DE19632672A1 - Stoffauflauf und Verfahren zum Verteilen einer Faserstoffsuspension im Stoffauflauf einer Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einem Verteiler zum Verteilen einer Faserstoffsuspension über die Maschinenbreite, der über eine Führungseinrichtung mit einer Düse verbunden ist, aus der Faserstoffsuspension über einen Spalt austritt, wobei der Stoffauflauf über die Maschinen­ breite gesehen eine Mehrzahl von Sektionen umfaßt, denen jeweils über Dosierleitungen mit Regelorganen Fluide, insbesondere Verdünnungswasser, über eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen lokal zumischbar sind.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verteilen einer Faserstoffsuspension im Stoffauflauf einer Papiermaschine, bei dem die Faserstoffsuspension aus einem Verteiler über eine Führungseinrichtung in eine Düse geführt wird, aus der sie über einen Spalt austritt, wobei der Faserstoffsuspension über die Maschinenbreite gesehen sektionsweise jeweils Fluid, insbesondere Verdünnungswasser, geregelt über verschiedenen Austrittsöffnungen lokal zugemischt wird.

Ein derartiger Stoffauflauf und ein derartiges Verfahren sind bspw. aus der DE 44 16 898 C2 bekannt.

Der bekannte Stoffauflauf umfaßt eine Papiermaschine mit einem Verteiler zum Verteilen einer Faserstoffsuspension über die Maschinenbreite, der über eine Führungseinrichtung mit einer Düse verbunden ist, aus der die Faserstoffsuspension über einen Spalt austritt. Die Führungseinrichtung umfaßt einen ersten Rohrverteiler, der in eine Mischkammer mündet, an die sich ein zweiter Rohrverteiler anschließt, der schließlich in die Düse mündet. Der gesamte Stoffauflauf ist über die Maschinenbreite gesehen in eine Vielzahl von Sektionen unterteilt, in die jeweils Rohre weitgehend senkrecht zur Hauptströmungsrichtung einmünden und über die über eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen ein Fluid in die Faserstoffsuspension zumischbar ist.

Als nachteilig hat sich bei der bekannten Anordnung und dem bekannten Verfahren herausgestellt, daß dann, wenn die jeweilige Dosierleitung, über die das Fluid zugeführt wird, eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen aufweist und ein relativ hoher Volumen­ strom transportiert werden soll, ein relativ großer Druckabfall auftritt, wodurch eine gute Verteilung des zugemischten Fluids in der Vertikalrichtung nicht mehr gegeben ist und außerdem das Regelverhalten des Stoffauflaufes verschlechtert wird.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen Stoff­ auflauf und ein Verfahren gemäß der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß Druckverluste in den Dosierleitungen zur Zumischung von Fluid möglichst gering gehalten werden und eine möglichst gleichmäßige Verteilung des zugemischten Fluids über verschiedenen Austrittsöffnungen ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Dosierleitung in eine Mehrzahl von Leitungszweigen aufgeteilt ist, die mit den Austrittsöffnungen verbunden sind.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner bei einem Verfahren gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Fluid bei zumindest einer Sektion über getrennte Leitungszweige zu den Austrittsöffnungen transportiert wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst, da die Austrittsöffnungen, die sich im Verteiler, der Führungs­ einrichtung oder in der Düse des Stoffauflaufes befinden, unmittelbar über einen Leitungszweig mit dem jeweiligen Fluid versorgt werden. Damit wird der Druckabfall in den einzelnen Leitungszweigen erheblich reduziert, da jeder Leitungszweig unmittelbar mit der betreffenden Quelle verbunden ist, über die das Fluid zugeführt wird.

Somit ergibt sich insgesamt ein deutlich geringerer Druckabfall an den verschiedenen Austrittsöffnungen, so daß insgesamt eine deutlich gleichmäßigere sektionsweise Zumischung des jeweiligen Fluids gewährleistet ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind bei zumindest einer Dosierleitung die verschiedenen Leitungszweige mit einem gemeinsamen Regelorgan gekoppelt.

Auf diese Weise ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion.

In einer alternativen Ausführung der Erfindung sind bei zumindest einer Dosierleitung eine Mehrzahl von Leitungszweigen jeweils mit einem Regelorgan versehen.

Auf diese Weise läßt sich eine lokal optimierte Einstellung der Menge des zugemischten Fluids erreichen.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung münden bei zumindest einer Dosierleitung die verschiedenen Leitungszweige von entgegengesetzten Seiten her in die Sektion ein.

Auf diese Weise werden die Druckverluste in einzelnen nachein­ ander an den Leitungszweigen vorgesehenen Austrittsöffnungen verringert, da die Leitungszweige nicht nur von einer Seite her sondern von zwei Seiten her in die betreffende Sektion einmünden, wodurch die Menge der von einem Leitungszweig zu versorgenen Austrittsöffnungen entsprechend reduziert wird und damit der Druckverlust entsprechend verringert wird.

Eine derartige Ausführung ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die verschiedenen Leitungszweige von oben und von unten her in die Sektion einmünden, wie dies etwa bei einem Stufendiffusor mit hoher Reihenzahl der Fall sein kann, der von den verschie­ denen Leitungszweigen versorgt werden muß.

Hierdurch wird insbesondere in z-Richtung eine weitgehend gleichmäßige Verteilung des zugemischten Fluids ermöglicht.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung münden bei zumindest einer Dosierleitung die verschiedenen Leitungszweige in y-Richtung gesehen nebeneinander in die Sektion ein.

Auf diese Weise wird in einer Sektion eine gleichmäßigere Zuführung des zuzumischenden Fluids gewährleistet.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung münden bei zumindest einer Dosierleitung die verschiedenen Leitungszweige in Hauptströmungsrichtung gesehen hintereinander in die Sektion ein.

Auf diese Weise läßt sich eine besonders gezielte Dosierung des zuzumischenden Fluids in Hauptströmungsrichtung erreichen.

Dabei läßt sich eine gezielte Mengensteuerung insbesondere dann erreichen, wenn die einzelnen Leitungszweige jeweils mit eigenen Regelorganen versehen sind.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung sind die Sektionen, die über die Dosierleitungen mit zuzumischendem Fluid versorgt werden, unterschiedlich breit ausgebildet.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Aufwand der Leitungs­ führung und der Regelaufwand für die betreffenden Sektionen an die notwendige Auflösung über die Maschinenbreite angepaßt werden kann.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste­ hend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stoffauflauf in stark vereinfachter, schematischer Darstellung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil eines Rohrver­ teilers oder Stufendiffusors in schematischer Darstel­ lung.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Stoffauflauf für eine Papiermaschine insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.

Der Stoffauflauf 10 umfaßt einen als Querverteiler ausgebildeten Verteiler 12, der über eine Führungseinrichtung 14 mit einer Düse 18 verbunden ist, aus der die zugeführte Faserstoffsuspen­ sion über einen maschinenbreiten Spalt 20 austritt.

Die Führungseinrichtung 14 umfaßt einen Rohrverteiler 16 oder Stufendiffusor mit einer Vielzahl von Rohren, dessen Aufbau aus der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 näher ersichtlich ist.

Der Stoffauflauf 10 ist über die Maschinenbreite (y-Richtung) gesehen in eine Mehrzahl von Sektionen S₁, S₂, S₃, . . . eingeteilt, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist.

Jeder einzelnen Sektion wird geregelt ein Fluid, insbesondere Verdünnungswasser, zugemischt, um so eine lokale Stoffdichte- Regelung zu ermöglichen, ohne daß der Spalt 20 verstellt werden muß.

Gemäß Fig. 1 sind beispielhaft für eine einzelne Sektion drei Dosierleitungen vorgesehen, die mit verschiedenen Austritts­ öffnungen in den Verteiler 12, in den Rohrverteiler 16 und in die Düse 18 einmünden.

Da jede Dosierleitung 22, 34, 48 eine Mehrzahl von Austritts­ öffnungen aufweist, sind die Dosierleitungen 22, 34, 48 in einzelne Leitungszweige aufgeteilt, um so den Druckverlust an den Austrittsöffnungen geringer zu halten und um so eine gleichmäßigere Verteilung des Fluides in z-Richtung zu gewähr­ leisten.

Die erste Dosierleitung 22, die in den Übergangsbereich zwischen Verteiler 12 und Rohrverteiler 16 mündet, wird aus einer gemeinsamen Speiseleitung 26 mit Siebwasser gespeist und ist über ein gemeinsames Regelorgan, das als motorisch steuerbares Ventil ausgeführt sein kann, regelbar. Die Dosierleitung 22 ist in zwei Leitungszweige 28, 30 aufgeteilt, die von unten und von oben her in den Übergangsbereich zwischen Verteiler 12 und Rohrverteiler 16 einmünden und deren Enden zu einer geschlossenen Ringleitung verbunden sind. Das Verdünnungswasser tritt über mehrere übereinander in z-Richtung angeordnete Austrittsöffnungen aus, von denen beispielhaft drei Austritts­ öffnungen 31, 32, 33 dargestellt sind.

Durch die Aufteilung der Dosierleitung 22 in zwei Leitungszweige, die von entgegengesetzten Seiten her die hintereinander ange­ ordneten Austrittsöffnungen 31, 32, 33 versorgen, wird der Druckverlust deutlich reduziert und eine gleichmäßige Verteilung des Verdünnungswassers in z-Richtung gewährleistet.

Die zweite Dosierleitung 34 wird aus einer Speiseleitung 38 mit Verdünnungswasser gespeist, dessen Volumenstrom über ein gemeinsames Regelorgan 36 regelbar ist. Nach dem Regelorgan 36 ist die Dosierleitung 34 über einen Verteiler 35 in drei einzelne Leitungszweige 40, 42, 44 aufgeteilt, die nacheinander in x-Richtung gesehen auf verschiedenen Niveaus in z-Richtung in den Rohrverteiler 16 einmünden und aus denen das Verdünnungs­ wasser über Austrittsöffnungen austritt, von denen beispielhaft die Austrittsöffnungen 45, 46, 47 dargestellt sind.

Die dritte Dosierleitung 48 wird wiederum aus einer gemeinsamen Speiseleitung 56 gespeist, jedoch umfaßt die Dosierleitung 48 drei vollständig getrennte Leitungszweige 58, 60, 62, die jeweils über ein Regelorgan 50, 52, 54 mit der Speiseleitung 56 verbunden sind und die an ihren unteren Enden auf verschiedenen Niveaus in die Düse 18 einmünden, um Verdünnungswasser über Austritts­ öffnungen, von denen beispielhaft die Austrittsöffnungen 63, 64, 65 dargestellt sind, auf verschiedenen Niveaus in z-Richtung einspeisen zu können.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt aus einem Rohrverteiler in ver­ größerter Darstellung im Querschnitt gezeigt. Der Rohrverteiler oder Stufendiffusor besteht aus einer Vielzahl von Einzelrohren, die sich in Hauptströmungsrichtung, d. h. in x-Richtung erstrecken und sich stufenförmig in x-Richtung erweitern. In z-Richtung sind Dosierleitungen vorgesehen, um Verdünnungswasser zu mischen zu können.

Der Rohrverteiler ist wie der gesamte Stoffauflauf über die Maschinenbreite, d. h. in y-Richtung gesehen in einzelne Sektionen S₁, S₂, S₃, . . . aufgeteilt, die einzeln regelbar sind, um eine lokale Stoffdichte-Regelung über die Maschinenbreite zu ermöglichen. Jeweils eine Sektion S₁, S₂ wird von einer Dosierleitung 82, 84 mit Verdünnungswasser versorgt. Dabei ist jede Dosierleitung 82, 84 in zwei Leitungszweige 66, 68 bzw. 86, 88 aufgeteilt, die von oben her und von unten her in den Rohrverteiler ein­ münden. Die Leitungszweige sind innerhalb des Rohrverteilers selbst nochmals jeweils in zwei Teilstränge aufgeteilt, die sich in z-Richtung zwischen den einzelnen Rohren 70 erstrecken, wie beispielhaft durch die Teilstränge 74, 76 dargestellt ist, und aus denen Verdünnungswasser über Austrittsöffnungen 72 in die Rohre 70 des Rohrverteilers übertritt.

Da das Verdünnungswasser jeweils von oben her und von unten her über die Teilzweige der jeweiligen Dosierleitung in den Rohrverteiler zugeführt wird, wie durch die Pfeile 78, 80 angedeutet ist, ergibt sich insgesamt innerhalb jeder Dosier­ leitung 82 bzw. 84 ein deutlich verringerter Druckabfall entlang des Weges durch den Rohrverteiler, da im Vergleich zu herkömm­ lichen Dosierleitungen, die nur von oben oder von unten her mit einem Leitungszweig in den Rohrverteiler einmünden, die Menge der über eine Leitung zu versorgenden Austrittsöffnungen halbiert ist.

Ferner ergibt sich durch die gegenläufige Strömungsrichtung von zwei Seiten her eine weitere Vergleichmäßigung der Menge des zugemischten Fluids in z-Richtung gesehen.

Claims (9)

1. Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einem Verteiler (12) zum Verteilen einer Faserstoffsuspension über die Maschinenbreite, der über eine Führungseinrichtung (14) mit einer Düse (18) verbunden ist, aus der die Faserstoff­ suspension über einen Spalt (20) austritt, wobei der Stoffauflauf über die Maschinenbreite (y-Richtung) gesehen eine Mehrzahl von Sektionen (S₁, S₂, S₃) umfaßt, denen jeweils über Dosierleitungen (22, 34, 48, 82, 84) mit Regelorganen (24, 36, 50, 52, 54) Fluide, insbesondere Verdünnungswasser, über eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen (31, 32, 33, 45, 46, 47, 63, 64, 65, 72) lokal zumischbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß einer Mehrzahl von Sektionen (S₁, S₂, S₃) jeweils eine eigene Dosierleitung (22, 34, 48, 82, 84) zugeordnet ist, die in eine Mehrzahl von Leitungszweigen (28, 30, 40, 42, 44, 58, 60, 62, 66, 68, 86, 88) aufgeteilt ist, die mit den Austrittsöffnungen (31, 32, 33, 45, 46, 47, 63, 64, 65, 72) verbunden sind.

2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einer Dosierleitung (22, 34) die verschiedenen Leitungszweige (28, 30, 40, 42, 44) mit einem gemeinsamen Regelorgan (24, 36) gekoppelt sind.

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einer Dosierleitung (22, 82, 84) die verschiedenen Leitungszweige (28, 30, 66, 68, 86, 88) von entgegengesetzten Seiten her in die Sektion (S₁, S₂, S₃) einmünden.

4. Stoffauflauf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einer Dosierleitung (22, 82, 84) die verschie­ denen Leitungszweige (28, 30, 66, 68, 86, 88) von oben und von unten her in die Sektion (S₁, S₂, S₃) einmünden.

5. Stoffauflauf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einer Dosierleitung die verschiedenen Leitungszweige in y-Richtung gesehen nebeneinander in die Sektion einmünden.

6. Stoffauflauf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einer Dosierleitung (34, 48) die verschiedenen Leitungszweige (40, 42, 44) in Hauptströmungsrichtung (x-Richtung) gesehen hintereinander in die Sektion (S₁, S₂, S₃) einmünden.

7. Stoffauflauf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einer Dosierleitung (48) eine Mehrzahl von Leitungszweigen (58, 60, 62) jeweils mit einem Regelorgan (50, 52, 54) versehen ist.

8. Stoffauflauf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektionen unterschiedlich breit sind.

9. Verfahren zum Verteilen einer Faserstoffsuspension im Stoffauflauf einer Papiermaschine, bei dem die Faserstoff­ suspension aus einem Verteiler (12) über eine Führungsein­ richtung (14) in eine Düse (18) geführt wird, aus der sie über einen Spalt (20) austritt, wobei der Faserstoff­ suspension über die Maschinenbreite (y-Richtung) gesehen sektionsweise jeweils Fluid, insbesondere Verdünnungswasser, geregelt über verschiedene Austrittsöffnungen (31, 32, 33, 45, 46, 47, 63, 64, 65, 72) lokal zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid bei zumindest einer Sektion (S₁, S₂, S₃) über getrennte Leitungszweige (28, 30, 40, 42, 44, 58, 60, 62, 66, 68, 86, 88) zu den Austritts­ öffnungen (31, 32, 33, 45, 46, 47, 63, 64, 65, 72) transpor­ tiert wird.