DE2649458B2 - Stoffzuführung für den Stoffauflauf einer Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoffzuführung für den Stoffauflaufkasten einer Papiermaschine mit einer eingangsseitig an eine Förderpumpe und einer ausgangsseitig an den Stoffauflaufkasten anschließbaren Rohrleitung, mit einer in die Rohrleitung eingesetzten Durchflußkammer, die über eine eine Wandung der Durchflußkammer bildende biegsame Membran gegenüber einer Druckkammer abgetrennt ist, die unter Druckluft steht, und mit einem gesteuerten Abblaseventil mit bis außerhalb der Druckkammer geführter Abluftleitung und mit der Druckkammer kommunizierender Eingangsöffnung zum Aufrechterhalten und Ändern der Druckluft in der Druckkammer, das in Abhängigkeit von den sich bei Druckschwankungen in der Durchflußkammer einstellenden Bewegungen der Membran betätigt ist in dem Sinne, daß bei Druckabfall im Papierstoff innerhalb der Durchflußkammer die gert wird und umgekehrt

Der Stand der Technik trägt insoweit der Erkenntnis Rechnung, daß zur Erhöhung der Papierqualität Ungleichmäßigkeiten vermieden werden müssen, die aufgrund plötzlicher Druckschwankungen oder Druckwellen in dem Papierstoffstrom hervorgerufen werden. Solche Druckstöße oder -Schwankungen sind beispielsweise auf normale Vibrationen und Druckstöße der Stoffpumpe zurückzuführen, wie sie auch durch Reinigungsvorrichtungen, Filtersiebe, Resonanzerscheinungen im Zuführungssystem, Ventile oder andere Bauteile eingeführt werden können, die innerhalb des Zuführungssystems benötigt werden. Wenn diese Druckschwankungen und Druckstöße nicht verringert oder vermindert werden, können sie Abweichungen im Papier-Grundgewicht verursachen, insbesondere in Arbeitsrichtung de.· Maschine, möglicherweise auch in deren Querrichtung.

In mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Papiermaschinen kann das Phänomen der hydraulischen Druckwellen und -Schwankungen nicht durch die Konstruktion im voraus beherrscht werden. Fernerhin können optimale Betriebsbedingungen mit nur minimalen hydrdraulischen Druckänderungen auftreten, wenn die vorliegenden Betriebsbedingungen wie der gegenwärtige hydraulische Druck, die Fließgeschwindigkeit und die Beschaffenheit des Papierstoffes diese optimale Betriebsweise begründen. Mit einer Änderung einer jeden dieser Einflußgrößen kann jedoch das Phänomen der Druckwellen und -Schwankungen wieder auftreten.

Bei der in der eingangs genannten US-PS 31 30 751 beschriebenen Stoffzuführung verursachen Druckschwankungen innerhalb des Papierstoffes Bewegungen der Membran, die durch die Kompressibilität der in der Druckkammer befindlichen Druckluft gedämpft werden. Zusätzlich ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die zum Aufrechterhalten und Ändern der Druckluft in der Druckkammer in Abhängigkeit von den sich einstellenden Bewegungen der Membran dient in dem Sinne, daß bei Druckabfall im Papierstoff innerhalb der Rohrleitung die Druckluft in der Druckkammer vorübergehend verringert wird und umgekehrt. Die Steuereinrichtung besteht dabei aus einem Zwei-Wege-Ventil als Abblaseventil mit federbelastetem Ventilschieber, der über eine von der Membran getragene Stange mit Nocken betätigt wird und die Druckkammer entweder mit einer außerhalb der Druckkammer geführten Abluftleitung oder mit der Druckquelle verbindet, wenn im Papierstoff Druckschwankungen auftreten.

Diese Art der Steuereinrichtung ist aufwendig und in der Empfindlichkeit bzw. Anpsrechzeit beeinträchtigt dadurch, daß bei den Bewegungen des Ventilschiebers eine Federkraft und Gleitreibung zu überwinden ist, wie

^r)5 auch die mit der Membran verbundene Stange mit Nocken durch die Masse eine gewisse Trägheit in das Steuersystem einführt.

Ausgehend von einer Stoffzuführung nach dem durch die US-PS 3130 751 bekanntgewordenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Steuerung zu vereinfachen und ihre Empfindlichkeit zu steigern. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Abblaseventil aus der Abluftleitung mit einer der Membran dicht gegcnüber-

fe¹) liegenden Eingangsölfnung besteht. Hierdurch wird gegenüber dem Stand der Technik ein schk'berloscs Abblaseventil geschaffen, das hinsichtlich de· Drucksteuerun? innerhalh der Drückkammer kurze An-

Sprechzeiten und damit eine höhere Empfindlichkeit mit sich bringt Der Umstand, daß im Normalzustand durch das Abblaseventil ein ständiger Luftstrom geht, fördert nicht nur die Empfindlichkeit der Drucksteuerung, die normalerweise über einen Drosselvcrgang vor sich geht, vielmehr wird darüber hinaus auch eine gewisse Glättung und Dämpfung des Steuervorganges erzielt

Die mit einer in die Rohrleitung eingesetzte Durchflußkammer behaftete Stoffzuführung gemäß der Erfindung Vann stets nachträglich in eine bestehende Rohrleitung eingebaut werden. Die Membran erstreckt sich dabei vorteilhafterweise über die volle Breite der einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Durchflußkammer. Die Membran bietet dann nicht nur eine genügend große beaufschlagte Fläche, sondern führt auch zu einer genügend großen Druckkammer, um eine genügend große Nachgiebigkeit der Membran sicherzustellen. Je schneller und leichter die Membran auf Druckschwankungen reagiert, umso wirkungsvoller ist sie.

Die Erfindung umfaßt ferner in Weiterbildung Mittel zur Dämpfung der Luftbewegung innerhalb der Druckkammer bei sich ändernder Wirkungsweise des Abblaseventils, um etwaige Obersteuerungen bei starken Druckstößen zu vermeiden, wie in den Patentansprüchen 3 und 4 angegeben. Hierbei wird über die Teilung der Druckluftkammer in Teilkamriern und die Anordnung einer den Luftstrom zwischen diesen Kammerteilen dämpfenden Trennwand eine wirksame Steuerung der Druckwellen erhalten, ohne daß die Gefahr besteht, daß Druckschwankungen eingeführt werden aufgrund von Druckluftwellen oder Flattererscheinungen oder unstabilen Betriebsbedingungen. Zur Einstellung des Dämpfungsrades können in der dämpfenden Trennwand Durchbrüche vorgesehen sein, die durch Stopfen verschließbar sind (Patentanspruch 5).

Mit der Stoffzuführung gemäß der Erfindung kann ein großer Bereich von Druckfrequenzen beherrscht werden, wie er aus konstruktiven Gründen einem Zuführsystem für Papierstoff innewohnt Eine große Membranfläche geringer Masse fördert die Dämpfung und in Kombination mit der Dämpfung des Luftstromes zwischen den Kammerteilen der Druckluftkammer ist sie äußerst wirksam. Da nur ein einziges bewegliches Teil vorgesehen ist, nämlich die glatte und einen Teil der Durchflußkammer bildenden Membran, gibt es keine Vorsprünge oder Ausbuchtungen, in denen sich Fasern ansammeln könnten. Die Ventilteile sind ausschließlich der Luft ausgesetzt und benötigen somit keinerlei Wartung oder Reinigung. Letztlich führt die Kompensation der Druckwellen und -Schwankungen im Zuführsystem für den Papierstoff zu einem mehr gleichmäßigen Grundgewicht in der Papierbahn, zu einer verbesserten Faserverteilung und zu einer Reduktion an Ausflockung. Auf die Bahngeschwindigkeit braucht kein Einfluß mehr genommen zu werden, was ebenfalls die Gleichmäßigkeit des Produktes fördert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Papierstoff-Zuführung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine teilweise Seitenansicht der Zuführung,

Fig. 2 einen einen waagerechten Schnitt entlang der linie H-Il in Fig. 1

F i g. 3 einen vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie Ill-Ill in Fig. 1

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 2

ρίσ 5 ein? Rückensicht ππργ /n der I .inie V-V in Fig. l.und

F i g. 6 einen senkrechten Teilschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, verbindet eine Papierstotf-Zuführung 11 eine Stoffpumpe 10 zur Erzeugung des Förderdruckes mit einem Stoffauflaufkasten IZ Der Papierstoff fließt durch das Innere 20 der Rohrleitung, deren Teile lla und Ub über Zwischenstücke 13 und 14, in denen der kreisförmige Durchflußquerschnitt der

ίο Rohrleitung in eine Rechteckform umgewandelt wird, mit einem Gehäuse 16 zur Schwingungsdämpfung verbunden sind.

Das Gehäuse enthält eine Druckluftkammer 17

(Fig.3 und 4). Das Gehäuse kann aus verschiedenen Rahmentulen aufgebaut sein, damit es mit dem rechteckigen Querschnitt der Rohrleitung verbunden werden kann.

Die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung ist so ausgelegt, daß eine biegsame Membran 18 eine Wandung der rechteckigen Durchflußkammer 2 bildet, durch die der Papierstoff fließt. Die Membran 18 hat eine rechteckige Gestalt und bildet die gesamte Wandung, die von dem Papierstoff beaufschlagt wird. Die Membran ist über ihre gesamte Oberfläche durch Druckluft abgestützt und somit in der Lage, Druckstöße und -weifen im Papierstoff zu absorbieren. Die in der Druckluftkammer 17 enthaltene Luft stellt ein nachgiebiges, überall wirksames Druckkissen dar. Druckänderungen in dem durch die rechteckige Durchflußkammer 21 fließenden Papierstoff werden durch die nachgiebige Membran 18 absorbiert, und zwar bewegt sich die Membran 18 auf den Papierstoff zu, wenn der Druck abfällt, und sie bewegt sich von dem Papierstoff weg, wenn der Druck im Papierstoff ansteigt, so daß diese Druckschwankungen gedämpft werden. Um die Dämpfungswirkung zu verbessern und ein Flattern oder Pulsieren der Membran 18 z:u vermeiden, ist die Druckluftkammer 17 in ein erstes Tragteil 17a für die Membran und in ein zweites Anschlußteil 17b unterteilt.

Diese Kammerteile sind über eine als Mittel zur Dämpfung dienende Trennwand 19 voneinander getrennt, die einen luftdurchlässigen Dämmstoff wie beispielsweise Filz enthält und Druckluftwellen zwischen den beiden Kammerteilen verhindert. Die Trennwand 19 kann verschiedene Gestalt haben, um der Luft das Fließen zwischen den Kammerteilen 17a und YJb zu ermöglichen, jedoch soll sie schnelle Druckänderungen zwischen diesen Kammern verhindern. Wie dargestellt, besteht die Trennwand 19 aus einem Filz 19a, der zwischen gelochten Platten oder Sieben 196 und 19c eingebettet ist. Die gelochten Platten ihrerseits sind durch Tragplatten 23 und 24 verklammert, die mit Durchbrüchen 19dversehen sind-

Eine Beeinflussung der Dämpfung auf den zwischen den Kammerteilen 17a und 17ft möglichen Luftstrom kann dadurch erfolgen, daß Platten 23 und 24 mit Durchbrüchen anderer Größe eingesetzt werden oder ein anderer Filz mit anderer Charakteristik gewählt wird. Eine Änderung im Dämpfungseffekt kann auch durch wahlweises Verschließen der Durchbrüche 19d mittels Stopfen 24a während des Betriebes vorgenommen werden, die in die Durchbrüche hineinpassen und über deren Anzahl der insgesamt offene Durchgang zwischen den beiden Kammerteilen bestimmt werden

b5 kann.

Die Membran 18 besteht beispielsweise aus Gummi und ist an ihren Rändern luftdicht eingespannt. Für einen Rand ist in F i n. J ein AusführunEsbeispiel einer

Klemmvorrichtung 25 dargestellt, wogegen eine weitere Art der Einspannung an einem anderen Rand 26 dargestellt ist(Fig. 4).

Über einen Anschlußnippel 29 (Fig.5) wird in die Druckluftkammer 17 Luft eingelassen, um einen kontinuierlichen Zustrom bei einem vorher bestimmten Bezugsdruck aufrechtzuerhalten. Normalerweise wird ein kontinuierlicher Luftstrom in die Kammer unter dem Referenzdruck aufrechterhalten, wobei überschüssige Luft über ein Luft-Abblaseventil 30 aus der Kammer abgelassen werden kann. Es können zusätzliche öffnungen 27 und 28 für Ventile vorgesehen werden, die für ein willkürliches Ablassen der Druckluft schnell geöffnet werden können, falls eine Entlastung der Druckkammer 17 erforderlich ist.

Das Luft-Abblaseventil 30 wird durch die Membran 18 betätigt Zu diesem Zweck hat das Ventil eine Eingangsöffnung 32 (F i g. 6), die normalerweise gerade noch durch die Membran verschlossen ist, die gegen die öffnung 32 anliegt Ein zweites Abblaseventil 31, das ebenfalls durch die Membran gesteuert wird, kann zur Verbesserung der Druckluftsteuerung und als Reserve vorgesehen werden.

Während des Betriebes wird die Druckkammer 17 über den Anschlußnippel 29 Luft kontinuierlich eingeführt bis der Druck in der Druckkammer gleich dem Druck in der Durchflußkammer 21 auf der anderen Seite der Membran ist. Bei dieser Einstellung berührt die Membran 18 gerade den Kopf des Ventils 30, um die Eingangsöffnung 32 eben geschlossen zu halten. Jeder unbeabsichtigte Überdruck in der Druckluftkammer i7 löst eine Bewegung der Membran von der Eingangsöffnung 32 weg aus, so daß das Abblaseventil 30 Luft austreten läßt. Der Schaft des Abblaseventils führt in di< Atmosphäre, indem er eine Außenwandung de Gehäuses 16 durchgreift Auf diese Weise werdet Gleichgewichtsbedingungen und eine im Gleichgewich stehende Lage der Membran 18 wänrend des Betriebe! aufrechterhalten.

Hierdurch erfüllt die Membran 18 ihren Zweck, dii Druckluft innerhalb der Kammer 17 schnell zi verringern, wenn der Flüssigkeitsdruck in der Durch

ίο flußkammer 21 plötzlich abfällt. Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit und der Druck in dei Papierstoff-Zuführung so konstant wie möglich gehal ten. In ähnlicher Weise werden irgendwelche Druckstö ße und Druckzunahmen in der Durchflußkammer 21 di< Membran ίο aufblähen, wodurch sie gegen di« Druckkammer 17 gezwungen wird und die hierir enthaltene Luft komprimiert so daß der Druckstoi durch die Membran aufgenommen wird mit der Folge daß der Druck in der Papierstoff-Zuführung und die Strömungsgeschwindigkeit so gleichmäßig wie möglicl aufrechterhalten bleiben. Zur Dämpfung der Membran bewegungen sind zweckmäßig kreisförmige Stützglie der 35 aus Schaumstoff zwischen der Membran und dei Platte 23 angeordnet.

Die Luftzuführung zu dem Anschlußnippel 29 erfolg durch nicht dargestellte Mittel, die mit einem steuerba ren Druckregler versehen sind, so daß eine konstante Druckluft-Zuführung erhalten wird, die nur intermittie rend eintritt einen auf dem gewünschten Flüssigkeits druck basierenden Referenzdruck jedoch aufrechter hält. Die Luftzuführung ist nur bis zu diesen Referenzdruck konstant.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Stoffzuführung für den Stoffauflauf einer Papiermaschine mit einer eingangsseitig an eine Förderpumpe und einer ausgangsseitig an den Stoffauflaufkasten anschließbaren Rohrleitung, mit einer in die Rohrleitung eingesetzten Durchflußkammer, die über eine eine Wandung der Durchlußkammer bildende biegsame Membran gegenüber einer Druckkammer abgetrennt ist, die unter Druckluft steht, und mit einem gesteuerten Abblaseventil mit bis außerhalb der Druckkammer geführter Abluftleitung und mit der Druckkammer kommunizierender Eingangsöffnung zum Aufrechterhalten und Ändern des Luftdruckes in der Druckkammer, das in Abhängigkeit von den sich bei Druckschwankungen in der Durchflußkammer einstellenden Bewegungen der Membran betätigt ist in dem Sinne, daß bei Druckabfall im Papierstoff innerhalb der Durchflußkammer der Luftdruck in der Druckkammer vorübergehend verringert wird und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß das Abblaseventil (30) aus der Abluftleitung sowie einer der Membran (18) dicht gegenüberliegenden Eingangsöffnung (32) besteht.

2. Stoffzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (18) sich über die volle Breite der einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Durchflußkammer erstreckt

3. Stoffzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (17) ein der Membran (18) zugeordnetes Tragteil [VJa) und ein Anschlußteil (\7b) umfaßt, wobei zwischen dem Tragteil und dem Anschlußteil ein die Luftbewegungen zwischen diesen Teilen dämpfendes Mittel (19) angeordnet ist.

4. Stoffzuführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dämpfende Mittel eine Trennwand (19) umfaßt, die die beiden Druckkammerteile bis auf Durchbrüche (i9d) voneinander trennt, durch die sich ein luftdurchlässiger Dämpfstoff erstreckt.

5. Stoffzuführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Dämpfungsgrades die Durchbrüche (i9d) durch Stopfen (24a) verschließbar sind.