Die Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Doppelsiebformer ist beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften
An bekannten Leisten-Spaltformern beginnt die Entwässerung der eingebrachten Faserstoffsuspension auf einem mit Keramikleisten bestückten Kasten, über dessen gekrümmter Oberfläche die beiden Siebe zusammenlaufen und die erste Entwässerung stattfindet. Der Kasten kann, je nach Ausführungsform, zur Umgebung hin offen oder geschlossen ausgeführt sein. Bei einem geschlossenen Kasten ist die Anwendung von Vakuum möglich. Es kann sich auch um einzelne Keramikleisten handeln, die vorzugsweise auf Tragrippen befestigt sind.
Bei hohen Geschwindigkeiten treten an diesem Formertyp oft helle Flecken in der hergestellten Faserstoffbahn auf, da die beim Strahleinschuss der Faserstoffsuspension in den Stoffeinlaufspalt eingeschleppte Luft, sowohl im Faserstoffsuspensionsstrahl als auch in den Sieben, nicht ausreichend durch die beiden Siebe entfernt werden kann.
Damit die eingeschleppte Luft verbessert entfernt wird, hat man in der Vergangenheit an offenen und einzelne Keramikleisten aufweisenden Kästen so genannte Foilrillen in einzelne Keramikleisten eingearbeitet, die durch das dabei im Betrieb entstehende Foilvakuum die eingeschleppte Luft absaugen sollen. Eine derartige Ausführung ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
Nachteilig an dieser Ausführung ist, dass das angelegte Vakuum nicht einstellbar ist und somit nicht unabhängig von der Siebgeschwindigkeit einstellbar ist. Des Weiteren können die Rillen selbst unter normalen Betriebsbedingungen mehr oder weniger schnell und stark verschmutzen. An geschlossenen Kästen hat man bereits ein Vakuum angelegt, jedoch muss dabei entweder hinter den Keramikleisten ein Stauwehr oder ein offener Wassersumpf installiert sein. Ansonsten beginnt die Vakuumzone derart spät, dass das aus der Faserstoffsuspension entnommene Siebwasser im Kasten frei über dem Brustwalzenscheitel ablaufen kann. Das Stauwehr und der offene Wassersumpf haben zudem den Nachteil, dass sie die Luftabfuhr vom Sieb behindern. Weiterhin sitzt bei freiem Ablauf der Kasten im Regelfall so weit oben, dass die eingeschleppte Luft schon von der herzustellenden Faserstoffbahn (Fasermatte) eingeschlossen ist.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Doppelsiebformer einer Maschine zur Herstellung einer fleckenfreien Faserstoffbahn infolge einer störungsfreien Abfuhr sowohl von eingeschleppter Luft als auch von aus der Faserstoffsuspension entnommenem Siebwasser im initialen Entwässerungsbereich anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kastenboden einen - in vertikaler Richtung gesehen - höchsten Punkt aufweist, der um eine vertikale Höhe im Bereich von 10 bis 700 mm, vorzugsweise von 100 bis 400 mm, über dem Beginn der in Sieblaufrichtung ersten freien Entwässerungsöffnung liegt, und dass der Impingementschuh mittels mindestens einer Vakuumquelle mit einem Vakuum ≥ 0,5 kPa, vorzugsweise ≥ 2 kPa, insbesondere ≥ 5 kPa, regel-/steuerbar besaugt ist.
Dies beeinflusst die störungsfreie Abfuhr von aus der Faserstoffsuspension entnommenem Siebwasser im initialen Entwässerungsbereich in besonders günstigem Maße, ohne dass dabei ein offener Wassersumpf entsteht. Das Siebwasser kann im Kasten frei über dem Brustwalzenscheitel ablaufen.
Überdies wird die in der Faserstoffsuspension enthaltene Luft wirksam entnommen und die Abfuhr des Luft-Siebwasser-Gemisches wird zudem wirksam unterstützt.
Diese Lösung ermöglicht den Betrieb des Doppelsiebformers selbst bei hohen Siebgeschwindigkeiten ≥ 1.500 m/min, vorzugsweise ≥ 1.700 m/min, und bei niedrigen Flächengewichten, ohne dass Wasserstreifen und/oder helle Flecken in der hergestellten Faserstoffbahn auftreten.
Weiterhin ergeben sich eine sehr gute Formation und sehr gute Querprofile, insbesondere Flächengewichts- und Aschequerprofil, in der hergestellten Faserstoffbahn.
Ferner kann der erfindungsgemäße Doppelsiebformer auch bei Umbauten von vorhandenen Systemen seinen Einsatz finden, wie beispielsweise bei Umbauten von BelBaie-Formern.
Weiterhin weisen die Leisten vorzugsweise auflaufseitige Abstreifkanten auf, wobei die in Sieblaufrichtung zweite und deren nachfolgende Leiste eine jeweilige Leitfläche aufweist, deren geometrisch lineare Verlängerung den Kastenboden innenseitig nicht berührt. Dadurch wird gewährleistet, dass das von den Abstreifkanten abgeführte Siebwasser frei über den höchsten Punkt des Kastenbodens geworfen wird und wiederum das Entstehen eines offenen Wassersumpfs gänzlich vermieden wird.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die jeweilige Leitfläche unter einem Winkel ≤ 80°, vorzugsweise ≤ 60°, zur jeweiligen Sieblaufrichtung angeordnet ist.
Damit eine ausreichende Führung und Stabilisierung der Doppelsiebstrecke im Bereich des Impingementschuhs gegeben ist, weisen die Leisten eine Breite ≤ 150 mm, vorzugsweise ≤ 100 mm, insbesondere ≤ 60 mm, auf.
Dabei kann die offene Oberfläche des Impingementschuhs zudem unterbrochene, maschinenbreite und quer zur Sieblaufrichtung ausgerichtete Schlitze, in Sieblaufrichtung ausgerichtete Fischgrätchenschlitze, Bohrungen und/oder andersartig geformte Öffnungen aufweisen, wobei diese Ausgestaltungen lediglich beispielhaften Charakter aufweisen. Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten sind selbstverständlich möglich.
Der Impingementschuh sollte beziehungsweise muss eine starke Krümmung aufweisen, das heißt einen hohen Pressdruck auf die Faserstoffsuspension ausüben, um auf der gegenüberliegenden Seite die eingeschleppte Luft mittels der Siebspannung aus der Faserstoffsuspension auspressen zu können. Hierzu weist der Impingementschuh bevorzugt mindestens einen, vorzugsweise zwei oder mehrere gekrümmte Bereiche mit vorzugsweise unterschiedlichen Längen auf, deren Radien in Sieblaufrichtung jeweils einen größeren Wert aufweisen. Der Radius des ersten Bereichs weist bevorzugt einen Wert im Bereich von 0,6 bis 4 m, vorzugsweise von 1 bis 2 m, und der Radius des zweiten Bereichs bevorzugt einen Wert im Bereich von 2 bis 5 m, vorzugsweise von 3 m, auf, wohingegen die Länge des ersten Bereichs bevorzugt einen Wert im Bereich von 15 bis 150 mm, vorzugsweise von 70 bis 120 mm, und die Länge des zweiten Bereichs bevorzugt einen Wert im Bereich von 90 bis 250 mm aufweist. Diese Dimensionen sind besonders bei hohen Geschwindigkeiten vorteilhaft.
Damit die sich bildende Faserstoffbahn im Laufe ihrer Entwässerung fortwährend sanfter entwässert wird, weisen die freien Entwässerungsöffnungen unterschiedliche Größen auf, die vorzugsweise in Sieblaufrichtung betragsmäßig abnehmen.
Auf der dem Impingementschuh gegenüberliegenden Seite der Doppelsiebstrecke sind in vorteilhafter Weise mehrere Leisten angeordnet, die flexibel an das anliegende Sieb anpressbar sind und die zumindest teilweise gegenüberliegend den freien Entwässerungsöffnungen angeordnet sein können. Dies begünstigt eine erhöhte Abfuhr von anfallendem Siebwasser in den Impingementschuh.
Der erfindungsgemäße Doppelsiebformer eignet sich für alle möglichen Ausführungsformen, so dass die Doppelsiebstrecke unter einem Winkel von 0° bis 90° zur Horizontalen angeordnet sein kann. Der Doppelsiebformer kann also als Horizontal-, als Vertikal- oder als Schrägformer ausgebildet sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
Die
Der bekannte Doppelsiebformer 1 einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit zwei umlaufenden endlosen Sieben 3, 4, die beide über einen Umfangsbereich 5, 6 eines jeweiligen Umlenkelements 7, 8, insbesondere einer Brustwalze 7.1, 8.1, laufen, die danach zumindest bis zum Erreichen einer Impingementeinrichtung 9 unter Bildung eines keilförmigen Stoffeinlaufspalts 10, der unmittelbar die mindestens eine von einem Stoffauflauf 11 als Faserstoffsuspensionsstrahl 12 ausgebrachte Faserstoffsuspension 13 bei Ausbildung jeweiliger Strahlauftreffpunkte 143, 144 auf den beiden Sieben 3, 4 aufnimmt, zusammenlaufen und die anschließend eine Doppelsiebstrecke 15 bilden, in welcher die beiden Siebe 3, 4 und die mindestens eine dazwischen liegende Faserstoffsuspension 13 über mehrere Formier- und Entwässerungselemente 16 geführt sind.
Die Entwässerung der eingebrachten Faserstoffsuspension 13 beginnt auf einem mit Keramikleisten 17.1 bis 17.4 bestückten Kasten 18, über dessen gekrümmter Oberfläche 19 die beiden Siebe 3, 4 zusammenlaufen und die erste Entwässerung stattfindet. Der Kasten 18 weist eingangs eine Auflaufleiste 20 zur Siebstützung nach den Strahlauftreffpunkten 143, 144 auf. Der Kasten 18 kann, je nach Ausführungsform, zur Umgebung hin offen oder geschlossen, wie in
Bei hohen Siebgeschwindigkeiten v (Pfeil) im Bereich von ≥ 900 m/min, vorzugsweise ≥ 1.200 m/min, insbesondere ≥ 1.700 m/min, treten bei dieser Ausführung zunehmend helle Flecken in der hergestellten Faserstoffbahn 2 auf, da die beim Strahleinschuss der Faserstoffsuspension 13 in den Stoffeinlaufspalt 10 eingeschleppte Luft 21, sowohl im Faserstoffsuspensionsstrahl 12 als auch in den Sieben 3, 4, nicht ausreichend durch die beiden Siebe 3, 4 entfernt werden kann. Ursächlich hierfür ist, dass die Luft 21 durch den sich im Kasten 18 angesammelten Wassersumpf 22 abgeführt werden muss. Die Erzeugung dieser hellen Flecken in der hergestellten Materialbahn 2 passiert hauptsächlich im initialen Entwässerungsbereich mit einer mittleren Feststoffkonzentration c der Faserstoffsuspension 13 von ≤ 4 %, vorzugsweise von ≤ 2,5 %.
Die
Hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus dieses Doppelsiebformers 1 wird auf die Beschreibung des Doppelsiebformers 1 der
Die Impingementeinrichtung 9 umfasst dabei mehrere in Sieblaufrichtung S (Pfeil) nach der Brustwalze 7.1 angeordnete breite Keramikleisten 23 mit so genannten Foilrillen 24, wie sie beispielsweise aus der bereits genannten deutschen Offenlegungsschrift
Diese in
Die
Hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus dieses Doppelsiebformers 1 wird wiederum auf die Beschreibung des Doppelsiebformers 1 der
Die Impingementeinrichtung 9 ist als ein Impingementschuh 9.1 ausgebildet, der einen Belag 28 mit mehreren in Sieblaufrichtung S (Pfeil) nacheinander und vorzugsweise parallel zueinander angeordneten Leisten 29.1 bis 29.6 mit dazwischen liegenden freien Entwässerungsöffnungen 30.1 bis 30.5 aufweist, die mit einer jeweils ortsfesten und offenen Oberfläche 31.1 bis 31.6 das umlaufende Sieb 3 berühren, und der einen umfassenden Kasten 32 aufweist, dessen Kastenboden 33 derart dicht an der in Sieblaufrichtung S (Pfeil) vorgeordneten Brustwalze 7.1 angeordnet ist, dass der Kastenboden 33 zumindest bereichsweise um die Brustwalze 7.1 herumgeführt ist. Die in der
Der Kastenboden 33 weist einen - in vertikaler Richtung gesehen - höchsten Punkt B auf, der um eine vertikale Höhe Hv im Bereich von 10 bis 700 mm, vorzugsweise von 100 bis 400 mm, über dem Beginn der in Sieblaufrichtung S (Pfeil) ersten freien Entwässerungsöffnung 30.1 liegt.
Die Leisten 29.1 bis 29.6 weisen auflaufseitige Abstreifkanten 34.1 bis 34.6 auf, wobei die in Sieblaufrichtung S (Pfeil) zweite Leiste 29.2 und deren nachfolgende Leiste 29.3 bis 29.6 eine jeweilige Leitfläche 35.2 bis 35.6 aufweist, deren geometrisch lineare Verlängerung V29.2 bis V29.6 den Kastenboden 33 innenseitig nicht berührt.
Die jeweilige Leitfläche 35.2 bis 35.6 ist bevorzugt unter einem Winkel α ≤ 80°, vorzugsweise ≤ 60°, zur jeweiligen Sieblaufrichtung S (Pfeil) angeordnet und die Leisten 29.1 bis 29.6 weisen eine Breite B29.1 bis B29.6 (lediglich Angabe der Breite B29.4) ≤ 150 mm, vorzugsweise ≤ 100 mm, insbesondere ≤ 60 mm, auf.
In Ergänzung und/oder als Alternative kann die offene Oberfläche 31 des Impingementschuhs 9.1 zudem unterbrochene, maschinenbreite und quer zur Sieblaufrichtung S (Pfeil) ausgerichtete Schlitze, in Sieblaufrichtung S (Pfeil) ausgerichtete Fischgrätchenschlitze, Bohrungen und/oder andersartig geformte Öffnungen, insbesondere Durchbrüche, aufweisen.
Weiterhin weist der Impingementschuh 9.1 zwei gekrümmte Bereiche B1, B2 mit vorzugsweise unterschiedlichen Längen L1, L2 auf, deren Radien R1, R2 in Sieblaufrichtung S (Pfeil) jeweils einen größeren Wert aufweisen. Der Radius R1 des ersten Bereichs B1 weist einen Wert im Bereich von 0,6 bis 4 m, vorzugsweise von 1 bis 2 m, und der Radius R2 des zweiten Bereichs B2 weist einen Wert im Bereich von 2 bis 5 m, vorzugsweise von 3 m, auf, wohingegen die Länge L1 des ersten Bereichs B1 einen Wert im Bereich von 15 bis 150 mm, vorzugsweise von 70 bis 120 mm, und die Länge L2 des zweiten Bereichs B2 einen Wert im Bereich von 90 bis 250 mm aufweist. Selbstverständlich können auch mehrere Bereiche mit genannten Eigenschaften vorhanden sein.
Die freien Entwässerungsöffnungen 30.1 bis 30.5 weisen zudem unterschiedliche Größen auf, die vorzugsweise in Sieblaufrichtung S (Pfeil) betragsmäßig abnehmen.
Überdies ist der Impingementschuh 9.1 mittels mindestens einer nicht näher dargestellten, dem Fachmann jedoch bekannten Vakuumquelle mit einem Vakuum V ≥ 0,5 kPa, vorzugsweise ≥ 2 kPa, insbesondere ≥ 5 kPa, regel-/steuerbar besaugt und auf der dem Impingementschuh 9.1 gegenüberliegenden Seite der Doppelsiebstrecke 15 sind mehrere Leisten 36 angeordnet, die in bekannter Weise flexibel an das anliegende Sieb 4 anpressbar sind. Die flexibel anpressbaren Leisten 36 sind zumindest teilweise gegenüberliegend den freien Entwässerungsöffnungen 30.1 bis 30.5 angeordnet.
Die beiden Siebe 3, 4 weisen eine jeweilige Siebgeschwindigkeit v ≥ 1.500 m/min, vorzugsweise ≥ 1.700 m/min, auf und die Doppelsiebstrecke 15 ist unter einem Winkel β von 0° bis 90° zur Horizontalen H angeordnet. Der erfindungsgemäße Doppelsiebformer 1 kann also als Horizontal-, als Vertikal- oder als Schrägformer ausgebildet sein.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Blattbildungssystem einer Maschine zur Herstellung einer fleckenfreien Faserstoffbahn mit einer sehr guten Formation auch bei hohen Geschwindigkeiten geschaffen wird.
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