DE102008041118A1

DE102008041118A1 - Verfahren zum Beeinflussen von mindestens einer Betriebs- und/oder Qualitätseigenschaft bei der Herstellung einer Faserstoffbahn und Blattbildungssystem zur Durchführung des Verfahrens

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Publication number: DE102008041118A1
Application number: DE200810041118
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ruf; Klaus Lehleiter; Markus Häußler; Volker Schmidt-Rohr
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2010-02-11
Also published as: WO2010015575A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen von mindestens einer Betriebs- und/oder Qualitätseigenschaft bei der Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn (2), insbesondere einer wenigstens einschichtigen Papier- oder Kartonbahn, wobei die wenigstens eine aus einer Stoffauflaufdüse (5) eines Stoffauflaufs (4) für eine Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn (2) als Freistrahl (14) abgegebene Faserstoffsuspension (3) nach einer Freistrahllänge (L.14) unter einem Auftreffwinkel (alpha) größer Null auf ein umlaufendes endloses Sieb (7) einer wenigstens ein Entwässerungselement (9.1; 16) umfassenden Siebpartie (6) für die Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn (2) aufgebracht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Freistrahl (14) erzeugter und sich insbesondere in Abhängigkeit von der Freistrahllänge (L.14), von dem Auftreffwinkel (alpha) und/oder von dem Widerstand (R.7, R.8) des Siebs (7, 8; 7) sich ändernder Druckimpuls (D.7, D.8; D.7, D.7', D.8) auf der der wenigstens einen auf das Sieb (7, 8; 7) aufgebrachten Faserstoffsuspension (3) gegenüberliegenden Seite des Siebs (7, 8; 7) mittels mindestens eines Sensors (17.1 bis 17.3, 18.1 bis 18.3, 20.1 bis 20.3, 21.1 bis 21.5, 22.1, 22.2, 23.1 und 23.2), vorzugsweise mittels zwei oder mehreren in Maschinenquerrichtung (CD) angeordneten Sensoren, gemessen wird und dass der mindestens eine erhaltene Messwert (M.7, M.8; M.7, M.7', M.8) aus der ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen von mindestens einer Betriebs- und/oder Qualitätseigenschaft bei der Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer wenigstens einschichtigen Papier- oder Kartonbahn, wobei die wenigstens eine aus einer Stoffauflaufdüse eines Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn als Freistrahl abgegebene Faserstoffsuspension nach einer Freistrahllänge unter einem Auftreffwinkel größer Null auf ein umlaufendes endloses Sieb einer wenigstens ein Entwässerungselement umfassenden Siebpartie für die Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn aufgebracht wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Blattbildungssystem für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer wenigstens einschichtigen Papier- oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, mit einem eine Stoffauflaufdüse aufweisenden Stoffauflauf und mit einer dem Stoffauflauf nachgeordneten und wenigstens ein Entwässerungselement umfassenden Siebpartie mit mindestens einem umlaufenden endlosen Sieb, wobei die wenigstens eine aus einer Stoffauflaufdüse des Stoffauflaufs als Freistrahl abgegebene Faserstoffsuspension nach einer Freistrahllänge unter einem Auftreffwinkel größer Null auf das umlaufende endlose Sieb der Siebpartie aufgebracht wird.
Bei den heute üblichen Verfahren werden die Position des Stoffauflaufs und somit die Freistrahllänge des Freistrahls und der Auftreffwinkel des Freistrahls auf das umlaufende endlose Sieb der Siebpartie entweder visuell, meist bei Verwendung von individuellen Erfahrungswerten, oder aufgrund von konstruktiven und im Rahmen der Auslegung des Blattbildungssystem gewonnenen CAD-Positionen justiert. Dieser Sachverhalt gilt ebenso für die Justierung der Einlaufgeometrie des Obersiebs an einem Hybridformer.
Ein Nachteil bei diesen bekannten Verfahren ist, dass ihre Kriterien für den vorliegenden Prozess nicht ausreichend genau sind, da Änderungen der Geometrie in dem Blattbildungssystem „Stoffauflauf-Siebpartie” oder in der Einlaufgeometrie des Obersiebs an dem Hybridformer möglich sind und dann bezüglich dem Strahlauftreffpunkt des Freistrahls auf das Sieb und dem Auftreffwinkel des Freistrahls auf das Sieb nicht nachgeführt werden. So können kleine Änderungen, wie beispielsweise die einer Änderung der Lippenöffnung des Stoffauflaufs, große prozesstechnologische Wirkungen entfachen.
Ein weiterer Nachteil bei diesen bekannten Verfahren ist, dass ihre Orientierungsgrößen zur Justierung der Position des Stoffauflaufs bzw. der Einlaufgeometrie des Obersiebs an einem Hybridformer nicht direkt mit den für den Blattbildungsprozess relevanten Größen zu tun haben.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Blattbildungssystem der eingangs genannten Arten derart weiterzubilden, dass die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise sogar vollständig vermieden werden.
Insbesondere soll eine wesentliche Orientierungsgröße zur Justierung der Position des Stoffauflaufs eines Blattbildungssystems definiert und verwertet werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein von dem Freistrahl erzeugter und sich insbesondere in Abhängigkeit von der Freistrahllänge, von dem Auftreffwinkel und/oder von dem Widerstand des Siebs sich ändernder Druckimpuls auf der der wenigstens einen auf das Sieb aufgebrachten Faserstoffsuspension gegenüberliegenden Seite des Siebs mittels mindestens eines Sensors, vorzugsweise mittels zwei oder mehreren in Maschinenquerrichtung angeordneten Sensoren, gemessen wird und dass der mindestens eine erhaltene Messwert aus der Druckimpulsmessung einerseits zu einer Reproduktion einer mittels der Freistrahllänge und des Auftreffwinkels beschreibbaren Betriebseigenschaft, wie beispielsweise der Einschussgeometrie, und/oder andererseits zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn mittels einer Positionsveränderung des Stoffauflaufs und/oder des wenigstens einen Entwässerungselements der Siebpartie, insbesondere auch der kompletten Siebpartie, verwendet wird.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Der von dem Freistahl erzeugte Druckimpuls wird also als wesentliche Orientierungsgröße zur Justierung der Position des Stoffauflaufs des Blattbildungssystems definiert und verwertet. Aufgrund dessen Verwertung wird dann eine beschreibbare Betriebseigenschaft des Blattbildungssystems beschreibbar und/oder eine Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn unmittelbar einstellbar, vorzugsweie sogar unmittelbar optimierbar.
Bei dem wenigstens einen Sensor kann es sich insbesondere um einen Drucksensor oder dergleichen handeln. Ein derartiger Sensor ist dem Fachmann in Konstruktion, Funktion und Anwendung bestens bekannt, so dass an dieser Stelle von einer weiteren Beschreibung des Sensors abgesehen werden kann.
Die Positionsveränderung des Stoffauflaufs und/oder des wenigstens einen Entwässerungselements der Siebpartie, insbesondere auch der kompletten Siebpartie, kann hierbei eine lineare oder nichtlineare Verschiebung und/oder eine Schrägstellung des besagten Mittels umfassen.
Überdies werden die Nachteile der bekannten Verfahren, einerseits die mit möglicherweise großen Fehlern behaftete Visualität und andererseits die Verwendung von festgelegten CAD-Positionen ohne Berücksichtigung etwaig möglicher Geometrieänderungen, weitestgehend, vorzugsweise sogar vollständig vermieden.
Der mindestens eine erhaltene Messwert kann in bevorzugten Ausführungsformen zur Einstellung zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung mindestens einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn verwendet werden. Diese mindestens eine Qualitätseigenschaft kann beispielsweise sein:

– die als Formation gemessene Faserverteilung in der herzustellenden Faserstoffbahn;
– das an mindestens einem Scanner gemessene Querprofil, insbesondere das Dickenquerprofil, in der herzustellenden Faserstoffbahn;
– die Faserorientierung in der herzustellenden Faserstoffbahn;
– die Lagenreinheit bei einer mehrschichtigen Faserstoffbahn; und/oder
– die Asche- und Feinstoffverteilung in der herzustellenden Faserstoffbahn.

Auch kann in einer weiteren Ausführungsform der mindestens eine erhaltene Messwert zu einer Beeinflussung von Größe und Verteilung von hellen Flecken in der herzustellenden Faserstoffbahn, zu wenigstens einer Verschiebung im Blattgefüge in der herzustellenden Faserstoffbahn und/oder zu einer Minimierung von Bahnabrissen während der Herstellung der Materialbahn verwendet werden. Es können also die genannten Störungen gezielt beeinflusst werden.
Ferner kann die Gleichmäßigkeit des Widerstands, insbesondere des Strömungswiderstands des Siebs in Sieblaufrichtung durch ein Zeitsignal der Druckimpulsmessung beurteilt werden und diese Beurteilung kann dann als ein Indikator für Verschleiß und Qualität des Siebs verwendet werden. Somit lässt sich die Runnability der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn erhöhen, gleichzeitig lassen sich auch die Betriebskosten und Stillstandszeiten aufgrund durchgeführter, jedoch nicht prozesstechnologisch notwendiger Siebwechsel reduzieren.
In einer weiteren günstigen Ausführungsform kann der Auftreffwinkel des Freistrahls auf das umlaufende endlose Sieb unter Verwendung der Größe des Druckimpulses ermittelt und vorzugsweise optimiert werden, wobei eine Druckmessung in der Stoffauflaufdüse in der Ermittlung zwecks Berücksichtigung des Geschwindigkeitsniveaus in dem Freistrahl verwendet wird.
Überdies kann der von dem Freistrahl erzeugte Druckimpuls mittels des mindestens einen Sensors, vorzugsweise mittels zwei oder mehreren in Maschinenquerrichtung angeordneten Sensoren, in einem Bereich eines ersten Entwässerungselements und/oder in einem initialen Blattbildungsbereich gemessen werden. Bei dem ersten Entwässerungselement kann es sich dabei um eine Formierwalze eines Walzenformers („Roll Former”) oder um eine Formationsleiste eines Leistenformers („Blade Former”) handeln.
Im Hinblick auf eine möglichst weitschweifende Automatisierung der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, insbesondere dessen Blattbildungssystems, kann die Betriebseigenschaft der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn und/oder die Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn mittels mindestens eines in dem Bereich der Maschine angeordneten Regelkreises geregelt werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Blattbildungssystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf der der wenigstens einen auf das Sieb aufgebrachten Faserstoffsuspension gegenüberliegenden Seite des Siebs mindestens ein Sensor, vorzugsweise mittels zwei oder mehreren in Maschinenquerrichtung angeordneten Sensoren, zur Messung eines von dem Freistrahl erzeugten und sich insbesondere in Abhängigkeit von der Freistrahllänge, von dem Auftreffwinkel und/oder von dem Widerstand des Siebs sich ändernden Druckimpulses angeordnet ist und dass der mindestens eine erhaltene Messwert aus der Druckimpulsmessung einerseits zu einer Reproduktion einer mittels der Freistrahllänge und des Auftreffwinkels beschreibbaren Betriebseigenschaft, wie beispielsweise der Einschussgeometrie, und/oder andererseits zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn mittels einer Positionsveränderung des Stoffauflaufs und/oder des wenigstens einen Entwässerungselements der Siebpartie, insbesondere auch der kompletten Siebpartie, verwendbar ist.
Dieses erfindungsgemäße Blattbildungssystem eignet sich in hervorragender Weise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass sich letztlich die bereits genannten erfindungsgemäßen Vorteile ergeben.
Dabei ist der mindestens eine Sensor, vorzugsweise die zwei oder mehreren in Maschinenquerrichtung angeordneten Sensoren, zur Messung des von dem Freistrahl erzeugten Druckimpulses bevorzugt in einem initialen Blattbildungsbereich oder in einem Bereich eines ersten Entwässerungselements angeordnet. Selbstverständlich können auch mehrere Sensoren sowohl in Maschinenlaufrichtung (Machine Direction; MD) als auch in Maschinenquerrichtung (Cross Machine Direction; CD) vorgesehen sein. Dabei können auch verschiedene Anordnungsmuster, wie beispielsweise Fluchtung, Versatz, Sektionalität, Periodizität und dergleichen, für die Vielzahl von Sensoren realisiert werden.
Bei dem wenigstens einen Sensor kann es sich insbesondere um einen Drucksensor oder dergleichen handeln. Ein derartiger Sensor ist dem Fachmann in Konstruktion, Funktion und Anwendung bestens bekannt, so dass an dieser Stelle von einer weiteren Beschreibung des Sensors abgesehen werden kann.
Und im Hinblick auf eine möglichst weitschweifende Automatisierung der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, insbesondere deren Blattbildungssystems, kann mindestens ein Regelkreis für die Regelung der Betriebseigenschaft der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn und/oder der Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn vorgesehen sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 und 3 drei schematische Teildarstellungen von erfindungsgemäßen Blattbildungssystemen für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn.
Die 1 zeigt eine schematische Teildarstellung einer ersten Ausführungsform eines Blattbildungssystems 1 für eine nicht näher dargestellte Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn 2 aus wenigstens einer Faserstoffsuspension 3. Bei der Faserstoffbahn 2 kann es sich beispielsweise um eine Papier- oder Kartonbahn handeln.
Das Blattbildungssystem 1 umfasst einen eine Stoffauflaufdüse 5 aufweisenden und lediglich schematisch dargestellten Stoffauflauf 4 und eine dem Stoffauflauf 4 in Sieblaufrichtung S (Pfeil) nachgeordnete Siebpartie 6 mit zwei umlaufenden endlosen Sieben 7, 8. Die beiden Siebe 7, 8 sind jeweils über einen Umfangsbereich 11, 12 eines jeweiligen Umlenkelements 9, 10 geführt und laufen danach unter Bildung eines keilförmigen Stoffeinlaufspalts 13, der unmittelbar die wenigstens eine von einem lediglich angedeuteten Stoffauflauf 4 als ein Freistrahl 14 ausgebrachte Faserstoffsuspension 3 aufnimmt, zusammen. Das das erste Sieb 7 führende Umlenkelement 9 ist als eine Formierwalze 9.1 („Entwässerungselement”) ausgebildet, wohingegen das das zweite Sieb 8 führende Umlenkelement 10 als eine Brustwalze 10.1 ausgebildet ist. Die wenigstens eine als Freistrahl 14 ausgebrachte Faserstoffsuspension 3 trifft einseitig in dem Umfangsbereich 11 auf die Formierwalze 9.1 und gegenseitig nach dem Umfangsbereich 12 der Brustwalze 10.1 auf das jeweilige Sieb 7, 8 auf. Die dargestellte Siebpartie 6 ist also ein Walzenformer („Roll Former”). Anschließend bilden die beiden Siebe 7, 8 der Siebpartie 6 zumindest streckenweise eine Doppelsiebstrecke 15 aus, in welcher die beiden Siebe 7, 8 und die mindestens eine dazwischen liegende Faserstoffsuspension 3 über mehrere Formier- oder Entwässerungselemente 16 geführt sind.
Die wenigstens eine aus einer Stoffauflaufdüse 5 des Stoffauflaufs 4 als Freistrahl 14 abgegebene Faserstoffsuspension 3 wird hierbei nach einer Freistrahllänge L.14 unter einem Auftreffwinkel α größer Null auf das erste Sieb 7 der Siebpartie 6 aufgebracht.
Auf der der wenigstens einen auf das jeweilige Sieb 7, 8 aufgebrachten Faserstoffsuspension 3 gegenüberliegenden Seite des jeweiligen Siebs 7, 8 sind nun in Sieblaufrichtung S (Pfeil) und beidseitig jeweils drei Sensoren 17.1 bis 17.3 und 18.1 bis 18.3, insbesondere Drucksensoren, zur Messung eines von dem Freistrahl 14 erzeugten und sich insbesondere in Abhängigkeit von der Freistrahllänge L.14, von dem Auftreffwinkel α und/oder von dem Widerstand R.7, R.8 des entsprechenden Siebs 7, 8 sich ändernden Druckimpulses D.7, D.8 angeordnet. Der mindestens eine jeweils erhaltene Messwert M.7, M.8 aus der Druckimpulsmessung ist einerseits zu einer Reproduktion einer mittels der Freistrahllänge L.14 und des Auftreffwinkels α beschreibbaren Betriebseigenschaft, wie beispielsweise der Einschussgeometrie, und/oder andererseits zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2 mittels einer Positionsveränderung des Stoffauflaufs 4 und/oder des wenigstens einen Entwässerungselements 9.1 bzw. 16 der Siebpartie 6, insbesondere auch der kompletten Siebpartie 6, verwendbar. Es ist also jeweils mindestens ein Sensor zur Messung des von dem Freistrahl 14 erzeugten Druckimpulses D.7, D.8 in einem Bereich eines ersten Entwässerungselements 9.1 (Sensoren 17.1 bis 17.3) oder in einem initialen Blattbildungsbereich (Sensoren 18.1 bis 18.3) angeordnet. Es können selbstverständlich auch zwei oder mehrere in Maschinenquerrichtung CD (Pfeil) angeordnete Sensoren 17.1 bis 17.3 und 18.1 bis 18.3 vorgesehen sein, wobei dann bevorzugt wenigstens ein Sensor führerseitig und wenigstens ein Sensor triebseitig angeordnet ist. Beim Einsatz von mehreren in Maschinenquerrichtung (CD) angeordneten Sensoren 17.1 bis 17.3 und 18.1 bis 18.3 kann dann auch ein aussagekräftiges Querprofil einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2 und/oder einer Betriebseigenschaft der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn 2, insbe sondere des Blattbildungssystems 1, ermittelt und gegebenenfalls korrigierend eingegriffen werden.
In dem Bereich der Maschine ist mindestens ein Regelkreis 19 für die Regelung der Betriebseigenschaft der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn 2 und/oder der Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2 vorgesehen. Dieser Regelkreis 19 kann sich beispielsweise für eine Positionsveränderung des Stoffauflaufs 4 und/oder des wenigstens einen Entwässerungselements 9.1 bzw. 16 der Siebpartie 6, insbesondere auch der kompletten Siebpartie 6, verantwortlich zeichnen. Die Führungsgröße (Sollwert) ist vorzugsweise die Betriebseigenschaft der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn 2 und/oder der Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2, die Regelgröße vorzugsweise der Druckimpuls D.7, D.8 und die Stellgröße vorzugsweise die Position des Stoffauflaufs 4 und/oder des wenigstens einen Entwässerungselements 9.1 bzw. 16 der Siebpartie 6. Die mögliche Positionierung des Stoffauflaufs 4 ist beispielhaft durch Pfeile und Doppelpfeile lediglich angedeutet.
Die 2 zeigt eine schematische Teildarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Blattbildungssystems 1 für eine nicht näher dargestellte Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn 2 aus wenigstens einer Faserstoffsuspension 3. Bei der Faserstoffbahn 2 kann es sich beispielsweise um eine Papier- oder Kartonbahn handeln. Dieses Blattbildungssystem 1 besitzt prinzipiell den gleichen Grundaufbau wie das in der 1 dargestellte Blattbildungssystem 1, so dass hinsichtlich der allgemeinen Beschreibung auf dessen Beschreibung verwiesen wird.
Im Gegensatz zu der in der 1 dargestellten Ausführungsform trifft die wenigstens eine als Freistrahl 14 ausgebrachte Faserstoffsuspension 3 beidseitig nach den beiden Umfangsbereichen 11, 12 der Umlenkelemente 9, 10 auf das jeweilige Sieb 7, 8 auf. Bei den beiden Umlenkelementen 9, 10 handelt es sich also um Brustwalzen 9.2, 10.1. Die dargestellte Siebpartie 6 ist also ein Leistenformer („Blade Former”). Anschließend bilden die beiden Siebe 7, 8 der Siebpartie 6 zumindest streckenweise eine Doppelsiebstrecke 15 aus, in welcher die beiden Siebe 7, 8 und die mindestens eine dazwischen liegende Faserstoffsuspension 3 über mehrere Formier- oder Entwässerungselemente 16 geführt sind.
Die wenigstens eine aus einer Stoffauflaufdüse 5 des Stoffauflaufs 4 als Freistrahl 14 abgegebene Faserstoffsuspension 3 wird hierbei nach einer Freistrahllänge L.14 unter einem Auftreffwinkel α größer Null auf das erste Sieb 7 der Siebpartie 6 aufgebracht.
Auf der der wenigstens einen auf das Sieb 7 aufgebrachten Faserstoffsuspension 3 gegenüberliegenden Seite des Siebs 7 sind nun in Sieblaufrichtung S (Pfeil) drei Sensoren 20.1 bis 20.3, insbesondere Drucksensoren, zur Messung eines von dem Freistrahl 14 erzeugten und sich insbesondere in Abhängigkeit von der Freistrahllänge L.14, von dem Auftreffwinkel α und/oder von dem Widerstand R.7 des Siebs 7 sich ändernden Druckimpulses D.7 angeordnet. Der mindestens eine erhaltene Messwert M.7 aus der Druckimpulsmessung ist einerseits zu einer Reproduktion einer mittels der Freistrahllänge L.14 und des Auftreffwinkels α beschreibbaren Betriebseigenschaft, wie beispielsweise der Einschussgeometrie, und/oder andererseits zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2 mittels einer Positionsveränderung des Stoffauflaufs 4 und/oder des wenigstens einen Entwässerungselements 9.2 bzw. 16 der Siebpartie 6, insbesondere auch der kompletten Siebpartie 6, verwendbar. Es ist also mindestens ein Sensor zur Messung des von dem Freistrahl 14 erzeugten Druckimpulses D.7 in einem initialen Blattbildungsbereich (Sensoren 20.1 bis 20.3) angeordnet. Es können selbstverständlich auch zwei oder mehrere in Maschinenquerrichtung CD (Pfeil) angeordnete Sensoren 20.1 bis 20.3 vorgesehen sein, wobei dann bevorzugt wenigstens ein Sensor führerseitig und wenigstens ein Sensor triebseitig angeordnet ist. Beim Einsatz von mehreren quer in Maschinenquerrichtung CD (Pfeil) angeordneten Sensoren 20.1 bis 20.3 kann dann auch ein aussagekräftiges Querprofil einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2 und/oder einer Betriebseigenschaft der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn 2, insbesondere des Blattbildungssystems 1, ermittelt und gegebenenfalls korrigierend eingegriffen werden.
In dem Bereich der Maschine kann wiederum mindestens ein bereits beschriebener und somit lediglich angedeuteter Regelkreis 19 für die Regelung der Betriebseigenschaft der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn 2 und/oder der Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2 vorgesehen sein.
Und die 3 zeigt eine schematische Teildarstellung einer dritten Ausführungsform eines Blattbildungssystems 1 für eine nicht näher dargestellte Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn 2 aus wenigstens einer Faserstoffsuspension 3. Bei der Faserstoffbahn 2 kann es sich beispielsweise um eine Papier- oder Kartonbahn handeln. Dieses Blattbildungssystem 1 besitzt einen ähnlichen Grundaufbau wie das in der 1 dargestellte Blattbildungssystem 1, so dass hinsichtlich der allgemeinen Beschreibung auf dessen Beschreibung verwiesen wird.
Im Gegensatz zu der in der 1 dargestellten Ausführungsform trifft die wenigstens eine als Freistrahl 14 ausgebrachte Faserstoffsuspension 3 unterseitig auf das über ein Umlenkelement 9 in Ausgestaltung einer Brustwalze 9.2 geführte Sieb 7 auf. Das Sieb 7 mit der darauf aufgebrachten Faserstoffsuspension 3 läuft anschließend über mehrere Entwässerungselemente 16, ehe die Faserstoffsuspension 3 dann oberseitig von einem über ein Umlenkelement 10 in Ausgestaltung einer Einlaufwalze 10.2 geführtes Sieb 8 abgedeckt wird. Anschließend bilden die beiden Siebe 7, 8 der Siebpartie 6 zumindest streckenweise eine Doppelsiebstrecke 15 aus, in welcher die beiden Siebe 7, 8 und die mindestens eine dazwischen liegende Faserstoffsuspension 3 über weitere Formier- oder Entwässerungselemente 16 geführt sind. Die dargestellte Siebpartie 6 ist also ein Hybridformer.
Die wenigstens eine aus einer Stoffauflaufdüse 5 des Stoffauflaufs 4 als Freistrahl 14 abgegebene Faserstoffsuspension 3 wird hierbei nach einer Freistrahllänge L.14 unter einem Auftreffwinkel α größer Null auf das erste Sieb 7 der Siebpartie 6 aufgebracht.
Auf der der wenigstens einen auf das Sieb 7 aufgebrachten Faserstoffsuspension 3 gegenüberliegenden Seite des Siebs 7 sind nun in Sieblaufrichtung S (Pfeil) fünf Sensoren 21.1 bis 21.5, insbesondere Drucksensoren, zur Messung eines von dem Freistrahl 14 erzeugten und sich insbesondere in Abhängigkeit von der Freistrahllänge L.14, von dem Auftreffwinkel α und/oder von dem Widerstand R.7 des Siebs 7 sich ändernden Druckimpulses D.7 angeordnet. Der mindestens eine erhaltene Messwert M.7 aus der Druckimpulsmessung ist einerseits zu einer Reproduktion einer mittels der Freistrahllänge L.14 und des Auftreffwinkels α beschreibbaren Betriebseigenschaft, wie beispielsweise der Einschussgeometrie, und/oder andererseits zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2 verwendbar. Es ist also mindestens ein Sensor zur Messung des von dem Freistrahl 14 erzeugten Druckimpulses D.7 in einem initialen Blattbildungsbereich (Sensoren 21.1 bis 21.5) angeordnet.
Weiterhin sind in der Doppelsiebstrecke 15 auf der der wenigstens einen an dem jeweiligen Sieb 7, 8 anliegenden Faserstoffsuspension 3 gegenüberliegenden Seite des jeweiligen Siebs 7, 8 in Sieblaufrichtung S (Pfeil) und beidseitig jeweils zwei Sensoren 22.1, 22.2 und 23.1, 23.2, insbesondere Drucksensoren, zur Messung eines von der Faserstoffsuspension 3 erzeugten Druckimpulses D.7', D.8 angeordnet. Der mindestens eine jeweils erhaltene Messwert M.7', M.8 aus der Druckimpulsmessung ist einerseits zu einer Reproduktion einer mittels der Freistrahllänge L.14 und des Auftreffwinkels α beschreibbaren Betriebseigenschaft, wie beispielsweise der Einschussgeometrie, und/oder andererseits zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2 mittels einer Positionsveränderung des Stoffauflaufs 4 und/oder des wenigstens einen Entwässerungselements 9.1 bzw. 16 der Siebpartie 6, insbesondere auch der kompletten Siebpartie 6, verwendbar. Es ist also jeweils mindestens ein Sensor zur Messung des von dem Freistrahl 14 erzeugten Druckimpulses D.7, D.7', D.8 in einem Bereich der Entwässerungselemente 16 (Sensoren 21.1 bis 21.5, 22.1, 22.2, 23.1 und 23.2) angeordnet. Es können selbstverständlich auch zwei oder mehrere in Maschinenquerrichtung CD (Pfeil) angeordnete Sensoren 21.1 bis 21.5, 22.1, 22.2 und 23.1, 23.2 vorgesehen sein, wobei dann bevorzugt wenigstens ein Sensor führerseitig und wenigstens ein Sensor triebseitig angeordnet ist. Beim Einsatz von mehreren in Maschinenquerrichtung CD (Pfeil) angeordneten Sensoren 21.1 bis 21.5, 22.1, 22.2 und 23.1, 23.2 kann dann auch ein aussagekräftiges Querprofil einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2 und/oder einer Betriebseigenschaft der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn 2, insbesondere des Blattbildungssystems 1, ermittelt und gegebenenfalls korrigierend eingegriffen werden.
Auch kann in dem Bereich dieser Maschine erneut mindestens ein bereits beschriebener und somit lediglich angedeuteter Regelkreis 19 für die Regelung der Betriebseigenschaft der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn 2 und/oder der Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2 vorgesehen sein.
Die in den 1 bis 3 dargestellten Sensoren 17.1 bis 17.3, 18.1 bis 18.3, 20.1 bis 20.3, 21.1 bis 21.5, 22.1, 22.2, 23.1 und 23.2, insbesondere Drucksensoren, können sich auch in Maschinenquerrichtung CD (Pfeil) erstrecken, so dass auch eine Querprofilmessung mit all ihren Vorteilen und Auswertemöglichkeiten ermöglicht wird.
Das in den 1 bis 3 jeweils dargestellte erfindungsgemäße Blattbildungssystem 1 eignet sich in hervorragender Weise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beeinflussen von mindestens einer Betriebs- und/oder Qualitätseigenschaft bei der Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn 2, insbesondere einer wenigstens einschichtigen Papier- oder Kartonbahn, wobei die wenigstens eine aus einer Stoffauflaufdüse 5 eines Stoffauflaufs 4 für eine Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn 2 als Freistrahl 14 abgegebene Faserstoffsuspension 3 nach einer Freistrahllänge L.14 unter einem Auftreffwinkel α größer Null auf ein umlaufendes endloses Sieb 7 einer wenigstens ein Entwässerungselement 9.1; 16 umfassenden Siebpartie 6 für die Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn 2 aufgebracht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Freistrahl 14 erzeugter und sich insbesondere in Abhängigkeit von der Freistrahllänge L.14, von dem Auftreffwinkel α und/oder von dem Widerstand R.7, R.8 des Siebs 7, 8; 7 sich ändernder Druckimpuls D.7, D.8; D.7, D.7', D.8 auf der der wenigstens einen auf das Sieb 7, 8; 7 aufgebrachten Faserstoffsuspension 3 gegenüberliegenden Seite des Siebs 7, 8; 7 mittels mindestens eines Sensors 17.1 bis 17.3, 18.1 bis 18.3, 20.1 bis 20.3, 21.1 bis 21.5, 22.1, 22.2, 23.1 und 23.2, insbesondere eines Drucksensors, gemessen wird und dass der mindestens eine erhaltene Messwert M.7, M.8; M.7, M.7', M.8 aus der Druckimpulsmessung einerseits zu einer Reproduktion einer mittels der Freistrahllänge L.14 und des Auftreffwinkels α) beschreibbaren Betriebseigenschaft, wie beispielsweise der Einschussgeometrie, und/oder andererseits zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn 2 mittels einer Positionsveränderung des Stoffauflaufs 4 und/oder des wenigstens einen Entwässerungselements 9.1; 16 der Siebpartie 6, insbesondere auch der kompletten Siebpartie 6, verwendet wird.
Das in den 1 bis 3 jeweils dargestellte erfindungsgemäße Blattbildungssystem 1 eignet sich in hervorragender Weise auch zur Durchführung der in den unabhängigen Verfahrensansprüchen dargelegten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beeinflussen von mindestens einer Betriebs- und/oder Qualitätseigenschaft bei der Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn 2, insbesondere einer wenigstens einschichtigen Papier- oder Kartonbahn.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Verfahren und ein Blattbildungssystem der eingangs genannten Arten derart weitergebildet werden, dass die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise sogar vollständig vermieden werden. Insbesondere wird eine wesentliche Orientierungsgröße zur Justierung der Position des Stoffauflaufs eines Blattbildungssystems definiert und verwertet.

1: Blattbildungssystem
2: Faserstoffbahn
3: Faserstoffsuspension
4: Stoffauflauf
5: Stoffauflaufdüse
6: Siebpartie
7: Sieb
8: Sieb
9: Umlenkelement
9.1: Formierwalze; Entwässerungselement
9.2: Brustwalze
10: Umlenkelement
10.1: Brustwalze
10.2: Einlaufwalze
11: Umfangsbereich
12: Umfangsbereich
13: Stoffeinlaufspalt
14: Freistrahl
15: Doppelsiebstrecke
16: Formier- oder Entwässerungselement
17.1 bis 17.3: Sensor
18.1 bis 18.3: Sensor
19: Regelkreis
20.1 bis 20.3: Sensor
21.1 bis 21.5: Sensor
22.1, 22.2: Sensor
23.1, 23.2: Sensor
CD: Maschinenquerrichtung (Pfeil)
D.7: Druckimpuls
D.7': Druckimpuls
D.8: Druckimpuls
L.14: Freistrahllänge
M.7: Messwert
M.7': Messwert
M.8: Messwert
R.7: Widerstand
R.8: Widerstand
S: Sieblaufrichtung (Pfeil)
α: Auftreffwinkel

Claims

Verfahren zum Beeinflussen von mindestens einer Betriebs- und/oder Qualitätseigenschaft bei der Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn (2), insbesondere einer wenigstens einschichtigen Papier- oder Kartonbahn, wobei die wenigstens eine aus einer Stoffauflaufdüse (5) eines Stoffauflaufs (4) für eine Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn (2) als Freistrahl (14) abgegebene Faserstoffsuspension (3) nach einer Freistrahllänge (L.14) unter einem Auftreffwinkel (α) größer Null auf ein umlaufendes endloses Sieb (7) einer wenigstens ein Entwässerungselement (9.1; 16) umfassenden Siebpartie (6) für die Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn (2) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Freistrahl (14) erzeugter und sich insbesondere in Abhängigkeit von der Freistrahllänge (L.14), von dem Auftreffwinkel (α) und/oder von dem Widerstand (R.7, R.8) des Siebs (7, 8; 7) sich ändernder Druckimpuls (D.7, D.8; D.7, D.7', D.8) auf der der wenigstens einen auf das Sieb (7, 8; 7) aufgebrachten Faserstoffsuspension (3) gegenüberliegenden Seite des Siebs (7, 8; 7) mittels mindestens eines Sensors (17.1 bis 17.3, 18.1 bis 18.3, 20.1 bis 20.3, 21.1 bis 21.5, 22.1, 22.2, 23.1 und 23.2), vorzugsweise mittels zwei oder mehreren in Maschinenquerrichtung (CD) angeordneten Sensoren, gemessen wird und dass der mindestens eine erhaltene Messwert (M.7, M.8; M.7, M.7', M.8) aus der Druckimpulsmessung einerseits zu einer Reproduktion einer mittels der Freistrahllänge (L.14) und des Auftreffwinkels (α) beschreibbaren Betriebseigenschaft, wie beispielsweise der Einschussgeometrie, und/oder andererseits zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn (2) mittels einer Positionsveränderung des Stoffauflaufs (4) und/oder des wenigstens einen Entwässerungselements (9.1; 16) der Siebpartie (6), insbesondere auch der kompletten Siebpartie (6), verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erhaltene Messwert (M.7, M.8; M.7, M.7', M.8) zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung der als Formation gemessenen Faserverteilung in der herzustellenden Faserstoffbahn (2) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erhaltene Messwert (M.7, M.8; M.7, M.7', M.8) zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung des an mindestens einem Scanner gemessenen Querprofils, insbesondere des Dickenquerprofils, in der herzustellenden Faserstoffbahn (2) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erhaltene Messwert (M.7, M.8; M.7, M.7', M.8) zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung der Faserorientierung in der herzustellenden Faserstoffbahn (2) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erhaltene Messwert (M.7, M.8; M.7, M.7', M.8) zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung der Lagenreinheit bei einer mehrschichtigen Faserstoffbahn (2) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erhaltene Messwert (M.7, M.8; M.7, M.7', M.8) zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung der Asche- und Feinstoffverteilung in der herzustellenden Faserstoffbahn (2) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erhaltene Messwert (M.7, M.8; M.7, M.7', M.8) zu einer Beeinflussung von Größe und Verteilung von hellen Flecken in der herzustellenden Faserstoffbahn (2), zu wenigstens einer Verschiebung im Blattgefüge in der herzustellenden Faserstoffbahn (2) und/oder zu einer Minimierung von Bahnabrissen während der Herstellung der Materialbahn verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichmäßigkeit des Widerstands (R.7, R.8) des Siebs (7, 8; 7) in Sieblaufrichtung (S) durch ein Zeitsignal der Druckimpulsmessung beurteilt wird und dass diese Beurteilung als ein Indikator für Verschleiß und Qualität des Siebs (7, 8; 7) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftreffwinkel (α) des Freistrahls (14) auf das umlaufende endlose Sieb (7) unter Verwendung der Größe des Druckimpulses (D.7, D.8; D.7, D.7', D.8) ermittelt und vorzugsweise optimiert wird, wobei eine Druckmes sung in der Stoffauflaufdüse (5) in der Ermittlung zwecks Berücksichtigung des Geschwindigkeitsniveaus in dem Freistrahl (14) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Freistrahl (14) erzeugte Druckimpuls (D.7, D.8; D.7, D.7', D.8) mittels des mindestens einen Sensors (17.1 bis 17.3) in einem Bereich eines ersten Entwässerungselements (9.1; 16) gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Freistrahl (14) erzeugte Druckimpuls (D.7, D.8; D.7, D.7', D.8) mittels des mindestens einen Sensors (18.1 bis 18.3, 20.1 bis 20.3, 21.1 bis 21.5, 22.1, 22.2, 23.1 und 23.2) in einem initialen Blattbildungsbereich gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebseigenschaft der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn (2) und/oder die Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn (2) mittels mindestens eines in dem Bereich der Maschine angeordneten Regelkreises (19) geregelt wird bzw. werden.
Blattbildungssystem (1) für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn (2), insbesondere einer wenigstens einschichtigen Papier- oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (3), mit einem eine Stoffauflaufdüse (5) aufweisenden Stoffauflauf (4) und mit einer dem Stoffauflauf (4) nachgeordneten und wenigstens ein Entwässerungselement (9.1; 16) umfassenden Siebpartie (6) mit mindestens einem umlaufenden endlosen Sieb (7, 8), wobei die wenigstens eine aus einer Stoffauflaufdüse (5) des Stoffauflaufs (4) als Freistrahl (14) abgegebene Faserstoffsuspension (3) nach einer Freistrahllänge (L.14) unter einem Auf treffwinkel (α) größer Null auf das umlaufende endlose Sieb (7) der Siebpartie (6) aufgebracht wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der wenigstens einen auf das Sieb (7, 8; 7) aufgebrachten Faserstoffsuspension (3) gegenüberliegenden Seite des Siebs (7, 8; 7) mindestens ein Sensor (17.1 bis 17.3, 18.1 bis 18.3, 20.1 bis 20.3, 21.1 bis 21.5, 22.1, 22.2, 23.1 und 23.2), vorzugsweise zwei oder mehrere in Maschinenquerrichtung (CD) angeordnete Sensoren, zur Messung eines von dem Freistrahl (14) erzeugten und sich in Abhängigkeit von der Freistrahllänge (L.14), von dem Auftreffwinkel (α) und/oder von dem Widerstand (R.7, R.8) des Siebs (7, 8; 7) sich ändernden Druckimpulses (D.7, D.8; D.7, D.7', D.8) angeordnet ist und dass der mindestens eine erhaltene Messwert (M.7, M.8; M.7, M.7', M.8) aus der Druckimpulsmessung einerseits zu einer Reproduktion einer mittels der Freistrahllänge (L.14) und des Auftreffwinkels (α) beschreibbaren Betriebseigenschaft, wie beispielsweise der Einschussgeometrie, und/oder andererseits zu einer Einstellung, insbesondere zu einer Optimierung einer Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn (2) mittels einer Positionsveränderung des Stoffauflaufs (4) und/oder des wenigstens einen Entwässerungselements (9.1; 16) der Siebpartie (6), insbesondere auch der kompletten Siebpartie (6), verwendbar ist.
Blattbildungssystem (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (17.1 bis 17.3, 18.1 bis 18.3, 20.1 bis 20.3, 21.1 bis 21.5, 22.1, 22.2, 23.1 und 23.2), vorzugsweise die zwei oder mehreren in Maschinenquerrichtung (CD) angeordneten Sensoren, zur Messung des von dem Freistrahl (14) erzeugten Druckimpulses (D.7, D.8; D.7, D.7', D.8) in einem initialen Blattbildungsbereich oder in einem Bereich eines ersten Entwässerungselements (9.1; 16) angeordnet ist.
Blattbildungssystem (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich der Maschine mindestens ein Regelkreis (19) für die Regelung der Betriebseigenschaft der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn (2) und/oder der Qualitätseigenschaft der herzustellenden Faserstoffbahn (2) vorgesehen ist.