DE69415882T2 - Mehrschichtenstoffauflauf - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtstoffauflaufkasten einer Papiermaschine oder Kartonmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der auf der EP-0 462 472 basiert. Ein weiterer relevanter Stand der Technik ist in der DE-A-41 12 347 und der GB-2 093 879 offenbart.
• In einem Mehrschichtstoffauflaufkasten werden Stoffe unterschiedlicher Sorten in der vertikalen Richtung in den verschiedenen Schichten gespeist. Eine oder beide der Flächen des aus dem Strahl des Stoffauflaufkastens geformten Papiers oder Kartons werden beispielsweise unter Anwendung eines mit hohen Kosten verbundenen und gebleichten Stoffes mit einem großen Füllstoffanteil repräsentativ gemacht. In einer Dreischichtstruktur wird die Mittelschicht verwendet, um die Festigkeit und Steifigkeit des Papiers/Kartons festzulegen, wogegen die Oberflächenschichten das weniger teuere und gröbere Rohmaterial in der Mitte der Struktur verbergen.
• Wenn in einem Mehrschichtstoffauflaufkasten das Flächengewicht herkömmlich durch Profilieren der Form der Auslaufdüse reguliert wird, werden alle Schichten gleichzeitig beeinflußt, einschließlich der abdeckenden Oberflächenschichten. In einem solchen Fall wird die Abdeckung mittels des Oberflächenmaterials in dem regulierten Bereich geändert und verbleibt im Produkt eine gestreifte Erscheinung. Die Profilstangenkonstruktion erzeugt Turbulenz in dem Strahl und beeinträchtigt die Reinheit der Schichten.
• Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, sollte sich die Richtung des aus dem Stoffauflaufkasten ausgestoßenen Ausstoßstrahles der Stoffsuspension von der Maschinenlaufrichtung so wenig wie möglich unterscheiden. Ein Richtungswinkel des Ausstoßstrahls, der sich von der Maschinenlaufrichtung unterscheidet, was einer Verzerrung der Faserorientierung erzeugt, hat eine deutliche Wirkung auf die Qualitätsfaktoren des Papiers, wie etwa die Anisotropie der Festigkeit und der Bruchdehnung. Das Niveau und die Variation der Anisotropie in der Querrichtung beeinflußt ebenso die Druckeigenschaften von Papier, wie etwa eine Feuchtigkeitsausdehnung. Insbesondere ist es eine wichtige Anforderung, daß die Hauptachsen der Richtungsverteilung, d. h. die Orientierung, des Fasergewebes in dem Papier mit den Richtungen der Hauptachsen des Papiers übereinstimmen und daß die Orientierung bezüglich dieser Achsen symmetrisch ist.
• An den Rändern des Stofflußkanales in dem Stoffauflaufkasten besteht natürlich aufgrund der vertikalen Wände eine größere Reibung. Dieser Randeffekt erzeugt eine sehr starke lineare Verzerrung in dem Profil. Profilfehler in dem Turbulenzgenerator des Stoffauflaufkastens erzeugen gewöhnlich eine nicht lineare Verzerrung im Profil innerhalb der Seitenbereiche der Flußkanäle.
• Es ist versucht worden, eine sich aus der Trockenschrumpfung von Papier/Karton ergebende Ungleichheit des Flächengewichtprofils mit Hilfe einer Durchbiegungsformation der Auslaufdüse zu kompensieren, so daß die Auslaufdüse in der Mitte des Stoffstrahles dicker wird. Wenn die Papier-/Kartonbahn getrocknet wird, schrumpft diese in dem Mittelbereich der Bahn auf ein geringeres Ausmaß als in den Seitenbereichen, wobei die Schrumpfung in der Regel in der Mitte etwa 1 bis 3% und in den Seitenbereichen 4 bis 6% beträgt. Das Schrumpfungsprofil erzeugt eine entsprechende Änderung in dem Querflächengewichtsprofil der Bahn, so daß aufgrund der Schrumpfung das Trockenflächengewichtsprofil einer Bahn, dessen Querflächengewichtsprofil nach der Presse gleichmäßig war, während der Trocknung geändert wird, so daß in beiden Seitenbereichen der Bahn das Flächengewicht etwas größer ist als in dem Mittelbereich. Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist das Flächengewichtsprofil reguliert worden durch ein Profilieren der Dicke des Strahls, und zwar entweder mittels einer Profilstangenkonstruktion oder mittels Regulierung der Form des Ausstoßkanals, so daß die Dicke des Strahls in dem Mittelbereich größer reguliert ist als in den Seitenbereichen. Mittels dieser Anordnung wird die Stoffsuspension gezwungen, sich in Richtung auf den Mittelbereich der Bahn zu bewegen. Dieser Umstand beeinflußt das Ablenkungswinkelprofil der Richtung des Ausstoßstrahls, welches Profil ferner das Verzerrungsprofil der Faserorientierung bestimmt. Die Hauptachsen der Richtungsverteilung, d. h. die Orientierung, des Fasergewebes sollte mit den Richtungen der Hauptachsen des Papiers übereinstimmen, wobei die Orientierung bezüglich dieser Achsen symmetrisch sein soll. In dieser die Dicke des Strahls profilierenden Regulierung wird eine Änderung in der Orientierung erzeugt, wenn der Stoffsuspensionsfluß Komponenten in der Querrichtung aufnimmt.
• Eine Regulierung der Lippe des Stoffauflaufkastens erzeugt ebenso eine Änderung in den Querflüssen des Stoffstrahls, selbst wenn es die Zielsetzung der Regulierung ausnahmslos ist, das Flächengewichtsprofil, d. h. das Dickenprofil, der eingespeisten Stoffsuspensionsschicht zu beeinflussen. Somit haben die Querflüsse eine unmittelbare Beziehung mit der Verteilung der Faserorientierung.
• In der vorliegenden Anmeldung ist ein Stoffauflaufkasten beschrieben, mit dessen Hilfe der aus einem Mehrschichtstoffauflaufkasten ausgestoßene Stoffsuspensionsfluß ohne eine Profilstange regulierbar ist. Mit dem Stoffauflaufkasten ist es möglich, die Konsistenz des Flusses örtlich zu regulieren und somit ebenso das Druckniveau des auf Konsistenz regulierten Flusses und daher die Gesamtflußquantität und die Flußgeschwindigkeit, während dennoch das Mischungsverhältnis an seinem regulierten invariablen Wert verbleibt.
• Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Stoffauflaufkastens ist es möglich, das Flächengewichtsprofil der Papier-/Kartonbahn zuverlässig über die gesamte Bahnbreite hinweg und ebenso das Faserorientierungsprofil der Papier-/Kartonbahn über die gesamte Bahnbreite hinweg in der Schicht zu regeln, auf die die Regulierung des Flächengewichtsprofils angewendet wird.
• In dem erfindungsgemäßen Stoffauflaufkastens wird das Flächengewichtprofil durch Regulierung des, eine Schicht formenden Stofflusses beeinflußt.
• Der erfindungsgemäße Mehrschichtstoffauflaufkasten hat die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.
• In der erfindungsgemäßen Lösung werden zwei Komponentenflüsse in den Mischer eingeführt, wobei das Mischungsverhältnis fortlaufend derart reguliert wird, daß, wenn die Drosselung des Stofflusses oder des 0-Wasserflusses in einem Komponentenflußkanal erhöht wird, die Drosselung des anderen Komponentenflusses reduziert wird, oder umgekehrt. Somit wird in der Regulierung die Konzentration des den Mischer verlassenden Gesamtstofflusses fortlaufend beeinflußt und dennoch die Quantität des Flusses invariabel gehalten.
• Somit ist es möglich, dem Stoffluß beispielsweise alleine Wasser, d. h. 0-Wasser, oder eine aufgelöste Stoffsuspension zu addieren, deren Konzentration sich insgesamt von der Konzentration des anderen Komponentenflusses unterscheidet. Der kombinierte Fluß legt die Bahnschicht fest. In der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung wurde das Flächengewichtsprofil geändert durch ein Einwirken auf das Dickenprofil des aus dem Stoffauflaufkasten ausgestoßenen Strahls. In der erfindungsgemäßen Ausrüstung wird eine Profilierdrossel nicht benötigt, da das Faserorientierungsprofil mittels örtlicher Flüsse reguliert wird, die in unterschiedliche Breitenpositionen in dem Stoffauflaufkasten geleitet werden.
• In der erfindungsgemäßen Lösung hat der Mehrschichtstoffauflaufkasten separate Blöcke über die Breite des Mehrschichtstoffauflaufkastens hinweg, in welchen Blöcken es möglich ist, die Konsistenzen der Flüsse in den Blöcken auf das erwünschte Niveau zu regulieren. Wenn beispielsweise der Fluß in der Mittelschicht reguliert wird, ist es mittels des Flusses möglich, einen in einer bestimmten Breitenposition der Bahn auftretenden Fehler im Flächengewichtsprofil zu korrigieren. Somit ist es möglich, eine Stoffsuspension, die dicker als der Durchschnitt ist, oder eine Stoffsuspension, die löslicher ist als der Durchschnitt in einer bestimmten Breitenposition des Stoffauflaufkastens einzuführen, und zwar in Abhängigkeit von dem gemessenen Flächengewichtsprofilfehler, so daß der Profilfehler korrigiert wird. Jedoch ist es in der Regulierung des Flächengewichtsprofils wichtig, daß die Flußquantität des kombinierten Flusses Q&sub3; invariabel gehalten wird. Somit werden während der Regulierung der Konsistenz keine Änderungen in dem Gesamtflußgeschwindigkeitsprofil der Stoffsuspension in dem Stoffauflaufkasten erzeugt. Mittels der breitenspezifischen Flüsse Q3.1, Q3.2 ... Q3.n in dem Stoffauflaufkasten wird durch Regulierung der Konsistenz der Flüsse die Konsistenz der Stoffsuspension bei einer bestimmten Breitenposition beeinflußt und werden somit durch jeden Fluß Q3.1, Q3.2 ... Q3.n die in dem Flächengewichtsprofil auftretenden Fehler korrigiert.
• Ebenso ist es mit dem erfindungsgemäßen Stoffauflaufkasten möglich, die Faserorientierung des aus dem Stoffauflaufkasten ausgestoßenen Flusses durch Regulierung des Druckprofiles des Flusses zu regulieren, wodurch das Geschwindigkeitsprofil reguliert wird. Dies findet statt, indem in einer bestimmten Schicht die Flußquantität jedes Flusses Q3.1, Q3.2 ... Q3.n unabhängig voneinander reguliert wird. Wenn somit das Faserorientierungsprofil korrigiert werden soll, wird das aus dem Rohrsystem des Turbulenzgenerators austretende Flußgeschwindigkeitsprofil örtlich in der Breitenrichtung der Bahn beeinflußt, wobei an einer bestimmten Breitenposition der Bahn örtlich der Druckpegel und dadurch die Flußgeschwindigkeit und ferner die Flußmenge erhöht oder, falls notwendig, reduziert werden. Auf diese Weise ist es möglich, auf örtliche, in der Faserorientierung der Bahn auftretende Profilfehler einzuwirken.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in den Figuren in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, beschrieben, wobei die Erfindung dennoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele alleine beschränkt sein soll. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Schnittansicht eines Mehrschichtstoffauflaufkastens in einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Patentanmeldung.
• Fig. 2A eine Schnittansicht entlang der Linie I-I aus Fig. 1.
• Fig. 2B eine Schnittansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 1.
• Fig. 2C eine Schnittansicht entlang der Linie III-III aus Fig. 1.
• Fig. 2D eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV aus Fig. 1.
• Fig. 3 eine prinzipielle Teilveranschaulichung einer Mischereinheit, mit deren Hilfe ein Fehler im Flächengewichtsprofil und ein Fehler in dem Faserorientierungsprofil örtlich in der Richtung der Breite der Bahn korrigierbar ist.
• Fig. 4A eine prinzipielle Veranschaulichung einer ersten Regulierungsposition.
• Fig. 4B eine zweite Regulierungsposition.
• Fig. 4C eine dritte Regulierungsposition.
• Fig. 5A ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mischereinheit, die den prinzipiellen Veranschaulichungen aus Fig. 3 und Fig. 4A bis 4C entspricht. Fig. 5A ist eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Mischereinheit.
• Fig. 5B ist eine Veranschaulichung in der in Fig. 5A angedeuteten Richtung K&sub1;.
• Fig. 5C ist eine Veranschaulichung in der in Fig. 5A angedeuteten Richtung K&sub2;.
• Fig. 5D ist eine Veranschaulichung in der in Fig. 5A angedeuteten Richtung K&sub3;.
• Fig. 5E ist eine Seitenansicht des Verteilerteiles der in den vorangegangenen Fig. 5A bis 5D gezeigten Mischereinheit.
• Fig. 6A ist eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Mischereinheit, wobei der Fluß in die Einlaßkammer der Mischereinheit verteilt wird mittels eines separaten Schwingenteils, welches in verschiedenen Schließpositionen bezüglich der Einlaßöffnungen plaziert wird, in welchem Falle, wenn eine Einlaßöffnung geöffnet ist, die andere Einlaßöffnung um den entsprechenden Betrag geschlossen ist.
• Fig. 6B eine Schnittansicht entlang der Linie V-V aus Fig. 6A.
• Fig. 7A ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den weiteren Hinsichten entsprechend den Fig. 6A, 6B, ausgenommen, daß in diesem Ausführungsbeispiel auch das Druckniveau des austretenden Flusses Q regulierbar ist.
• Fig. 7B ein Schnittansicht entlang der Linie VI-VI aus Fig. 7A.
• Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Mehrschichtstoffauflaufkasten in Verbindung mit einem Doppelsiebformer. Vom Former zeigt die Fig. 1 die Brustwalzen 10 und 11 und die darüber hinweg laufenden Formungssiebe 12 und 13, wobei die Formungssiebe dazwischen den Formungsspalt G ausbilden. Der Ausstoßkanal 14 des Stoffauflaufkastens hat Klappen 16a&sub1;, 16a&sub2;, ..., wobei der Stoffsuspensionsstrahl aus dem Ausstoßkanal 14 des Stoffauflaufkastens durch die Auslaufdüse 15 in den mittels der Siebe 12 und 13 definierten Formungsspalt G gespeist wird.
• In Flußrichtung F der Stoffsuspension gehend hat der Stoffauflaufkasten Einlaßkopfstücke 100, 110, 120, 130, Verteilerrohre, einen Turbulenzgenerator 19 und einen Ausstoßkanal 14. Der Ausstoßkanal 14 ist mittels einer ortsfesten unteren Lippenwand 20 und mittels einer oberen Lippenwand 21 definiert, die um eine horizontale Gelenkverbindung G schwenkt.
• In dem Mehrschichtstoffauflaufkasten wird eine erste Stoffsuspension M&sub1; aus dem Einlaßkopfstück 100 durch das Verteilerrohr 101 in die Zwischenkammer J&sub1; und weiter zu der Drossel 102 und weiter zu dem Turbulenzgenerator 19 in seine Turbulenzrohre 19a&sub1; geleitet.
• Gleichermaßen wird eine zweite Stoffsuspension M&sub3;, deren Zusammensetzung die gleiche sein kann wie die der ersten Stoffsuspension M&sub1; oder unterschiedlich davon sein kann, von dem Einlaßkopfstück 110 durch das Verteilerrohr 111 in die Zwischenkammer J&sub2; und durch die Drossel 112 zu dem Turbulenzgenerator 19 in seine Turbulenzrohre gebracht.
• Der Fluß Q3.1, Q3.2 ... Q3.n der dritten Stoffsuspension M&sub2; ist zusammengesetzt aus Komponentenflüsse Q1.1, Q1.2 ... Q1.n und Q2.1 Q2.2 ... Q2.n. Jeder Komponentenfluß Q1.1, Q1.2 ... Q1.n wird von dem Einlaßverteilerrohr 120 gebracht und durch die Verteilerrohrleitungen 23a&sub1;, 23a&sub2; ... in seine eigene Mischereinheit 22a&sub1;, 22a&sub2; ... 22an in der Breitenrichtung geleitet. Von dem anderen Einlaßverteiler 130 wird der zweite Komponentenfluß Q2.1, Q2.2 ... Q2.n durch die Verteilerrohrleitung 24a&sub1;, 24a&sub2; in die Mischereinheit 22a&sub1;, 22a&sub2; ... 22an geleitet. In den Mischereinheiten 22a&sub1;, 22a&sub2; ... 22an werden die Komponentenflüsse Q1.1, Q1.2 ... Q1.n und Q2.1, Q2.2 ... Q2.n zusammen vermischt, wobei der kombinierte Fluß Q&sub3;, der eine Stoffsuspension (Q1.1 + Q1.2; Q2.1 + Q2.2) M2 formt, in der in der Figur veranschaulichten Weise als der Mittelfluß in die Zwischenkammern 28a&sub1;, 28a&sub2; ... geleitet wird, die in der Breitenrichtung in Abteilungen aufgeteilt worden sind, oder in Rohrleitungen, und weiter in den Turbulenzgenerator 19 in die Rohre 19a&sub2; des in einer entsprechenden Relativhöhenposition plazierten Turbulenzgenerators. Der Ausstoßkanal 14 hat Klappen 16a&sub1;, 16a&sub2;, ... 16an. Wenn die Stoffsuspensionen M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; in der vorbeschriebenen Weise geleitet werden, und zwar in der vertikalen Richtung in Blöcke aufgeteilt, wird eine Durchmischung der Stoffsuspensionen verhindert, so daß mittels der Stoffsuspensionen M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; die Bahnschichten T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; gebildet werden. Ferner werden in der erfindungsgemäßen Lösung die Flüsse Q3.1, Q3.2 ... Q3.n der Mittelstoffsuspension M&sub2; in der Breitenrichtung der Papiermaschine reguliert, und zwar mittels der Mischereinheiten 22a&sub1;, 22a&sub2; ... 22an, wodurch mittels der Regulierung der Mittelschicht der Fluß der aus dem Mehrschichtstoffauflaufkasten austretenden Gesamtstoffsuspension M insgesamt reguliert wird. Das Konzept und die Zusammensetzung des Stoffes M&sub2; unterscheidet sich von der Zusammensetzung und dem Konzept des Stoffes M&sub1; der Oberflächenschicht und bevorzugt ebenso von der Zusammensetzung und dem Konzept des Stoffes M&sub3;.
• Innerhalb des Bereiches der Erfindung ist es natürlich möglich, daß der Mehrschichtstoffauflaufkasten eine Einrichtung zur Formierung von lediglich zwei Bahnschichten oder Einrichtungen zur Formierung von mehr als drei Bahnschichten aufweist.
• Innerhalb des Bereiches der Erfindung ist natürlich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ebenso möglich, wonach für die Stofflüsse M&sub1; und M&sub3; Zwischenkammern nicht benötigt werden. In einem solchen Fall werden die Stoffe M&sub1; und M&sub3; dazu gebracht, aus ihren Einlaßkopfstücken unmittelbar durch Rohrleitungen in den Turbulenzgenerator 19 zu fließen.
• Fig. 2A zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie I-I aus Fig. 1. Wie in dieser Figur gezeigt, wird der Stoff M&sub1; aus dem Einlaßkopfstück 100 in die Verteilerrohre 101a&sub1;, 101a&sub2; ... 101an und weiter in die Zwischenkammer J&sub1; und durch die Drosseln 102a&sub1;, 102a&sub2;, ... 102an weiter in den Turbulenzgenerator 19 in seine Turbulenzrohre 19a&sub1; geleitet, von denen der Stoff M&sub1; in den Ausstoßkanal 14 fließt und nicht mit den weiteren Stoffschichten M&sub2;, M&sub3; gemischt wird.
• Fig. 2B zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 1. Die Schnittansicht aus Fig. 2B entspricht der Schnittansicht aus Fig. 2A, da die Anordnung zur Einführung des Stoffes M&sub3; gleichartig zu der des Stoffes M&sub1; ist. Der Stoff M&sub3; wird von dem Einlaßkopfstück 110 in die Verteilerrohrleitungen 111a&sub1;, 111a&sub2;, ... und weiter in die Zwischenkammer J&sub2; und durch die Drosseln 112a&sub1;, 112a&sub2;, ... weiter in den Turbulenzgenerator 19 in seine Turbulenzrohre 19a&sub3; und weiter in den Ausstoßkanal 14 geleitet.
• Fig. 2C zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie III-III aus Fig. 1. Wie in Fig. 2C gezeigt ist, wird der Komponentenfluß Q&sub1;, der vorzugsweise ein Lösungswasserfluß ist, von dem Einlaßkopfstück 120 durch die Kanäle 23a&sub1;, 23a&sub2; ... 23an und weiter in die Mischereinheit 22a&sub1;, 22a&sub2; ... 22an und weiter von der Mischereinheit, und zwar mit dem Fluß Q&sub2; durchmischt, in den Kanal 25a&sub1; der Mischereinheit und in die Verteilerrohrleitung/Abteilung 28a&sub1;, 28a&sub2; ... und weiter durch die Drossel D&sub1;, D&sub2; ... in den Turbulenzgenerator 19 in sein Turbulenzrohr 19a&sub2; und, in einer entsprechenden vertikalen Höhenposition, in den Raum zwischen den Klappen 16a&sub1;, 16a&sub2; in den Ausstoßkanal 14 geleitet.
• Fig. 2D zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV aus Fig. 1. Wie in der Figur gezeigt, wird der Fluß Q&sub2; von dem Einlaßkopfstück 130 zu der Mischereinheit 22a&sub1;, 22a&sub2; ... 22an geleitet, wobei wichtig ist, daß sich die Konzentration des Flusses Q&sub2; von der Konzentration des Flusses Q&sub1; unterscheidet. Vorzugsweise besteht der Fluß Q&sub1; aus Lösungswasser und der Fluß Q&sub2; aus Stoff. Von dem Einlaßkopfstück 130 wird der Fluß Q&sub2; in die Rohrleitungen 24a&sub1;, 24a&sub2; ... und in jede spezielle Mischereinheit 22a&sub1;, 22a&sub2; ... geleitet, in der die Flüsse Q&sub1; und Q&sub2; bei einem bestimmten Mischungsverhältnis gemischt werden, wobei der kombinierte Fluß Q&sub3; durch den Kanal 25a&sub1;, 25a&sub2; ... in die Abteilung 28a&sub1;, 28a&sub2; der Verteilerrohrleitung und weiter durch die Drosseln D&sub1;, D&sub2; ... in den Turbulenzgenerator 19 in jedes spezielle Turbulenzrohr 19a&sub2; und in den Ausstoßkanal 14 geleitet wird, wie bereits mit bezug auf die vorangegangene Figur beschrieben worden ist.
• Fig. 3 zeigt eine prinzipielle Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Mischereinheit 22, mit deren Hilfe es möglich ist, einen Stoffluß erwünschter Konsistenz zu einer bestimmten Stoffsuspensionsschicht und zu einer bestimmten Breitenposition des Mehrschichtstoffauflaufkastens zu speisen. Mittels der in Fig. 3 gezeigten Mischereinheit ist es möglich, das Flächengewichtsprofil zu regulieren. In entsprechender Weise ist es mittels der Mischereinheit möglich, das Faserorientierungsprofil durch ein Einwirken auf den Druckverlust in den durch die Mischereinheit gehenden Stoffluß und somit auf die Geschwindigkeit des Flusses und weiter auf die Flußquantität zu regulieren. Fig. 3 zeigt eine prinzipielle Veranschaulichung. Die Mischereinheit 22 hat einen ersten Einlaßkanal 23, durch den ein Komponentenfluß Q&sub1;, vorzugsweise ein sogenannter 0-Wasserfluß, in die Kammer F der Mischereinheit eingeführt wird. Ferner hat die Mischereinheit 22 einen zweiten Kanal 24, durch den der zweite Komponentenfluß Q&sub2;, der vorzugsweise ein Komponentenfluß einer Durchschnittskonzentration der Stoffsuspension ist, in die Kammer F der Mischereinheit 22 eingeführt wird. Die Flüsse gehen mit dem mittels des Verteilerteiles 26 verteilten Konsistenzverhältnis durch den Querkanal 27 des in der Kammer F plazierten Verteilerteiles 26 in den Auslaßkanal 25. Der kombinierte Fluß Q&sub3; = Q&sub1; + Q&sub2; wird entlang der Breite des Stoffauflaufkastens der Papiermaschine zu einer bestimmten Position geleitet. Erfindungsgemäß hat jede Breitenposition der Papiermaschine einen separaten Kanal 28a&sub1;, 28a&sub2; ..., vor dem sich eine Mischereinheit 22a&sub1;, 22a&sub2;, 22a&sub3; ... befindet, mit deren Hilfe es möglich ist, die Konzentration der von den Mischereinheiten austretenden Stoffsuspension und vorteilhafterweise ebenso die Flußgeschwindigkeit der Stoffsuspension und somit die Flußquantität zu regulieren.
• In der in Fig. 3 gezeigten Weise kann das Verteilerteil 26 entlang eines Linearwegs (Pfeil L&sub1;) in der Kammer F verstellt werden, wobei das Verteilerteil 26 auch in der Kammer F gedreht werden kann (Pfeil L&sub2;). In einem solchen Fall kann das sich über das Verteilerteil 26 erstreckende Mündungsteil 27a des Flußkanals 27 mit bezug auf die Endöffnungen 23a, 24a der Einlaßkanäle 23 und 24 in verschiedene Positionen gebracht werden. Somit können die Flüsse Q&sub1;, Q&sub2; in den Kanälen 23 und 24 durch einen Anstieg der Drosselung, d. h. des Flußwiderstands, des Flusses Q&sub1; in dem Kanal 23 und durch ein Reduzieren der Drosselung, d. h. des Flußwiderstands, des Flusses Q&sub2; in dem Kanal 24, oder umgekehrt, reguliert werden. Durch Verschieben des Verteilerteiles 26 entlang eines linearen Wegs wird das Mischungsverhältnis des Flusses Q&sub3; beeinflußt, wobei, wenn das Verteilerteil 26 gedreht wird, der Druckverlust in dem kombinierten Fluß Q&sub3; beeinflußt wird.
• Fig. 4A zeigt eine grundsätzliche Veranschaulichung einer Regulierung gemäß der Erfindung. In der Regulierungsposition aus Fig. 4A hat der Fluß durch die durch die Schattierung angezeigten Schnittflußbereiche U&sub1; und U&sub2; in den Kanal 27 im Verteilerteil 26 Zutritt. Die Endöffnung des Kanals 23 ist mit 23a bezeichnet, wobei die Endöffnung des Kanals 24 mit 24a bezeichnet ist. Der Schnittflußbereich der Endöffnung 23a ist A&sub1;, wobei dieser dem Schnittflußbereich der Endöffnung 24a entspricht. Die Formen der Öffnungen 23a und 24a gleichen einander. Die Mittelachse der Öffnung 23a ist mit X&sub1; bezeichnet, während die Mittelachse der Öffnung 24a mit X&sub2; bezeichnet ist. Die Verbindungslinie der Achsen X&sub1; und X&sub2; ist in der Figur mit Y bezeichnet. Die Blende des Flußkanals 27 in dem Regulierungsteil 26 ist in der Figur mit 27a bezeichnet. Wenn die Gesamtflußquantität Q&sub3; erhöht wird, wird gleichzeitig der Schnittflußbereich U&sub1;, U&sub2; erhöht, durch welchen der Fluß in den Kanal 27 im Regulierungsteil 26 stattfindet, während (in der in der Figur gezeigten Weise) das Verteilerteil 26 senkrecht zur Linie Y (in Richtung N) angehoben oder gesenkt wird. Wenn in entsprechender Weise ausschließlich das Mischungsverhältnis der Flüsse Q&sub1;, Q&sub2; geändert werden soll, wird die Blende 27a in der Richtung N' verstellt, die senkrecht zur Richtung N ist. Die Flußöffnungen 23a, 24a sind in einer solchen Weise in Beziehung zueinander eingerichtet, daß zumindest jeweils eine der Zentralebenen übereinstimmen und daß zumindest jeweils eine der zu diesen Zentralebenen senkrechten Zentralebenen parallel zueinander sind.
• In den Fig. 4A bis 4C wird eine Lösung gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 untersucht, wobei das Verteilerteil einen Kanal 27 einschließt, wobei es jedoch offensichtlich ist, daß die obige Untersuchung ebenso auf die Lösung des in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiels zutrifft, in welchem das Verteilerteil 260 ein Schwingenteil ist, das keinen separaten Querkanal hat, wobei mit Hilfe des Schwingenteils die Endöffnungen 23a, 24a der Kanäle 23, 24 für die Komponenten leichtgängig geschlossen und geöffnet werden.
• Wenn das Verteilerteil 26 entlang eines linearen Wegs in der in Fig. 4B gezeigten Weise verstellt wird, wird der Schnittflußbereich U&sub1; des aus dem Kanal 23 austretenden Komponentenflusses Q&sub1; erhöht, wobei der Schnittflußbereich U&sub2; des Komponentenflusses Q&sub2; in entsprechender Proportion reduziert wird. Somit wird in der Regulierung das Mischungsverhältnis geändert, wobei jedoch die Summe der Flußquantitäten Q&sub3; = Q&sub1; + Q&sub2; invariabel verbleibt.
• Falls es erwünscht ist, auf die Summe Q&sub3; der Flüsse in der in Fig. 4C gezeigten Weise einzuwirken, wird das Verteilerteil 26 zur Seite (Pfeil L&sub2;) verstellt, in welchem Falle die Schnittflußbereiche U&sub1; und U&sub2; gleichzeitig reduziert werden. Wenn die Schnittflußbereiche U&sub1;, U&sub2; erhöht werden, muß das Mischungsverhältnis unverändert verbleiben. Sofern U&sub1; in der Anfangssituation größer war als U&sub2;, wird U&sub1; um einen größeren Betrag als U&sub2; erhöht. Wenn in entsprechender Weise die Schnittflußbereiche U&sub1; und U&sub2; reduziert werden und wenn U&sub1; größer ist als U&sub2;, muß die Reduzierung von U&sub1; größer sein als die Reduzierung von U&sub2;. Die erfindungsgemäße Ventillösung erreicht das invariable Halten des Mischungsverhältnis in der Regulierung der Flußquantität. Wenn somit in der Regulierung der Flußquantität das Verteilerteil 26 gedreht wird, wird der Druckverlust des Flusses beeinflußt, wodurch das Geschwindigkeitsprofil des Flusses und weiter das Faserorientierungsprofil beeinflußt werden. Die Regulierung beeinflußt nicht die Konzentration des Flusses Q&sub3;, wodurch die Konzentration D&sub3; der Stoffsuspension in dem der aus dem Kanal 25 fließenden Gesamtfluß Q&sub3; bei seinem erwünschten regulierten Wert gehalten wird.
• Fig. 5A zeigt eine Schnittansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Mischereinheit gemäß der Erfindung, die den Veranschaulichungen aus den Fig. 3 und 4A bis 4C entspricht. Wie vorbeschrieben hat die Mischereinheit 22 einen ersten Einlaßkanal 23 und einen zweiten Einlaßkanal 24 sowie einen Auslaßkanal 25. Die Mischereinheit hat eine Kammer F, in der das Verteilerteil 26 angebracht ist, um entlang eines linearen Wegs (Pfeil L&sub1;) verstellbar zu sein, und in der es drehbar angebracht ist (Pfeil L&sub2;).
• Wenn das Verteilerteil 26 entlang eines linearen Weges senkrecht zu den Einlaßachsen X&sub1;, X&sub2; und X&sub3; der Kanäle 23, 24, 25 (Pfeil L&sub1;) verstellt wird, wird die Position der Einlaßöffnung 27a des Querkanals 27 in dem Verteilerteil 26 mit bezug auf die Endöffnung 23a des ersten Einlaßkanals 23 und auf die Endöffnung 24a des zweiten Einlaßkanals 24 beeinflußt. Wenn somit das Verteilerteil 26 angehoben oder gesenkt wird (Pfeil L&sub1;), wird der Fluß durch den ersten Einlaßkanal 23 in den Querkanal 27 im Verteilerteil 26 erhöht und der Fluß durch den zweiten Einlaßkanal 24 um den entsprechenden Betrag gesenkt, oder umgekehrt. Somit wird das Mischungsverhältnis zwischen dem aus dem Einlaßkanal 23 kommenden Komponentenfluß Q&sub1; und dem aus dem anderen Einlaßkanal 24 kommenden Komponentenfluß Q&sub2; geändert, wobei jedoch die Gesamtflußquantität Q&sub3; = Q&sub1; + Q&sub2; der Komponentenflüsse Q&sub1;, Q&sub2; invariabel gehalten wird.
• Aus dem ersten Einlaßkanal 23 wird vorzugsweise 0-Wasser dazu gebracht zu fließen. Aus diesem Flußkanal 23 ist es ebenso möglich, eine Stoffsuspension zu leiten, deren Konzentration sich insgesamt von der Durchschnittskonzentration der Stoffsuspension in dem Stoffauflaufkasten unterscheidet, wobei der Stoff durchschnittlicher Konzentration dazu gebracht wird, vorzugsweise durch den zweiten Einlaßkanal 24 zu fließen.
• Wenn das Verteilerteil 26 gedreht wird (Pfeil L&sub2;), werden gleichzeitig die Drosselung des aus dem ersten Einlaßkanal 23 kommenden Flusses Q&sub1; und die Drosselung des aus dem zweiten Einlaßkanal 24 kommenden Flusses Q&sub2; beeinflußt, so daß die Flußwiderstände der Flüsse aus den Kanälen 23 und 24 gleichzeitig angehoben oder reduziert werden. Somit wird durch Drehung des Verteilerteiles 26 der Druckverlust des kombinierten Flusses Q&sub3; = Q&sub1; + Q&sub2; beeinflußt. Wenn der Druckverlust erhöht oder reduziert wird, wird die Flußquantität des Flusses Q&sub3; durch den Auslaßkanal 25 erhöht oder reduziert. In dieser Weise ist es möglich, das Geschwindigkeitsprofil des Flusses und weiter das Stofffaserorientierungsprofil an der erwünschten Position entlang der Breite der Papiermaschine in erwünschter Weise zu beeinflussen.
• Fig. 5B zeigt eine Veranschaulichung in der in Fig. 5A gezeigten Richtung K&sub1;.
• Fig. 5C zeigt eine Veranschaulichung in der in Fig. 5A angedeuteten Richtung K&sub2;.
• Fig. 5D zeigt eine Veranschaulichung in der in Fig. 5A angedeuteten Richtung K&sub3;, d. h. von oben.
• Fig. 5E eine seitliche Veranschaulichung eines auseinander gebauten Verteilerteiles 26 der erfindungsgemäßen Mischereinheit 22.
• Fig. 6A zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Mischereinheit 22, die außerhalb des Bereiches der Ansprüche liegt. Ebenso hat in diesem Ausführungsbeispiel die Mischereinheit 22 einen ersten Einlaßkanal 23 und einen zweiten Einlaßkanal 24 und einen Auslaßkanal 25, durch den der kombinierte Fluß Q&sub3; = Q&sub1; + Q&sub2; entfernt wird. Das Verteilerteil 260 hat eine Verstellspindel 260a, mit deren Hilfe das Verteilerteil 260 in verschiedene abdeckende Positionen mit bezug auf die Endöffnung 23a des ersten Einlaßkanals 23 und mit bezug auf die Endöffnung 24a des zweiten Einlaßkanals 24 verschiebbar ist. Durch den ersten Einlaßkanal 23 wird vorzugsweise 0-Wasser eingeführt. Es ist ebenso möglich, einen solchen Stoffsuspensionsfluß durch den Kanal 23 zu machen, dessen Konzentration insgesamt unterschiedlich von der Durchschnittskonzentration der Stoffsuspension in dem Stoffauflaufkasten ist, wobei die Stoffsuspension durchschnittlicher Konzentration dazu gebracht wird, vorzugsweise durch den zweiten Einlaßkanal 24 zu fließen. Wenn somit die Spindel 260a in einer in Fig. 6A gezeigten Weise gedreht wird (Pfeil L&sub3;), wird das Verteilerteil 260, das als ein Schwingenteil arbeitet, mit bezug auf die Endöffnungen 23a, 24a in unterschiedliche abdeckende Positionen verstellt. Wenn das Verteilerteil 260 verstellt wird, wird die Endöffnung 23a des Einlaßkanals 23 geöffnet, wobei die Endöffnung 24b des Einlaßkanals 24 um den entsprechenden Betrag geschlossen wird, oder umgekehrt. Somit ist auch in diesem Ausrüstungsausführungsbeispiel das Mischungsverhältnis fortlaufend regulierbar, wobei dennoch die Flußmenge des kombinierten Flusses Q&sub3; invariabel verbleibt, d. h. der Druckverlust verbleibt bei seinem invariablen Wert.
• Der Kanal 25 wird zu der erwünschten Breitenposition des Stoffauflaufkastens der Papiermaschine geleitet. Somit hat der Stoffauflaufkasten der Papiermaschine in der Breitenrichtung eine Anzahl von Kanälen 25a&sub1;, 25a&sub2; ..., die vorzugsweise in separate Verteilerrohrleitungen 28a&sub1;, 28a&sub2; geöffnet sind, von denen jede unmittelbar in ein ihr eigenes Turbulenzrohr 19a&sub1;, 19a&sub2; ... geht, das in der gleichen Breitenposition in dem Turbulenzgenerator 19 plaziert ist.
• Fig. 6B zeigt eine Schnittansicht entlang derer Linie V-V aus Fig. 6A. Die Spindel 260a wird mittels des Hebels 260b gedreht.
• Fig. 7A zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den weiteren Hinsichten dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6A und 6B gleicht, wobei allerdings in der Lösung des Ausführungsbeispiels die Flußquantität des heraustretenden Flusses ebenso regulierbar ist, so daß das Mischungsverhältnis an seinem invariablen Wert verbleibt. In der Lösung aus Fig. 7A wird die Spindel 260a entlang eines linearen Wegs in der mittels des Pfeils L&sub5; gezeigten Weise verstellt, in welchem Falle das mit der Spindel verbundene Verteilerteil 260 in unterschiedlichen Abdeckposition mit bezug auf die Endöffnungen 23a, 24a plaziert wird, so daß gleichzeitig die Endöffnungen 23a, 24a geschlossen oder geöffnet werden. Die Regulierung des Mischungsverhältnisses findet derart statt, daß die Spindel 260 in einer mittels des Pfeils L&sub4; gezeigten Weise gedreht wird, wodurch das Verteilerteil 260 in unterschiedliche abdeckende Positionen mit bezug auf die Endöffnungen 23a, 24a verstellt wird, und so daß, wenn der Schnittflußbereich von einer Endöffnung erhöht wird, der Schnittflußbereich der anderen Öffnung um den entsprechenden Betrag reduziert wird, und umgekehrt.
• Fig. 7B zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI aus Fig. 7A. In der in Fig. 7B gezeigten Weise kann, wie durch Pfeil L&sub5; gezeigt, das Verteilerteil 260 entlang eines linearen Pfads verstellt werden, wodurch gleichzeitig die Endöffnungen der Kanäle 23 und 24 geöffnet oder geschlossen werden, in welchem Falle die Drosselung des Auslaßflusses Q&sub3; reduziert oder erhöht wird, während das Mischungsverhältnis der Flüsse Q&sub1; und Q&sub2; an ihrem invariablen Wert verbleiben.

Claims (4)

1. Mehrschichtstoffauflaufkasten zur Formung einer Mehrschichtpapier- oder -kartonbahn, mit einem Turbulenzgenerator (19) und einem Ausstoßkanal (14), in welchem Stoffauflaufkasten ein erster Stoffsuspensionsfluß (M&sub2;) zur Formung einer der Schichten der Bahn in den Turbulenzgenerator (19) und weiter in den Ausstoßkanal (14) geleitet wird, wodurch der erste Stoffsuspensionsfluß (M&sub2;) aus mehreren benachbarten Flüssen (Q3.1, Q3.2, ..., Q3.n) zusammengesetzt wird, die an unterschiedlichen Stellen über seine Breite hinweg in den Turbulenzgenerator (19) geleitet werden, wobei jeder der benachbarten Flüsse (Q3.1, Q3.2, ..., Q3.n) mittels des Auslaßflusses von einer Mischereinheit (22a&sub1;, 22a&sub2;, ..., 22an) geformt wird, in welche zwei Komponentenflüsse (Q1.1, Q1.2, ..., Q1.n; Q2.1, Q2.2, ..., Q2.n) unterschiedlicher Konzentrationen, d. h. bereitgestellt von zwei unterschiedlichen Quellen (120, 130), mittels zweier Einlaßkanäle (23a&sub1;, 23a&sub2;, ... 23an; 24a&sub1;, 24a&sub2;, ..., 24an) eingeführt werden, wobei die beiden Komponentenflüsse (Q1.1, Q1.2, ..., Q1.n; Q2.1, Q2.2, ... Q2.n) in der Mischereinheit (22a&sub1;, 22a&sub2;, ..., 22an) kombiniert werden, wodurch die Konzentration jedes der benachbarten Flüsse (Q3.1, Q3.2, ..., Q3.n) regulierbar ist, indem das Mischungsverhältnis der beiden Komponentenflüsse (Q1.1, Q1.2, ..., Q2.n; Q2.1, Q2.2, ..., Q2.n) eingestellt wird, von denen jeder der benachbarten Flüsse (Q3.1, Q3.2, ..., Q3.n) gebildet wird, während die Flußrate des kombinierten Flusses (Q3.1, Q3.2, ..., Q3.n) konstant verbleibt, und wobei die Flußrate jedes der benachbarten Flüsse (Q3.1, Q3.2, ..., Q3.n) regulierbar ist, ohne dessen Konzentration zu beinflussen,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Stoffauflaufkasten ferner ein Einlaßkopfstück (100) aufweist, von dem ein zweiter Stoffsuspensionsfluß (M&sub1;) zur Formung einer weiteren Schicht der Bahn durch Verteilerrohre (101a&sub1;, 101a&sub2;, ..., 101an) in den Turbulenzgenerator (19) und weiter in den Ausstoßkanal (14) geleitet wird, und

daß jede der Mischereinheiten (22a&sub1;, 22a&sub2;, ..., 22an) aufweist:

- eine Kammer (F), in welche die beiden Komponentenflüsse (Q1.1, Q1.2, ..., Q1.n; Q2.1, Q2.2, ..., Q2.n) mittels der beiden Einlaßkanäle (23a&sub1;, 23a&sub2;, ..., 23an; 24a&sub1;, 24a&sub2;, ..., 24an) eingeführt werden, und

- ein Verteilerteil (26, 260) in der Kammer (F), welches Verteilerteil (26, 260) sowohl entlang eines linearen Wegs als auch drehbar verstellbar ist, um in unterschiedliche Abdeckpositionen mit Bezug auf die Endöffnungen (23a, 24a) der Einlaßkanäle (23a&sub1;, 23a&sub2;, ..., 23an; 24a&sub1;, 24a&sub2;, ..., 24an) in die Kammer (F) gebracht zu werden, um die Endöffnungen (23a, 24a) zu schließen oder zu öffnen, so daß durch eine der Verstellungen die Drosselung eines der beiden Komponentenflüsse (Q1.1, Q1.2, ..., Q1.n; Q2.1, Q2.2, ..., Q2.n) erhöht wird und die Drosselung des anderen der beiden Komponentenflüsse (Q1.1, Q1.2, ..., Q1.n; Q2.1, Q2.2, ..., Q2.n) um den entsprechenden Betrag reduziert wird, wodurch die Konzentration des Auslaßflusses (Q3.1, Q3.2, ..., Q3.n) von der Mischereinheit (22a&sub1;, 22a&sub2;, ..., 22an) reguliert wird, während die Flußrate des Auslaßflusses (Q3.1, Q3.2, ... Q3.n) konstant verbleibt, und so daß durch die andere der Verstellungen die Drosselungen der beiden Komponentenflüsse (Q1.1, Q1.2, ..., Q1.n; Q2.1, Q2.2, ..., Q2.n) gleichzeitig erhöht oder reduziert werden, während das Mischungsverhältnis der beiden Komponentenflüsse (Q1.1, Q1.2, ..., Q1.n; Q2.1, Q2.2, ..., Q2.n) konstant verbleibt, wodurch die Flußrate des Auslaßflusses (Q3.1, Q3.2, ..., Q3.n) von der Mischereinheit (22a&sub1;, 22a&sub2;, ..., 22an) regulierbar ist, ohne dessen Konzentration zu beeinflussen,

wodurch durch Regulieren des ersten Stoffsuspensionsflusses (M&sub2;) der den Stoffauflaufkasten verlassende Gesamtfluß von Stoffsuspension (M) regulierbar ist.

2. Mehrschichtstoffauflaufkasten nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Verteilerteil (26) einen Kanal (27) mit einer Öffnung (27a) aufweist, die in unterschiedliche Positionen bezüglich der Endöffnungen (23a, 24a) bringbar ist.

3. Mehrschichtstoffauflaufkasten nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Verteilerteil (260) ein verstellbares Schwenkteil ist, das bezüglich der Endöffnungen (23a, 24a) in unterschiedliche Abdeckpositionen bringbar ist.

4. Mehrschichtstoffauflaufkasten nach den Ansprüchen 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Verteilerteil (26, 260) mit einer Spindel (26a, 260a) verbunden ist, mit deren Hilfe das Verteilerteil (26, 260) verstellbar ist.