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Stand der Technik
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Eine
derartige Entwässerungsmaschine ist beispielsweise aus
der Internationalen Anmeldung
WO 00/31336 A1 bekannt. Der verhältnismäßig
kurzen Doppelsiebzone dieser Entwässerungsmaschine ist
ein keilförmig konvergierender und durch die beiden Siebe
gebildeter Raum vorgeordnet, in den ein Stoffauflauf den Zellstoff
mit einem ersten Trockengehalt einbringt. Die beiden durch den Raum
geführten Siebe werden auf Kammereinheiten gehalten, von
welchen jede wenigstens eine Siebwasser aufnehmende Kammer enthält.
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Die
in der 2 der genannten Druckschrift gezeigte
Entwässerungsmaschine weist den Nachteil auf, dass sie
aufgrund der jeweils begrenzten Entwässerungskapazitäten
der Kammereinheiten lediglich mit einer begrenzten Produktionsgeschwindigkeit,
das heißt Siebgeschwindigkeit betrieben werden kann. Diese
liegt üblicherweise in einem Bereich von bis zu 200 m/min.
Aufgrund der reduzierten Produktionsgeschwindigkeit der Entwässerungsmaschine
ist ebenfalls auch deren Produktionsmenge bei einer üblichen
Maschinenbreite entsprechend gering.
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Zudem
sind infolge der begrenzten Entwässerungskapazitäten
der Kammereinheiten auch die Trockengehalte des Zellstoffs am Ende
des Formers nicht überragend gut, so dass kostenintensive
Maßnahmen in dem Former nachgeordneten Bereichen der Entwässerungsmaschine
vollzogen werden müssen, um den Zellstoff letztendlich
doch noch auf ein akzeptables Maß zu trocknen. Und mit
geringeren Trockengehalten des Zellstoffs verringern sich natürlich
auch die Nassfestigkeiten des Zellstoffs, so dass er technologisch
schwieriger zu handhaben ist.
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Aufgabe der Erfindung
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Es
ist also die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Entwässerungsmaschine
der eingangs genannten Arten derart weiterzubilden, dass die Nachteile
des Stands der Technik überwunden werden und dass höhere
Trockengehalte des Zellstoffs energieeffizient und kostengünstig
erreicht werden können.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass der Zellstoff in einer der Doppelsiebzone in Sieblaufrichtung
des unteren Siebs vorgeordneten Vorentwässerungszone mittels
des unteren Siebs vorentwässert wird und dass der Zellstoff
in der eine weitere Umlenkwalze aufweisenden Doppelsiebzone mittels
von den beiden Sieben aufgebrachter Siebspannungen weiter entwässert
wird.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise
vollkommen gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht
die Erreichung höherer Trockengehalte des Zellstoffs aufgrund
einer verbesserten, das heißt intensivierten Entwässerung
des Zellstoffs selbst bei höheren Siebgeschwindigkeiten.
Die Intensivierung der Entwässerung erfolgt einerseits
durch deren Aufteilung in verschiedene Phasen, anderseits durch
die Art der Entwässerung. So ist eine Entwässerung
infolge aufgebrachter Siebspannungen unter anderem auch wesentlich
sanfter als eine Entwässerung infolge der Einbringung von
Druckimpulsen, seien sie nun mechanisch oder pneumatisch. Somit
lässt sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens eine größere Menge an Zellstoff mit
verbesserten Trockengehalten und verbesserten Eigenschaften herstellen.
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Zudem
kann bei der Verwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens auf „energiefressende" Entwässerungselemente
weitestgehend, vorzugsweise sogar vollständig verzichtet
werden. So reduzieren sich im Vergleich mit den bekannten Verfahren zum
Entwässern von Zellstoff in einem Former die erforderliche
Antriebsleistung um etwa 25% sowie der zu installierende Vakuumbedarf
um etwa 40%.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
dass das untere Sieb zur weiteren Entwässerung des Zellstoffs
eine untere Siebspannung von mindestens 20 kN/m, vorzugsweise von
mindestens 25 kN/m, insbesondere von mindestens 30 kN/m, erbringt
und dass das obere Sieb zur weiteren Entwässerung des Zellstoffs
eine obere Siebspannung von mindestens 6 kN/m, vorzugsweise von
mindestens 8 kN/m, insbesondere von mindestens 10 kN/m, erbringt.
Diese Siebspannungsbereiche verbessern die Trockengehalte des Zellstoffs wesentlich,
wobei sie sowohl technologisch als auch maschinenbaulich ohne größere
Anstrengungen realisiert werden können.
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Zudem
kann auch ein Zellstoff, der ein Flächengewicht von 600
bis 1.200 g/m2 und/oder eine Konsistenz
von 1,2 bis 2,2% aufweist, auch bevorzugt bei einer Siebgeschwindigkeit
von mindestens 200 m/min, vorzugsweise von mindestens 250 m/min,
insbesondere von mindestens 300 m/min, entwässert werden.
Diese Siebgeschwindigkeiten erlauben also, im Vergleich mit heutigen
Verfahren zum Entwässern von Zellstoff in einem Former,
bei einer üblichen Maschinenbreite um bis zu 25% höhere
Produktionsmengen, und dies bei zumindest gleichguten Trockengehalten
und bei geringeren Antriebsleistungen und reduziertem Vakuumbedarf.
Folglich zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren
insgesamt auch durch einen geringeren Energieaufwand aus.
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In
Hinblick auf eine kostengünstige und sanfte initiale Entwässerung
ist es von Vorteil, wenn der Zellstoff im Bereich der Vorentwässerungszone
mit einem Vakuum kleiner oder gleich 0,1 bar, vorzugsweise kleiner
oder gleich 0,8 bar, entwässert wird. Zudem wird der zu
installierende Vakuumbedarf merklich reduziert.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einer Entwässerungsmaschine
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Doppelsiebzone
in Sieblaufrichtung des unteren Siebs eine aus einem Abschnitt des
unteren Siebs gebildete Vorentwässerungszone vorgeordnet
ist, dass die Umlenkwalze einen geschlossenen Walzenmantel aufweist
und außenseitig mit einer Auffangeinrichtung für
abgeschleudertes Siebwasser versehen ist und dass der Umlenkwalze
in Sieblaufrichtung des unteren Siebs eine weitere, beide Siebe
führende Umlenkwalze, die einen geschlossenen Walzenmantel
aufweist und unterseitig mit einer Auffangeinrichtung für
abgeschleudertes Siebwasser versehen ist, nachgeordnet ist.
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Hierdurch
ergeben sich die bereits genannten erfindungsgemäßen
Vorteile gegenüber dem bekannten Stand der Technik. Zudem
kann ohne teure Einbauten und ohne eine räumliche Vergrößerung der
Entwässerungsmaschine eine stärkere Entwässerung
des Zellstoffs erzielt werden. Und überdies können
die beiden Umlenkwalzen relativ günstig hergestellt und
etwaige Probleme mit an ihnen wirkenden Abstreifeinrichtungen vermieden
werden.
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Zudem
wird auf die Verwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens von „energiefressenden" Entwässerungselementen
weitestgehend, vorzugsweise sogar vollständig verzichtet.
So reduzieren sich im Vergleich mit den bekannten Entwässerungsmaschinen
die erforderliche Antriebsleistung um etwa 25% sowie der zu installierende
Vakuumbedarf um etwa 40%.
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Durch
eine derartige Ausbildung der Entwässerungsmaschine lassen
sich gegenüber den bekannten Ausführungsformen
außerordentlich große Mengen an Siebwasser aus
dem Zellstoff abführen und somit höhere Trockengehalte
erzielen. Denn durch die Geschlossenheit der Walzenmäntel
vermag im jeweiligen Umschlingungsbereich kein Siebwasser aus dem
Zellstoff durch das jeweils anliegende Sieb in Richtung zum Walzenmantel
hin hindurch zu treten. In diesem Bereich fließt das Siebwasser
infolge der Siebspannung in die andere Richtung, das heißt
nach außen und wird von dem jeweils außen liegenden
Sieb durch Fliehkraft in die jeweilige Auffangeinrichtung abgeschleudert.
Die Trockengehalte des Zellstoffs werden folglich merklich erhöht.
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Damit
eine ausreichende Entwässerungslänge zwecks Erreichung
höherer Trockengehalte des Zellstoffs gegeben ist, weisen
die beiden Umlenkwalzen bevorzugt jeweils einen Walzendurchmesser
im Bereich von 1.200 bis 1.750 mm, vorzugsweise von 1.450 bis 1.600
mm, auf.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, wenn die beiden Siebe die erste Umlenkwalze
bevorzugt mit einem ersten Umschlingungswinkel in einem Bereich
von 90 bis 135°, vorzugsweise von 110 bis 125°,
umschlingen. Dies erhöht wiederum bei einer extrem sanften
Entwässerung die Entwässerungslänge und somit
die Trockengehalte des Zellstoffs.
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Damit
technologisch günstige Entwässerungsbedingungen
bereits von Anfang an gegeben sind, ist die aus einem Abschnitt
des unteren Siebs gebildete Vorentwässerungszone bevorzugt
horizontal oder annähernd horizontal ausgerichtet. Zudem kann
das Entwässerungsverhalten des Zellstoffs bei einer derartigen
Ausgestaltung relativ einfach beeinflusst und gesteuert/geregelt
werden.
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Hinsichtlich
der Erreichung einer möglichst kurzen Entwässerungsmaschine
und der Vermeidung einer Rückbefeuchtung des Zellstoffs
ist es vorteilhaft, wenn die beiden Siebe bevorzugt in der unteren
Walzenhälfte von der ersten Umlenkwalze ablaufen. Dabei
laufen sie in günstiger Weise – in Sieblaufrichtung
des unteren Siebs gesehen – in dem ersten unteren Quadranten
von der ersten Umlenkwalze ab und in der oberen Walzenhälfte
auf die zweite Umlenkwalze auf.
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Wiederum
ist es von Vorteil, wenn die beiden Siebe die zweite Umlenkwalze
bevorzugt mit einem zweiten Umschlingungswinkel in einem Bereich
von 125 bis 180°, vorzugsweise von 145 bis 165°,
umschlingen. Dies erhöht bei einer extrem sanften Entwässerung
erneut die Entwässerungslänge und somit die Trockengehalte
des Zellstoffs.
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Ferner
laufen die beiden Siebe bevorzugt in der unteren Walzenhälfte
von der zweiten Umlenkwalze ab. Dabei laufen sie in günstiger
Weise – in Sieblaufrichtung des unteren Siebs gesehen – in
dem ersten unteren Quadranten von der zweiten Umlenkwalze vorzugsweise
gemeinsam ab. Dies begünstigt erneut die Erreichung einer
möglichst kurzen Entwässerungsmaschine und die
Vermeidung einer Rückbefeuchtung des Zellstoffs.
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Damit
die geforderte Entwässerungsleistung infolge aufgebrachter
Siebspannungen erfüllt werden kann weist das untere Sieb
bevorzugt eine untere Siebspannung von mindestens 20 kN/m, vorzugsweise
von mindestens 25 kN/m, insbesondere von mindestens 30 kN/m, und
das obere Sieb bevorzugt eine obere Siebspannung von mindestens
6 kN/m, vorzugsweise von mindestens 8 kN/m, insbesondere von mindestens
10 kN/m, auf.
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Beispiel
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnung.
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Es
zeigt die einzige Figur eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Entwässerungsmaschine 1 für
Zellstoff 2, die einen Former 3 umfasst.
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Der
Former 3 weist ein unteres Sieb 4 und ein oberes
Sieb 5 auf, die zumindest streckenweise eine Doppelsiebzone 6 bilden.
Dabei sind die mit dem zwischen ihnen liegenden, von einem lediglich angedeuteten
Stoffauflauf 7 auf das untere Sieb 4 aufgebrachten
Zellstoff 2 über eine Umlenkwalze 8 geführt.
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Der
Doppelsiebzone 6 ist in Sieblaufrichtung S (Pfeil) des
unteren Siebs 4 eine aus einem Abschnitt des unteren Siebs 4 gebildete
Vorentwässerungszone 9 vorgeordnet. Diese horizontal
oder annähernd horizontal ausgerichtete Vorentwässerungszone 9 weist
eine Länge L.9 im Bereich von 5.000 bis 8.000 mm auf und
ist unterseitig, also das untere Sieb 4 und den darauf
liegenden Zellstoff 2 führend mit mehreren bekannten
Entwässerungselementen versehen. Diese Entwässerungselemente
sind mit dem Bezugszeichen 10 versehen und erzeugen jeweils
ein Vakuum V.10 kleiner oder gleich 0,1 bar, vorzugsweise kleiner
oder gleich 0,8 bar. Das untere Sieb 4 ist vor seinem Einlauf
in die Vorentwässerungszone 9 um eine Brustwalze 11 geführt,
in deren Bereich der Stoffauflauf 7 den Zellstoff 2 auf
dasselbige aufbringt.
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Die
Umlenkwalze 8 weist einen geschlossenen Walzenmantel M.8
auf und ist außenseitig mit einer Auffangeinrichtung 12 für
abgeschleudertes Siebwasser (Pfeile) versehen. Die Auffangeinrichtung 12 erstreckt
sich in einem Maße, dass alles aufgrund des Wirkens von
Fliehkraft abgeschleuderte Siebwasser (Pfeile) vollumfänglich
aufgefangen wird und prozesssicher aus dem Former 3 entfernt
werden kann, beispielsweise mittels einer nicht dargestellten, dem
Fachmann jedoch bekannten Siebwasserrinne.
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Ferner
weist die Umlenkwalze 8 einen Walzendurchmesser D.8 im
Bereich von 1.200 bis 1.750 mm, vorzugsweise von 1.450 bis 1.600
mm, auf und ist von den beiden Sieben 4, 5 mit
einem ersten Umschlingungswinkel A.8 in einem Bereich von 90 bis 135°,
vorzugsweise von 110 bis 125°, umschlungen. Somit laufen
die beiden Siebe 4, 5 in der unteren Walzenhälfte,
vorzugsweise in dem ersten unteren Quadranten Q.8, von der ersten
Umlenkwalze 8 ab.
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Der
Umlenkwalze 8 ist in Sieblaufrichtung S (Pfeil) des unteren
Siebs 4 eine weitere, beide Siebe 4, 5 führende
Umlenkwalze 13, die wiederum einen geschlossenen Walzenmantel
M.13 aufweist und unterseitig mit einer Auffangeinrichtung 14 für
abgeschleudertes Siebwasser (Pfeile) versehen ist, nachgeordnet.
Auch diese Auffangeinrichtung 14 erstreckt sich in einem
Maße, dass alles aufgrund des Wirkens von Fliehkraft abgeschleuderte
Siebwasser (Pfeile) vollumfänglich aufgefangen wird und
prozesssicher aus dem Former 3 entfernt werden kann, beispielsweise
mittels einer nicht dargestellten, dem Fachmann jedoch bekannten
Siebwasserrinne.
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Die
Umlenkwalze 13 weist einen Walzendurchmesser D.13 im Bereich
von 1.200 bis 1.750 mm, vorzugsweise von 1.450 bis 1.600 mm, auf.
Die beiden Siebe 4, 5 laufen in der oberen Walzenhälfte auf
die zweite Umlenkwalze 13 auf und umschlingen sie mit einem
zweiten Umschlingungswinkel A.13 in einem Bereich von 125 bis 180°,
vorzugsweise von 145 bis 165°. Anschließend laufen
die beiden Siebe 4, 5 in der unteren Walzenhälfte,
vorzugsweise in dem ersten unteren Quadranten Q.13, von der zweiten
Umlenkwalze 13 vorzugsweise gemeinsam ab. Anschließend
sind die beiden Siebe 4, 5 über einen Trennsauger 15 geführt,
in dessen Bereich sie aufgrund der vorliegenden Geometrie getrennt
werden und die Doppelsiebzone 6 somit beendet wird. Der Zellstoff 2 wird
nach der Trennung der beiden Siebe 4, 5 auf dem
unteren Sieb 4 mitgeführt und zu einem späteren
Zeitpunkt in bekannter Weise in eine nicht dargestellte Pressenpartie
der Entwässerungsmaschine 1 überführt.
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Das
untere Sieb 4 weist eine untere Siebspannung T.4 (Doppelpfeil)
von mindestens 20 kN/m, vorzugsweise von mindestens 25 kN/m, insbesondere
von mindestens 30 kN/m, auf, wohingegen das obere Sieb 5 eine
obere Siebspannung T.5 (Doppelpfeil) von mindestens 6 kN/m, vorzugsweise
von mindestens 8 kN/m, insbesondere von mindestens 10 kN/m, aufweist.
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Die
in der einzigen Figur beschriebene Einrichtung 1 eignet
sich in einem besonderen Maße zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entwässern
von Zellstoff 2 in einem Former 3, in welchem
der von einem Stoffauflauf 7 auf ein unteres Sieb 4 aufgebrachte
Zellstoff 2 zwischen dem unteren Sieb 4 und einem
oberen Sieb 5 bei zumindest streckenweiser Ausbildung einer
Doppelsiebzone 6 über eine Umlenkwalze 8 geführt
wird, wobei der Zellstoff 2 in einer der Doppelsiebzone 6 in
Sieblaufrichtung S (Pfeil) des unteren Siebs 4 vorgeordneten Vorentwässerungszone 9 mittels
des unteren Siebs 4 vorentwässert wird und wobei
der Zellstoff 2 in der eine weitere Umlenkwalze 13 aufweisenden
Doppelsiebzone 6 mittels von den beiden Sieben 4, 5 aufgebrachter
Siebspannungen T.4 (Doppelpfeil), T.5 (Doppelpfeil) weiter entwässert
wird.
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Der
Zellstoff 2, der vorzugsweise ein Flächengewicht
F von 600 bis 1.200 g/m2 und/oder eine Konsistenz
K von 1,2 bis 2,2% aufweist, lässt sich somit bei einer
Siebgeschwindigkeit v (Pfeil) von mindestens 200 m/min, vorzugsweise
von mindestens 250 m/min, insbesondere von mindestens 300 m/min,
entwässern.
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Zusammenfassend
ist festzuhalten, dass durch die Erfindung sowohl ein Verfahren
als auch eine Entwässerungsmaschine der eingangs genannten
Arten derart verbessert werden, dass die Nachteile des Stands der
Technik überwunden werden und dass höhere Trockengehalte
des Zellstoffs effizient und kostengünstig erreicht werden
können.
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- 1
- Entwässerungsmaschine
- 2
- Zellstoff
- 3
- Former
- 4
- Unteres
Sieb
- 5
- Oberes
Sieb
- 6
- Doppelsiebzone
- 7
- Stoffauflauf
- 8
- Umlenkwalze
- 9
- Vorentwässerungszone
- 10
- Entwässerungselement
- 11
- Brustwalze
- 12
- Auffangeinrichtung
- 13
- Umlenkwalze
- 14
- Auffangeinrichtung
- 15
- Trennsauger
- A.8
- Erster
Umschlingungswinkel
- A.13
- Zweiter
Umschlingungswinkel
- D.8
- Walzendurchmesser
- D.13
- Walzendurchmesser
- F
- Flächengewicht
- K
- Konsistenz
- L.9
- Länge
- M.8
- Walzenmantel
- M.13
- Walzenmantel
- Q.8
- Erster
unterer Quadrant
- Q.13
- Erster
unterer Quadrant
- S
- Sieblaufrichtung
(Pfeil)
- T.4
- Untere
Siebspannung (Doppelpfeil)
- T.5
- Obere
Siebspannung (Doppelpfeil)
- V.10
- VakuumvSiebgeschwindigkeit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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