Vorrichtung zum Entwässern einer Faserbahn

Abstract

 Bei einer Vorrichtung zum Entwässern einer Faserbahn mit einem ersten Pressenelement (2), das eine Auflagefläche (4) für ein die Faserbahn (8) tragendes Entwässerungsband (5) sowie sich von der Auflagefläche (4) zu einer Saugkammer (9) erstreckende Wasserdurchtrittsöffnungen (3) aufweist, einem zweiten Pressenelement und einem von den beiden Pressenelementen (1, 2) gebildeten Pressenspalt, in dem eine Preßkraft auf die durch den Pressenspalt bewegte Faserbahn (8) und das sie tragende Entwässerungsband (5) ausübbar ist, ist zumindest das erste Pressenelement (2) stillstehend ausgebildet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entwässern einer Faserbahn, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.

[0002] Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art sind die beiden Pressenelemente je als Walze ausgebildet. Diejenige der beiden Walzen, an welcher das Entwässerungsband beim Durchlauf durch den Walzenspalt anliegt, kann als sogenannte Saugwalze ausgebildet sein, also einen gelochten Mantel und in ihrem Innere eine auf den Pressenspalt ausgerichtete Saugkammer aufweisen. Mit dem in der Saugkammer der bekannten Saugwalzen herrschenden Unterdruck, der mittels einer Pumpe erzeugt werden kann, kann jedoch die Entwässerung der Faserbahn nicht wesentlich gesteigert werden, unabhängig davon, ob als Entwässerungsband ein üblicher Pressenfilz oder ein mehrlagiges, formstabiles Siebgewebe verwendete wird. Zwar läßt sich mit einem solchen Siebgewebe dann, wenn es eine relativ große Offenheit hat, was problemlos zu realisieren ist, das im Pressenspalt aus der Faserbahn ausgepreßte Wasser vollständig aufnehmen. Durch den in der Saugkammer herrschenden Unterdruck kann aber nur ein Teil dieses Wassers dem Siebgewebe entzogen werden und durch die Löcher des Walzenmantels in die Saugkammer gelangen. Von dem im Entwässerungsband und den Öffnungen des Mantels der Saugwalze verbleibenden Wasser gelangt zumindest ein Teil zurück in die Faserbahn, wobei dieser Rückfluß um so stärker ist, je größer die Bahngeschwindigkeit und damit die Fliehkraft ist, welche insbesondere auf das sich im Mantel der Saugwalze befindende Wasser einwirkt und gegen die Faserbahn gerichtet ist.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Entwässern einer Faserbahn zu schaffen, die auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten eine Entwässerungsleistung hat, die deutlich über der Entwässerungsleistung der bekannten Naßpressen in der Naßpressenpartie einer Papiermaschine hat. Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

[0004] Dank des Einsatzes wenigstens eines stillstehenden Pressenelementes wirken auf das sich in den Durchtrittsöffnungen dieses Pressenelementes befindende Wasser keine Fliehkräfte, wodurch ein Rückstrom von Wasser in das Entwässerungsband verhindert und damit auch die Rückfeuchtung der Faserbahn wesentlich reduziert wird.

[0005] Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat außerdem die Bahn, längs deren sich das Entwässerungsband und die Faserbahn im Pressenspalt und beim Austritt aus diesem bewegt, einen Verlauf, der die Erzeugung von gegen die Faserbahn gerichteten Fliehkräften verhindert. Dies ist der Fall, wenn die Auflagefläche des ersten Pressenelementes eben oder, vom zweiten Pressenelement aus gesehen, konkav gekrümmt ist.

[0006] Sofern eine Entwässerung der Faserbahn nach beiden Seiten hin erfolgen soll, kann man beide Pressenelemente stillstehend ausbilden und mit Wasserdurchtrittsöffnungen versehen, die sich zu einem auf der der Faserbahn abgewandten Seite des Pressenelementes angeordneten Saugkammer erstrecken. Die Faserbahn wird hierbei zwischen zwei Entwässerungsbändern liegend durch den Pressenspalt hindurch bewegt. Statt einer Anordnung der Pressenelemente übereinander, die eine Entwässerung nach unten und oben ergibt, kann man die beiden Pressenelemente auch nebeneinander anordnen. Die Faserbahn wird dann in vertikaler Richtung durch den Walzenspalt geführt und in horizontaler Richtung entwässert.

[0007] Eine weitere, wesentliche Steigerung der Entwässerungsleistung läßt sich bei Verwendung eines mehrlagigen, formstabilen Siebgewebes als Entwässerungsband dann erreichen, wenn die Saugkammer an eine einen starken Luftstrom erzeugende Luftfördereinrichtung angeschlossen ist. Mittels dieses Luftstromes kann dann nämlich der größte Teil des Wassers, das beim Durchlauf durch den Pressenspalt aus der Faserbahn ausgepreßt und von dem Entwässerungsband aufgenommen worden ist, aus letzterem durch die Durchtrittsöffnungen des Pressenelementes hindurch in die Saugkammer transportiert werden.Es genügt hierbei, daß das Entwässerungsband für das aufzunehmende Wasser einen geringen Strömungswiderstand und eine ausreichend große Speicherkapazität hat. Das Wasserrückhaltevermögen kann hingegen relativ gering sein. Ein Entwässerungsband mit diesen Eigenschaften läßt sich ohne weiteres mit einem mehrlagigen, formstabilen Siebgewebe realisieren.

[0008] Mit der erfindungsgemäßen Lösung läßt sich nicht nur ein höherer Trockengehalt der Faserbahn als bisher erzielen. Von besonderem Vorteil ist auch der geringere bauliche und betriebliche Aufwand. Ferner ist der Energiebedarf für die Erzeugung der erforderlichen großen Luftmenge relativ gering, weil als Luftfördereinrichtung ein kostengünstiges und wirtschaftlich arbeitendes Gebläse verwendet werden kann.

[0009] Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt eine unvollständige schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels.

[0010] Eine Presse in der Naßpressenpartie einer Papier- oder Pappemaschine weist eine in einem nicht dargestellten Pressengestell mit horizontaler Drehachse gelagerte Walze 1 auf, von der in der Figur nur ein Teil der äußeren Kontur dargestellt ist. Diese Walze 1 weist einen nicht dargestellten Antrieb, der sie in Richtung des Pfeiles 15, also entgegen dem Uhrzeigersinn bei einer Blickrichtung gemäß der Figur, dreht und eine ebenfalls nicht dargestellte Belastungseinrichtung auf. Das mit der Walze 1 zusammenwirkende und den Pressenspalt begrenzende andere Pressenelement wird durch eine im Pressengestell feststehend angeordnete Lochplatte 2 gebildet, welche die gleiche Erstreckung in der axialen Richtung der Walze 1 hat wie diese. Eine solche feststehende Lochplatte wäre statt der Walze 1 vorzusehen, wenn eine Entwässerung nach beiden Seiten hin erfolgen sollte.

[0011] Wie die Figur zeigt, weist im Ausführungsbeispiel die Lochplatte 2 eine eben ausgebildete Mittelzone zwischen zwei von der Walze 1 aus gesehen konvex gekrümmten Randzonen auf. Die Lochplatte 2 könnte aber auch im Bereich der Randzonenebene ausgebildet sein, so daß die beiden Randzonen in der gleichen Ebene wie die Mittelzone liegen würden. Ferner könnte die Lochplatte 2 auch konvex gekrümmt sein, also eine Krümmung aufweisen wie der Mantel einer konventionellen Saugwalze, weil wegen der stillstehenden Anordnung der Lochplatte 2 eine solche Krümmung nicht dazu führt, daß in den die Lochplatte 2 durchdringenden Löchern 3 sich befindendes Wasser einer Fliehkraft ausgesetzt ist. Es wäre sogar auch möglich, der Lochplatte 2 eine von der Walze 1 aus gesehen eine konkave Krümmung zu geben, wobei dann der Krümmungsradius größer zu wählen wäre als derjenige der Manteloberfläche der Walze 1.

[0012] Die Lochplatte 2 bildet mit der der Walze 1 zugekehrten Oberfläche eine Auflagefläche 4 für ein als Ganzes mit 5 bezeichnetes, endloses Entwässerungsband, das in einer in sich geschlossenen Bahn umläuft, die durch Walzen definiert ist, von denen zunächst eine angetrieben ist, um das Entwässerungsband mit der erfoderlichen Geschwindigkeit zu transportieren. Bei diesem Entwässerungsband könnte es sich um einen Pressenfilz handeln, wie er in der Regel in den Naßpressen der Naßpressenpartie einer Papier- oder Pappemaschine verwendet wird. Eine wesentlich bessere Entwässerung läßt sich aber mittels des Entwässerungsbandes 5 erreichen, das aus wenigstens einer unteren Lage 6 eines formstabilen Siebgewebes und einer oberen Lage 7 eines ebenfalls formstabilen Siebgewebes besteht, wobei die beiden Lagen 6 und 7 durch Bindefäden miteinander verbunden sind. Alle Lagen bestehen ausschließlich aus monofilen Fäden und haben eine maximale Formstabilität, d.h. sie sind im Rahmen des Erreichbaren inkompressibel. Das offene Volumen der unteren Lage 6 ist so groß gewählt, daß alles Wasser, das im Pressenspalt aus einer vom Entwässerungsband 5 getragenen Faserbahn 8 ausgepreßt wird, aufgenommen werden kann. Die untere Lage 6 ist deshalb durch ein relativ grobes Gewebe gebildet. Die obere Lage 7 ist hingegen als ein feineres Gewebe ausgebildet, um zu verhindern, daß die Faserbahn 8 Markierungen oder störende Markierungen erhält. Die Durchlässigkeit der oberen Lage 7 für das aus der Faserbahn ausgepreßte Wasser ist jedoch so groß, daß der Übertritt in die untere Lage 6 nicht oder nicht wesentlich behindert wird.

[0013] Außer der hohen Durchlässigkeit des Entwässerungsbandes 5 für Wasser in der Richtung zu der an der Auflagefläche 4 anliegenden Unterseite hin, die von Lage zu Lage in dieser Richtung größer wird, weist das Entwässerungsband 5 eine hohe Luftdurchlässigkeit in seiner Bewegungsrichtung und entgegen seiner Bewegungsrichtung auf. Erreicht wird dies durch Längskanäle, die durch in Längsrichtung flottierende Fäden gebildet werden.

[0014] Im Bereich des Walzenspaltes schließt sich an die der Walze 1 abgekehrte Unterseite der Lochplatte 2 ein Saugkasten 9 an, der sich über die gesamte Länge der Lochplatte 2 in axialer Richtung der Walze 1 erstreckt. Dieser Saugkasten 9 enthält einen nicht dargestellten Wasserabscheider, von dem das aus der Luft abgeschiedene Wasser zu einem Wasserauslaß 10 gelangt. Ferner ist der Saugkasten 9, im Ausführungsbeispiel über einen Kanal 11, an ein Gebläse 12 angeschlossen, das von einem Motor 13 angetrieben wird und in der Lage ist, einen Luftstrom großen Volumens zu erzeugen, weitgehend unabhängig davon, welcher Unterdruck im Saugkasten 9 herrscht. Dieser Luftstrom großen Volumens hat zur Folge, daß, wie in der Figur durch die Pfeile 14 schematisch dargestellt, Luft in großer Menge in das Entwässerungsband 5 nach dem Abheben von der Lochplatte 2 eintritt und im Entwässerungsband 5 in und entgegen dessen Laufrichtung bis in den Pressenspalt hineinströmt, wo sie dann die Löcher 3 der Lochplatte 2 durchdringt und in den Saugkasten 9 eintritt. Ein Teil der vom Gebläse 12 geförderten Luft wird auch in das Entwässerungsband 5 vor dessen Auflaufen auf die Lochplatte 2 eintreten und dann durch die Löcher 3 hindurch in die Saugkammer 9 gelangen.

[0015] Die in großer Menge mit großer Geschwindigkeit das Entwässerungsband 5 und die Löcher 3 in dem auf den Saugkasten 9 ausgerichteten Bereich durchströmende Luft reißt das aus der Faserbahn 8 im Walzenspalt ausgepreßte und in das Entwässerungsband 5 sowie die Löcher 3 eingetretene Wasser mit und verhindert dadurch, daß es zu einer Rückfeuchtung der Faserbahn 8 kommen kann, bei welcher das in die Faserbahn 8 und die Löcher 3 eingeströmte Wasser wieder zurück in die Faserbahn 8 gelangt. Auch in der auslaufseitigen, gekrümmten Randzone der Lochplatte 2, in deren Bereich das Entwässerungsband 5 einer von der Walze 1 aus gesehen konvex gekrümmten Bahn folgt, besteht nicht die Gefahr einer Rückfeuchtung, weil zum einen die Faserbahn 8 hier bereits vom Entwässerungsband 5 abgehoben ist und zum anderen das im Entwässerungsband 5 vorübergehend gespeicherte Wasser durch den Luftstrom in den Saugkasten 9 abgeführt worden ist.

[0016] Dank des relativ geringen Strömungswiderstandes, den nicht nur die untere Lage 6, sondern auch die obere Lage 7 des Entwässerungsbandes 5 den im Pressenspalt aus der Faserbahn 8 ausgepreßten Wasser entgegensetzt, und Dank der zumindest weitgehenden Unterdrückung einer Rückfeuchtung der Faserbahn 8 wegen der sehr guten Entwässerung des Entwässerungsbandes 5 in den Saugkasten 9 hinein, läßt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine wesentlich bessere Entwässerung der Faserbahn 8 erreichen als mit den bekannten Pressen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es sogar, den im Walzenspalt auf die Faserbahn ausgeübten Druck geringer zu wählen als bei den bekannten Hochleistungsnaßpressen, wozu auch beiträgt, daß die in Laufrichtung gemessene Breite der Zone, in welcher auf die Faserbahn 6 ein Druck ausgeübt wird, gegenüber denjenigen Pressen vergrößert werden kann, bei denen der Pressenspalt durch zwei Walzen begrenzt ist.

[0017] Um die Reibung der Unterseite des Entwässerungsbandes 5 der Auflagefläche 4 der Lochplatte 2 gering zu halten, können reibungsreduzierende Maßnahmen getroffen werden. Beispielsweise kann die Auflagefläche 4 eine geeignete Oberflächenbehandlung erfahren. Die Reibung braucht jedoch nicht ausschließlich durch solche Maßnahmen reduziert zu werden, weil das zur Lochplatte aus dem Entwässerungsband 5 austretende Wasser einen Schmierfilm bildet, welcher die Reibung wesentlich verringert.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Entwässern einer Faserbahn mit

a) einem ersten Pressenelement (2), das eine Auflagefläche (4) für ein die Faserbahn (8) tragendes Entwässerungsband (5) sowie sich von der Auflagefläche (4) zu einer Saugkammer (9) erstreckende Wasserdurchtrittsöffnungen (3) aufweist,

b) einem zweiten Pressenelement und

c) einem von den beiden Pressenelementen (1, 2) gebildeten Pressenspalt, in dem eine Preßkraft auf die durch den Pressenspalt bewegte Faserbahn (8) und das sie tragende Entwässerungsband (5) ausübbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das erste Pressenelement (2) stillstehend ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn, längs deren sich das Entwässerungsband (5) und die Faserbahn (8) im Bereich des Pressenspaltes bewegen, einen Verlauf hat, der die Erzeugung von gegen die Faserbahn (1) gerichteten, auf das sich im Entwässerungsband (5) befindliche Wasser wirkenden Fliehkräften ausschließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkammer (9) an eine einen starken Luftstrom erzeugende Luftfördereinrichtung (12) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftfördereinrichtung durch ein Gebläse (12) gebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Pressenelement durch eine Lochplatte (2) gebildet ist, an deren dem zweiten Pressenelemente (1) abgewandte Seite sich zumindest im Bereich des Pressenspaltes die Saugkammer (9) anschließt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der sich an das erste Pressenelement (2) anschließende Rand der Saugkammer (9) entsprechend der Form des ersten Pressenelementes (2) in einer ebenen, konkaven oder konvexen Fläche liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (2) im Bereich des Pressenspaltes und der sich unmittelbar an den Pressenspalt auf der Austrittsseite anschließenden Zone eben ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Pressenelement eine drehbar gelagerte Walze (1) ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbahn (8) während des Durchlaufs durch den Pressenspalt zwischen zwei Entwässerungsbändern liegt und das zweite Pressenelement stillstehend ausgebildet sowie mit sich von seiner Auflagefläche für das eine Entwässerungsband zu einer Saugkammer erstreckenden Wasserdurchtrittsöffnungen versehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwässerungsband (5) wenigstens zwei übereinander angeordnete, formstabile Siebgewebelagen (6, 7) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die an der Auflagefläche (4) des ersten Pressenelementes (2) anliegende Siebgewebelage (7) einen in Bahnlängsrichtung verringerten Strömungswiderstand für den das Entwässerungsband (5) in dessen Laufrichtung und/oder entgegen dessen Laufrichtung durchströmenden Luftstromes aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch in Längsrichtung des Entwässerungsbandes (5) verlaufende flottierende Fäden zur Bildung von Längskanälen.

Zeichnung