DE2554571A1

DE2554571A1 - Verfahren und einrichtung zum trokkenformen einer faserschicht

Info

Publication number: DE2554571A1
Application number: DE19752554571
Authority: DE
Inventors: Brian William Attwood; Denis Raymond Hicklin
Original assignee: Karl Kroyer St Annes Ltd
Current assignee: Karl Kroyer St Annes Ltd
Priority date: 1975-01-18
Filing date: 1975-12-04
Publication date: 1976-07-22
Also published as: DE2554571C3; FR2297952A1; FI58804C; FI753159A; FR2297952B1; GB1497807A; FI58804B; SE425416B; DE2554571B2; CA1031528A; US4074393A; JPS5184976A; JPS546665B2; SE7512858L

Description

Karl Kroyer St. Anne's Limited, St. Anne's Road, Bristol BS4 4AD England

Verfahren und ETn-richtung zum Trookenformen einer Faserschicht.

Bei bekannten Verfahren zum Trockenformen einer Faserschicht wird trockenes IFaserrohmaterial, z.B. Holzzellulose, die in einer Hammermühle in diskrete Fasern aufgeschlossen worden ist, in einem Trägerluftstrom befördert und auf einer durchlöcherten Formfläche abgelegt, sowie ein Unterdruck auf die Unterseite der Formfläche angelegt, um die Formung der Faserschicht zu unterstützen. Letztere wird mit einem Bindemittel, z.B. Wasser, besprüht, und dann unter Wärme- und Druckeinwirkung konsolidiert, damit Papier oder Pappe erhalten wird. Falls erwünscht, können entsprechende Zusatzstoffe eingebaut werden, damit ein sogenanntes Non-woven Produkt erhalten wird.

Es ist bekannt, eine Verteilvorrichtung über der Formfläche vorzusehen, die einen Strom von mit Fasern gefüllter Trägerluft aufnimmt und ein zylindrisches Gehäuse besitzt, das eine geschlossene Oberseite und eine perforierte ebene Bodenwand, einen seitlichen Einlaß f'ir die Trägerluft und eine Vielzahl von seitlich nebeneinander angeordneten, um vertikale Achsen umlaufenden Laufrädern aufweist. Die Laufräder, die in geringem Abstand über der Bodenwand angeordnet sii4 sind so ausgelegt, daß sie die Fasern über

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Konto: Bayerische Vereinsbank (BLZ 750 200 73) 5 804248

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die Bodenwand verteilen und umrühren und möglicherweise auftretende Faserklumpen zerkleinern. Klumpen, die nicht zerkleinert werden, werden gegen die Gehäuseseitenwand gedruckt, wo ein Luftstrahl sie aus dem Gehäuse durch einen Schlitz, der zu diesem Zweck in der Seitenwand vorgesehen ist, bläst. Die Fasern und ihre Träger luft entweichen durch die Bodenwand und werden nach unten auf die durchlöcherte Formfläche mit Hilfe eines Saugkastens unterhalb der Formfläche gesaugt.

Es wurde festgestellt, dlaß das Entweichen der gesamten !Prägerluft oder eines maßgeblichen Teiles der Trägerluft durch die perforierte Bödenwa-ad die Ausbildung einer Schicht gleichförmiger Tiefe auf der Formfläche wesentlich behindern kann. Diestrifft insbesondere zu, wenn die Träger luft zu Beginn auch eine Hammermühle oder eine andere Anlage kühlen soll und ein· minimale Durchflußgeschwindigkeit erforderlich ist, die eine entsprechend hohe Durchflußgeschwindigkeit zum Verteiler und durch die Bodenwand des Verteilergehäuses ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile bekannter Methoden · zu vermeiden.

Diese Aulgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß diskrete Fasern in einem Trägerluftstrom einem Einlaß eines Verteilergehäuses zugeführt werden, daß die Fasern so umgerührt werden, daß ein Faserbett an einer perforierten Bodenwand des Gehäuses gebildet wird, daß die Fasern von dem Bett nach unten durch die , Bodenwand und auf eine durchlöcherte Formfläche gesaugt werden, damit dort eine Schicht ausgebildet wird, und daß wenigstens der größte Teil der Trägerluft, der in das Gehäuse eiintritt, aus einem Teil des Gehäuses entweicht, das über dem Faserbett liegt, wobei die Fasern von der Bodenwand des Gehäuses zur Formfläche ausschließlich unter dem Einfluß von Saugwirkung und Schwerkraft gelangen·

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Ein derartiges erfindungsgemäßes Verfahren verwendet vorzugsweise eine Einrichtung mit einem Verteilergehäuse mit einem Einlaß für mit diskreten Fasern Geladener Trägerluft sowie mit einer perforierten Bodenwand, mit einer Vorrichtung innerhalb des Gehäuses zum Umrühren diskreter Fasern, damit ein Faserbett an der Bodenwand ausgebildet wird, mit einer durchlöcherten Formfläche unmittelbar unterhalb der Bodenwand, und mit einem Saugkasten, der mit der Unterseite der Formfläche verbunden ist, , wobei erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, daß ein Kühl- und Zuführsystem mit dem Gehäuseeinlaß verbunden ist, das eine Vorrichtung zur Erzeugung und Auswertung eines Luftstromes zum Kühlen der Anlage sowie eine Vorrichtung, die im Anschluß daran den Luftstrom als Trägerluft für diskrete Fasern zum Gehäuseeinlaß transportiert, besitzt, und daß das Gehäuse mit einer öffnung oberhalb des Faserbettes versehen ist, damit wenigstens der größte Teil der Trägerluft entweichen kann und damit die Fasern von der Bodenwand des Gehäuses zu der Formfläche ausschließlich unter dem Einfluß von Saugwirkung und Schwerkraft gelangen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Fa s er zuführ- und -umlauf einrichtung mit einer Anzahl von Faserverteilvorrichtungen zum Trockenformen einer Faserschicht ,

Fig. 2, 3 und 4 einen vertikalen Schnitt, eine Endansicht und eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der Verteilvorrichtung, und

Fig. 5, 6 und 7 einen vertikalen Schnitt, eine Endansicht und eine Aufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Verteilvorrichtung .

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In Fig. 1 ist eine durchlöcherte Formflache 10 dargestellt, auf deren oberer Fläche trockaene Fasern zur Formung einer Trockenfaser-Materialschicht aufgebracht werden. Die Formfläche 10 ist ein durchlaufendes endloses Drahtband. Vier Schichten oder Lagen werden aus einer ersten Lageneinrichtung 11, einer zweiten Lageneinrichtung 12, einer dritten Lageneinrichtung 13 und einer vierten Lageneinrichtung 14 aufgebracht. Die Einrichtungen für die geweiligen Lagen sind identisch, und es wird nachstehend lediglich eine derartige Lageneinrichtung, nämlich die Einrichtung 11, erläutert.

Die Einrichtung 11 zum Aufbringen der ersten Lage weist ein 2erkleinerungs- und Zerfaserungsgerät 15 auf, das einen Ballenbrecher 16 und eine luftgekühlte Hammermühle 17 enthält. Faserballen werden dem Ballenbrecher 16 von einer Vorratsstelle bei 18 zugeführt und die aufgebrochenen Ballen in die Hammermühle 17 eingebracht, von wo die einzelnen Fasern durch einen Trägerluftstrom, der von einem Lüfter 20 erzeugt wird, einem Zyklonabscheider 21 zugeführt werden, in welchem ein Teil der Luft von den Fasern getrennt und über eine Leitung 22 an einen weiteren Zyklonabscheider 23 geführt wird. Der Trägerluftstrom wird anfangs zum Durchfließen und Kühlen der Hammermühle 17 verwendet, deren Betrieb mit hoher Energie eine solche Kühlung erfordert. Die durch die Leitung 22 strömende Luft enthält noch Fasern, und diese Fasern werden im Zyklonabscheider 23 getrennt, wobei die Luft an einer Stelle 24-in die Atmosphäre gelangt, während die Fasern durch die Leitung 25 und die ventilgesteuerten Leitungen 27 zum Faserzufuhrsystem, z.B. zum Ballenbrecher 16 gelangen, vorzugsweise jedoch zu der Einrichtung 12 oder 13, die die mittleren Lagen des mehrlagigen Endproduktes ausbilden. Der Zyklonabscheider 23 ist allen vier Lagenbildungssystemen ebenso wie die Leitung 22, die die mit Fasern geladene Trägerluft führt, und die Rückführleitung 25 gemeinsam.

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Das den Zyklonabscheider 21 verlassende konzentriertere Faser-Luft-Gemisch gelangt durch Leitungen 30, 31 an ein Faserverteilsystem, das "bei dieser Ausführungsform drei Faserverteilvorrichtungen 32 aufweist, die unmittelbar über dem Drahtband 10 angeordnet sind. Die Fasern aus den Verteilvorrichtungen 32 v/erden auf die Formfläche 10 aufgebracht und bilden die erste Lage eines mehrlagigen Produktes.

Überschüssige Fasern, die nicht den Verteilvorrichtungen 32 zugeführt werden und die nicht auf die Formfläche 10 aufgebracht werden, werden durch ein Paar von Leitungen 33 abgezogen, die so ausgelegt sind, daß sie mit dem Luftstrom durch die Hammermühle 17 in Verbindung stehen, so daß eine Saugwirkung in den Leitungen 33 entsteht. Falls zusätzliche Luft an dem Zerkleinerungs- und Zerfaserungsgerät 15 erforderlich ist, um das insoweit beschriebene geschlossene System abzugleichen, kann diese in die Leitung 33 eingeführt werden, wie dies bei 34 angezeigt ist, damit ein Vermischen mit überschüssigen Fasern erzielt wird, die von den Verteilvorrichtungen 32 zurückgeführt werden.

Unmittelbar unterhalb der Formfläche 10 und für die Verteilvorrichtungen 32 gemeinsam ist ein Saugkasten 40 angeordnet, der Fasern aus den Verteilvorrichtungen nach abwärts in die Formfläche 10 zur Ausbildung einer Schicht auf letzterer bringt. Fasern, die dtrch die Formfläche 10 hindurchtreten, gelangen in den Kasten 40 und werden durch Trägerluft in der Leitung 41 und das Gebläse 42 zum Zyklonabscheider 23 transportiert. Hier vermischen sich die Fasern und die Luft aus dem Saugkasten 40 mit

der Luft und den Fasern aus dem Zyklonabscheider 21, die überwird

schüssige Luft durch die Leitung 24 abgeführt, und die Fasern werden über die Leitungen 25, 27 zu der zweiten und dritten Lagenformungseinrichtung in Umlauf gesetzt.

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Nach, den Figuren 2-4 weist eine Faserverteilvorrichtung ein längliches Gehäuse 50 mit einem länglichen, horizontalen Schlitz in einer Wand 55 des Gehäuses auf, die einen Einlaß 51 für faserbeladene Trägerluft bildet, ferner eine perforierte, flache Bodenwand 52, durch die Fasern nach abwärts auf die Formfläche 10 darunter gesaugt werden,und eine lineare Reihe von Umrührvorrichtungen 53 j die Rotorarme besitzen, welche auf den unteren Enden der vertikalen Antriebswellen 54- befestigt sind.

Das Gehäuse 50 weist zwei parallele Wände 55 auf, die an ihren Enden über zwei nach außen gekrümmte Endwände 56 verbunden sind. Die vier Wände 55» 56 divergieren nach außen in der Nähe der Bodenwand 52. Die Endwände sind mit Auslaßschlitzen 57 versehen, die mit zwei Leitungen 33 zum Entfernen und in Umlauf setzen von überschüssigen Fasern in Verbindung stehen. Eine Leitung 31 steht über eine iischschwanzleitung 59 mit dem Einlaß 51 in Verbindung. Die Oberseite des Gehäuses 50 ist offen, damit Trägerluft entweichen kann, ist jedoch mit einem Gazesieb oder dgl. (nicht dargestellt) versehen, damit das Entweichen von Fasern nach oben verhindert wird. Die Betätigung der Rührvorrichtungen 53 ergibt ein umgerührtes Bett von Fasern 60, das die Rotorarme umschließt; die maximale Tiefe des Bettes wird dabei durch die Höhe der Schlitze 57 über der Bodenwand 52 begrenzt.

Die oberen Enden der Rotorwellen 54- stehen aus dem Gehäuse vor und sind mit einem oder mehreren Motoren verbunden (nicht dargestellt). Die Rührvorrichtungen überstreichen eine kreisförmige Bahn 61 von 37 »5 bis 75 cm Durchmesser und haben eine Drehzahl von 700: — 2.000 U/min. Die von benachbarten Umrührvorrichtungen überstrichenen Flächen liegen nahe beieinander, wobei jede überstrichene Fläche auch in unmittelbarer Nähe zu benachbarten Wänden des Gehäuses liegt. Auf diese Weise werden die nicht überstrichenen Bereiche klein gehalten und der Aufbau von Faserklumpen an den Wänden wird auf ein Minimum herabgesetzt.

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Im Betrieb wird ein Luftstrom, der zum Kühlen der Hammermühle verwendet wird und deshalb eine entsprechend hohe Durchflußgeschwindigkeit besitzt, ferner als Trägerluft zum Transport von diskreten Fasern über einen Abscheider 21 zum Verteilereinlaß verwendet. Der Durchgang der Trägerluft durch die divergierende Leitung 59 ergibt eine geringe Reduzierung der Durchflußgeschwindigkeit, die Durchflußgeschwindigkeit am Einlaß 51 i^t jedoch immer noch erheblich höher als sie normalerweise wäre, wenn sie nur für Förderzwecke verwendet würde. Die faserbeladene Trägerluft tritt in das Gehäuse in Form einer seitlichen, bahnförmigen Abgabe ein, die im wesentlichen parallel zu und über dem Bett 60 verläuft, das von den rotierenden Umrührvorrichtungen 53 erzeugt wird. Das rasch geformte Bett 60 (das eine Tiefe von mehreren Zentimetern bzw. mehreren inch besitzt) und die offene Oberseite das Gehäuses 50 gewährleisten, daß wenigstens der größte Teil der Trägerluft nach oben aus dem Gehäuse entweicht und bewirkt, daß die Pasern sich dem Bett anschließen. Durch den Saugkasten 40 unterhalb der Bodenwand 52 werden Fasern von dem Bett nach abwärts durch die Wand 52 und auf die sich bewegende Formfläche 10 zur Ausbildung einer Schicht darauf gesaugt. Dadurch werden die Fasern von der Bodenwand auf der Formfläche 10 ausschließlich unter dem Einfluß der Saugwirkung und der Schwerkraft, d.h. ohne störende Beeinflussung des Profils der Lage durch Hindurchleiten eines Trägerluftstromes durch die Bodenwand 52 trockengelegt.

Als Rührvorrichtungen 53 können entsprechende Anordnungen und Konstruktionen verwendet werden, beispielsweise können benachbarte Rührvorrichtungen überlappende Rotorarme aufweisen, um die dazwischenliegenden, nicht überstrichenen Bereiche so gering wie möglich zu halten.

Nach den Figuren 5 bis 7 sind Konstruktion und Arbeitsweise einer abgeänderten Ausführungsform der Verteilervorrichtung ähnlich den in Verbindung mit den Figuren 2 bis 4 beschriebenen, und.entsprechende Teile haben die gleichen Bezugszeichen. Die

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IIauptunt er schiede in der Konstruktion "bestehen darin, daß der auf einer Seite befindliche Einlaß 51 durch vier kreisförmige Seiteneinlässe 65 ersetzt wird, von denen jeder über eine getrennte Anzapfung 66 aus einer gemeinsamen Speiseleitung 31 6^e~ t wird.

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Claims

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Patentansprüche;

1. Verfahren zum Trockenformen einer Faserschicht, dadurch gekennzeichnet , daß

a) diskrete Fasern in einem Trägerluftstrom einem Einlaß eines Verteilergehäuses zugeführt werden,

b) daß die Fasern so umgerührt werden, daß ein Faserbett an einer perforierten Bodenwand des Gehäuses gebildet wird,

c) daß die Fasern von dem Bett nach unten durch die Bodenwand und Bx\f eine durchlöcherte Formfläche gesaugt werden, damit dort eine Schicht ausgebildet wird, und daß

d) wenigstens der größte Teil der Trägerluft, der in das Gehäuse eintritt, aus einem Teil des Gehäuses entweicht, das über dem Faserbett liegt, wobei die Fasern von der Bodenwand des Gehäuses zur Formfläche ausschließlich unter dem Einfluß von Saugwirkung und Schwerkraft gelangen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerluft vor dem Eintritt in das Verteilergehäuse zu Kühlzwecken verwendet wird und eine Durchflußgeschwindigkeit zum Gehäuseein-]oß aufweist, die höher ist als die, mit der die Fasern dem Gehäuseeinlaß zugeführt werden.

J:. Verfahren nach Anspruch 1, daüurch gekennzeichnet, daß die Trägerluft vor dem Eintritt in das Verteilergehäuse zur Kühlung einer Hammermühle verwendet wird, um die diskreten Fasern zu erzeugen, und eine Durchflußgeschwindigkeit zum Gehäuseeinlaß besitzt, die über der Geschwindigkeit liegt, die erforderlich ist, um die Fasern dem Gehäuseeinlaß zuzuführen.

^>Jr. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der größte Teil der Trägerluft, der in das Verteilergehäuse eintritt, durch eine Öffnung im oberen Teil des Gehäuses entweicht.

";. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die 7rägerluft in das Verteilergehäuse als seitliche, bahnförmige Abgabe eintritt, die etwa parallel zu dem Fasernbett und oberhalb desselben liegt. 6 09830/0548

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6. Einrichtung zum Trockenformen einer Faserschicht, mit einem "Verteilergehäuse, mit einem Einlaß für Trägerluft, die mit diskreten Fasern beladen, sowie mit einer perforierten Bodenwand, mit einer Vorrichtung innerhalb des Gehäuses zum Umrühren diskreter Fasern, damit ein Faserbett an der Bodenwand ausgebildet wird, einer durchlöcherten Formfläche unmittelbar unterhalb der Bodenwand, und einem Saugkasten, der mit der Unterseite der Formfläche verbunden ist,

dadurch ^kennzeichnet, daß ein Kühl- und Zuführsystem mit dem Gehäuseeinlaß (51) verbunden ist, das eine Vorrichtung (20) zur Erzeugung und Verwendung eines Luftstromes zum Kühlen der Anlage sowie eine Vorrichtung (21) besitzt, die im Anschluß daran den Luftstrom als Trägerluft für diskrete Fasern zum Gehäuseeinlaß (51) transportiert, und daß das Gehäuse (50) mit eimr öffnung oberhalb des Faserbettes (60) versehen ist, durch die wenigstens der größte Teil der Trägerluft entweichen kann und durch die die Fasern von der Bodenwand (52) des Gehäuses (50) zu der Formfläche (10) ausschließlich unter dem Einfluß von Saugwirkung und Schwerkraft gelangen.

7- Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrühranordnung (53) eine lineare Reihe von Rührvorrichtungen mit Rotorarmen ist, die so angeordnet sind, daß sie kreisförmige Pfade (61) überstreichen, die den Aufbau möglicher Faserklumpen am Verteilergehäuse (50) in der Nähe der Bodenwand (52) auf einem Minimum halten.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilergehäuse (50) mit Auslassen (57) zum Entfernen von überschüssigen Fasern versehen ist, wobei die Auslässe oberhalb der Bodenwand (52) im Abstand angeordnet sind und die maximale Tiefe des Faserbettes (60) begrenzen.

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