Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
PAPER MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/117255
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a machine for producing a paper, cardboard or tissue web or other fibrous web (1), comprising a pressing assembly having two press nips (2, 3) for dewatering the fibrous web (1), each press nip being formed by two press rolls (4, 5, 6, 7), wherein the two press rolls (4, 5) of the first press nip (2) and at least the lower press roll (7) of the second press nip (3) are assigned respective separate, continuously circulating, water-absorbing dewatering belts (11, 12, 13, 14), and wherein the upper dewatering belt (11) of the first press nip (2) receives the fibrous web (1) from the forming fabric (8) of an upstream former for sheet formation. The range of possible uses of the machine should be expanded by virtue of the following: suction is applied to the upper press roll (4) of the first press nip (2), the upper press roll (6) of the second press nip (3) has a smooth lateral surface, the upper dewatering belt (11) of the first press nip (2) transfers the fibrous web (1) onto the lower dewatering belt (14) of the second press nip (3), and suction elements (16, 17) that suction the fibrous web (1) to the lower dewatering belt (14) are assigned to said dewatering belt (14), one in the region of the receipt of the fibrous web (1) and one downstream of the second press nip (3).

Inventors:
FRIESENHAHN EGON (DE)
KURZ ROLAND (DE)
HENSSLER JOACHIM (DE)
BENITO IGNACIO (ES)
Application Number:
PCT/EP2021/078553
Publication Date:
June 09, 2022
Filing Date:
October 15, 2021
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
D21F3/04
Domestic Patent References:
WO2020035318A12020-02-20
Foreign References:
DE10231074A12004-01-22
Attorney, Agent or Firm:
VOITH PATENT GMBH - PATENTABTEILUNG (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Maschine zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1 ) umfassend eine Pressanordnung mit zwei Pressspalten (2,3) zur Entwässerung der Faserstoffbahn (1 ), die jeweils von zwei Presswalzen (4, 5, 6, 7) gebildet werden, wobei den beiden Presswalzen (4,5) des ersten Pressspaltes (2) und zumindest der unteren Presswalze (7) des zweiten Pressspaltes (3) jeweils ein separates, endlos um laufendes, wasseraufnehmendes Entwässerungsband (11 , 12,13, 14) zugeordnet ist und das obere Entwässerungsband (11 ) des ersten Pressspalt (2) die Faserstoffbahn (1 ) vom Formersieb (8) eines vorgelagerten Formers zur Blattbildung übernimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Presswalze (4) des ersten Pressspaltes (2) besaugt ausgeführt ist, die obere Presswalze (6) des zweiten Pressspaltes (3) eine glatte Mantelfläche aufweist, das obere Entwässerungsband (11 ) des ersten Pressspaltes (2) die Faserstoffbahn (1 ) an das untere Entwässerungsband (14) des zweiten Pressspaltes (3) übergibt und dem unteren Entwässerungsband (14) im Bereich der Übernahme der Faserstoffbahn (1 ) sowie nach dem zweiten Pressspalt (3) ein die Faserstoffbahn (1 ) zum diesem Entwässerungsband (14) saugendes Saugelement (16,17) zugeordnet ist.

2. Maschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem zweiten Pressspalt (3) oberhalb des unteren Entwässerungsbandes (14) eine Leitwalze (10) angeordnet ist, welche zur wahlweisen Umlenkung eines Entwässerungsbandes (13) der oberen Presswalze (6) oder der Faserstoffbahn (1 ) geeignet ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabe der Faserstoffbahn (1 ) vom Formersieb (8) an das obere Entwässerungsband (11 ) des ersten Pressspaltes (2) von einem vorzugsweise feststehenden Saugelement (15) dieses Entwässerungsbandes (11 ) unterstützt wird.

4. Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Former als Schrägsiebformer ausgebildet ist.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1 ) nach dem zweiten Pressspalt (3) an ein endlos um laufendes, luftdurchlässiges Trockensieb (18,19) einer folgenden Trocknungseinheit übergeben wird.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1 ) zumindest am Anfang der Trocknungseinheit mittels Infrarotstrahlung und/oder Heißluft getrocknet wird.

7. Maschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1 ) zumindest am Ende der Trocknungseinheit mit beheizten Trockenzylindern (20) in Kontakt gebracht wird.

8. Verfahren zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1 ) mittels einer Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Pressspalte (2,3) wahlweise geöffnet oder geschlossen ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht mit der Faserstoffbahn (1 ) in Kontakt stehenden Entwässerungsbänder (11 ,12,13,14) des geöffneten Pressspaltes (2,3) mit einer wesentlich unter der Maschinengeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit angetrieben werden.

10. Verfahren zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1 ) mittels einer Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der oberen Presswalze (6) des zweiten Pressspaltes (3) wahlweise ein oder kein Entwässerungsband (13) zugeordnet wird. 11. Verfahren zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinengeschwindigkeit zwischen 50 und 600 m/min liegt.

12. Anwendung der Vorrichtung oder des Verfahren zur Herstellung einer Papier- Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) mittels einer Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht der Faserstoffbahn (1 ) zwischen 8 und 220, vorzugsweise zwischen 8 und 50 g/m2 liegt.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn umfassend eine Pressanordnung mit zwei Pressspalten zur Entwässerung der Faserstoffbahn, die jeweils von zwei Presswalzen gebildet werden, wobei den beiden Presswalzen des ersten Pressspaltes und zumindest der unteren Presswalze des zweiten Pressspaltes jeweils ein separates, endlos um laufendes, wasseraufnehmendes Entwässerungsband zugeordnet ist und das obere Entwässerungsband des ersten Pressspalt die Faserstoffbahn vom Formersieb eines vorgelagerten Formers zur Blattbildung übernimmt.

Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn mittels einer derartigen Maschine.

Diese Maschinen sind seit langem in vielfältiger Form im Einsatz. Neben einer intensiven Entwässerung über die beiden Pressspalte kann dabei auch eine sichere Bahnführung vom Former aus ermöglicht werden.

Darüber hinaus können diese Maschinen auch sehr kompakt gestaltet werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Einsatzmöglichkeiten dieser Maschinen wesentlich zu erweitern.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dassdie obere Presswalze des ersten Pressspaltes besaugt ausgeführt ist, die obere Presswalze des zweiten Pressspaltes eine glatte Mantelfläche aufweist, das obere Entwässerungsband des ersten Pressspaltes die Faserstoffbahn an das untere Entwässerungsband des zweiten Pressspaltes übergibt und dem unteren Entwässerungsband des zweiten Pressspaltes im Bereich der Übernahme der Faserstoffbahn sowie nach dem zweiten Pressspalt ein die Faserstoffbahn zum diesem Entwässerungsband saugendes Saugelement zugeordnet ist.

Die Kennzeichnung der Maschinenelemente, insbesondere der Presswalzen und Entwässerungsbänder als obere oder untere Elemente bezieht sich immer auf deren Lage bezüglich der Faserstoffbahn, d.h. das beispielsweise ein oberes Maschinenelement sich über der Faserstoffbahn befindet.

Saugelemente sind im wesentlichen Hohlkörper, deren Innenraum mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht. Dabei erfolgt das Ansaugen eines Bandes oder der Faserstoffbahn über Säugöffnungen des Hohlkörpers.

Die Saugelemente können dabei feststehend oder in Form einer besaugten Walze auch rotierend ausgeführt sein. Während bei rotierenden Saugelementen überwiegend Löcher als Säugöffnungen fungieren, sind dies bei feststehenden Saugelementen meist Schlitze.

Soll die Faserstoffbahn an einem luftdurchlässigen Band gehalten oder die Übergabe der Faserstoffbahn an dieses Band unterstützt werden, so wird diesem Band ein Saugelement derart zugeordnet, dass die Säugöffnungen auf der, der Faserstofffbahn gegenüberliegenden Seite des Bandes angeordnet sind. Hierdurch wird die Faserstoffbahn zum Band hin gesaugt.

Durch die Besaugung der oberen Presswalze des ersten Pressspaltes wird die Faserstoffbahn nach diesem Pressspalt sicher am oberen Entwässerungsband dieses Pressspaltes gehalten. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn der erste Pressspalt während des Betriebs geöffnet oder nicht belastet ist.

Aber auch bei geschlossenem ersten Pressspalt kann so gewährleistet werden, dass das untere Entwässerungsband nach dem ersten Pressspalt sicher von der Faserstoffbahn weggeführt werden kann.

Das obere Entwässerungsband des ersten Pressspaltes übergibt die Faserstoffbahn dann an das untere Entwässerungsband des zweiten Pressspaltes, was von einem vorzugsweise feststehenden Saugelement des übernehmenden Entwässerungsbandes im Bereich der Bahnübernahme unterstützt wird.

Da die Faserstoffbahn wegen der Schwerkraft relativ sicher auf dem unteren Entwässerungsband aufliegt, benötigt der zweite Pressspalt keine untere Presswalze in besaugter Form.

Besitzt die obere Presswalze des zweiten Pressspaltes ebenfalls ein Entwässerungsband, so kann das obere Entwässerungsband des zweiten Pressspaltes nach diesem sicher von der Faserstoffbahn wegführt werden, wenn dem unteren Entwässerungsband im Bereich der Wegführung des oberen Entwässerungsbandes ein zweites, vorzugsweise feststehendes Saugelement zugeordnet wird, welches die Faserstoffbahn an das untere Entwässerungsband saugt.

Hat jedoch die obere Presswalze des zweiten Pressspaltes kein Entwässerungsband, so haftet die Faserstoffbahn nach dem zweiten Pressspalt an der glatten Mantelfläche der oberen Presswalze. Von der Mantelfläche wird die Faserstoffbahn dann ungestützt über eine Leitwalze weitergeführt.

Diese oberhalb des unteren Entwässerungsbandes angeordnete Leitwalze kann zur Minimierung des Aufwandes bei vorhandenem, oberem Entwässerungsband des zweiten Pressspaltes zur Umlenkung dieses oberen Entwässerungsbandes genutzt werden.

Auch die Übergabe der Faserstoffbahn vom Formersieb an das obere Entwässerungsband des ersten Pressspaltes sollte im Interesse einer sicheren Bahnführung von einem vorzugsweise feststehenden Saugelement dieses Entwässerungsbandes unterstützt werden.

Feststehende Saugelemente können hierbei insbesondere bei geringen Maschinengeschwindigkeiten ausreichen.

Der den Pressspalten vorgelagerte Former zur Blattbildung sollte mit Vorteil als Schrägsiebformer ausgebildet sein.

Mit einer Faserstoff-Bildungsvorrichtung, die einen Schrägsiebformer und einen Schrägsieb-Stoffauflauf umfasst, können Spezialpapiere, wie Banknoten, Sicherheitspapiere oder Dekorpapiere oder spezielle Faserstoffbahn-Produkte, wie beispielsweise Langfaserpapiere, Nassvliese oder Filtermedien für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche hergestellt werden.

Vorteilhaft an der Schrägsieb-Technik ist dabei die Möglichkeit der Ausbildung von voluminösen Faserstoffbahn-Produkten, die sich hervorragend u. a. für die zuvor beschriebenen Einsatzgebiete eignen.

Üblicherweise wird dabei mittels des Schrägsieb-Stoffauflaufes eine Faserstoffsuspension mit vergleichsweise geringem Faserstoffgehalt auf einen schräg zur Horizontalen verlaufenden Teilabschnitt eines wasserdurchlässigen Formersiebes aufgebracht. In Laufrichtung der Faserstoffbahn nach dem Schrägsieb-Stoffauflauf muss nun diese aus der Faserstoffsuspension entstehende Faserstoffbahn sukzessive entwässert werden.

Nach dem zweiten Pressspalt wird die Faserstoffbahn mit Vorteil an ein endlos um laufendes, luftdurchlässiges Trockensieb einer folgenden Trocknungseinheit übergeben.

Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Maschine geeignet sein muss für einen Betrieb, bei dem zumindest einer der beiden Pressspalte wahlweise geöffnet oder geschlossen ist.

Dies bedeutet, dass beide Pressspalte geschlossen und belastet oder geöffnet sein können oder nur einer der beiden Presspalte geschlossen und belastet ist.

Damit kann auf die unterschiedlichsten Anforderungen an die Entwässerung der Faserstoffbahn eingegangen werden.

Sind beispielsweise beide Pressspalte geöffnet, so weist die Faserstoffbahn bei Übergabe an die Trocknungseinheit einen relativ hohen Feuchtegehalt auf. Wegen der starken Haftung derartiger Faserstoffbahnen sollte die Trocknung der Faserstoffbahn zumindest am Beginn kontaktlos erfolgen.

Hierzu sollte die Faserstoffbahn zumindest am Anfang der Trocknungseinheit mittels Infrarot-Strahlung und/oder Heißluft getrocknet werden.

Wegen der hohen Trocknungsleistung sollte die Faserstoffbahn jedoch unabhängig vom Betriebszustand der Pressspalte zumindest am Ende der Trocknungseinheit mit beheizten Trockenzyl indem in Kontakt gebracht werden.

Auch wenn ein Pressspalt geöffnet ist, sollten seine nicht mit der Faserstoffbahn in Kontakt stehenden Entwässerungsbänder vorzugsweise mit einer wesentlich unter der üblichen Maschinengeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit angetrieben werden. So kann eine Schädigung der Entwässerungsbänder durch Schmutz oder Überhitzung verhindert werden.

Je nach Anforderung an die Entwässerung kann der oberen Presswalze des zweiten Pressspaltes wahlweise ein oder kein Entwässerungsband zugeordnet werden. Hierzu sollte die Konstruktion einen einfachen Ein- bzw. Ausbau des Entwässerungsbandes erlauben.

Mit Vorteil eignet sich die erfindungsgemäße Maschine für Maschinengeschwindigkeiten zwischen 50 und 500 m/min und/oder zur Herstellung von Faserstoffbahnen mit einem Flächengewicht zwischen 8 und 220, vorzugsweise zwischen 8 und 50 g/m 2 .

Geringe Maschinengeschwindigkeiten sollten insbesondere bei schweren Faserstoffbahnen gefahren werden.

Die Presswalzen haben eine zylindrische oder bombierte Form und können bei Bedarf auch durchbiegungsgesteuert ausgebildet sein.

Schuhpresswalzen mit konkaver Pressfläche zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes sind hier unter Umständen wegen der erforderlichen Möglichkeit zur Öffnung der Pressspalte ungeeignet.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur einen schematischen Querschnitt durch einen Teil einer Maschine zur Herstellung von Spezialpapieren mit einem bevorzugten Flächengewicht zwischen 8 und 50 g/m 2 .

Dabei ist es das Ziel einen weiten Anwendungsbereich zu ermöglichen, dies gilt insbesondere hinsichtlich Dicke und Porosität der herzustellenden Faserstoffbahn 1.

Den Beginn der Herstellungsmaschine bildet eine Faserstoffbahn-Bildungsvorrichtung umfassend einen Schrägsieb-Stoffauflauf 21 und einen Schrägsiebformer. Im Schrägsiebformer erfolgt zumindest eine teilweise Entwässerung der mit dem Schrägsieb-Stoffauflauf 21 aufgebrachten Faserstoffbahn 1.

Der Schrägsiebformer weist ein Formersieb 8 auf, dass über mehrere Führungswalzen geführt wird und einen schräg zur Horizontalen verlaufenden Teilabschnitt bildet, in dem der Schrägsieb-Stoffauflauf 21 angeordnet ist. Dabei ist unter einem schräg zur Horizontalen stehenden bzw. verlaufenden Teilabschnitt derjenige Abschnitt des Formersiebes 8 zu verstehen, der derart zur Horizontalen geneigt ist, dass er in Bahnlaufrichtung 9 der Faserstoffbahn 1 ansteigt. Im Former wird die aus dem Schrägsieb-Stoffauflauf 21 austretende Faserstoffsuspension durch das Formersieb 8 entwässert und zum anderen die Formierung der Faserstoffbahn 1 aus der Faserstoffsuspension begünstigt.

An den Schrägsiebformer schließt sich eine Pressanordnung zur Entwässerung der Faserstoffbahn 1 an. Diese Pressanordnung umfasst zwei Pressspalte 2,3, die jeweils von zwei zylindrischen Presswalzen 4, 5, 6, 7 gebildet werden.

Um die beiden Presswalzen 4,5 des ersten Pressspaltes 2 läuft jeweils ein separates, endlos umlaufendes, wasseraufnehmendes Entwässerungsband 11 ,12, wobei das obere Entwässerungsband 11 des ersten Pressspaltes 2 die Faserstoffbahn 1 vom Formersieb 8 des vorgelagerten Formers übernimmt.

Um die Übergabe der Faserstoffbahn 1 vom Formersieb 8 an das obere Entwässerungsband 11 des ersten Pressspaltes 2 zu unterstützen, läuft dieses Entwässerungsband 11 im Bereich der Übernahme an einem feststehenden Saugelement 15 in Form eines Saugkastens entlang, welches die Faserstoffbahn 1 an das luftdurchlässige Entwässerungsband 11 saugt.

Eine feststehende und damit auch kostengünstige Ausführung des Saugelementes 15 wird wegen der hier meist relativ geringen Maschinengeschwindigkeit, welche bevorzugt zwischen 50 und 600 m/min liegt, möglich.

Nach dem ersten Pressspalt 2 wird das untere Entwässerungsband 12 von der Faserstoffbahn 1 weggeführt. Damit dies unabhängig davon, ob der erste Pressspalt 2 belastet oder geöffnet ist, problemlos erfolgen kann, ist die obere Presswalze 4 als besaugte Presswalze ausgeführt. Hierzu ist der perforierte Walzenmantel der besaugten Presswalze 4 mit einer Unterdruckquelle verbunden.

Das obere Entwässerungsband 11 des ersten Pressspaltes 2 übergibt die Faserstoffbahn 1 dann an ein unteres Entwässerungsband 14 der unteren Presswalze 7 des zweiten Pressspaltes 3. Auch hierbei wird die Übernahme der Faserstoffbahn 1 von einem feststehenden Saugelement 16 unterstützt, an dem das übernehmende, untere Entwässerungsband 14 des zweiten Pressspaltes 3 im Bereich der Übernahme entlanggeführt wird. Die Figur zeigt über die gestrichelten Verläufe der Faserstoffbahn 1 bzw. eines oberen Entwässerungsbandes 13 der oberen Presswalze 6 des zweiten Pressspaltes 3 zwei vorteilhafte Gestaltungsmöglichkeiten.

Besitzt die obere Presswalze 6 des zweiten Pressspaltes 3 ein separates Entwässerungsband 13, so wird dieses nach dem zweiten Pressspalt 3 von der Faserstoffbahn 1 weggeführt. Damit dies sicher erfolgen kann, saugt ein dem unteren Entwässerungsband 14 des zweiten Pressspaltes 3 zugeordnetes, feststehendes Saugelement 17 die Faserstoffbahn 1 im Bereich der Wegführung des oberen Entwässerungsbandes 13 an das untere Entwässerungsband 14.

Anschließend übergibt das untere Entwässerungsband 14 des zweiten Pressspaltes 3 die Faserstoffbahn 1 an ein endlos um laufendes, luftdurchlässiges Trockensieb 18 einer folgenden Trocknungseinheit.

Die Entwässerungsbänder 11 ,12,13,14 sind als Pressfilze ausgebildet und werden jeweils über mehrere Leitwalzen 10 umgelenkt.

Bei Bedarf kann das obere Entwässerungsband 13 des zweiten Pressspaltes 3 aber auch ausgebaut werden. Um auch hierbei eine sichere Bahnführung zu gewährleisten, weist die obere Presswalze 6 des zweiten Pressspaltes 3 eine glatte Mantelfläche auf. Diese glatte Mantelfläche kann beispielsweise von Keramik oder Gummi gebildet werden.

Die Faserstoffbahn 1 gelangt dann ungestützt von der Mantelfläche der oberen Presswalze 6 des zweiten Pressspaltes 3 zu einer unmittelbar folgenden Leitwalze 10, welche ansonsten zur Umlenkung des oberen Entwässerungsbandes 13 des zweiten Pressspaltes 3 genutzt wird.

Nach dieser Leitwalze 10 wird die Faserstoffbahn 1 auch hierbei an ein endlos um laufendes, luftdurchlässiges Trockensieb 18 der folgenden Trocknungseinheit übergeben.

Über die beiden beschriebenen Gestaltungsmöglichkeiten des zweiten Pressspaltes 3 hinaus ist es zur Anpassung an die Erfordernisse des speziellen Herstellungsprozesses auch möglich, die Pressanordnung mit geöffnetem ersten 2 und/oder geöffnetem zweiten Pressspalt 3 zu betreiben.

Dabei werden die nicht mit der Faserstoffbahn 1 in Kontakt Stehendenden Entwässerungsbänder 11 ,12,13,14 des geöffneten Pressspaltes 2,3 mit einer wesentlich unter der Maschinengeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit angetrieben, was einer Überhitzung und übermäßigen Verschmutzung von Abschnitten des jeweiligen Entwässerungsbandes 11 ,12,13,14 vorbeugen soll.

Insbesondere dann, wenn beide Pressspalte 2,3 geöffnet sind, gelangt die Faserstoffbahn 1 mit einem relativ hohen Feuchtegehalt zur Trocknungseinheit. Um ein

Festkleben der Faserstoffbahn 1 an Maschinenelementen zu verhindern, beginnt die Trocknungseinheit mit einer kontaktlosen Trocknung mittels Infrarot-Strahlung und/oder Heißluft. Daran schließt sich eine intensive Trocknung an, bei der die Faserstoffbahn 1 in bekannter Form von einem weiteren Trockensieb 19 mit beheizten Trockenzylindern 20 in Kontakt gebracht wird.

Vor allem dann, wenn immer zumindest ein Pressspalt 2,3 geschlossen ist, kann zur Kostensenkung auf die kontaktlose Trocknung verzichtet werden.