DE10333977A1

DE10333977A1 - headbox

Info

Publication number: DE10333977A1
Application number: DE10333977A
Authority: DE
Inventors: Johann Moser; Joachim Dr. Grabscheid; Otmar Kolb; Volker Schmidt-Rohr; Thomas Dr. Jaschinski; Wolfgang Ruf; Peter Mirsberger; Philipp Buchhold; Robert Hutterer; Konstantin Fenkl
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2005-02-10
Also published as: EP1502989A1; ATE402286T1; EP1502989B1; DE502004007649D1

Abstract

In a papermaking process a fibrous suspension is discharged from a headbox jet onto an endless sieve belt, or sandwiched between two endless moving sieve belts. The assembly incorporates an optical measuring device (10) that facilitates adjustment of the point at which the suspension jet impinges on the sieve (4). The optical measuring device operates in conjunction with a laser source (6, 7) of coherent light (8, 9) that impinges on the sensor (10) located in the impingement zone under the sieve where it is attached to a dewatering element (11). The jet is set by calibration using a test fluid when the sieve is stationary.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Faserstoffsuspension mittels einer Düsenanordnung auf ein endlos umlaufendes Sieb oder zwischen zwei endlos umlaufende Siebe einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension, insbesondere Stoffauflauf für eine Papier- oder Kartonmaschine, mit einem Mittel zum Aufbringen der Faserstoffsuspension in Form eines Strahls auf das Sieb oder eines der Siebe.The The invention relates to a device for applying a pulp suspension by means of a nozzle arrangement on an endless revolving sieve or between two endless revolving ones Sieves of a machine for producing a fibrous web from a Pulp suspension, in particular headbox for a paper or board machine, with a means for applying the pulp suspension in the form a jet on the sieve or one of the sieves.

Aus der DE 40 19 593 C2 ist ein Stoffauflauf mit einer Düsenanordnung für eine Papiermaschine bekannt. Der Stoffauflauf ist mit einem quer liegenden und sich über die Arbeitsbreite der Papiermaschine erstreckenden Verteiler zum Verteilen der zugeführten Faserstoffsuspension ausgestattet. Ein Turbulenzerzeuger in dem Stoffauflauf weist eine Vielzahl von Löchern oder Kanälen auf. Es ist ein eine Düse für das Ausströmen der Faserstoffsuspension bildender maschinenbreiter Auslaufkanal mit einem Auslaufspalt zum Abgeben der Stoffsuspension an ein Papiermaschinensieb vorhanden. Weiter sind Mittel zum Einstellen der Stoffdichte der Faserstoffsuspension über die Arbeitsbreite hinweg bestimmt, wobei Leitungen für geregelte Suspensionsströme – Sektionsströme – mit individuell einstellbaren Eigenschaften wie der Stoffkonzentration oder dem Stoffdurchsatz vorhanden sind. An den sektionierten Abschnitt schließt sich ein Turbulenzerzeuger zur Homogenisierung der Faserstoffsuspension an. Der Stoffauflauf "zeigt" hierbei grundsätzlich in Sieblaufrichtung.From the DE 40 19 593 C2 For example, a headbox with a nozzle assembly for a paper machine is known. The headbox is equipped with a transverse and extending over the working width of the paper machine distributor for distributing the supplied pulp suspension. A turbulizer in the headbox has a plurality of holes or channels. There is a machine-wide outlet channel forming a nozzle for the outflow of the pulp suspension with an outlet gap for dispensing the stock suspension to a paper machine wire. Furthermore, means for adjusting the consistency of the pulp suspension are determined across the working width, with lines for controlled suspension streams - section streams - with individually adjustable properties such as the substance concentration or the mass flow rate are available. The sectioned section is followed by a turbulence generator for homogenizing the pulp suspension. The headbox "shows" basically in the direction of the filter.

In der DE 297 13 272 U1 wird ein Stoffauflauf beschrieben, in dem sich der Blendenanstellwinkel und/oder der Blendenvorstand von an den vorderen Enden der Unterlippe und der Unterlippe angebrachten Blenden verstellen lässt. Durch diese Maßnahme werden das Reißlängenverhältnis und die Formation der Papierbahn beeinflusst.In the DE 297 13 272 U1 For example, a headbox is described in which the iris angle and / or iris board can be adjusted by apertures attached to the forward ends of the lower lip and the lower lip. This measure influences the breaking length ratio and the formation of the paper web.

Bisher werden Stoffaufläufe für einen gewünschten Strahlauftreffpunkt konstruiert, der im Betrieb der Maschine visuell geprüft und optimiert wird. Dabei wird er den Betriebsbedingungen wie der Strahldicke und der Strahlgeschwindigkeit, angepasst. Das Umfeld und der Strahlauftreffpunkt zur visuellen Optimierung sind insbesondere bei Spalt-(Gap-)-Formern nicht immer geeignet. Zudem stören Randeffekte im Strahl die Einsicht über die gesamte Breite des Strahls.So far become headboxes for one desired Beam impact point constructed visually during operation of the machine checked and optimized. He is the operating conditions such as the beam thickness and the jet velocity, adjusted. The environment and the beam impact point for visual optimization are especially in gap (Gap) - formers not always suitable. Also disturb Randeffekte in the beam the insight over the entire width of the Beam.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung derart zu verbessern, dass eine präzise Ausrichtung des von der Düsenanordnung abgegebenen Strahls der Faserstoffsuspension erreicht wird.It the object of the invention is to improve the device in such a way that a precise Alignment of the nozzle assembly emitted beam of pulp suspension is achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens eine optische Messeinrichtung zum Justieren des Strahlauftreffpunkts auf das Sieb oder zumindest eines der Siebe vorhanden ist.According to the invention this Task in a headbox of the type mentioned by solved, at least one optical measuring device for adjusting the Beam impact point on the sieve or at least one of the sieves is available.

Durch die Erfindung wird somit eine optische Hilfseinrichtung zur Justierung des Strahlauftreffpunkts geschaffen. Die Erfindung ist nicht nur auf den Einsatz bei Spaltformern beschränkt, sondern eignet sich beispielsweise auch für Hybridformer.By The invention thus becomes an optical auxiliary device for adjustment created the beam impact point. The invention is not only limited to use in Spaltformern, but is suitable, for example also for Hybrid former.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.advantageous Further developments will become apparent from the dependent claims, the description and the drawing.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Messeinrichtung mindestens ein Mittel zum Erzeugen eines kohärenten Lichtstrahls, insbesondere einen Laser, und mindestens einen Sensor zum Empfangen des Lichtstrahls. Die Sensoren oder Empfänger sind beispielsweise auf einer Leiste angeordnet.In According to an advantageous embodiment, the measuring device comprises at least a means for generating a coherent light beam, in particular a Laser, and at least one sensor for receiving the light beam. The sensors or receivers For example, they are arranged on a bar.

Von Vorteil ist es, wenn der mindestens eine Sensor als Sensor für von dem Strahl der Faserstoffsuspension transmittiertes Licht auf der dem Mittel zum Erzeugen des kohärenten Lichtstrahls gegenüberliegenden Seite des Strahls der Faserstoffsuspension angeordnet ist, so dass das Licht unter einem spitzen Winkel durch den Strahl der Faserstoffsuspension hindurchgestrahlt wird.From It is advantageous if the at least one sensor as a sensor for the Beam of the pulp suspension transmitted light on the Means for generating the coherent Light beam opposite Side of the jet of pulp suspension is arranged so that the light at an acute angle through the jet of pulp suspension is blasted through.

Hierbei ist der Sensor beispielsweise unterhalb des Siebs oder eines der Siebe oder in Verlängerung eines Siebtisches angeordnet, um den ein Sieb herumgeführt wird. Dadurch kann der Sensor oder die Sensoranordnung außerhalb der Maschine reproduzierbar montiert werden. Die Einstellung für die jeweilige Anwendung wird bevorzugt im Stillstand erfolgen. Oder der Sensor ist an einem Entwässerungselement befestigt.in this connection For example, the sensor is below the screen or one of the screens Strainers or in extension arranged a sieve table, around which a sieve is led around. This allows the sensor or the sensor assembly outside the machine can be mounted reproducibly. The setting for the respective Application is preferably carried out at a standstill. Or the sensor is on a drainage element attached.

Anstelle des Transmissionsprinzips wird alternativ mit Vorteil der Sensor als Sensor für von dem Strahl der Faserstoffsuspension reflektiertes Licht auf derselben Seite des Strahls der Faserstoffsuspension wie das Mittel zum Erzeugen des kohärenten Lichtstrahls angeordnet.Instead of the transmission principle is alternatively advantageous to the sensor as a sensor for light reflected from the jet of pulp suspension on the same Side of the jet of pulp suspension as the means for generating of the coherent light beam arranged.

Hierbei ist beispielsweise der Sensor an derselben Halteeinrichtung angeordnet ist wie das Mittel zum Erzeugen des Lichtstrahls.in this connection For example, the sensor is arranged on the same holding device is like the means for generating the light beam.

Vorteilhaft ist der Sensor an einem Siebtisch oder einem Entwässerungselement eines der beiden Siebe oder an einer mit der Düsenanordnung verbundenen Halterung angeordnet.The sensor is advantageous on a screen table or a drainage element of one of the two screens or arranged on a holder connected to the nozzle assembly.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das mindestens eine Mittel zum Erzeugen des Lichtstrahls in der Nähe des Strahlauftreftpunktes der Faserstrahlsuspension auf dem Sieb bzw. einem der Siebe angeordnet.In a further advantageous embodiment, the at least one Means for generating the light beam near the Strahlauftreftpunktes the fiber jet suspension on the screen or one of the sieves arranged.

Zudem lassen sich zwischen dem mindestens einen Mittel zum Erzeugen des Lichtstrahls und dem mindestens einen Sensor optische Mittel zur Beeinflussung des Lichtstrahls anordnen wie Linsen, Blenden, halbdurchlässige Spiegel, Inter ferometer oder Prismen oder andere Fokussiermittel.moreover can be between the at least one means for generating the Light beam and the at least one sensor optical means for Arrange the influence of the light beam such as lenses, apertures, semitransparent mirrors, Inter ferometer or prisms or other focusing means.

Durch den Laser lässt sich beispielsweise die Strahloberfläche oder eine andere hydraulische Linie, insbesondere die Mitte eines Trennkeils oder eine Verlängerung der Ebene einer Lippe der Stoffauflaufdüse, darstellen.By let the laser For example, the radiant surface or another hydraulic line, especially the middle of a separating wedge or an extension the level of a lip of the headbox, represent.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung zur Darstellung der Auftreffpunkte des Strahls in einer Ebene des Strahls der Faserstoffsuspension oder auf der Oberfläche eines Siebs.In In a further advantageous embodiment, the device comprises a display device for displaying the impact points of the beam in a plane of the jet of pulp suspension or on the surface a sieve.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es von Vorteil, wenn sie eine Recheneinheit zur Bestimmung des Auftreffwinkels, des Auftreffpunkts oder der Auftrefffläche des Lichtstrahls in einer Ebene der Faserstoffsuspension oder auf der Oberfläche eines Siebs umfasst.According to one embodiment The invention is advantageous if it has a computing unit for Determination of the angle of incidence, the point of impact or the area of impact of the Light beam in a plane of the pulp suspension or on the surface of a Siebs includes.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung in einer der oben dargestellten Ausführungsfomen, wobei die Vorrichtung während des Stillstands der Vorrichtung oder mittels einer Testflüssigkeit, insbesondere unter Einstellung verschiedener Parameter, justiert wird.The The invention also relates to a method for operating a device in one of the embodiments illustrated above, wherein the device during the Standstill of the device or by means of a test liquid, especially under setting of various parameters, adjusted becomes.

Insgesamt bestehen Vorteile der Erfindung darin, dass die Strahlkontur eines von einer kohärentes Licht emittierenden Lichtquelle ausgestrahlten Lichtstrahls optisch dargestellt wird und die Auftreffsituation sensorisch abgegriffen wird. Die Montage des Lasers kann dabei reproduzierbar am Stoffauflauf erfolgen.All in all exist advantages of the invention is that the beam contour of a from a coherent one Optical light emitted light source emitted light beam is displayed and sensed the impact situation becomes. The mounting of the laser can be reproducible on the headbox respectively.

Durch die Einstellung des Winkels, unter dem das Licht auf den Strahl der Faserstoffsuspension abgestrahlt wird, oder durch eine Optik bei Verwendung eines Lasers oder einer anderen kohärenten Lichtquelle kann die Strahlauffächerung durch die Turbulenz dargestellt werden. Die Strahloberseite und die Strahlunterseite werden optional durch jeweils einen Laser dargestellt.By the adjustment of the angle under which the light is directed to the beam the pulp suspension is emitted, or by optics when using a laser or other coherent light source can the beam fan represented by the turbulence. The beam top and the beam underside are optionally represented by one laser each.

Die Auftreffsituation wird zum Beispiel durch eine Sensorfläche oder Leiste mit Empfängern in einer Anzeigeeinheit zur Anzeige der Strahlauftreffposition dargestellt. Rechnerisch wird der Auftreffwinkel etwa durch eine Verformung eines Lichtpunktes oder einer Lichtfläche von „rund" zu „elliptisch" bestimmt; zusätzlich werden Korrekturfaktoren, beispielsweise wegen der Siebdicke, eingeführt.The Impact situation is, for example, by a sensor surface or Bar with receivers represented in a display unit for displaying the beam impact position. Calculated, the angle of incidence is approximately by a deformation of a Light spot or a light area determined from "round" to "elliptical"; in addition Correction factors, for example due to the screen thickness, introduced.

Ein Vorteil der Erfindung besteht auch darin, dass eine gleichmäßige Qualität des Produkts während der Herstellung gewährleistet wird. Die Optimierungszeiten werden reduziert. Es werden bessere inbetriebnahmeergebnisse erzielt, und die Arbeitsbedingungen für das Betriebspersonal werden verbessert.One Advantage of the invention is also that a uniform quality of the product while the production ensured becomes. The optimization times are reduced. It will be better commissioning results and the working conditions for the operating staff will be improved.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur erläutert. Diese zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Stoffauflaufs eines Spaltformers.below the invention is in an embodiment explained with reference to the single figure. This shows a schematic cross-sectional view of a headbox a gap former.

Die Vorrichtung umfasst eine Stoffauflaufdüse 1, aus der in an sich bekannter Weise eine Faserstoffsuspension in einem Strahl 2 auf einen Spaltformer 3 mit zwei Sieben aufgebracht wird, von denen in der Darstellung nur ein Sieb 4 gezeigt wird.The device comprises a headbox nozzle 1 , from the well-known in a known manner a pulp suspension in a jet 2 on a gap former 3 is applied with two sieves, of which in the illustration only one sieve 4 will be shown.

An einer Seitenfläche 5 der Stoffauflaufdüse 1 sind zwei Lichtquellen 6, 7, insbesondere Laserlichtquellen, zur Erzeugung kohärenter Lichtstrahlen angeordnet. Diese erzeugen jeweils einen Lichtstrahl 8, 9, der durch den Strahl 2 der Faserstoffsuspension hindurchstrahlt.On a side surface 5 the headbox nozzle 1 are two light sources 6 . 7 , in particular laser light sources, arranged to generate coherent light beams. These each generate a light beam 8th . 9 that by the beam 2 the pulp suspension radiates through.

Jeder der Lichtstrahlen 8, 9 wird dabei unter Brechung zum Teil hindurchgelassen, zum Teil absorbiert und zum Teil reflektiert. In der Vorrichtung werden daher Sensoren zum Messen des reflektierten oder des hindurchgelassenen Lichtstrahls eingesetzt.Each of the rays of light 8th . 9 is partially transmitted under refraction, partially absorbed and partially reflected. In the device, therefore, sensors are used for measuring the reflected or the transmitted light beam.

Ein Sensor 10 ist unterhalb des Siebs 4 zum Detektieren des durch den Strahl 2 transmittierten Lichts angeordnet, das zudem noch von dem Sieb 4 hindurchgelassen wird. Der Sensor 10 ist beispielsweise auf einem Entwässerungselement 11 aufgebracht und umfasst ein Empfängermodul mit einer Sensorfläche.A sensor 10 is below the sieve 4 for detecting the through the beam 2 Transmitted light arranged, in addition to the sieve 4 is passed through. The sensor 10 is for example on a drainage element 11 applied and comprises a receiver module with a sensor surface.

Zusätzlich oder alternativ wird ein Sensor vorgesehen, der Licht aufnimmt, das beispielsweise von der Oberfläche des Strahls 2 reflektiert wird.Additionally or alternatively, a sensor is provided which receives light, for example from the surface of the beam 2 is reflected.

In der Mitte der Stoffauflaufdüse 1 ist ein Trennkeil 12 angeordnet, so dass der Strahl 2 in zwei Teilstrahlen ausgestrahlt wird. Beide Teilstrahlen lassen sich optisch jeweils einzeln untersuchen und analysieren.In the middle of the headbox nozzle 1 is a separating wedge 12 arranged so that the beam 2 is broadcast in two partial beams. Both partial beams can be optically examined individually and analyze.

Die Einstellung der Richtungen, unter denen die Lichtstrahlen ausgestrahlt werden, erfolgt entweder im Stillstand oder mit einer im Vergleich zu der Faserstoffsuspension stärker transparenten Flüssigkeit wie Wasser, um die bei unterschiedlichen Arbeitsparametern, wie z. B. unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Teilstrahlen oder des Strahls 2, auftretenden Änderungen vorab leicht erfassen zu können und die Anordnung der Sensoren entsprechend einrichten zu können. Ebenso lassen sich durch eine derartige Kalibrierung auch Korrekturfaktoren berücksichtigen, die auf unterschiedlichen Siebdicken oder anderen Parametern des Doppelsiebformers beruhen.The adjustment of the directions under which the light beams are emitted, either at standstill or with a compared to the pulp suspension more transparent liquid such as water to the at different working parameters, such as. B. different speeds of the partial beams or the beam 2 , To be able to detect changes occurring in advance easily and to be able to set up the arrangement of the sensors accordingly. Likewise, such a calibration can also take into account correction factors which are based on different screen thicknesses or other parameters of the twin-wire former.

Die durch die optischen Messungen gewonnenen Werte lassen sich verwenden, um beispielsweise in einem in der Stoffauflaufdüse integrierten Turbulenzerzeuger Einstellungen oder Verstellungen der Löcher oder Kanäle vorzunehmen oder die Breite oder Höhe der Düse einzustellen, aus der die Faserstoffsuspension herausströmt.The values obtained by the optical measurements can be used for example, in a turbulence generator integrated in the headbox nozzle Make adjustments or adjustments to the holes or channels or the width or height the nozzle adjust, from which the pulp suspension flows out.

11: Stoffauflaufdüseheadbox
22: Strahlbeam
33: Spaltformergap former
44: Siebscree
55: Seitenflächeside surface
66: Lichtquellelight source
77: Lichtquellelight source
88th: Lichtstrahlray of light
99: Lichtstrahlray of light
1010: Sensorsensor
1111: Entwässerungselementdewatering element
1212: Trennkeilseparating wedge

Claims

Device for applying a pulp suspension by means of a nozzle arrangement onto an endlessly circulating sieve ( 4 ) or between two endlessly rotating screens of a machine for producing a fibrous web from a pulp suspension, in particular headbox for a paper or board machine, with a means ( 1 ) for applying the pulp suspension in the form of a jet ( 2 ) on the sieve ( 4 ) or one of the sieves, characterized in that at least one optical measuring device for adjusting the Strahlauftreftpunkts on the sieve ( 4 ) or at least one of the sieves is present.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one measuring device at least one means ( 6 . 7 ) for generating a coherent light beam ( 8th . 9 ), in particular a laser, and at least one sensor ( 10 ) for receiving the light beam ( 8th . 9 ).

Apparatus according to claim 2, characterized in that the at least one sensor ( 10 ) as a sensor for transmitted by the jet of pulp suspension light on the means ( 6 . 7 ) for generating the light beam ( 8th . 9 ) opposite side of the beam ( 2 ) of the pulp suspension is arranged.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the at least one sensor ( 10 ) below the sieve ( 4 ) or one of the sieves or in extension of a sieve table around which the sieve ( 4 ) or one of the sieves is guided or are, or that the sensor ( 10 ) is attached to a drainage element.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the at least one sensor ( 10 ) as a sensor for light reflected from the jet of pulp suspension on the same side of the jet of pulp suspension as the agent ( 6 . 7 ) for generating the light beam ( 8th . 9 ) is arranged.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the at least one sensor ( 10 ) is arranged on the same holding device as the means ( 6 . 7 ) for generating the light beam ( 8th . 9 ).

Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the at least one sensor ( 10 ) is arranged on a screen or a dewatering element of one of the two screens or on a holder connected to the nozzle assembly.

Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the at least one means ( 6 . 7 ) for generating the light beam ( 8th . 9 ) in the vicinity of the jet impact point of the fiber jet suspension on the screen ( 4 ) or one of the sieves is arranged.

Device according to one of claims 2 to 8, characterized in that between the at least one means ( 6 . 7 ) for generating the light beam ( 8th . 9 ) and the at least one sensor ( 10 ) optical means for influencing the light beam ( 8th . 9 ) are arranged.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that by the means ( 6 . 7 ) for generating the light beam, the radiation surface or another hydraulic line, in particular the center of a separating wedge ( 12 ) or an extension of the plane of a lip of the agent ( 1 ) for applying the pulp suspension, can be displayed.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises a display device for displaying the points of impingement of the light beam ( 8th . 9 ) in a plane of the beam ( 2 ) of the pulp suspension or on the surface of a sieve ( 4 ).

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that it comprises a computing unit for determining the angle of incidence, the point of impact or the incident surface of the light beam ( 8th . 9 ) in a plane of the pulp suspension or on the surface of a sieve.

Method for operating a device according to the claims 1 to 12, characterized in that the device during the Standstill of the device or by means of a test liquid, especially under setting of various parameters, adjusted becomes.