DE1461152A1 - Zufuehrungsbehaelter fuer eine Papiermaschine - Google Patents

Zufuehrungsbehaelter fuer eine Papiermaschine

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DE1461152A1 DE19651461152 DE1461152A DE1461152A1 DE 1461152 A1 DE1461152 A1 DE 1461152A1 DE 19651461152 DE19651461152 DE 19651461152 DE 1461152 A DE1461152 A DE 1461152A DE 1461152 A1 DE1461152 A1 DE 1461152A1
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Description

4 DÜSSELDORF X PATENTANWÄLTE
Malkastenstraße2 . DIPL.-ING. ALEX STENGER Telefon (0211) 360514 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE
UnserZeldien: 6080-a Datum: l4. November I968
P U 61 152.0-27
(S 95 108 VIIb/55d)
Paul F. Springuel, B-Ohain, 37, route de Genval Zuführungsbehälter für eine Papiermaschine.
Die Erfindung betrifft einen Zuführungsbehälter für eine Papiermaschine mit einer gerade Kanten aufweisenden, verstellbaren Austrittsöffnung und mit einer Einrichtung zur Steuerung der Gleichmäßigkeit der Papierbahn in Querrichtung der Maschine.
Mit der Einführung neuer und schnellerer Verfahren bei der Papierherstellung werden Verbesserungen der Gleichmäßigkeit des Papiers erforderlich. Aus diesem und anderen Gründen ist in den letzten Jahren eine ständig dringender werdende Aufmerksamkeit auf die Gleichmäßigkeit des Papieis gelenkt worden. Bisher gab es jedoch kein einfaches Mittel zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Werkstoffdicke in Querrichtung zur Papierbahn.
Zwar ist durch die US-Patentschrift ;5 092 538 bekanntgeworden, innerhalb des Zuführungsbehälters Vorrichtungen zur Zugabe einer Flüssigkeit vorzusehen. Diese Vorrichtungen dienen aber in erster Linie aber nur dazu, den zugeführten Papierstoff auf die richtige Konsistenz zu bringen.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, einen Zuführungsbehälter für eine Papiermaschine zu schaffen, mit dem die Gleichmäßigkeit der Werkstoffdicke in Querrichtung zur Papierbahn eingestellt und überwacht werden kann. Im übrigen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. Ausgehend von einem bekannten Zuführungsbehälter für
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eine Papiermaschine mit einer gerade Kanten aufweisenden verstellbaren Austrittsöffnung und mit einer Einrichtung zur Steuerung der Gleichmäßigkeit der Papierbahn in Querrichtung der Maschine, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb des Zuführungsbehalters Vorrichtungen vorgesehen sind, über die an bestimmten, in Querrichtung im Abstand voneinander befindlichen Stellen zur Faseraufschwemmung Wasser zugeführt ist, dessen Menge steuerbar ist.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Zuführungsbehälter hat den Vorteil, daß die Gleichmäßigkeit der Papierdicke in Querrichtung der Papierbahn durch Regulierung der Konzentration des Breies in Querrichtung des Zuführungsbehälters gesteuert werden kann. Diese Einrichtung zur Steuerung der Gleichmäßigkeit der Papierdieke quer zur Papierbahn ist äußerst einfach und wirkungsvoll.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird der Querschnitt der Papierbahn in Querrichtung gemessen und die Wassermenge in Abhängigkeit vom Querschnitt gesteuert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Vorrichtung für die Flüssigkeitszuführung aus einem Sammelbehälter und einer Mehrzahl von Rohren bestehen, die in der Nähe der Vorderwand des Behälters in diesen hineinragen und deren Ausflußenden in Abständen voneinander über die Breite des Behälters verteilt sind.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Zuführungsbehalters schematisch und einige Kurven dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 einen Zuführungsbehälter für die Herstellung einer
Papierbahn;
Pig. 2 das Schema eines Schnittes durch die Vorrichtung
nach Figur 1 und
Fig. 3 die Kurve der Gewichte in g/m und die Kurve der Dicken des Papiers, mit dem Mikrometer gemessen.
Die Figur 1 zeigt einen Zuführungsbehälter 1, ausgehend von einem herkömmlichen Behälter, der in geeigneter Welse an dem nassen Teil einer Papierbahn angebracht ist und ebenfalls eine Kopfrolle R aufweist, über die ein Metalltuch W geführt ist. Der Zuführungsbehälter 1 umfaßt die übliche Aufgabevorrichtung 2 und eine Vorderwand 3> die einen Abstand vom Boden 4 des Behälters aufweist, um eine öffnung 5 zu bilden. Die Vorderwand 3 kann verstellt werden, um den Abstand der Kanten der öffnung 5 zu verändern und die für eine bestimmte Herstellung erforderlichen Voraussetzungen zu schaffen. Eine gelochte Rolle 6 ist im Behälter in der Nähe der Austrittsöffnung angeordnet.
Über eine Papierbahn herkömmlicher Art ist die öffnung 5 gewöhnlich durch die Verstellung einer biegsamen Leiste örtlich regulierbar. Derartige örtliche Regulierungen werden durch das Anziehen oder Lösen von Stellschrauben od. dgl. durchgeführt, um auf diese Weise die Größe der öffnung örtlich zu verändern.
Da diese örtlichen Reguliervorrichtungen bei dem erfindungsgemäßen Behälter nicht nötig sind, kann die ,obere Kante eine gerade Kante sein, die mit dem Boden des Behälters eine vollkommen gleichmäßige öffnung in Querrichtung zur Papierbahn bildet. Geeignete Vorrichtungen (nicht dargestellt), die denen ähnlich sind, die normalerweise an Zuführungsbehältern zur Veränderung der gesamten öffnung und damit zur Änderung der Durchtrittsbedingungen angebracht sind, können auch bei der Erfindung verwendet werden, um die Durchtrittsbedingungen zu verändern. Somit kann die Oberkante der öffnung im ganzen verstellt und dadurch die Größe der öffnung entsprechend den
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Herstellungsbedingungen verändert werden; Jedoch müssen dann Vorkehrungen getroffen werden, um die Gleichmäßigkeit der öffnung zwischen den beiden Kanten zu gewährleisten. Falls die Erfindung auf vorhandene Zuführungsbehälter mit den üblichen örtlichen Reguliervorrichtungen für die öffnung angewandt wird, muß die öffnung so gleichmäßig wie möglich eingestellt werden, bevor der Betrieb aufgenommen wird. Zur Erzielung der besten Ergebnisse ist es wichtig, daß die öffnung zwischen den beiden Kanten möglichst gleichmäßig gehalten wird.
Wie aus Figur 1 zu ersehen ist, ragt eine Mehrzahl von Rohren 7* die unten offen sind, von einem Sammelbehälter 8 im Zuführungsbehälter 1 nach unten. Diese Rohre enden in dem Zuführungsbehälter 1 in der Nähe der Vorderwand 3 oder der Austrittsöffnung des Zuführungsbehälters. Anschlußleitungen mit einem Druckregulierventil 9 sind vorgesehen, um den Sammelbehälter 8 mit der geeigneten Flüssigkeit, z.B. frisches Wasser, zu versorgen. Die Rohre 7 sind je mit einem geeigneten Ventil 10 zur Regulierung der in den Zuführungsbehälter 1 abgegebenen Wassermenge versehen. Die öffnung zwischen den Kanten wird über die Breite der Papierbahn vollkommen gleichmäßig gehalten, kann aber, falls dies erwünscht 1st, an beiden Enden vergrößert werden. Im allgemeinen wird an den beiden Enden des Zuführungsbehälters eine größere öffnung vorgesehen, um den Druckabfall zu berücksichtigen, der durch die Seitenwände des Zuführungsbehälters 1 oder durch irgendwelche andere Gründe hervorgerufen wird. Bei einer Sonderausführung kann die gelochte RoI-Ie 6 mit einer Mehrzahl von Querwandungen versehen sein, und die Rohre 7 können in einem Abstand voneinander angeordnet sein, der gleich dem Abstand oder einem Vielfachen des Abstands der Querwandungen ist.
Allgemein kann gesagt werden, daß je größer die Zahl der Rohre 7 ist, desto größer die erreichbare Genauigkeit der Regulierung wird; falls jedoch die Zahl der Rohre zu groß ist, kann der Durchfluß der Faseraufschwemmung behindert werden: Außerdem ist es we-
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gen der seitlichen Yerteilung der zugegebenen Flüssigkeit erfor-r derlich, einen bestimmten Mindestabstand zwischen den Rohren einzuhalten. Dieser Mindestabstand ist auch teilweise von der Höchst durchflußmenge der einzelnen Rohre abhängig. Der Abstand der Rohre beträgt gewöhnlich 5 bis 30 cm, vorzugsweise 10 bis 25 cm. In der Darstellung sind die Rohre 7 zwar oberhalb des Spiegels L der Paseraufschwemmung im Zuführungsbehälter gezeigt (Figur 2), jedoch können die Enden der Rohre 7 auch in den Brei eintauchen.
Die Lage der Enden der Rohre 7 in Bezug auf die gelochte Rolle 6 und auf die Austrittsöffnung 5 ist nicht besonders wichtig. Die Enden müssen jedoch eine hinreichende Entfernung von der Austrittsöffnung haben, um die Verteilung des zugegebenen Wassers zu gestatten und dadurch die Bildung von Streifen im Papier zu vermeiden. Andererseits müssen die Enden der Rohre 7 hinreichend nahe der öffnung 5 angeordnet sein, daß die einzelnen Wasserzugaben aus den Rohren 7 sich nicht zu weit seitlich in Querrichtung zur Papierbahn ausbreiten. Die Lage der Austrittsöffnung der Rohre 7 wird zweckmäßigerweise für eine bestimmte Anlage durch Versuche bestimmt« Bei einer bestimmten Ausführung hat man einen Abstand von 75 cm oberhalb des Behälterbodens \ und einen Abstand von 30 cm hinter der Vorderwand 3 gewählt, wobei die Rohre etwa Tangenten an die gelochte Rolle 6 bilden.
Die einzelnen Ventile 10 werden^zum Zwecke der Änderung der Ausflußmenge aus den Rohren J reguliert, bis eine gerade Wasserlinie,-senkrecht zur Strahlrichtung, erreicht ist. Mit dieser Vorrichtung ist es leicht, die erforderlichen Regulierungen vorzunehmen, weil das einzustellende Ventil 10 im allgemeinen unmittelbar der Unregelmäßigkeit der Wasserlinie auf dem Metalltuch gegenüberliegt. Die Beseitigung der Unregelmäßigkeit durch die übliche Regulierung an der Austrittsöffnung ist komplizierter, weil die Unregelmäßigkeit und die einzustellende Austrittsöffnung sich im allgemeinen nicht gegenüberliegen.
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Dem Zuführungsbehälter 1 kann auch ein Brei mit einer etwas höheren Konzentration zugeleitet werden, als sie erförderlich ist, und sämtliche Ventile 10 können gleich weit geöffnet werden, um die Menge Wasser zuzugeben, die für die erforderliche Konzentration benötigt wird. In diesem Fall werden die örtlichen Regulierungen zur Erzielung einer gleichmäßigen Papierdicke in Querrichtung zur Bahn in der Weise vorgenommen werden, daß die zugegebenen Wassermengen nach Bedarf an den verschiedenen Stellen erhöht oder verringert werden, indem die Ventile 10 weiter geöffnet oder geschlossen werden.
Wenn man die vorliegende Erfindung unter Zugrundelegung der Wasserlinie auf dem Metalltuch W anwendet.wie bei üblicher Regulierung der Papierdicke quer zur Bahn, können leicht Ergebnisse erzielt werden, die mit der Regulierung mittels der Austrittsöffnung vergleichbar sind.
Die Regulierung mittels der Ventile 10 kann unter Zugrundelegung anderer Feststellungen vorgenommen werden als der Wasserlinie auf dem Metalltuch. Je genauer diese Feststellungen sind, desto besser ist die Gleichmäßigkeit der Dicke, die erzielt wird. Diese Feststellungen können wie in der üblichen Praxis durch die Ermittlung des Gewichts einer Reihe von Proben getroffen werden, die quer zur Papierrolle am Ende der Bahn entnommen werden. Je größer die Anzahl der nebeneinander entnommenen Proben ist, desto genauer sind die Feststellungen über die Dicke, wenn die Prüfgeräte die erforderliche Genauigkeit aufweisen.
Die Größtzahl der quer zur Bahn entnommenen Proben soll gleich der Anzahl der Rohre 7 sein. Ein Verfahren, bei dem vom Probengewicht ausgegangen wird, besteht darin, die Kurve aufzuzeichnen, aus der die Dicke (in g/m ) quer zur Bahn zu ersehen ist, und eine durchsichtige Leiste darüberzulegen, auf der die Lage der Rohre 7 quer zur Bahnrichtung markiert ist. Dann ist es leicht festzustellen, welche der Ventile 10 zu verstellen sind, und mit einiger Erfah-
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rung ist es möglich festzustellen, wie weit Jedes Ventil 10 geöffnet sein muß, um ein Papier von gleichmäßiger Dicke herzustellen.
Bei dem erfindungsgemäßen Zuführungsbehälter befinden sich die Ventile, die zu verstellen sind, im allgemeinen den Stellen gegenüber, an denen die Papierdicke zu berichtigen ist. Daher wird die Dicke quer zur Bahn gemessen, und die örtlich zuzugebende Wassermenge wird entsprechend den gemessenen Dickenwerten reguliert .
Es ist wünschenswert, an jedem Rohr 7 einen Durchflußmengenmesser einzubauen. Auf diese Weise kann die Durchflußmenge für jedes Rohr gemessen werden.
Nachstehend wird ein genaues Beispiel einer bestimmten Anlage für eine Papierbahn beschrieben. Dreizehn Rohre 7 sind in gleichen Abständen von 28 cm in Querrichtung in einem offenen Zuführungsbehälter für eine Papierbahn angeordnet. Der Innendurchmesser der Rohre ist 2,5 cm, und die Rohre sind in Richtung einer Tangente angeordnet, die die gelochte Rolle 6 an der der Austrittsöffnung abgekehrten Seite berührt. Die Enden der Rohre befinden sich oberhalb des Spiegels der Aufschwemmung im Zuführungsbehälter 1 und 79 cm oberhalb des^Behälterbodens.
Die bei der Verwendung der vorstehend beschriebenen Anordnung erzielten Ergebnisse sind im Vergleich mit denjenigen, die bei den bisher üblichen Vorrichtungen erzielt wurden, in Figur 3 dargestellt. Die mit Ma" und "d" bezeichneten Kurven zeigen das Gewicht in Gramm je Quadratmeter Papier bzw. die Dicke (in Millimeter) für eine typische Herstellung vor der Anwendung der Erfindung, die Kurven "b" und'V zeigen die mit einer gleichmäßigen Austrittsöffnung ohne Zugabe von Wasser aus den Rohren 7 erzielten Werte des Gewichts und der Dicke, und die Kurven "c" und "f"
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die bei Anwendung der vorliegenden Erfindung erhaltenen Werte von Gewicht und Dicke. Die Kurven "c" und "f" wurden bei einer Papierbahn erhalten, die mit den auf zwei Umdrehungen geöffneten Ventilen IV, V, VI und VII (Figur 3) hergestellt wurde (diese Ventile steuerten, die Wasserzugaben im Bereich der großen Abwei-, chungen der Kurve "b"). Der Druck im Sammelbehälter 8 betrug etwa 550 g/cm .
Jede der obigen Kurven wurde bei der Herstellung von Kraftpapier von 65 g/m2 bei einer mittleren Austrittsöffnung von ?2 mm ermittelt. Gewicht und Dicke wurden an Proben von 480 cm Fläche (24 cm in Querrichtung zur Bahn und 20 cm in Fließrichtung) ermittelt.
Es wurde festgestellt, daß die große Abweichung der Kurve "b" bei einer gleichmäßigen Austrittsöffnung auf einen Fehler im Zuführungssystem zurückzuführen war.
Aus vorstehenden Ausführungen 1st zu ersehen, daß in Figur J> große Unregelmäßigkeiten in den hergestellten Papierblättern zu erkennen sind. Mit der Erfindung ist es möglich gewesen, diese Unregelmäßigkeiten in dem angeführten Beispiel zu verringern, wie aus den Kurven "c" und "f" zu ersehen ist.
Um den Unterschied zwischen dem heutigen Stand der Technik und dem Erfindungsgegenstand deutlicher zu machen, wurden mittlere Abweichungen A und A1 berechnet. Die mittleren Abweichungen ergeben sich wie folgt:
A = 2 χ Normalabweichungen der Gewichtswerte χ 100 mittlere Gewichtsabweichung
A1 = 2 χ Normalabweichungen der Dickenwerte χ 100 mittlere Dickenabweichung
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Durch Anvrendung der Erfindung ist es möglich gewesen, bei diesem Beispiel A (Kurve Ma") von 3,6 %t wenn unter den üblichen Bedingungen gearbeitet wurde, auf 1,2 % (Kurve "c") zu verringern, wenn nach der Erfindung gearbeitet wurde. A1 wurde ebenfalls von 5,7 # (Kurve "d") auf 2,4 % (Kurve "fn verringert. Die mittlere Abweichung A'' wurde ebenfalls für den praktischen Gebrauch berechnet und ergab sich wie folgt: '
Dicke χ 1000 , die Kurven V und "d" ergaben A" = 5,5 % Gewicht die Kurven "b" und Me" ergaben A" = 7,3 % und die Kurven V und "f" ergaben A'» = 2,9 #.
Berstversuche wurden ebenfalls vorgenommen und die mittlere Abweichung A''1 berechnet. Nachstehend die Ergebnisse:
Allf sx 13,4 % bei der üblichen Herstellungsweisej A"f = 9,1 % bei der Herstellung mit gleichmäßiger Austrittsöffnung, ohne Wasserzugabe durch die Rohre 7j A1 " = 7,9 % bei der Herstellung unter Anwendung der Erfindung.
Weitere Versuche wurden durchgeführt, die eine merkliche Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Papiers in Querrichtung zur Bahn ergaben. Beispielsweise wies der Feuchtigkeitsgehalt eine Verbesserung der Gleichmäßigkeit in Querrichtung zur Papierbahn auf.
Für die Berechnung der Werte A, A1, A1' und A"1 wurden die über die ersten 24 cm an Jeder Seite ermittelten Daten ausgeschieden. Die Austrittsöffnung wurde nicht an den Seiten vergrößert. Durch Erhöhung der Anzahl der Rohre 7 und damit durch Verringerung ihres Abstandes voneinander ist eine noch bessere Regelung möglich.
Es ist wichtig, die Austrittsöffnung so gleichmäßig wie möglich auszuführen; in dem obigen genauen Beispiel betrug die Abweichung der 32 mm großen Öffnung £ 0,2 mm. Größere Abweichungen sind zu-
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lässig, jedoch ist es besser, sie so klein wie möglich zu halten.
Es ist zu beachten, daß bei einer Änderung des Gesamtvolumens im Zuführungsbehälter 1 wahrscheinlich die Durchtrittsöffnung der Ventile 10 geändert werden muß.
Frisches Wasser oder aus einer Rückgewinnungsanlage stammendes Wasser soll im Sammelbehälter 8 verwendet werden, wenn es darauf ankommt, die besten Ergebnisse zu erzielen, besonders für hoch beanspruchte Papiere.
Der Druck im Sammelbehälter 8 darf nicht zu hoch sein, da sonst der Strahl aus den Rohren 7 Formungsschwierigkeiten hervorrufen könnte. Dieser Druck liegt zweckmäßigerweise unterhalb 1 und 1*5 kg/cm und vorzugsweise bei 100 bis 850 g/cm bei offenen Zuführungsbehältern und muß konstant gehalten werden.
Zwar ist in der vorstehenden Beschreibung nur eine Reihe von Rohren erwähnt worden, jedoch ist es offensichtlich, daß die Rohre in mehr als einer Reihe angeordnet werden können und daß diese Reihen gegeneinander versetzt werden. Auch ist in der Beschreibung lediglich auf Langsiebmaschinen Bezug genommen, jedoch kann die Erfindung auch mit kleinen Änderungen auf Rundsiebmaschinen Anwendung finden.
Falls ein geeignetes, auf der Bahn angebrachtes Gerät zur Verfügung steht, um das Querschnittsprofil des Bandes anzuzeigen, und die Betätigung der Ventile automatisiert wird, ist es möglich, die Ventile mittels eines von diesem Gerät erteilten Signals zu steuern und sie automatisch eine in Querrichtung gleichmäßig dicke Papierbahn zu erhalten.
Somit ist durch die Erfindung ein einfaches aber wirksames System für die Steuerung der Gleichmäßigkeit der Papierdicke quer zur Bahnrichtung aufgezeigt worden, durch das außer der Gleichmäßigkeit
OUS"
der Dicke und dem Feuchtigkeitsgehalt weitere Eigenschaften verbessert werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß der Ausdruck "Papier" im weitesten Sinne verwendet wurde und die Bahnen aus allen Arten von Faserwerkstoffen in flüssiger Aufschwemmung, wie Pappe, Filz und ähnliche Stoffe, umfaßt.
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Claims (10)

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1. Zuführungsbehälter für eine Papiermaschine mit einer gerade Kanten aufweisenden, verstellbaren Austrittsöffnung und mit einer Einrichtung zur Steuerung der Gleichmäßigkeit der Pa- . pierbahn in Querrichtung der Maschine, d ad u r eh gekennzeichnet, daß innerhalb des Zuführuhgsbehälters Vorrichtungen vorgesehen sind, über die an bestimmten," in Querrichtung im Abstand voneinander befindlichen Stellen zur Faseraufschwemmung Wasser zugeführt ist, dessen Menge steuerbar ist.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Papierbahn in Querrichtung gemessen ist, und die Wassermenge in Abhängigkeit vom Querschnitt gesteuert ist.
3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen .für die FlUssigkeitszuführung aus einem Sammelbehälter (8) und einer Mehrzahl von Rohren (7) bestehen, die in der Nähe der Vorderwand (3) des Behälters (1) in diesen hineinragen und deren Ausflußenden in Abständen voneinander über die Breite des Behälters (l) verteilt sind.
4. Behälter nach Anspruch j5* gekennzeichnet durch eine quer zum Behälter neben der Austrittsöffnung (5) angeordnete Lochwalze (6), die mehrere in Abständen voneinander angeordnete Zwischenwände aufweist.
5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (7) für die Flüssigkeitszufuhr in tangentialer Riohtung zu der Lochwalze (6) derart angeordnet sind, daß sie an der der Austrittsöffnurig der Papierbahn abgekehrten Seite verlaufen.·
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6. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Jedem einzelnen Rohr (7) austretende Plussigkeitsmenge steuerbar ist.
7. Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Einzelsteuerung der Plüssigkeitsmengen aus Ventilen (10) bestehen, die in die einzelnen Rohre (7) eingebaut sind.
8. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit entweder frisches Wasser oder aus einer Wiedergewinnungsanlage stammendes Wasser ist.
9. Behälter nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den Austrittsenden der Rohre (7)5 bis 30 cm betragen.
10. Behälter nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsenden der Rohre (7) in Abständen von etwa 10 bis 25 cm angeordnet sind.
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