DE4234940C2 - Stoffauflauf mit Flächengewichts-Querprofilregelung durch lokale Konzentrationsänderung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des Flächengewichts-Querprofils einer Papierbahn durch Beeinflussung der örtlichen Stoffkonzentration im Stoffauflauf einer Papiermaschine. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Stoffauflauf einer Papiermaschine, versehen mit Vorrichtungen zur Durchführung des erstgenannten Verfahrens.

Ein Stoffauflauf dient bekanntlich zum Zuführen einer Stoffsuspension in die Siebpartie einer Papierherstellungsmaschine. Die Arbeitsbreite einer modernen Papierherstellungsmaschine und somit auch des Stoffauflaufes kann bis zu 10 Metern betragen. Trotz dieser enormen Maschinenbreite muß der vom Stoffauflauf abgegebene Stoffstrahl eine über die Maschinenbreite konstante Dicke, gleiche Strömungsgeschwindigkeit, gleiche Strahlrichtung und gleiche Stoffdichte haben. Nur so kann eine Papierbahn erzeugt werden, deren Qualitätsmerkmale über die Maschinenbreite die erforderliche Gleichmäßigkeit aufweisen. Insbesondere muß ein über die Maschinenbreite möglichst gleichmäßiges Flächenmasse-Querprofil erzielt werden. Man bemüht sich, dieses Ziel unter anderem durch möglichst hohe Genauigkeit über Fertigung des Stoffauflaufes zu erreichen. Trotzdem kann es beim Betrieb der Papierherstellungsmaschine vorkommen, daß das Flächenmasse-Querprofil der erzeugten Papierbahn nicht die erforderliche Gleichmäßigkeit aufweist. Deshalb ist es erforderlich, daß der Stoffauflauf eine Einrichtung aufweist, mit deren Hilfe man während des laufenden Betriebes Abweichungen vom gewünschten Flächenmasse-Querprofil beseitigen kann.

Ein Stoffauflauf mit einer derartigen Einrichtung ist bekannt aus der DE 91 15 296 U1.

Dieser Stoffauflauf hat ein zum Zuführen von Stoffsuspension dienendes Querverteilrohr, das über ein Rohrverteilgitter mit einem maschinenbreiten Ausgleichskanal verbunden ist. Auf diesen Ausgleichskanal folgt ein maschinenbreiter Turbulenzerzeuger und eine daran angeschlossene maschinenbreite Düse, durch welche die Stoffsuspension an die Siebpartie abgegeben wird. In den Ausgleichskanal münden zahlreiche verhältnismäßig kleine Zuführleitungen für eine Zusatzflüssigkeit. Diese Zuführleitungen sind - mit verhältnismäßig kleinen Abständen untereinander - in einer Reihe angeordnet, die sich über die gesamte Maschinenbreite erstreckt. Jede der Zuführleitungen hat ein Ventil zur Steuerung der abgegebenen Zusatzflüssigkeitsmenge.

Treten Fehler im Flächengewichts-Querprofil der Papierbahn auf, so kann über die entsprechenden Zuführleitungen je nach Bedarf Stoffsuspension geringerer Stoffkonzentration zur Erniedrigung des Flächengewichtes bzw. Stoffsuspension höherer Konzentration zur Erhöhung des Flächengewichtes zugeführt werden.

Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß hierbei jeweils Stoffsuspension unterschiedlicher Konzentration zur Verfügung stehen muß, um eine Beeinflussung des Flächengewichts-Querprofiles durch Zuführung dieser Stoffsuspension unterschiedlicher Konzentration durchzuführen.

In der Schrift DE 40 25 675 A1 wird zwar ein Stoffauflauf gezeigt, der Mittel zum Abzug von Stoffsuspension innerhalb des Stoffauflaufes enthält, jedoch sind diese Mittel lediglich dazu geeignet, ein Geschwindigkeitsprofil innerhalb des Stoffauflaufes durch Abzug von Stoffsuspensionen zu verändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren mit einer entsprechenden Vorrichtung darzustellen, die eine Beeinflussung der lokalen Konzentration der Stoffsuspension im Stoffauflauf erlaubt ohne ein separates Reservoir an Stoffsuspension unterschiedlicher Konzentration zur Verfügung stellen zu müssen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der Erfinder hat folgendes erkannt: Strömt eine Fasersuspension an einer Oberfläche (z. B. an einer ebenen Platte oder parallel zu einem geraden Rohr), so bildet sich an der Oberfläche eine Grenzschicht hoher Scherkraft mit geringer Stoffkonzentration aus, da die langen Feststoffpartikel (Fasern) in den Bereich geringerer Scherkraft gedrängt werden. Diese Grenzschicht kann sektional als Klarwasser abgeführt werden. Dadurch wird eine Konzentrationsänderung der Stoffsuspension in diesem Bereich erreicht.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, durch geeignete Gestaltung des Stoffauflaufes Bereiche innerhalb des Stoffauflaufes zu erzeugen, in denen die Stoffkonzentration vom Mittelwert abweichende Konzentrationswerte erhält, wobei aus diesen Bereichen dann jeweils Stoffsuspension höherer oder niedrigerer Konzentration abgezogen werden kann, wodurch sich die Gesamtkonzentration entsprechend beeinflussen läßt. Möglichkeiten hierzu bestehen z. B. durch Umlenkung der Stoffströmung wodurch eine Separierung von Feststoffpartikeln und Wasser stattfindet, was zu dem, für das Verfahren notwendigen Konzentrationsgradienten führt.

Außerdem ist es möglich z. B. durch Erzeugen einer stehenden Schallwelle im Stoffauflauf, Regionen unterschiedlicher Stoffkonzentration zu erzeugen, in denen wiederum durch gezieltes Abziehen der Stoffsuspension eine Konzentrationsänderung der Gesamtkonzentration erzeugt wird.

Weitere Anwendungen für das oben beschriebene Verfahren bestehen z. B. darin, daß erfindungsgemäß eine Konzentrationsänderung im Stoffauflauf über die ganze Breite durch eine Klarwasserentnahme in Flußrichtung unten und gleichzeitige Zuführung von Klarwasser in Flußrichtung oben durchgeführt wird um eine höhere Stoffkonzentration im Zulauf zu ermöglichen. Ebenfalls ergibt sich die Möglichkeit eine Erhöhung der Konzentration des Stoffes im Randbereich des Stoffauflaufes durchzuführen und damit Randeinrisse und Übertrocknung in diesem Bereich zu vermeiden, auch eine Erhöhung der Konzentration an späteren Schnittstellen des Papiers ist denkbar.

Außerdem entspricht dem erfindungsgemäßen Gedanken eine Wasserabfuhr bei mehrreihigen Turbulenzrohreinsätzen, nur an den Turbulenzrohren einer Reihe oder aller Reihen durchzuführen. Bei einseitiger Wasserentnahme ist eine Erhöhung der Konzentration an der Oberfläche des Papieres möglich. Die dann kürzere Entwässerungszeit liefert eine bessere Papierqualität.

Claims (7)

1. Verfahren zur Beeinflussung der Stoffdichte im Stoffauflauf einer Papiermaschine, gekennzeichnet dadurch, daß die Konzentration der Stoffsuspension verändert wird, indem innerhalb des Stoffauflaufes Stoffsuspension mit einer, vom Mittelwert der Stoffkonzentration abweichenden Konzentration, entnommen wird.

2. Verfahren nach Verfahrensanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Stoffkonzentration auf die Maschinenbreite bezogen lokal begrenzt vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Verfahrensanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die entnommene Stoffsuspension dem Beginn des Stoffauflaufes sektional wieder zugeführt wird.

4. Verfahren nach Verfahrensanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an einer Stelle des Stoffauflaufes entnommene Stoffsuspension an einer anderen, auf die Breite begrenzten, Stelle wieder zugeführt wird.

5. Verfahren nach Verfahrensanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Konzentrationsunterschiede der Stoffsuspension zwischen Grenzschichtsuspension an Wandungen und "nicht-Grenzschichtsuspension" zur Konzentrationsänderung in gewünschten Bereichen des Stoffauflaufes genutzt werden.

6. Verfahren nach Verfahrensanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Stoffauflauf durch stehende Schallwellen Bereiche unterschiedlicher Stoffkonzentration erzeugt und genutzt werden.

7. Verfahren nach Verfahrensanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Stoffauflauf Bereiche unterschiedlicher Stoffkonzentration durch Zentrifugalkräfte (z. B. durch Umlenkung oder Wirbelbildung) erzeugt und genutzt werden.