DE19932745A1

DE19932745A1 - Regelung des Druckes in einer Stoffauflaufdüse

Info

Publication number: DE19932745A1
Application number: DE1999132745
Authority: DE
Inventors: Erwin Binder; Hans-Joerg Burbach
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2001-03-22
Also published as: EP1069236A3; EP1069236A2

Abstract

Regelvorrichtung zur Regelung, vorzugsweise zur Feinregelung, des Druckes in einem mit einer Stoffauflaufdüse (5) eines Stoffauflaufes (1) einer Papier- oder Kartonmaschine hydraulisch verbundenen Raum, mit mindestens einer Zuleitung (8) für eine Faserstoffsuspension (100), mindestens einer Verteilvorrichtung (2) für die Faserstoffsuspension (100) und mindestens einer Ableitung (6) für die überschüssige Faserstoffsuspension (100) aus der Verteilvorrichtung (Rezirkulationsleitung) (2), wobei mindestens ein Sensor (10) zur Messung des Druckes in dem mit der Stoffauflaufdüse (5) hydraulisch verbundenen Raum vorgesehen ist und sich in der mindestens einen Zuleitung (8) mindestens eine von dem mindestens einen Sensor (10) beaufschlagte und drehzahlgeregelte Pumpe (Stoffauflaufpumpe) (9) befindet, die durch Änderung ihrer Drehzahl den zeitlichen Verlauf des Druckes in der Stofflaufdüse (5) regelt, und ein mit der Regelvorrichtung durchführbares Regelverfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung zur Regelung, vorzugsweise zur Fein regelung, des Druckes in einem mit einer Stoffauflaufdüse eines Stoffauflaufes einer Papier- oder Kartonmaschine hydraulisch verbundenen Raum, mit min destens einer Zuleitung für eine Fasersuspension, mindestens einer Verteilvor richtung für die Faserstoffsuspension und mindestens einer Ableitung für die überschüssige Faserstoffsuspension aus der Verteilvorrichtung (Rezirkulations leitung). Weiterhin betrifft die Erfindung ein mit der erfindungsgemäßen Regelvor richtung durchführbares Verfahren.

Ein wesentlicher Qualitätsfaktor einer Papier- oder Kartonbahn liegt in der Gleichmäßigkeit der Eigenschaften, wie zum Beispiel dem Flächengewicht oder der Formation, der hergestellten Bahn. Im Herstellungsprozeß einer solchen Bahn treten zahlreiche Störfaktoren auf, welche die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften sowohl über die Maschinenbreite (CD) hinweg, als auch in Längsrichtung (MD) beeinflussen. Ein wesentlicher Störfaktor, der sich hauptsächlich in Längsrichtung auswirkt, ist die zeitliche Schwankung der Menge der durch den Stoffauflauf aus gestoßenen Faserstoffsuspension, die wiederum direkt mit dem zeitlichen Verlauf des Druckes in der Stoffauflaufdüse und dem Faserstoffsuspensionszuführungs system zusammenhängt. Der Druck setzt sich aus einem dynamischen und einem statischen Anteil zusammen, die den Gesamtdruck in der Stoffauflaufdüse bilden. Druckschwankungen führen zu Schwankungen bei der pro Zeiteinheit ausge stoßenen Menge an Faserstoffsuspension durch den Auslaufspalt der Stoffauf laufdüse und damit zu Flächengewichtsänderungen und Schwankungen im Flä chengewichtslängsprofil des produzierten Papiers bzw. Kartons. Aus diesem Grunde wird in modernen Papier- oder Kartonmaschinen die zugeführte Faser stoffsuspension zum Stoffauflauf möglichst genau geregelt.

Aus den beiden deutschen Offenlegungsschriften DE 197 36 047 A1 (PA 10611 DE) und DE 197 36 048 A1 (PA 10605 DE) der Anmelderin ist sowohl eine Regel vorrichtung als auch ein Regelverfahren bekannt, bei denen das Flächenge wichtslängsprofil der Papier- oder Kartonbahn über die Messung des Flächenge wichts der Papier- oder Kartonbahn und anschließender Drehzahlregulierung einer Förderpumpe in der Zuleitung zum Stoffauflauf geregelt wird.

Der Nachteil einer solchen Regelung besteht darin, daß die Regelung einerseits relativ träge ist und andererseits aufgrund der Trägheit des Schaufelrades der Förderpumpe nur relativ grobe Korrekturen möglich sind. Grob bedeutet in diesem Zusammenhang, daß durch die bisherige Regelung die Druckschwankungen Δp auf einen Bereich von 4% bis 3%, bestenfalls 2%, herunterzuregeln sind. Hierbei ist zu beachten, daß Druckschwankungen um so besser ausgeregelt werden kön nen, je größer ihre Zeitkonstante t, daß heißt der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Störungen, ist. Je kürzer die Störungen erfolgen, um so schlechter und weniger genau sind sie auszugleichen.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine Regelvorrichtung und ein Verfahren zur Verbesserung des Flächengewichtslängsprofiles durch Regelung des Druckes in einem mit der Stoffauflaufdüse eines Stoffauflaufes einer Papier- oder Karton maschine hydraulisch verbundenen Raum oder Kanal anzugeben, wel che/welches es erlaubt, eine sehr feine (zeitlich und absolut) und schnelle Kor rektur des Durchsatzes an Faserstoffsuspension durch einen Stoffauflauf vorzu nehmen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Vorrichtungsanspruches 1 und die Merkmale des Verfahrensanspruches 14 gelöst.

Die Erfinder haben erkannt, daß es möglich ist, die zeitlichen Schwankungen des Durchsatzes an Faserstoffsuspension durch einen Stoffauflauf sehr feinfühlig da durch zu beeinflussen, daß ein Regelkreis zwischen dem gemessenen Druck in einem mit der Stoffauflaufdüse verbunden Raum, also zum Beispiel im Stoffauf lauf selbst, insbesondere in der Stoffauflaufdüse, oder in einer Zuleitung der Fa serstoffsuspension in den Stoffauflauf oder vor einer Drosselvorrichtung in der weiteren Ableitung aus der Verteilvorrichtung, aufgebaut wird. Bei dem hierbei betrachteten Druck, genauer gesagt den Druckschwankungen, kann sowohl der Gesamtdruck, bestehend aus dem dynamischen und statischen Druck, oder der statische Druck alleine oder auch der statische Druck zusammen mit einem nach Bernoulli berechneten dynamischen Druck verwendet werden. Die zeitlichen Druckschwankungen sind sowohl im Gesamtdruck, als auch im dynamischen und im statischen Druckanteil erkennbar, meßbar und zur Regelung verwendbar. Ein bevorzugter Ort zur Druckmessung ist naturgemäß die Stoffauflaufdüse selbst, jedoch können Messungen in der gesamten Versorgung mit Faserstoffsuspension des Stoffauflaufes oder an sonstigen mit der Stoffauflaufdüse hydraulisch gekop pelten Räumen genutzt werden. Der Raum, in dem der Druck konstant gehalten werden soll, ist vorzugsweise die Stoffauflaufdüse selbst. Jedoch kann aufgrund der hydraulischen Verbindung auch ein sonstiger Raum im Bereich des Stoffauf laufes, wie zum Beispiel die Verteilvorrichtung oder die Zuleitung der Faserstoff suspension nach einem Förderaggregat oder die weitere Ableitung aus der Ver teilvorrichtung vor einer Drosselvorrichtung hierzu verwendet werden.

Demgemäß schlagen die Erfinder vor, eine Regelvorrichtung zur Regelung, vor zugsweise zur Feinregelung, des Druckes in einem mit einer Stoffauflaufdüse eines Stoffauflaufes einer Papier- oder Kartonmaschine hydraulisch verbundenen Raum, mit mindestens einer Zuleitung für eine Faserstoffsuspension, mindestens einer Verteilvorrichtung für die Faserstoffsuspension und mindestens einer Ab leitung für die überschüssige Faserstoffsuspension aus der Verteilvorrichtung (Rezirkulationsleitung) dahingehend weiterzuentwickeln, daß mindestens ein Sen sor zur Messung des Druckes in dem mit der Stoffauflaufdüse hydraulisch ver bundenen Raum vorgesehen ist und sich in der mindestens einen Zuleitung min destens eine von dem mindestens einen Sensor beaufschlagte und drehzahlge regelte Pumpe (Stoffauflaufpumpe) befindet, die durch Änderung ihrer Drehzahl den zeitlichen Verlauf des Druckes in der Stoffauflaufdüse regelt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß mittels einer kostengünstigen Baueinheit in Form einer dreh zahlgeregelten Pumpe die Durchflußmenge in der Zuleitung zur Stoffauflaufdüse und damit der in der Stoffauflaufdüse herrschende Druck und dessen zeitlicher Verlauf bei konstanten Querschnitten geregelt werden kann.

Als Meßort für den Sensor zur Druckmessung eignet sich besonders die Stoffauf laufdüse, jedoch auch die Zuleitung, die Ableitung (Rezirkulationsleitung) oder die Verteilvorrichtung.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn sich in der mindestens einen Verteilvorrichtung und/oder mindestens einen Zuleitung mindestens eine weitere Ableitung mit mindestens einer von dem mindestens einen Sensor beaufschlagten Drosselvorrichtung befindet, die durch Öffnen und Schließen den zeitlichen Verlauf des Druckes in der Stoffauflaufdüse regelt. Diese weitere Ableitung mit regelbarer Drosselvorrichtung in Form eines unterlagerten Regelkreises erbringt den Vorteil, daß sie bei naher Anbringung am Einlauf in die Verteilvorrichtung sehr schnell und effektiv die überschüssige Faserstoffsuspen sion aus der Verteilvorrichtung abführt, und dies bei weiterhin niedrigen Investi tions- und Betriebskosten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein weiterer Sensor zur Messung des Druckes in der mindestens einen Verteilvorrichtung vorgesehen, wobei sich in der mindestens einen Verteilvorrichtung und/oder mindestens einen Zuleitung mindestens eine weitere Ableitung mit mindestens einer von dem min destens einen weiteren Sensor beaufschlagten Drosselvorrichtung befindet, die durch Öffnen und Schließen den zeitlichen Verlauf des Druckes in der Stoffauf laufdüse regelt. Durch diesen weiteren Sensor in der Verteilvorrichtung wird der gewünschte regelungstechnische Vorteil einer möglichst kurzen Totzeit durch einen unterlagerten Regelkreis mit eigenem Sensor bei geringen Kosten best möglichst erreicht.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung schlagen die Erfinder vor, daß im Regelkreises ein Zeitfilter vor gesehen ist, welches ausschließlich Störungen mit einer Zeitkonstante t von grö ßer gleich einer halben Sekunde, vorzugsweise größer gleich einer Sekunde, zur Feinregelung zuläßt. Als Zeitkonstante t wird der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Störungen angesehen, die sowohl periodisch als auch sto chastisch erfolgen können.

Vorteilhaft ist die Auswahl einer sehr feinfühligen Drosselvorrichtung, zum Beispiel einem speziellen, an sich bekannten Drosselventil, insbesondere einem Stellven til, welches zwar die Durchflußmenge in einem gewissen Bereich sehr feinfühlig regelt, jedoch keine vollständige Abregelung ermöglicht. In diesem Zusammen hang wird beispielsweise auf die Patentanmeldungen DE 43 05 688 A1 (PA 04956 DE) und DE 44 02 515 A1 (PA 10048 DE) der Anmelderin verwiesen.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann die an sich be kannte Verteilvorrichtung ein Quer- oder Zentralverteiler sein. Ferner kann die er findungsgemäße Regelvorrichtung einem allseits bekannten Ein- oder Mehr schichtstoffauflauf zugeordnet sein.

Durch diese erfindungsgemäße Feinregelung wird erreicht, daß - aufgrund der bis jetzt durchgeführten Versuche - anstelle der derzeit üblichen, nicht mehr auszu regelnden Druckschwankungen im Bereich von 3% bis 4%, bestenfalls 2%, nun maximale Druckschwankungen im Bereich von ±1%, häufig ±0,5%, und teil weise sogar nur ±0,3%, zu realisieren sind.

Betrachtet man die Wechselbeziehung der Zeitkonstante t der Störungen und der maximal noch auftretenden Druckschwankungen Δp vom mittleren Gesamtdruck p im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Feinregelung, so wurden in der Praxis folgendes Ergebnisse erreicht:
bei 1,0 s ≧ t < 0,5 s ist Δp ≧ 1,5%,
bei 2,0 s ≧ t < 1,0 s ist Δp ≧ 1,0%,
bei 4,0 s ≧ t < 2,0 s ist Δp ≧ 0,5%,
bei t < 4,0 s ist Δp ≧ 0,3%.

Entsprechend dem Erfindungsgedanken schlagen die Erfinder weiterhin ein Ver fahren zur Regelung, vorzugsweise Feinregelung, des Druckes in einem mit einer Stoffauflaufdüse eines Stoffauflaufes einer Papier- oder Kartonmaschine hydrau lisch verbundenen Raum, mit mindestens einer Zuleitung für eine Faserstoffsus pension, mindestens einer Verteilvorrichtung für die Faserstoffsuspension und mindestens einer Ableitung für die überschüssige Faserstoffsuspension aus der Verteilvorrichtung (Rezirkulationsleitung) vor, welches die folgenden Verfahrens schritte aufweist: Messung des Druckes in mindestens einem mit der Stoffauflauf düse hydraulisch verbundenen Raum, vorzugsweise in der Stoffauflaufdüse und Regelung der Drehzahl der mindestens einen in der Zuleitung für die Faserstoff suspension angebrachten Pumpe (Stoffauflaufpumpe) in Abhängigkeit vom ge messenen Druck.

Der zu regelnde Druck liegt beispielsweise in der Zuleitung, der Verteilvorrichtung, der Rezirkulationsleitung oder vorzugsweise in der Stoffauflaufdüse. Als Meßort für den Sensor zur Druckmessung eignet sich besonders die Stoffauflaufdüse, jedoch auch die Zuleitung, die Ableitung (Rezirkulationsleitung) oder die Verteil vorrichtung.

Eine besonders vorteilhaftes Verfahren der Erfindung ergibt sich, wenn der zeit liche Verlauf des Druckes in der Stoffauflaufdüse auch durch Öffnen und Schlie ßen mindestens einer in mindestens einer weiteren, in der mindestens einen Ver teilvorrichtung und/oder mindestens einen Zuleitung integrierten Ableitung ange brachten Drosselvorrichtung, die von dem mindestens einen Sensor beaufschlagt wird, geregelt wird. Dieses Verfahren mit Benutzung einer weiteren Ableitung mit regelbarer Drosselvorrichtung in Form eines unterlagerten Regelkreises erbringt den Vorteil, daß sie bei naher Anbringung am Einlauf in die Verteilvorrichtung sehr schnell und effektiv die überschüssige Faserstoffsuspension aus der Verteil vorrichtung abführt.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren sieht vor, daß der zeitliche Verlauf des Druckes in der Stoffauflaufdüse auch durch Öffnen und Schließen min destens einer in mindestens einer weiteren, in der mindestens einen Verteilvor richtung und/oder mindestens einen Zuleitung integrierten Ableitung angebrachten Drosselvorrichtung, die von mindestens einem weiteren, in der mindestens einen Verteilvorrichtung angebrachten Sensor beaufschlagt wird, geregelt wird. Hier durch ergibt sich der regelungstechnische Vorteil einer möglichst kurzen Totzeit durch einen unterlagerten Regelkreis mit eigenem Sensor bei geringen Kosten.

Eine weitere vorteilhafte Weiterentwicklung des Verfahrens sieht vor, daß von der Feinregelung ausschließlich Störungen mit einer Zeitkonstante t von größer gleich einer halben Sekunde, vorzugsweise einer Sekunde, geregelt werden.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, daß die vorgeschlagene Regelung sowohl im Zusammenhang mit Einschicht- als auch Mehrschichtstoffaufläufen einzusetzen ist. Weiterhin kann die verwendete Verteilvorrichtung in der Zuleitung für die Fa serstoffsuspension sowohl ein Quer- als auch ein Zentralverteiler sein, wie er bei den modernen Papier- oder Kartonmaschinen, die nach Verdünnungsprinzips ar beiten, zur Regelung des Flächengewichts- und Faserorientierungsquerprofils verwendet wird. Hierbei kann die Verteilvorrichtung sowohl für die Faserstoffsus pension als auch für das Siebwasser mit der erfindungsgemäßen Regelung aus gestattet werden.

Weiterhin ist darauf hinzuweisen, daß das oben angegebenen Zeitfilter in an sich bekannter Weise elektronisch oder durch entsprechende Computerprogramme realisiert werden können.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachstehend noch zu er läuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombi nation, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellen dar:

Fig. 1: Druckregelung am Stoffauflauf mit einer drehzahlgeregelten Pumpe in der Zuleitung;

Fig. 1a: Druckregelung am Stoffauflauf mit einer drehzahlgeregelten Pumpe in der Zuleitung und mit einer weiteren Ableitung in der Verteilvorrichtung;

Fig. 1b: Druckregelung am Stoffauflauf mit einer drehzahlgeregelten Pumpe in der Zuleitung und mit einer weiteren Ableitung in der Verteilvorrichtung mit getrenntem Sensor;

Fig. 2: Druckregelung am verdünnungswassergeregelten Stoffauflauf in der Verteilvorrichtung für die Faserstoffsuspension mit einer drehzahlge regelten Pumpe in der Zuleitung für die Faserstoffsuspension, in der Verteilvorrichtung für das Siebwasser und mit einer weiteren Ablei tungen in den beiden Verteilvorrichtungen mit getrennten Sensoren;

Fig. 3: Druckregelung am verdünnungswassergeregelten Stoffauflauf mit einem Zentralverteiler und mit einer weiteren Ableitung im Zentralver teiler.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Regelvorrichtung am Beispiel eines Stoffauflaufes 1, bestehend aus einer Verteilvorrichtung 2 in Form eines Quer verteilers 3, einem in Maschinenlaufrichtung folgenden Turbulenzerzeuger 4 und einer Stoffauflaufdüse 5, die die Faserstoffsuspension 100 maschinenbreit auf ein nicht dargestelltes Sieb oder zwischen zwei nicht dargestellte Siebe verteilt. Fer ner ist an der Verteilvorrichtung 2 endseitig mindestens eine Ableitung 6 (Rezirkulationsleitung) angebracht, durch welche die in der Verteilvorrichtung 2 unter Umständen überschüssig vorhandene Faserstoffsuspension 100 abgeführt wird; die Ableitung 6 kann auch aus mehreren kleinen Ableitungskanälen be stehen, deren Durchflußquerschnitte und damit die Durchflußmengen einzeln, in Gruppen oder in ihrer Gesamtheit gesteuert bzw. geregelt, beispielsweise durch ein manuell betätigtes Handventil oder, wie in Fig. 1 dargestellt, durch ein ange steuertes Stellventil, werden können. Die Faserstoffsuspension 100, die als Pfeil 7 dargestellt ist, tritt durch eine Zuleitung 8, in der eine drehzahlgesteuerte Pumpe 9 (Stoffauflaufpumpe) angeordnet ist, in den Querverteiler 3 ein und wird zum größten Teil über den Turbulenzerzeuger 4 zur Stoffauflaufdüse 5 geführt, in der sie einen Druck erzeugt. Der Druck, insbesondere eine zeitliche Änderung des Druckes, wird über einen Sensor 10 gemessen und als Meßgröße an die beiden hintereinander geschalteten Regeleinheiten 11 und 12 (PIC und SIC) weiterge leitet, welche nach den Gesetzmäßigkeiten eines an sich bekannten Regelkreises eine eventuelle Korrektur an der Drehzahl der drehzahlgesteuerten Pumpe 9 vor nehmen und somit die Fördermenge an Faserstoffsuspension und die damit herr schenden zeitlichen Drücke im Stoffauflauf bei unveränderten Querschnitten be stimmen.

Soll erreicht werden, daß sowohl einen große Bandbreite des Regelbereiches und gleichzeitig auch eine hohe Feinfühligkeit der Regelung um einen vorgegebenen Mittelwert möglich ist, so ist die Ausführung einer der beiden nachfolgenden Fig. 1a und 1b besonders vorteilhaft.

Die Fig. 1a zeigt eine Regelung entsprechend der Fig. 1, jedoch ist zusätzlich neben der drehzahlgeregelten Pumpe 9 in der als Querverteiler 3 ausgeführten Verteilvorrichtung 2 eine weitere Ableitung 13 angebracht, deren Durchflußmenge mittels einer Drosselvorrichtung 14 geregelt wird. Die Drosselvorrichtung 14 erhält ihre Regelgrößen direkt von den beiden hintereinander geschalteten Regelein heiten 11 und 12 (PIC und SIC), die, wie bereits oben erwähnt, ihre Meßgrößen wiederum von dem Sensor 10, der in der Stoffauflaufdüse 5 des Stoffauflaufes 1 angebracht ist, erhält. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Grobregelung des Druckes in der Stoffauflaufdüse 5 durch die drehzahlgeregelte Pumpe 9 vorge nommen, während die Feinregelung ausschließlich über die Drosselvorrichtung 14 in der weiteren Ableitung 13 verwirklicht ist. Als Grobregelung werden hierbei Schwankungen in größeren Zeitabständen von z. B. 1,5 Sekunden angesehen, während die Feinregelung sich der in kurzem Abstand erfolgenden Schwan kungen (< 1,5 s) annimmt. Die in der Ableitung 6 der Verteilvorrichtung 2 ange brachte Steuer- bzw. Regelvorrichtung für die Durchflußmenge an überschüssiger Faserstoffsuspension 100 ist in dieser Figur als manuell betätigtes Handventil ausgeführt; die Ableitungen 6 können auch wie in Fig. 1 beschrieben ausgeführt sein. Es sein noch angemerkt, daß die Faserstoffsuspension 100, die als Pfeil 7 dargestellt ist, durch eine Zuleitung 8, in der eine drehzahlgesteuerte Pumpe 9 (Stoffauflaufpumpe) angeordnet ist, in den Querverteiler 3 eintritt.

Die Fig. 1b zeigt eine Regelung entsprechend der Fig. 1, jedoch ist zusätzlich neben der drehzahlgeregelten Pumpe 9 in der als Querverteiler 3 ausgeführten Verteilvorrichtung 2 eine weitere Ableitung 13 angebracht, deren Durchflußmenge mittels einer Drosselvorrichtung 14 geregelt wird. Die Drosselvorrichtung 14 erhält ihre Regelgrößen direkt von einer der Regeleinheit 15 (PIC), die ihre Meßgrößen von einem Sensor 16, der in der Verteilvorrichtung 2 des Stoffauflaufes 1 ange bracht ist, erhält. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Grobregelung des Druckes in der Stoffauflaufdüse 5 durch die bereits oben beschriebene drehzahl geregelte Pumpe 9 samt Regelkreiskomponenten (an der Stoffauflaufdüse 5 an gebrachter Sensor 10, Regeleinheiten 11 und 12) vorgenommen, während die Feinregelung ausschließlich über die Drosselvorrichtung 14 in der weiteren Ab leitung 13 verwirklicht ist. Als Grobregelung werden hierbei Schwankungen in größeren Zeitabständen von z. B. 1,5 Sekunden angesehen, während die Fein regelung sich der in kurzem Abstand erfolgenden Schwankungen (< 1,5 s) an nimmt. Die Ableitung 6 kann, wie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt und be schrieben, ausgeführt sein.

Die Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Druckregelung an einem verdünnungs wassergeregelten Stoffauflauf 1 mit einer Verteilvorrichtung 2.1 für die Faserstoff suspension 100 und einer Verteilvorrichtung 2.2 für das Siebwasser 101 als Ver dünnungsstrang. Wie bereits in Fig. 1 beschrieben, wird Faserstoffsuspension 100, die als Pfeil 7.1 dargestellt ist, durch die Zuleitung 8.1 und die drehzahlge steuerte Pumpe 9.1 (Stoffauflaufpumpe) der Verteilvorrichtung 2.1 zugeführt, wo hingegen das Siebwasser 101, das als Pfeil 7.2 dargestellt ist, durch die Zuleitung 8.2 und die drehzahlgesteuerte Pumpe 9.2 der Verteilvorrichtung 2.2 zugeführt wird. Zwischen der Verteilvorrichtung 2.1 und dem Turbulenzerzeuger 4 sind ein zelne Zufuhrleitungen 17.1-17.4 für die Faserstoffsuspension und entsprechende Zufuhrleitungen 18.1-18.4 für die aus der Verteilvorrichtung 2.2 kommenden Siebwasserstränge (Verdünnungswasserstränge) angebracht, die ebenfalls mittels einer hier nicht dargestellte Querprofilregelung geregelt sind.

Der Druck, insbesondere eine zeitliche Änderung des Druckes, wird, wie auch be reits in Fig. 1 erläutert, über einen Sensor 10 in der Stoffauflaufdüse 5 gemessen und als Meßgröße an die beiden hintereinander geschalteten Regeleinheiten 11, 12.1 (PIC und SIC) weitergeleitet, welche nach den Gesetzmäßigkeiten eines an sich bekannten Regelkreises eine eventuelle Korrektur an der Drehzahl der dreh zahlgesteuerten Pumpe 9.1 vornehmen und somit die Fördermenge an Faser stoffsuspension 100 und die damit herrschenden zeitlichen Drücke im Stoffauflauf bei unveränderten Querschnitten bestimmen. Entsprechend wird in der Zuleitung 8.2 die Durchflußmenge an Siebwasser 101 mittels eines Durchflußmessers 20 gemessen und als Meßgröße an die beiden hintereinander geschalteten Re geleinheiten 12.2 und 12.3 (FIC und SIC) weitergeleitet, welche, wie bereits so eben für die Faserstoffsuspension 100 beschrieben, nach den Gesetzmäßigkeiten eines an sich bekannten Regelkreises eine eventuelle Korrektur an der Drehzahl der drehzahlgesteuerten Pumpe 9.2 vornehmen und somit die Fördermenge an Siebwasser 101 bestimmen.

In Fig. 2 ist weiterhin erkennbar, daß an den als Querverteiler 3 ausgebildeten Verteilvorrichtungen 2.1 und 2.2 mindestens je eine weitere Ableitung 13.1 und 13.2 angebracht sind, deren Durchflußmengen mittels einer jeweiligen Drosselvor richtung 14.1 und 14.2 geregelt werden können. Die Drosselvorrichtung 14.1 und 14.2 erhalten ihre Regelgrößen direkt von jeweiligen Regeleinheiten 15.1 und 15.2 (PIC), die ihre Meßgrößen von ihnen zugehörigen Sensor 16.1 und 16.2, die wie derum in ihren Verteilvorrichtungen 2.1 und 2.2 des Stoffauflaufes 1 angebracht sind, erhalten. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Grobregelung des Druckes in der Stoffauflaufdüse 5 durch die bereits oben beschriebenen drehzahlgere gelten Pumpe 9.1 samt Regelkreiskomponenten (an der Stoffauflaufdüse 5 ange brachter Sensor 10, Regeleinheiten 11 und 12.1) vorgenommen, während die Feinregelungen ausschließlich über die Drosselvorrichtungen 14.1 und 14.2 in den weiteren Ableitungen 13.1 und 13.2 verwirklicht sind.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere, moderne Variante eines Faserstoffsuspensionszu führungssystems für einen Stoffauflauf 1 mit einem Zentralverteiler 19 und der erfindungsgemäßen Regelung ähnlich der Fig. 1b. Zum Unterschied wird hier jedoch die zugeführte Faserstoffsuspension 100, die als Pfeil 7 dargestellt ist, durch eine Zuleitung 8 einem Zentralverteiler 19 aufgegeben und von dort aus über eine Vielzahl von Zuführungen 17.1 bis 17.5, die durch eine hier nicht darge stellte Querprofilregelung geregelt werden, in den Stoffauflauf 1 geleitet. Außer dem sind je Zuführung 17.1 bis 17.5 geregelte Siebwasserzuführungen 18.1 bis 18.5 dargestellt, welche ebenfalls an die Querprofilregelung angeschlossen sind und in an sich bekannter Weise das Querprofil der produzierten Papier- oder Kartonbahn einstellen. Wie bereits in Fig. 1b in detaillierter Weise beschrieben, wird die Grobregelung durch eine in der Zuleitung 8 angebrachte drehzahlge regelte Pumpe 9 samt Regelkreiskomponenten (an der Stoffauflaufdüse 5 ange brachter Sensor 10, Regeleinheiten 11 und 12) vorgenommen, während die Fein regelung aufgrund des im Zentralverteiler 19 mittels eines Sensors 16 gemes senen Druckes ausschließlich über die in der weiteren Ableitung 13 angebrachte und von der Regeleinheit 15 angesteuerte Drosselvorrichtung 14 verwirklicht ist. In der Ableitung 6 ist ein Ventil angebracht, daß in bekannter Weise als Handventil (manuelle Betätigung) oder als Stellventil (Betätigung mittels eines Regelkreises) ausgeführt sein kann.

Durch diese oben dargestellten Ausgestaltungen der Regelung ist es möglich, in beiden Regelkreisen verhältnismäßig einfache drehzahlgeregelte Pumpen und Drosselventile einzusetzen und trotzdem eine hohe Regelgüte zu erreichen.

Zusätzlich ist durch diese Erfindung insgesamt eine Regelvorrichtung und ein Verfahren zur Regelung des Druckes in der Stoffauflaufdüse eines Stoffauflaufes einer Papier- oder Kartonmaschine dargestellt, welche es erlauben, eine sehr feine Korrektur des Druckes in der Stoffauflaufdüse und damit des Durchsatzes an Faserstoffsuspension durch einen Stoffauflauf vorzunehmen.

Bezugszeichenliste

1

Stoffauflauf

2

,

2.1

,

2

,

2

Verteilvorrichtung

3

Querverteiler

4

Turbulenzerzeuger

5

Stoffauflaufdüse

6

Ableitung (Rezirkulationsleitung)

7

,

7.1

,

100

Faserstoffsuspension

7.2

,

101

Siebwasser

8

,

8.1

;

8.2

Zuleitung

9

,

9.1

,

9.2

Drehzahlgesteuerte Pumpe

10

,

16

,

16.1

,

16.2

Sensor

11

,

15

,

15.1

,

15.2

Regeleinheit (PIC)

12

,

12.1

,

12.3

Regeleinheit (SIC)

12.2

Regeleinheit (FIC)

13

,

13.1

,

13.2

Weitere Ableitung

14

,

14.1

,

14.2

Drosselvorrichtung

17.1-17.5

Zufuhrleitungen für die Faserstoffsuspensionen

18.1-18.5

Zufuhrleitungen für die Siebwasserstränge

19

Zentralverteiler

20

Durchflußmesser

Claims

1. Regelvorrichtung zur Regelung, vorzugsweise zur Feinregelung, des Druckes in einem mit einer Stoffauflaufdüse (5) eines Stoffauflaufes (1) einer Papier- oder Kartonmaschine hydraulisch verbundenen Raum, mit min destens einer Zuleitung (8) für eine Faserstoffsuspension (100), mindestens einer Verteilvorrichtung (2) für die Faserstoffsuspension (100) und min destens einer Ableitung (6) für die überschüssige Faserstoffsuspension (100) aus der Verteilvorrichtung (Rezirkulationsleitung) (2), dadurch ge kennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (10) zur Messung des Druckes in dem mit der Stoffauflaufdüse (5) hydraulisch verbundenen Raum vorge sehen ist und sich in der mindestens einen Zuleitung (8) mindestens eine von dem mindestens einen Sensor (10) beaufschlagte und drehzahlge regelte Pumpe (Stoffauflaufpumpe) (9) befindet, die durch Änderung ihrer Drehzahl den zeitlichen Verlauf des Druckes in der Stoffauflaufdüse (5) regelt.

2. Regelvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß min destens ein Meßort des mindestens einen Sensors (10) in der Stoffauflauf düse (5) selbst liegt.

3. Regelvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 2, da durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Meßort des mindestens einen Sensors (10) in der mindestens einen Zuleitung (8) liegt.

4. Regelvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Meßort des mindestens einen Sensors (10) in der mindestens einen Ableitung (Rezirkulationsleltung) (6) liegt.

5. Regelvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Meßort des mindestens einen Sensors (10) in der mindestens einen Verteilvorrichtung (2) liegt.

6. Regelvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß sich in der mindestens einen Verteilvorrichtung (2, 2.1, 2.2) und/oder mindestens einen Zuleitung (8, 8.1, 8.2) mindestens eine weitere Ableitung (13, 13.1, 13.2) mit mindestens einer von dem min destens einen Sensor (16, 16.1, 16.2) beaufschlagten Drosselvorrichtung (14, 14.1, 14.2) befindet, die durch Öffnen und Schließen den zeitlichen Verlauf des Druckes in der Stoffauflaufdüse (5) regelt.

7. Regelvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Sensor (16, 16.1, 16.2) zur Messung des Druckes in der mindestens einen Verteilvorrichtung (2, 2.1, 2.2) vorgesehen ist und sich in der mindestens einen Verteilvor richtung (2, 2.1, 2.2) und/oder mindestens einen Zuleitung (8, 8.1, 8.2) min destens eine weitere Ableitung (13, 13.1, 13.2) mit mindestens einer von dem mindestens einen weiteren Sensor (16, 16.1, 16.2) beaufschlagten Drosselvorrichtung (14, 14.1, 14.2) befindet, die durch Öffnen und Schließen den zeitlichen Verlauf des Druckes in der Stoffauflaufdüse (5) regelt.

8. Regelvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß ein Zeitfilter vorgesehen ist, welches aus schließlich Störungen mit einer Zeitkonstante t von größer gleich einer hal ben Sekunde, vorzugsweise einer Sekunde, zur Feinregelung zuläßt.

9. Regelvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der weiteren Ableitung (13) ein Stellventil vorgesehen ist.

10. Regelvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Verteilvorrichtung (2) ein Querverteiler (3) ist.

11. Regelvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Verteilvorrichtung (2) ein Zentralverteiler (19) ist.

12. Regelvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einem Einschichtstoffauflauf zugeordnet ist.

13. Regelvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einem Mehrschichtstoffauflauf zugeord net ist.

14. Verfahren zur Regelung, vorzugsweise zur Feinregelung, des Druckes in einem mit einer Stoffauflaufdüse (5) eines Stoffauflaufes (1) einer Papier- oder Kartonmaschine hydraulisch verbundenen Raum, mit mindestens einer Zuleitung (8) für eine Faserstoffsuspension (100), mindestens einer Verteil vorrichtung (2) für die Faserstoffsuspension (100) und mindestens einer Ab leitung (6) für die überschüssige Faserstoffsuspension (100) aus der Verteil vorrichtung (Rezirkulationsleitung) (2), wobei das Verfahren mindestens die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

1. 14.1. Messung des Druckes in mindestens einem mit der Stoffauflaufdüse (5) hy draulisch verbundenen Raum, vorzugsweise in der Stoffauflaufdüse (5),
2. 14.2. Regelung der Drehzahl der mindestens einen in der Zuleitung (8) für die Fa serstoffsuspension (100) angebrachten Pumpe (Stoffauflaufpumpe) (9) in Abhängigkeit vom gemessenen Druck.

15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Stoffauflaufdüse (5) gemessen wird.

16. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der mindestens einen Zuleitung (8) ge messen wird.

17. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der mindestens einen Ableitung (Rezirkulationsleitung) (6) gemessen wird.

18. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der mindestens einen Verteilvorrichtung (2) gemessen wird.

19. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Verlauf des Druckes in der Stoffauflauf düse (5) auch durch Öffnen und Schließen mindestens einer in mindestens einer weiteren, in der mindestens einen Verteilvorrichtung (2, 2.1) und/oder mindestens einen Zuleitung (8, 8.1) integrierten Ableitung (13, 13.1) ange brachten Drosselvorrichtung (14, 14.1), die von dem mindestens einen Sen sor (10) beaufschlagt wird, geregelt wird.

20. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Verlauf des Druckes in der Stoffauflauf düse (5) auch durch Öffnen und Schließen mindestens einer in mindestens einer weiteren, in der mindestens einen Verteilvorrichtung (2, 2.1, 2.2) und/oder mindestens einen Zuleitung (8, 8.1, 8.2) integrierten Ableitung (13, 13.1, 13.2) angebrachten Drosselvorrichtung (14, 14.1, 14.2), die von min destens einem weiteren, in der mindestens einen Verteilvorrichtung (2, 2.1, 2, 2) angebrachten Sensor (16, 16.1, 16.2) beaufschlagt wird, geregelt wird.

21. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß von der Feinregelung ausschließlich Störungen mit einer Zeitkonstante t von größer gleich einer halben Sekunde, vorzugsweise einer Sekunde, geregelt werden.

22. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der weiteren Ableitung (13) durch ein Stellventil vorgenommen wird.

23. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Verteilvorrichtung (2) mindestens ein Querverteiler (3) für die Faserstoffsuspensionszuführung und/oder für eine gegebenenfalls vorhandene Siebwasserzuführung verwendet wird.

24. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Verteilvorrichtung (2) mindestens ein Zentralver teiler (19) für die Faserstoffsuspensionszuführung und/oder für eine ge gebenenfalls vorhandene Siebwasserzuführung verwendet wird.

25. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß es auf einen Einschichtstoffauflauf angewendet wird.

26. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß es auf einen Mehrschichtstoffauflauf angewendet wird.