DE4241076A1 - Paper machine - has automatic control for the provision of a suspension to the machine - Google Patents

Paper machine - has automatic control for the provision of a suspension to the machine

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Abstract

At the wet end of a paper machine the suspension is transferred along surfaces which are variable in the direction of flow. The flow along the upper section for the full width of the machine is varied by a seamless end section to allow the height over the under surface to be controlled. The bottom section has a surface formed by means of a round bar, which has a flattened sector, or a plate which can be raised/lowered by a shaped revolving bar at the end. ADVANTAGE - A large part of the control of the paper formation process is obtained at this location between mixer and the deposition on to the machine.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf zur Herstellung einer Papierbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a headbox for manufacture a paper web according to the preamble of claim 1.

Ein solcher Stoffauflauf soll das Stoffdichte- und Faserorientierungsquerprofil der Papierstoffsuspension spätestens am Auslaufspalt derart einstellen, daß das Flächengewichts- und Faserorientierungsquerprofil der Papierbahn über die gesamte Breite den gewünschten Anforderungen entspricht, das bedeutet in der Regel, konstant ist.Such a headbox is said to be the density and Cross fiber orientation profile of the pulp suspension no later than the outlet gap so that the Basis weight and fiber orientation cross profile of Paper web over the entire width the desired Meets requirements, which usually means is constant.

Beim Betrieb einer Papiermaschine gibt es zahlreiche Störfaktoren, die den beiden genannten Anforderungen entgegenstehen. Zu diesen Störfaktoren gehören beispielsweise Temperaturschwankungen, Druckschwankungen und Fertigungstoleranzen aber auch Fehler in der Ausführung oder Einstellung der Papiermaschine für den dem Stoffauflauf folgenden Produktionsprozeß.There are numerous when operating a paper machine Disruptive factors that meet the two requirements mentioned oppose. These disruptive factors include for example temperature fluctuations, pressure fluctuations and manufacturing tolerances but also errors in execution or setting the paper machine for the Headbox following production process.

Zur Beeinflussung dieser Faktoren ist folgender Stand der Technik bekannt geworden:The following status is to influence these factors Technology became known:

DE 35 14 554 schlägt vor, die Stoffdichte örtlich zu verändern, d. h. je nach Bedarf an bestimmten Stellen die Stoffdichte anzupassen. Dabei bleibt jedoch offen, auf welche Art und Weise dies vorgenommen werden soll.DE 35 14 554 proposes to locally increase the consistency change, d. H. depending on the need in certain places Adjust fabric density. However, this remains open which way to do this.

DE 40 19 593 A1, die den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet, empfiehlt folgendes Vorgehen: Bei Abweichen des Flächengewichtsprofils der Papierbahn an einer bestimmten Stelle der Bahnbreite soll die Konzentration CM des betreffenden Sektionsstromes, und damit des aus dem betreffenden Mischer austretenden Stromes entsprechend geändert werden. Um dies zu erreichen, wird das Verhältnis der Mengen der dem Mischer zugeführten Regelströme QH/QL verändert. Bei Ventilen der üblichen Bauart läßt es sich jedoch nur schwer vermeiden, daß auch der den Mischer verlassende Sektionsstrom QM vom Sollwert unkontrolliert und ungewollt abweicht. Es ist außerdem aus DE-OS 35 38 466 bekannt, daß eine Veränderung des Volumenstromes einer Sektion zu einer Beeinflussung des Faserorientierungswinkels im Auslaufbereich des Stoffauflaufes führt. Weicht die Menge eines Sektionsstromes in unkontrollierter Weise von einem Sollwert ab, so ändert sich damit auch die Faserorientierung in unkontrollierter Weise.DE 40 19 593 A1, which forms the preamble of claim 1, recommends the following procedure: If the basis weight profile of the paper web deviates at a specific point in the web width, the concentration C M of the section stream in question, and thus the stream emerging from the mixer in question, should be changed accordingly will. To achieve this, the ratio of the quantities of the control currents Q H / Q L fed to the mixer is changed. With valves of the usual design, however, it is difficult to avoid that the section flow Q M leaving the mixer also deviates from the setpoint in an uncontrolled and unwanted manner. It is also known from DE-OS 35 38 466 that a change in the volume flow of a section leads to an influence on the fiber orientation angle in the outlet area of the headbox. If the amount of a section stream deviates in an uncontrolled manner from a target value, the fiber orientation also changes in an uncontrolled manner.

Es ist ferner z. B. aus DE-PS 29 42 966 oder DE-OS 35 35 849 bekannt, die Weite des Auslaufspaltes zu verändern, beispielsweise durch Gewindespindeln zum Verschwenken oder Verbiegen der Oberlippe. Hierdurch kann der Durchsatz der Suspension örtlich verändert werden. Gleichzeitig 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 Verdrängungsregelung über die Breite des Stoffauflaufes gleichmäßig gemacht werden kann, daß jedoch die an sich gute Faserorientierung wieder zerstört wird.It is also e.g. B. from DE-PS 29 42 966 or DE-OS 35 35 849 known to change the width of the outlet gap, for example by means of threaded spindles for pivoting or Bend the upper lip. This allows the throughput of Suspension can be changed locally. At the same time however also influenced the direction of flow locally, and hence the fiber orientation. By a local The narrowing of the gap becomes the fibers at the narrow points given a different flow direction than at other Set the outlet gap. This means that although Material density through this so-called displacement regulation the width of the headbox are made even can, however, the good fiber orientation again gets destroyed.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stoffauflauf bekannter Art derart zu modifizieren, daß eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung des Faserorientierungsquerprofils, der Strahlrichtung, des Formationsquerprofils und des Flächengewichtsquerprofils gegeben ist.The object of the invention is to make a headbox known Modify in such a way that another possibility to influence the fiber orientation cross profile, the Beam direction, the formation cross profile and the Basis weight cross section is given.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruches gelöst.The task is characterized by the characteristic features of the  first claim solved.

Die Erfindung ist anhand der Fig. 1-3 näher beschrieben.The invention is described in more detail with reference to FIGS. 1-3.

Fig. 1-3 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines Stoffauflaufes im Düsenbereich. Figs. 1-3 show various embodiments of a headbox in the nozzle area.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Stoffauflauf im Auslaufspaltbereich. Es ist eine obenliegende Oberlippe des Stoffauflaufes 1 zu sehen, die sich an eine waagrecht liegende Unterlippe 2 in Strömungsrichtung nähert und so den Auslaufspalt S des Stoffauflaufes bildet. In unmittelbarer Nähe des Auslaufspaltes S ist an der Unterlippe die Strahlleiteinrichtung 3 zu sehen, die aus einem - im Querschnitt gesehen - etwa halbmondförmig ausgeschnittenen Rundstahl besteht, dessen Außenfläche an den feststehenden Teil der Unterlippe angrenzt. Die Strahlleiteinrichtung ist drehbar um die Achse 5 gelagert und ihre Oberfläche fluchtet mit der Oberfläche der Unterlippe 2. Der Übergangspunkt 4 von der Unterlippe 2 auf die Strahlleiteinrichtung 3 liegt hier beispielhaft hinter dem Austrittsspalt S. Der Übergangspunkt 4 kann jedoch auch zur Vermeidung bzw. zur Reduktion von Strömungsstörungen vor den Austrittsspalt S - also in den geschlossenen Bereich des Stoffauflaufes - gelegt werden. Durch Verdrehung der Strahlleiteinrichtung 3 wird die Außenkrümmung der Strahlleiteinrichtung in den Stoffstrahl geführt, der sich an die Oberfläche der Strahlleiteinrichtung bedingt durch den Coanda-Effekt anlegt und entsprechend der Krümmung der Oberfläche der Strahlleiteinrichtung abgelenkt wird. Fig. 1 shows a cross section through a headbox in the outlet gap area. An upper lip of the headbox 1 can be seen, which approaches a lower lip 2 lying horizontally in the direction of flow and thus forms the outlet gap S of the headbox. In the immediate vicinity of the outlet gap S, the beam guiding device 3 can be seen on the lower lip, which, as seen in cross section, consists of a round steel cut out in a crescent shape, the outer surface of which adjoins the fixed part of the lower lip. The beam guiding device is rotatably mounted about the axis 5 and its surface is flush with the surface of the lower lip 2 . The transition point 4 from the lower lip 2 to the jet guide 3 is here, by way of example, behind the exit gap S. However, the transition point 4 can also be placed in front of the exit gap S in order to avoid or reduce flow disturbances, that is to say in the closed area of the headbox. By rotating the beam guide device 3 , the outer curvature of the beam guide device is guided into the material jet, which bears against the surface of the beam guide device due to the Coanda effect and is deflected in accordance with the curvature of the surface of the beam guide device.

Fig. 2 zeigt den gleichen Ausschnitt eines Stoffauflaufes wie Fig. 1. Beispielhaft ist hier eine Änderung an der Strahlleiteinrichtung 3 vorgenommen. Zum einen ist der Übergangspunkt 4 von der Stoffauflaufunterlippe zur Strahlleiteinrichtung 3 bezüglich der Fig. 1 etwas zurückverlegt worden. Weiterhin ist die Strahlleiteinrichtung 3 so ausgebildet, daß im Nasenbereich 6 der Strahlleiteinrichtung eine ebene Fläche über die Länge L gebildet ist, wodurch in diesem Bereich eine besser laminar anliegende Strömung erreicht wird. FIG. 2 shows the same section of a headbox as in FIG. 1. As an example, a change has been made to the jet guide device 3 . On the one hand, the transition point 4 from the headbox lower lip to the jet guide device 3 has been moved back somewhat with respect to FIG. 1. Furthermore, the jet guide device 3 is designed such that a flat surface over the length L is formed in the nose area 6 of the jet guide device, as a result of which a more laminar flow is achieved in this area.

Fig. 3 zeigt ebenfalls einen Querschnitt durch einen Stoffauflauf im Auslaufspalt. Beispielhaft ist hier die obenliegende Oberlippe 1.1 mit einer verschiebbaren Blende 1.2 dargestellt. Die wesentliche Änderung gegenüber den Fig. 1 und 2 liegt darin, daß auf der Oberfläche der Stoffauflaufunterlippe im Auslaufbereich der Endteil so ausgefräst ist, daß in die ausgefräste Aussparung ein elastisches Flachstück 3.1 eingelegt ist, welches über das Ende der Stoffauflaufunterlippe 2 hinausragt. Der Übergangspunkt zwischen Stoffauflaufunterlippe 2 und Flachstück 3.1 ist in diesem Falle weit nach hinten verlegt, so daß eventuell auftretende Turbulenzen sich bis zum Austritt des Stoffstrahles aus der Düse wieder beruhigt haben und so zu keinen Störungen führen. Das Flachstück 3.1 wird im Endteil von einem Stützelement 3.2, welches am Ende des Flachstückes befestigt ist und um die Drehachse 5 gelagert ist, in seiner Krümmung eingestellt. Fig. 3 also shows a cross section through a headbox in the outlet gap. The upper lip 1.1 above is shown here as an example with a displaceable diaphragm 1.2 . The main change compared to FIGS. 1 and 2 is that on the surface of the headbox lower lip in the outlet area the end part is milled so that an elastic flat piece 3.1 is inserted into the milled recess, which protrudes beyond the end of the headbox lower lip 2 . In this case, the transition point between the headbox lower lip 2 and the flat piece 3.1 is moved far to the rear, so that any turbulence that has occurred has calmed down again until the jet of material emerges from the nozzle and thus does not lead to any faults. The flat piece 3.1 is set in the end part by a support element 3.2 , which is attached to the end of the flat piece and is mounted about the axis of rotation 5 , in its curvature.

Alle in den Fig. 1-3 dargestellten Krümmungselemente im Auslaufbereich der Stoffauflaufunterlippe sind natürlich erfindungsgemäß auch über die Maschinenbreite sektioniert einstellbar, so daß eine sektionierte Beeinflussung des Stoffstrahles gegeben ist.All of the curvature elements shown in FIGS . 1-3 in the outlet area of the headbox lower lip can of course also be adjusted in sections according to the invention over the machine width, so that there is a sectioned influence on the material jet.

Claims (15)

1. Unterlippe eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der Unterlippe - in Seitenansicht gesehen - im Auslaufbereich veränderbar vorgesehen ist.1. lower lip of a headbox of a paper machine, characterized in that the curvature of the lower lip - seen in side view - is provided changeable in the outlet area. 2. Unterlippe eines Stoffauflaufes nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • 2.1 es ist im Auslaufbereich des Stoffauflaufes über die Maschinenbreite hinweg ein drehbares Formteil vorgesehen, dessen Oberfläche nahtlos in die Oberfläche der Unterlippe des Stoffauflaufes übergeht;
  • 2.2 das drehbare Formteil besitzt im wesentlichen die Form eines teilweise, über die gesamte Maschinenbreite ausgefrästen Rundstahles, dessen obere Nase in Maschinenrichtung zeigt;
  • 2.3 das Formteil ist drehbar gelagert, so daß die Oberfläche, über die die Stoffsuspension nach außen geführt wird, bei entsprechender Drehung des Formteiles eine Krümmung nach unten erfährt.
2. Lower lip of a headbox according to claim 1, characterized by the following features:
  • 2.1 a rotatable molded part is provided in the outlet area of the headbox over the machine width, the surface of which merges seamlessly with the surface of the lower lip of the headbox;
  • 2.2 the rotatable molded part essentially has the shape of a partial round steel milled over the entire machine width, the upper nose of which points in the machine direction;
  • 2.3 the molded part is rotatably mounted so that the surface over which the stock suspension is guided to the outside experiences a downward curvature when the molded part is rotated accordingly.
3. Unterlippe eines Stoffauflaufes gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil mit einer Vielzahl von Teilungen versehen ist und jedes einzelne Teil individuell einstellbar vorgesehen ist.3. lower lip of a headbox according to claim 2, characterized in that the molded part with a Variety of divisions is provided and each one Part individually adjustable is provided. 4. Unterlippe eines Stoffauflaufes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaufbereich eine Verformung durch mindestens ein piezoelektrisches Element vorgesehen ist. 4. lower lip of a headbox according to claim 1, characterized in that in the outlet area Deformation by at least one piezoelectric Element is provided.   5. Unterlippe eines Stoffauflaufes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaufbereich eine Verformung durch mindestens ein Bimetall-Element vorgesehen ist.5. lower lip of a headbox according to claim 1, characterized in that in the outlet area Deformation caused by at least one bimetal element is provided. 6. Unterlippe eines Stoffauflaufes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaufbereich eine Verformung durch mindestens einen Hydraulikzylinder oder einen Luftschlauch vorgesehen ist.6. lower lip of a headbox according to claim 1, characterized in that in the outlet area Deformation by at least one hydraulic cylinder or an air hose is provided. 7. Unterlippe eines Stoffauflaufes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaufbereich eine Verformung durch mindestens ein elektromagnetisches Element vorgesehen ist.7. lower lip of a headbox according to claim 1, characterized in that in the outlet area Deformation by at least one electromagnetic Element is provided. 8. Unterlippe gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement im vorderen Bereich seiner von Stoffsuspension berührten, sonst runden Oberfläche einen ebenen Teilbereich aufweist.8. lower lip according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the shaped element in the front Area of his touched by stock suspension, otherwise round surface has a flat portion. 9. Unterlippe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Endteil der Unterlippe eine verformbare, bündig und nahtfrei mit der restlichen Oberfläche schließende flache Auflage vorgesehen ist, deren Krümmung im Endteil einstellbar ist.9. lower lip according to claim 1, characterized in that in the end part of the lower lip a deformable, flush and closes seamlessly with the rest of the surface flat support is provided, the curvature in End part is adjustable. 10. Unterlippe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der flachen Auflage durch mindestens ein Stützelement vorgesehen ist.10. lower lip according to claim 9, characterized in that the setting of the flat edition by at least one support element is provided. 11. Unterlippe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement drehbar gelagert vorgesehen ist.11. lower lip according to claim 10, characterized in that the support element is provided rotatably mounted. 12. Unterlippe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der flachen Auflage hydraulisch einstellbar vorgesehen ist. 12. lower lip according to claim 9, characterized in that the curvature of the flat pad is hydraulic is provided adjustable.   13. Unterlippe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der flachen Auflage über Drehspindeln einstellbar vorgesehen ist.13. lower lip according to claim 9, characterized in that the curvature of the flat rest over spindles is provided adjustable. 14. Unterlippe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der flachen Auflage über Piezoelemente einstellbar vorgesehen ist.14. lower lip according to claim 9, characterized in that the curvature of the flat overlay Piezo elements are provided adjustable. 15. Unterlippe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der flachen Auflage durch ein Bimetall einstellbar vorgesehen ist.15. lower lip according to claim 9, characterized in that the curvature of the flat pad by one Bimetal adjustable is provided.
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