DE3741603A1 - Stoffauflauf fuer eine papiermaschine od.dgl. - Google Patents
Stoffauflauf fuer eine papiermaschine od.dgl.Info
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Papierma
schine od.dgl. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
An einen Stoffauflauf zur Abgabe von aus Fasern, Füll- und Fein
stoffen sowie chemischen Wirkstoffen und Wasser bestehender
Stoffsuspension auf ein laufendes Sieb zur Erzeugung einer Pa
pierbahn werden hohe Anforderungen gestellt: Der vom Stoffauf
lauf abgegebene Stoffstrahl muß eine über die Maschinenbreite
konstante Dicke, gleiche Geschwindigkeit, gleiche Strahlrichtung
und gleiche Konsistenz (Dichte) haben, um eine Papierbahn mit
über die Maschinenbreite gleichen Eigenschaften, insbesondere
gleichmäßigem Flächenmassegewichts-Querprofil zu erzielen. Ab
weichungen im Flächenmassegewichts-Querprofil versucht man z.B.
auf folgende Weise zu beseitigen:
Bei einem aus der DE-OS 29 12 152 bekannten Stoffauflauf der
eingangs genannten Art wird Verdünnungsflüssigkeit in den ma
schinenbreiten Stoffkanal in über die Maschinenbreite einstell
barer Menge zugeführt, um durch gezielte Einflußnahme auf die
Dichte der Stoffsuspension Abweichungen im Flächenmassegewicht
der fertigen Bahn auszugleichen. Dabei leitet man die Verdün
nungsflüssigkeit, vorzugsweise sich mit der Stoffsuspension gut
mischbares Siebwasser, in einem Bereich in den Stoffstrom ein,
der zwischen einem Querverteiler für die Stoffzufuhr und einem
Turbulenzerzeuger des Stoffauflaufs liegt. Alternativ ist vorge
sehen, die Verdünnungsflüssigkelt entweder direkt in den Turbu
lenzerzeuger oder in den Auslaß des einem Rundsieb zugeordneten
Stoffauflaufs einzuführen.
Diese bekannte Ausführungsform hat den schwerwiegenden Nachteil,
als durch den Ort und die Weise der Zufuhr von Verdünnungsflüs
sigkeit in den Stoffstrom in diesem hydraulische Störungen aus
gelöst werden. Die hydraulische Störung wirkt sich umso stärker
in der Breite aus, je länger der Weg der Suspension von der Zu
mischung der Verdünnungsflüssigkeit bis zur Fixierung der Faser
auf dem Sieb ist. Da der bekannte Stoffauflauf keine den Stoff
strom leitende Zwischenwände aufweist, kann sich die Störung
auch ungehindert ausbreiten. Durch eine vom übrigen Bereich des
Stoffauflaufs abweichende Zugabe der Verdünnungsflüssigkeit tre
ten nämlich Querströmungen auf, welche der als Lochwalze ausge
bildete Turbulenzerzeuger nicht zu beseitigen vermag. Es kommt
daher zu einer ungünstigen Faserorientierung auch in Nachbarbe
reichen der Papierbahn, in der eine Korrektur des Flächenmasse
gewichts-Querprofils nicht beabsichtigt ist. Außerdem werden
aufgrund der Zuleitung der Verdünnungsflüssigkeit quer zur
Fließrichtung des Stoffstromes in diesem Grobturbulenzen hervor
gerufen, die im Stoffauflauf nicht mehr ausgeglichen werden kön
nen und daher zu Formationsproblemen in der fertigen Papierbahn
führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stoffauf
lauf der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem eine Ein
flußnahme auf das Flächenmassegewichts-Querprofil im örtlich eng
begrenzten Bereich möglich ist, ohne Störungen im übrigen Bahn
bereich hervorzurufen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichne
ten Merkmale gelöst.
Diese Lösung ist insofern vorteilhaft, als die mit der Zuführung
der Verdünnungsflüssigkeit zwangsläufig verbundene hydraulische
Störung im Stoffstrom durch die Wirkung der auf die Abgabe der
Flüssigkeit unmittelbar in Fließrichtung folgenden Drosselstelle
ausgeglichen wird, so daß störende Turbulenzen und Querströmun
gen sicher vermieden werden. Eine in einem bestimmten, eng be
grenzten Bereich der Papierbahnbreite angestrebte Korrektur des
Flächenmassegewichts-Querprofils wirkt sich daher nicht in uner
wünschter Weise auf die Nachbarbereiche der Bahn aus.
Durch die im Patentanspruch 2 angegebene Maßnahme wird erreicht,
daß durch die strömungstechnisch günstige Einleitung der Verdün
nungsflüssigkeit in den Stoffstrom dessen Charakteristik (Fließ
richtung, Turbulenz) möglichst wenig gestört ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch
einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine,
Fig. 2 einen Abschnitt des Stoffauflaufs als vergrößerte
Darstellung der Einzelheit II in Fig. 1 mit vor
einem Turbulenzerzeuger in den Stoffkanal einmünden
den Leitungen für Verdünnungsflüssigkeit
und
Fig. 3 eine Ansicht auf einen Abschnitt des Drosselbohrun
gen aufweisenden Turbulenzerzeugers mit den Leitun
gen für die Verdünnungsflüssigkeit in Richtung des
Pfeiles III in Fig. 2 gesehen.
Ein mit 10 bezeichneter Stoffauflauf einer im übrigen nicht dar
gestellten Papiermaschine ist mit einem Querverteilrohr 11 aus
gestattet, durch das Stoffsuspension in konstantem Volumenstrom
einem maschinenbreiten Stoffkanal 12 des Stoffauflaufs 10 zuge
führt wird (Fig. 1). Am Anfang des Stoffkanals 12 ist ein Rohr
verteilgitter 13 zur Erzeugung eines über die Maschinenbreite
gleichförmigen, hochturbulenten Stoffstromes angeordnet. Auf das
Rohrverteilgitter 13 folgt in Fließrichtung (Pfeil 14 in Fig. 2)
der Stoffsuspension ein Ausgleichskanal 15. An diesen schließt
sich nach einer Umlenkung des Stoffstromes ein Turbulenzerzeuger
16 an, welcher als Turbulenzgittereinsatz ausgebildet ist. Vor
dem Turbulenzerzeuger 16 zweigt vom Ausgleichskanal 15 ein Über
laufkanal 17 für überschüssige Stoffsuspension nach oben ab. Die
aus dem Turbulenzerzeuger mit kurzwelliger Turbulenz hoher In
tensität austretende Stoffsuspension durchströmt eine maschinen
breite Düse 18 des Stoffkanals 12, in welcher der Stoffstrom
beschleunigt und am Stoffaustrittsspalt 19 des Stoffauflaufs 10
als maschinenbreiter Strahl gleicher Dicke im Bereich einer
Brustwalze 20 auf ein laufendes Sieb 21 abgegeben wird. Die auf
dem Sieb 21 befindliche Stoffsuspensionsschicht 22 wird in be
kannter Weise entwässert und das Siebwasser in den Stoffkreis
lauf der Papiermaschine zurückgeführt.
Der Stoffauflauf 10 ist mit einer Einrichtung 23 zur Abgabe von
Verdünnungsflüssigkeit in den Stoffkanal 12 ausgestattet. Diese
Einrichtung 23 weist ein mit Siebwasser als Verdünnungsflüssig
keit gespeistes Querverteilrohr 24 auf, welches neben dem Quer
verteilrohr 11 für die Stoffsuspension verläuft. Vom Querver
teilrohr 24 gehen eine Vielzahl von Zufuhrleitungen 25 für die
Verdünnungsflüssigkeit aus. Diese Leitungen 25 sind mit gegen
seitigem geringen Abstand parallel zueinander über die Maschi
nenbreite angeordnet. Jede Leitung weist ein Ventil 26 zur Ein
stellung des Volumenstroms der Verdünnungsflüssigkeit auf. Die
Zufuhrleitungen 25 münden in den Stoffkanal 12 ein. Sie er
strecken sich mit annähernd parallel zur Fließrichtung (Pfeil
14) der Stoffsuspension verlaufender Längsachse entlang einer
Seitenwand 27 des Ausgleichskanal 15. Die Zufuhrleitungen 25
enden unmittelbar vor dem Turbulenzerzeuger 16 des Stoffauflaufs
10. Endseitig sind die Zufuhrleitungen 25 unter einem spitzen
Winkel abgeschrägt, so daß ihr Auslaß 28 sich mit vollem Quer
schnitt gegen den am Turbulenzerzeuger 16 endenden Abschnitt des
Ausgleichskanals 15 öffnet.
Unmittelbar angrenzend an den Ausgleichskanal 15, also zuström
seitig, ist der Turbulenzerzeuger 16 mit einer Drosselstelle 29
versehen. Diese ist jeweils als eng bemessene Bohrung 30 gerin
ger Länge ausgebildet, welche in eine relativ lange Bohrung 31
größeren Durchmessers des Turbulenzerzeugers 16 in Richtung auf
die Düse 18 fortgesetzt ist. (Anstelle des dargestellten Aus
führungsbeispiels kann der Turbulenzerzeuger 16 auch mit Rohren
ausgestattet sein, welche in gleicher Wirkungsweise wie die Boh
rungen 30 und 31 mit abgestuftem Querschnitt ausgebildet sind.)
Die Bohrungen 30 im Turbulenzerzeuger 16 sind zuströmseitig in
gleichmäßiger Teilung über die Maschinenbreite angeordnet (Fi
gur 3), jedoch kann das Teilungsmuster auch abweichend von der
Darstellung gestaltet sein. Mit dem gleichen Teilungsabstand
sind die Zufuhrleitungen 25 den Bohrungen 30 fluchtend zugeord
net.
Für die Erfindung ist das Vorhandensein der Bauteile Rohrver
teilgitter 13 und Ausgleichskanal 15 nicht wesentlich, d.h. das
Querverteilrohr 11 kann auch unmittelbar an den Turbulenzerzeu
ger 16 angrenzen.
Die durch die Einrichtung 23 abgegebene Verdünnungsflüssigkeit
wird dem Stoffauflauf 10 im Verhältnis von 1 : 5 bis 1 : 10 zum Vo
lumenstrom der Stoffsuspension zugeführt. Unter der Annahme
eines nicht korrekturbedürftigen, fehlerfreien Flächenmassege
wichts-Querprofils erfolgt die Zufuhr von Verdünnungsflüssigkeit
aus den einzelnen Zufuhrleitungen 25 in über die Maschinenbreite
gleichem Volumenstrom. Dabei ist durch entsprechende Auslegung
des hydraulischen Systems des Stoffauflaufs 10 sowie der Ein
richtung 23 sichergestellt, daß sich die beiden Volumenströme
(Stoffsuspension und Verdünnungsflüssigkeit) mit annähernd glei
cher Geschwindigkeit vereinigen. Die zur Stoffsuspension gleiche
Temperatur und ähnliche chemische Eigenschaften des als Verdün
nungsflüssigkeit verwendeten Siebwassers fördern die Mischung
der beiden Volumenströme.
Auf in der Praxis der Papiererzeugung auftretende Abweichungen
im Flächenmassegewichts-Querprofil der Papierbahn, die auf zahl
reiche Ursachen zurückgehen können, kann mit der Einrichtung 23
zur Abgabe von Verdünnungsflüssigkeit in wirkungsvoller Weise
ausgleichend Einfluß genommen werden. In Abhängigkeit von der
auf die Maschinenbreite bezogenen Lage der Querprofilabweichung
wird die dem fehlerhaften Bereich zugeordnete Zufuhr von Verdün
nungsflüssigkeit verändert. Dies kann dadurch geschehen, daß
eine das Flächenmassegewichts-Querprofil erfassende Meßeinrich
tung entsprechende Signale an das Prozeßleitsystem der Papierma
schine gibt, welches das oder die entsprechenden Ventile 26 in
den Zufuhrleitungen 25 ansteuert und die Abgabe der Verdünnungs
flüssigkeit verändert. Durch stufenlos regelbare Ventile 26 kann
die Korrektur sehr feinfühlig vorgenommen werden. Bei fehlerhaft
verringertem Flächenmassegewicht wird die Abgabe von Verdün
nungsflüssigkeit verringert, so daß die Dichte der Stoffsuspen
sion in entsprechendem Maße ansteigt und die Abweichung im
Flächenmassegewicht ausgeglichen wird. Bei einem Anstieg des
Flächenmassegewichts über den vorgegebenen Wert wird dagegen die
Zumischung der Verdünnungsflüssigkeit in die Stoffsuspension
erhöht und damit deren Dichte verringert, was eine Erniedrigung
des Flächenmassegewichts zur Folge hat. Diese Regelvorgänge kön
nen je nach der Breite der Abweichung im Flächenmassegewichts-
Querprofil eine Vielzahl von durch die Zufuhrleitungen 25 ausge
stoßenen Teilvolumenströmen von Verdünnungsflüssigkeit betref
fen. Örtlich (bezogen auf die Maschinenbreite) sehr eng begrenz
te zeitlich stabile Abweichungen des Flächenmassegewichts-Quer
profils können dagegen bis zur Ansteuerung lediglich eines Ven
tiles 26 in der entsprechenden Zufuhrleitung 25 beseitigt wer
den. Die durch die Einspeisung von Verdünnungsflüssigkeit mehr
oder weniger verdrängte Stoffsuspension wird über den Überlauf
kanal 17 ausgeglichen, so daß der Turbulenzerzeuger 16 von einem
konstanten Volumenstrom durchflossen ist.
Der durch Abweichungen im Flächenmassegewichts-Querprofil verän
derte Ausstoß von Verdünnungsflüssigkeit aus einer oder mehreren
Zufuhrleitungen 25 hat Geschwindigkeitsunterschiede an der
Mischstelle von Verdünnungsflüssigkeit und Stoffsuspension im
Ausgleichskanal 15 zur Folge. Die hierdurch hervorgerufenen Stö
rungen im Ausgleichskanal 15 sind an der Ausbreitung über die
Maschinenbreite dadurch gehindert, daß unmittelbar auf den Aus
laß 28 der Zuführleitungen 25 die Drosselstelle 29 des Turbu
lenzerzeugers 16 folgt. Diese Drosselstelle 29 hat eine aus
gleichende Wirkung auf Störungen in aus Stoffsuspension und Ver
dünnungsflüssigkeit bestehenden Volumenstrom, so daß im Turbu
lenzerzeuger 16 über die Maschinenbreite gleicher Druck vor
liegt. Diese über die Maschinenbreite konstanten Druckverhält
nisse sind unabhängig von der örtlichen Dichte der Stoffsuspen
sion gegeben. Ein Ausgleich dieser Stoffdichteunterschiede in
der Düse 18 ist bis zum Austritt des Stoffsuspensionsstrahles
aus dem Stoffaustrittsspalt 19 ausgeschlossen.
Claims (4)
1. Stoffauflauf (10) für eine Papiermaschine od.dgl. mit einem
maschinenbreiten Stoffkanal (12), einem in diesem angeordne
ten, maschinenbreiten Turbulenzerzeuger (16), einer in
Fließrichtung der Stoffsuspension folgend angeordneten, ma
schinenbreiten Düse (18), durch welche die Stoffsuspension
auf ein maschinenbreites laufendes Sieb (21) abgegeben wird,
sowie mit einer Einrichtung (23) zur Abgabe von Verdünnungs
flüssigkeit in den Stoffkanal, deren Menge über die Maschi
nenbreite einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ort der Abgabe von Verdünnungsflüssigkeit unmittelbar vor
dem Turbulenzerzeuger (16) liegt, der in an sich bekannter
Weise als Turbulenzgittereinsatz mit einer zuströmseitigen
Drosselstelle (29) ausgebildet ist.
2. Stoffauflauf nach Anspruch 1 mit über die Maschinenbreite in
dichter Aufeinanderfolge angeordneten Zufuhrleitungen (25)
für die Verdünnungsflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leitungen (25) auslaßseitig im Stoffkanal (12) mit we
nigstens annähernd parallel zur Fließrichtung der Stoffsus
pension verlaufender Längsachse enden.
3. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Drosselstelle (29) als jedem Durchgang (Bohrung 31) des
Turbulenzerzeugers (16) zugeordnete Bohrung (30) im Turbu
lenzgittereinsatz ausgebildet ist.
4. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bohrungen (30) der Drosselstelle (29)
und die Leitungen (25) für Verdünnungsflüssigkeit in über
die Maschinenbreite gleichmäßiger Teilung fluchtend angeord
net sind.
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