Entwässerungseinheit für Langsieb-Papiermaschinen

Abstract

 Bei einer Entwässserungseinheit für Langsieb-Papiermaschinen zur nach oben gerichteten Entwässerung eines Papier­vlieses (7), das auf einem Langsieb­abschnitt der Entwässerungseinheit zugeführt und auf einem weiteren Langsiebabschnitt von dort weitergeführt wird, mit einem über Führungswalzen geführten oberen Umlaufsieb (4), das zwischen den beiden Langsiebab­schnitten zusammen mit einem mittleren Langsiebabschnitt auf eine nach unten gerichtete Entwässerungsfläche (3) eines in­nerhalb des oberen Umlaufsiebs (4) angeordneten Entwässerungskastens (1) zusammengeführt und an der in Laufrichtung (8) des Langsiebs (6) nach unten ausgewölbten Entwässerungs­fläche (3) diese berührend vorbeiführbar ist, ist die die Entwässerungs­fläche (3) aufweisende Bodenplatte (2) des Entwässerungska­stens (1) zur Veränderung der nach unten gerichteten Auswöl­bung ihrer Entwässerungsfläche (3) veränderlich durchbiegbar und ist der Oberseite der Bodenplatte (2) des Entwässe­rungskastens (1) mindestens ein Druckelement (17,18) zugeord­net, mittels dessen die Bodenplatte (2) veränderbar durchbiegbar ist und das andererseits an einem starren und unbeweglichen Teil des Entwässerungskastens (1) abgestützt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Entwässerungseinheit für Lang­sieb-Papiermaschinen zur nach oben gerichteten Entwässerung eines wasserhaltigen Papiervlieses, gemäß Oberbegriff des Pa­tentanspruchs 1.

[0002] Bei der aus der DE-OS 27 20 046 bekannten Entwässerungsein­heit der vorstehend bezeichneten Gattung ist die Bodenplatte des Entwässerungskastens zwar bereits als nach unten ausge­wölbter Schuh ausgebildet; die Auswölbung ist jedoch unverän­derlich, die Schuh-Bodenplatte also in sich starr. Der Ab­stand zwischen dem Langsieb und dem oberen Umlaufsieb im Be­reich des mittleren Langsiebabschnitts ist also in Lauf­richtung des Langsiebs gesehen nicht veränderlich. Da das auf dem Langsieb befindliche wasserhaltige Papiervlies während des Durchlaufs durch den genannten mittleren Langsiebab­schnitt fortlaufend nach oben entwässert sowie zugleich auch nach unten entwässert wird, nimmt die Schichtdicke des Pa­piervlieses fortlaufend ab. Bei gleichbleibenden Abstand zwi­schen Langsieb und oberem Umlaufsieb nimmt damit dann zugleich die Entwässerungswirkung nach oben ab. Für eine ver­fahrensökonomische Papierherstellung ist jedoch in allen Pha­sen der Entwässerung eine soweit wie nur möglich gehende Ent­wässerung anzustreben, um bei der nachfolgenden Trocknungs­ phase mit einem möglichst geringen Energiebedarf auskommen zu können.

[0003] Ein im Prinzip gleichartiger Sachverhalt hinsichtlich sowohl der Detailgestaltung als auch der Auswirkung ist bei der Ent­wässerungseinheit für Langsieb-Papiermaschinen gemäß DE-PS 29 51 183 festzustellen.

[0004] Zur Verbesserung der Entwässerung im Bereich des mittle­ren Langsiebabschnitts sind in Verbindung mit der Verwendung ei­nes innerhalb des oberen Umlaufsiebs angeordneten Entwässe­rungskastens bereits als Widerlager dienende Einheiten einge­setzt worden, die den genannten mittleren Langsiebabschnitt von unten unterstützen, insbesondere um ein Ausweichen und Durchhängen des Langsiebs in diesem Bereich zu verhindern. So ist beispielsweise aus der DE-PS 31 53 305 eine Entwässe­rungseinheit bekannt, bei der quer zur Laufrichtung des Lang­siebs verlaufende Stützelemente an der Unterseite des mittle­ren Langsiebabschnitts vorgesehen sind, die in Höhen­richtung verstellbar sind. Mittels dieser Stützelemente werden der mittlere Langsiebabschnitt und das obere Umlaufsieb sowie das zusätzlich vorgesehene untere Umlaufsieb sogar nach oben aus­gewölbt, so daß die beiden Umlaufsiebe im betroffenen mittle­ren Langsiebabschnitt eine Durchbiegung erfahren, die entge­gengesetzt zu ihrer Durchbiegung auf den zugehörigen Umlenk­walzen gerichtet ist und damit beide Siebe in ihrer Lebensdauer beeinträchtigt. Im übrigen ist bei dieser Entwässerungseinheit der oben liegende Entwässerungskasten lediglich als nach unten offenes Gehäuse ausgebildet, also als Entwässerungskasten ohne Bodenplatte, so daß das obere Umlaufsieb oberseitig führungslos ist.

[0005] Aus der DE-PS 34 06 217 die Verwendung eines Stütztisches be­kannt, über den die Siebe laufen. Dem Stütztisch liegt auf der anderen Siebseite eine Führungsbahn gegenüber, die aus dicht nebeneinander liegenden Leisten gebildet ist. Diese sitzen mit ihrer siebabgewandten Seite auf einer elastischen Tragschicht und können einzeln und/oder in Gruppen Auslenkun­gen des Siebes folgen. Der Stütztisch stellt dabei einen in­nerhalb des oberen Umlaufsiebes angeordneten Entwässerungska­sten dar, und die Vielzahl der quer zur Laufrichtung des Langsiebs angeordneten Leisten bildet ein Widerlager. Zwar ist durch die in Höhenrichtung unterschiedliche Einstellbar­keit der einzelnen Leisten bereits in gewissem Maße eine Ein­stellbarkeit des Abstandes zwischen oberem Umlaufsieb und Langsieb erreichbar; der hierfür erforderliche Aufwand ist jedoch angesichts des erreichten Ergebnisses kaum zu recht­fertigen, insbesondere da die Entwässerung nach unten im be­troffenen mittleren Langsiebabschnitt beeinträchtigt wird.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entwässerungs­einheit der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß der Abstand zwischen Langsieb und oberen Umlaufsieb auf der Strecke des mittleren Langsiebabschnitts aus der Richtung des oberen Entwässerungskastens einstellbar ist, und zwar zur Er­zielung unterschiedlicher Abstände gesehen in Laufrichtung des Langsiebs, um auf diese Weise den Wirkungsgrad der nach oben gerichteten Entwässerung zu verbessern und zugleich der mit fortlaufender Entwässerung abnehmenden Vliesdicke Rech­nung tragen zu können.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen­den Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

[0008] Vorteilhafte Weiterbildungen sind aus den Unteransprüchen zu ersehen.

[0009] Durch die veränderlich druchbiegbare Gestaltung der Boden­platte kann der Abstand zwischen Langsieb und oberen Umlauf­sieb in Laufrichtung des Langsiebs gesehen nach den jeweili­ gen Bedürfnissen eingestellt werden. So kann beispielsweise durch eine Reduzierung des Abstands zwischen den beiden Sie­ben insbesondere im Bereich des Ansatzes des oberseitig auf die Bodenplatte einwirkenden Druckelements eine fortschreitend größere Annäherung der beiden Siebe erreicht werden, die der durch die Entwässerung bedingten Reduzierung der Vlies­höhe Rechnung trägt. Dies ist insbesondere bei der Her­stellung von Sonderpapieren und insbesondere dünnen Papieren von erheblichem Vorteil, da im Bereich des mittleren Langsiebabschnitts eine insgesamt verbesserte Entwässerung erreichbar ist. Die vorgesehene Durchbiegbarkeit ist durch das zugleich vorgesehene Druckelement an der Oberseite der Boden­platte problemlos realisierbar. Im übrigen wird mittels der veränderlich durchbiegbaren Gestaltung der Bodenplatte eine stufenfreie Auswölbung der Entwässerungsfläche erreicht, was für einen einwandfreien Lauf der Siebe und deren Lebensdauer von erheblicher Bedeutung ist.

[0010] Durch die Vorsehung von mehreren Druckelementen, in Laufrich­tung des Langsiebs gesehen hintereinander liegend, kann prak­tisch jeder gewünschte Auswölbungsverlauf der Entwässerungs­fläche erreicht werden.

[0011] Als wohl in jeder Hinsicht wirkungsvollste Gestalt eines Druckelements kommen eine hydraulische oder pneumatische Kol­ben/Zylinder-Einheit sowie ein hydraulisch oder pneumatisch unter Innendruck stehender Schlauch in Betracht. Diese Arten von Druckelementen zeigen im Gegensatz zum Schneckentrieben oder dergleichen mechanischen Einrichtungen eine gewisse Ela­stizität, die sich bei den hohen Laufgeschwindigkeiten moder­ner Langsieb-Papiermaschinen vorteilhaft zumindest in Hin­blick auf die Siebe auswirkt.

[0012] Wegen der veränderlichen Durchbiegbarkeit der Bodenplatte empfiehlt sich für deren Befestigung an den Stirnwänden des Entwässerungskastens eine schwenkbewegliche Anordnung. Diese schwenkbewegliche Anordnung kann beispielsweise durch die Vorsehung eines Scharniergelenks im betroffenen Bereich zwi­schen Bodenplatte und Stirnwand des Entwässerungskastens er­reicht werden, andererseits aber auch dadurch, daß bei star­rer Zuordnung von Bodenplatte und Stirnwand die Bodenplatte im betroffenen Bereich in solcher Wandstärke ausgeführt wird, daß sie eine Verschwenkbarkeit unter Deformation zuläßt. Be­achtlich ist in diesem Zusammenhang, daß es sich ja nur um verhältnismäßig sehr kleine Schwenkwinkel handelt und daß die Bodenplatte keiner etwa schnellen Hin- und Herschwenkung aus­gesetzt ist. Eine Verschwenkung im betroffenen Bereich findet immer nur bei einer Veränderung der Durchbiegung der Boden­platte statt.

[0013] In der Praxis besonders einfach realisierbar ist die Durch­biegung der Bodenplatte, wenn diese einstückig ausgebildet ist und aus Kunststoff besteht. Die Durchbiegung kann dann ohne weiteres als Deformation unter der Einwirkung des minde­stens einen Druckelementes erreicht werden.

[0014] Andererseits besteht aber auch durchaus die Möglichkeit, die Bodenplatte geteilt auszubilden und zwischen jeweils benach­barten Teilen ein Scharniergelenk anzuordnen. Dabei wird wohl der ersterwähnten Variante der Vorzug zu geben sein, da sie einen schonenderen Lauf des oberen Umlaufsiebs über die Ent­wässerungsfläche gewährleistet.

[0015] Nachfolgend wird die Erfindung weiter ins Einzelne gehend un­ter Bezugnahme auf in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entwässe­rungseinheit mit zweiteiliger Bodenplatte und Schlauch als Druckelement;

Fig. 2 eine Einzelheit einer zweiten Ausführungsform eben­falls im Längsschnitt mit einteiliger Bodenplatte und Kolben/Zylinder-Einheit als Druckelement;

Fig. 3 eine starre Befestigungder Bodenplatte an ei­ner Stirnwand des Entwässerungskastens;

Fig. 4 eine gelenkige Anordnung der Bodenplatte an ei­ner Stirnwanddes Entwässerungskastens;

Fig. 5 eine Bodenplatte in zweiteiliger Ausführung mit Schar­niergelenk zwischen den beiden Teilen.

[0016] Der in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Entwässerungska­sten 1 ist nach unten durch eine Bodenplatte 2 abgeschlossen, deren untere Fläche 3 die Entwässerungsfläche und zugleich die Führungsfläche für das obere Umlaufsieb 4 ist. In der Bo­denplatte 2 ist eine Vielzahl von Durchtrittskanälen 5 zur Abführung des Entwässerungswassers vorgesehen.

[0017] In einem gewissen Abstand unter einem oberen Umlaufsieb 4 ist ein Langsieb 6 erkennbar, wobei zwischen beiden Sieben 4 und 6 ein zu entwässernde wasserhaltige Papiervlies 7 dargestellt ist.

[0018] Die Führung der beiden Siebe 4 und 6 vor und hinter dem Ent­wässerungskasten 1 ist übliche Art und dahernicht darge­stellt.

[0019] Die Laufrichtung des Papiervlieses 7 und der beiden Siebe 4 und 6 ist durch einen Pfeil 8 gekennzeichnet.

[0020] Im Inneren des Entwässerungskastens 1 sind in üblicherweise drei Sammelbecken 9, 10 und 11 vorgesehen, wobei das Becken 9 für das Wasser bestimmt ist, das unmittelbar vor dem Entwäs­serungskasten 1 zur Abführung ansteht; die zugehörige Zufüh­rung dieses Entwässerungswassers in das Becken 9 ist üblicher Art und nicht dargestellt. Das Becken 10 dient zur Aufnahme des Entwässerungswassers, das vor einer im Inneren des Ent­wässerungskastens 1 querstehenden Wand 12 zur Abführung an­steht, während das Becken 11 für das Entwässerungswasser hin­ter der querstehenden Wand 12 bestimmt ist.

[0021] Die Bodenplatte 2 ist an den in Laufrichtung 8 des Langsiebs 6 querstehenden Stirnwänden 13 des Entwässerungskastens befe­stigt. Diese Befestigung kann praktisch beliebiger Art sein, also beispielsweise gelenkig , wie in Fig. 1 schematisch dar­gestellt ist, oder starr wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Für eine gelenkige Ausbildung kommt insbesondere eine Gestal­tung gemäß Fig. 4 in Frage, wo das freie Ende der Stirnwand 13 und das zugeörige Ende der Bodenplatte 2 gemeinsam als Scharniergelenks 14 gestaltet sind. Für eine starre Verbindung zwischen Stirnwand 13 und Bodenplatte 2 kommt insbesondere zugleich eine Gestaltung des zugehörigen Endes der Boden­platte 2 gemäß Fig. 3 in Betracht, wo der unmittelbar hinter dem Befesti­gungsbereich der Bodenplatte 2 liegende Abschnitt 15 dersel­ben in seiner Wandstärke erheblich reduziert ist, um dort eine Schwenkbeweglichkeit unter Deformation erreichen zu kön­nen.

[0022] Die Bodenplatte 2 kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Eine einteilige Ausbildung ist aus Fig. 2 zu ersehen, während die Fig. 1 und 5 eine zweiteilige Ausbildung zei­gen, wobei zwischen den beiden Teilen 2a und 2b dann ein Ge­lenk vorzusehen ist, wie in Fig. 1 schematisch angedeutet ist. Eine besondere Ausführungsform eines solchen Gelenks 16 ist aus Fig. 5 zu ersehen; es handelt sich dabei wiederum um ein Scharniergelenk ähnlich der Ausbildung des Scharnierge­lenks 14 zwischen Stirnwand 13 und Bodenplatte 2 gemäß Fig. 4.

[0023] Als Druckelement zur gezielten Durchbiegung der Bodenplatte 2 ist bei der Ausführungsform der Fig. 1 ein Schlauchelement 17 vorgesehen, das einerseits auf der Oberseite der Boden­platte 2 aufliegt und andererseits Abstützung an der Unter­seite des Sammelbeckens 10 findet, das mit der querstehenden Wand 12 und damit mit dem Entwässerungskasten 1 in starrer Verbindung steht. Durch Erhöhung des Drucks im Inneren des Schlauchele­ments 17 weitet sich dieses auf und drückt dabei von oben auf die Bodenplatte 2, wobei diese nach unten aus­weicht und dabei die angestrebte Durchbiegung erfährt.

[0024] Anstelle des Schlauchelements 17 kann beispielsweise gemäß Fig. 2 eine Kolben/Zylindereinheit 18 Verwendung finden.

[0025] Die querstehende Wand 12, die das Innere des Entwässerungska­stens 1 in einen vorderen und einen hinteren Abschnitt unter­teilt, denen die Sammelbecken 10 bzw. 11 zugeordnet sind, muß an sich über die gesamte Höhe des Innenraums des Entwässe­rungskastens 1 geführt sein. Bei Verwendung eines Schlauch-elements 17, das dabei abdichtend auf der Oberseite der Bo­denplatte 2 aufliegt, kann die querstehende Wand 12 be­reits in einem gewissen Abstand von der Oberseite der Boden­platte 2 enden, da sich das Schlauchelement 17, gemäß Fig. 1, zugleich auch an der querstehenden Wand 12 und einer die­ser gegenüber liegenden, nach unten gerichteten Verlängerung 19 abstützt, so daß das Schlauchelement 17 wirkungstechnisch zugleich Be­standteil der querstehenden Wand 12 bildet.

[0026] Ist eine tatsächlich von der Oberseite der Bodenplatte 2 aus bis zur oberen Abschlußwand des Entwässerungskastens 1 durch­gehende Wand vorgesehen, so muß wegen der Durchbiegbarkeit der Bodenplatte 2 unter der Einwirkung des Druckelements 17 bzw. 18 die querstehende Wand in sich verlängerbar sein. Dies kann beispielsweise durch eine teleskopartige Ausbildung oder die Vorsehung eines Balgelements erreicht sein.

[0027] Durch die erfindungsgemäße Ausbildung, nämlich die Durchbieg­barkeit der Bodenlatte 2 wird in der Tat erreicht, daß auf das Papiervlies 7, das zwischen den Sieben 4 und 6 einge­spannt ist, immer der gleiche Druck ausgeübt wird. Dieser Druck wird bestimmt durch die Größe des Vakuums in den beiden durch die querlaufende Wand 12 voneinander getrennten Berei­chen des Inneren des Entwässerungskastens 1 und die Größe der Zugkräfte in den Sieben 4 und 6. Die von dem Druckelement 17 bzw. 18 auf die Oberseite der Bodenplatte 2 ausgeübte Kraft, beispielsweise in der Form des Innendrucks in dem Schlauch­element 17, bewirkt stets eine Durchbiegung der Bodenplatte 2 Für diese Durchbiegung gilt folgende Beziehung:
D = [4P - L (V₁ + V₂)]/[8 (S₁ + S₂)]
Dabei bedeuten:
P      die auf die Oberseite der Bodenplatte 2 einwirkende Kraft je Längeneinheit gemessen in Querrichtung der Bodenplat­te;
L      den Abstand zwischen den beiden einander gegenüber lie­genden Stirnwänden 13 des Entwässerungskastens 1 bzw. zwischen den zugehörigen endseitigen Befestigungen der Bodenplatte 2;
V₁      den Unterdruck in der einen Innenkammer des Entwässe­rungskastens 1;
V₂      den Unterdruck in der anderen Innenkammer des Entwässe­rungskastens 1;
S₁      den Siebzug im oberen Umlaufsieb 4;
S₂      den Siebzug im Langsieb 6.

[0028] Die oben angegebene Gleichung läßt erkennen, daß das gesamte System im Gleichgewicht steht, d.h. der Druck auf die Papier­bahn auch dann gleichbleibt, wenn sich eine der verschiedenen Komponenten, ob beabsichtigt oder unbeabsichtigt, ändert.

Ansprüche

1. Entwässerungseinheit für Langsieb-Papiermaschinen zur nach oben gerichteten Entwässerung eines wasserhaltigen Papier­vlieses, das auf einem im wesentlichen horizontalen Langsieb­abschnitt der Entwässerungseinheit geführt und auf einem wei­teren im wesentlichen horizontalen Langsiebabschnitt von dort weiter­geführt wird, mit einem über Führungswalzen geführten oberen Umlaufsieb, das zwischen den beiden Langsiebabschnitten zu­sammen mit einem mittleren Langsiebabschnitt auf eine nach unten gerichtete Entwässerungsfläche eines innerhalb des obe­ren Umlaufsiebs angeordneten Entwässerungskastens zusammenge­führt und an der in Laufrichtung des Langsiebs nach unten ausgewölbten Entwässerungsfläche diese berührend vorbeiführ­bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Entwässerungs­fläche (3) aufweisende Bodenplatte (2) des Entwässerungska­stens (1) zur Veränderung der nach unten ge­richteten Auswölbung ihrer Entwässerungsfläche (3) veränder­lich durchbiegbar ist und daß der Oberseite der Bodenplatte (2) des Entwässerungskastens (1) mindestens ein Druckelement (17,18) zugeord­net ist, mittels dessen die Boden­platte (2) veränderbar durchbiegbar ist und das andererseits an einem starren und unbeweglichen Teil des Entwässerungskastens (1) abgestützt ist.

2. Entwässerungseinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­kenn-zeichnet, daß das Druckelement in einer hydraulischen oder pneumatischen Kolben/Zylinder-Einheit (18) besteht.

3. Entwässerungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement in einem hydraulisch oder pneumatisch unter Innendruck stehenden und durch erhöhte Druckbeaufschlagung im Durchmesser aufweitbaren Schlauchele­ment (17) besteht.

4. Entwässerungseinheit nach mindestens einem der vorherge­henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (2) des Entwässerungskastens (1) an den beiden quer zur Lauf­richtung (8) des Langsiebs (6) liegenden Stirnwänden (13) des Entwässerungskastens (1) schwenkbeweglich angeordnet ist.

5. Entwässerungseinheit nach Anspruch 5. dadurch gekennzeich­net, daß zur schwenkbeweglichen Anordnung der Bodenplatte (2) des Entwässerungskastens (1) an dessen Stirnwänden (13) zwi­schen Boden­platte (2) und Stirnwand (13) ein Scharniergelenk vorgesehen (14) ist.

6. Entwässerungseinheit nach Anspruch 6. dadurch gekennzeich­net, daß zur schwenkbeweglichen Anordnung der Bodenplatte (2) an den Stirnwänden (13) des Entwässerungskastens (1) die Boden­platte (2) den Stirnwänden (13) zwar starr zugeordnet ist, jedoch im Zuordnungsbereich (15) eine solche Wandstärke aufweist, die eine Verschwenkung unter Deformation zuläßt.

7. Entwässerungseinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (2) einstückig ausgebildet ist und aus Kunststoff besteht.

8. Entwässerungseinheit nach mindestens einem der vorherge­henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte im Bereich der Anordnung des mindestens einen Druckelements (17,18) quer zur Laufrichtung (8) des Langsiebs (7) geteilt ausgebildet ist, wobei zwischen den beiden Teilen (2a,2b) ein Scharniergelenk (16) angeordnet ist.

9. Entwässerungseinheit nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des mindestens einen Druckelements (17,18) eine zur Laufrichtung (8) des Langsiebs (7) querstehende Wand (12) von der Bodenplatte (2) aus nach oben vorsteht, der ein Sammelbecken (10) für das in Laufrichtung (8) des Langsiebs (7) vor der Wand (12) durch die Bodenplatte (2) durchtretende Wasser zugeord­net ist.

10. Entwässerungseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekenn­zeichnet, daß die querstehende Wand (12) in Höhenrichtung längenveränder­lich ausgebildet ist .

11. Entwässerungseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzei­chet, daß der untere Teil der querstehenden Wand (12) von dem als Druck­element dienenden Schlauchelement (17) gebildet ist.

Zeichnung