-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verteilen einer Faserstoffsuspension im Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
-
Sowohl ein derartiges Verfahren als auch ein derartiger Stoffauflauf sind aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 37 15 329 A1 bekannt.
-
Der Stoffauflauf weist einen Verteiler zum Verteilen einer Faserstoffsuspension über die Maschinenbreite auf. Der Verteiler ist über eine Führungseinrichtung mit einer Düse verbunden, aus der die Faserstoffsuspension über einen Spalt als Faserstoffsuspensionsstrahl austritt. Die Führungseinheit weist eine Vielzahl von Kanälen auf. Diese Kanäle können, wie beispielsweise in dem
US-Patent 3,725,197 beschrieben ist, stufenartig oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein. Die Führungseinheit kann jedoch auch, wie in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 43 20 243 A1 des Anmelders dargelegt ist, aus einer Mehrzahl von aus Turbulenzerzeugungselementen gebildeten Turbulenzerzeugern bestehen, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Turbulenzerzeugern eine Zwischenkammer liegt.
-
Das Dokument
DE 42 13 707 A1 beschreibt einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine, welcher mit mindestens zwei hintereinander geschalteten Turbulenzerzeugern versehen ist. Zwischen den Turbulenzerzeugern befindet sich ein Zwischenraum, der durch Trennwände in Zwischenkammern so unterteilt ist, dass sich darin unterschiedliche Drücke einstellen lassen. Durch Öffnungen in den Wänden dieser Kammern kann Luft oder Flüssigkeit zu- oder abgeführt werden. Mit Hilfe dieser Maßnahmen lassen sich die Strömungsverhältnisse im Bereich des Stoffauflauf-Auslaufes, wo sich ein Breitstrahl zur Abgabe in die Nasspartie der Papiermaschine befindet, positiv beeinflussen. Insbesondere werden neben einer anforderungsgerechten Flächengewichtsverteilung die Fasern in der strömenden Suspension in gewünschter Weise so ausgerichtet, dass eine Papierbahn von hoher Qualität erzeugt werden kann.
-
Im Dokument
DE 199 08 898 A1 ist ein Verfahren zur Zudosierung eines fluiden Mediums in die Turbulenzkanäle eines Stoffauflaufes offenbart. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens 50 Prozent des Gesamtdruckverlustes ΔP
ges im Turbulenzkanal stromabwärts der Zudosierung des fluiden Mediums erzeugt werden. Es ist auch ein Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine beschrieben mit einer maschinenbreiten Stoffsuspensionszuführung, einem Turbulenzerzeuger mit einer Vielzahl an suspensionsdurchflossenen Kanälen, einer Vielzahl von Zudosierstellen für ein fluides Medium im Bereich mindestens eines der Kanäle und einer anschließenden Stoffauflaufdüse. Dabei beträgt der Anteil des Strömungswiderstandes mindestens eines der Kanäle mit Zudosierstelle nach der Zudosierstelle mindestens 50 Prozent des Gesamtwiderstandes des Kanals. Oberbegriffsbildend für dieses Dokument ist das Dokument
DE 35 14 554 A1 . Der darin beschriebene Stoffauflauf weist einen Verteiler auf, dessen Querschnitt sich in Flussrichtung der Stoffsuspension verkleinert. Am Zulauf gegenüberliegenden Ende des Verteilers befindet sich eine Rückführleitung. Bei diesem Stoffauflauf mit individuell über die Breite einstellbarem Ausgangsspalt werden Druckunterschiede im Düsenraum, welche beispielsweise durch die Verstellung des Spaltes entstehen, dadurch vermieden, dass die Druckverteilung im Düsenraum durch über die Breite verteilte Abzweig- und Zuführleitungen von Stoffsuspension oder Wasser ausgeglichen oder eingestellt werden.
-
Nachteilhaft an diesen Stoffaufläufen ist, dass ihre jeweiligen Verteiler mit je einem Rückführsystem für überschüssige Faserstoffsuspension versehen sind. Dieses jeweilige Rückführsystem weist in der Regel eine Rückführleitung und eine Durchfluss-Steuerung, umfassend eine Steuereinheit samt mindestens einem Sensor (Druckfühler), mindestens einem Aktuator (Steuerschieber) und diversen Leitungen, auf. Ein solches Rückführsystem verursacht nicht zu unterschätzende Kosten sowohl in der Anschaffung, im Betrieb als auch in der Wartung und es ist überdies noch träge in der Funktion und anfällig für Reparaturen.
-
Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und einen Stoffauflauf der eingangs genannten Arten darzustellen, welche die bekannten Nachteile eines Rückführsystems für überschüssige Faserstoffsuspension bei Gewährleistung optimaler Produktionsparameter vermeiden.
-
Diese erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Bereiche der Turbulenzerzeugungselemente einen jeweiligen Druckverlust von größer 0,3 bar aufweisen und dass die dem Stoffauflauf über den Verteiler zugeführte Faserstoffsuspension ausschließlich über die Düse abgeführt wird.
-
Dieses Verfahren mit den erfindungsgemäßen Druckverlusten erbringt den Vorteil, dass sich beispielsweise die Faserorientierung nicht mehr relevant über eine etwaige Rezirkulationsmenge an überschüssiger Faserstoffsuspension ändert, das Rückführsystem für überschüssige Faserstoffsuspension also gänzlich entfallen kann.
-
Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der jeweilige Druckverlust in den Bereichen der Turbulenzerzeugungselemente größer 0,3 bar ist, dass der Verteiler einen sich in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension verjüngenden Querschnitt aufweist und dass der Verteiler im Bereich seines größten Querschnitts an eine Zuführleitung für die Faserstoffsuspension angeschlossen ist und dass die dem Stoffauflauf über den Verteiler zugeführte Faserstoffsuspension ausschließlich über die Düse abgeführt wird.
-
Auch hier ergeben sich Vorteile ähnlich der verfahrensmäßigen Vorteile der Erfindung. Das Nichtvorhandensein eines Rückführsystems für überschüssige Faserstoffsuspension hat bei den angegebenen Druckverlusten keinerlei Einwirkung mehr auf das Erreichen optimaler Produktionsparameter, wie beispielsweise der Faserorientierung. Der sich in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension verjüngende Querschnitt des Verteilers und der Anschluss der Zuführleitung für die Faserstoffsuspension im Bereich des größten Querschnitts des Verteilers stellen überdies sicher, dass die Faserstoffsuspension unter annähernd gleichen Drücken dem ersten Turbulenzerzeugungselement zugeführt wird.
-
In erster Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verteiler im Bereich seines vorzugsweise kleinsten endseitigen Querschnitts mindestens ein abnehmbares Bauteil aufweist. Dieses abnehmbare Bauteil verbessert in hohem Maße die Wartungs- und Reinigungsfreundlichkeit des Stoffauflaufs.
-
Damit die hydraulische Höhe des Bauteils erhalten bleibt, weist es einen rechtwinkligen Querschnitt auf. Infolgedessen erfolgt die Reduktion des Querschnitts nur noch einachsig.
-
In vorteilhafter Weise ist das Bauteil als ein Klappteil ausgebildet, wobei es vorzugsweise mittels mindestens einer Gelenkverbindung und dazugehöriger Befestigung mit dem Verteiler verbunden ist. Die Gelenkverbindung ist stromaufwärts, stromabwärts oder seitlich angebracht. Eine derartige Gelenkverbindung zählt zum allseits bekannten Stand der Technik und hat sich in vielen diversen Anwendungen bereits bestens bewährt.
-
Jedoch kann das Bauteil erfindungsgemäß auch mittels einer Vielzahl von Schraubverbindungen oder mittels einer Vielzahl von Schieberverbindungen mit dem Verteiler verbunden sein.
-
Das Bauteil ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung als Reinigungszugang für den Verteiler und/oder als Probenentnahmestelle für Faserstoffsuspension ausgebildet. Diese Ausgestaltungen zeichnen sich insbesondere durch einen praktischen Nutzen aus; sie sind also in vielerlei Hinsicht vorteilhaft.
-
Das Turbulenzerzeugungselement ist in weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung entweder ein Gitter oder ein Kanal. Der Kanal weist dabei eine strömungstechnisch optimale Kontur, wie beispielsweise eine wabenförmige oder eine kreisförmige Kontur, auf Ferner ist es hinsichtlich der Turbulenzerzeugung von Vorteil, wenn der Kanal einen Stufensprung aufweist.
-
Weiterhin kann der erfindungsgemäße Stoffauflauf mit einer sektionierten Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie) ausgebildet sein. Bei dieser Ausbildung des Stoffauflaufs wird die Möglichkeit geschaffen, den Durchsatz, die Stoffdichte und somit das Flächengewicht und die Faserorientierung sektional regeln zu können.
-
Auch kann der erfindungsgemäße Stoffauflauf als Mehrschichtenstoffauflauf ausgebildet sein. Ein derartiger Stoffauflauf empfiehlt sich insbesondere bei der Herstellung von Papier- oder Kartonbahnen mit höherwertigen Außenschichten.
-
Weitere Merkmale und Vorteile, der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
-
Es zeigen
-
1: eine schematisierte Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stoffauflauf;
-
2: eine schematisierte Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs entlang der Schnittlinie A-A der 1;
-
Die 1 zeigt eine schematisierte Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stoffauflauf 1.
-
Dieser Stoffauflauf 1 einer Papier- oder Kartonmaschine ist mit einem Verteiler 2 zum Verteilen einer Faserstoffsuspension 3 über die Maschinenbreite M versehen. Der Verteiler 2 wiederum ist über eine Führungseinrichtung 4, die aus einer Mehrzahl von aus Turbulenzerzeugungselementen 7 gebildeten Turbulenzerzeugern 5, 6 besteht, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Turbulenzerzeugern 5, 6 eine Zwischenkammer 8 liegt, mit einer Düse 9 verbunden. Aus dieser Düse 9 tritt dann die Faserstoffsuspension 3 über einen Spalt 10 als Faserstoffsuspensionsstrahl 11, welcher in eine nicht dargestellte Siebpartie einer Papier- oder Kartonmaschine geführt wird, aus.
-
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der jeweilige Druckverlust Δp in den Bereichen der Turbulenzerzeugungselemente 7 größer 0,3 bar ist, dass der Verteiler 2 einen sich in Strömungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 verjüngenden Querschnitt Q aufweist und dass der Verteiler 2 im Bereich seines größten Querschnitts an eine Zuführleitung 12 (Pfeil) für die Faserstoffsuspension 3 angeschlossen ist. Dabei ist es verfahrensmäßig von Wichtigkeit, dass die dem Stoffauflauf 1 über den Verteiler 2 zugeführte Faserstoffsuspension 3 ausschließlich über die Düse 9 abgeführt wird.
-
Der Verteiler 2 weist im Bereich seines vorzugsweise kleinsten endseitigen Querschnitts Q mindestens ein abnehmbares Bauteil 13 auf, welches vorzugsweise einen rechtwinkligen Querschnitt QR aufweist.
-
Weiterhin ist das Bauteil 13 als ein Klappteil 14 ausgebildet, welches mittels mindestens einer Gelenkverbindung 15 und dazugehöriger Befestigung mit dem Verteiler 2 verbunden ist. Die Gelenkverbindung 15 ist in der 1 stromaufwärts angebracht, sie kann in weiterer Ausgestaltung jedoch auch stromabwärts oder seitlich angebracht sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Bauteil 13, in nicht dargestellter Bauweise, auch mittels einer Vielzahl von Schraubverbindungen oder mittels einer Vielzahl von Schieberverbindungen mit dem Verteiler verbunden sein.
-
Das Bauteil 13 kann bei entsprechender konstruktiver Ausbildung als Reinigungszugang ausgebildet sein.
-
Das Turbulenzerzeugungselement 7 kann in erfindungsgemäßer Ausgestaltung als ein Gitter oder als ein Kanal 16, wie in der 1 dargestellt, ausgebildet sein. Der Kanal 16 weist im Regelfall eine strömungstechnisch optimale Kontur, wie beispielsweise eine wabenförmige Kontur oder eine kreisförmige Kontur, auf. In der 1 weist, wie in der 2 besser ersichtlich ist, jeder Kanal 16 eine kreisförmige Kontur mit je einem Stufensprung 17 auf.
-
Der erfindungsgemäße Stoffauflauf
1 kann in weiterer Ausgestaltung auch mit einer sektionierten Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie), wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 40 19 593 A1 (PA04598 DE) des Anmelders offenbart ist, ausgebildet sein. Da ein derartiger Stoffauflauf mit sektionierter Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie) seit geraumer Zeit zum bekannten Stand der Technik zählt, wird an dieser Stelle von dessen Darstellung und Beschreibung Abstand genommen.
-
Auch kann der erfindungsgemäße Stoffauflauf
1 als Mehrschichtenstoffauflauf, wie er beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 42 25 297 A1 des Anmelders offenbart ist, ausgebildet sein. Da auch ein derartiger Mehrschichtenstoffauflauf seit geraumer Zeit zum bekannten Stand der Technik zählt, wird an dieser Stelle von dessen Darstellung und Beschreibung Abstand genommen.
-
Die 2 zeigt eine schematisierte Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 entlang der Schnittlinie A-A der 1.
-
In dieser Figur sind deutlich die zum Stoffauflauf 1 einer Papier- oder Kartonmaschine gehörenden Baugruppen und -teile erkennbar: der Verteiler 2 zum Verteilen einer Faserstoffsuspension 3 über die Maschinenbreite, die Führungseinrichtung 4, die aus einer Mehrzahl von aus Turbulenzerzeugungselementen 7 gebildeten Turbulenzerzeugern 5, 6 gebildet ist, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Turbulenzerzeugern 5, 6 eine Zwischenkammer 8 liegt, und die Düse 9 mit ihrem Spalt 10.
-
Es ist, wie bereits oben angedeutet wurde, klar ersichtlich, dass das Turbulenzerzeugungselement 7 aus einem Kanal 16, der eine kreisförmige Kontur mit einem Stufensprung 17 aufweist, gebildet ist.
-
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung sowohl ein Verfahren als auch ein Stoffauflauf eingangs genannter Arten geschaffen wird, welche die bekannten Nachteile eines Rückführsystems für überschüssige Faserstoffsuspension bei Gewährleistung optimaler Produktionsparameter vermeiden. Weiterhin werden auch noch die Wartungs- und Reinigungsfreundlichkeit des Stoffauflaufs verbessert.
