DE102014215192A1

DE102014215192A1 - Dewatering device for dewatering a fibrous web, method for dewatering a fibrous web and machine for producing a fibrous web

Info

Publication number: DE102014215192A1
Application number: DE102014215192.9A
Authority: DE
Inventors: Frank Opletal; Matthias Hoehsl; Robert Hilbing
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2016-02-04
Also published as: WO2016016077A1

Abstract

Entwässerungseinrichtung zur Entwässerung einer Faserstoffbahn (1), insbesondere einer Papier-, Karton-, Zellstoff- oder Tissuebahn. Die Einrichtung umfasst eine Saugwalze (7) mit einem besaugten Bereich (8), welcher eine oder mehrere Saugzonen (8a) umfassen kann, und der mit zumindest einer Vakuumanlage verbunden ist. Zudem eine erste Bespannung (2), die im Bereich des besaugten Bereichs (8) zwischen der Faserstoffbahn (1) und der Saugwalze (7) angeordnet ist. Die Entwässerungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine Diffusorlage (3) umfasst Diese ist zumindest im Bereich des besaugten Bereichs (8) zwischen der Faserstoffbahn (1) und der Oberfläche der Saugwalze (7) angeordnet.Dewatering device for dewatering a fibrous web (1), in particular a paper, board, pulp or tissue web. The device comprises a suction roll (7) with an evacuated area (8), which may comprise one or more suction zones (8a), and which is connected to at least one vacuum installation. In addition, a first clothing (2) which is arranged in the region of the evacuated area (8) between the fibrous web (1) and the suction roll (7). The drainage device is characterized in that it comprises at least one diffuser layer (3). It is arranged at least in the region of the evacuated region (8) between the fibrous web (1) and the surface of the suction roll (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwässerungseinrichtung zur Entwässerung einer Faserstoffbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Verfahren zur Entwässerung einer Faserstoffbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13 und eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 14.The invention relates to a drainage device for dewatering a fibrous web according to the preamble of claim 1, and a method for dewatering a fibrous web according to the preamble of claim 13 and a machine for producing a fibrous web according to the preamble of claim 14.

Bei der Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Tissuebahn wird die Materialbahn über weite Strecken des Prozesses auf Bespannungen geführt und mittels verschiedener Entwässerungseinrichtungen entwässert. In the production of a fibrous web, in particular a tissue web, the material web is led to coverings over long stretches of the process and dewatered by means of various drainage devices.

Eine effektive und kostengünstige Entwässerung der Materialbahn bei gleichzeitiger Erhaltung der wesentlichen Eigenschaften der Faserstoffbahn ist eine der Hauptaufgaben bei der Herstellung einer Faserstoffbahn.An effective and cost-effective dewatering of the material web while maintaining the essential properties of the fibrous web is one of the main tasks in the production of a fibrous web.

Insbesondere in den Prozessteilen, in denen die Faserstoffbahn noch relativ feucht ist, kann ein Teil der Entwässerung dadurch erfolgen, dass die Faserstoffbahn über eine Saugwalze geführt wird. Diese Saugwalze ist an eine Vakuumeinrichtung angeschlossen, wodurch ein Teil des Wassers aus der Papierbahn herausgesaugt wird.In particular, in the process parts in which the fibrous web is still relatively moist, a portion of the dewatering can take place in that the fibrous web is passed over a suction roll. This suction roll is connected to a vacuum device, whereby a part of the water is sucked out of the paper web.

Zur Verbesserung der Entwässerungswirkung dieser Saugwalzen schlägt die WO 2005/075731 A2 eine Entwässerungseinrichtung vor, bei der die Papierbahn von aussen mittels weiterer Bespannungen gegen die Saugwalze gepresst wird. Bei der in der WO 2005/075731 A2 offenbarten Konfiguration ist im Bereich der Saugzone der Saugwalze zwischen der Faserstoffbahn und der Saugwalzenoberfläche lediglich die Bespannung, auf der die Faserstoffbahn geführt wird, während die beiden anderen offenbarten Bespannungen von de Saugwalze aus betrachtet jenseits der Papierbahn verlaufen. To improve the drainage effect of these suction rolls suggests the WO 2005/075731 A2 a dewatering device in which the paper web is pressed from the outside by means of other clothing against the suction roll. When in the WO 2005/075731 A2 In the disclosed configuration, in the region of the suction zone of the suction roll between the fibrous web and the suction roll surface, only the fabric on which the fibrous web is guided, while the other two revealed fabrics extend beyond the paper web viewed from the suction roll.

Diese Konfiguration zeigt jedoch in der Praxis den Nachteil, dass die Faserstoffbahn ungleichmäßig entwässert wird. Im Bereich der Bohrungen der Saugwalze ist die Entwässerung sehr stark, während in den Bereichen dazwischen die Entwässerung deutlich geringer ist. Speziell bei dünnen Bahnen, wie sie bei der Herstellung von Tissuepapieren auftreten wird im Bereich der Bohrungen so viel Wasser aus der Faserstoffbahn gesaugt, dass sich Kanäle bilden, durch welche Luft durch die Faserstoffbahn gezogen wird. Hierdurch wird die Entwässerung zusätzlich ineffizient, da durch das Einsaugen von Falschluft ein erhöhter Aufwand für das Aufrechterhalten des Vakuumniveaus betrieben werden muss.However, in practice, this configuration has the disadvantage that the fibrous web is unevenly dewatered. In the area of the holes of the suction roll, the drainage is very strong, while in the areas between the drainage is significantly lower. Especially in the case of thin webs, as they occur in the production of tissue papers, so much water is sucked from the fibrous web in the area of the bores that channels form, through which air is drawn through the fibrous web. As a result, the drainage is also inefficient, since by sucking in false air an increased effort to maintain the vacuum level must be operated.

Eine mögliche Lösung hierfür besteht darin, die stützende Bespannung derart zu verändern, dass dadurch eine Vergleichmäßigung der Entwässerung entsteht. Dies könnte durch eine Erhöhung der Dicke erfolgen, oder das Hinzufügen einer Funktionslage in die stützende Bespannung. Dieses Hinzufügen von Funktionslagen ist aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der schon erwähnten WO 2005/075731 A2 bekannt. Allerdings muss die Bespannung bei der Tissueherstellung auch noch weitere Anforderungen erfüllen, wie beispielsweise bei der Blattbildung oder in der Presse. Durch die Optimierung der Bespannung für den Bereich der Saugwalze müssen in den anderen Bereichen Kompromisse eingegangen werden, die den Vorteil der gleichmäßigen Entwässerung wieder aufwiegen können.A possible solution for this is to change the supporting fabric such that this homogenizes the drainage. This could be done by increasing the thickness, or adding a functional layer into the supporting fabric. This addition of functional layers is well known in the art, such as those already mentioned WO 2005/075731 A2 known. However, the fabric must also meet other requirements in tissue production, for example during sheet formation or in the press. By optimizing the fabric for the area of the suction roll compromises have to be made in the other areas which can outweigh the advantage of uniform drainage.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Entwässerungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine gleichmäßige und effiziente Entwässerung der Faserstoffbahn über einer Saugwalze erlaubt, ohne dabei die vorgelagerten oder nachgelagerten Prozessschritte negativ zu beeinflussen.The invention is therefore based on the object to provide a dewatering device that allows a uniform and efficient dewatering of the fibrous web over a suction roll, without negatively affecting the upstream or downstream process steps.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Entwässerungseinrichtung gemäß Anspruch 1, sowie ein Verfahren zur Entwässerung einer Faserstoffbahn gemäß Anspruch 13 und einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn gemäß Anspruch 14.The object is achieved by a dewatering device according to claim 1, and a method for dewatering a fibrous web according to claim 13 and a machine for producing a fibrous web according to claim 14.

Die erfindungsgemäße Entwässerungseinrichtung zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, Zellstoff- oder Tissuebahn, umfasst eine Saugwalze mit einer Oberfläche und einem besaugten Bereich, der mit zumindest einer Vakuumanlage verbunden ist. Dieser besaugte Bereich kann als durchgehende Saugzone ausgeführt sein, oder auch in mehrere Saugzonen unterteilt sein, welche vorzugsweise in Umfangsrichtung der Walze gesehen hintereinander angeordnet sind. Es kann dabei vorgesehen sein, dass jede der Saugzonen oder zumindest einige der Saugzonen mit jeweils einer eigenen Vakuumanlage verbunden ist. Dadurch können über den besaugten Bereich auch unterschiedliche Vakua in den verschiedenen Saugzonen anliegen. Ebenso können aber auch mehrere oder alle Saugzonen mit derselben Vakuumanlage verbunden sein. Die Saugwalze besitzt vorzugsweise eine Vielzahl von Bohrungen, durch die das Vakuum nach außen weitergeleitet, bzw. das Wasser aus der Faserstoffbahn und den Bespannungen nach innen abgesaugt wird. Die Bohrungen sind üblicherweise in Form eines regelmäßigen oder unregelmäßigen Bohrmusters angeordnet. Zwischen den Bohrungen befinden sich Zwischenräume, sogenannte Stege. Weiter umfasst die Entwässerungseinrichtung eine erste Bespannung, die im Bereich des besaugten Bereichs zwischen der Faserstoffbahn und der Saugwalze angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführung ist diese erste Bespannung die stützende Bespannung, die die Faserstoffbahn weiter durch die Anlage führt. Diese erste Bespannung kann beispielsweise ein Sieb oder ein Filz sein. Weiterhin kann die erste Bespannung in einer bevorzugten Ausführung sehr dünn sein, und eine Dicke zwischen 2mm bis 6mm, besonders bevorzugt zwischen 2mm und 4mm aufweisen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Entwässerungseinrichtung zumindest eine Diffusorlage umfasst. Aufgabe dieser Diffusorlage ist es, das an den Bohrungen anliegende Vakuum zu vergleichmäßigen, bevor es die Faserstoffbahn erreicht. Diese Diffusorlage ist erfindungsgemäß zumindest im Bereich des besaugten Bereichs zwischen der Faserstoffbahn und der Oberfläche der Saugwalze angeordnet. Diese Diffusorlage ist nicht mit der ersten Bespannung verbunden. Somit kann eine Vergleichmäßigung der Entwässerung erreicht werden, ohne dass die Performance der ersten Bespannung in andern Prozessschritten negativ beeinflusst wird.The dewatering device according to the invention for dewatering a fibrous web, in particular a paper, board, pulp or tissue web, comprises a suction roll having a surface and an evacuated area, which is connected to at least one vacuum system. This evacuated area may be designed as a continuous suction zone, or may also be subdivided into a plurality of suction zones, which are preferably arranged one behind the other as seen in the circumferential direction of the roller. It may be provided that each of the suction zones or at least some of the suction zones is each connected to its own vacuum system. As a result, different vacuums can also be present in the different suction zones via the evacuated area. Likewise, however, several or all suction zones can be connected to the same vacuum system. The suction roll preferably has a multiplicity of bores through which the vacuum is passed on to the outside, or the water is sucked in from the fibrous web and the fabrics inwards. The bores are usually arranged in the form of a regular or irregular drill pattern. Between the holes there are gaps, so-called webs. Furthermore, the dewatering device comprises a first fabric, which is arranged in the region of the evacuated area between the fibrous web and the suction roll. In a preferred embodiment, this first covering is the supporting one Covering the fibrous web continues through the plant. This first clothing can be, for example, a sieve or a felt. Furthermore, in a preferred embodiment, the first fabric may be very thin, and have a thickness between 2mm to 6mm, more preferably between 2mm and 4mm. According to the invention, it is provided that the drainage device comprises at least one diffuser layer. The task of this diffuser layer is to equalize the vacuum applied to the holes before it reaches the fibrous web. This diffuser layer is arranged according to the invention at least in the region of the evacuated area between the fibrous web and the surface of the suction roll. This diffuser layer is not connected to the first stringing. Thus, an equalization of the drainage can be achieved without the performance of the first string is negatively affected in other process steps.

Im Rahmen dieser Anmeldung bezeichne die Seite der Faserstoffbahn, die der Saugwalze zugewandt ist, eine innere Seite der Faserstoffbahn während die der Saugwalze abgewandte Seite eine äußere Seite der Papierbahn beschreibt.In the context of this application, the side of the fibrous web which faces the suction roll designates an inner side of the fibrous web, while the side facing away from the suction roll describes an outer side of the paper web.

Weitere vorteilhafte Aspekte und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further advantageous aspects and developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

So umfasst die Diffusorlage in einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung eine zweite Bespannung. Diese Bespannung ist von der ersten Bespannung unabhängig. In einer bevorzugten Ausführung wirkt die zweite Bespannung nur im Bereich des besaugten Bereichs auf die Faserstoffbahn ein. Sie kann daher beispielsweise deutlich kürzer ausgeführt werden, als die erste Bespannung.Thus, in an advantageous embodiment of the invention, the diffuser layer comprises a second fabric. This covering is independent of the first covering. In a preferred embodiment, the second fabric acts on the fibrous web only in the region of the evacuated region. It can therefore be made significantly shorter, for example, than the first clothing.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung verläuft die zweite Bespannung zumindest im Bereich des besaugten Bereichs zwischen der Saugwalze und der ersten Bespannung. Somit wird das Vakuum, das an den Bohrungen der Saugwalze anliegt, durch die zweite Bespannung vergleichmäßigt, bevor es die erste Bespannung und danach die Faserstoffbahn erreicht.In a further advantageous embodiment, the second clothing extends at least in the region of the evacuated area between the suction roller and the first clothing. Thus, the vacuum applied to the holes of the suction roll is equalized by the second fabric before it reaches the first fabric and then the fibrous web.

Für die Art der zweiten Bespannung sind erfindungsgemäß mehrere vorteilhafte Ausführungen möglich. So ist in einer vorteilhaften Ausführung die zweite Bespannung ein umlaufender Filz. Der umlaufende Filz kann dabei beispielsweise in einer Filzschlaufe über eine oder mehrere Leitwalzen geführt werden. Der umlaufende Filz ist dabei weder mit der Saugwalze noch mit der ersten Bespannung fest verbunden.For the type of second covering several advantageous embodiments are possible according to the invention. Thus, in an advantageous embodiment, the second fabric is a circumferential felt. The circulating felt can be guided for example in a felt loop over one or more guide rollers. The circumferential felt is firmly connected to neither the suction roll nor with the first stringing.

In einer anderen vorteilhaften Ausführung besteht die zweite Bespannung aus einem umlaufenden Sieb. Das umlaufende Sieb kann dabei beispielsweise in einer Siebschlaufe über eine oder mehrere Leitwalzen geführt werden. Das umlaufende Sieb ist dabei weder mit der Saugwalze noch mit der ersten Bespannung fest verbunden.In another advantageous embodiment, the second fabric consists of a rotating sieve. The rotating screen can be guided, for example, in a wire loop over one or more guide rollers. The rotating sieve is firmly connected neither to the suction roll nor to the first clothing.

In einer bevorzugten Variante der Erfindung handelt es sich bei dem umlaufenden Sieb um ein Gewebe oder ein Spiralsieb. Es sind zudem aber auch viele andere Formen von umlaufenden Bespannungen denkbar, wie beispielsweise umlaufende Membranen, Folien, oder weitere textile Flächengebilde wir Gewirke oder Gelege.In a preferred variant of the invention, the rotating sieve is a fabric or a spiral sieve. But there are also many other forms of circumferential coverings conceivable, such as circulating membranes, films, or other fabrics we knits or scrim.

In einer anderen vorteilhaften Ausführung handelt es sich bei der zweiten Bespannung um ein Schrumpfsieb. Hierbei ist das Schrumpfsieb fest mit der Saugwalze verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise formschlüssig oder kraftschlüssig erfolgen.In another advantageous embodiment, the second covering is a shrinkage screen. Here, the shrinkage screen is firmly connected to the suction roll. The connection can be made, for example, positive or non-positive.

Für die zweite Bespannung steht eine Vielzahl von Materialien zur Verfügung. In einer bevorzugten Ausführung können das umlaufende Sieb oder das Schrumpfsieb ganz oder zumindest überwiegend aus Polymermaterial oder aus Metall bestehen. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Sieb ein einzelnes Polymer bzw. Metall, oder verschiedene Polymere bzw. Metalle umfasst.For the second covering a variety of materials are available. In a preferred embodiment, the circumferential sieve or the shrink sieve may consist wholly or at least predominantly of polymer material or of metal. It is provided according to the invention that a sieve comprises a single polymer or metal, or different polymers or metals.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfasst die zumindest eine Diffusorlage eine Schicht aus porösem Material, welche fest mit der Saugwalze verbunden ist. Die Verbindung kann beispielsweise kraftschlüssig oder formschlüssig erfolgen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schicht aus porösem Material einen Teil des Saugwalze darstellt, vorzugsweise die äußerste Schicht der Saugwalze. In einer bevorzugten Ausführung umfasst das poröse Material ein geschäumtes Material, wie beispielsweise einen Metallschaum oder einen Polymerschaum, oder besteht aus diesem.In a further advantageous embodiment, the at least one diffuser layer comprises a layer of porous material which is firmly connected to the suction roll. The connection can be done for example non-positively or positively. In particular, it can be provided that the layer of porous material forms part of the suction roll, preferably the outermost layer of the suction roll. In a preferred embodiment, the porous material comprises or consists of a foamed material, such as a metal foam or a polymer foam.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Oberfläche der Saugwalze im Bereich der Stege zumindest Teilweise mit Einsenkungen versehen. Diese Einsenkungen können in einer bevorzugten Ausführung als Rillen ausgeführt sein, können jedoch beliebig geformt sein. Diese Einsenkungen wirken wie kleine Saugleitungen, die das Vakuum von der Bohrung in den Bereich der Stege hinein verteilen und damit den wirksamen Saugbereich erhöhen. Durch diese Maßnahme kann die Wirkung der Diffusorlage noch weiter gesteigert werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the surface of the suction roller in the region of the webs is at least partially provided with depressions. These depressions may be designed as grooves in a preferred embodiment, but may be arbitrarily shaped. These depressions act like small suction lines, which distribute the vacuum from the bore into the area of the webs and thus increase the effective suction area. By this measure, the effect of the diffuser layer can be further increased.

In einer anderen vorteilhaften Ausführung umfasst die Entwässerungseinrichtung noch zumindest eine zusätzliche äußere Bespannung. In einer besonders bevorzugten Ausführung umfasst die Entwässerungseinrichtung zwei äußere Bespannungen. Dabei verläuft die zumindest eine äußere Bespannung im Bereich des besaugten Bereichs jenseits der Faserstoffbahn. Das bedeutet, dass die Faserstoffbahn im Bereich des besaugten Bereichs zwischen der Saugwalze und der zumindest einen äußeren Bespannung verläuft. Die zumindest eine äußere Bespannung ist in einer vorteilhaften Ausführung eine umlaufende Bespannung, die über mindestens eine Leitwalze, bevorzugt mehrere Leitwalzen geführt wird. Dabei kann in einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, dass die zumindest eine äußere Bespannung gegen die Saugwalze gedrückt wird. Somit kann die erfindungsgemäße Entwässerungseinrichtung als besaugte Bandpressvorrichtung ausgeführt sein.In another advantageous embodiment, the drainage device still comprises at least one additional outer fabric. In a In a particularly preferred embodiment, the drainage device comprises two outer coverings. The at least one outer fabric runs in the region of the evacuated region beyond the fibrous web. This means that the fibrous web extends in the region of the suctioned area between the suction roll and the at least one outer fabric. The at least one outer covering is in an advantageous embodiment, a circumferential covering, which is guided over at least one guide roller, preferably a plurality of guide rollers. It can be provided in a particularly preferred embodiment of the invention that the at least one outer fabric is pressed against the suction roll. Thus, the dewatering device according to the invention can be designed as an evacuated belt pressing device.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst die Entwässerungseinrichtung eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Wasserdampf, Heißluft oder eines anderen Gases. Die Temperatur des Wasserdampfs, der Heißluft oder des Gases ist dabei mindestens 10°C, bevorzugt mindestens 20°C, besonders bevorzugt mindestens 40°C höher ist, als die Temperatur der Faserstoffbahn vor der Entwässerungseinrichtung. Die besagte Vorrichtung kann in einer vorteilhaften Ausführung im Bereich des besaugten Bereichs installiert sein. In einer bevorzugten Ausführung wird der Wasserdampf, die Heißluft oder das Gas von außen aufgebracht, das heißt durch das Vakuum der Saugwalze wird der Wasserdampf, die Heißluft oder das Gas in die Faserstoffbahn hinein gesaugt, oder sogar durch die Faserstoffbahn hindurch gesaugt.In a further advantageous embodiment of the invention, the drainage device comprises a device for providing water vapor, hot air or another gas. The temperature of the steam, the hot air or the gas is at least 10 ° C, preferably at least 20 ° C, more preferably at least 40 ° C higher than the temperature of the fibrous web before the dewatering device. The said device may be installed in an advantageous embodiment in the region of the evacuated area. In a preferred embodiment, the water vapor, the hot air or the gas is applied from the outside, that is, by the vacuum of the suction roll, the water vapor, the hot air or the gas is sucked into the fibrous web, or even sucked through the fibrous web.

Ein zweiter unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier, Karton-, Zellstoff- oder Tissuebahn. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Entwässerung in einer erfindungsgemäßen Entwässerungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–12 erfolgt, wobei das an der Saugwalze anliegende Vakuum durch zumindest eine Diffusorlage vergleichmäßigt wird.A second independent aspect of the invention relates to a method for dewatering a fibrous web, in particular a paper, board, pulp or tissue web. The inventive method is characterized in that at least a portion of the drainage in a drainage device according to the invention according to one of claims 1-12 takes place, wherein the vacuum applied to the suction roll is made uniform by at least one diffuser layer.

Ein dritter unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier, Karton-, Zellstoff- oder Tissuebahn Dabei umfasst die erfindungsgemäße Maschine zumindest eine Entwässerungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–12.A third independent aspect of the invention relates to a machine for producing a fibrous web, in particular a paper, board, pulp or tissue web. In this case, the machine according to the invention comprises at least one dewatering device according to one of claims 1-12.

In einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst die Maschine weiterhin noch mindestens einen dampfbeheizten Zylinder, insbesondere einen Yankee Zylinder. Ein Yankee Zylinder hat üblicherweise einen sehr großen Durchmesser, vorzugsweise größer als zwei Meter, besonders bevorzugt größer als vier Meter.In an advantageous variant of the invention, the machine further comprises at least one steam-heated cylinder, in particular a Yankee cylinder. A Yankee cylinder usually has a very large diameter, preferably greater than two meters, more preferably greater than four meters.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Skizzen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to drawings.

1 zeigt einen nicht maßstäblichen Schnitt durch eine Entwässerungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik 1 shows a non-scale section through a drainage device according to the prior art

2 zeigt einen nicht maßstäblichen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Entwässerungseinrichtung 2 shows a not to scale section through a drainage device according to the invention

2A zeigt schematisch einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Saugwalzenoberfläche. 2A schematically shows a section of a suction roll surface according to the invention.

3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Ausführung einer Entwässerungseinrichtung 3 schematically shows an embodiment of a drainage device according to the invention

4 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Ausführung einer Entwässerungseinrichtung. 4 schematically shows a further embodiment of a drainage device according to the invention.

Die 1 und 2 zeigen einen Schnitt durch eine Entwässerungseinrichtung, im Bereich des besaugten Bereichs 8. Der Saugwalzenmantel 4 ist mit Bohrungen 5 versehen, durch die das Wasser, das der Faserstoffbahn 1 entzogen wird, abgeführt wird. Die Faserstoffbahn 1 ist in diesen beiden Ausführungen durch eine erste Bespannung 2 gestützt, die zwischen der Faserstoffbahn 1 und dem Saugwalzenmantel 4 angeordnet ist. Diese erste Bespannung 2 kann beispielsweise ein Filz sein, aber auch ein Sieb oder eine andere Bespannung. Betrachtet man den wirksamen Saugbereich 6, der sich über den Bohrungen 5 ausbildet, so sieht man in der Ausführung gemäß Stand der Technik in 1, dass sich die wirksamen Saugbereiche 6 benachbarter Bohrungen 5 nicht überlappen. Die Faserstoffbahn 1 wird direkt über den Bohrungen 5 besaugt, aber zwischen den Bohrungen 5 im Bereich der Stege gibt es Zonen, in denen das von den Bohrungen 5 ausgehende Vakuum, bzw. der Unterdruck nicht wirksam ist. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Entwässerung der Faserstoffbahn 1. Zum einen bleiben feuchte Zonen im Bereich der Stege bestehen. Zum anderen führt die starke Besaugung der Faserstoffbahn 1 im Bereich des wirksamen Saugbereiches 6 dazu, dass sich Kanäle bilden, durch welche Luft angesaugt wird. Durch das Ansaugen dieser Falschluft erfordert das Aufrechterhalten des Vakuumniveaus zusätzliche Energie. Dieser Effekt ist bei vielen Anwendungen im Tissuebereich besonders relevant. Ein Beispiel für eine solche Anwendung ist in 4 dargestellt. Der hier als erste Bespannung 2 verwendete Filz ist mit Dicken im Bereich von weniger als 4 mm vergleichsweise dünn. Eine ausreichende Verbreiterung des wirksamen Saugbereiches 6 durch Diffusion in diesem Filz 2 ist somit nicht möglich. In der in 2 gezeigten Ausführung ist erfindungsgemäß eine Diffusorlage 3 eingefügt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen umlaufenden Filz handeln, wobei dieser Filz der Diffusorlage 3 auch dicker sein kann, als der Filz der ersten Bespannung 2. Alternativ kann statt eines umlaufenden Filzes auch ein umlaufendes Sieb oder auch ein Schrumpfsieb als Diffusorlage 3 verwendet werden. Durch diese Diffusorlage 3 kann nun der an den Bohrungen anliegende Unterdruck besser in die Breite diffundieren. Dadurch verbreitert sich der wirksame Saugbereich 6 an der Faserstoffbahn 1 so weit, dass auch im Bereich der Stege keine unbesaugten Zonen mehr auftreten. Die Entwässerung der Faserstoffbahn wird gleichmäßiger und das Auftreten von Kanälen bzw. das Einsaugen von Falschluft wird verhindert. Den gleichen Effekt wie mit den beschriebenen Bespannungen kann man erzielen, wenn man als Diffusorlage eine Schicht aus porösem Material, bevorzugt einem geschäumten Material, auf den Saugwalzenmantel aufbringt, welches fest mit diesem verbunden ist. Besonders vorteilhaft ist hier der Einsatz von Metallschaum.The 1 and 2 show a section through a drainage device, in the region of the evacuated area 8th , The Saugwalzenmantel 4 is with holes 5 provided by the water, that of the fibrous web 1 is withdrawn, is discharged. The fibrous web 1 is in these two versions by a first string 2 supported, between the fibrous web 1 and the suction roll jacket 4 is arranged. This first stringing 2 may for example be a felt, but also a sieve or other clothing. Looking at the effective suction area 6 that is above the holes 5 forms, so you can see in the execution according to the prior art in 1 that the effective suction areas 6 adjacent holes 5 do not overlap. The fibrous web 1 gets directly over the holes 5 sucked, but between the holes 5 In the area of the webs there are zones where that of the holes 5 outgoing vacuum, or the negative pressure is not effective. This leads to uneven drainage of the fibrous web 1 , On the one hand, wet zones remain in the area of the webs. On the other hand leads the strong suction of the fibrous web 1 in the area of the effective suction area 6 that channels form, through which air is sucked. By sucking this false air, maintaining the vacuum level requires additional energy. This effect is particularly relevant in many applications in the tissue sector. An example of such an application is in 4 shown. The here as the first stringing 2 felt used is relatively thin with thicknesses in the range of less than 4 mm. A sufficient broadening of the effective suction area 6 by diffusion in this felt 2 is not possible. In the in 2 shown Embodiment is a diffuser layer according to the invention 3 inserted. This may be, for example, a circumferential felt, this felt the diffuser layer 3 may be thicker than the felt of the first fabric 2 , Alternatively, instead of a circumferential felt and a rotating sieve or a shrink sieve as a diffuser layer 3 be used. Through this diffuser layer 3 can now better diffuse the voltage applied to the holes negative pressure in the width. This widens the effective suction area 6 at the fibrous web 1 so far that even in the area of the webs no more uninspired zones occur. The dewatering of the fibrous web is more uniform and the occurrence of channels or the intake of false air is prevented. The same effect as with the described clothing can be achieved if, as diffuser layer, a layer of porous material, preferably a foamed material, is applied to the suction roll shell, which is firmly connected thereto. Particularly advantageous here is the use of metal foam.

2A zeigt schematisch die Aufsicht auf eine vorteilhafte Ausführung der Oberfläche der Saugwalze 7. Dabei sind die Bohrungen 5 als durchgehende Bohrungen 5 ausgeführt, die durch die Wandung der Saugwalze 7 hindurch gehen, und durch die das Vakuum bzw. der Unterdruck der Vakuumanlage nach außen geleitet wird. Diese Bohrungen 5 sind in einem gewissen Bohrmuster angeordnet. Die nicht gebohrten Bereiche zwischen den Bohrungen werden als Stege bezeichnet. In 2A sind diese Stege mit Einsenkungen 14 versehen. Diese Einsenkungen 14 sind so tief ausgeführt, dass sie nicht wie die Bohrungen 5 durchgehend sind, da sonst die Stabilität des Walzenmantels nicht gewährleistet wäre. Ihre Aufgabe ist es, das an den Bohrungen 5 anliegende Vakuum bereits im Bereich des Mantels der Saugwalze 7 zu vergleichmäßigen, und damit die Wirkung der Diffusorlage 3 zu unterstützen. 2A shows schematically the top view of an advantageous embodiment of the surface of the suction roll 7 , Here are the holes 5 as through holes 5 running through the wall of the suction roll 7 through which the vacuum or vacuum of the vacuum system is passed to the outside. These holes 5 are arranged in a certain drill pattern. The undrilled areas between the holes are called webs. In 2A These are webs with depressions 14 Mistake. These depressions 14 are so deep that they do not like the holes 5 are continuous, otherwise the stability of the roll shell would not be guaranteed. Your job is to do that on the holes 5 applied vacuum already in the area of the shell of the suction roll 7 to even out, and thus the effect of the diffuser layer 3 to support.

3 zeigt schematisch eine weitere erfindungsgemäße Ausführung der Entwässerungseinrichtung. Um die Saugwalze 7 mit dem besaugten Bereich 8 herum verläuft dabei als Diffusorlage 3 eine umlaufende Bespannung, vorzugsweise ein umlaufender Filz. Diese Bespannung ist als endlose Schlaufe ausgeführt und wird über eine oder mehrere Leitwalzen 9 geführt. Die Faserstoffbahn 1 ist hier auf einer ersten Bespannung 2 gestützt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Filz oder ein Sieb handeln. Sowohl die ersten Bespannung 2 als auch die Diffusorlage 3 sind zwischen der Faserstoffbahn 1 und der Saugwalze 7 bzw. dem besaugten Bereich 8 angeordnet. Der besaugte Bereich 8 ist in dem in 3 gezeigten Beispiel mit drei Saugzonen 8a ausgeführt. An diesen Saugzonen 8a können unterschiedliche Vakuua oder auch dasselbe Vakuum anliegen. Alternativ kann der besaugte Bereich 8 auch als eine einzige Saugzone 8a ausgeführt sein. Die Entwässerungseinrichtung in 3 umfasst zudem jenseits der Faserstoffbahn 1 zwei äußere Bespannungen 10a, 10b welche auch wieder über verschiedene Leitwalzen 9 geführt werden. Die eine äußere Bespannung 10a kann dabei ein Sieb, insbesondere ein strukturiertes Sieb sein, während die andere äußere Bespannung 10b ein Sieb oder ein anderes Band sein kann. Die äußeren Bespannungen 10a, 10b können dabei beispielsweise so gespannt werden, dass sie gegen die Saugwalze drücken und eine Bandpressvorrichtung entsteht. Diese kann unter anderem durch Verstellen der Leitwalzen 9 gewährleistet werden. 3 schematically shows a further embodiment of the drainage device according to the invention. To the suction roll 7 with the evacuated area 8th around it runs as a diffuser layer 3 a circumferential covering, preferably a circumferential felt. This clothing is designed as an endless loop and is over one or more guide rollers 9 guided. The fibrous web 1 is here on a first string 2 supported. This may, for example, be a felt or a sieve. Both the first stringing 2 as well as the diffuser layer 3 are between the fibrous web 1 and the suction roll 7 or the evacuated area 8th arranged. The vacuumed area 8th is in the in 3 shown example with three suction zones 8a executed. At these suction zones 8a may be different vacuum or even the same vacuum. Alternatively, the evacuated area 8th also as a single suction zone 8a be executed. The drainage facility in 3 also includes beyond the fibrous web 1 two outer fabrics 10a . 10b which again on different guide rollers 9 be guided. The one outer covering 10a can be a sieve, in particular a structured sieve, while the other outer fabric 10b a sieve or another band can be. The outer fabrics 10a . 10b For example, they can be stretched so that they press against the suction roll and a belt pressing device is formed. This can, inter alia, by adjusting the guide rollers 9 be guaranteed.

Eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen Entwässerungseinrichtung wird in 4 schematisch gezeigt. Um die Saugwalze 7 mit dem besaugten Bereich 8 herum ist auch hier wieder eine umlaufende Bespannung als Diffusorlage 3 angeordnet. Hier bietet sich wieder die Verwendung eines umlaufenden Filzes oder auch eines umlaufenden Siebes an. Alternativ kann auch die Saugwalze 7 mit einem Schrumpfsieb versehen werden. Die Diffusorlage 3 ist im Bereich des besaugten Bereichs 8 zwischen der Saugwalze 7 und einer ersten Bespannung 2 angeordnet. Der besaugte Bereich 8 ist in dem in 4 gezeigten Beispiel als eine einzige Saugzone 8a ausgeführt. Alternativ kann der besaugte Bereich 8 auch in mehrere Saugzonen 8a unterteilt sein. An diesen Saugzonen 8a können unterschiedliche Vakuua oder auch dasselbe Vakuum anliegen. Die erste Bespannung 2 ist hier, ähnlich wie in 2 gezeigt, ein Filz, häufig ein dünner Filz mit einer Dicke von weniger als 4 mm. Alternativ können als erste Bespannung 2 aber auch Siebe oder andere wasserdurchlässige Bespannungen Verwendung finden. Die Faserstoffbahn 1 wird in dieser Ausführung gestützt auf eine äußere Bespannung 10c in die Entwässerungseinrichtung transportiert. Weiterhin umfasst die Entwässerungseinrichtung eine zweite äußere Bespannung 10d, die über mehrere Leitwalzen 9 als Schlaufe geführt wird. Diese beiden äußeren Bespannungen 10c, 10d sind im Bereich des besaugten Bereichs 8 von dieser aus betrachtet jenseits der Faserstoffbahn 1 positioniert ist. Ähnlich wie bei der Ausführung in 3 können die äußeren Bespannungen 10c, 10d dabei so gespannt werden, dass sie gegen die Saugwalze drücken und eine Bandpressvorrichtung entsteht. Diese kann unter anderem durch Verstellen der Leitwalzen 9 gewährleistet werden. Zur Verbesserung der Entwässerung ist in der Ausführung in 4 mit der Dampf- und Heißlufthaube 11 eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Wasserdampf, Heißluft oder einem anderen Gas vorgesehen. Diese Dampf- und Heißlufthaube 11 ist im Bereich des besaugten Bereichs 8 der Saugwalze 7 gegenüber angeordnet. Die erste Bespannung 2, die Diffusorlage 3, die Faserstoffbahn 1 und die äußeren Bespannungen 10c, 10d passieren als Sandwich den Spalt zwischen Dampf- und Heißlufthaube 11 und Saugwalze 8. Das Medium, z.B. Dampf, wird hier auf die äußere Bespannung 10d aufgebracht, und durch den Unterdruck an dem besaugten Bereich 8 in die Faserstoffbahn 1 hinein oder durch sie hindurch gesaugt. Der Dampf, oder alternativ auch die Luft oder ein anderes Gas, haben eine deutlich höhere Temperatur, als die Faserstoffbahn 1. Dies führt zu einer Erhöhung der Viskosität des in der Faserstoffbahn enthaltenen Wassers und erleichtert somit die Entwässerung. Hierzu ist es notwendig, dass die Temperaturdifferenz mindestens 10°C beträgt. Vorteilhafterweise beträgt diese Temperaturdifferenz aber mehr als 20°C oder sogar mehr als 40°C. Die in 4 gezeigte Entwässerungseinrichtung kann Teil einer erfindungsgemäßen Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 1 sein. Diese umfasst hier häufig noch eine Presse 12, durch die die Faserstoffbahn 1 zwischen der ersten Bespannung 2 und der äußeren Bespannung 10c hindurchgeführt und weiter entwässert wird. Insbesondere bei der Herstellung von Tissuepapieren ist in Laufrichtung 13 der Faserstoffbahn 1 hinter der Entwässerungseinrichtung noch ein Yankee Zylinder angeordnet über den die Faserstoffbahn 1 geführt wird. An alternative embodiment of the dewatering device according to the invention is described in 4 shown schematically. To the suction roll 7 with the evacuated area 8th around here is again a circumferential stringing as a diffuser layer 3 arranged. Here again the use of a circumferential felt or a rotating screen offers. Alternatively, the suction roller 7 be provided with a shrink sieve. The diffuser layer 3 is in the area of the evacuated area 8th between the suction roll 7 and a first stringing 2 arranged. The vacuumed area 8th is in the in 4 shown example as a single suction zone 8a executed. Alternatively, the evacuated area 8th also in several suction zones 8a be divided. At these suction zones 8a may be different vacuum or even the same vacuum. The first stringing 2 is here, similar to in 2 shown a felt, often a thin felt with a thickness of less than 4 mm. Alternatively, as a first string 2 but also sieves or other water-permeable fabrics are used. The fibrous web 1 is supported in this embodiment on an outer fabric 10c transported into the drainage device. Furthermore, the drainage device comprises a second outer fabric 10d passing over several guide rollers 9 is led as a loop. These two outer fabrics 10c . 10d are in the area of the evacuated area 8th viewed from this point beyond the fibrous web 1 is positioned. Similar to the execution in 3 can the outer fabrics 10c . 10d be tense so that they press against the suction roll and a belt pressing device is formed. This can, inter alia, by adjusting the guide rollers 9 be guaranteed. To improve the drainage is in the execution in 4 with the steam and hot air hood 11 a device for providing water vapor, hot air or another gas is provided. This steam and hot air hood 11 is in the area of the evacuated area 8th the suction roll 7 arranged opposite. The first stringing 2 , the diffuser layer 3 , the fibrous web 1 and the outer fabrics 10c . 10d happen as a sandwich the gap between steam and hot air hood 11 and suction roll 8th , The medium, eg steam, is here on the outer fabric 10d applied, and by the negative pressure at the evacuated area 8th in the fibrous web 1 sucked in or through it. The steam, or alternatively the air or another gas, have a significantly higher temperature than the fibrous web 1 , This leads to an increase in the viscosity of the water contained in the fibrous web and thus facilitates drainage. For this it is necessary that the temperature difference is at least 10 ° C. Advantageously, however, this temperature difference is more than 20 ° C or even more than 40 ° C. In the 4 Dewatering device shown may be part of a machine according to the invention for producing a fibrous web 1 be. This often includes a press here 12 through which the fibrous web 1 between the first clothing 2 and the outer clothing 10c passed through and further dehydrated. In particular, in the manufacture of tissue paper is in the running direction 13 the fibrous web 1 behind the dewatering device still a Yankee cylinder arranged over the the fibrous web 1 to be led.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Faserstoffbahn Fibrous web
2 2: erste Bespannungfirst stringing
3 3: Diffusorlagediffuser location
4 4: Saugwalzenmantel suction roll
55: Bohrung drilling
66: wirksamer Saugbereich effective suction area
77: Saugwalze suction roll
88th: besaugter Bereich vacuumed area
8a8a: Saugzone suction zone
99: Leitwalze guide roll
10, 10a, 10b, 10c, 10d10, 10a, 10b, 10c, 10d: äußere Bespannung outer clothing
1111: Dampf- und Heißlufthaube Steam and hot air hood
1212: Presse Press
1313: Laufrichtung der Faserstoffbahn Running direction of the fibrous web
1414: Einsenkung depression

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2005/075731 A2 [0005, 0005, 0007]

Claims

Dewatering device for dewatering a fibrous web ( 1 ), in particular a paper, board, pulp or tissue web, comprising a suction roll ( 7 ) with a surface and an evacuated area ( 8th ), which has one or more suction zones ( 8a ), and which is connected to at least one vacuum system, and a first covering ( 2 ) located in the area of the evacuated area ( 8th ) between the fibrous web ( 1 ) and the suction roll ( 7 ), characterized in that the drainage device at least one diffuser layer ( 3 ), which at least in the region of the evacuated area ( 8th ) between the fibrous web ( 1 ) and the surface of the suction roll ( 7 ) is arranged.

Drainage device according to claim 1, characterized in that the at least one diffuser layer ( 3 ) comprises a second string.

Dewatering device according to claim 2, characterized in that the second fabric in the region of the evacuated area ( 8th ) between the first covering ( 2 ) and the suction roll ( 7 ) runs.

Dewatering device according to one of claims 2 or 3, characterized in that it is a circumferential felt in the second fabric.

Dewatering device according to one of claims 2 or 3, characterized in that it is a circumferential sieve in the second fabric.

Dewatering device according to claim 5, characterized in that it is the rotating screen to a fabric or a spiral wire.

Drainage device according to one of claims 2 or 3, characterized in that it is a shrinkage screen in the second fabric.

Drainage device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the second fabric consists entirely or predominantly of polymer or metal.

Dewatering device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the at least one diffuser layer ( 3 ) comprises a layer of porous material, preferably a foamed material, particularly preferably a metal foam or polymer foam, wherein the layer of porous material fixed to the suction roll ( 7 ) or the outermost layer of the suction roll ( 7 ).

Dewatering device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the surface of the suction roll ( 7 ) at least partially with depressions ( 14 ), in particular with grooves.

Dewatering device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the drainage device at least one outer covering ( 10a . 10b . 10c . 10d ), preferably two outer coverings ( 10a . 10b . 10c . 10d ), wherein the at least one outer covering ( 10a . 10b . 10c . 10d ) in the area of the evacuated area ( 8th ) viewed from this point beyond the fibrous web ( 1 ) is positioned.

Dewatering device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the dewatering device in particular in the region of the evacuated area ( 8th ) a device for supplying water vapor, hot air or another gas ( 11 ), wherein the temperature of the water vapor, the hot air or the gas is at least 10 ° C, preferably at least 20 ° C, particularly preferably at least 40 ° C higher than the temperature of the fibrous web ( 1 ).

Method for dewatering a fibrous web ( 1 ), in particular a paper, board, pulp or tissue web, characterized in that at least part of the dewatering takes place in a dewatering device according to one of claims 1-12, wherein the on the suction roll ( 7 ) applied vacuum through the at least one diffuser layer ( 3 ) is evened out.

Machine for producing a fibrous web ( 1 ), in particular a paper, board, pulp or tissue web, characterized in that the machine comprises at least one dewatering device according to one of claims 1-12.

Machine for producing a fibrous web ( 1 ) according to claim 14, characterized in that the machine further comprises at least one steam-heated cylinder, in particular a Yankee cylinder, which in the web running direction ( 13 ) is arranged after the dewatering device.