DE4019593A1 - Stoffauflauf fuer papiermaschinen - Google Patents
Stoffauflauf fuer papiermaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für
Papiermaschinen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch
1. Ein solcher Stoffauflauf ist aus DE 35 14 554 bekannt
geworden.
Ein solcher Stoffauflauf soll die Papierstoffsuspension
spätestens vor dem Auslaufspalt derart vergleichmäßigen,
daß sowohl die Stoffdichte (Fasermasse pro Volumeneinheit)
über die Breite des Stoffauflaufes konstant ist, als auch
die Orientierung der Faser. Beides sind wichtige Voraus
setzungen dafür, daß das fertige Papier sowohl ein ein
wandfreies Flächengewichts- und Dickenprofil über die
Bahnbreite hat, als auch flach liegt und nicht zum Rollen
neigt.
Im Betrieb einer Papiermaschine gibt es zahlreiche Stör
faktoren, die den beiden genannten Anforderungen entgegen
stehen. Zu diesen Störfaktoren gehören beispielsweise
Temperaturschwankungen, Druckschwankungen und Fertigungs
toleranzen.
Die eingangs genannte DE-Patentschrift befaßt sich mit
denselben Problemen, wie hier beschrieben. Dort wurde
bereits erkannt, daß es darauf ankommt, sowohl die Stoff
dichte über die Breite des Stoffauflaufes hinweg konstant
zu halten, als auch die Faserorientierung zu beherrschen,
so daß möglichst keine Querströmungen im Auslaufkanal
auftreten. Dabei wird vor allem vorgeschlagen, die Stoff
dichte örtlich zu verändern, d. h. je nach Bedarf an be
stimmten Stellen die Stoffdichte zu verändern. Dabei
bleibt jedoch offen, auf welche Art und Weise dies vorge
nommen werden soll.
Es ist ferner bekannt, die Weite des Auslaufspaltes zu
verändern, beispielsweise durch Gewindespindeln zum Ver
schwenken oder Verbiegen der Oberlippe - siehe z. B.
DE-PS 29 42 966 oder DE-OS 35 35 849. Hierdurch kann der
Durchsatz der Suspension örtlich verändert werden. Gleich
zeitig wird jedoch auch die Strömungsrichtung örtlich
beeinflußt, und damit auch die Faserorientierung. Durch
eine örtliche Spaltverengung wird nämlich den Fasern an
den Engstellen eine andere Strömungsrichtung erteilt, als
an anderen Stellen des Auslaufspaltes. Dies bedeutet, daß
zwar die Stoffdichte durch diese sogenannte Verdrängungs
regelung über die Breite des Stoffauflaufes gleichmäßig
gemacht werden kann, daß jedoch die an sich gute Faser
orientierung wieder zerstört wird. Wünschenswert wäre
somit, die beiden Parameter, nämlich Stoffdichte und
Faserorientierung, unabhängig voneinander beeinflussen zu
können.
Die Erfinder haben erkannt, daß die eingangs beschriebene
DE-Patentschrift grundsätzlich den richtigen Weg zeigt.
Sie haben sich darüber hinaus die Aufgabe gestellt, einen
Stoffauflauf dieser Gattung anzugeben, der es ermöglicht,
die beiden Parameter Stoffdichte und Faserorientierung auf
praktikable und zuverlässige Weise unabhängig voneinander
zu beeinflussen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von
Patentanspruch 1 gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, den
Stoffauflauf zu sektionieren, was an sich bekannt ist, und
den einzelnen Sektionen Teilströme (Sektionsströme) zuzu
führen, deren Betriebsparameter (Durchsatz, Stoffdichte,
Faserqualität) wiederum für sich alleine einstellbar sind.
Die Sektionsströme QM speisen jeweils eine Sektion. Die
Sektionsströme werden am besten außerhalb des Stoffauf
laufes getrennt geführt und erst im Stoffauflauf
miteinander vereinigt. Jeder Sektionsstrom als solcher
entsteht seinerseits durch Zusammenführen zweier Regel
ströme. Je nach Mischungsverhältnis dieser Regelströme
läßt sich die Beschaffenheit des Sektionsstromes aufs
Genaueste einstellen.
Ein praktischer Fall kann wie folgt aussehen: Es wird bei
der Qualitätskontrolle der Papierbahn festgestellt, daß
das Flächengewichtsprofil an einer bestimmten Stelle der
Bahnbreite vom Sollwert in unzulässiger Weise abweicht.
Demgemäß muß die Stoffdichte der Suspension im Stoffauf
lauf an dieser Stelle des Stoffauflaufes entsprechend
korrigiert werden. Gemäß der Erfindung läßt sich dies
durch Verändern der Konzentration CM des betreffenden
Sektionsstromes durchführen. Die notwendige Änderung d CM
läßt sich aus einer Massenbilanz ermitteln. Die
resultierende (korrigierte) Konzentration CM ist einzig
und allein abhängig vom Verhältnis der vorausgeschalteten
Regelströme QH/QL. Der korrigierte Wert CM wird somit als
Basis einer Verhältnisregelung ausgenutzt, indem er als
Sollwert verwendet wird (siehe Fig. 1). Die Verhältnis
regelung stellt das neue Regelvolumen-Strömungsverhältnis
ein. Dabei ändert sich auch QL. Da aber der Volumenstrom
des Mischungsteilstromes konstant bleiben muß, wird der
Regelvolumenstrom QH entsprechend der Kontinuitäts
gleichung korrigiert. Diese Regelung kann auch nach dem
Schema in Fig. 1a durchgeführt werden. Hierzu müssen die
Sollwertänderungen der Regelvolumenströme für die neue
Konzentration CM berechnet und dem Regler vorgegeben
werden.
Im Stoffauflauf können Querströmungen der Suspension in
der Stoffauflaufdüse z. B. durch Randeinflüsse auftreten.
Diese führen dann zu einer unerwünschten Beeinflussung der
Faserorientierung. Die Ursache hierfür liegt bei bekannten
Stoffaufläufen in unterschiedlichen Volumenströmen über
die Stoffauflaufbreite.
Bei dieser Regelaufgabe bleibt die Konzentration CM
konstant. Der errechnete, notwendige Volumenstrom QH wird
als Sollwert dem Regler vorgegeben (Fig. 1a). Nach dem
Schema von Fig. 1b müssen zwei errechnete Volumenströme QH
und QL den Reglern als neue Sollwerte vorgegeben werden.
Das Verfahren läßt sich auf alle Stoffauflauf-Typen (Ein
lagen-, Mehrlagen-, Stoffaufläufe für Spaltformer, Lang
sieb mit und ohne Schwingungsdämpfer, ein oder zwei Rohr
bündel usw.) anwenden.
Fig. 2-5 Die Summe der Mischungsteilströme ent
sprechen dem Gesamtzulaufstrom zum Stoff
auflauf. Dadurch wird das konventionelle
Verteilrohr ersetzt. Der Mischer liegt
außerhalb des Stoffauflaufs.
Fig. 6-11 Der Mischungsteilstrom einer Sektion ist
nur eine Teilmenge des Gesamtstromes der
Sektion. Der Reststrom wird konventionell
zugeführt.
Fig. 6 Mischungsteilströme werden im ersten Rohr
bündel zugeführt. Diese können auch durch
Trennwände nach Fig. 3a auf einem Teil des
Strömungsweges voneinander getrennt werden.
Fig. 7-8 Zuführung des Mischungsteilstromes in den
Kanal zwischen den Rohrbündeln (z. B.
Lochplatten).
Fig. 9-10 Direkte Zuführung des Mischungsteilstromes
in eine oder mehrere Rohrzeilen des
Turbulenzeinsatzes einer Sektion.
Fig. 11 Zuführung in den Düsenraum.
Man kann der Stoffauflauf-Sektion anstelle des Mischungs-
Teilstromes auch zwei Regelströme zuführen. Der Einström
raum ist dann so gestaltet, daß sich die beiden Ströme
miteinander durchmischen. Der Mischer befindet sich
hierbei innerhalb des Stoffauflaufes.
Claims (1)
- Stoffauflauf für Papiermaschinen mit einem Verteiler zum Verteilen einer zugeführten Stoffsuspension über die Arbeitsbreite der Papiermaschine, einer eine Vielzahl von Löchern oder Kanälen aufweisenden Führungsvorrichtung für die Stoffsuspension und einem maschinenbreiten Auslaufkanal mit Auslaufspalt zum Verteilen der Stoffsuspension, ferner mit Mitteln zum Einstellen der Stoffdichte der Stoffsuspension über die Arbeitsbreite hinweg, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- a) Der Stoffauflauf ist über seine Breite hinweg durch Trennwände in Sektionen unterteilt;
- b) die einzelne Sektion weist wenigstens eine Zuleitung zum Zuführen eines Teilstromes (Sektions stromes) auf;
- c) der einzelnen Zuleitung ist ein Mischer vorge schaltet;
- d) der Mischer weist wenigstens zwei Anschlüsse zum Heranführen von Suspensionsströmen (Regelströmen) mit vorgegebenen Betriebsparametern (Durchsatz, Stoff dichte, Faserqualität) auf.
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