Doppelsiebformer

Abstract

 Ein Doppelsiebformer 10 einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 12 wie insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn umfaßt zwei umlaufende endlose Sieben 14, 16, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 18 zusammenlaufen. Innerhalb einer sich an den Stoffeinlaufspalt 18 anschließenden Doppelsiebstrecke 24, die genau vertikal oder unter einem Winkel α zur Vertikalen V verläuft, wobei dieser Winkel α zweckmäßigerweise in einem Bereich von etwa -30° bis etwa +30°, insbesondere in einem Bereich von etwa -20° bis etwa +20° und vorzugsweise in einem Bereich von etwa -5° bis etwa +5° liegt, auf beiden Doppelsiebseiten jeweils wenigstens ein Applikator 26 zum Auftragen einer Füllstoffsuspension vorgesehen. Vorzugsweise liegt jeder Applikator 26 jeweils einem auf der anderen Doppelsiebseite vorgesehenen Saugerelement 28, 32, 34 gegenüber.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit zwei umlaufenden endlosen Sieben, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes zusammenlaufen.

[0002] Doppelsiebformer dieser Art sind beispielsweise aus der DE 41 02 065 C2 und der DE 198 23 724 A1 bekannt.

[0003] Zur Erzeugung hochwertiger Druckpapiere werden heutzutage in der Regel Gapformer verwendet, um für die Entwässerung der Faserstoffsuspension zu sorgen. Dabei wird der Feststoffgehalt bzw. Trockengehalt von 0,3 bis 2 % (Suspension) auf etwa 14 bis 22 % angehoben. Anschließend wird die Faserstoffbahn zur weiteren mechanischen Entwässerung in die Pressenpartie geführt. Im Unterschied zum horizontalen oder schrägen Gapformer kann mit einem vertikalen Gapformer die Suspension zu beiden Seiten unter gleichen Bedingungen entwässert werden. Dies bedeutet, daß sich die Schwerkraft in diesem Fall in gleicher Weise auf die Entwässerung zu beiden Seiten auswirkt, so daß z.B. eine Bevorzugung der Unterseite ausgeschlossen ist. Beim Auftragen einer Füllstoffsuspension im horizontalen oder schrägen Gapformer nach einer anfänglichen Entwässerung über eine Formierwalze wirkt sich die Erdanziehungskraft nachteilig auf die Unterseitenapplikation, d.h. den Auftrag auf der Unterseite, aus. Die Suspension muß entgegen der Erdanziehungskraft durch das Untersieb gesaugt werden, wodurch erhebliche Wirkungsgradverluste auftreten können.

[0004] Ziel der Erfindung ist es, einen Doppelsiebformer der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei hohem Wirkungsgrad eine starke beidseitige Füllstoffanreicherung in den oberflächennahen Schichten einer Faserstoffbahn bzw. eines Papiergefüges ermöglicht.

[0005] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß innerhalb einer sich an den Stoffeinlaufspalt anschließenden Doppelsiebstrecke, die genau vertikal oder unter einem Winkel α zur Vertikalen V verläuft, wobei dieser Winkel α zweckmäßigerweise in einem Bereich von etwa -30° bis etwa +30°, insbesondere in einem Bereich von etwa -20° bis etwa +20° und vorzugsweise in einem Bereich von etwa -5° bis etwa +5° liegt, auf beiden Doppelsiebseiten jeweils wenigstens ein Applikator zum Auftragen einer Füllstoffsuspension vorgesehen ist und vorzugsweise jeder Applikator jeweils einem auf der anderen Doppelsiebseite vorgesehenen Saugerelement gegenüberliegt.

[0006] Aufgrund dieser Ausbildung ist bei hohem Wirkungsgrad eine optimale beidseitige Füllstoffanreicherung in den oberflächennahen Schichten der zu bildenden Faserstoffbahn gewährleistet. Durch einen jeweiligen Applikator wird die Füllstoffsuspension zweckmäßigerweise gleichmäßig über die Bahnbreite aufgetragen. Mit einem jeweiligen Saugerelement kann die Füllstoffsuspension durch das zwischen dem Applikator und der Materialbahn liegende Sieb gesaugt werden.

[0007] Die Füllstoffsuspension enthält vorzugsweise Füllstoff und Wasser.

[0008] Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform ist als Füllstoff zumindest eines oder eine beliebige Kombination aus den folgenden Materialien vorgesehen: Kaoline, Clays, CaCO₃ (gemahlen -GCC, oder gefällt - PCC), Zeolithe, TiO₂, Bentonite und/oder andere mineralische Stoffe.

[0009] Wird Siebwasser zur Verdünnung des Füllstoffs verwendet, so kann die Füllstoffsuspension überdies Fein- und Faserstoffe enthalten.

[0010] Retentionsmittel und/oder andere Prozeßmittel können zur Erhöhung der Retention verwendet werden.

[0011] Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers ist im Bereich des Stoffeinlaufspaltes eines der beiden Siebe über eine besaugte Formierwalze geführt und das Doppelsieb im Anschluß daran in einen innerhalb der zumindest die wesentlichen vertikalen Doppelsiebstrecke liegenden Formierbereich geführt. Die Suspension wird somit anfänglich über die besaugte Formierwalze entwässert.

[0012] Der Formierbereich umfaßt vorzugsweise wenigstens einen Formierschuh.

[0013] Ein solcher Formierschuh besteht vorteilhafterweise aus einer oder mehreren Zonen, insbesondere aus 1 bis 4 Zonen und vorzugsweise aus 1 bis 3 Zonen.

[0014] Die Entwässerung und Vergleichmäßigung der Faserstoffbahn bzw. des Papiergefüges über dem Formierschuh erfolgt vorzugsweise mit Hilfe von besaugten Entwässerungselementen sowie Formationsleisten.

[0015] Zur weiteren Entwässerung der Faserstoffbahn im Anschluß an den Formierbereich innerhalb der zumindest im wesentlichen vertikalen Doppelsiebstrecke ist zweckmäßigerweise wenigstens ein Flachsauger vorgesehen, wobei die anschließende weitere Entwässerung der Faserstoffbahn vorzugsweise über einer Siebsaugwalze erfolgt.

[0016] Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Applikator vorgesehen, der einem auf der anderen Doppelsiebseite vorgesehenen Flachsauger gegenüberliegt.

[0017] Von Vorteil ist auch, wenn wenigstens ein Applikator vorgesehen ist, der einem auf der anderen Doppelsiebseite vorgesehenen Formierschuh gegenüberliegt.

[0018] Zweckmäßigerweise ist wenigstens ein Applikator vorgesehen, der einer auf der anderen Doppelsiebseite vorgesehenen Siebsaugwalze gegenüberliegt.

[0019] Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers wird das nach dem Auftragen der Füllstoffsuspension anfallende Siebwasser getrennt von dem vor dem Auftragen der Füllstoffsuspension anfallenden Siebwasser erfaßt und behandelt. Es können also zwei Siebwasserqualitäten erfaßt und getrennt weiterverarbeitet werden. Ein großer Teil des anfallenden füllstoffreichen Siebwassers kann direkt zur Verdünnung der Füllstofflurry verwendet werden. Hierdurch wird der Kreislauf annähernd geschlossen.

[0020] Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers liegt der Stoffeinlaufspalt allgemein unterhalb der zumindest im wesentlichen vertikalen Doppelsiebstrecke.

[0021] Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Figur 1

eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Doppelsiebformers mit einem einem Flachsauger gegenüberliegenden Applikator und einem einer Siebsaugwalze gegenüberliegenden Applikator,

Figur 2

eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Doppelsiebformers mit zwei jeweils einem Flachsauger gegenüberliegenden Applikatoren, wobei der näher beim Formierschuh vorgesehene Applikator auf der Seite des Untersiebs und der näher bei der Siebsaugwalze vorgesehene Applikator auf der Seite des Obersiebs angeordnet ist,

Figur 3

eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Doppelsiebformers mit zwei jeweils einem Flachsauger gegenüberliegenden Applikatoren, wobei der näher beim Formschuh vorgesehene Applikator auf der Seite des Obersiebs und der näher bei der Siebsaugwalze vorgesehene Applikator auf der Seite des Untersiebs angeordnet ist,

Figur 4

eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Doppelsiebformers mit einem dem Formierschuh gegenüberliegenden Applikator und einem einem Flachsauger gegenüberliegenden Applikator,

Figur 5

eine schematische Darstellung einer mit der der Figur 1 vergleichbaren weiteren Ausführungsform eines Doppelsiebformers, wobei jedoch der Formierschuh auf der Seite des Obersiebs vorgesehen ist,

Figur 6

eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eine Doppelsiebformers mit einem dem Formierschuh gegenüberliegenden Applikator und einem der Siebsaugwalze gegenüberliegenden Applikator und

Figur 7

eine schematische Darstellung einer mit der der Figur 3 vergleichbaren weiteren Ausführungsform eines Doppelsiebformers, wobei jedoch der Formierschuh auf der Seite des Obersiebs vorgesehen ist.

[0022] Die Figuren 1 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines Doppelsiebformers 10 einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 12, bei der es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln kann.

[0023] Der Doppelsiebformer 10 umfaßt ein umlaufendes endloses Untersieb 14 und ein umlaufendes endloses Obersieb 16, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 18 zusammenlaufen.

[0024] Im Bereich des Stoffeinlaufspaltes 18 ist das Untersieb 14 über eine Brustwalze 20 und das Obersieb 16 über eine besaugte Formierwalze 22 geführt.

[0025] In den unten liegenden Stoffeinlaufspalt 18 wird mittels eines Stoffauflaufs 24 von unten her Stoffsuspension eingebracht.

[0026] Innerhalb einer sich an den Stoffeinlaufspalt 18 nach oben hin anschließenden, zumindest im wesentlichen vertikalen Doppelsiebstrecke 24 ist auf beiden Doppelsiebseiten jeweils ein Applikator 26 zum Auftragen einer Füllstoffsuspension vorgesehen. Am oberen Ende der zumindest im wesentlichen vertikalen Doppelsiebstrecke 24 ist das Doppelsieb über eine Siebsaugwalze 28 geführt. Im Ablaufbereich dieser Siebsaugwalze 28 werden die beiden Siebe 14, 16 voneinander getrennt, wobei das Untersieb 14 schräg nach unten und das Obersieb 16 über eine Umlenkwalze 30 nach oben weggeführt wird.

[0027] Im Anschluß an die Brustwalze 20 und die Formierwalze 22 ist das Doppelsieb 14, 16 in einen innerhalb der zumindest im wesentlichen vertikalen Doppelsiebstrecke 24 liegenden, beispielsweise wenigstens einen Formierschuh 32 umfassenden Formierbereich geführt. Dieser Formierbereich bzw. Formierschuh 32 kann aus einer oder mehreren Zonen, insbesondere aus 1 bis 4 Zonen und vorzugsweise aus 1 bis 3 Zonen bestehen.

[0028] Bei den vorliegenden Ausführungsformen umfaßt der Formierschuh jeweils drei Zonen 32', 32'' und 32'''.

[0029] Mit Hilfe der Applikatoren 26 wird eine insbesondere Füllstoff und Wasser enthaltende Füllstoffsuspension über die Bahnbreite gleichmäßig aufgetragen. Als Füllstoffe können Kaoline, Clays, CaCO₃ (gemahlen -GCC, oder gefällt -PCC), Zeolithe, TiO₂, Bentonite und/oder andere mineralische Stoffe und jedwede Kombination aus diesen oder aus einem Teil dieser Materialien verwendet werden. Wird zur Verdünnung des Füllstoffs Siebwasser verwendet, kann die Füllstoffsuspension überdies Fein- und Faserstoffe enthalten. Zur Erhöhung der Retention können Retentionsmittel und/oder andere Prozeßhilfsmittel verwendet werden.

[0030] Die Applikatoren 26 sind im Doppelsiebbereich 24 jeweils gegenüber einem Saugerelement wie beispielsweise einem Flachsauger 34, der Siebsaugwalze 28 oder dem Formierschuh 32 angeordnet, über dem die Entwässerung und Vergleichmäßigung der Faserstoffbahn 12 mit Hilfe von besaugten Entwässerungselementen sowie Formationsleisten 36 erfolgen kann. Mittels des betreffenden Saugerelements wird die Füllstoffsuspension durch das zwischen dem betreffenden Applikator 26 und der Faserstoffbahn 12 liegende Sieb 14 bzw. 16 besaugt.

[0031] Die Faserstoffsuspension wird zwischen den beiden Sieben 14, 16 anfänglich über der besaugten Formierwalze 22 entwässert und anschließend in den beispielsweise einen Formierschuh 32 umfassenden Formierbereich geführt. Über dem Formierschuh 32 erfolgt die weitere Entwässerung und Vergleichmäßigung des Gefüges mit Hilfe von besaugten Entwässerungselementen sowie der Formationsleisten 36. Danach kann die Faserstoffbahn 12 mit Hilfe eines Flachsaugers 34, und anschließend über die besaugte Siebsaugwalze 28 weiter entwässert werden.

[0032] Beim Vertikalformer kann die sich an den Stoffeinlaufspalt 18 anschließende Doppelsiebstrecke 24 genau vertikal oder unter einem gewissen Winkel α zur Vertikalen V verlaufen, wobei dieser Winkel α beispielsweise in einem Bereich von etwa -30° bis etwa +30°, insbesondere in einem Bereich von etwa -20° bis etwa + 20° und vorzugsweise in einem Bereich von etwa -5° bis etwa +5° liegt.

[0033] Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 ist zwischen dem Formierschuh 32 und der Siebsaugwalze 28 auf der Seite des Untersiebs 14 ein Applikator 26 vorgesehen, der einem auf der Seite des Obersiebs 16 angeordneten Flachsauger 34 gegenüberliegt. Darüber liegt ein weiterer, auf der Seite des Obersiebs 16 vorgesehener Applikator 26 der Siebsaugwalze 28 gegenüber.

[0034] Bei der in der Figur 2 gezeigten Ausführungsform sind zwei jeweils einem Flachsauger 34 gegenüberliegende Applikatoren 26 vorgesehen, wobei der näher beim Formierschuh 32 vorgesehene Applikator 26 auf der Seite des Untersiebs 14 und der näher bei der Siebsaugwalze 28 vorgesehene Applikator 26 auf der Seite des Obersiebs 16 angeordnet ist. Im übrigen besitzt diese Ausführungsform zumindest im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die der Figur 1, wobei einander entsprechenden Teilen gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind.

[0035] Die Ausführungsform gemäß Figur 3 unterscheidet sich von der der Figur 2 lediglich dadurch, daß der näher beim Formierschuh 32 vorgesehene Applikator 26 nunmehr auf der Seite des Obersiebs 16 angeordnet ist, während der näher bei der Siebsaugwalze 28 vorgesehene Applikator 26 auf der Seite des Untersiebs 14 angeordnet ist. Auch hier liegen beide Applikatoren 26 jeweils wieder einem Flachsauger 34 gegenüber.

[0036] Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 liegt ein auf der Seite des Obersiebs 16 vorgesehener Applikator 26 dem Formierschuh 32 gegenüber, während ein weiterer, auf der Seite des Obersiebs 14 vorgesehener Applikator 26 wieder einem Flachsauger 34 gegenüberliegt. Im übrigen besitzt diese Ausführungsform zumindest im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die vorangehende Ausführungsform, wobei einander entsprechenden Teilen wieder gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind.

[0037] Die Ausführungsform gemäß Figur 5 unterscheidet sich von der der Figur 1 lediglich dadurch, daß der Formierschuh 32 anstatt auf der Seite des Untersiebs 14 nunmehr auf der Seite des Obersiebs 16 angeordnet ist.

[0038] Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 liegt ein auf der Seite des Untersiebs 14 vorgesehener Applikator 26 dem Formierschuh 32 gegenüber, während ein weiterer, auf der Seite des Obersiebs 16 vorgesehener Applikator 26 der Siebsaugwalze 28 gegenüberliegt.

[0039] Die Ausführungsform gemäß Figur 7 unterscheidet sich von der der Figur 3 im wesentlichen nur dadurch, daß der Formierschuh 32 anstatt auf der Seite des Untersiebs 14 nunmehr auf der Seite des Obersiebs 16 angeordnet ist.

[0040] Grundsätzlich sind auch beliebige Kombinationen der in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsformen denkbar.

[0041] Zur Verhinderung einer Füllstoffanreicherung des Wasserkreislaufs kann das nach dem Auftragen der Füllstoffsuspension anfallende Siebwasser getrennt von dem vor dem Auftragen der Füllstoffsuspension anfallenden Siebwasser erfaßt und behandelt werden. Es können also zwei Siebwasserqualitäten erfaßt und getrennt weiterverarbeitet werden. Ein großer Teil des anfallenden füllstoffreichen Siebwassers kann direkt zur Verdünnung der Füllstofflurry verwendet werden. Hierdurch wird der Kreislauf annähernd geschlossen.

Bezugszeichenliste

[0042] 

10

Doppelsiebformer

12

Faserstoffbahn

14

Untersieb

16

Obersieb

18

Stoffeinlaufspalt

20

Brustwalze

22

Formierwalze

24

Vertikale Doppelsiebstrecke

26

Applikator

28

Siebsaugwalze

30

Umlenkwalze

32

Formierbereich, Formschuh

32', 32'', 32'''

Zonen

34

Flachsauger

36

Formationsleisten

V

Vertikale

Ansprüche

1. Doppelsiebformer (10) einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (12), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit zwei umlaufenden endlosen Sieben (14, 16), die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes (18) zusammenlaufen,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb einer sich an den Stoffeinlaufspalt (18) anschließenden Doppelsiebstrecke (24), die genau vertikal oder unter einem Winkel (α) zur Vertikalen (V) verläuft, wobei dieser Winkel (α) zweckmäßigerweise in einem Bereich von etwa -30° bis etwa +30°, insbesondere in einem Bereich von etwa -20° bis etwa +20° und vorzugsweise in einem Bereich von etwa -5° bis etwa +5° liegt, auf beiden Doppelsiebseiten jeweils wenigstens ein Applikator (26) zum Auftragen einer Füllstoffsuspension vorgesehen ist und vorzugsweise jeder Applikator (26) jeweils einem auf der anderen Doppelsiebseite vorgesehenen Saugerelement (28, 32, 34) gegenüberliegt.

2. Doppelsiebformer (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Füllstoffsuspension Füllstoff und Wasser enthält.

3. Doppelsiebformer (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Füllstoff zumindest eines oder eine beliebige Kombination aus den folgenden Materialien vorgesehen ist: Kaoline, Clays, CaCO₃ (gemahlen -GCC, oder gefällt -PCC), Zeolithe, TiO₂, Bentonite und/oder andere mineralische Stoffe.

4. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Füllstoffsuspension überdies Fein- und Faserstoffe enthält.

5. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Füllstoffsuspension überdies Retentionsmittel und/oder andere Prozeßhilfsmittel enthält.

6. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des Stoffeinlaufspaltes (18) eines (16) der beiden Siebe (14, 16) über eine besaugte Formierwalze (20) geführt und das Doppelsieb (14, 16) im Anschluß daran in einen innerhalb der zumindest im wesentlichen vertikalen Doppelsiebstrecke (24) liegenden Formierbereich (32) geführt ist.

7. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Formierbereich wenigstens einen Formierschuh (32) umfaßt.

8. Doppelsiebformer (10) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Formierschuh (32) aus einer oder mehreren Zonen, insbesondere aus 1 bis 4 Zonen und vorzugsweise aus 1 bis 3 Zonen (32', 32'', 32''') besteht.

9. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Entwässerung und Vergleichmäßigung der Faserstoffbahn (12) über dem Formierschuh (32) mit Hilfe von besaugten Entwässerungselementen sowie Formationsleisten (36) erfolgt.

10. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur weiteren Entwässerung der Faserstoffbahn (12) im Anschluß an den Formierbereich (32) innerhalb der zumindest im wesentlichen vertikalen Doppelsiebstrecke (24) wenigstens ein Flachsauger (34) vorgesehen ist und die anschließende weitere Entwässerung der Faserstoffbahn (12) vorzugsweise über einer Siebsaugwalze (28) erfolgt.

11. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Applikator (26) vorgesehen ist, der einem auf der anderen Doppelsiebseite vorgesehenen Flachsauger (34) gegenüberliegt.

12. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Applikator (26) vorgesehen ist, der einem auf der anderen Doppelsiebseite vorgesehenen Formierschuh (32) gegenüberliegt.

13. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Applikator (26) vorgesehen ist, der einer auf der anderen Doppelsiebseite vorgesehenen Siebsaugwalze (28) gegenüberliegt.

14. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das nach dem Auftragen der Füllstoffsuspension anfallende Siebwasser getrennt von dem vor dem Auftragen der Füllstoffsuspension anfallenden Siebwasser erfaßt und behandelt wird.

15. Doppelsiebformer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stoffeinlaufspalt (18) allgemein unterhalb der zumindest im wesentlichen vertikalen Doppelsiebstrecke (24) liegt.

Zeichnung