-
Papiermaschine Die Erfindung besitzt besondere Bedeutung bei Papiermaschinen,
die mit Langsieben ausgestattet sind. Sie ist hauptsächlich für solche Maschinen
bestimmt, die mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit, z. B. mit über r8o m in
der Minute, arbeiten. Sie läßt sich jedoch auch bei anderen Papiermaschinen anwenden,
die mit verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten arbeiten.
-
Bei der Herstellung von Papier auf einem Langsieb ist es üblich, die
die Bahn bildende Faserstoffablagerung in der Weise herzustellen, daß auf die Oberfläche
des Langsiebes eine Papierstoffaufschwemmung gebracht wird, die die erforderliche
Menge Faserstoff in einer für die richtige Verteilung der Fasern ausreichenden Wassermenge
enthält, aber noch innerhalb der Grenzen der Entwässerungsfähigkeit der Maschine
liegt, d. h. der Fähigkeit des Siebes und seiner Zubehörteile, wie Staulatten, Registerwalzen
und Saugkästen, zur Beseitigung der Wassermenge, die entfernt werden muß, damit
eine zusammenhängende Bahn entsteht, die am Ende des Siebes gegautscht werden kann.
-
Da in den üblichen Langsiebmaschinen außer in den Saugkammern kein
wesentliches Druckgefälle vorhanden ist, durch das das Wasser durch die Bahn und
das Drahtgewebe getrieben würde, muß man eine lange Zeitdauer für den Entwässerungsvorgang
zur Verfügung haben. Das Langsieb muß daher von erheblicher Länge sein, oder die
Maschine muß mit geringer Geschwindigkeit arbeiten, oder es müssen beide Nachteile
in Kauf genommen werden.
Um eine gute Ausbildung der Papierbahn
und in der Quer- und Längsrichtung gute Festigkeit zu erzielen, ist es bisher im
allgemeinen für notwendig erachtet worden, die Verfilzung der Faserstoffablagerung
verhältnismäßig langsam vor sich gehen zu lassen, so daß die Fasern Zeit genug haben,
um in der Bahn die richtige Lage einzunehmen; ferner wurden zur Änderung einer schlechten
Lagerung der Fasern und zur Verbesserung der Verfilzung häufig besondere Hilfsmittel,
wie seitliches Schütteln des Langsiebes, verwendet.
-
Die Erfindung betrifft eine Papiermaschine, bei der die Papierstoffaufschwemmung
unter hohem Druck mittels einer mit einer oberen Lippe versehenen Düse innerhalb
der durch die Abmessungen des Auflaufes gegebenen Zone auf ein Langsieb aufgebracht
wird, und zwar besteht die Erfindung darin, daß der den Auflauf aufnehmende Abschnitt
des Siebes zwangläufig so dicht gegen dieBegrenzungskanten der Düse einschließlich
der Unterkante ihrer oberen Lippe gedrückt wird, daß wenigstens go01o des Wassers
innerhalb des Auflaufes und vor dem Passieren der Unterkante der Lippe entzogen
werden und: daß lediglich die verfilzte Papierstoffbahn und ein auf ihr liegender
dünner Film aus Wasser und Fasern unter der Lippe hindurchlaufen. Zweckmäßig wird
die Papierstoffaufschwemmung innerhalb einer Zone zwischen der senkrechten Mittellinie
der Brustwalze und der ersten Registerwalze aufgebracht und die obere Lippe so weit
senkbar gemacht, daß ihre Unterkante unterhalb der gemeinsamen oberen Tangente zwischen
Brustwalze und erster Registerwalze liegt, wobei sich das Sieb zwischen beiden Walzen
nach unten durchbiegt. Auf diese Weise ist es möglich, praktisch den gesamten Wasserballast
zu beseitigen und eine außerordentlich gut verfilzte Faserstoffablagerung von dem
erforderlichen Grundgewicht auf einem nur wenige Zentimeter betragenden Teil des
Weges, den das Sieb zurücklegt, zu erzeugen, während bei der üblichen Ausführung,
bei der man zur Herstellung der Ablagerung auf die natürliche Entwässerung angewiesen
ist, hierfür eine meterlange Strecke notwendig ist. Dieses Ergebnis wird bei der
Maschine nach der Erfindung mit einer viel höheren Geschwindigkeit erzielt, als
man bisher zur Erzeugung einer gleichmäßig guten Ausbildung der Papierbahn für tunlich
gehalten hat. Es hat sich ferner gezeigt, daß bei der Maschine nach der Erfindung
ungeheuere Wassermengen mit großer Geschwindigkeit entfernt werden können, so daß
der Stoff viel stärker verdünnt werden kann, als bisher für ausführbar gehalten
wurde. Das Erzeugnis wird daher wesentlich verbessert.
-
Bei der Erfindung dient abweichend von früheren Vorschlägen der Abstand
zwischen Oberlippe der Auflaufdüse und Sieb nicht zur Regelung des Volumens der
von dem Sieb aufzunehmenden Faserstoffaufschwemmung. Vielmehr wird hier durch diesen
Abstand der Stoff auf eine Druckzone über einer wirksamen Fläche des beweglichen
Siebes begrenzt und soweit wie möglich verhindert, daß aus der Druckzone Stoff über
die Oberfläche der erzeugten Ablagerung fließt. Daher wird die Oberlippe der Auflaufdüse
so nahe an dem Sieb angeordnet, wie es möglich ist, ohne einen Rücktrieb an den
Enden der Fasern hervorzurufen, die oben aus der bereits erzeugten Bahn herausragen,
die sich unter der Oberlippe auf dem beweglichen Sieb befindet. Der verdünnte Stoff,
welcher durch den winzigen Zwischenraum zwischen Oberlippe und Faserstoffablagerung
gelangt, wirkt hauptsächlich als Schmiermittel.
-
Es ist jedoch erwünscht, den Druck so zu wählen, daß der oben aus
der Ablagerung unter der Lippe auslaufende verdünnte Stoff mit einer der Geschwindigkeit
des Siebes nahekommenden Geschwindigkeit austritt.
-
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Maschine
zur Herstellung von Seidenpapier dargestellt.
-
Fig. i ist eine teilweise in Seitenansicht, teilweise im senkrechten
Schnitt gehaltene schematische Ansicht der Naßpartie der Maschine und ihrer Zubehörteile,
Fig. 2 ein senkrechter Schnitt durch den Einlaß mit den Einrichtungen zur Zuführung
des Stoffes zu dem Sieb, Fig. 3 eine Vergrößerung eines Teiles der Fig. 2, Fig.
4. eine Ansicht von verschiedenen Teilen der Fig. 3, Fig. 5 eine Ansicht der Auflaufdüse
und der zugehörigen Teile, Fig. 6 ein Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5.
-
Fig. i ist eine schematische Darstellung der eigentlichen Maschine
und verschiedener Zubehörteile, die zweckmäßig dabei verwendet werden.
A ist ein Langsieb, B ein unter dem Sieb befindlicher Trog, C ein
Mischgefäß unterhalb des Troges B. Das Mischgefäß C ist gewöhnlich beinahe mit Wasser
gefüllt, das durch das Sieb A und den Trog B hindurchgegangen ist.
Dieses Wasser wird zusammen mit frisch zugesetztem Stoff in die Auflaufdüse D zurückgeführt,
und zwar durch eine Pumpe E in einer Leitung F mit einem Ventil F', das zur Regelung
der Strömung dient und sich auf der Auslaßseite der Pumpe befindet. Frischer Stoff
gelangt in eine Vorrichtung G zur Regelung der Dichte und fließt von da in die Maschinenbütte
H. Aus dieser wird der Stoff mittels einer Pumpe K durch eine Leitung L einer Druckregelungsvorrichtung
S in dem Trichter M zugeführt. Durch eine Pumpe I in einem Rohr N wird der
Stoff in der Bütte H in Umlauf gehalten. Der Einlaß der Pumpe K ist mit dem
Zirkulationsrohr N verbunden. Aus dem Trichter S fließt der Stoff unter unverändert
gehaltenem Druck durch ein Rohr O, das bei o ein Ventil besitzt, in das eine Ende
des Mischgefäßes C. Der von dem Trichter S in den Trichter M überlaufende Stoff
kehrt durch ein Rohr T in die Bütte H zurück. Der Stoff kann teilweise
aus dem Trichter S auch durch ein Rohr P, das bei p mit einem Ventil versehen ist,
einer Jordanmühle Q zugeführt werden, aus der es durch ein Rohr R dem Rohr 0 zugeleitet
wird.
-
Am anderen Ende des :Mischbehälters C befindet sich ein von einem
Ventil geregeltes Rohr U, durch
das dem in dem Behälter befindlichen
Stoff Wasser zugeführt werden kann, wenn dies zur Aufrechterhaltung des Spiegels
in dem Gefäß C erforderlich ist. Wie später noch erläutert wird, ist der Strömungsquerschnitt
in dem Behälter C unterteilt, und zwar wird ein kleiner Teil des Stoffes durch eine
Rohrleitung V Düsen zugeführt. Als Abfluß von der Hauptleitung F dient eine Zweigleitung
W, die zu einem Sumpf führt und gewöhnlich durch ein Ventil X verschlossen ist.
Der Boden des Gefäßes C steht ferner in Verbindung mit einer Abfalleitung Y unmittelbar
vor einem niedrigen Damm Z, der sich quer zur Strömung erstreckt und zum Ableiten
von Schmutz oder anderen Ablagerungen, die sich vor dem Damm sammeln, dient.
-
Zwei feststehende Seitenrahmen 25 tragen an ihren oberen waagerechten
Kanten senkrechte Wände 26, an deren unteren Kanten Flansche ausgebildet sind, durch
die sie fest an dem Seitenrahmen 25 befestigt sind. Gewölbte obere und untere Platten
31 und 32, die flüssigkeitsdicht zwischen den Wänden 26 befestigt sind, bilden mit
diesen Wänden 26 einen geschlossenen Auflaufkanal. Der Querschnitt dieses Kanals
ist so bemessen, daß keine hydraulisch toten Flächen entstehen, in denen sich der
Stoff zusammenballen oder festsetzen kann, und daß gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit
am Einlaß hoch ist. Zur Vermeidung von Zerstörungen besteht der Kanal innen zweckmäßig
aus nichtrostendem Stahl.
-
Die Seitenrahmen 25 sind durch einen Querbalken 33 verbunden, an dem
sich oben eine Platte 34 befindet, deren vorderes Ende so vorragt, daß sie teilweise
über der Brustwalze 35 hängt. An diesem Vorderteil der Platte 34 ist die feststehende
untere Lippe 36 der Auflaufdüse befestigt, die mit ihrem vorderen Teil 36' schwach
nach unten geneigt ist und sich etwa bis zur Mittellinie der Brustwalze 35 erstreckt,
so daß sie dieser den Stoff tangential zuführt.
-
Über dem Vorderteil der Lippe befindet sich ein Wachstuchüberzug 36a,
dessen freies vorderes Ende etwa in der senkrechten liittellinie der Walze 35 auf
dem Sieb liegt. Auf der oberen Platte 34 und dem hinteren Teil der unteren Lippe
36 kann eine Platte 37 gleiten, deren Vorderkante mit der Vorderkante der unteren
Platte 32 verbunden ist. Mit dem hinteren Teil der Platte 37 steht ein herunterhängender
Rahmen 38 in Verbindung, der zwischen herabhängenden Teilen der Seitenwände 26 befestigt
ist. Der Rahmen 38 bildet einen Halter und eine Versteifung für den herabhängenden
Teil des Kanals.
-
An dem unteren Ende des Rahmens 38 sind die Stoffauflaufleitungen
39 befestigt. Zwischen den Seitenwänden 26 erstreckt sich ein hohler Balken 44,
an dessen Unterseite das vordere Ende der oberen Kanalwand 31 angeschweißt oder
sonstwie befestigt ist. An der Vorderwand des Balkens 44 ist mittels Schrauben 45,
die durch Schlitze 47 in der senkrechten Querwand des Halters gehen, ein. senkrecht
verstellbarer Halter 46 angebracht.
-
In Fig.3 befindet sich an der Unterkante des Halters 46 eine Rippe
48, die an ihren entgegengesetzten Enden, z. B. mittels Spannstreifen 49, mit einem
Paar Fiberstreifen 51 verbunden ist, die sich unterhalb der Rippe 48 erstrecken
und zwischen sich Lager für den Stift 52 der oberen :Messingplatte 53 bilden. Zweckmäßig
läuft das untere Ende 53"
der Düsenplatte 53 mit einer, scharfen Kante oder
einem Winkel aus. Es hat sich gezeigt, daß mit abgerundeten Kanten nicht so gute
Ergebnisse erzielt werden.
-
Die senkrechte Einstellung des Halters 46, an dessen unterem Ende
die obere Düsenplatte 53 angelenkt ist, kann erfolgen, nachdem die Bolzen 45 gelöst
worden sind. Zu diesem Zweck kann irgendeine geeignete Vorrichtung verwendet werden.
-
Die Unterkante 5311 der Düsenplatte 53 liegt an einer Stelle des Siebes
zwischen der Stelle, an der das Sieb die Brustwalze verläßt, und der, an der sie
mit der ersten Registerwalze 166 in Berührung kommt. Zwischen der Vorderkante 53,1
der Düsenplatte 53 und der Stelle, an der das Sieb die Brustwalze berührt, ist seine
obere Fläche der vollen Kraft des Druckes des Stoffes in dem Auflaufkanal ausgesetzt.
-
Der Druck des dem Einlaß zugeführten Stoffes wird genau geregelt,
und zwar so, daß in dem Kanal und unter der Düsenplatte 53 ein solcher Druck besteht,
daß an der Unterkante 53a eine Ausströmgeschwindigkeit herrscht, die ungefähr gleich
der des Siebes ist. Das Volumen des Stoffes, das von dem Sieb verarbeitet werden
soll, wird fast ganz durch den Auflaufdruck und die Siebfläche geregelt, die dem
Druck ausgesetzt ist. Der Raum zwischen der Kante 53a und dem Sieb hat auf die Regelung
keinen besonderen Einfluß. Vielmehr wird gemäß der Erfindung die Lippe gesenkt,
bis sie in so nahe Berührung mit dem Sieb gelangt, daß sie eher ein Strömen des
verdünnten Stoffes auf das Sieb verhindert, als eine Verteilung desselben auf dem
Sieb bewirkt. Es erwies sich nämlich als vorteilhaft, die Kante 53a zu senken, bis
sie so tief liegt, daß sie auf die Fasern in der Längsrichtung einen Zug ausübt,
und dann wieder etwas anzuheben, so daß der auf dem Sieb gebildete Faserstoff ein
sehr geringes Spiel hat, während die geringe Menge des Stoffes, die zusammen mit
der Ablagerung aus dem Auflauf austritt, hauptsächlich als Schmiermittel dient.
Bei der Erfindung wirkt also die Kante 53a hauptsächlich als Flüssigkeitsabschluß
für das Sieb und die Ablagerung, die aus ihr heraustritt.
-
Die Erfindung ist mit großem Vorteil bei der Herstellung von Seidenpapier
verschiedener Art mit einem Grundgewicht von i bis 2,5 kg/ioo m2 verwendet worden.
Ihre Bewährung hat sich bei Maschinen zur Herstellung von Papieren von viel höherem
Grundgewicht, wie Buchdruckpapier, wegen der hohen Kosten, die mit der Beschaffung
derartiger Maschinen verbunden sind, noch nicht erproben lassen. Versuche haben
jedoch gezeigt, daß die Erfindung auch bei der Anwendung auf schwerere Papiere Vorteile
bietet.
-
Bei der Herstellung von Seidenpapier mit einem Grundgewicht von etwa
1,5 kg/ioo m2 werden gute Ergebnisse erzielt, wenn mit einer Geschwindigkeit
von
38o m/Min. gearbeitet wird. Betreibt man die Maschine mit dieser Geschwindigkeit,
so hat es sich als zweckmäßig erwiesen, bei einer Ausströmgeschwindigkeit von 365
m/Min. an der Lippe nach der bekannten Formei: Geschwindigkeit gleich Quadratwurzel
aus 2 g - h (worin g die Schwere und h der Druck ist) den Druck an der Lippe entsprechend
einer Wasserhöhe von 1,9 m zu wählen. Die Aufschwemmung enthält zweckmäßig iooo
Raumteile Wasser auf einen Teil des festen Stoffes. Bei einer solchen Beschaffenheit
und einer Geschwindigkeit von 365 m/Min. wird tatsächlich der gesamte Wasserballast
durch das Sieb entfernt, ehe es unter die Lippe gelangt, so daß die Faserstoffablagerung,
aus der die Blätter gewonnen werden sollen, während des Durchganges des Siebes unter
der Lippe im wesentlichen bereits fertig gebildet ist. Die Entfernung des Wassers
findet auf der wirksamen Fläche des Siebes zwischen einer Tangente der Brustwalze
und der Kante der Oberlippe der Auflaufdüse, die sich in einem Abstand von nur wenigen
Zentimetern voneinander befinden, statt.
-
Würde man den gesamten von dem Sieb zu verarbeitenden Stoff durch
die Oberlippe verteilen und müßte man ihn daher unter der Lippe hindurchgehen lassen,
so wäre es unter den angegebenen Bedingungen notwendig, die Lippe so einzustellen,
daß sie einen Strom von einer Tiefe von etwa 1,9 cm liefert. Ordnet man dagegen
Lippe und Sieb gemäß der Erfindung an, so können unter den angegebenen Bedingungen
mehr als go% der Entwässerungsarbeit in dem Auflauf durchgeführt werden, so daß
die Gesamtdicke der Faserstoffablagerung und der darüber liegenden wäßrigen Schicht
nicht mehr als o, i bis 0,23 cm zu betragen braucht. Man benötigt daher die
natürliche Entwässerung zwischen der Oberlippe und dem Saugkasten nur für einen
sehr kleinen Bruchteil des gesamten Wasserballastes. Das Sieb kann infolgedessen
sehr viel kürzer gemacht werden als bei einer gewöhnlichen Langsiebmaschine, in
der die Oberlippe der Auflaufdüse zur Verteilung des Hauptanteiles des Stoffes auf
dem Sieb dient und der Hauptanteil des Wassers durch natürliche Entwässerung durch
das Sieb entfernt werden muß.
-
Führt man die Erfindung mit einem Druck von 1,9 m Wassersäule an der
Düse aus, so unterliegt das Sieb unter der Düsenplatte 53 einem verhältnismäßig
starken Druck. Maßnahmen, um das Sieb zwischen der Brustwalze und der ersten Registerwalze
166 in waagerechter Richtung zu strecken, können leicht eine zu starke Spannung
im Sieb erzeugen. Die Spannung des Siebes ist vielmehr so einzustellen, daß sie
den von dem Sieb im praktischen Betrieb auszuhaltenden Wert nicht übersteigt; man
läßt daher das Sieb unter der Oberlippe unter dem vorhandenen Druck durchhängen.
Um trotzdem die Einstellung der Düsenplatte auf die gewünschte winzige Öffnung zu
ermöglichen, wird die gesamte Düsenplatte 53 in eine rasche senkrechte Bewegung
versetzt. Die untere Kante 53a der Düsenplatte liegt unter den dargestellten Bedingungen
erheblich unterhalb einer Tangente zwischen dem oberen Umfang der Brustwalze 35
und der ersten Registerwalze 166. Das Sieb steigt auch bei der dargestellten Maschine
zwischen der Oberlippe und der ersten Registerwalze an und senkt sich erst in der
üblichen Weise bei Erreichung der zweiten oder dritten Registerwalze.
-
Bei der dargestellten Maschine besitzt das Sieb unter der Kante der
Oberlippe einen Durchhang von etwa i cm. Es empfiehlt sich daher, die Lippe 53 beim
Betreiben der Maschine sofort zu heben, wenn der Stoffauflauf aus irgendeinem Grunde
versagt oder unter geringerem Druck erfolgt. Ein solches rasches Heben erfolgt durch
einen elektrischen Motor 8 i mittels der oben beschriebenen Regelvorrichtungen.
Da der äußere Rand des Siebes dem Druck des Stoffes im Auflauf nicht ausgesetzt
ist, wird er bestrebt sein, zwischen der Brustwalze und der ersten Registerwalze
gestreckt zu bleiben. Hierbei kann das Sieb an der Stelle beschädigt werden, wo
es sich seitlich von der Düse erstreckt. Dies kann durch eine Einrichtung gemäß
Fig. 5 und 6 vermieden werden, in der eine der Seitenplatten 86 durch Schrauben
85 an der Lippe 53 befestigt und mit einem Bolzen 87 versehen ist, der gegen ein
Gummipolster 88 drückt, unter dem sich ein Gummischuh 92 befindet, der den vorragenden
Rand des Siebes herunterdrückt und ihn so in einer Ebene mit dem wirksamen Teil
des Siebes unter der Lippe hält. Die an der Seitenkante der Lippe bzw. Düsenplatte
53 befestigten Teile 86, 87, 88 und 92 werden als Ganzes zusammen mit der Düsenplatte
bewegt, wenn diese in der vorher beschriebenen Weise rasche Auf-und Abwärtsbewegungen
ausführt.
-
Obwohl sich die Anwendung der Verteilerrolle io8 bei der Erfindung
als zweckmäßig erweist, kann man sie unter Umständen auch entbehren, da mit einer
außerordentlich geringen Stoffdichte gearbeitet wird.
-
An Stelle der dargestellten Düsenplatte 53 können auch andere Ausführungen
verwendet werden, z. B. eine solche, deren unteres Ende ungefähr senkrecht verläuft.