DE19716146A1 - Verfahren zur Einstellung des Flächengewichtsquerprofils einer Papierbahn und Stoffauflauf einer Papiermaschine - Google Patents
Verfahren zur Einstellung des Flächengewichtsquerprofils einer Papierbahn und Stoffauflauf einer PapiermaschineInfo
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Flächenge
wichtsquerprofils einer Papierbahn sowie einen Stoffauflauf einer
Papiermaschine zur Durchführung des Verfahrens.
Nach den herkömmlichen Verfahren zur Einstellung des Flächenge
wichtsquerprofils, zum Beispiel aus der DE-PS 29 42 966 oder DE-OS 35 35 849
ist es bekannt, das Flächengewichtsquerprofil einer Pa
pierbahn dadurch zu beeinflussen, daß die Weite des Auslaufspaltes
und damit die an dieser Stelle auf das Papiersieb fließenden Menge
der Stoffsuspension verändert wird. Zu diesem Zweck sind über die
Breite der Papiermaschine eine Vielzahl von Gewindespindeln angeord
net, mit denen durch Verschwenken oder Verbiegen der Oberlippe des
Auslaufspaltes, dessen lichte Weite verändert werden kann. Durch
derartige lokale Einschnürungen des Auslaufspaltes werden neben der
gewünschten Beeinflussung des Flächengewichtsquerprofils Querströ
mungen in der Suspension erzeugt, die zu einer Veränderung der ge
wünschten Faserorientierung führen. Diese werden bei der Entwässe
rung auf dem Sieb fixiert und wirken sich negativ auf die Papier
eigenschaften aus.
Ein weiterer Nachteil der an diesen Stoffaufläufen angewandten Ver
fahren zur Beeinflussung des Flächengewichtsquerprofils einer
Papierbahn besteht darin, daß der Bereich der möglichen Einflußnahme
durch die mechanische Verformbarkeit der Oberlippe des Auslaufspal
tes begrenzt ist und sich die Einschnürungen an einer Stelle des
Auslaufspaltes über die Elastizität der Oberlippe auf die benachbar
ten Bereiche auswirken.
Nach neueren Veröffentlichungen sind Verfahren bekannt geworden, bei
denen das Flächengewichtsquerprofil einer Papierbahn durch die Ein
flußnahme auf die lokale Faserkonzentration der Stoffsuspension ver
ändert wird. So ist in der DE-PS 40 05 281 ist ein Stoffauflauf be
schrieben, bei dem die Regelung des Flächengewichtsquerprofils da
durch erfolgt, daß in die von einem Zentralverteiler abgehenden Sek
tionsstromleitungen über Ventile dosiert Verdünnungswasser zugegeben
wird. Damit ist es möglich, Abweichungen im Flächengewichtsquerpro
fil der Papierbahn auszugleichen. Bei einer derartigen Einrichtung
treten jedoch Schwierigkeiten insbesondere dadurch auf, daß eine
Veränderung an einem einzelnen Ventil der Verdünnungswasserzugabe
die Druckverhältnisse im System der Verdünnungswasserbereitstellung
beeinflußt. Damit wird die an anderen Ventilen abgegebene Menge an
Verdünnungswasser ungewollt beeinflußt. Weiterhin wird durch die
unmittelbare Kopplung des Verdünnungswassersystems an die Sektions
stromleitungen das sensible Druckprofil des Verteilers in Bezug auf
die einzelnen abgehenden Sektionsstromleitungen beeinflußt und ge
genüber der erforderlichen exakten Symmetrie und Gleichmäßigkeit
verstimmt. Dazu ergibt sich bei einer derartigen Anordnung die Not
wendigkeit, für jede Sektionsstromleitung einen Regelkreis anzuord
nen. Gegenüber den üblichen Anordnungen, bei denen jedem mit einer
Gewindespindel beeinflußbaren Bereich am Auslaufspalt ein Regelkreis
zugeordnet ist, wird der durch diese Lösung bedingte Aufwand erheb
lich erhöht, weil es im allgemeinen ausreicht, auf einem Bereich von
drei Sektionsstromleitungen etwa zwei Gewindespindeln anzuordnen.
Nach der DE-PS 40 19 593 wird zur Beeinflussung des Flächengewichts
querprofils vorgeschlagen, den einzelnen Sektionen des Stoffauflaufs
individuelle Sektionsströme zuzuführen, deren Betriebsparameter,
Durchsatz und Stoffdichte, wiederum für sich allein einstellbar
sind. Zu diesem Zweck werden jeder Sektion eines durch Trennbleche
sektionierten Stoffauflaufes individuelle Sektionsströme zugeführt.
Diese Sektionsströme werden erzeugt, indem jeder Sektion des
Stoffauflaufs zwei Teilströme unterschiedlicher Faserkonzentration
zugeführt werden. Die im Stoffauflauf zusammengeführten Teilströme
müssen aber einzeln so geregelt werden, daß der Gesamtvolumenstrom
in einer Sektion des Stoffauflaufes konstant bleibt. Wird dies nicht
gewährleistet, haben die Sektionsströme am Auslaufspalt benachbarter
Sektionen unterschiedlichen Austrittsgeschwindigkeiten. Dadurch be
dingt, treten Störungen in der Faserorientierung der Papierbahn auf.
Diese Verfahrensweise ist mit einem hohen regelungstechnischen Auf
wand verbunden, da für jede Sektion des Stoffauflaufes zwei Regel
kreise erforderlich sind.
Wird jedoch zur Verringerung des Aufwandes, wie in gleicher Ver
öffentlichung beschrieben, nur einer der Sektionsströme geregelt und
der andere Volumenstrom ungeregelt zugeführt, verändert sich der in
einer Sektion ergebenden Gesamtvolumenstrom. Benachbarte Sektions
ströme werden bei solch einer Verfahrensweise Unterschiede in der
Austrittsgeschwindigkeit aufweisen, die zu einer erheblichen Störung
der Faserorientierung führen können.
Mit den Veröffentlichungen DE-OS 42 13 707, DE-OS 43 20 243 und DE-
OS 44 16 899 sind Vorschläge für Stoffaufläufe zur Beimischung von
Verdünnungswasser in Mischkammern unterbreitet worden, welche zwi
schen vor- und nachgeordneten Turbulenzerzeugern, bzw. Führungsroh
ren innerhalb des Stoffauflaufs angeordnet sind. Die DE-OS 44 09 415
und die DE-OS 44 37 181 weisen spezielle Ventilgestaltung für die im
Stoffauflauf realisierte Verdünnungswasserzugabe auf, während in den
Veröffentlichungen DE-OS 37 41 603 und DE-OS 43 23 263 spezielle An
ordnungen zur Lage der Zufuhrleitung und zur Einschußrichtung für
das Verdünnungswasser in die Zulaufkammer vorschlagen.
All diese Lösungen verhindern nicht, daß Veränderungen in der loka
len Verdünnungswasserzugabe zu Druckveränderungen im System der Ver
dünnungswasserbereitstellung und damit zu ungewollten Veränderungen
der Faserkonzentration an anderen Stellen des Stoffauflaufes führen.
Schließlich ist mit der DE-OS 42 34 940 vorgeschlagen worden, die
Faserkonzentration der Stoffsuspension lokal dadurch zu beeinflus
sen, daß sich in Grenzschichten der Sektionsstromleitung anreichern
des Klarwasser abgeführt und ggf. an anderer Stelle des Stoffauf
laufs wieder hinzugefügt wird. Eine solche Verfahrensweise führt
infolge der Veränderung des Durchsatzvolumens zu Geschwindigkeits
differenzen am Austrittsspalt und damit zu einer Störung der Faser
orientierung. Darüber hinaus läßt sich ein derartiges Verfahren nur
mit sehr hohem Aufwand zur automatischen Regelung des Flächenge
wichtsquerprofils an einer Papiermaschine verwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen
Stoffauflauf zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die zur
Einstellung des Flächengewichtsquerprofils einer Papierbahn die lo
kale Konzentration der Stoffsuspension durch Zugabe einer Faser
stoffsuspension abweichender Konzentration oder von Verdünnungswas
ser im Stoffauflauf beeinflußt, ohne daß im Stoffauflauf zu Stö
rungen der Faserorientierung kommt und welche eine automatische Re
gelung des Flächengewichtsquerprofils einer herzustellenden Papier
bahn mit geringem Aufwand ermöglichen.
Verfahrensseitig wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merk
male des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Unteranspruch 2 gibt eine
vorteilhafte Variante für das erfindungsgemäße Verfahren an. Vor
richtungsseitig wird die Lösung erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Nebenanspruchs 3 erzielt. Die Unteransprüche 4 bis 6 geben vor
teilhafte Ausgestaltungen für einen erfindungsgemäßen Stoffauflauf
an.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Faserorientierung
störende Querströmungen im Stoffauflauf dadurch zu verhindern, daß
der Gesamtvolumenstrom der Faserstoffsuspension in einem Bereich des
Stoffauflaufs trotz Änderung der Faserkonzentration konstant gehal
ten wird, indem für den in einem lokal begrenzten Bereich des
Stoffauflaufs zugeführte Menge einer Suspension abweichender Faser
konzentration, bzw. von Verdünnungswasser, in demselben Bereich des
Stoffauflaufs eine adäquater Menge des vom Verteiler zugeführten
Suspensionsstromes abgeführt wird.
In einer vorteilhaften Variante des Verfahrens wird das Abführen des
Teilstromes, unmittelbar vor dem Zuführen des Teilstromes der Stoff
suspension abweichender Faserkonzentration, bzw. des Verdünnungs
wassers durchgeführt.
Durch den gleichbleibenden Volumenstrom im Stoffauflauf kann eine
auf die Zuführsysteme wirkende Druckveränderung und die dadurch
bedingten Störungen im Flächengewichtsquerprofil der Papierbahn ver
hindert werden. Gleichzeitig werden die Faserorientierung störende
Querströmungen am Austrittsspalt des Stoffauflaufs vermieden.
Die lokale Veränderung der Faserkonzentration führt im Ergebnis über
eine an sich bekannte Regelung in Abhängigkeit von den gemessenen
Papierbahnparametern zu dem gewünschten Flächengewichtsquerprofil.
In der Regel ist das eine in Flächengewicht und Dicke ausgeglichene
Papierbahn. Es sind aber auch Papierbahnen mit anderen Flächenge
wichtsquerprofilen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar.
Zur Durchführung des Verfahrens dient ein Stoffauflauf, bei dem die
Stoffsuspension von einem Verteiler kommend über Sektionsstromlei
tungen und eine Zulaufkammer auf die Arbeitsbreite der Papierma
schine gleichmäßig verteilt wird. An die Zulaufkammer schließen sich
Turbulenzerzeuger und ein Auslaufkanal mit einem Auslaufspalt zur
Abgabe der Stoffsuspension an das Papiermaschinensieb an. Zur Zufüh
rung der Stoffsuspension abweichender Faserkonzentration, bzw. Ver
dünnungswassers und zur Abführung eines adäquaten Teilstromes vom
Verteiler zugeführter Stoffsuspension, sind an jeder Sektionsstrom
leitung oder an der Zulaufkammer über die Arbeitsbreite der Papier
maschine gleichmäßig verteilt, eine Vielzahl von Zu- und Abführlei
tungen mit Dosierorganen vorgesehen, die paarweise in Strömungsrich
tung der Faserstoffsuspension hintereinanderliegend angeordnet sind.
Als Dosierorgane für den erfindungsgemäßen Stoffauflauf sind in
einer vorteilhaften Ausführung volumetrisch wirkende Pumpen, wie
Zahnrad-, Dosier- und Einspindelpumpen mit druckkonstanten Kenn
linien eingesetzt.
In einer Fortbildung der Erfindung sind die volumetrisch wirkenden
Pumpen, die einer Sektionsstromleitung oder einen Breitenbereich der
Zulaufkammer für die Zu- und Abführung der Stoffsuspension, bzw. des
Verdünnungswassers zugeordnet sind, identisch ausgelegt und mit ei
nen gemeinsamen Antrieb starr gekoppelt. Damit werden auf einfache
Art und Weise für die Zu- und Abführung identische Teilströme ge
währleistet.
In einer weiteren Variante der Erfindung sind als Dosierorgane
Ventile eingesetzt, welche über Regler mit Sensoren zum Erfassen des
Druckes und der Strömungsgeschwindigkeit der Suspension in der
Zu- und Ableitung steuerbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels
erläutert:
In der zugehörigen Zeichnung zeigt die Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 2 die Draufsicht eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufes einer Papiermaschine.
In der zugehörigen Zeichnung zeigt die Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 2 die Draufsicht eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufes einer Papiermaschine.
An einen Zentralverteiler 1 sind eine Vielzahl (1 bis n) Sektions
stromleitungen 2 angeschlossen. Über diese Sektionsstromleitungen 2
wird die dem Zentralverteiler 1 von unten zugeführte Faserstoffsus
pension in Sektionsströmen gleichmäßig verteilt der maschinenbreiten
Zulaufkammer 3 des Stoffauflaufes zugeführt. In Flußrichtung der
Sektionsströme schließt sich an die maschinenbreite Zulaufkammer 3
der Turbulenzerzeuger 4 an. Über einen Ausströmkanal 5, der auslauf
seitig einen mit den Justierelementen 6 einstellbaren Spalt auf
weist, gelangt die Faserstoffsuspension auf das Papiermaschinensieb
10. In die Zulaufkammer 3 münden eine Vielzahl von Zuleitungen 7,
die über je eine zugeordnete Dosierpumpe 8 mit einer Sammelleitung 9
für die Faserstoffsuspension abweichender Faserkonzentration, oder
für Verdünnungswasser verbunden sind. In die Zulaufkammer 3 münden
auch eine Vielzahl von Ableitungen 11, die über je eine zugeordnete
Dosierpumpe 12 mit einer Sammelleitung 13 für die vom Verteiler 1
bereitgestellte Faserstoffsuspension verbunden sind. Die Anzahl (m)
der Zuleitungen 7 und Ableitungen 11 in die Zulaufkammer, ist zur
Vermeidung von Resonanzen zur Zahl (n) der Sektionsstromleitung 2
abweichend gewählt. Die jeweils einem Breitenbereich des Stoffauf
laufs zugeordneten Dosierpumpen 8 und 12 weisen einen gemeinsamen
Antrieb 14 auf, mit dem sie mechanisch starr gekoppelt sind.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Wird an der Papier
bahn festgestellt, daß in einem Bereich das Flächengewicht vom vor
gegebenen Flächengewichtsquerprofil abweicht, kann mittels einer
nicht näher dargestellten Regeleinrichtung, die auf den Antrieb 14
des jeweiligen Breitenbereiches Einfluß zu nehmen vermag, über die
in diesem Bereich angeordnete Zuleitung 7 und die da zugehörige Do
sierpumpe 8 der Zulaufkammer 3 eine Suspension abweichender Faser
konzentration oder Verdünnungswasser zugeführt werden. Gleichzeitig
wird in Strömungsrichtung vor der Zufuhrstelle über die mechanisch
mit der Dosierpumpe 8 gekoppelte Dosierpumpe 12 und die Leitung 11
eine adäquate Menge der vom Verteiler 1 kommenden Stoffsuspension
abgeführt. Bei identischer Auslegung der rein volumetrisch arbeiten
den Dosierpumpen 8 und 12, ist gewährleistet, daß die zu- und abge
führten Teilströme gleich groß sind. Der Gesamtvolumenstrom in dem
jeweiligen Breitenbereich des Stoffauflaufs bleibt konstant; die Fa
serorientierung störende Querströmungen können sich nicht ausbilden.
Auch ist eine Rückwirkung auf die Druckverhältnisse in den Sammel
leitungen 9 und 13 und damit auf andere Breitenbereiche des
Stoffauflaufs nicht möglich.
Die über die Sektionsstromleitungen 2 zugeführten Sektionsströme
vermischen sich in der Zulaufkammer 3 mit der Faserstoffsuspension
abweichender Faserkonzentration, bzw. mit dem Verdünnungswasser. Da
bei wird die Konzentration der Faserstoffsuspension entsprechend dem
Mengenverhältnis und dem Verhältnis der Faserkonzentrationen der zu
geführten Volumenstrom verändert.
In einer anderen Vorrichtungsvariante der Erfindung können die Pum
pen (8 und 12) in den Zu- und Ableitungen (7 und 11) durch Ventile
ersetzt sein, die zusätzlich zu der oben erwähnten Regeleinrichtung
in Abhängigkeit von Druck und Strömungsgeschwindigkeit in den
Zu- und Ableitungen (7 und 11) gesteuert werden.
Unabhängig davon welche Variante der Erfindung benutzt wird, ist es
möglich, mit relativ geringem Aufwand eine genaue und in weiten
Grenzen funktionsfähige Regelung für das Flächengewichtsquerprofil
einer Papierbahn zu realisieren, ohne Störungen in der Faserorien
tierung befürchten zu müssen. Mit der Erfindung werden nahezu ideale
Voraussetzungen für die Automatisierung der Querprofilregelung ge
schaffen.
Die Erfindung ist nicht an das Ausführungsbeispiel gebunden.
Claims (6)
1. Verfahren zur Einstellung des Flächengewichtsquerprofils einer
Papierbahn im Stoffauflauf einer Papiermaschine, durch lokale Zu
mischung einer Stoffsuspension abweichender Faserkonzentration oder
von Verdünnungswasser, bei welchem der Volumenstrom im zu beeinflus
senden Breitenbereich des Stoffauflaufes konstant gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet, daß aus dem vom Verteiler kommendem Suspen
sionsstrom in einem Breitenbereich des Stoffauflaufs eine Teilstrom
abgeführt wird, der dem in diesem Breitenbereich zugeführten Teil
strom der Stoffsuspension abweichender Faserkonzentration oder von
Verdünnungswasser adäquat ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab
führen des Teilstromes, unmittelbar vor dem Zuführen des Teilstrom
der Stoffsuspension abweichender Faserkonzentration, bzw. des Ver
dünnungswassers erfolgt.
3. Stoffauflauf für Papiermaschinen zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit einem Verteiler (1) an den
Sektionsstromleitungen (2) zum Verteilen der Stoffsuspension auf die
Arbeitsbreite der Papiermaschine angeschlossen sind, die Sek
tionsstromleitungen (2) gleichmäßig verteilt mit einer maschinen
breiten Zulaufkammer (3) verbunden sind, an die sich Turbulenzer
zeuger (4) und ein Auslaufkanal (5) mit einem Auslaufspalt zum
Abgeben der Suspension an ein Papiermaschinensieb (10) anschließen,
Zuleitungen (7) mit Dosierorganen für eine Stoffsuspension abwei
chender Faserkonzentration, bzw. für Verdünnungswasser vorgesehen
sind, die über die Maschinenbreite gleichmäßig verteilt in die
Sektionsstromleitungen (2) oder in die Zulaufkammer (3) münden,
dadurch gekennzeichnet, daß den Zuleitungen (7) je eine Ableitung
(11) für die Abführung von Stoffsuspension aus dem gleichen Brei
tenbereich der Zulaufkammer (3) oder den Sektionsstromleitungen (2)
zugeordnet ist, wobei die Ableitungen (11) je ein Dosierorgan
aufweisen, mit dem die Entnahme des dem zugeführten Volumenstrom
adäquaten Volumenstrom steuerbar ist.
4. Stoffauflauf für Papiermaschinen nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dosierorgane volumetrisch wirkende Pumpen (8
und 12), wie Zahnrad-, Dosier- oder Einspindelpumpen sind.
5. Stoffauflauf für Papiermaschinen nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pumpen (8 und 12) in der Zu- und Ableitung (7
und 11) identisch ausgelegt und mit einem gemeinsamen Antrieb (14)
mechanisch starr gekoppelt sind.
6. Stoffauflauf für Papiermaschinen nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Dosierorgane Ventile eingesetzt sind, welche
über Regler mit Sensoren zum Erfassen des Druckes und der
Strömungsgeschwindigkeit der Suspension in der Zu- und Ableitung (7
und 11) steuerbar sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997116146 DE19716146A1 (de) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Verfahren zur Einstellung des Flächengewichtsquerprofils einer Papierbahn und Stoffauflauf einer Papiermaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997116146 DE19716146A1 (de) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Verfahren zur Einstellung des Flächengewichtsquerprofils einer Papierbahn und Stoffauflauf einer Papiermaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19716146A1 true DE19716146A1 (de) | 1998-10-22 |
Family
ID=7826843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997116146 Withdrawn DE19716146A1 (de) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Verfahren zur Einstellung des Flächengewichtsquerprofils einer Papierbahn und Stoffauflauf einer Papiermaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19716146A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19909379C2 (de) * | 1999-03-04 | 2001-10-18 | Pama Papiermaschinen Gmbh | Anordnung an Papiermaschinen zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils mit Verdünnungswasser |
CN103255668A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-08-21 | 华南理工大学 | 在流浆箱前添加稀释水调节纸张横幅定量的方法及装置 |
-
1997
- 1997-04-17 DE DE1997116146 patent/DE19716146A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19909379C2 (de) * | 1999-03-04 | 2001-10-18 | Pama Papiermaschinen Gmbh | Anordnung an Papiermaschinen zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils mit Verdünnungswasser |
CN103255668A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-08-21 | 华南理工大学 | 在流浆箱前添加稀释水调节纸张横幅定量的方法及装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |