DE19733318A1 - Doppelsiebformer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer zum Herstellen einer Faserstoffbahn, insbe­ sondere eines hochwertigen graphischen Papiers. Ausgangspunkt der Erfindung sind Doppelsiebformer gemäß den Abb. 6, 8, 12 oder 13 des Aufsatzes "Formation und Reten­ tion bei Doppelsieb-Formern", veröffentlicht in der Zeitschrift "Wochenblatt für Papierfabri­ kation 18, 1990", Seiten 802 bis 808.

Derartige Doppelsiebformer mit der handelsüblichen Bezeichnung "Duoformer F" bzw. "Duoformer FM" bzw. "Duoformer CF" haben sich in zahlreichen Anwendungsfällen be­ währt, insbesondere bei der Herstellung graphischer Papiere, z. B. Zeitungsdruck. In den meisten Fällen kann die betreffende Papiermaschine mit relativ hoher Arbeitsgeschwindig­ keit betrieben werden, insbesondere beim Einsatz einer relativ leicht entwässerbaren Fa­ serstoffsuspension. Dieser Umstand hat bisher sichergestellt, daß die Papierherstellung in ausreichend wirtschaftlicher Weise möglich war.

Seit einiger Zeit besteht jedoch der Wunsch, Papierstoffsuspensionen (ggf. mit einem An­ teil von Altpapierstoff) einzusetzen, die wesentlich schwerer entwässerbar sind als bisher, weil sie einen höheren Mahlgrad und/oder einen höheren Füllstoffgehalt haben als bisher. Man will auf diese Weise graphische Papiere höherer Qualität (z. B. für Tiefdruck geeigne­ tes Zeitungsdruckpapier) herstellen, und zwar mit zumindest gleich hoher Arbeitsge­ schwindigkeit, um wiederum die Wirtschaftlichkeit der Papierherstellung zu gewährleisten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Doppelsiebformer anzugeben, der die zuvor genannten Forderungen möglichst weitgehend erfüllt.

Diese Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 angegebenen Doppelsiebformer gelöst, der vorzugsweise als Gap-Former ausgebildet ist. Der wesentliche Erfindungsgedanke besteht darin, einerseits im Anfangsbereich der Doppelsiebzone eine erhöhte Entwässerungslei­ stung zu kombinieren mit einer an sich bekannten Einrichtung (umfassend nachgiebig an­ stellbare Druckelemente) zum Einleiten von Druckpulsationen in die Faserstoffsuspension (mit dem Ziel einer möglichst guten "Formation", d. h. einer möglichst gleichmäßigen Faser­ verteilung) und andererseits gleichzeitig auch im Endbereich der Doppelsiebzone für eine höchstmögliche Entwässerungskapazität zu sorgen, und zwar unter möglichst geringem Verlust von Fein- und Füllstoffen und bei möglichst geringem Siebverschleiß. Hierzu wird wenigstens eine möglichst weit umschlungene Saugwalze, z. B. Siebsaugwalze, vorgese­ hen; in der Regel sind es zwei hintereinander geschaltete Saugwalzen, so daß stationäre Entwässerungselemente, z. B. Saugkästen, nur noch in relativ geringer Anzahl oder gar nicht mehr benötigt werden. Dies mindert die Gefahr der Auswaschung von Fein- und Füllstoffen und verringert den Siebverschleiß.

Die bevorzugte Ausbildung als Gap-Former sorgt für gleichmäßige Entwässerung nach beiden Seiten und somit für möglichst gleiche Eigenschaften auf beiden Seiten des fertigen Papiers. Jedoch kann vor dem "Gap" auch eine kurze Untersieb-Vorentwässerung vorge­ sehen werden. In jedem Fall liegt die am "Gap" angeordnete Formiersaugwalze in der Schlaufe des Obersiebes, weil hierdurch eine relativ große Wassermenge leicht nach un­ ten abgeführt werden kann, meistens mit Hilfe von an das Untersieb (vorzugsweise nach­ giebig) anstellbaren Druckelementen, z. B. Leisten. Insgesamt erlaubt es der erfindungs­ gemäße Doppelsiebformer, eine Faserstoffsuspension mit extrem hohem Mahlgrad und extrem hohem Füllstoffgehalt einzusetzen, zwecks Erzeugung hochwertiger graphischer Papiere. Gleichzeitig bleibt es möglich, wie bisher, eine extrem hohe Arbeitsgeschwindig­ keit zu wählen, zwecks Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Papierherstellungsprozesses. Hierzu trägt auch der relativ geringe Siebverschleiß bei.

Die Erfindung erlaubt es ferner, vorhandene Anlagen, die einen "Duoformer F" oder "FM" oder "CF" aufweisen, mit relativ geringem Aufwand derart umzubauen, daß die Anlage den veränderten Anforderungen genügt. Besonders günstig ist es, eine Anlage mit dem be­ kannten Gap-Former "Duoformer CF" erfindungsgemäß umzubauen, u. a. weil hierbei der vorhandene für einen Gap-Former geeignete Stoffauflauf beibehalten werden kann; er braucht in der Regel nur anders positioniert zu werden. Allen zuvor genannten "Duoformern" ist gemeinsam, daß bei ihnen schon zwei hintereinander angeordnete Saug­ walzen vorhanden sind, die beim erfindungsgemäßen Umbau (als "zweite" und "dritte" Saugwalzen) beibehalten werden und die wesentlich dazu beitragen, daß die Papierma­ schine - trotz der schweren Entwässerbarkeit der zu verarbeitenden Stoffsuspension - mit relativ hoher Arbeitsgeschwindigkeit betrieben werden kann.

Eine ähnliche Anordnung ist zwar schon bekannt aus Fig. 4 der EP 0475921. Davon unter­ scheidet sich die Erfindung u. a. dadurch, daß die nachgiebig an eines der Siebe anstellba­ ren Druckelemente stets an einer gekrümmten Sieblaufstrecke angeordnet sind, also an der Formiersaugwalze oder an einem ausgebauchten Entwässerungskasten. Falls sie an der Formiersaugwalze liegen, besteht ein wesentlicher Vorteil darin, daß ihre formations­ verbessernde Wirkung schon im Anfangsbereich der Doppelsiebzone vorhanden ist. Dies führt bei vielen Papiersorten zu einer deutlichen Qualitätssteigerung, insbesondere hin­ sichtlich der "Formation". Auch ist es dort besonders gut möglich, falls notwendig, das Flä­ chengewichtsquerprofil zu korrigieren, durch Anwendung unterschiedlicher Anpreßkräfte an einzelnen quer über die Maschinenbreite verteilten Stellen eines Druckelementes, z. B. einer Leiste. Schließlich wird durch Anordnung von Leisten an der Formiersaugwalze der Gefahr vorgebeugt, daß das Untersieb unter dem Druck der zuströmenden Faserstoffsus­ pension ausweicht; d. h. das Untersieb erfährt mittels der Leisten eine gewisse Stützung.

Mehrere Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Jede der Fig. 1 bis 7 zeigt schematisch einen Doppelsiebformer in Seitenansicht.

Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß zwei endlose Siebbänder, nämlich ein Untersieb 11 und ein Obersieb 12 miteinander eine Doppelsiebzone bilden. Der Anfangs­ bereich dieser Doppelsiebzone verläuft ungefähr horizontal. Ebenso ist die Strahlrichtung des Stoffauflaufes 10 bzw. 10A im wesentlichen horizontal oder nur wenig von oben nach unten geneigt. Im Bereich des Stoffauflaufes läuft das Untersieb 11 über eine Brustwalze 13, während das Obersieb 12 über eine Formiersaugwalze 14 läuft. Zwischen diesen bei­ den Walzen bilden die zwei Siebe 11, 12 einen Einlaufzwickel (oder "Gap") zur Aufnahme des aus dem Stoffauflauf 10 bzw. 10A kommenden Faserstoff-Suspensions-strahles. Beide Siebe 11 und 12 umschlingen die Formiersaugwalze 14 ein Stück weit gemeinsam. Auf­ grund der Längsspannung der beiden Siebbänder, unterstützt durch die Schwerkraft, strömt ein großer Teil der Suspensionsflüssigkeit durch das Untersieb 11 nach unten ab. Ein kleinerer Teil gelangt unter der Wirkung des Unterdruckes in das Innere der Formier­ saugwalze 14.

Bei einigen Ausführungsbeispielen (Fig. 1, 2 und 7) sind gegenüber der Saugzone der Formiersaugwalze 14 Druckelemente, z. B. Leisten 15 vorgesehen, die sich parallel zur Längsachse der Formiersaugwalze 14 erstrecken und nachgiebig, z. B. unter der Wirkung je eines Pneumatikschlauches) an das Untersieb 11 andrückbar sind. Die Pneumatik­ schläuche sind auf einer Tragkonstruktion 15' abgestützt, die vorzugsweise schwenkbar gelagert ist.

Bei den meisten Ausführungsbeispielen (Fig. 1 und 3 bis 7) ist ein Stoffauflauf 10 vorgese­ hen, der für einen Gap-Former geeignet ist. Gemäß Fig. 2 kann jedoch auch ein Stoffauf­ lauf 10A verwendet werden, dessen Oberlippe in bekannter Weise mittels eines Biegeträ­ gers 10B durchbiegungsfrei gehalten wird. In diesem Fall wird ein vergrößerter horizontaler Abstand zwischen der Brustwalze 13 und der Formiersaugwalze 14 vorgesehen. Somit bildet das Untersieb 11 eine kurze Ein-Sieb-Vorentwässerungszone mit einem zusätzlichen Entwässerungselement 13A.

Bei mehreren meisten Ausführungsbeispielen (Fig. 1 bis 5 und 7) laufen die beiden Siebe 11 und 12 (zusammen mit der sich dazwischen bildenden Faserstoffbahn) im Endbereich der Doppelsiebzone über eine zweite Saugwalzen 18 und über eine dritte Saugwalze 19. Der Laufweg der Siebe über diese Walzen ist mäanderförmig, so daß relativ große Um­ schlingungswinkel vorhanden sind. Somit ist für eine hohe Entwässerungskapazität ge­ sorgt. Zwischen den beiden Saugwalzen kann ein Deflektor 20 vorgesehen sein. Im übri­ gen vermeidet man jedoch in diesem Bereich stationäre Entwässerungselemente, um die Auswaschung von Fein- und Füllstoffen möglichst weitgehend zu vermeiden und um den Siebverschleiß zu verringern.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist diejenige gemäß Fig. 7. Hier sind im Bereich zwi­ schen der Formiersaugwalze 14 und den weiteren Saugwalzen 18 und 19 zusätzliche sta­ tionäre Entwässerungselemente weggelassen. Lediglich eine Auffangeinrichtung 25 für Spritzwasser kann z. B. am Umfang der Formiersaugwalze 14 vorgesehen werden. Der ho­ rizontale Abstand zwischen den Walzen 14 und 18 ist gegenüber den anderen Ausfüh­ rungsbeispielen drastisch reduziert, so daß dieser Doppelsiebformer den zusätzlichen Vorteil einer extrem kurzen Baulänge aufweist.

Je nach Art der herstellenden Faserstoffbahn kann es jedoch zweckmäßig sein, zwischen der Formiersaugwalze 14 und den weiteren Saugwalzen 18 und 19 zusätzliche bekannte stationäre Entwässerungselemente (z. B. 16, 17) vorzusehen. Zusätzlich zu den pneuma­ tisch anstellbaren Leisten 15 (Fig. 1, 2 und 7) oder anstelle dieser Leisten können in kur­ zem Abstand hinter der Formiersaugwalze 14 ein in der Schlaufe des Obersiebes 12 an­ geordneter und nach unten ausgebauchter Entwässerungskasten 26 in Verbindung mit pneumatisch an das Untersieb 11 andrückbaren Leisten 27 vorgesehen werden, die auf einer Tragkonstruktion 27' ruhen. Siehe hierzu die Fig. 3, 5 und 6. Alternativ hierzu kann in der Schlaufe des Untersiebes 11 ein nach oben ausgebauchter Entwässerungs­ kasten 29 vorgesehen sein, der mit nachgiebig an das Obersieb 12 andrückbaren Deflek­ toren 28 zusammenarbeitet. Diese sind an einer Wasserauffangeinrichtung 28' angeord­ net, deren Wirkung mittels Unterdruck erhöht werden kann. Die Fig. 4 zeigt hinter dem Entwässerungskasten 29 noch eine zusätzliche stationäre Entwässerungseinrichtung 17, die jedoch auch weggelassen werden kann.

Die schon erwähnten Saugwalzen 18 und 19 sind in der Regel übereinander angeordnet, wobei die untere Saugwalze 18 in der Schlaufe des Obersiebes 12 und die obere Saug­ walze 19 in der Schlaufe des Untersiebes 11 liegt. Die beiden Siebbänder 11 und 12 tren­ nen sich am Umfang der oberen Saugwalze 19. Das Untersieb 11 läuft über mehrere Wal­ zen 21 zurück zur Brustwalze 13, das Obersieb 12 über mehrere Walzen 22 zurück zur Formiersaugwalze 14. Die Faserstoffbahn folgt dem Untersieb 11 und wird in bekannter Weise mittels eines Filzbandes 23 und einer Abnahmesaugwalze 24 der nachfolgenden (nicht dargestellten) Pressenpartie zugeführt.

Die Fig. 5 zeigt eine hiervon abweichende Bauform: Hier laufen die beiden Siebbänder 11 und 12 zunächst über die obere Saugwalze 19', danach über die untere Saugwalze 18', an der sie sich trennen. Die Faserstoffbahn folgt dem Obersieb 12, von dem sie mittels eines Filzbandes 23' und einer Saugwalze 24' abgenommen wird.

Die Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 5 dadurch, daß die untere Saugwalze weggelassen also nur die obere Saugwalze 19' vorhanden ist, an der sich die Siebe wieder trennen. In diesem Fall folgt die Faserstoffbahn wiederum dem Untersieb 11.

Claims (14)

1. Doppelsiebformer zum Herstellen einer Faserstoffbahn, insbesondere eines hoch­ wertigen graphischen Papiers, aus einer Faserstoffsuspension, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden, einzeln schon bekannten Merkmale:

• a) zwei endlose Siebbänder, nämlich ein Untersieb (11) und ein Obersieb (12) bil­ den miteinander eine Doppelsiebzone, deren Verlauf in ihrem Anfangsbereich nur wenig von der Horizontalen abweicht;
• b) im Anfangsbereich der Doppelsiebzone laufen die Siebbänder über eine in der Schlaufe des Obersiebes liegenden Formiersaugwalze (erste Saugwalze 14);
• c) in der Doppelsiebzone sind mehrere entlang einer gekrümmten Sieblaufstrecke angeordnete und nachgiebig gegen eines der Siebe anstellbare Druckelemente (z. B. Leisten 15) vorgesehen, zwecks Einleitung von Druckpulsationen in die zwischen den Sieben vorhandene Faserstoffsuspension;
• d) im Endbereich der Doppelsiebzone laufen die Siebe gemeinsam über wenig­ stens eine zweite Saugwalze, (z. B. Siebsaugwalze 19' oder Formierwalze 18);

2. Doppelsiebformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (15) im Bereich des Umfanges der Formiersaugwalze (14) an das Untersieb (11) an­ stellbar sind (Fig. 1, 2, 4 oder 7).

3. Doppelsiebformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (27) "stromabwärts" von der Formiersaugwalze (14) im Bereich eines am Obersieb (12) anliegenden, gekrümmten (und zwar nach unten ausgebauchten) Entwässe­ rungskastens (26) an das Untersieb (11) anstellbar sind (Fig. 3, 5 oder 6).

4. Doppelsiebformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (28) "stromabwärts" von der Formiersaugwalze (14) im Bereich eines am Untersieb (11) anliegenden, gekrümmten, und zwar nach oben ausgebauchten Entwässerungs­ kastens (29) an das Obersieb (12) anstellbar sind (Fig. 4).

5. Doppelsiebformer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Anfangsbereich der Doppelsiebzone ein keilförmiger Einlaufzwickel derart ange­ ordnet ist, daß er die Faserstoffsuspension in Form eines freien Strahles aufnimmt (Gapformer) (Fig. 1, 3 bis 7).

6. Doppelsiebformer nach einem der A 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dop­ pelsiebzone eine kurze, durch das Untersieb (11) gebildete Ein-Sieb-Vorentwässe­ rungszone vorgeschaltet ist (Fig. 2).

7. Doppelsiebformer nach einem der A 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Saugwalze (18) in der Schlaufe des Obersiebes (12) angeordnet ist (Fig. 1 bis 4 oder 7).

8. Doppelsiebformer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Saugwalze (19') in der Schlaufe des Untersiebes (11) angeordnet ist (Fig. 5 oder 6).

9. Doppelsiebformer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Saugwalze (18) eine dritte, in der Schlaufe des anderen Siebes angeordnete Saug­ walze (19) (Siebsaugwalze) nachgeschaltet ist.

10. Doppelsiebformer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Saug­ walze (18) in der Schlaufe des Obersiebes (12) und die dritte Saugwalze (19) in der Schlaufe des Untersiebes (11) angeordnet ist (Fig. 1-4 oder 7).

11. Doppelsiebformer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Saug­ walze (19') in der Schlaufe des Untersiebes (11) und die dritte Saugwalze (18') in der Schlaufe des Obersiebes (12) angeordnet ist (Fig. 5).

12. Doppelsiebformer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Doppelsiebzone zusätzliche stationäre Entwässerungselemente (16, 17) vor­ gesehen sind.

13. Doppelsiebformer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zwischen Formiersaugwalze (14) und zweiter Saugwalze (18) zumindest weitgehend frei von zusätzlichen Entwässerungselementen ist (Fig. 7).

14. Doppelsiebformer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Formiersaugwalze (14) und der zweiten Saugwalze (18) nur ein kleiner Abstand be­ steht.