 3 shows the effect of a pressure strip 60 on a fiber suspension 70 introduced between the double sieves 40 and 42. Equilibrium pressure drainage is preferably carried out up to the first bar until a filter auxiliary layer 72, 74 has formed on the lower and upper sieve. The initial constant pressure drainage leads to good formation and retention thanks to the correctly set turbulence of the headbox. Because the turbulence of the headbox increases with increasing distance from the point of impact in turbulence If the wavelength changes, fiber flakes are formed in the suspension . The reason for this is the changes in the turbulence spectrum. In order to achieve the best possible paper web quality in relation to the uniformity of the formation, 58 pressure impulses are introduced into the fiber suspension by means of the pressure elements, as described in DE 43 01 103
- Forming is supported by pressure bars.
- the critical consistency is the consistency at which the fibers already interact so intensely that the network can only be broken up again by impulses that worsen the formation.
- the second constant pressure dewatering preferably takes place on the second roller downstream of the forming cylinder, or at the end of the
- a particularly uniform formation and filler cross profile can be achieved with the device according to the invention if the least possible dewatering of the paper suspension introduced into the twin-wire zone by means of the headbox is ensured up to the point of the twin-wire zone at which the last dewatering begins.
- FIGS. 4 and 5 provide a possible explanation for the uniformity of the formation transverse profile which then results.
- a general problem in paper production is that of shrinkage in the edge regions of the paper web during drying. This increases the basis weight in the
- An increase in the weight per unit area in the edge areas can be avoided if the material density in the edge areas is reduced by adjusting the headbox accordingly. In conventional headboxes, this is done by adjusting the aperture, which leads to a sloping suspension height in the edge areas. In the case of a stock density-controlled headbox, the stock density can be adjusted accordingly by dilution in the edge areas, so that the suspension has a constant height over the entire width when it enters the twin-wire zone.
- FIG. 4 There is a smaller number of paper fibers 202 in the edge region 200 of the suspension layer 70 than in the middle 204 of the layer.
- the layer height or layer thickness d is constant over the entire width b.
- the initially constant layer thickness remains as a whole over the web width Get wet section and the paper web still has a uniform layer thickness cross profile at the end of the wet section.
- the forming cylinder can have a first suction zone 98 in the area of the groin water and then a second suction zone 96.
- a vacuum which is lower than that of the second suction zone 96 can be used and thus less drained.
- the last pressure element 58 of the device 54 is always arranged on the forming cylinder 50 in such a way that there is no formation of deposits on the strips due to, for example, contamination.
- Both the top and bottom wire of the twin wire zone leave tangentially the forming roller 50 and are jointly guided to a further, subsequent roller 52.
- the two screens run tangentially on the second roller as shown.
- the second roller 52 is preferably designed as a screen suction roller.
- the screen suction roll comprises two suction zones 82 and 84, which here as well
- Forming cylinders are stationary.
- the screens 40, 42 are separated in the region of the second suction zone 82 of the second roller 52.
- the forming roller 50 is arranged inside the top screen 42, while the second roller is arranged inside the bottom screen 40.
- the fibrous web is applied as described above from the headbox to the bottom wire and carried by this to the pick-up point, not shown, i. H. that the fibrous web moves with the lower wire 40 around the second roller, while the upper wire is separated from the web and is returned to the forming cylinder by deflecting films 86 and 88.
- the fibrous web is applied as described above from the headbox to the bottom wire and carried by this to the pick-up point, not shown, i. H. that the fibrous web moves with the lower wire 40 around the second roller, while the upper wire is separated from the web and is returned to the forming cylinder by deflecting films 86 and 88.
- Both the forming roller and the forming cylinder have an embodiment as well as the subsequent roller, which is usually designed as a screen suction roller, has the same diameter.
- the two sieves are cleaned and dewatered with high-pressure vortex nozzles on the outside and cleaning nozzles on the
- FIG. 2 shows a further embodiment of the device according to the invention. Compared to Figure 1 is the second, downstream
- Roller 52 is arranged at a short distance from the forming roller 50.
- a deflector 100 which is only a short distance from the forming roller. It is usually less than 1 mm. The distance between the run-off point of the two screens from the forming cylinder and the run-on point of the two screens on the subsequent second roller is in
- the distance is preferably in the range from 100 to 300 mm. All other devices of the embodiment in FIG. 2 are identical to those in FIG. 1 and are therefore provided with the same reference numbers.
- the device 56 which carries the pressure elements 58, can be pivoted away from the lower sieve 40.
- the counterpressure at the pressure which is introduced into the twin-wire zone via the pressure elements is built up by the forming cylinder, which also serves as a support surface.
- the pressure elements can also be pressed on by means of pressure hoses. Due to the combination according to the invention of a stock density-controlled headbox with the previously described wire section, it is possible to achieve a high-quality formation in the area of the printing elements with only 5 or even fewer printing elements, which are arranged only along a short section of the dewatering zone on the forming roller.
- the device shown is particularly suitable and ⁇ teise for carrying out the method according to the invention, to achieve a uniform formation of the paper web over the machine width, with a constant basis weight and fiber orientation profile.
- the process according to the invention is characterized in particular by the fact that the operating parameters of the headbox, such as material density, fiber orientation and volume flow, are set as main streams by means of main and secondary streams such that the stock suspension, when it hits the bottom wire, has a suspension layer with an approximately constant height over the
- REPLACEMENT BOOK (RULE 26) forms the entire machine width, and is fed to a subsequent forming section with printing elements.
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Naßpartieabschnitt einer Papiermaschine mit einem Stoffauflauf (1); einer Siebpartie (2), wobei die Siebpartie umfaßt: zwei endlose Siebbänder - ein erstes Siebband (40) und ein zweites Siebband (42) -, die miteinander auf einem Teil ihres Umfanges eine Doppelsiebzone bilden; wenigstens einem im Bereich der Doppelsiebzone angeordneten Formierzylinder (50) als Stützkörper, dessen Mantelfläche als Stützfläche fungiert, wobei wenigstens ein Teil der Stützfläche des ersten Siebbandes (40) an seiner Innenfläche und des zweiten Siebbandes (42) an seiner Außenfläche abstützt; mindestens einem Druckelement (58), wobei die Druckelemente (58) den Druck nur an bestimmten Stellen (Druckstellen) aufbringen, so daß auch druckreduzierte Bereiche verbleiben und die Druckelemente berührend am ersten Sieb (40) anliegen und mit einer Walze (52), die dem Formierzylinder (50) nachgeschaltet ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffauflauf (34) ein stoffdichtegeregelter Stoffauflauf ist, der Mittel zur Erzeugung von geregelten Sektionsströmen (30) mittels mindestens zweier geregelter Ströme, einem Sektionshauptstrom (16) und einem Sektionsnebenstrom (22) umfaßt.
Description
Naßpartieabschnitt einer Papiermaschine mit einem stoffdichtegeregelten Stoffauflauf und Doppelsieb-Former
Die Erfindung betrifft einen Naßpartieabschnitt einer Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Bildung einer laufenden Warenbahn, insbesondere Papierbahn, bei der ein stoffdichtegeregelter Stoffauflauf in Kombination mit einem Doppelsieb-Former zur Formationsbildung eingesetzt wird.
Ein generelles Problem bei der Papierherstellung besteht darin, daß aufgrund der fehlenden Spannung am Außenrand der Papierbahn diese bei der nachfolgenden Trocknung schrumpft, d. h. das Flächengewicht im Randbereich der Papierbahn ansteigt. Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Vorrichtungen bekannt geworden, mit denen die Formationsqualität verbessert werden konnte.
So ist aus der DE 43 01 103 eine Siebpartie für eine Papiermaschine bekanntgeworden, mit zwei endlosen Siebbändern - einem ersten Siebband und einem zweiten Siebband - die miteinander auf einem Teil ihres Umfaπgs eine Doppelsiebzone bilden, mit wenigstens einem im Bereich der Doppelsiebzone angeordnetem Formierzylinder als Stützkörper, dessen Mantelfläche als Stützfläche fungiert, wobei wenigstens ein Teil der Stützfläche das erste Siebband an seiner Innenfläche und das zweite Siebband an seiner Außenfläche abstützt und mit Druckelementen, die auf die
Innenfläche des zweiten Siebbandes in dem Bereich in dem dieses von der Stützfläche gestützt ist Druck ausüben, wobei die Druckelemente derart ausgebildet sind, daß sie den Druck nur an bestimmten Stellen aufbringen, so daß auch druckfreie Bereiche verbleiben und die Druckstellen über die gesamte Siebbreite verteilt sind. Findet eine derartige Siebpartie wie aus der
DE 43 01 103 bekannt oder aber auch aus der EP 0 516 601 Verwendung in
einem Naßpartieabschnitt einer Papiermaschine nach dem Stand der Technik, so kann man hierdurch die Qualität der laufenden Papierwaren in Bezug auf Zweiseitigkeit, Durchsicht und Gleichmäßigkeit der Formation verbessert werden. Auch ist es mit solchen Siebpartien möglich, die Entwässerung zu intensivieren und der Flockenbildung in der Fasersuspension entgegenzuwirken. In einer speziellen Ausführungsform gemäß der DE 43 01 103 finden als Druckelemente Leisten Verwendung. Diese gestatten es, die Baulänge der Siebpartie gegenüber der aus der EP 0 516 601 bekannten zu verringern und die Entwässerung noch weiter zu forcieren. Allerdings wurden diese Verbesserungen in der Qualität der Papierbahn nicht über die gesamte Maschinenbreite erzielt sondern lediglich im mittleren Zentralabschnitt. An den Rändern haben sich starke Abweichungen des Formations- und Füllstoffquerprofils gegenüber dem Erwünschten gezeigt, d. h. es ergab sich ein unebenes Formationsquerprofil. Desweiteren war an den Siebrändern bei ausreichend guter Formation gegenüber der Siebmitte ein stark erhöhter Verschleiß festzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Naßpartieabschnitt einer Papiermaschine anzugeben, der zu einer guten Formation und Füllstoffverteilung der Papierbahn über die gesamte Bahnbreite führt und die oben genannten Nachteile vermeidet, sowie ein Verfahren, das eine verbesserte Formation und Füllstoffverteilung der Papierbahn auch in den Randbereichen ermöglicht.
Außerdem ist es erstrebenswert, daß der Siebverschleiß über die
Maschinenbreite möglichst gleichmäßig und gering ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Naßpartieabschnitt die Merkmale gemäß Anspruch 1 aufweist, insbesondere aber einen über die Maschinenbreite stoffdichtegeregelten Stoffauflauf der
vollständig oder teilweise sektioniert sein kann.sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 19.
Stoffdichtegeregelte Stoffaufläufe, die Bestandteil des erfindungsgemäßen Naßpartieabschnittes sind, sind dem Prinzip nach zwar beispielsweise aus der
DE 40 19 593 für sich alleine bekannt geworden. Allerdings hat die Ausbildung des Stoffauflaufes als stoffdichtegeregelter Stoffauflauf in dem Naßpartieabschnitt der Papiermaschine in Kombination mit der entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 ausgebildeten Siebpartie gegenüber dem Stand der Technik zu einer unerwarteten Blattqualität der laufenden
Warenbahn, insbesondere an den Blatträndern bei niedrigem Verschleiß der Siebbänder der Doppelsiebzone geführt. Dies war für den Fachmann insbesondere deswegen überraschend, weil mit Hilfe von stoffdichtegeregelten Stoffaufläufen in allen bislang bekannten Naßpartieabschnitten zwar durch entsprechende Verdünnung der
Stoffsuspension an den Rändern der Flächengewichtszunahme durch Schrumpfung weitgehend entgegengewirkt werden konnte, sich aber trotzdem eine Papierbahn mit unterschiedlicher Formationsqualität und Füllstoffverteilung in Quermaschinenrichtung und damit eine unzureichende Blattqualität ergab. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der
Abstand d zwischen der Austrittsöffnung des Stoffauflaufes und dem ersten Druckelement der Siebpartie derart gewählt, daß nur eine geringfügige Entwässerung der über den Stoffauflauf eingebrachten Stoffsuspension erfolgt. Hierdurch kann ein besonders ebenes Schichthöhenquerprofil vor der ersten Leiste und damit weitgehend gleichmäßige
Entwässerungsbedingungen in Querrichtung erreicht werden.
Besonders bevorzugt ist hierbei, daß der Abstand von erster Leiste zur Austrittsöffnung des Stoffauflaufes im Bereich des 0,05 bis zum Ifachen des Durchmessers der Formierwalze beträgt. Hervorragende Ergebnisse werden
erzielt, wenn der Abstand d das 0,05 bis 0,6fache des Durchmessers der Formierwalze beträgt.
In einer speziellen Ausbildung des erfindungsgemäßen Naßpartienabschnittes ist vorgesehen, daß der stoffdichtegeregelte Stoffauflauf zur Erzeugung geregelter Sektionsströme eine Vielzahl von über die Arbeitsbreite verteilten Niederkonsistenzleitungen umfaßt, die den einzelnen Sektionen des Stoffauflaufes zugeordnet sind. In die einzelnen Sektionen des Stoffauflaufes wird ein Hauptstrom zugeführt, und über die Niederkonsistenzleitungen ein Nebenstrom. Der Hauptstrom der einzelnen Sektionen ist ein Strom von
Papierstoffsuspension, während der Nebenstrom als Verdünnungsmittel entweder sich ebenfalls aus Papierstoffsuspension oder aber auch aus reinem Wasser, beispielsweise Siebwasser, zusammensetzen kann. Betreffend die optimalen Winkel, unter denen eine Eindüsung eines Nebenstromes in die einzelnen Sektionen erfolgen sollte, wird auf die DE 43 23 263 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit voll umfänglich in die Anmeldung mit einbezogen wird.
Als besonders vorteilhaft hat sich für den erfindungsgemäßen Naßpartieabschnitt herausgestellt, einen derart geregelten, teilweise oder vollständig sektionierten Stoffauflauf einzusetzen, bei dem die Sektionsströme des Stoffauflaufes über die Maschinenbreite derart mittels Haupt- und Nebenströmen eingestellt werden, daß der aus dem Stoffauflauf austretende Stoffstrahl über die gesamte Arbeitsbreite der Maschine eine weitgehend konstante Dicke besitzt. Dies geschieht dadurch, daß der Auslaufspalt weitgehend bzw. im wesentlichen parallel ist.
Die konstante Dicke der Fasersuspensionsschicht führt zu gleichmäßigen hydraulischen Eigenschaften in der zwischen die Siebe eingespritzte Suspension in Querrichtung. Bei gleichmäßigem Anpreßdruck der
Druckelemente des Formierabschnittes über die Maschinenbreite erhält man
ERSATZBUTT (REGEL 26)
somit auch an den Rändern eine annähernd qualitativ gleich gute Formation wie in der Blattmitte. Desweiteren ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung überraschenderweise, daß die Struktureigenschaft der Bahn, wie z. B. Faserorientierung, sowie Flächengewicht als weitere Qualitätsparameter einer Papierbahn über die gesamte Bahnbreite annähernd konstante Werte aufweisen, also auch bezüglich dieser Qualitätsmerkmale Abweichungen an den Rändern vollständig vermieden werden.
Besonders gute Formationsquerprofile können dann erzielt werden, wenn neben dem Abstand d zwischen Austrittsspalt des Stoffauflaufes und dem ersten Druckelement der Siebpartie der Eintrittsbereich der Doppelsiebzone für den Stoffstrahl wie nachfolgend ausgeführt ausgestaltet ist. Zur Bildung der Doppelsiebzone laufen die beiden Siebbänder, also das erste und das zweite Siebband, im Bereich des Formierzylinders zusammen und bilden einen Eintrittsbereich zum Eintritt der aus dem Stoffauflauf austretenden
Papierstoffsuspension. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß eines der Siebbänder, beispielsweise das Obersieb, vor dem Zusammenlaufen von der Formierwalze geführt wird und das andere über eine Brustwalze.
Bespjιdjers_ orteilhaft ist es, wenn die Brustwalze, über die das andere Sieb, beispielsweise das Untersieb, geführt wird, einen Durchmesseπaufweist, der geringer ist als der 0,6fache Durchmesser der Formierwalze. Eine derartig klein gewählte Brustwalze ermöglicht es, den Stoffauflauf sehr nahe am Eintrittsspalt der Doppelsiebzone anzuordnen, so daß der aus der
Austrittsöffnung des Stoffauflaufes austretende Stoffstrahl nur einen kurzen freien Weg zurücklegen muß, bis er auf einem der Siebe, entweder dem Unter- oder dem Obersieb, auftrifft und dort mäßig entwässert wird. Der kurze freie Weg des Strahles führt dazu, daß dieser nicht aufplatzen kann, was wiederum eine gleichmäßige Formation zur Folge hat.
Besonders kleine Brustwalzendurchmesser können dann realisiert werden, wenn der Winkel zwischen dem ungestützt verlaufenden Ober- und Untersieb einen Winkel zwischen 160 und 90° einschließt. Auf diese Art und Weise wird erreicht, daß die Brustwalze nur einen geringen Umschlingungswinkel des Siebes aufweist. Ein geringer Umschlingungswinkel wiederum bedeutet aber, daß nur geringe Kräfte auf die umschlungene Walze, in vorliegendem Fall die Brustwalze, wirken. Dadurch wird die Durchbiegung der Walze reduziert. Somit kann bei einem geringen Umschlingungswinkel der Brustwalze diese sehr klein ausgebildet sein, was dazu führt, daß der Austrittsspalt des Stoffauflaufes wie oben aufgezeigt nahe an den Eintrittsspalt der
Doppelsiebzone gerückt werden kann, so daß eine sehr kurze freie Strahllänge der Stoffsuspension realisiert wird und damit die oben bereits erwähnten Vorteile erzielt werden können.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das letzte Druckelement der Vorrichtung, die im vorliegendem Ausführungsbeispiel aus einem Traggestell 56 und den nachgiebig abgestützten Druckelementen zur Weiterleitung der Kräfte auf die Siebinnenfläche ausgebildet ist, maximal um einen Winkel von 20° oberhalb der Horizontalen des Formierzylinders angeordnet ist. Dadurch werden
Verschmutzungen auf den Leisten verhindert, ebenso wie eine Belagsbildung.
Besonders vorteilhaft ist es des weiteren, die Siebpartie des Naßpapierabschnittes der Papiermaschine in einer weitergebildeten Ausführungsform der Erfindung derart auszugestalten, daß der Abstand zwischen dem Ablaufpunkt der beiden Siebe vom Formierzylinder und dem Auflaufpunkt der beiden Siebe auf die nachfolgende Walze höchstens gleich dem halben Radius des Formierzylinders ist. Als besonders günstig haben sich für den Abstand 100 bis 300 mm herausgestellt. Die dem Formierzylinder nachfolgende zweite Walze, sorgt für die notwendige Gleichseitigkeit des
Blattaufbaues. Sie kann ebenfalls mit einer oder mehreren Formierleisten
bestückt sein. Der geringe Abstand zwischen dem Formierzylinder und der nachfolgenden Walze hat zum Vorteil, daß keine zusätzlichen stationären Entwässerungsquerelemente zwischen den beiden Walzen benötigt werden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die DE 44 20 801 verwiesen, bei der die Siebbänder der Doppelsiebzone zwischen der
Formierwalze und der nachfolgenden zweiten Walze immer durch zusätzliche Einrichtungen, wie beispielsweise einen Siebsaugkasten, abgestützt werden mußten.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß vor der zweiten Saugwalze ein Deflektor angeordnet ist, der einen kleinen Abstand vorzugsweise kleiner 1 mm zur Formierwalze aufweist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das erste der Druckelemente etwa 0 bis 30 Grad nach dem Auftreffpunkt des
Stoffstrahles auf das zweite Siebband angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung des ersten Druckelementes, das in der Regel als Formationsleiste ausgebildet ist, wird erreicht, daß eine nur geringe Faserflockung auftritt. Da die Fasern in der Suspension hoch beweglich sind, können Fein- und Füllstoffe zur Blattmitte nach außen befördert werden, wodurch sich eine geschlossene Papieroberfläche und eine gute Bedruckbarkeit derselben ergibt. Auch der Siebverschleiß wird durch diese Maßnahme herabgesetzt, da eine gute Schmierung gewährleistet ist. Außerdem sind für eine gute Formation des Blattes bei einer derartigen Anordnung nur wenige Leisten notwendig.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Formierwalze bzw. der Formierzylinder zwei Saugzonen aufweist, eine erste Saugzone mit niedrigem Vakuum, die im Bereich der Formationsleisten angeordnet ist und eine zweite Saugzone, mit höherem Vakuum, die den Formationsleisten nachgeordnet ist, um die Faservliese besser entwässern zu können.
ERSATZBUTT (REGEL 26)
Die der Formierwalze nachgeschaltete Walze, wird bevorzugt als Siebsaugwalze ausgebildet, die ein bis drei Saugzonen, vorzugsweise aber drei Saugzonen aufweist.
Bevorzugt erfolgt die Trennung des Siebes nach der zweiten Saugzone der
Siebsaugwalze. Die Erfindung stellt neben der Vorrichtung auch ein Verfahren zur Formierung einer laufenden Warenbahn, insbesondere Papierbahn, zur Verfügung, bei dem über die gesamte Bahnbreite ein ebenes Formationsund/oder Füllstoffquerprofil erzielt wird, wobei das Flächengewicht und das Faserorientierungsquerprofil über die Blattbreite weitgehend konstant gehalten wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren sollen anhand der Zeichnungen beispielhaft ohne eine Beschränkung auf diese Ausführungsformen, beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 : Der erfindungsgemäße Naßpartieabschnitt mit einem Former mit andrückbaren Leisten und stoffdichtegeregelten Stoffauflauf
Fig. 2:
Eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Naßpartieabschnittes, wobei die der Formierwalze nachgeschaltete Walze sich direkt an diese anschließt.
Fig. 3:
Ein Längsprofil einer Fasersuspension im Schnitt zwischen den geführten Doppelsieben im Bereich der ersten Andrückleiste.
ERSATZBUπ (REGEL 26)
Fig. 4:
Ein Querprofil der aufgebrachten Fasersuspension direkt nach dem
Stoffauflauf und vor der ersten Andrückleiste.
Fig. 5:
Unerwünschtes Schichthohenquerprofil bei zu starker Entwässerung vor dem ersten Druckelement.
In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform des Naßpartieabschnittes gemäß der Erfindung dargestellt.
Diese umfaßt einen Stoffauflauf 1 sowie einen Formierabschnitt 2 an den sich eine hier nicht dargestellte Pressenpartie anschließt.
Der Stoffauflauf ist als stoffdichtegeregelter Stoffauflauf mit Sektionen ausgebildet, wie er beispielsweise in der Schrift DE 40 19 593 bekannt ist, deren Offenbarungsgehalt hiermit voll umfänglich eingeschlossen wird.
Der Stoffauflauf weist eine gemeinsame Zufuhrleitung 10 auf, die sich in den Punkten 12 in die einzelnen Zufuhrleitungen 14 für den Hauptstrom der jeweiligen Sektion des Stoffauflaufes aufteilt. Der zugeführte Haupt- Suspensionsstrom kann mittels des in die gemeinsame Zufuhrleitung 10 eingebrachten Ventils eingestellt werden, beispielsweise in Bezug auf die Papierstoffkonsistenz. Jeder der Haupstromzufuhrleitungen für eine der über die Maschinenbreite verteilten Sektionen ist eine Niederkonsistenz- bzw.
Verdünnungsmittel-Zufuhrleitung 20 für einen Nebenstrom zugeordnet. Diese werden von einer gemeinsamen Nebenstromzufuhrleitung 22 gespeist und münden an den Punkten 24 in die Hauptstromzufuhrleitung der jeweiligen Sektion. Jede Niederkonsistenz- bzw. Verdünnungsmittel-Zufuhrleitung 20 umfaßt ein Stellventil 26 zur geregelten Zuführung eines Nebenstromes. Ein derartiger, sektionierter Stoffauflauf ermöglicht es, über die gesamte
ERSATZBUπ (REGEL 26)
Maschinenbreite gezielt Einfluß auf das Fiächengewichtsquerprofil und das Faserorientierungsquerprofil nehmen zu können, ohne den jeweils anderen Parameter mit zu beeinflussen.
Durch die über die Stellventile 26 geregelte Zuführung eines Nebenstromes zu dem Hauptstrom der jeweiligen Sektion des Stoffauflaufes kann die Dichte des aus Haupt- und Nebenstromes gebildeten Gesamtstromes in der jeweiligen Sektion des Stoffauflaufes genau eingestellt werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, ein vorgegebenes, ganz bestimmtes Fiächengewichtsquerprofil über die Maschinenbreite des Stoffauflaufes zu realisieren. Um bei einer derartigen Einstellung des Flächengewichtsquerprofils das Faserorientierungsquerprofil nicht zu verändern, muß dafür Sorge getragen werden, daß der Volumenstrom im Hauptstrom und nach Zuführung des Nebenstromes hierzu im Gesamtstrom sich nicht ändert. Dies kann bespielsweise dadurch realisiert werden, daß dies gemäß der DE 43 23 263 erfolgt. Nachdem die Gesamtsektionsströme auf die oben beschriebene Art und Weise über die gesamte Maschinenbreite eingestellt wurden, werden sie durch einen Turbulenzeinsatz 32, zur Erzeugung von Turbulenzen im Stoffauflauf geführt.
Der Stoffstrahl tritt aus dem Spalt 34 des Stoffauflaufes maschinenbreit aus und tritt zwischen Ober- und Untersieb bzw. ersten und zweiten Siebband der sich an den Stoffauflauf anschließenden Doppelsiebzone ein.
Der Eintrittsbereich der Doppelsiebzone wird durch das Zusammenführen von
Obersieb 42 und Untersieb 40 gebildet. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird das Obersieb 42 von der Formierwalze 50 und das Untersieb 40 von der Brustwaize 92 geführt. Die Brustwalze 92 weist einen geringen Durchmesser, der vorzugsweise weniger als das 0,6fache des Durchmessers der Formierwalze 50 ist, auf und ist nahe an der Vorrichtung 54, die die nachgiebig abgestützten Druckelemente trägt, angeordnet. Eine derartige
Ausgestaltung ermöglicht, daß zwischen dem ungestützten Lauf von Obersieb 42 und Untersieb 40 ein Winkel jß > als 90° vorliegt, was einen sehr großen freien Raum schafft, so daß der Austrittsspalt 34 des Stoffauflaufes 1 nahe am Eintrittsspalt 91 der Doppelsiebzone angeordnet sein kann. Der Durchmesser der Brustwalze 92 kann umso geringer gewählt werden, je geringer der Umschlingsungswinkel durch das Untersieb 40 ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Spannung des Siebes auf die Walze mit geringer werdendem Umschlingsungswinkel abnimmt, so daß die Walze weniger massiv ausgebildet werden muß, um eine Durchbiegung zu verhindern.
Dies wiederum ermöglicht, daß der Austrittsspalt 34 des Stoffauflaufes 1 sehr nahe zum Eintrittsspalt der Doppelsiebzone angeordnet werden kann. Damit weist der aus dem Stoffauflauf austretende Stoffstrahl nur eine sehr kurze freie Länge auf bis er auf eines der Siebe, entweder das Unter- oder das Obersieb, trifft. Dies wiederum hat zur Folge, daß der Strahl nur geringfügig aufplatzt, was wiederum zu einer guten Formation beiträgt.
Durch die Konstanthaltung des Volumenstromes in sämtlichen Sektionen des Stoffauflaufes gemäß der zuvor beschriebenen Maßnahmen, ergibt sich nach
Eintritt des Stoffstrahles in die Doppelsiebzone bzw. Auftreffen des Stoffstrahles auf einem der Siebbänder, in vorliegendem Fall dem Untersiebband, vor der Entwässerung in der Doppelsiebzone am Formierzylinder 50 eine Papierstoffsuspension, die über die gesamte Maschinenbreite eine konstante Höhe aufweist. Hierbei wird der gewünschte
Wert des Flächengewichtsquerprofiles über die Bahnbreite eingestellt und dort gehalten. Die Papierstoffsuspensionsschicht konstanter Dicke wird in einer nachfolgenden Doppelsiebzone formiert. Die Doppelsiebzone weist einen Formierzylinder 50 sowie einen diesem nachgeordneten Zylinder 52 auf. Der Formierzylinder 50 als Zentraleinheit wird von den zwei endlosen
Siebbändern 40 und 42 auf einem Teil seines Umfanges umschlungen
(Doppelsieb-Umschlingungszone). Der Formierzylinder ist innerhalb des endlosen Siebbandes 42 und einer Vorrichtung 54, die im Ausführungsbeispiel aus einem Traggestell 56 und den nachgiebig abgestützten Druckelementen 58 zur Weiterleitung der Kräfte auf die Siebbandinnenfläche des Siebbandes 40 im Umschlingungsbereich mit dem
Formierzylinder 50 besteht, angeordnet. In diesem Zusammenhang wird auf die ausführliche Beschreibung einer derartigen Siebpartieanordnung in der DE 43 01 103 verwiesen. Zur Unterstützung der Entwässerung kann der Formierzylinder auch besaugte Bereiche aufweisen. Dargestellt ist eine erste Saugzone 98 im Bereich der Druckelemente 58 sowie eine hiervon getrennte zweite Saugzone 96, die nach den Druckelementen 58 angeordnet ist.
Der Formierzylinder stützt mit seiner Mantelfläche das zweite Siebband, das vorliegend das Obersiebband 42 ist, an seiner Außenseite und das erste Siebband, das vorliegend das Untersiebband 40 ist, an seiner Innenseite ab.
Selbstverständlich ist auch die nicht dargestellte Anordnung möglich, bei der das zweite Siebband, das vom Formierzylinder an der Außenseite abgestützt wird, das Untersieb, und das erste Siebband, das vom Formierzylinder an seiner Innenseite abgestützt wird, das Obersiebband ist. Die Andrückleisten würden in einer derartigen Ausführungsform auf das Obersiebband einwirken.
Die nachgiebig abgestützten Druckelemente 58 können wie in dem US-Patent 5 078 835 ausgeführt sein. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführung derselben als Leisten 60, wie in der DE 43 01 103 oder DE 44 20 801. In Fig. 3 ist die Wirkung einer Andrückleiste 60 auf eine zwischen die Doppelsiebe 40 und 42 eingebrachte Fasersuspension 70 dargestellt. Bis zur ersten Leiste wird vorzugsweise eine Gleichdruckentwässerung durchgeführt, und zwar solange bis sich eine Filterhilfsschicht 72, 74 am Unter- und Obersieb gebildet hat. Die anfängliche Gleichdruckentwässerung führt dank der richtig eingestellten Turbulenz des Stoffauflaufes zu einer guten Formation und Retention. Da sich die Turbulenzen des Stoffauflaufes mit größer werdenden Entfernung vom Auftreffpunkt in Turbulenzen größerer
Wellenlänge verwandeln, kommt es zur Bildung von Faserflocken in der Suspension. Grund hierfür sind die Änderungen des Turbulenzspektrums. Um eine möglichst gute Papierbahnqualität in Bezug auf die Gleichmäßigkeit der Formation zu erzielen, werden mittels der Druckelemente 58 Druckimpulse in die Fasersuspension eingeleitet, die wie in der DE 43 01 103 beschrieben, zu
Druckimpulsen in der Suspension führt, die die Flocken bzw. Batzen in der Suspension auflöst. Aufgrund der Verwendung von Leisten anstelle von Klingen wird eine zweiseitige Entwässerung ermöglicht sowie eine gleichmäßige Ablagerung der Fasermatte auf beiden Sieben. Durch die Auflösung der Flocken und die Forcierung der Entwässerung mittels der
Druckleisten wird die Formationsbildung unterstützt.
Wenn die kritische Stoffdichte in der Suspension erreicht ist, die mit einem bestimmten Punkt der Doppelsiebzone korreliert, wird wieder ausschließlich mit Gleichdruck entwässert, d. h. keine Druckimpulse mehr eingeleitet. Die kritische Stoffdichte ist die Stoffdichte, zu dem die Fasern bereits so intensiv miteinander in Eingriff stehen, daß das Netzwerk nur durch die Formation verschlechternde Impulse wieder aufgebrochen werden kann. Die zweite Gleichdruckentwässerung findet vorzugsweise auf der dem Formierzylinder nachgeschalteten zweiten Walze statt, oder am Ende des
Umschlingungsbereiches der Formierwalze. Bei der auf die Leistenentwässerung folgenden zweiten Gleichdruckentwässerung wird der Trockengehalt dann auf das zur Weiterverarbeitung in der Pressenpartie übliche Niveau eingestellt.
Ein besonders gleichmäßiges Formations- und Füllstoffquerprofil kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden, wenn für eine möglichst geringe Entwässerung der mittels des Stoffauflaufes in die Doppelsiebzone eingebrachten Papiersuspension bis zu dem Punkt der Doppelsiebzone, an dem die Leistenentwässerung beginnt, gesorgt wird.
Eine Möglichkeit der Erklärung für die sich dann ergebende Gleichmäßigkeit des Formationsquerprofils gibt Fig. 4 und 5. Wie bereits zuvor erwähnt, ist ein generelles Problem bei der Papierherstellung das der Schrumpfung in den Randbereichen der Papierbahn bei der Trocknung. Hierdurch steigt das Flächengewicht in den
Randbereichen an.
Ein Anstieg des Flächengewichtes in den Randbereichen kann vermieden werden, wenn die Stoffdichte in den Randbereichen durch entsprechende Einstellung des Stoffauflaufes erniedrigt wird. Bei herkömmlichen Stoffaufläufen geschieht dies durch Blendenverstellung, was zu einer abfallenden Suspensionshöhe in den Randbereichen führt. Bei einem stoffdichtegeregelten Stoffauflauf kann die Stoffdichte durch Verdünnung in den Randbereichen entsprechend eingestellt werden, so daß die Suspension beim Eintritt in die Doppelsiebzone eine über die gesamte Breite konstante Höhe aufweist.
Dies ist in Fig. 4 dargestellt. Im Randbereich 200 der Suspensionsschicht 70 befindet sich eine geringere Anzahl von Papierfasern 202 als in der Mite 204 der Schicht. Die Schichthöhe bzw. Schichtdicke d ist über die gesamte Breite b konstant.
Wird, bevor die Leisten auf die Fasersuspension einwirken können, zulange entwässert, so wird die Suspension an den Rändern aufgrund der geringeren Stoffdichte und damit des geringeren Entwässerungswiderstandes stärker als in der Mitte entwässert, und es ergibt sich dann das in Fig. 5 dargestellte unerwünschte, unebene Schichthöhen- bzw. Schichtdickenprofil am Ende der Naßpartie.
Trägt man aber dafür Sorge, daß bis zum ersten Druckelement 58a keine signifikante Ungleichmäßigkeit der Entwässerung auftritt, so bleibt die anfänglich konstante Schichtdicke über die Bahnbreite im gesamten
Naßpartieabschnitt erhalten und die Papierbahn weist am Ende der Naßpartie immer noch ein gleichmäßiges Schichtdickenquerprofil auf.
Wie zuvor erwähnt kann der Formierzylinder im Bereich der Leisteneπtwässeruπg eine erste Saugzone 98 aufweisen und daran anschließend eine zweite Saugzone 96. In der ersten Saugzone 98 kann mit einem gegenüber der zweiten Saugzone 96 niedrigeren Vakuum gearbeitet und damit weniger stark entwässert werden. Das letzte Druckelement 58 der Vorrichtung 54 ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung immer derart am Formierzylinder 50 angeordnet, daß es zu keiner Belagbildung auf den Leisten durch beispielsweise Verschmutzungen kommt. Hierzu ist vorgesehen, daß das letzte Druckelement 58b in Materialflußrichtung maximal um einen Winkel γ = 20° oberhalb der Horizontalen 89 des Formierzylinders angeordnet ist.
Sowohl Ober- wie Untersieb der Doppelsiebzone verlassen gemeinsam tangential die Formierwalze 50 und werden gemeinsam zu einer weiteren, nachfolgenden Walze 52 geführt. Die beiden Siebe laufen auf der zweiten Walze wie dargestellt tangential auf. Die zweite Walze 52 ist vorzugsweise als Siebsaugwalze ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform umfaßt die Siebsaugwalze zwei Saugzonen 82 und 84, die hier ebenso wie beim
Formierzylinder stationär ausgebildet sind. Die Trennung der Siebe 40, 42 erfolgt Im Bereich der zweiten Saugzone 82 der zweiten Walze 52. Die Formierwalze 50 ist bei der dargestellten Ausführungsform innerhalb des Obersiebes 42 angeordnet, während die zweite Walze innerhalb des Uπtersiebes 40 angeordnet ist. Die Faserstoffbahn wird wie zuvor beschrieben vom Stoffauflauf auf das Untersieb aufgebracht und von diesem bis zur nicht dargestellten Pick up-Stelle getragen, d. h. daß die Faserstoffbahn sich mit dem Untersieb 40 um die zweite Walze herum bewegt, während das Obersieb von der Bahn getrennt wird und durch Umlenkrolien 86 und 88 zum Formierzylinder zurückgeführt wird. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform besitzen sowohl die Formierwalze bzw. der Formierzylinder
als auch die nachfolgende Walze, die meist als Siebsaugwalze ausgebildet ist, denselben Durchmesser.
Die Reinigung und Entwässerung der beiden Siebe erfolgt mit Hochdruckwirbeldüsen auf der Außenseite und Reinigungsdüsen auf der
Siebinnenseite.
Aufgrund der von dem stoffdichtegeregelten Stoffauflauf zur Verfügung gestellten konstanten Suspensionshöhe über die gesamte Maschinenbreite ist es möglich, bei einem gleichmäßigen Anpreßdruck der Formierleisten über die gesamte Maschinenbreite eine unerwartet gleichmäßige Formation und Retention der Paperbahn ohne Abweichungen an den Rändern zu erreichen. Dies wird ermöglicht durch ein annähernd gleiches Wasserangebot an den Formationsleisten.
Als weiterer Vorteil ist der Siebverschleiß stark minimiert, da über die gesamte Maschinenbreite ein gleichmäßiger Anpreßdruck der Leisten an das Untersieb herrscht und die Stoffdichte zum Zeitpunkt des Leisteneintritts deutlich geringer und damit die verschleißmindernde Schmierwirkung höher ist. Trägt man des weiteren noch dafür Sorge, daß vor dem ersten Druckkörper 58a nur wenig entwässert wird, so erreicht man zudem noch eine über die Bahnbreite weitgehend gleichmäßige Schichtdicke.
In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Gegenüber Figur 1 ist hier die zweite, nachgeschaltete
Walze 52 mit geringem Abstand zur Formierwaize 50 angeordnet. Vor der zweiten Walze befindet sich ein Deflektor 100, der nur einen geringen Abstand zur Formierwalze aufweist. Meist ist er geringer als 1 mm. Der Abstand zwischen dem Ablaufpunkt der beiden Siebe vom Formierzylinder und dem Auflaufpunkt der beiden Siebe an der nachfolgenden zweiten Walze, ist im
Fall von nahe beieinander angeordneten Walzen höchstens gleich dem
halben Radius des Formierzylinders. Vorzugsweise liegt der Abstand im Bereich von 100 bis 300 mm. Sämtlichen anderen Einrichtungen der Ausführungsform in Figur 2 sind identisch zu denen in Figur 1 und daher mit denselben Bezugsziffern versehen. Wie in Figur 1 ist die Vorrichtung 56, die die Druckelemente 58 trägt, von dem Untersieb 40 abschwenkbar. Wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 wird der Gegendruck, zu dem Druck, der über die Druckelemente in die Doppelsiebzone eingeleitet wird, vom Formierzylinder, der gleichzeitig als Stützfläche dient aufgebaut.
Im Unterschied zur in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist die
Brustwalze 92 gemäß Fig. 2 vom Untersiebband 40 sehr stark umschlungen, so daß sich hohe Durchbiegungskräfte hierauf ergeben.
Die Druckelemente können abweichen von den dargestellten Federelementen auch mittels von Druckschläuchen angepreßt werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Kombination eines stoffdichtegeregelten Stoffauflaufes mit der zuvor beschriebenen Siebpartie, ist es möglich, im Bereich der Druckelemente zu einer qualitativ hochwertigen Formation bereits mit 5 oder noch weniger Druckelementen zu gelangen, die nur entlang eines kurzen Abschnittes der Entwässerungszone an der Formierwalze angeordnet sind.
Die dargestellte Vorrichtung eignet sich in besonderer Art und Λteise für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, zur Erzielung einer gleichmäßigen Formation der Papierbahn über die Maschinenbreite, bei gleichbleibendem Flächengewicht- und Faserorientieruπgsprofil. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die Betriebsparameter des Stoffauflaufes wie Stoffdichte, Faserorientierung und Volumenstrom derart mittels Haupt- und Nebenströmen als Regelströme eingestellt werden, daß die Stoffsuspension wenn sie auf das Untersieb auftrifft, eine Suspensionsschicht mit annähernd konstanter Höhe über die
ERSATZBIATT (REGEL 26)
gesamte Maschinenbreite bildet, und einem nachfolgenden Formierabschnitt mit Druckelementen zugeführt wird.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es wie oben ausführlich dargestellt somit erstmals möglich, eine
Papierbahn herzustellen, die über die gesamte Maschinenbreite ein gleichbleibend gutes Flächengewichts- und Faserorientierungsquerprofil aufweist sowie eine gleichbleibend qualitativ hochwertige Formation. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren vermeiden dabei Abweichungen irgend eines dieser zuvor genannten
Qualitätsmerkmale an den Rändern der Papierbahn.
Claims
1. Naßpartieabschnitt einer Papiermaschine mit 1.1 einem Stoffauflauf
1.2 einer Siebpartie, wobei die Siebpartie umfaßt:
1.3 zwei endlose Siebbänder - ein erstes Siebband (40) und ein zweites Siebband (42) -, die miteinander auf einem Teil ihres Umfanges eine Doppelsiebzone bilden; 1.4 wenigstens einem im Bereich der Doppelsiebzone angeordneten
Formierzylinder (50) als Stützkörper, dessen Mantelfläche als Stützfläche fungiert, wobei
1.5 wenigstens ein Teil der Stützfläche des ersten Siebbandes (40) an seiner Innenfläche und des zweiten Siebbandes (42) an seiner Außenfläche abstützt;
1.6 mindestens einem Druckelement (58), wobei
1.7 die Druckelemente (58) den Druck nur an bestimmten Stellen (Druckstellen) aufbringen, so daß auch druckreduzierte Bereiche verbleiben und 1.8 die Druckelemente (58) berührend am ersten Sieb (40) anliegen und
1.9 mit einer Walze (52), die dem Formierzylinder nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
1.10 der Stoffauflauf ein stoffdichtegeregelter Stoffaufiauf ist, der Mittel zur Erzeugung von geregelten Sektionsströmen mittels mindestens zweier geregelter Ströme, einem Sektionshauptstrom und einem
Sektionsnebenstrom umfaßt.
2. Naßpartieabschnitt gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das erste (58a) der Druckelemente (58) in Maschinenlaufrichtung mit einem solchen Abstand (d) zum Austrittsspalt (94) des stoffdichtegeregelten Stoffauflauf angeordnet ist, daß vor dem ersten
Druckelement (58a) nur eine geringfügige Entwässerung der zwischen das erste und zweite Siebband eingebrachten Suspension erfolgt derart, daß unabhängig vom Stoffdichtequerprofil ein mit weitgehend ebenes Schichthohenquerprofil for den ersten Leisten erreicht wird.
3. Naßpartieabschnitt gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand d im Bereich des 0,05 bis Ifachen des Durchmessers des Formierzylinders (50) liegt.
4. Naßpartieabschnitt gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand d im Bereich des 0,05 bis 0,6fachen des Durchmessers des Formierzyiinders liegt.
5. Naßpartieabschnitt nach einem der Ansprüche 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung der Sektionsströme eine
Vielzahl von über die Maschinenbreite angeordneten Verdünnungswasserleitungen, die den Sektionen des Stoffauflaufes zugeordnet sind, umfassen.
6. Naßpartieabschnitt gemäß einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Doppelsiebzone die Siebbänder im Bereich des Formierzylinders zusammenlaufen, wobei eines der Siebbänder vor dem Zusammenlaufen von der Formierwalze geführt wird und das andere über eine Brustwalze (92) geführt wird.
7. Naßpartieabschnitt gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brustwalze (92) einen Durchmesser aufweist, der geringer als das 0,6fache des Durchmessers der Formierwalze ist.
ERSATZBUTT (REGEL 26)
8. Naßpartieabschnitt gemäß einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ß zwischen den Sieben im ungestützten Siebeinlauf zwischen 90° und 160° liegt.
9. Naßpartieabschnitt nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß das letzte Druckelement (58b) in Materialflußrichtung maximal um einen Winkel γ = 20° oberhalb der Horizontalen (89) des Formierzylinders berührend am ersten Sieb (40) anliegt.
10. Naßpartieabschnitt nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektionsströme des sektionierten, stoffdichtegeregelten Stoffauflaufes über die Maschinenbreite derart mittels der sektionalen Haupt- und Nebenströme eingestellt, werden, daß der aus dem sektionierten Stoffauflauf austretende Stoffstrahl nach Auftreffen auf eines der Siebbänder, Untersiebband (40) oder Obersiebband (42) und vor der Entwässerung am Formierzylinder (50) eine Fasersuspensionsschicht mit über die gesamte Arbeitsbreite der Maschine weitgehend konstanter Suspensionshöhe ausbildet.
11. Naßpartieabschnitt nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ablaufpunkt der beiden Siebe (40, 42) vom Formierzylinder (50) und Auflaufpunkt der beiden Siebe (40, 42) auf die
Walze (52) der Abstand höchstens gleich dem halben Radius des Formierzylinders (50) ist.
12. Naßpartieabschnitt nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand vorzugsweise 100 bis 300 mm beträgt.
13. Naßpartieabschnitt nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Formierzylinder (50) und mindestens einem der Siebe (40, 42) ein Deflektor (100) zugeordnet ist.
14. Naßpartieabschnitt nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement bzw. das erste Druckelement bei einer Vielzahl von Druckelementen (58) im Bereich des Formierzylinders (50) 0 Grad bis 30 Grad nach dem Auftreffpunkt des Stoffstrahles auf das Unter- oder Obersiebband angeordnet ist.
15. Naßpartieabschnitt nach einem der Ansprüche 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Formierzylinder (50) zwei Saugzonen (96, 98) umfaßt, wobei die erste Saugzone (98) in dem Bereich des Formierzylinders angeordnet ist, in dem die Druckelemente auf das Untersieb (40) wirken und eine weitere (96)in dem nachfolgenden
Bereich der Formierwalze (50), in dem keine Druckelemente (58) auf das Untersiebband wirken.
16. Naßpartieabschnitt gemäß einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Formierzylinder nachgeschaltete
Walze (52) eine Siebsaugwalze ist.
17. Naßpartieabschnitt nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebsaugwalze (52) drei Saugzonen aufweist.
18. Naßpartieabschnitt nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebe (40, 42) der Doppelsiebzone im Bereich der zweiten Saugzone (82) der Siebsaugwalze (52) von dieser getrennt werden.
19. Verfahren zur Formierung einer laufenden Warenbahn, insbesondere Papierbahn mit über die gesamte Bahnbreite ebenem Formationsund/oder Füllstoffquerprofils umfassend folgende Merkmale:
19.1 Es wird ein maschinenbreiter Stoffstrahl erzeugt, der aus einer Mehrzahl von Teil- bzw. Sektionsströmen gebildet wird, die über die
Maschinenbreite verteilt aus einem Stoffauflauf austreten; und die
19.2 ihrerseits jeweils aus wenigstens zwei geregelten Strömen, einem Haupt- und mindestens einem Nebenstrom erzeugt werden;
19.3 die einzelnen Betriebsparameter des Stoffauflaufes, wie Stoffdichte, Faserorientierung und Volumenstrom werden derart mittels der geregelten Ströme in den einzelnen Sektionen eingestellt, daß die Stoffsuspension, wenn sie zwischen die Siebbänder der nachfolgenden Doppelsiebzone eingebracht wird, eine Fasersuspensionsschicht mit einem Stoffdichtequerprofil ausbildet, die eine über die Maschinenbreite eine konstante Höhe aufweist; und
19.4 Formation einer laufenden Warenbahn insbesondere Papierbahn nach Aufbringen der Fasersuspension auf das zweite Siebband in der Doppelsiebzone, die wenigstens einen Formierzylinder umfaßt, der wenigstens ein Teil des Obersiebbandes an seiner Außenfläche abstützt, wobei die Doppelsiebzone mindestens ein Druckelement, das
Außenfläche des Untersiebbandes in dem Bereich, in dem dieses von der Stützfläche gestützt ist, Druck ausübt, umfaßt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bis zum ersten Druckelement (58a) die Fasersuspension nur derart geringfügig entwässert wird, daß unabhängig vom Stoffdichtequerprofil der Fasersuspension eine laufende Warenbahn, insbesondere Papierbahn formiert wird, die ein weitgehend ebenes Schichthöhenprofil aufweist.
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