DE10331040A1

DE10331040A1 - Stoffauflauf

Info

Publication number: DE10331040A1
Application number: DE2003131040
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ruf; Konstantin Fenkl; Hans Loser; Uli Dürr; Thomas Böhringer
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2005-01-27

Abstract

Ein Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, unmfasst eine quer zur Maschinenlaufrichtung unterteilte Verdünnungseinrichtung, insbesondere Siebwasserdosierungseinrichtung, der in Maschinenlaufrichtung ein sich in Querrichtung erstreckender Zwischenkanal, ein eine Vielzahl von Turbulenzkanälen aufweisender Turbulenzerzeuger und eine Düse nachgschaltet ist, die mit einem einen Stoffsuspensionsstrahl liefernden Austrittsspalt versehen ist. Die Verdünnungseinrichtung umfasst mehrere in Querrichtung nebeneinander angeordnete Mischkammern, denen jeweils Teilströme unterschiedlicher Konsistenz zuführbar sind und die jeweils einen Mischstrom in den Zwischenkanal liefern. Zur Beeinflussung des sich in Querrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils sind die Volumenströme zumindest der den seitlichen Randzonen des Zwischenkanals zugeführten Mischströme jeweils über wenigstens ein Stellglied entsprechend variabel einstellbar. Zumindest die seitlichen Randzonen des Zwischenkanals 16 sind jeweils vom restlichen Zwischenkanalbereich abgetrennt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einer quer zur Maschinenlaufrichtung unterteilten Verdünnungseinrichtung, insbesondere Siebwasserdosierungseinrichtung, der in Maschinenlaufrichtung ein sich in Querrichtung erstreckenden Zwischenkanal, ein eine Vielzahl von Turbulenzkanälen aufweisender Turbulenzerzeuger und eine Düse nachgeschaltet ist, die mit einem einen Stoffsuspensionsstrahl liefernden Austrittsspalt versehen ist. Sie betrifft ferner eine mit einem solchen Stoffauflauf versehene Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- und/oder Kartonbahn. Stoffaufläufe der genannten Art sind beispielsweise aus den Druckschriften EP 0 772 711 B1 , DE 35 14 544 A1 , DE 40 25 675 A1 , EP 0 857 816 B1 und US 5 833 808 bekannt.

Bisher erfolgt eine Beeinflussung des Faserorientierungsprofls durch ein Verstellen der im Bereich des Austrittsspaltes der Stoffauflaufdüse vorgesehenen Blende, einen Austausch des Turbulenzeinsatzes sowie eine Beeinflussung des Durchsatzes in den Randzonen. Die bisher übliche Beeinflussung des Durchsatzes in den Randzonen bringt unter anderem die Nachteile mit sich, dass in diesen Randzonen keine Verdünnungswasserzugabe möglich ist und sich Probleme im Zusammenhang mit der Lamellenanbindung ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stoffauflauf der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die zuvor erwähnten Probleme beseitigt sind. Dabei soll der Stoffauflauf im Aufbau möglichst einfach gehalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verdünnungseinrichtung mehrere in Querrichtung nebeneinander angeordnete Mischkammern umfasst, denen jeweils Teilströme unterschiedlicher Konsistenz zuführbar sind und die jeweils einen Mischstrom in den Zwischenkanal liefern, dass zur Beeinflussung des sich in Querrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils die Volumenströme zumindest der den seitlichen Randzonen des Zwischenkanals zugeführten Mischströme jeweils über wenigstens ein Stellglied entsprechend variabel einstellbar sind und dass zumindest die seitlichen Randzonen des Zwischenkanals jeweils vom restlichen Zwischenkanalbereich abgetrennt sind.

Versuche und Felderfahrungen haben gezeigt, dass durch eine einfache Trendregulierung etwa 80 % der erforderlichen Faserorientierungs-Garantien erfüllt werden können. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung kann eine solche Trendregulierung bei einfach gehaltenem Aufbau des Stoffauflaufs und einer kostengünstigen konstruktiven Umsetzung des betreffenden Konzeptes bewerkstelligt werden. Dies ist insbesondere auch unter Beibehaltung des bisherigen Stoffauflauf-Konzeptes mit einer entsprechenden Verdünnungseinrichtung möglich. Es ist daher problemlos insbesondere auch wieder Verdünnungswasser in den Randzonen zugegeben werden. Zudem ist problemlos ein jeweiliger Einsatz von Lamellen möglich. Veränderungen am Turbulenzerzeuger sind hierzu nicht mehr erforderlich. Bei einem entsprechenden Verdünnungswasser-Stoffauflauf sind gleiche Stoffdichten über die Bahnbreite erzielbar. Es ist insbesondere auch eine gleiche Regelung über die Bahnbreite möglich. Überdies ergeben sich gute Reinigungsmöglichkeiten. Es kann ein gleicher Turbulenzgrad über die Bahnbreite beim Eintritt in die Düse erreicht werden.

Grundsätzlich ist auch ein Rückbau möglich. In "CFD"-Rechnungen wurde nachgewiesen, dass zum Erreichen eines entsprechenden Ergebnisses eine Abtrennung des maschinenbreiten Zwischenkanals geboten ist.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs sind zur Beeinflussung des sich in Querrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils nur die Volumenströme der den seitlichen Randzonen des Zwischenkanals zugeführten Mischströme jeweils über wenigstens ein Stellglied entsprechend variabel einstellbar.

Bevorzugt sind nur die seitlichen Radzonen des Zwischenkanals jeweils vom restlichen Zwischenkanalbereich abgetrennt, so dass sich in Querrichtung zwischen den beiden seitlichen abgetrennten Randzonen eine nicht unterteilte mittlere Hauptzone des Zwischenkanals ergibt. Die Randzonen im Zwischenkanal sind also gegenüber einer mittleren Hauptzone abgedichtet, da für die Beeinflussung des Randvolumenstromes im Strahl eine Druckdifferenz zwischen der Hauptkammer und der Randkammer eingestellt wird.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs sind die Stellglieder zumindest teilweise an den austrittseitgen Enden der Mischkammern vorgesehen. Dabei können die betreffenden Stellglieder jeweils durch eine verstellbare Drossel gebildet sein.

Bevorzugt ist in Maschinenlaufrichtung zwischen der Verdünnungseinrichtung und dem Zwischenkanal ein Verteiler vorgesehen. Dieser kann insbesondere in Form einer Verteilerleiste vorgesehen sein. Der Verteiler umfasst vorzugsweise mehrere Verteilerkanäle, insbesondere Verteilerrohre, wobei die Mischströme über die Verteilerkanäle dem Zwischenkanal zugeführt werden.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Abtrennung benachbarter Zwischenkanalbereiche jeweils durch eine Trennwand. Die Trennwände können sich jeweils zumindest im wesentlichen über die ganze in Maschinenlaufrichtung gemessene Länge des Zwischenkanals erstrecken. Sie können beispielsweise durch Trennbleche gebildet sein.

Besondere Bedeutung kommt der Anbindung der Trennwände im Zwischenkanal zu. So können die Trennwände zumindest teilweise beispielsweise in Nuten eingesetzt sein, die in der Verteilerleiste, dem Stoffauflauftisch und/oder dem Turbulenzerzeuger vorgesehen sind. Die Nuten können beispielsweise eingefräst sein. Die z.B. in Nuten in Maschinenlaufrichtung ausgerichteten Trennwände sind zweckmäßigerweise insbesondere über Bolzen und/oder dergleichen an einem Stoffauflaufteil wie insbesondere dem Formatschild und/oder dergleichen befestigt.

Zur Abdichtung gegen die Stofflauf-Rückwand können die Trennwände jeweils mit einer Nut mit Dichtung, insbesondere Filzdichtung und/oder dergleichen, versehen sein.

Die Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers können zumindest teilweise durch Turbulenzrohre gebildet sein. Der Turbulenzerzeuger kann insbesondere als Turbulenzeinsatz vorgesehen sein.

Um den Druckverlust im Turbulenzerzeuger zu reduzieren und damit die angestrebte Wirkung zu erhöhen, besitzen die in den Randzonen vorgesehenen Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers zweckmäßigerweise einen größeren Durchtrittsquerschnitt als die restlichen Turbulenzkanäle.

Die erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- und/oder Kartonbahn, zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit einem erfindungsgemäßen Stoffauflauf versehen ist. Dabei kann insbesondere ein Faserorientierungs-Regelsystem vorgesehen sein, das eine am Maschinenende vorgesehene Einrichtung zur Messung des Faserorientierungs-Querprofils der Faserstoffbahn, eine die erhaltenen Messsignale weiterverarbeitende Recheneinheit und die Stellglieder des Stoffauflaufs umfasst.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in dieser zeigen:
1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn und
2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer mit einem Stoffauflauf gemäß 1 versehene Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, bei der der Stoffauflauf in ein Faserorientierungs-Regelsystem eingebunden ist.
1 zeigt in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung einen Stoffauflauf 10 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, bei der es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln kann.
Der Stoffauflauf 10 umfasst eine quer zur Maschinenlaufrichtung L unterteilte Verdünnungseinrichtung 12, insbesondere Siebwasserdosierungseinrichtung, der in Maschinenlaufrichtung L ein Verteiler 14, ein sich in Querrichtung erstreckender Zwischenkanal 16, ein eine Vielzahl von Turbulenzkanälen 18 aufweisender Turbulenzerzeuger 20 und eine Düse 22 nachgeschaltet ist, die mit einem einen Stoffsuspensionsstrahl 24 liefernden Austrittsspalt 26 versehen ist.
Die Verdünnungseinrichtung 12 umfasst mehrere in Querrichtung nebeneinander angeordnete Mischkammern 28, denen jeweils Teilströme unterschiedlicher Konsistenz zuführbar und die über den Verteiler 14 jeweils einen Mischstrom in den Zwischenkanal 16 liefern.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Verdünnungseinrichtung 12 einen Querverteiler 30, über den den Mischkammern 28 eine Faserstoffsuspension Q_H hoher Konsistenz zugeführt wird, sowie Dosierventile 32, über die den Mischkammern 28 z.B. Faserstoffsuspensionen Q_L geringer Konsistenz zuführbar sind. Bei der Verdünnungseinrichtung 12 kann es sich also beispielsweise um ein Siebwasserdosierungssystem der Art handeln, wie es im Zusammenhang mit dem auf dem Markt erhältlichen Module Jet^®-Stoffauflauf vorgesehen ist.
Der Verteiler 14 kann insbesondere in Form einer Verteilerleiste vorgesehen sein und mehrere beispielsweise durch Verteilerrohre gebildete Verteilerkanäle 34 umfassen, über die die von den Mischkammern 28 gelieferten Mischströme dem Zwischenkanal 16 zugeführt werden.
Der Turbulenzerzeuger 20 kann insbesondere als Turbulenzeinsatz vorgesehen sein. Die Turbulenzkanäle 18 können insbesondere durch Turbulenzrohre gebildet sein.
Zur Beeinflussung des sich in Querrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils sind die Volumenströme zumindest der den seitlichen Randzonen 38 des Zwischenkanals 16 zugeführten Mischströme jeweils über wenigstens ein Stellglied 36 entsprechend variabel einstellbar. Überdies sind zumindest die seitlichen Randzonen 38 des Zwischenkanals 16 jeweils vom restlichen Zwischenkanalbereich abgetrennt.
Im vorliegenden Fall sind zur Beeinflussung des sich in Querrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils nur die Volumenströme der den seitlichen Randzonen 38 des Zwischenkanals 16 zugeführten Mischströme jeweils über wenigstens ein Stellglied 36 entsprechend variabel einstellbar. Zudem sind im vorliegenden Fall auch nur die seitlichen Randzonen 38 des Zwischenkanals 16 jeweils vom restlichen Zwischenkanalbereich abgetrennt, so dass sich in Querrichtung zwischen den beiden seitlichen abgetrennten Randzonen 38 eine nicht unterteilte mittlere Hauptzone 40 des Zwischenkanals 16 ergibt.
Wie anhand der 1 zu erkennen ist, sind die Stellglieder 36 an den austrittseitigen Enden der Mischkammern 28 vorgesehen. Sie können jeweils durch eine verstellbare Drossel gebildet sein, über die der Volumenstrom es betreffenden, dem Verteiler 14 zugeführten Mischstroms variabel einstellbar ist.
Die Abtrennung der beiden Randzonen 38 des Zwischenkanals 16 von der Hauptzone 40 erfolgt jeweils durch eine Trennwand 42. Die Trennwände 42 können sich jeweils zumindest im wesentlichen über die ganze in Maschinenlaufrichtung L gemessene Länge des Zwischenkanals 16 erstrecken. Sie können insbesondere durch Trennbleche oder dergleichen gebildet sein.
Die Trennwände 42 können zweckmäßigerweise zumindest teilweise in Nuten eingesetzt sein, die im Verteiler 14 bzw. in der der Verteilerleiste, dem Stoffauflauftisch 44, dem Turbulenzerzeuger 20 und/oder dergleichen vorgesehen sind. Die Nuten können insbesondere eingefräst sein.
Die z.B. in den Nuten in Maschinenlaufrichtung L ausgerichteten Trennwände 42 können beispielsweise über Bolzen und/oder dergleichen an einem Stoffauflaufteil wie insbesondere dem Formatschild und/oder dergleichen befestigt sein.
Zur Abdichtung gegen die Stoffauflauf-Rückwand 46 sind die Trennwände 42 zweckmäßigerweise jeweils mit einer Nut mit Dichtung, insbesondere Filzdichtung, versehen.
Um den Druckverlust im Turbulenzerzeuger 20 zu reduzieren und damit die angestrebte Wirkung zu erhöhen, können die in den Randzonen vorgesehenen Turbulenzkanäle 18 des Turbulenzerzeugers 20 einen größeren Durchtrittsquerschnitt besitzen als die restlichen Turbulenzkanäle 18.
2 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung eine mit einem Stoffauflauf 10 gemäß 1 versehene Maschine 48 zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bei der der Stoffauflauf 10 in ein Faserorientierungs-Regelsystem 50 eingebunden ist. Das Faserorientierungs-Regelsystem 50 umfasst eine am Maschinenende vorgesehene Einrichtung 52 zur Messung des Faserorientierungs-Querprofils der Faserstoffbahn, eine die erhaltenen Messsignale weiterverarbeitende Recheneinheit 54 und die Stellglieder 36 des Stoffauflaufs 10.

10: Stoffauflauf
12: Verdünnungseinrichtung, Siebwasserdosierungseinrichtung
14: Verteiler
16: Zwischenkanal
18: Turbulenzkanal, Turbulenzrohr
20: Turbulenzerzeuger
22: Düse
24: Stoffsuspensionsstrahl
26: Austrittsspalt
28: Mischkammer
30: Querverteiler
32: Dosierventil
34: Verteilerkanal
36: Stellglied, Drossel
38: Randzone des Zwischenkanals
40: Hauptzone des Zwischenkanals
42: Trennwand
44: Stoffauflauftisch
46: Rückwand, untere Wand
48: Maschine
50: Faserorientierungs-Regelsystem
52: Messeinrichtung
54: Recheneinheit
L: Maschinenlaufrichtung

Claims

Stoffauflauf (10) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einer quer zur Maschinenlaufrichtung (L) unterteilten Verdünnungseinrichtung (12), insbesondere Siebwasserdosierungseinrichtung, der in Maschinenlaufrichtung (L) ein sich in Querrichtung erstreckenden Zwischenkanal (16), ein eine Vielzahl von Turbulenzkanälen (18) aufweisender Turbulenzerzeuger (20) und eine Düse (22) nachgeschaltet ist, die mit einem einen Stoffsuspensionsstrahl (24) liefernden Austrittsspalt (26) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungseinrichtung (12) mehrere in Querrichtung nebeneinander angeordnete Mischkammern (28) umfasst, denen jeweils Teilströme unterschiedlicher Konsistenz zuführbar sind und die jeweils einen Mischstrom in den Zwischenkanal (16) liefern, dass zur Beeinflussung des sich in Querrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils die Volumenströme zumindest der den seitlichen Randzonen (38) des Zwischenkanals (16) zugeführten Mischströme jeweils über wenigstens ein Stellglied (36) entsprechend variabel einstellbar sind und dass zumindest die seitlichen Randzonen (38) des Zwischenkanals (16) jeweils vom restlichen Zwischenkanalbereich abgetrennt sind.
Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung des sich in Querrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils nur die Volumenströme der den seitlichen Randzonen (38) des Zwischenkanals (16) zugeführten Mischströme jeweils über wenigstens ein Stellglied (36) entsprechend variabel einstellbar sind.
Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur die seitlichen Randzonen (38) des Zwischenkanals (16) jeweils vom restlichen Zwischenkanalbereich abgetrennt sind, so dass sich in Querrichtung zwischen den beiden seitlichen abgetrennten Randzonen (38) eine nicht unterteilte mittlere Hauptzone (40) des Zwischenkanals (16) ergibt.
Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellglieder (36) zumindest teilweise an den austrittsseitigen Enden der Mischkammern (28) vorgesehen sind.
Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die betreffenden Stellglieder (36) jeweils durch eine verstellbare Drossel gebildet sind.
Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Maschinenlaufrichtung (L) zwischen der Verdünnungsein richtung (12) und dem Zwischenkanal ein Verteiler (14) vorgesehen ist.
Stoffauflauf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (14) in Form einer Verteilerleiste vorgesehen ist.
Stoffauflauf nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (14) mehrere Verteilerkanäle (34), insbesondere Verteilerrohre, umfasst und die Mischströme über diese Verteilerkanäle (34) dem Zwischenkanal (16) zugeführt werden.
Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung benachbarter Zwischenkanalbereiche (38, 40) jeweils durch eine Trennwand (42) erfolgt.
Stoffauflauf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Trennwände (42) jeweils zumindest im Wesentlichen über die ganze in Maschinenlaufrichtung (L) gemessene Länge des Zwischenkanals (16) erstrecken.
Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (42) durch Trennbleche gebildet sind.
Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (42) zumindest teilweise in Nuten eingesetzt sind, die in der Verteilerleiste (14), dem Stoffauflauftisch (44) und/oder dem Turbulenzerzeuger (20) vorgesehen sind.
Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgerichteten Trennwände (42) insbesondere über Bolzen und/oder dergleichen an einem Stoffauflaufteil wie insbesondere dem Formatschild und/oder dergleichen befestigt sind.
Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (42) zur Abdichtung gegen die Stoffauflauf-Rückwand (46) jeweils mit einer Nut mit Dichtung, insbesondere Filzdichtung, versehen sind.
Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbulenzkanäle (18) des Turbulenzerzeugers (20) zumindest teilweise durch Turbulenzrohre gebildet sind.
Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbulenzerzeuger (20) als Turbulenzeinsatz vorgesehen ist.
Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Randzonen vorgesehenen Turbulenzkanäle (18) des Turbulenzerzeugers (20) einen größeren Durchtrittsquerschnitt besitzen als die restlichen Turbulenzkanäle (18).
Maschine (48) zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- und/oder Kartonbahn, mit einem Stoffauflauf (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Faserorientierungs-Regelsystem (50) vorgesehen ist, das eine am Maschinenende vorgesehene Einrichtung (52) zur Messung des Faserorientierungs-Querprofils der Faserstoffbahn, eine die erhaltenen Messsignale weiterverarbeitende Recheneinheit (54) und die Stellglieder (36) des Stoffauflaufs (10) umfasst.