DE19514236C2 - Stoffauflauf für eine Papiermaschine zum Erzeugen einer mehrschichtigen oder mehrlagigen Papierbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf zum Erzeugen einer mehrschichtigen oder mehrlagigen Papierbahn gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 2.

DE 40 19 593 C2 zeigt und beschreibt einen Stoffauflauf gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Mit diesem Prinzip lassen sich die beiden Parameter Stoffdichte und Faserorientierung auf praktikable und zuverlässige Weise unabhängig voneinander beeinflussen.

Eine besonders entscheidende Komponente eines solchen Stoffauflaufes ist die in Anspruch 1 genannte Strömungskammer mit Auslaufdüse (der sogenannte Stoffauflauf). Dieser bestimmt in entscheidendem Maße die Qualität der erzeugten Faserstoffbahn.

Die wichtigsten Qualitätsanforderungen betreffen die Faserorientierung im Stoffstrahl, der die Auslaufdüse verläßt, und damit in der Papierbahn nach deren Fertigstellung, sowie das Flächengewichtsprofil, d. h. die Verteilung des Flächengewichtes quer zur Laufrichtung der Papierbahn wie auch längs hierzu.

Das genannte Prinzip läßt sich anwenden bei Papiermaschinen, bei welchen einer einzigen Düsenkammer eine Mehrzahl von Verteilern vorgeschaltet ist, so daß die Papierbahn aus mehreren Schichten von Faserstoffströmen erzeugt wird. Es ist aber auch möglich, das Prinzip bei Mehrlagen-Stoffaufläufen anzuwenden. Hierbei wird zunächst eine einlagige Faserstoffbahn auf dem Papiermaschinensieb erzeugt, sodann wird eine zweite Faserstofflage auf die erste Lage aufgelegt, erzeugt von einem zweiten Verteiler mit einer zweiten Düsenkammer, usw.

Das geschilderte Prinzip - Erzeugen geregelter Teilströme quer zur Maschinenrichtung - führt zwar zu einer weitgehenden Vergleichmäßigung des Flächengewichts-Querprofiles. Diese Vergleichmäßigung des Querprofils ist jedoch sehr vom gegenseitigen Abstand der Verdünnungswasserleitungen abhängig. So lassen sich Querprofilstörungen geringer Breite nur dann ausregeln, wenn der Abstand der Verdünnungswasserleitungen ebenfalls entsprechend gering ist. Man kann daher ganz allgemein sagen, daß sich das Querprofil dann verbessern läßt, wenn man die Verdünnungswasserleitungen - in Querrichtung gesehen - relativ nahe nebeneinander legt. Die Zahl der Verdünnungswasserleitungen wird damit vergrößert. Damit steigt natürlich auch die Zahl der notwendigen Stellglieder in diesen Verdünnungswasserleitungen. Hierdurch steigen die Herstellungskosten.

Um diese Kosten zu senken, wäre es bei Mehrschicht-Papiermaschinen bzw. bei Mehrlagen-Papiermaschinen wünschenswert, zur Regelung des Gesamt-Flächengewichts nur eine einzige Schicht bzw. nur eine einzige Lage zu beeinflussen. Eine wirksame Einflußnahme ist jedoch nur dann möglich, wenn die betreffende Schicht bzw. Lage wenigstens 50% des Gesamt-Flächengewichtes ausmacht. Wird hingegen eine Papierbahn aus drei Lagen bzw. Schichten gebildet, deren Anteile am Gesamt-Flächengewicht 30%, 40% und 30% betragen, so genügt es nicht, wenn nur eine einzige Schicht bzw. Lage beeinflußt wird, sondern es müssen wenigstens zwei Schichten bzw. Lagen beeinflußt werden. Versucht man, das Gesamt-Flächengewicht allein durch Beeinflussung einer einzigen Schicht oder Lage zu beeinflussen, so sind diese Maßnahmen notwendigerweise auf relativ eng begrenzte Streifen, in Querrichtung der Papiermaschine gesehen - beschränkt. Dies kann zu Streifigkeit in der fertigen Papierbahn führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine zum Erzeugen von zwei- oder mehrschichtigen Papierbahnen bzw. zwei- oder mehrlagigen Papierbahnen zu schaffen, bei welchem zum Erzielen eines gleichmäßigen Gesamt-Flächengewichtes über die Bahnbreite hinweg nicht sämtliche Schichten bzw. Lagen beeinflußt werden müssen, und bei dem ferner keine Gefahr der Streifigkeit des Papieres besteht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 bzw. von Anspruch 2 gelöst.

Der Erfinder hat für das geschilderte Problem eine verblüffend einfache Lösung gefunden. Er legt nämlich die Teilströme der einzelnen Schichten bzw. Lagen - quer zur Maschinenrichtung gesehen - versetzt zueinander. Werden die einzelnen Schichten bzw. Lagen der Bahn durch Beeinflussen der Konsistenz bei der Zugabe von Verdünnungswasser verändert, so findet - in einer Draufsicht auf die Strömungskammer gesehen - eine Überlappung der beeinflußten Teilströme statt, und damit eine Abschwächung des genannten nachteiligen Effektes scharfer Grenzbereiche zwischen einander benachbarten Teilströmen.

Die Strömungskammern - oder wenigstens eine Strömungskammer - kann bereits bekannte Trennwände aufweisen, die parallel nebeneinander angeordnet sind, und in einer Vertikalebene sowie in Strömungsrichtung verlaufen. Diese Trennwände können sich über einen kleineren oder größeren Teil der Länge der Strömungskammer erstrecken. Weisen zwei Strömungskammern derartige Trennwände auf, so können die Trennwände im Sinne der Erfindung quer zur Maschinenrichtung gesehen versetzt angeordnet werden.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen zunächst einen Stoffauflauf zum Erzeugen einer einschichtigen Papierbahn. Der Stoffauflauf umfaßt einen Verteiler 1, der in diesem Falle im wesentlichen zylindrisch und vertikal angeordnet ist. Er hat einen zentralen, unten befindlichen Einlaß 1.0 sowie eine Vielzahl von radial angeordneten Auslässen, von denen nur drei dargestellt sind, nämlich die Auslässe 1.1, 1.2 und 1.3. Diese befinden sich im vorliegenden Fall in ein und derselben Horizontalebene.

Der Stoffauflauf weist ferner eine Strömungskammer 5 mit einer Auslaufdüse 6 auf. Die Strömungskammer 5 erstreckt sich im wesentlichen über die Arbeitsbreite der Papiermaschine. Sie ist durch eine Vielzahl von Trennwänden unterteilt, von denen hier nur die Trennwände 5.1, 5.2 und 5.3 numeriert sind. Die Trennwände verlaufen im vorliegenden Falle in vertikalen Ebenen. Sie trennen Teilkammern gegeneinander ab, die sich in Strömungsrichtung erstrecken. Die Zahl der Teilkammern ist gleich der Zahl der Auslässe aus dem Verteiler. Zwischen den Auslässen aus dem Verteiler und den Teilkammern sind Verbindungsleitungen geschaltet, von denen hier nur die Leitungen 2.1, 2.2 und 2.3 dargestellt sind. Dabei verbindet jeweils eine Verbindungsleitung einen Auslaß des Verteilers 1 mit einer Teilkammer.

An die Verbindungsleitungen sind ferner Verdünnungswasserleitungen angeschlossen. In Fig. 1 sind nur die Verdünnungswasserleitungen 3.1, 3.2 und 3.3 gezeigt. Jede Verdünnungswasserleitung weist ein Ventil auf - siehe die Ventile 4.1, 4.2 und 4.3.

Aus Fig. 3 erkennt man schematisch den Aufbau eines Stoffauflaufes zum Erzeugen einer dreischichtigen Papierbahn entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine Siebpartie umfaßt ein umlaufendes Siebband 7, das eine Brustwalze 7.1 umschlingt, ferner eine Vielzahl von Leitwalzen 7.2.

Der Siebpartie sind drei Stoffaufläufe von jener Art zugeordnet, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Man erkennt von einem ersten Stoffauflauf die Strömungskammer 5 mit Auslaufdüse 6, von einem zweiten Stoffauflauf die Strömungskammer 15 mit Auslaufdüse 16 und von einem dritten Stoffauflauf die Strömungskammer 25 mit Auslaufdüse 26. Diese drei Stoffaufläufe erzeugen jeweils eine maschinenbreite Faserstoffschicht. Die drei Schichten vereinigen sich im Augenblick des Austritts aus den Auslaufdüsen 6, 16 und 26. Dabei ist es auch möglich, den Vereinigungspunkt etwas weiter stromaufwärts zu verlegen, indem die Enden der Trennwände zwischen dem mittleren und den beiden äußeren Auslaufdüsen etwas stromaufwärts versetzt werden.

Fig. 4 ist diejenige Figur, die das Wesen der Erfindung erkennen läßt. Sie zeigt einen Schnitt durch die Strömungskammern 5, 15 und 25 in Fig. 3. Wie man aus Fig. 4 erkennt, sind die Trennwände der drei Strömungskammern 5, 15, 25 gegeneinander versetzt, so daß in dieser Ansicht keine Trennwand einer der drei Strömungskammern mit irgendeiner Trennwand einer der beiden anderen Strömungskammern fluchtet. Dies führt zu einem verhältnismäßig sanften Übergang des Flächengewichtsprofils im Grenzbereich zwischen den Teilströmen der einen Strömungskammer und den benachbarten Teilströmen einer anderen Strömungskammer. Es gibt somit keine abrupten Grenzlinien zwischen Teilströmen.

Durch die Erfindung wird es sogar in gewissen Fällen ermöglicht, die Verdünnungswasserregelung, so wie in Fig. 1 veranschaulicht, nur bei einem Teil der Stoffaufläufe eines Mehrschichtenstoffauflaufes durchzuführen. Handelt es sich beispielsweise um einen Vierschichtenstoffauflauf, so könnte es möglich sein, eine Verdünnungswasserregelung lediglich bei zwei Stoffaufläufen durchzuführen.

Fig. 5 zeigt eine Siebpartie ähnlich jener in Fig. 3. Der Unterschied besteht jedoch darin, daß die Strömungskammern mit den zugehörenden Düsen - in Laufrichtung des Siebes 7 gesehen - gegeneinander versetzt angeordnet sind. Es werden somit einzelne Lagen erzeugt, die aufeinandergelegt werden. Zunächst erzeugt Strömungskammer 5 mit Düse 6 eine erste Faserstofflage, die im Bereich der Brustwalze 7.1 auf das Sieb gelegt wird. Eine zweite Lage wird mittels Düsenkammer 15 und Düse 16 erzeugt und auf die erste Lage aufgelegt, gefolgt von einer dritten Lage aus der Düsenkammer 25 und der Düse 26.

Claims (5)

1. Stoffauflauf für eine Papiermaschine zum Erzeugen einer zwei- oder mehrschichtigen Papierbahn

• 1.1 mit einer der Anzahl der Schichten entsprechenden Anzahl von Verteilern (1), denen jeweils ein Hauptstrom einer Stoffsuspension zugeführt wird, und deren jeder eine Vielzahl von Anschlüssen (1.1, 1.2, 1.3) zur Abgabe von Teilströmen aufweist;
• 1.2 die Anschlüsse (1.1, 1.2, 1.3) sind mittels Teilstrom­ leitungen (2.1, 2.2, 2.3) mit einer maschinenbreiten Strömungskammer (5, 15, 25) verbunden;
• 1.3 es sind Verdünnungswasserleitungen (3.1, 3.2, 3.3) vorgesehen, die an die Teilstromleitungen (2.1, 2.2, 2.3) angeschlossen sind, um die Konzentration der Teilströme wenigstens bei einer Schicht zu beeinflussen;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 1.4 die von einem Verteiler (1) kommenden Teilströme sind in bezug auf die von einem anderen Verteiler kommenden Teilströme - quer zur Maschinenrichtung gesehen - versetzt angeordnet.

2. Stoffauflauf für eine Papiermaschine zum Erzeugen einer zwei- oder mehrlagigen Papierbahn;

• 2.1 mit einer der Anzahl der Lagen entsprechenden Anzahl von Verteilern (1), denen jeweils ein Hauptstrom einer Stoffsuspension zugeführt wird, und deren jeder eine Vielzahl von Anschlüssen (1.1, 1.2, 1.3) zur Abgabe von Teilströmen aufweist;
• 2.2 die Anschlüsse (1.1, 1.2, 1.3) eines jeden Verteilers sind mittels Teilstromleitungen (2.1, 2.2, 2.3) jeweils mit einer maschinenbreiten Strömungskammer (5, 15, 25) verbunden;
• 2.3 es sind Verdünnungswasserleitungen (3.1, 3.2, 3.3) vorgesehen, die an die Teilstromleitungen (2.1, 2.2, 2.3) angeschlossen sind, um die Konzentration der Teilströme wenigstens bei einer Lage zu beeinflussen;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 2.4 die einer Strömungskammer (5, 15, 25) zugeführten Teilströme sind in bezug auf die zugeführten Teilströme einer anderen Strömungskammer - quer zur Maschinenrichtung gesehen - versetzt angeordnet.

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatz gleich dem halben gegenseitigen Abstand zweier einander benachbarter Teilströme ist.