DE4241076C2

DE4241076C2 - Headbox of a paper machine with a variable lower lip

Info

Publication number: DE4241076C2
Application number: DE4241076A
Authority: DE
Inventors: Helmut Heinzmann
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1992-12-05
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2012-12-06
Also published as: DE4241076A1

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 Usually meets requirements 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 bekanntgeworden: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 Q_H/Q_L verändert. Bei Ventilen der üblichen Bauart läßt es sich jedoch nur schwer vermeiden, daß auch der den Mischer verlassende Sektionsstrom Q_M 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 CM of the section stream in question and thus the stream emerging from the mixer in question should be changed accordingly. 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 locally influenced the flow direction 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.

DE-AS 11 35 744 zeigt und beschreibt einen Stoffauflauf, bei welchem die Unterlippe eine Krümmung aufweist, die - in Seitenansicht gesehen - im Auslaufbereich veränderbar ist. Hierdurch konnten zwar Verbesserungen bezüglich der Beseitigung von Störfaktoren erzielt werden. Die ideale Lösung ist damit jedoch noch nicht gegeben. DE-AS 11 35 744 shows and describes a headbox, in which the lower lip has a curvature that - in Seen from the side - can be changed in the outlet area. As a result, improvements in terms of Elimination of disruptive factors can be achieved. The ideal However, there is still no solution.

DE-AS 11 39 005 zeigt einen Stoffauflauf, bei dem darüber hinaus alle Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 vorhanden sind. Das genannte Dokument ist somit gattungsbildend. Mit diesem Stoffauflauf wurde ein weiterer Schritt in Richtung auf eine Beseitigung der Störfaktoren getan. Jedoch hat auch dieser Stoffauflauf nicht voll befriedigt. Das Flächengewichtsprofil und das Faserorientierungsprofil sind damit über die Breite der Bahn nicht in gewünschter Weise konstant zu halten.DE-AS 11 39 005 shows a headbox in which moreover, all features of the preamble of claim 1 available. The document mentioned is thus generic. With this headbox was another Step towards eliminating the disruptive factors done. However, this headbox is also not full satisfied. The basis weight profile and that Fiber orientation profile are thus across the width of the Do not keep the web constant in the desired manner.

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. Erst hiermit ist ein Stoffauflauf geschaffen, bei dem eine Strahlumlenkung durch den Coanda- Effekt unter Vermeidung von Strömungsstörungen bewirkt werden kann.The task is characterized by the characteristic features of the first claim solved. Only now is a headbox created in which a beam deflection by the Coanda Effect while avoiding flow disturbances can be.

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 device 3 is here, for 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

1. Headbox for a paper machine with the following features:

1.1 with an outlet area which has an upper lip and a lower lip;
1.2 in the outlet area a rotatable molded part is provided across the machine width, the surface of which merges with the surface of the upper lip of the headbox;
1.3 the rotatable molded part is essentially in the form of a round steel bar partially milled over the entire width of the machine;
1.4 the molded part is rotatably mounted, so that the surface over which the stock suspension is guided to the outside experiences a curvature with a corresponding rotation,

characterized by the following features:

1.5 the rotatable molded part merges seamlessly into the lower lip of the headbox;
1.6 the molded part has a nose pointing in the machine direction;
1.7 the surface is curved downwards.

2. Headbox according to claim 1, characterized in that the molding with a variety of divisions provided and that each individual part individually is adjustable.

3. Headbox according to claim 1 or 2, characterized characterized in that for deforming at least one Piezoelectric element is provided in the outlet area is.

4. Headbox according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that for deforming at least one Bimetal element is provided in the outlet area.

5. Headbox according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that for deforming at least one Hydraulic cylinder or an air hose in the Outlet area is provided.

6. Headbox according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that for deforming at least one electromagnetic element in the outlet area is provided.

7. Headbox according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the molding in the front area his round, touched by the stock suspension Surface has a flat portion.

8. Headbox according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that in the end part of the lower lip deformable, flush and seamless with the rest Subsequent flat support provided whose curvature is adjustable in the end part.

9. Headbox according to claim 8, characterized in that to adjust the flat support at least one Support element is provided.

10. Headbox according to claim 9, characterized in that the support element is rotatably mounted.

11. Headbox according to claim 8, characterized in that the curvature of the flat pad is hydraulic is adjustable.

12. Headbox according to claim 8, characterized in that the curvature of the flat support means Is adjustable.

13. Headbox according to claim 8, characterized in that to bend the flat support piezo elements are provided.

14. Headbox according to claim 8, characterized in that to bend the flat support a bimetal is provided.