EP1136620A2 - Doppelsiebformer - Google Patents

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EP1136620A2
EP1136620A2 EP01100939A EP01100939A EP1136620A2 EP 1136620 A2 EP1136620 A2 EP 1136620A2 EP 01100939 A EP01100939 A EP 01100939A EP 01100939 A EP01100939 A EP 01100939A EP 1136620 A2 EP1136620 A2 EP 1136620A2
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EP
European Patent Office
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twin
wire former
former according
jet
headbox
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EP01100939A
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EP1136620B1 (de
EP1136620A3 (de
Inventor
Alfred Bubik
Joachim Henssler
Jürgen Prössl
Mathias Schwaner
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Voith Patent GmbH
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Voith Paper Patent GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F9/00—Complete machines for making continuous webs of paper
    • D21F9/003—Complete machines for making continuous webs of paper of the twin-wire type

Definitions

  • the invention relates to a twin wire former of a machine for production a fibrous web, in particular paper or cardboard web, with two revolving endless sieves, forming an inlet gap converge in the area of a moving drainage element, as well as with a headbox over which the fiber suspension is introduced into the stock inlet gap.
  • a twin wire former is described for example in WO 97/47803.
  • the strength development in packaging papers and in particular Carton depends on the amount of water that is on the forming roller of each Formers is removed.
  • the maximum also increases Jet height or thickness of the suspension jet emerging from the headbox at which there are still no backflows at the stock inlet gap are to be feared.
  • the achievable dimensionless ratio L / h increases Beam length L to beam thickness h with increasing suspension beam thickness h what happens in a streak-free formation without much influence the boundary layer turbulence of the headbox walls.
  • the aim of the invention is to provide a twin wire former of the type mentioned Way of creating with the taking into account the aforementioned circumstances in particular the highest possible web strength, one as possible streak-free formation of the web and a fluff that is as soft as possible Path structure is achieved.
  • the ratio is the maximum length between the exit gap of the headbox and the inlet gap running free Suspension jet to the thickness of the free suspension jet preferably less than 10.
  • the exit gap of the headbox is between two itself formed transverse to the jet direction nozzle walls, of which one is set back from the other, so the maximum Length of the free suspension jet through the given in the jet direction Distance between the recessed nozzle wall and the point of impact be determined on the side of the set back Suspension jet section lying on the nozzle wall onto the relevant sieve hits.
  • the moving drainage element can, for example, by a Roller or by a rotating, preferably over curved elements guided tape or cloth.
  • the respective roller can have an open or closed surface. You can with or be operated without a vacuum. With the respective volume or Cloth can in particular be an open band or cloth.
  • the moving dewatering or forming element can be one or more formation elements, one or more drainage elements and / or one or more fuel elements are provided his.
  • Twin-wire former has the one wrapped by the two screens co-moving drainage element in the looping area Radius of curvature equal to or greater than about 900 mm and in particular is greater than about 1000 mm. Is the moving drainage element formed by a roller, the roller diameter is preferred equal to or greater than about 1800 mm and in particular greater than about 2000 mm.
  • curved co-moving drainage element in the wrapping area curved co-moving drainage element is the ratio the radius of curvature to the thickness of the free suspension jet preferably less than about 45 and especially less than about 35.
  • looping length X over which the two sieves loop around the co-moving drainage element, and the thickness h of the free suspension jet are selected so that they are derived from the relationship (X * h) resulting value is in a range from about 140 to about 300 mm and preferably in a range from about 160 to about 300 mm.
  • the sieve speed v, the sieve tension T and the density ⁇ of the fiber suspension are expediently formed such that T h * ⁇ * v 2 > 1 is.
  • FIG. 1 of the drawing shows a schematic representation Twin-wire former 10 of a machine for producing a fibrous web 12, which is in particular a paper or cardboard web can.
  • the twin wire former 10 comprises two circulating endless screens 14, 16, forming a material inlet gap 18 in the area of a moving one Drainage or forming element 20 converge.
  • moving dewatering element 20 can be, for example a forming roller or one supported by strips or the like Trade ribbon or sheet.
  • the pulp suspension 12 ' is in the headbox by means of a headbox 24 Inlet gap 18 introduced.
  • twin wire section 26 following the present Embodiment formed by a forming roller moving dewatering element 20 can be more, especially the formation and / or drainage-serving elements 28, 30 can be provided.
  • the outer screen 14 is via a deflection roller 32 out through which it of the fibrous web 12 carrying Inner sieve 16 is separated.
  • a separating element 34 can also be provided his.
  • the outer screen 14 is returned to the breast roller 22 via a further deflection roller 36 following the deflection roller 32.
  • the consistency C of the fibrous suspension 12 'in the headbox 24 and the basis weight F of the fibrous suspension 12' introduced into the stock inlet gap 18 are chosen such that F / (C * 1000)> 0.025 is, the basis weight F in g / m 2 and the consistency C in g / l, ie in g / web length.
  • the ratio of the maximum length L between the exit gap 38 of the headbox 24 and the stock inlet gap 18 running free Suspension jet 40 to the thickness h of the free suspension jet 40 expediently less than 20 and in particular less than 10.
  • the outlet gap 38 of the headbox 24 is between two nozzle walls 42 extending transversely to the jet direction S, 44 formed, of which the upper 44 set back compared to the lower 42 is.
  • the maximum length L of the free suspension jet is 40 by the distance between in the beam direction S. the set back upper nozzle wall 44 and the impact point A, on the one on the side of the recessed upper nozzle wall 44 lying suspension beam section on the relevant screen, here this Outer sieve 14 hits.
  • the drainage element entrained by the two sieves 14, 16 20 has a radius of curvature in the wrapping area X. R, which is advantageously equal to or greater than about 900 mm and is in particular greater than about 1000 mm. In the present case it is co-moving drainage element 20 formed by a roller.
  • the roll diameter D is therefore expediently equal to or greater than approximately 1800 mm and in particular larger than about 2000 mm.
  • the angle of convergence ⁇ is preferably greater than or equal to approximately 1 °.
  • the ratio of the radius of curvature R of the drainage element 20 in the looping area X to the thickness h of the free suspension jet 40 is preferably less than about 45 and in particular less than about 35.
  • the radius of curvature R is equal to that Roll radius.
  • the sieving speed v, the sieving tension T and the density ⁇ of the fiber suspension 12 ' are expediently chosen such that T H * ⁇ * v 2 > 1 is.

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Abstract

Ein Doppelsiebformer einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, umfaßt zwei umlaufende endlose Siebe, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes im Bereich eines mitbewegten Entwässerungselementes zusammenlaufen, sowie einen Stoffauflauf, über den die Faserstoffsuspension in den Stoffeinlaufspalt eingebracht wird. Die Stoffdichte C der Faserstoffsuspension im Stoffauflauf sowie das Flächengewicht F der in den Stoffeinlaufspalt eingebrachten Faserstoffsuspension sind so gewählt, daß F / (C*1000) > 0,025 ist, wobei das Flächengewicht F in g/m2 und die Stoffdichte in g/l angegeben ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit zwei umlaufenden endlosen Sieben, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes im Bereich eines mitbewegten Entwässerungselementes zusammenlaufen, sowie mit einem Stoffauflauf, über den die Faserstoffsuspension in den Stoffeinlaufspalt eingebracht wird. Ein derartiger Doppelsiebformer ist beispielsweise in der WO 97/47803 beschrieben.
Die Festigkeitsentwicklung bei Verpackungspapieren und insbesondere Karton hängt von der Wassermenge ab, die auf der Formierwalze eines jeweiligen Formers entfernt wird.
Entgegen theoretischer Vorstellungen hat sich gezeigt, daß ein größerer Durchmesser der Formierwalze bei gleichem Umschlingungswinkel eine größere Entwässerungskapazität mit sich bringt als ein kleinerer Durchmesser.
Mit dem Durchmesser der Formierwalze nimmt auch die maximale Strahlhöhe oder -dicke des aus dem Stoffauflauf austretenden Suspensionsstrahles zu, bei der noch keine Rückströmungen am Stoffeinlaufspalt zu befürchten sind.
Des weiteren nimmt das erzielbare dimensionslose Verhältnis L/h der Strahllänge L zur Strahldicke h mit größer werdender Suspensionstrahldicke h ab, was sich in einer streifenfreien Formation ohne großen Einfluß der Grenzschichtturbulenz der Stoffauflaufwände äußert.
Ziel der Erfindung ist es, einen Doppelsiebformer der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem unter Berücksichtigung der zuvor genannten Gegebenheiten insbesondere eine möglichst hohe Bahnfestigkeit, eine möglichst streifenfreie Formation der Bahn und eine möglichst weichflockige Bahnstruktur erzielt wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das die Stoffdichte C der Faserstoffsuspension im Stoffauflauf sowie das Flächengewicht F der in den Stoffeinlaufspalt eingebrachten Faserstoffsuspension so gewählt sind, daß F / (C*1000) > 0,025 ist, wobei das Flächengewicht F in g/m2 und die Stoffdichte in g/l angegeben ist.
Dabei ist das Verhältnis der maximalen Länge des zwischen dem Austrittsspalt des Stoffauflaufs und dem Stoffeinlaufspalt verlaufenden freien Suspensionsstrahles zur Dicke des freien Suspensionsstrahles vorzugsweise kleiner als 10.
Ist der Austrittsspalt des Stoffauflaufs beispielsweise zwischen zwei sich quer zur Strahlrichtung verlaufenden Düsenwänden gebildet, von denen die eine gegenüber der anderen zurückversetzt ist, so kann die maximale Länge des freien Suspensionsstrahles durch den in Strahlrichtung gegebenen Abstand zwischen der zurückversetzten Düsenwand und der Auftreffstelle bestimmt sein, an der der auf der Seite der zurückversetzten Düsenwand liegende Suspensionsstrahlabschnitt auf das betreffende Sieb auftrifft.
Das mitbewegte Entwässerungselement kann beispielsweise durch eine Walze oder durch ein umlaufendes, vorzugsweise über gekrümmte Elemente geführtes Band oder Tuch gebildet sein. Die jeweilige Walze kann eine offene oder auch geschlossene Oberfläche aufweisen. Sie kann mit oder auch ohne Vakuum betrieben sein. Bei dem jeweiligen Band bzw. Tuch kann es sich insbesondere um ein offenes Band bzw. Tuch handeln.
Im Anschluß an das mitbewegte Entwässerungs- oder Formierelement können ein oder mehrere Formationselemente, ein oder mehrere Entwässerungselemente und/oder ein oder mehrere Brennelemente vorgesehen sein.
Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelsiebformers besitzt das von den beiden Sieben umschlungene mitbewegte Entwässerungselement im Umschlingungsbereich einen Krümmungsradius, der gleich oder größer etwa 900 mm und insbesondere größer als etwa 1000 mm ist. Ist das mitbewegte Entwässerungselement durch eine Walze gebildet, so ist der Walzendurchmesser vorzugsweise gleich oder größer als etwa 1800 mm und insbesondere größer als etwa 2000 mm.
Von Vorteil ist auch, wenn der zwischen einer der beiden quer verlaufenden Düsenwände und der Strahlrichtung gebildete Konvergenzwinkel größer oder gleich etwa 1° ist.
Bei einem von den beiden Sieben umschlungenen, im Umschlingungsbereich gekrümmten mitbewegten Entwässerungselement ist das Verhältnis des Krümmungsradius zur Dicke des freien Suspensionsstrahles vorzugsweise kleiner als etwa 45 und insbesondere kleiner als etwa 35.
Von Vorteil ist auch, wenn die Umschlingungslänge X, über die die beiden Siebe das mitbewegte Entwässerungselement umschlingen, und die Dicke h des freien Suspensionsstrahles so gewählt sind, daß der sich aus der Beziehung (X*h) ergebende Wert in einem Bereich von etwa 140 bis etwa 300 mm und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 160 bis etwa 300 mm liegt.
Die Siebgeschwindigkeit v, die Siebspannung T und die Dichte ρ der Faserstoffsuspension sind zweckmäßigerweise so gebildet, daß T h*ρ*v2 > 1 ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Fig. 1 der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Doppelsiebformer 10 einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 12, bei der es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln kann.
Der Doppelsiebformer 10 umfaßt zwei umlaufende endlose Siebe 14, 16, die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes 18 im Bereich eines mitbewegten Entwässerungs- oder Formierelementes 20 zusammenlaufen. Bei dem mitbewegten Entwässerungselement 20 kann es sich beispielsweise um eine Formierwalze oder ein durch Leisten oder dergleichen abgestütztes Formierband oder -tuch handeln.
Das nicht mittelbar mit dem mitbewegten Entwässerungselement 20 in Kontakt tretende Außensieb 14 ist im Bereich des Stoffeinlaufspaltes 18 über eine Brustwalze 22 geführt.
Die Faserstoffsuspension 12' wird mittels eines Stoffauflaufes 24 in den Stoffeinlaufspalt 18 eingebracht.
Entlang der Doppelsiebstrecke 26 im Anschluß an das beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Formierwalze gebildete mitbewegte Entwässerungselement 20 können weitere, insbesondere der Formierung und/oder Entwässerung dienende Elemente 28, 30 vorgesehen sein.
Im Anschluß an das Element 30 ist das Außensieb 14 über eine Umlenkrolle 32 geführt, durch die es von dem die Faserstoffbahn 12 tragenden Innensieb 16 getrennt wird. Um sicherzustellen, daß die Faserstoffbahn 12 an dem Innensieb 16 haften bleibt und entsprechend durch dieses weitertransportiert wird, kann überdies ein Trennelement 34 vorgesehen sein.
Das Außensieb 14 wird im Anschluß an die Umlenkrolle 32 über eine weitere Umlenkrolle 36 wieder zur Brustwalze 22 zurückgeführt. Die Stoffdichte C der Faserstoffsuspension 12' im Stoffauflauf 24 sowie das Flächengewicht F der in den Stoffeinlaufspalt 18 eingebrachten Faserstoffsuspension 12' werden so gewählt, daß F/(C*1000) > 0,025 ist, wobei das Flächengewicht F in g/m2 und die Stoffdichte C in g/l, d.h. in g/Bahnlänge, angegeben ist.
Das Verhältnis der maximalen Länge L des zwischen dem Austrittsspalt 38 des Stoffauflaufs 24 und dem Stoffeinlaufspalt 18 verlaufenden freien Suspensionsstrahles 40 zur Dicke h des freien Suspensionstrahles 40 ist zweckmäßigerweise kleiner 20 und insbesondere kleiner als 10.
Im vorliegenden Fall ist der Austrittsspalt 38 des Stoffauflaufs 24 zwischen zwei sich quer zur Strahlrichtung S verlaufenden Düsenwänden 42, 44 gebildet, von denen die obere 44 gegenüber der unteren 42 zurückversetzt ist. In diesem Fall ist die maximale Länge L des freien Suspensionsstrahles 40 durch den in Strahlrichtung S gegebenen Abstand zwischen der zurückversetzten oberen Düsenwand 44 und der Auftreffstelle A bestimmt, an der der auf der Seite der zurückversetzten oberen Düsenwand 44 liegende Suspensionsstrahlabschnitt auf das betreffende Sieb, hier das Außensieb 14, auftrifft.
Das von den beiden Sieben 14, 16 umschlungene mitbewegte Entwässerungselement 20 besitzt im Umschlingungsbereich X einen Krümmungsradius R, der zweckmäßigerweise gleich oder größer als etwa 900 mm und insbesondere größer als etwa 1000 mm ist. Im vorliegenden Fall ist das mitbewegte Entwässerungselement 20 durch eine Walze gebildet. Der Walzendurchmesser D ist also zweckmäßigerweise gleich oder größer als etwa 1800 mm und insbesondere größer als etwa 2000 mm.
Der zwischen der oberen Düsenwand 44 und der Strahlrichtung S gebildete Konvergenzwinkel α ist vorzugsweise größer oder gleich etwa 1°.
Das Verhältnis des Krümmungsradius R des Entwässerungselementes 20 im Umschlingungsbereich X zur Dicke h des freien Suspensionsstrahles 40 ist vorzugsweise kleiner als etwa 45 und insbesondere kleiner als etwa 35. Nachdem im vorliegenden Fall das mitbewegte Entwässerungselement 20 durch eine Walze gebildet ist, ist der Krümmungsradius R gleich dem Walzenradius.
Die Umschlingungslänge X, über die die beiden Siebe 14, 16 das mitbewegte Entwässerungselement 20 umschlingen, und die Dicke h des freien Suspensionsstrahles 40 sind vorzugsweise so gewählt, daß der sich aus der Beziehung (X*h) ergebende Wert in einem Bereich von etwa 140 bis etwa 300 mm und insbesondere in einem Bereich von etwa 160 bis 300 mm liegt.
Die Siebgeschwindigkeit v, die Siebspannung T und die Dichte ρ der Faserstoffsuspension 12' sind zweckmäßigerweise so gewählt, daß T h*ρ*v2 > 1 ist.
Bezugszeichenliste
10
Doppelsiebfomer
12
Faserstoffbahn
12'
Faserstoffsuspension
14
Außensieb
16
Innensieb
18
Stoffeinlaufspalt
20
mitbewegtes Entwässerungselement
22
Brustwalze
24
Stoffauflauf
26
Doppelsiebstrecke
28
Formier- oder Entwässerungselement
30
Formier- oder Entwässerungselement
32
Umlenkrolle
34
Trennelement
36
Umlenkrolle
38
Austrittsspalt
40
freier Suspensionsstrahl
42
Düsenwand
44
Düsenwand
h
Dicke des freien Suspensionsstrahles
A
Auftreffstelle
D
Walzendurchmesser
L
maximale Länge des freien Suspensionsstrahles
R
Krümmungsradius, Walzenradius
S
Strahlrichtung
X
Umschlingungsbereich, Umschlingungslänge

Claims (11)

  1. Doppelsiebformer (10) einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (12), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit zwei umlaufenden endlosen Sieben (14, 16), die unter Bildung eines Stoffeinlaufspaltes (18) im Bereich eines mitbewegten Entwässerungselements (20) zusammenlaufen, sowie mit einem Stoffauflauf (24), über den die Faserstoffsuspension (12') in den Stoffeinlaufspalt (18) eingebracht wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffdichte C der Faserstoffsuspension (12') im Stoffauflauf (24) sowie das Flächengewicht F der in den Stoffeinlaufspalt (18) eingebrachten Faserstoffsuspension (12') so gewählt sind, daß F / (C*1000) > 0,025 ist, wobei das Flächengewicht F in g/m2 und die Stoffdichte C in g/l angegeben ist.
  2. Doppelsiebformer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der maximalen Länge (L) des zwischen dem Austrittsspalt (38) des Stoffauflaufs (24) und dem Stoffeinlaufspalt (18) verlaufenden freien Suspensionsstrahles (40) zur Dicke (h) des freien Suspensionsstrahles (40) kleiner als 20 und insbesondere kleiner als 10 ist.
  3. Doppelsiebformer nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsspalt (38) des Stoffauflaufs (24) zwischen zwei sich quer zur Strahlrichtung (S) verlaufenden Düsenwänden (42,44) gebildet ist, von denen die eine (44) gegenüber der anderen (42) zurückversetzt ist, wobei die maximale Länge (L) des freien Suspensionsstrahles (40) durch den in Strahlrichtung (S) gegebenen Abstand zwischen der zurückversetzten Düsenwand (44) und der Auftreffstelle (A) bestimmt ist, an der der auf der Seite der zurückversetzten Düsenwand (44) liegende Suspensionsstrahlabschnitt auf das betreffende Sieb (14) auftrifft.
  4. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das mitbewegte Entwässerungselement (20) durch eine Walze gebildet ist.
  5. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das mitbewegte Entwässerungselement (20) durch ein umlaufendes, vorzugsweise über gekrümmte Elemente geführtes Band gebildet ist.
  6. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das von den beiden Sieben (14, 16) umschlungene mitbewegten Entwässerungselement (20) im Umschlingungsbereich (X) einen Krümmungsradius (R) besitzt, der gleich oder größer als etwa 900 mm und insbesondere größer als etwa 1000 mm ist.
  7. Doppelsiebformer nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß das mitbewegte Entwässerungselement (20) durch eine Walze gebildet und der Walzendurchmesser (D) gleich oder größer als etwa 1800 mm und insbesondere größer als etwa 2000 mm ist.
  8. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsspalt (38) des Stoffauflaufs (24) zwischen zwei quer zur Strahlrichtung (S) verlaufenden Düsenwänden (42, 44) gebildet ist und daß der zwischen einer (44) der beiden Düsenwände (42, 44) und der Strahlrichtung (S) gebildete Konvergenzwinkel (α) größer oder gleich etwa 1° ist.
  9. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das von den beiden Siebe (14, 16) umschlungene mitbewegte Entwässerungselement (20) im Umschlingungsbereich (X) gekrümmt ist und das Verhältnis des Krümmungsradius (R) zur Dicke (h) des freien Suspensionsstrahles (40) kleiner als etwa 45 und vorzugsweise kleiner als etwa 35 ist.
  10. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Umschlingungslänge X, über die die beiden Siebe (14, 16) das mitbewegte Entwässerungselement (20) umschlingen, und die Dicke h des freien Suspensionsstrahles (40) so gewählt sind, daß der sich aus der Beziehung (X*h) ergebende Wert in einem Bereich von etwa 140 bis etwa 300 mm und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 160 bis etwa 300 mm liegt.
  11. Doppelsiebformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Siebgeschwindeit v, die Siebspannung T und die Dichte ρ der Faserstoffsuspension (12') so gewählt sind, daß T h*ρ*v2 > 1 ist.
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EP1136620A3 EP1136620A3 (de) 2002-01-02
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