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Gegenstand
dieser Erfindung ist eine mit einer Anordnung von Hochdruckwasser-Vorrichtungen ausgestattete
Papiermaschine, die zur Herstellung von Papier zwei oder mehr hintereinander
angeordnete Teilgesamtheiten, wie Siebpartie, Pressenpartie, Trockenpartie
und Endgruppe hat, wobei die Anordnung von Wasservorrichtungen
- – Pumpvorrichtungen
zur Erzeugung von Hochdruckwasser,
- – in
einer Teilgesamtheit angeordnete Hochdruckwasser-Betriebselemente, angeordnet an verschiedenen
Verbrauchsstellen, und
- – Verbindungsleitungen
zum Leiten des Hochdruckwassers von den Pumpvorrichtungen zu den Betriebselementen
umfasst.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Anbringen von Hochdruckwasser-Vorrichtungen in
einer Papiermaschine.
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Wasser
wird in der Papiermaschine an zahlreichen Stellen eingesetzt. Für Reinigungs-
und Schmierzwecke lassen sich im Allgemeinen mit einfachen Anlagen
ausreichender Druck und ausreichender Volumenstrom erzeugen. Die
heutigen Papiermaschinen haben aber auch mehrere Vorrichtungen,
die Hochdruckwasser benötigen;
als häufigste solche
Vorrichtungen sind die Spitzenschneider, die Randspritzen und die
Wasserstrahlreiniger zu nennen. Im Allgemeinen beträgt in diesen
Vorrichtungen der Wasserdruck über
250 bar, der Volumenstrom unter 1 l/min. Die Papiermaschine weist
mehrere verschiedene Hochdruckwasser verbrauchende Vorrichtungen
auf, die an verschiedenen Verbrauchstellen angeordnet und von mehreren
verschiedenen Herstellern geliefert werden. Im Allgemeinen plant
jeder Gerätehersteller
seinen Teil selbst und liefert die erforderlichen Zubehörteile für die Papiermaschine.
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Die
Anordnung der Vorrichtungen in der heutigen Art führt zu Überschneidungen
in der Planungsarbeit und vor allem zur Überlagerung von Pumpkapazitäten. Das
ist ein erheblicher Nachteil, denn die Anschaffungs- und Betriebskosten
von Hochdruckwasserpumpen sind im Vergleich zu denen anderer Wasserpumpen
beträchtlich
hoch. Außerdem
werden in ein und dieselbe Papiermaschine oft auch sehr verschiedenartige
Hochdruckwasserpumpen eingebaut, so dass vielerlei Ersatzteile und
ein hohes Maß an
Wartungswissen erforderlich sind. Auch erfordert das Zusammenpassen
der Steuerungen der verschiedenen Vorrichtungen zusätzliche
Planungsarbeit und Hilfsgeräte.
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Dieser
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Papiermaschine mit einer
neuartigen, im Vergleich zu bisher vorteilhafteren und in ihrer
Konstruktion einfacheren Anordnung von Hochdruckwasser-Vorrichtungen
zu schaffen. Außerdem
ist es Aufgabe der Erfindung, ein neuartiges Verfahren zum Anbringen
einer Anordnung von Hochdruckwasser-Vorrichtungen in der Papiermaschine
zu schaffen, mit dem besonders Unter- und Überkapazität der Pumpvorrichtungen vermieden
wird und das sich schneller und leichter als bisher verwirklichen
lässt. Die
kennzeichnenden Merkmale der erfindungsgemäßen Papiermaschine gehen aus
Patentanspruch 1 hervor. Entsprechend sind die kennzeichnenden Merkmale
des erfindungsgemäßen Verfahrens
in Patentanspruch 7 zusammengestellt. In der erfindungsgemäßen Anordnung
von Wasservorrichtungen, im Folgenden auch kurz als Anordnung bezeichnet, werden
Pumpvorrichtungen eingesetzt, die überraschenderweise aus einer
beträchtlich
geringeren Zahl Pumpeneinheiten als bisher bestehen. Außerdem wird
die Kapazität
der Pumpvorrichtungen auf verschiedene Verbrauchsstellen verteilt.
Auf diese Weise verringern sich die Anschaffungs- und Betriebskosten
der Pumpvorrichtungen gegenüber
den bisherigen. Auch gestalten sich Planung und Herstellung der
Anordnung einfach. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Gesamtkapazitätsbedarf der
Pumpvorrichtungen berücksichtigt,
und außerdem
wird die Gesamtkapazität
auf die verschiedenen Ver brauchsstellen verteilt. Auf diese Weise
kann die Papiermaschine in ihrer Gesamtheit mit möglichst
rationellen Pumpvorrichtungen verwirklicht werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
in denen einige Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt sind, im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
mit der erfindungsgemäßen Anordnung
von Wasservorrichtungen ausgestattete Papiermaschine in der Seitenansicht;
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2 als
Prinzipzeichnung eine mit der erfindungsgemäßen Anordnung von Wasservorrichtungen
ausgestattete Papiermaschine von oben betrachtet.
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In 1 ist
eine Papiermaschine seitlich betrachtet dargestellt. Die erfindungsgemäße Anordnung
kann jedoch auch in Karton- und anderen entsprechenden Maschinen
eingesetzt werden. Im Allgemeinen hat die Papiermaschine zur Herstellung von
Papier zwei oder mehr hintereinander angeordnete Teilgesamtheiten;
in der Papiermaschine in 1 sind diese an sich bekannten
hintereinander angeordneten Teilgesamtheiten: die Siebpartie 10, die
Pressenpartie 11, die Trockenpartie 12 und die Endgruppe 13.
Im Allgemeinen umfasst die Anordnung sowohl die Pumpvorrichtungen
zur Erzeugung von Hochdruckwasser als auch die in der Teilgesamtheit
angeordneten Hochdruckwasser-Betriebselemente, angebracht an verschiedenen
Verbrauchsstellen. Weiter umfasst die Anordnung Verbindungsleitungen
zum Leiten des Hochdruckwassers von den Pumpvorrichtungen zu den
Betriebselementen. In 1 sind lediglich die verschiedenen
Verbrauchsstellen 14–16 und
entsprechend in 2 lediglich die Pumpvorrichtungen 17 und
die Verbindungsleitungen 18 dargestellt.
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Gemäß der Erfindung
umfassen die Pumpvorrichtungen 17 wenigs tens eine Pumpeneinheit 19, von
der aus Verbindungsleitungen 18 zu den einzelnen Verbrauchsstellen
führen
(2). Außerdem
gehören
die Verbrauchsstellen zu zwei oder mehr hintereinander angeordneten
Teilgesamtheiten 10–13. Auf
diese Weise wird die Gesamtzahl der Pumpvorrichtungen weiter gesenkt,
und vor allem auch wird Überkapazität vermieden.
Auch gestaltet sich die Planung der Anordnung einfacher. Die Pumpeneinheiten
bestehen aus an sich bekannten Hochdruckwasserpumpen, von denen
in der erfindungsgemäßen Anordnung
1–4, bevorzugt
1–2 Stück vorhanden sind.
Heute finden sich in einer Papiermaschine 5–10 oder sogar noch mehr verschiedenartige
und verschieden große
Hochdruckwasserpumpen.
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Die
Arbeits-, d.h. Betriebszeiten der verschiedenartigen Betriebselemente
variieren, so dass auch der Bedarf an Pumpkapazität variiert.
Gemäß der Erfindung
umfasst die Anordnung Sensor- und Regelorgane 20 zur Verteilung
des Hochdruckwassers auf die verschiedenen und/oder in den verschiedenen
Teilgesamtheiten 10–13 angeordneten
Betriebselemente (2). So lassen sich die verschiedenen
Verbrauchsstellen mit den Pumpvorrichtungen auf wirtschaftliche
Weise decken. Die Einstellungen der Sensor- und Regelorgane können entweder
vorgegeben sein oder sie können
je nach Situation entweder manuell oder automatisch verändert werden. Eine
solche Situation ist zum Beispiel bei nicht ausreichender Pumpkapazität gegeben.
Die Sensor- und Regelorgane sind denn auch so eingerichtet, dass sie, überschreitet
der Hochdruckwasserverbrauch die Gesamtkapazität der Pumpvorrichtungen, die Strömung in
jenen Verbindungsleitungen, die zu weniger kritischen Verbrauchsstellen
führen,
begrenzen. Dabei ist dann die Versorgung der kritischen Verbrauchsstellen
mit Hochdruckwasser gesichert. Anderseits kann die Regelung dazu
benutzt werden, die Gesamtkapazität der Pumpvorrichtungen auf
einen möglichst
niedrigen Wert zu senken. Die Sensor- und Regelorgane können ein
Bestandteil des Betriebselements sein oder sie werden in die zum
Betriebselement führende
Verbindungsleitung eingefügt 2). Weiter
gestaltet es sich vorteilhaft, die Sensor- und Regelorgane an ein
zentrales Steuersystem 21 (2) anzuschließen. Mit
den Regelorganen können
auch die Pumpvorrichtungen gesteuert werden, um für die jeweils
benutzten Betriebselemente passendes Druckniveau und passenden Volumenstrom zu
bewirken.
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Am
häufigsten
bestehen die Betriebselemente aus mit Druckwasser arbeitenden Wasserschneidvorrichtungen
und/oder Wasserstrahlreinigern, die gemäß der Erfindung an verschiedenen Verbrauchsstellen
angeordnet sind. Bei der in 2 gezeigten
bevorzugten Ausführungsform
sind die in der Pressenpartie 11 und am vorderen Ende der
Trockenpartie 12 befindlichen Betriebselemente an die gleiche
Pumpeneinheit 19 angeschlossen. Entsprechend sind die im
hinteren Teil der Trockenpartie 12 und in der Endgruppe 13 befindlichen
Betriebselemente an eine zweite Pumpeneinheit 19 angeschlossen.
Die Papiermaschine insgesamt hat also statt der bisher üblichen
5–10 Pumpeneinheiten
nur zwei Pumpeneinheiten. Teile mit gleicher Funktion tragen in
den Zeichnungen jeweils die gleiche Bezugszahl. Es gestaltet sich
außerdem
einfach, die Pumpkapazität
durch Erweiterung der Pumpvorrichtungen um eine weitere Pumpeneinheit
zu erhöhen.
Anderseits kann eine Pumpeneinheit in Reserve gehalten werden. Diese
Ausführungsformen
sind durch die links in 2 gestrichelt eingezeichnete
Hochdruckwasserpumpe dargestellt. Bei Bedarf können die Verbindungsleitungen
zu einer Gesamtheit zusammengefasst werden, wobei man dann sogar
mit einer einzigen Pumpeneinheit auskommen kann. Allerdings kann
dann nur ein Teil der Verbrauchsstellen (gleichzeitig) eingesetzt
werden. In 1 sind als Verbrauchsstellen 14 und 15 in
der Pressenpartie 11 die Spitzenschneider und in der Trockenpartie 12 die Wasserstrahl-Siebreiniger
zu sehen. Die Endgruppe 13 hat hier als Verbrauchsstelle 16 lediglich
die Randspritzen. Es gibt jedoch auch Endgruppen, die zum Beispiel
hinter der Streichvorrichtung befindliche Wasserstrahl-Siebreiniger
und dem Kalander vorgeschaltete Spitzenschneider haben. Auch noch
andere Verbrauchsstellen können
vorhanden sein.
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Gegenwärtig wählt man
für die
verschiedenen Verbrauchsstellen der einzelnen Teilgesamtheiten passende
Betriebselemente und die diesen entsprechenden Pumpvorrichtungen.
Das Endergebnis ist eine große
Anzahl verschiedenartiger Komponenten und außerdem oft eine beträchtliche Überkapazität der Pumpvorrichtungen.
Diese Missstände
werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
vermieden, bei dem zuerst der Gesamtbedarf an Pumpkapazität ermittelt
und danach diese Gesamtkapazität auf
die in den einzelnen Teilgesamtheiten vorhandenen verschiedenen
Verbrauchsstellen verteilt wird. Auf diese Weise wird Überkapazität vermieden.
Außerdem
werden die Pumpvorrichtungen bevorzugt aus gleichartigen Pumpen
oder wenigstens Pumpen gleichen Typs gebildet. Die Papiermaschine
hat dann bevorzugt nur Pumpeneinheiten einheitlichen Typs, deren
Instandhaltung weniger Ersatzteile und Wartungskenntnisse als üblicherweise
erfordert. Gleichzeitig gestaltet sich die Steuerung der Pumpeneinheiten
und das Kombinieren der Steuerung mit anderen, bereits vorhandenen
Systemen einfach.
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Wegen
des unterschiedlichen Arbeitens der Betriebselemente lässt sich
mit dem Verfahren auch eine sehr kleine Gesamtkapazität der Pumpvorrichtungen
erzielen, und zwar dadurch, dass man die Betriebselemente so einrichtet,
dass sie abwechselnd in Betrieb sind. Im Folgenden werden als Beispiele
zwei Ausführungsformen
beschrieben, mit denen entweder die erforderliche Gesamtkapazität verringert
oder der Betrieb der kritischen Vorrichtungen gesichert wird. In
der ersten Ausführungsform
sind in der Papiermaschine eine Pressenpartie mit Wasserschneidern
als Betriebselemente und eine Trockenpartie mit Wasserstrahlreinigern
als Betriebselemente hintereinander angeordnet. Gemäß der Erfindung
wird, werden die Wasserschneider benutzt, von den Wasserstrahlreinigern
wenigstens einer außer
Betrieb gesetzt. Dies ist auch in der Praxis möglich, weil der Wasserschneider
beim Aufführen
der Bahn zum Spitzenschneiden benutzt wird. Entsprechend findet während des
Bahnaufführens
in der Trockenpartie nur eine geringe Verschmutzung der Siebe statt.
Ist es nicht möglich,
einen Wasserstrahlreiniger außer Betrieb
zu setzen, so können
die Bewegungsbahnen oder der Wasserverbrauch der Wasserstrahlreiniger reduziert
werden. Dabei reicht dann die Pumpkapazität auch für die Wasserschneider der Pressenpartie. Mit
Beendigung des Schneidens werden die Wasserstrahlreiniger wieder
auf normalen Betrieb geschaltet. Das Verteilen der Pumpkapazität wird bevorzugt durch
automatische Steuerung verwirklicht, die eine oder mehrere, bevorzugt
im Voraus bestimmte Betriebselemente vom Betrieb ausschließt. Mit
Normalisierung der Situation erfolgt, bevorzugt durch die automatische
Steuerung, das Wiedereinschalten der vorübergehend stillgelegten Betriebselemente.
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Die
zweite Ausführungsform ähnelt der
ersten, befindet sich aber am hinteren Ende der Papiermaschine.
In dieser Papiermaschine folgt auf die Trockenpartie eine Endgruppe,
wobei als Betriebselemente in der Trockenpartie Wasserstrahlreiniger
und in der Endgruppe Wasserschneider vorhanden sind. Gemäß der Erfindung
wird, sind die Wasserschneider in Betrieb, wenigstens einer der
Wasserstrahlreiniger abgeschaltet. Mit dieser Maßnahme erzielt man die oben
aufgeführten
Vorteile.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
gestaltet sich im Betrieb einfach und wirtschaftlich. Auch ihre Anschaffungskosten
sind gegenüber
bisher geringer. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Überkapazität der Pumpvorrichtungen
vermieden. In der Praxis lässt
sich sogar ein unter dem Nennverbrauch liegender Kapazitätsbedarf
erreichen, weil ja bei dem Verfahren die verschiedenen Arbeitszeiten
der Betriebselemente berücksichtigt
werden, d.h. während die
einen Betriebselemente sich in Betrieb befinden, sind andere Betriebselemente
abgeschaltet. Durch Einsatz nur weniger Pumpeneinheiten für die verschiedenen
Betriebselemente wird ein Stillstand von Pumpeneinheiten vermieden.
Außerdem
ermöglichen
die zentralisierten Pumpvorrichtungen ein einfaches Erhöhen der
Pumpkapazität
und für
Störungssituationen
ein einfaches und schnelles Reservesystem.