DE29702548U1

DE29702548U1 - Stoffauflauf einer Papiermaschine

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Publication number: DE29702548U1
Application number: DE29702548U
Authority: DE
Original assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Current assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2007-02-15

Description

PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstr. 16, 89335 lchenhausen 4. Dezember 1996 96045«Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH * 'VaHOT-ffrrmerVEM00473»"» **"

Stoffauflauf einer Papiermaschine

Die Erfindung betrifft einen Stoffaufiauf zur Herstellung einer Papierbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Ein solcher Stoffaufiauf soll das Stoffdichte- und Faserorientierungsquerprofii der Papierstoffsuspension spätestens vor dem Auslaufspalt derart einstellen, daß das Flächengewichts- und Faserorientierungsquerprofii der Papierbahn über die gesamte Breite &iacgr;&ogr; den gewünschten Anforderungen entspricht, das bedeutet in der Regel

konstant ist.

Ein wesentliches Merkmal für die Qualität des hergestellten Papieres liegt in der Flockigkeit des Papieres. Durch den Einsatz von sogenannten Turbulenzeinsätzen innerhalb des Stoffauflaufes wird angestrebt, die Flockigkeit der Stoffsuspension durch Mikroturbulenzen zu lösen. Gelingt eine solche Auflösung optimal so entsteht ein Endprodukt mit einer sehr gleichmäßigen Formation.

Ein solcher Stoffauflauf ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 19 593 A1 bekannt. In dieser Schrift wird ein Stoffauflauf für eine Papiermaschine dargestellt, der mit einem Turbuienzeinsatz versehen ist, der ein Papier möglichst gleichmäßiger Qualität erzeugen soil. Der Turbulenzeinsatz besteht im wesentlichen aus einem Bündel von Rohren, die eine erste Sektion des Stoffauflaufes mit der Düse verbinden. Beim Durchtritt der Stoffsuspension durch die Rohre entsteht eine Mikroturbulenz in jedem Kanal durch die eine Entflockung der Stoffsuspension angestrebt wird. Nachteii dieses beschriebenen Stoffauflaufes ist es, daß die Konstruktion der Ausiaufdüse in Verbindung mit dem Turbuienzeinsatz im wesentlichen auf eine bestimmte Maschinengeschwindigkeit und auf eine bestimmte Papierqualität d.h. eine bestimmte Zusammensetzung der

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Stoffsuspension abgestimmt ist D.h. es gibt nur einen kleinen Bereich der Maschinengeschwindigkeit und Stoffzusammensetzung, in dem der gegebene Stoffauflauf mit seinem Turbulenzeinsatz optimal arbeitet. In den benachbarten Bereichen tommies dazu, daß die Teilung des Turbulenzeinsatzes "durchschlägt" und sich sogenannte Faserorientierungsstreifen im fertigen Papier bilden. Dieses Verhalten äst besonders ausgeprägt wenn Gap-Former eingesetzt werden beziehungsweise bei der Herstellung von Druckpapieren.

Aufgabe der Erfindung ist es den Stoffauflauf mit seinem Turbulenzeinsatz dahingehend zu verbessern, daß er durch eine variable Geometrie an unterschiedliche Maschinengeschwindigkeiten und unterschiedliche Stoffsuspensionszusammensetzungen angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnende Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Demgemäß wird vorgeschlagen den an sich bekannten Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einer maschinenbreiten Verteilvorrichtung für die Stoffsuspension, einer Vorrichtung zur Erzeugung vom Mikroturbulenz (Turbulenzeinsatz) und einer maschinenbreiten Ausiaufdüse für die Stoffsuspension dahingehend zu verbessern, daß der Abstand zwischen dem Turbulenzeinsatz und dem Ende der Auslaufdüse einstellbar ist.

Vorzugsweise ist der Stoffauflauf mit wenigstens einem Turbulenzeinsatz ausgestattet, der aus einem Rohrbündel besteht. Es kann aber auch ein Stoffauflauf mit einem Verteilgitter nach der Stoffzuführung, einer Zwischenkammer und einem Turbulenzeinsatz anstelle des einfachen Turbulenzeinsatzes verwendet werden.

PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstr. 16,89335 lchenhausen 4. Dezember 1996 96045 «Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH «^/alley-fformer:/«0^60.473.··. "*:

Weitere Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen 3-5 angegeben.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der Stoffauflauf so gestaltet, daß mindestens eines der Siebe des nachfolgenden Formers zumindest durch einen Teil der sich verengenden Ausiaufdüse hindurchläuft beziehungsweise in einer weiteren Ausgestaitung ein Teil der Düse, durch den das Sieb läuft, ais Entwässerungselement ausgebildet ist.

Auch zu diesem Aspekt sind weitere Ausgestaltungen der Erfindung in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, im Bereich der Durchführung des Siebes vor dem Entwässerungselement eine über Vorrichtung zur maschinenbreiten, sektionierten Wasserzuführung durch das Sieb in den sich verengenden Innenraum der Auslaufdüse vorzusehen.

Nachfolgend wird die Erfindung in besonderen Ausgestaltungsformen beschrieben. Die Figuren zeigen im einzelnen:

Figur 1: Stoffauflauf mit längenverstellbarer Auslaufdüse; Figur 2: Stoffauflauf mit längenversteilbarem Turbulenzeinsatz; Figur 3: Stoffauflauf mit längenverstellbar Auslaufdüse und

längenversteilbarem Turbulenzeinsatz; Figur 4: Stoffauflauf mit kombiniert längenverstellbar Ausiaufdüse

und Turbuienzeinsatz und Siebdurchführung durch einen

Teil der Auslauf düse.

Die Figur 1 zeigt schematisch dargestellt einen Stoffauflauf mit einer Stoffzuführung 1, einem nachfolgenden Turbulenzeinsatz 2, der als

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Rohrbünde! ausgeführt ist und einer Ausiaufdüse 3. Erfindungsgemäß ist die Verbindung zwischen dem Turbuienzeinsatz 2 und der Auslaufdüse so gestaltet, daß ein Hineinschieben des Turbuienzeinsatzes 2 in die Auslaufdüse 3 möglich ist. Der Auslaufspalt 3.3 wird hierbei konstant gehalten wird, so daß sich beim Hineinschieben des Turbulenzeinsatzes

2 eine Verkürzung der Länge L₀ der Ausiaufdüse 3 und eine Vergrößerung des Winkeis zwischen Oberlippe 3.1 und Unterlippe 3.2 einstellt. Es sind beispielhaft zwei Betriebssteilungen dargestellt. Die obere Darstellung zeigt den Stoffauflauf in einer Stellung mit maximaler &iacgr;&ogr; Länge L₀₁ der Auslaufdüse 3 und die untere Darstellung zeigt den

Stoffauflauf mit verkürzter Länge L₀₂ der Auslaufdüse 3.

Eine andere beispielhafte Ausgestaltung ist in Figur 2 schematisch dargestellt. Hier ist ein Stoffauflauf mit längenverstellbarem Turbuienzeinsatz 2 gezeigt. Die Auslaufdüse 3 ist hier bezüglich ihrer Länge unverstellbar, während der als Rohrbündel ausgeführte Turbuienzeinsatz 2 mit Rohrbündeln ausgestattet ist, deren Abschnitte 2.1, 2.2 und 2.3 teleskopartig ineinander verschiebbar sind, so daß die Länge des Turbuienzeinsatzes L_T variabel einstellbar ist. Wie in Figur 1 sind beispielhaft zwei Betriebssteilungen dargestellt. Die obere Darstellung zeigt den Stoffauflauf in einer Stellung mit maximaler Länge L_n des Turbulenzeinsatzes 2 und die untere Darstellung zeigt den Stoffauflauf mit verkürzter Länge L₇₂ des Turbuienzeinsatzes 2.

In den beiden Beispielen der Figuren 1 und 2 läßt sich durch Variation der jeweiligen Längen L₀ oder L_T das Verhältnis zwischen Turbuienzeinsatz und Ausiaufdüse regulieren und auf die jeweils beste Einstellung bezüglich der Eigenschaften der Stoffsuspensions und des benötigten Stoffdurchsatzes.

Eine etwas aufwendigere, jedoch variabler gestaltbare Ausführung ist in der Figur 3 gezeigt. Hier wird eine Kombination der beiden, in den

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Figuren 1 und 2 beschriebenen, Verstelimöglichkeiten schematisch dargestellt. Durch diese Kombination wird individuelle Einstellung der Länge des Turbulenzeinsatzes 2 bei gleichzeitig unabhängiger Einstellmögiichkeit der Länge der Ausiaufdüse 3 ermöglicht und damit eine noch weiterreichende Anpassungsmöglichkeit des Stoffauflaufes erreicht, wodurch ein breiteres Produkt- und Geschwindigkeitsspektrum mit dem gieichen Stoffaufiauf abgedeckt werden kann. In der Figur 3 sind beispielhaft zwei Betriebssteilungen dargestellt. Die obere Darstellung zeigt den Stoffaufiauf in einer Stellung mit maximaler Länge L₀₁ der Auslaufdüse 3 und gleichzeitig maximaler Länge L₁₁ des Turbulenzeinsatzes 2, während die untere Darstellung den Stoffauflauf mit verkürzter Länge L₀₂ der Ausiaufdüse 3 und verkürzter Länge L₀₂ des Turbulenzeinsatzes 2 zeigt. Auch entgegengesetzte Einstellungen sind möglich.

Eine andere weiterführende Ausgestaltung der Erfindung ist schematisch in der Figur 4 dargestellt. Hier wird ein Stoffauflauf mit kombiniert längenverstellbarer Auslaufdüse 3 und Turbulenzeinsatz 2 und Siebdurchführung durch einen Teil der Ausiaufdüse 3 gezeigt. Der Stoffzuführung 1, die hier ais normaler Querverteiier dargestellt ist, folgt ein, in seiner Wirklänge verstellbare Turbulenzeinsatz 2 mit Rohrbündeln, die teleskopartig verstellt werden können und auf diese Weise den Abstand zwischen Turbulenzeinsatz und Beginn des konischen Bereichs der nachfolgenden Auslaufdüse 3 variieren. Der Stoffauflauf geht dann in den sich verengenden Düsenbereich der Auslaufdüse 3 über, wobei die Auslaufdüse erfindungsgemäß aus einem ersten Teil 3.a besteht, der konventioneil ausgebildet ist und einem zweiten Teil 3.b, durch den jeweils die Siebe 4,1 und 4.2 hindurchlaufen. Entgegen der bekannten Kombination eines Stoffauflaufes mit einem nachfolgen Former beginnt hierbei der Formationsteil bereits in der Auslaufdüse 3 mit einem relativ großen Abstand der Sieboberflächen und in einer Phase, in der die Siebsuspension noch beschleunigt wird. In

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diesem Beispiel sind im Formationsteii 3.b mehrere, mit Unterdruck P-beaufschlagte Kammern 3.2.2, 3.2.3 und einseitig 3.2.4 dargestellt, die zum Sieb hin mit einer Vielzahl von Leisten versehen sind.

In der besonderen Ausgestaltung dieses Beispiels ist weiterhin im

Bereich der Siebdurchführung zum Innenraum der Ausiaufdüse 3 eine Querprofiiregelung der Papierbahn durch einen über die Maschinenbreite sektionierten Siebwasserkasten 3.2.1 vorgesehen. Der Siebwasserkasten ist auf der Siebseite mit Leisten ausgestattet und kann &iacgr;&ogr; je Sektion gesteuert unterschiedliche Mengen Wasser durch das Sieb in

den Innenbereich der Auslaufdüse drücken, auf diese Weise die beladene Stoffsuspension sektioniert verdrängen und dadurch das QuerprofiJ der erzeugten Papierbahn beziehungsweise Faserbahn beeinflussen.

Für einen problemlosen Einlauf des Siebes in den Spalt zwischen den Düsenteiien 3.2 und 3.1 sind in diesem Bereich Breitstreckwalzen 5.1, 5.2 vorgesehen, die eine Faltenbildung des Siebes verhindern. Beispielhaft sind auch mehrere Drehpunkte D angegeben, um die die jeweiligen Bauteile geschwenkt werden können.

Bei dieser Ausgestaltung des Stoffauflaufes ist es, neben dem Vorteil der Einstellung der Länge des Turbulenzeinsatzes und des Düsenbereichs, besonders Vorteilhaft, daß die Stoffsuspension ohne freien Strahl geführt wird und noch im Düsenbereich durch die beginnende Entwässerung eine "Matte" gebildet wird, durch die die weitere Entwässerung stattfindet. Die "Matte" wirkt dann als Filterschicht, die dazu führt, daß sich die Retention erheblich erhöht. Hierdurch wird eine Verbesserung der Formation insgesamt und insbesondere eine Verbesserung der Papierqualität in z-Richtung erreicht.

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Andere Ausführungen des Stoffauflaufes, insbesondere ohne die durch das Bauteil 3.2.4 gebildete D-Sektion und nachfolgende geradlinige oder auch später einsetzende Krümmung des Formationsteiis sind ebenfalls möglich. Die dargestellte Orientierung, des Stoffauflaufes mit nach unten gerichteter Stoffströmung soll ebenfalls keine Einschränkung der Erfindung darsteilen sondern nur eine beispielhafte Ausführung sein, die auch in Richtung auf einen waagrechten Verlauf oder einen senkrechten oder schrägen Anstieg der Suspensionsströmung ausgebildet werden kann.

Claims

PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofsir. 16,89335 lchenhausen 4. Dezember 1996

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Ansprüche

Stoffauflauf einer Papiermaschine mit
1.1 einer maschinenbreiten Verteilvorrichtung für die Stoffsuspension,

1.2 mindestens einer Vorrichtung zur Erzeugung vom Mikroturbulenz (Turbuienzeinsatz),

1.3 einer maschinenbreiten Auslaufdüse für die Stoffsuspension dadurch gekennzeichnet, daß

&iacgr;&ogr; 1.4 der Abstand zwischen dem Turbuienzeinsatz und dem Ende der

Auslaufdüse einstellbar ist.
2. Stoffauflauf gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Turbuienzeinsatz aus einem Rohrbündel besteht.
3. Stoffaufiauf gemäß einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirklänge des Turbuienzeinsatzes einstellbar ist.
4. Stoffauflauf gemäß einem der Ansprüche 2-3, dadurch

gekennzeichnet, daß die Rohre des Rohrbündels teleskopartig ausgebildet sind und die einzelnen Abschnitte gegeneinander verschiebbar ausgebildet sind.
5. Stoffauflauf gemäß einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch

gekennzeichnet, daß ein erster Teil der Ausiaufdüse mit parallel zueinander verlaufenden, maschinenbreiten Wänden ausgestattet ist.
6. Stoffauflauf einer Papiermaschine mit einer maschinenbreiten Verteilvorrichtung für die Stoffsuspension, mindestens einer

PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofsir. 16, 89335 lchenhausen 4. Dezember 1996

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Vorrichtung zur Erzeugung vom Mikroturbuienz {Turbulenzeinsatz) und einer maschinenbreiten Auslaufdüse für die Stoffsuspension, insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Siebe des nachfolgenden Formers zumindest durch einen Teil der sich

verengenden Ausiaufdüse hindurchläuft.
7. Stoffauflauf gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Düse, durch den das Sieb läuft, mindestens teilweise

&iacgr;&ogr; als Entwässerungselement ausgebildet ist.
8. Stoffaufiauf gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Entwässerungseiemente über eine Unterdruckabsaugung verfügt.
9. Stoffauflauf gemäß einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Siebeinlaufs in die Auslaufdüse Breitstreckwaizen vorgesehen sind.
10. Stoffauflauf gemäß einem der Ansprüche 6-9, dadurch

gekennzeichnet, daß im Bereich des Eintritts des Siebes in die Auslaufdüse mindestens eine Umlenkung über gekrümmte Leisten vorgesehen ist und mindestens an einer Stelle eine Wassereinspeisung vorgesehen ist.
11. Stoffauflauf gemäß einem der Ansprüche 6-10, dadurch

gekennzeichnet, daß der Teil der Düse, durch den das Sieb läuft, eine Anfangshöhe hat, die mindestens 50% der Höhe des Ausiaufgitters des Turbulenzeinsates aufweist.

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12. Stoffauflauf gemäß einem der Ansprüche &dgr; -11, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbulenzeinsatz aus einem teieskopartigen Rohrenbündei besteht und die Länge des Turbulenzeinsatzes variabel und der Abstand des Auslaufgitters des Turbulenzeinsatzes vom Ende der Ausiaufdüse fixiert ist.
13. Stoffauflauf gemäß einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilvorrichtung für die Stoffsuspension über die Maschinenbreite sektioniert ist und den

&iacgr;&ogr; Stoffmengendurchfluß und/oder die Stoffkonzentration

sektionsweise steuern beziehungsweise regein kann.
14. Stoffauflauf gemäß einem der Ansprüche 7-13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Durchführung des Siebes vor dem Entwässerungselement eine über Vorrichtung zur

maschinenbreiten, sektionierten Wasserzuführung durch das Sieb in den sich verengenden Innenraum der Auslaufdüse vorgesehen ist.