EP0195807B1 - Stoffauflauf-vorrichtung für eine papiermaschine - Google Patents

Stoffauflauf-vorrichtung für eine papiermaschine Download PDF

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EP0195807B1
EP0195807B1 EP85904806A EP85904806A EP0195807B1 EP 0195807 B1 EP0195807 B1 EP 0195807B1 EP 85904806 A EP85904806 A EP 85904806A EP 85904806 A EP85904806 A EP 85904806A EP 0195807 B1 EP0195807 B1 EP 0195807B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
width
guide device
distribution box
headbox
branch pipes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP85904806A
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English (en)
French (fr)
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EP0195807B2 (de
EP0195807A1 (de
Inventor
Elmer Weisshuhn
Alfred Bubik
Hans Dahl
Herbert Holik
Rüdiger KURTZ
Anton Zembrot
Wolf-Gunter Stotz
Werner Seider
Robert TRÖNDLE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sulzer Escher Wyss GmbH
Original Assignee
Sulzer Escher Wyss GmbH
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Publication date
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Application filed by Sulzer Escher Wyss GmbH filed Critical Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority to AT85904806T priority Critical patent/ATE47438T1/de
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Application granted granted Critical
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/022—Means for injecting material into flow within the headbox
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21F1/024—Details of the feed chamber
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/026—Details of the turbulence section
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/028—Details of the nozzle section
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/06—Regulating pulp flow

Definitions

  • the invention relates to a headbox device for a paper machine with a distribution box for distributing a stock suspension fed over the web width of the paper machine, a guide device for the stock suspension having a plurality of holes or channels and a subsequent nozzle space with an adjustable outlet gap for distributing the stock suspension over the Web width of the paper machine, the mass distribution over the web width of the paper machine being adjustable to a predetermined basis weight over the width of the paper machine and for which purpose branches and a collecting container for the adjustable removal of the stock suspension and optionally branches for the adjustable feeding of the suspension in the distribution box are provided on the distribution box.
  • Headbox devices of this type are known, for example, from US Pat. No. 4,087,321. They are used to feed a prepared pulp suspension to a paper machine and to distribute it over its entire web width in a certain way. This distribution of the stock suspension should take place in such a way that the paper web produced with the paper machine has certain properties across the web width, whereby usually an even basis weight (mass per unit area) after drying, an even moisture content, and an even fiber orientation over the entire web width are aimed for .
  • DE-A-2151 906 it is proposed to achieve a uniform speed and quantity of material also in the edge area by providing a gap that can be individually adjusted over the width on the distributor. Differences in pressure and cross flows in the outlet gap are also present here.
  • a device shows the inflow of additional liquid into a high-consistency headbox.
  • additional fibrous material is fed through a slot located at the bottom across the entire width.
  • German design step DE-AS 11 65 397 it is described how the air which separates at the top of the perforated roller headbox can also be discharged in a controlled manner.
  • the invention sets itself the task of eliminating the aforementioned disadvantages of the prior art and, in particular, of creating a headbox device for a paper machine with which, despite the change in the local mass flow rate necessary to set the desired transverse profiles of the basis weight, a flow state in the nozzle chamber and reached at the outlet gap, which is free of cross flows.
  • a paper web produced in this way should have a uniform fiber orientation across the web width.
  • the headbox device shown in Figure 1 has a distribution box 1, the cross section of which decreases in the direction of flow F of the stock suspension.
  • the substance suspension is e.g. to understand a mixture of fibers with additives for paper or cardboard manufacture, but also filler suspensions for paper coating.
  • a connecting pipe 2 is connected for supplying the stock suspension, and at the other, opposite end with the smaller cross section, a return line 3.
  • the distributor preferably has an approximately conical shape or can be designed as a truncated pyramid.
  • a guide device 5 is connected to a longitudinal side 4 of the distributor 1.
  • this can be designed as any guiding device customary in paper machine technology, for example, as shown in detail in the figure, as a step diffuser with step-widening parallel channels 6, e.g. according to CH 518406 (US 3725197).
  • a nozzle chamber 29 with an outlet gap 8 This being formed by two lips 7 or by a lip and a diaphragm mounted on the lip but freely movable relative to it.
  • the stock suspension now passes through the channels 6, the nozzle chamber 29 and the outlet gap 8 to the wire section of the paper machine.
  • At least one of the lips 7 or an orifice attached to it is provided with a plurality of adjustment devices 30 distributed over the width, with which the gap width can be adjusted individually over the width manually or by means of a regulating device in order to flow with the material suspension flow rate flowing out of the gap 8 Set the desired oven-dry basis weight profile of the paper web thus produced over the width.
  • the gap width is changed locally via adjusting devices 30 at the outlet gap 8
  • the local flow conditions such as pressure and Ge, also change in addition to the local mass flow and the basis weight profile speed in the nozzle area.
  • the result of the pressure differences are cross flows in the nozzle space, which are present up to the outlet gap 8 and act on the fiber storage on the sieve of the paper machine until the entire fiber structure is fixed in the sheet.
  • Pressure compensation can be carried out individually or in combination with various measures.
  • One possibility for pressure compensation over the web width of the machine is that, as shown in FIG. 1, on a longitudinal side of the distribution box 1, distributed over its length, a plurality of branches formed as branch lines 11, 12, 13 and 14 are connected to the inside of distributor 1 are connected.
  • controllable valves 15, 16, 17, 18, 19 are provided, by means of which the flow of the branch lines and the return line can be changed.
  • the branch lines 11, 12, 13 and 14 and the return line 3 are e.g. connected to a common manifold 20.
  • the material suspension branched off at the individual connection points of the branch lines and via the return line can be discharged via this.
  • the hydrostatic pressure profile in the distributor 1 changes from the location of the connection of the relevant branch lines.
  • the extent of the change in pressure can be adjusted by means of the valves 15, 16, 17, 18 and 19, so that by actuating these valves it is possible to set the required pressure curve over the length of the distributor or the width of the paper machine.
  • the shape of the distributor 1 can initially roughly predefine a specific pressure profile in the distributor, so that only the remaining deviations need to be corrected by actuating the valves.
  • the pressure setting at the various setting points can either be done manually, by means of a visual pressure indicator or after observing the paper web generated or according to the measurement results for certain paper properties, which were determined with suitable sensors across the width of the paper web, e.g. the basis weight, or the fiber orientation, or, as indicated in FIG. 1, with the aid of a control device 26 connected to the various measuring devices.
  • pressure measuring devices 21, 22, 23, 24 and 25 are provided along the flow direction F on the distributor 1, with which the hydrostatic pressure of the suspension in the distributor 1 or its course in the longitudinal direction is determined.
  • such pressure measuring devices can be designed and arranged as desired, wherein the pressure measurement can also take place in the nozzle area.
  • the measuring devices can be assigned to the individual valves and control them directly, or the measuring devices can supply their measured values to the control device 26 independently of the valves, which controls and adjusts the individual valves in a suitable manner, for example by means of a process computer, until as long as the desired pressure prevails at all measuring points.
  • the pressure profile specified by the control device 26 can be selected so that the pressure shows a desired course, for example is kept constant over the entire width, or certain edge corrections can be included, for example a somewhat higher pressure at both edges, to prevent pressure losses to compensate for the side walls.
  • the control device 26 can also be controlled by further sensors, not shown, which, for example, determine or measure the thickness, the basis weight, the curl (curl) or the fiber orientation of the paper produced along the width of the paper web and deliver corresponding additional control signals 28 by means of an additional pressure correction can be carried out or a pressure profile can be specified. If suitable operating personnel are available, such a control can also be carried out in a simpler manner manually or semi-automatically by observing the measured values of the individual measuring devices and adjusting accordingly.
  • the cross section of the branch lines 11, 12, 13 and 14 can be different, depending on the necessary correction. Likewise, the mutual distance between these branch lines can be selected differently. However, it is also readily possible to provide lines of the same diameter at the same distance from one another, in a number that ensures the necessary controllability.
  • the branch lines can also be used to supply additional stock suspension.
  • a feed line is to be provided instead of a return line 20.
  • This can be connected to the supply line 2, which is present anyway, or else to a supply line separate therefrom, the devices for flow control 15, 16, 17, 18, 19 being designed as suitable, controllable pumps. If necessary, however, only a part of the branches can be used to remove stock suspension, while the other branches can supply stock suspension.
  • the control members can be designed so that the flow direction and the flow rate can be controlled.
  • FIG. 2 shows a variant in two vertical sections, in which the distribution box 1 is connected to a collecting container 20 via connecting lines 11-14.
  • the height of the end of the connecting lines 11, 12, 13, 14, which goes into the collecting container 20, is adjustable, for example by sleeves 66 which can be displaced from the outside or by a telescopic design of the connecting lines which extends over at least part of the connecting lines. This creates a weir that is adjustable in height and thus makes the local pressure in the distributor individually adjustable.
  • Figure 3 shows a modification in which the connecting lines 11, 12, 13 are designed as slots with underlying, adjustable surface elements 60, 61 and 62, which serve as overflow weirs. By adjusting these surface elements, the effective weir height can be changed locally, so that a local pressure correction in the distribution box 1 also takes place here.
  • FIG. 4 Another possibility for influencing the pressure conditions is shown in FIG. 4, in which material is not drawn off via individual branch lines arranged across the machine width, but via an outlet slot 64 between distribution box 1 and collecting container 20, the outlet slot 64 covering the entire machine width goes.
  • a vertical overflow weir 63 extending over the entire width is also provided in the collecting container 20, the height of which can be adjusted locally over the width from the outside.
  • a change in the hydrostatic pressure in the distributor or in the nozzle can thereby be achieved simply by changing the weir height of the outlet slot 64.
  • a displaceable screen 65 can also be provided, by means of which the outlet slot 64 can be individually adjusted over the width.
  • branch lines or connecting slots can also be provided at other points of the headbox device, for example on the diffuser block 5, or in the nozzle chamber 29 immediately after the diffuser block or just before the outlet gap 8 or in between.
  • FIG. 5 shows an analog headbox device in vertical section, in which a distributor 1, a diffuser 5 with a row of parallel channels 6, and a nozzle chamber 29 with an outlet gap 8 are again provided.
  • the stock suspension flows from the nozzle chamber 29 onto the screen 32 of a paper machine which is guided over a breast roller 31.
  • the front part 33 of the upper delimitation lip 7 of the nozzle chamber 29 can be individually adjusted over the width by means of a joint 34 and by adjusting device 35 distributed over the width of the outlet gap 8.
  • the exit gap is delimited at the top by a diaphragm which is mounted on the upper lip, but is freely movable to a certain extent in relation to the upper lip. The gap width can then be changed using the adjustment devices attached to the panel.
  • the amount of suspension emerging from the gap can be controlled locally independently over the width.
  • the supply or discharge of fibrous suspension again takes place via branch lines 11 on the distributor 1 and also or optionally via branch lines 51 on the nozzle chamber 29, valves or pumps 36 or the designs shown in FIGS. 2-4 being provided for quantity regulation.
  • branch lines are provided either selectively or in combination on the distributor 1, on the diffuser block 5 or on the nozzle chamber 29. Changes in the pressure curve can be compensated for as close as possible to the point of origin.
  • the possibility is provided to provide branch lines 37 on the upper side of the distributor 1 or at another location. Instead, the branch lines can also be led directly out of the diffuser block 5.
  • lines 39 are in the first diffuser stage, lines 40 into the second diffuser stage immediately after the paragraph to the first stage, or lines 41 into the third diffuser stage immediately after the paragraph to the second stage.
  • supply lines can also be provided in the nozzle space 29 itself, for example lines 42 in the beginning of the nozzle space, directly behind the outlet openings 43 from the diffuser channels or lines 44, which are in the vicinity of the outlet gap 8 of the nozzle space 29 in the movable part 33 of the upper part Lippe flows out.
  • these lines can be used to add or remove water or white water with a lower consistency or suspension, depending on the requirements for the purpose of pressure control or to change the consistency.
  • Another possibility of regulating the pressure in the distributor 1 can be created by changing the distributor cross-section, e.g. through a movably designed rear wall 45 of the distributor.
  • the mobility can be achieved in that the rear wall 45 can be adjusted either manually or by means of a control device over the width of the distribution box, as a result of which the pressure profile in the distributor can be set, or in that the rear wall 45 is designed as a flexible and deformable membrane which is automatic , for example with the help of a pressure pad on the back so that the same pressure prevails over the entire width of the distribution box.
  • adjustment options 52 are necessary, which are to be provided immediately after the guide device, in front of the outlet gap or also in between, wherein the adjustment devices can also be attached at two and more positions in the machine direction.
  • adjustable screens 46 in front of the inlet openings 38 of the diffuser channels 6 or corresponding adjustable screens 47 in front of the outlet openings 43 of the diffuser channels.
  • adjustable screens 46 can consist of sliding elements, iris diaphragms, inflatable bodies or other elements.
  • Suspension or water can also be supplied via lines 50 directly at the inlet 38 of the channels, or the channels can be narrowed by controllable pressure bodies 27.
  • the increased pressure loss at the edges e.g. due to friction on the side walls 9 can be compensated for by changing the pressure loss of the guide device in the edge zones, e.g. is reduced, which is achieved by changing the passage cross section per unit width.
  • FIG. 7 shows an example of a diffuser block 5 with a plurality of rows of stacked diffusers arranged one above the other.
  • the cross section of the diffusers in the edge zone 48 on the side wall 9 is larger than in the adjoining central zone 49, so that the pressure loss in the stock suspension in the edge zone is somewhat smaller than in the middle and thus the increased Pressure losses in the peripheral zone can be compensated.
  • the individual rows of step diffusers are offset from one another, which means that a lower nozzle pressure is created in the edge zone 48 due to the diffusers missing relative to the center 49.
  • a larger material flow per unit of width is achieved in the edge zone by making additional bores or by reducing the pressure loss of the individual element of the guide device in the edge area, so that a pressure correction is also possible here.
  • fundamental defects in the distribution board design or at another location on the paper machine can also be compensated for by changing and adapting the hole diameter or pressure loss across the web width.
  • the branch lines 11 connected to the collecting line 20 can advantageously also be connected at the highest point of the distributor 1, which ensures that any air excretions can be safely removed.
  • the connection for the diffuser 5 can be provided, so that the pressure control takes place in the immediate vicinity of the inlet of the diffuser.
  • the collecting line can also be guided directly along the distributor 1, so that the branches 11 are formed by openings which connect the distributor 1 and the collecting line 20.
  • FIG. 10 shows an example in which the diffuser is designed as a guide device which is known per se and which connects a distributor 1 with the lips 7 and an outlet gap 8 and which has two pipe systems 53 and which are connected in series and are separated by a space 55 bypassing the suspension 54 has.
  • This intermediate space 55 is connected through branch openings 56 with an independently controllable or adjustable cross section to an overflow line 57, which at the same time shows a damping effect.
  • FIG. 11 shows an analogous example in which controllability is achieved by means of slide 58. that change the cross section of the branch openings.
  • the openings 59 can optionally also be brought forward to the beginning of the nozzle chamber 29.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Stoffauflauf-Vorrichtung für eine Papiermaschine mit einem Verteilerkasten zur Verteilung einer zugeführten Stoffsuspension über die Bahnbreite der Papiermaschine, einer eine Vielzahl von Löchern oder Kanälen aufweisenden Führungsvorrichtung für die Stoffsuspension und einem anschliessenden Düsenraum mit einem einstellbaren Auslaufspalt zur Verteilung der Stoffsuspension über die Bahnbreite der Papiermaschine, wobei die Massenverteilung über die Bahnbreite der Papiermaschine auf ein vorgegebenes Flächengewicht über die Breite der Papiermaschine einstellbar ist und wozu am Verteilerkasten Abzweigungen und ein Sammelbehälter zum einstellbaren Abführen der Stoffsuspension und gegebenenfalls Abzweigungen zum einstellbaren Zuführen der Suspension in den Verteilerkasten vorgesehen sind.
    • Stand der Technik
  • Solche Stoffauflauf-Vorrichtungen sind beispielsweise aus der US-4 087 321 bekannt. Sie dienen dazu, eine vorbereitete Faserstoff-Suspension einer Papiermaschine zuzuführen und über deren gesamte Bahnbreite in bestimmter Weise zu verteilen. Diese Verteilung der Stoffsuspension soll derart erfolgen, dass die mit der Papiermaschine erzeugte Papierbahn bestimmte Eigenschaften über die Bahnbreite hat, wobei meist ein gleichmässiges Flächengewicht (Masse pro Flächeneinheit) nach der Trocknung, eine gleichmässige Feuchte, sowie eine gleichmässige Faserorientierung über die gesamte Bahnbreite angestrebt wird.
  • Aus der US-3 556 935 oder US-4 089 739 ist es dazu bekannt, die Weite des Auslaufspaltes des Düsenraumes mittels mehrerer, über die Bahnbreite verteilter Einstelleinrichtungen verstellbar auszubilden. Hiermit lässt sich zwar die Stoffsuspensionsmenge über die Bahnbreite steuern, jedoch nicht die Faserorientierung.
  • Unzulänglichkeiten, die im Aufbau der Papiermaschine liegen, sowie physikalische Vorgänge während des Papierherstellungsprozesses sind der Grund dafür, dass meist nicht alle gewünschten Eigenschaften über die Bahnbreite gleichzeitig wie gewünscht oder gleichmässig sind. Beispielsweise werden Mängel in der Siebpartie oder das Schrumpfen der Papierbahn während der Trocknung, insbesondere am Bahnrand, durch Aenderung des lokalen Stoffmengenstromes ebenso ausgeglichen, wie Unzulänglichkeiten in der Geometrie des Verteilers, der Führungsvorrichtung oder des Düsenraumes. Zur Änderung oder Einstellung eines bestimmten lokalen Stoffmengenstromes wird vielfach die Weite des Austrittsspaltes aus dem Düsenraum lokal verändert. Dadurch wird jedoch auch der Druck im Düsenraum örtlich verändert und der Druckverlauf in der Faserstoff-Suspension über die Maschinenbreite ungleichmässig. Diese örtlichen Druckunterschiede im Düsenraum führen zu Querströmungen im Düsenraum, die sich bis hin zum Auslaufspalt auswirken, und zwar in der Weise, dass die Richtung der Strömung im Düsenraum, über die Breite gesehen, nicht exakt parallel und mit der Maschinenrichtung übereinstimmend ist. Selbst kleine Abweichungen von der Maschinenrichtung führen wegen der beim Austritt des Suspensionsstrahles vorhandenen Querkomponenten des Geschwindigkeitsvektors zu unerwünschten Ungleichmässigkeiten der Faserorientierung der erzeugten Papierbahn über die Bahnbreite.
  • Aus AT-363 776 ist es bereits bekannt, Druckunterschiede in der strömenden Stoffsuspension im Verteiler dadurch über die Bahnbreite auszugleichen, dass der Stoffsuspension an geeigneten Stellen, beispielsweise im Verteilerkasten zusätzlich Stoffsuspension zugeführt, oder abgezogen wird, so dass der Druckverlauf im Verteilkasten über die gesamte Bahnbreite konstant ist. Allein mit dieser Massnahme können jedoch nicht sämtliche Druckunterschiede im Düsenraum ausgeglichen werden.
  • Aus der US-3 573 160 ist es bekannt, das Geschwindigkeitsprofil der Stoffsuspension über die Bahnbreite zu messen und den Querschnitt des Verteilers, z.B. mittels einer verstellbaren Wand, entsprechend einzustellen, um eine gleichmässige Geschwindigkeit der Suspension im Auslaufspalt zu erreichen. Es ist weiterhin aus der Europaischen Patentanmeldung EP-A 0 029 905 eine ähnliche Lösung zur Beeinflussung des Druckprofils im Verteiler entnehmbar, bei der die Form der Verteilerrückwand veränderbar ist. Auch durch diese Lösungen können Druckunterschiede und Querströmungen nur unvollkommen verhindert werden.
  • Wie in der G B-1 216 114 beschrieben, ist auch schon versucht worden, einen gleichmässigen Stofffluss durch mehrere, einzeln einstellbare Überlaufrohre am Verteilkasten zu erreichen, womit die genannten Nachteile ebenfalls nicht vermieden werden können.
  • Beispielsweise treten im Düsenraum an den Rändern infolge von Reibungsverlusten an den Seitenwänden zusätzliche Druckverluste auf. welche bewirken, dass der Druck im Düsenraum und der durchgesetzte Stoffmengenstrom zum Rand hin abfallen. Auch hierdurch treten im Dusenraum Querströmungen auf, die zur Folge haben, dass die Stromfäden nicht mehr exakt parallel in Maschinenrichtung ausgerichtet sind.
  • In DE-A-2151 906 wird vorgeschlagen, eine gleichmässige Geschwindigkeit und Stoffmenge auch im Randbereich dadurch zu erreichen, dass ein über die Breite individuell einstellbarer Spalt am Verteiler vorgesehen ist. Druckunterschiede und Querströmungen im Auslaufspalt sind jedoch auch hier vorhanden.
  • Auch bei mehreren gegeneinander versetzten Reihen von Bohrungen oder Kanälen in der Fuhrungsvorrichtung, wie z.B. in US-4 137 124 offenbart, sind in den Randbereichen Ungleichmassigkeiten, wie geringere Stoffmengenströme pro Breiteneinheit vorhanden, die ebenfalls zu Druckunterschieden und zu Querströmungen im Dusenraum und am Spalt führen. Durch Zuführung von zusätzlicher Stoffsuspension oder Wasser an den Seiten durch die Seitenwände des Düsenraumes hindurch könnte dies zwar ausgeglichen werden, jedoch bedingt dies einen erheblichen maschinellen und steuerungstechnischen Aufwand.
  • Eine Vorrichtung nach US 4 285 767 zeigt die Zuströmung von zusätzlicher Flüssigkeit in einen Hochkonsistenz-Stoffauflauf. In einem anderen, durch US 2 904 461 beschriebenen Lochwalzenstoffauflauf älterer Bauart wird durch einen über die ganze Breite am Boden befindlichen Schlitz zusätzlicher Faserstoff zugeführt.
  • Aus der FR 1 519 450 ist es ebenfalls bekannt, im Stoffauflauf gezielt Verdünnungswasser zur lokalen Stoffdichteregelung zuzugeben.
  • In der deutschen Auslegeschritt DE-AS 11 65 397 wird beschrieben, wie auch die sich oben im Lochwalzenstoffauflauf absondernde Luft geregelt abgeleitet werden kann.
  • Auch wenn diese Lösungen eine Auswirkung auf die Strömungsrichtung am Austrittsspalt des Stoffauflaufes haben können, so sind diese Anwirkungen jedoch nicht in ausreichendem Masse steuerbar und nicht von den übrigen ebenfalls vorgegebenen zur Erzeugung von Papier wesentlichen Parametern trennbar.
  • Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und insbesondere eine Stoffauflauf-Vorrichtung für eine Papiermaschine zu schaffen, mit der man trotz der zur Einstellung gewünschter Querprofile des Flächengewichts notwendigen Änderung des lokalen Stoffmengenstromes einen Strömungszustand im Düsenraum und am Auslaufspalt erreicht, der frei von Querströmungen ist. Eine auf diese Weise erzeugte Papierbahn soll eine gleichmässige Faserorientierung über die Bahnbreite aufweisen.
    • Darstellung der Erfindung
  • Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung wird diese Aufgabe durch Massnahmen gelöst, die im Kennzeichen des Anspruches 1 ausgegeben sind.
  • Durch diese Einstellmöglichkeiten wird erreicht, dass die Strömung im Auslaufspalt so beeinflusst wird, dass bei einer Einstellung der Massenverteilung auf ein gewünschtes Querprofil trotzdem keine Querströmungen auftreten, und somit ein Papier mit gewünschter Massenverteilung und mit gewünschter, z.B. gleichmässiger Faserverteilung bezüglich Menge und Orientierung über die Bahnbreite erhalten wird. Es ist aber denkbar, dass, wenn es gewünscht wäre, auch andere Strömungsformen in der Stoffauflaufvorrichtung mit den erfindungsgemässen Mitteln einstellbar würden.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung sowie vorteilhafte Weiterbildungen derselben werden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
    • Figur 1 zeigt eine Stoffauflauf-Vorrichtung in der Aufsicht,
    • Figuren 2-4 zeigen verschiedene Ausführungen von Verteilkästen mit einstellbarem Druckverlauf in zwei Vertikalschnitten,
    • Figur 5 zeigt eine Stoffauflauf-Vorrichtung im Vertikalschnitt,
    • Figur 6 zeigt eine Stoffauflauf-Vorrichtung mit verschiedenen möglichen Zugabe- oder Entnahmestellen für Stoffsuspension oder Zugabestellen für Wasser,
    • Figuren 7 und 8 zeigen Führungsvorrichtungen mit unterschiedlicher Geometrie über die Bahnbreite,
    • Figuren 9-11 zeigen verschiedene Anordnungen von Zuleitungen und Abzweigungen an einem Stoffauflauf.
    Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung
  • Die in Figur 1 dargestellte Stoffauflauf-Vorrichtung weist einen Verteilerkasten 1 auf, dessen Querschnitt sich in Flussrichtung F der Stoffsuspension verkleinert. Als Stoffsuspension ist dabei z.B. eine Mischung von Fasern mit Zusatzstoffen zur Papier- oder Kartonherstellung zu verstehen, jedoch auch Füllstoffsuspensionen zur Papierbeschichtung. Am Ende des Verteilers mit dem grosseren Querschnitt ist ein Anschlussrohr 2 zur Zuführung der Stoffsuspension angeschlossen, und an dessen anderes, entgegengesetztes Ende mit dem kleineren Querschnitt eine Rückführleitung 3. Der Verteiler besitzt vorzugsweise eine annähernd konische Form oder kann als Pyramidenstumpf ausgebildet sein.
  • An eine Längsseite 4 des Verteilers 1 ist eine Führungsvorrichtung 5 angeschlossen. Diese kann im Prinzip als beliebige, in der Papiermaschinentechnik übliche Führungsvorrichtung ausgebildet sein, beispielsweise wie in der Figur ausschnittsweise dargestellt, als Stufendiffusor mit sich stufenweise erweiternden parallelen Kanälen 6, z.B. gemäss CH 518406 (US 3725197).
  • An den Ausgang dieser Kanäle 6 schliesst sich ein Düsenraum 29 mit Austrittsspalt 8 an, wobei dieser von zwei Lippen 7 gebildet wird oder von einer Lippe und einer an der Lippe montierten, aber gegenüber dieser frei beweglichen Blende. Die Stoffsuspension gelangt nun über die Kanäle 6, den Düsenraum 29 und den Austrittsspalt 8 auf die Siebpartie der Papiermaschine.
  • Wenigstens eine der Lippen 7 oder eine an ihr angebrachte Blende ist mit mehreren, über die Breite verteilten Verstelleinrichtungen 30 versehen, mit denen die Spaltweite individuell über die Breite manuell oder mittels einer Regeleinrichtung eingestellt werden kann, um mit dem aus dem Spalt 8 ausströmenden Stoffsuspensionsmengenstrom ein gewünschtes ofentrockenes Flächengewichtsprofil der damit erzeugten Papierbahn über die Breite einzustellen. Wenn jedoch die Spaltweite über Verstelleinrichtungen 30 am Austrittsspalt 8 lokal verändert wird, ändern sich neben dem lokalen Stoffmengenstrom und dem Flächengewichtsprofil auch die lokalen Strömungsverhältnisse, wie Druck und Geschwindigkeit im Düsenraum. Die Folge der Druckunterschiede sind Querströmungen im Düsenraum, die bis hin zum Auslaufspalt 8 vorhanden sind und sich am Sieb der Papiermaschine so lange auf die Faserlagerung auswirken, bis der gesamte Faserverband im Blatt fixiert ist. Wegen der über die Bahnbreite der Maschine unterschiedlichen Querströmungen kommt es dann zu einer unterschiedlichen Faserlagerung im Blatt über die Bahnbreite. Um derartige Querströmungen der Stoffsuspension zu verhindern, sind bestimmte Vorkehrungen erforderlich. Eine dieser Möglichkeiten besteht darin, unter Beibehaltung des eingestellten Spaltweitenprofils den Druck der Stoffsuspension über die Bahnbreite der Papiermaschine bzw. die Breite des Düsenraumes nachzustellen oder nachzuregeln.. Andererseits kann jedoch auch die Spaltweite konstant gehalten werden und statt dessen die Stoffdichte örtlich so geändert werden, dass bei konstantem Druck über die Breite das gewünschte Querprofil, z.B. des Ofentrocken-Flächengewichtes in der Papierbahn entsteht. Dazu ist es erforderlich, an geeigneten Stellen individuell über die Breite verteilt, Stoffsuspension oder Wasser zuzugeben oder abzuführen.
  • Ähnlich wie Spaltweitenverstellungen wirkt sich ein anderes Phänomen aus, das dadurch entsteht, dass an den Rändern der Papiermaschine infolge Reibungsverlusten an den Seitenwänden 9 zusätzlich ein Druckverlust in der Stoffsuspension eintritt. Statt diesen Druckverlust durch Zuführung von Suspension oder Wasser durch die Seitenwände 9 hindurch über zusätzliche Leitungen 10 zu kompensieren, was einen erheblichen maschinellen und steuerungstechnischen Aufwand bedeutet, kann die erforderliche Kompensation auf einfachere und präzisere Weise durch die gleiche Druckregelung oder Stoffdichte-Regelung bzw. durch die gleiche Änderung der Geometrie erfolgen, wie sie zur Einhaltung eines bestimmten Flächengewichtsprofiles bei gleichmässiger Faserorientierung erforderlich ist. Auf die gleiche Weise lässt sich weiterhin das beim Trocknen von Papierbahnen an den Rändern auftretende Schrumpfen kompensieren, so dass eine über die gesamte Bahnbreite gleichmässige Papierbahn entsteht.
  • Eine Druckkompensation kann mit verschiedenen Massnahmen einzeln oder in Kombination miteinander erfolgen. Eine Möglichkeit zur Druckkompensation über die Bahnbreite der Maschine besteht darin, dass wie in Figur 1 gezeigt, an einer Längsseite des Verteilerkastens 1 über dessen Länge verteilt mehrere, als Abzweigleitungen 11, 12, 13 und 14 ausgebildete Abzweigungen an geschlossen sind, die mit dem Inneren des Verteilers 1 in Verbindung stehen. In diesen Abzweigleitungen sind steuerbare Ventile 15, 16, 17, 18, 19 vorgesehen, mittels derer der Durchfluss der Abzweigleitungen und der Rückführleitung verändert werden kann. Die Abzweigleitungen 11, 12, 13 und 14 sowie die Rückführleitung 3 sind z.B. an eine gemeinsame Sammelleitung 20 angeschlossen. Über diese kann die an den einzeinen Anschlusspunkten der Abzweigleitungen und über die Rückführleitung abgezweigte Stoffsuspension abgeführt werden. Je nach abgeführter Menge der Suspension in den einzelnen Abzweigleitungen ändert sich der hydrostatische Druckverlauf im Verteiler 1 ab dem Ort des Anschlusses der betreffenden Abzweigleitungen. Durch die Ventile 15, 16, 17, 18 und 19 ist das Mass der Druckveränderung einstellbar, so dass es durch Betätigung dieser Ventile möglich ist, den erforderlichen Druckverlauf über die Länge des Verteilers bzw. die Breite der Papiermaschine einzustellen. Durch die Form des Verteilers 1 kann dabei zunächst ein bestimmter Druckverlauf im Verteiler grob vorgegeben werden, so dass nur noch die verbleibenden Abweichungen durch die Betätigung der Ventile korrigiert werden müssen.
  • Die Druckeinstellung an den verschiedenen Einstellpunkten kann entweder manuell, mittels visueller Druckanzeiger oder nach Beobachtung der erzeugten Papierbahn bzw. entsprechend den Messergebnissen für bestimmte Papiereigenschaften, die mit geeigneten Sensoren quer über die Breite der Papierbahn ermittelt wurden, z.B. das Flächengewicht, oder die Faserorientierung, vorgenommen werden oder, wie in Figur 1 angedeutet, mit Hilfe einer, an die verschiedenen Messeinrichtungen angeschlossenen Regeleinrichtung 26. Dazu sind entlang der Flussrichtung F am Verteiler 1 Druckmessvorrichtungen 21, 22, 23, 24 und 25 vorgesehen, mit welchen der hydrostatische Druck der Suspension im Verteiler 1 bzw. dessen Verlauf in Längsrichtung bestimmt wird. Solche Druckmesseinrichtungen können im Prinzip beliebig ausgebildet und angeordnet sein, wobei die Druckmessung auch im Düsenraum erfolgen kann. Im einfachsten Fall können die Messvorrichtungen den einzelnen Ventilen zugeordnet sein und diese direkt steuern, oder die Messeinrichtungen können unabhängig von den Ventilen ihre Messwerte der Regeleinrichtung 26 zuführen, die beispielsweise mittels eines Prozessrechners die einzelnen Ventile in geeigneter Weise steuert und nachregelt, so lange bis an allen Messpunkten der gewünschte Druck herrscht.
  • Das durch die Regeleinrichtung 26 vorgegebene Druckprofil kann dabei so gewählt sein, dass der Druck einen gewünschten Verlauf zeigt, z.B. über die gesamte Breite konstant gehalten wird, oder es können gewisse Randkorrekturen eingeschlossen sein, beispielsweise ein etwas hoherer Druck an beiden Rändern, um Druckverluste an den Seitenwänden zu kompensieren. Zusatzlich kann die Regeleinrichtung 26 noch durch weitere, nicht dargestellte Sensoren angesteuert werden, die beispielsweise die Dicke, das Flachengewicht, den Curl (Rollneigung) oder die Faserorientierung des erzeugten Papieres entlang der Breite der Papierbahn feststellen oder messen und entsprechende zusätzliche Steuersignale 28 liefern, mittels derer eine zusätzliche Druckkorrektur durch geführt oder ein Druckprofil vorgegeben werden kann. Falls geeignetes Bedienungspersonal vorhanden ist, kann eine derartige Steuerung jedoch auch auf einfachere Weise manuell oder halbautomatisch durch Beobachtung der Messwerte der einzelnen Messeinrichtungen und entsprechende Nachregelung erfolgen. Häufig ist eine solche einfachere Steuerung ausreichend, da in der Regel eine einmalige Anpassung nach dem Anlaufen einer Papiermaschine genügt und ein Nachregeln lediglich erforderlich wird, wenn sich Betriebsparameter, z.B. der Druck oder die Zusammensetzung der zugeführten Stoffsuspension ändert, bzw. wenn die Produktion geändert wird, z.B. wenn die Maschine auf eine andere Art von Stoffsuspension umgestellt wird, die eine Änderung der Druckverteilung zur Folge hat. Bei vorbekannten Stoffauflauf-Vorrichtungen war dies nur mit Schwierigkeiten und Komplikationen möglich.
  • Der Querschnitt der Abzweigleitungen 11, 12, 13 und 14 kann unterschiedlich sein, entsprechend der notwendigen Korrektur. Ebenso kann der gegenseitige Abstand dieser Abzweigleitungen unterschiedlich gewählt sein. Jedoch ist es auch ohne weiteres möglich, Leitungen gleichen Durchmessers im gleichen Abstand voneinander vorzusehen, und zwar in einer Anzahl, die die notwendige Steuerbarkeit gewährleistet.
  • Statt über die Abzweigleitungen einen Teil der Stoffsuspension abzuführen, können die Abzweigleitungen auch zur Zuführung von zusätzlicher Stoffsuspension dienen. In diesem Fall ist statt einer Rückführleitung 20 eine Zuführleitung vorzusehen. Diese kann an die ohnehin vorhandene Zuführleitung 2 angeschlossen sein, oder auch an eine davon getrennte Zufuhr, wobei die Vorrichtungen zur Durchfluss-Steuerung 15, 16, 17, 18, 19 als geeignete, steuerbare Pumpen ausgebildet sind. Nötigenfalls kann aber auch nur ein Teil der Abzweigungen der Abführung von Stoffsuspension dienen, während die anderen Abzweigungen Stoffsuspension zuführen können. Die Steuerorgane können dabei so ausgebildet sein, dass die Durchflussrichtung und die Durchflussmenge steuerbar sind.
  • Figur 2 zeigt eine Variante in zwei Vertikalschnitten, bei der der Verteilerkasten 1 über Verbindungsleitungen 11-14 mit einem Sammelbehälter 20 verbunden ist. Das Ende der Verbindungsleitungen 11, 12, 13, 14, das in den Sammelbehälter 20 geht, ist in der Höhe verstellbar ausgebildet, beispielsweise durch von aussen verschiebbare Hülsen 66 oder durch wenigstens über einen Teil der Verbindungsleitungen gehende teleskopartige Ausführung der Verbindungsleitungen. Damit wird ein in der Höhe verstellbares Wehr geschaffen und somit der lokale Druck im Verteiler individuell einstellbar gemacht.
  • Figur 3 zeigt eine Abwandlung, bei der die Verbindungsleitungen 11, 12, 13 als Schlitze ausgebildet sind mit dahinterliegenden, verstellbaren Flächenelementen 60, 61 und 62, die als Überlaufwehre dienen. Durch Verstellung dieser Flächenelemente kann die wirksame Wehrhöhe lokal verändert werden, so dass auch hier eine lokale Druckkorrektur im Verteilerkasten 1 erfolgt.
  • Eine andere Möglichkeit, die Druckverhältnisse zu beeinflussen, ist in Figur 4 dargestellt, bei der ein Stoffabzug nicht über einzelne, über die Maschinenbreite angeordnete Abzweigleitungen erfolgt, sondern über einen Auslaufschlitz 64 zwischen Verteilerkasten 1 und Sammelbehälter 20, wobei der Auslaufschlitz 64 über die gesamte Maschinenbreite geht. Im Sammelbehälter 20 ist weiterhin ein über die gesamte Breite gehendes vertikales Überlaufwehr 63 vorgesehen, dessen Höhe von aussen lokal über die Breite einstellbar ist. Dadurch lässt sich eine Änderung des hydrostatischen Drucks im Verteiler oder in der Düse einfach durch eine Veränderung der Wehrhöhe des Auslaufschlitzes 64 erreichen. Statt eines senkrechten Wehres kann auch eine verschiebbare Blende 65 vorgesehen sein, mittels der der Auslaufschlitz 64 über die Breite individuell einstellbar ist.
  • Statt die Abzweigleitungen oder Verbindungsschlitze an der Seite des Verteilerkastens 1 anzubringen, können diese jedoch auch an anderen Punkten der Stoffauflauf-Vorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise am Diffusorblock 5, oder im Düsenraum 29 unmittelbar nach dem Diffusorblock oder kurz vor dem Auslaufspalt 8 oder auch dazwischen.
  • Figur 5 zeigt eine analoge Stoffauflauf-Vorrichtung im Vertikalschnitt, bei der wiederum ein Verteiler 1, ein Diffusor 5 mit einer Reihe von parallelen Kanälen 6, und ein Düsenraum 29 mit einem Austrittsspalt 8 vorgesehen sind. Die Stoffsuspension fliesst aus dem Düsenraum 29 auf das über eine Brustwalze 31 geführte Sieb 32 einer Papiermaschine. Der Vorderteil 33 der oberen Begrenzungslippe 7 des Düsenraumes 29 ist mittels eines Gelenkes 34 und durch über die Breite des Austrittsspaltes 8 verteilte Verstelleinrichtung 35 über die Breite individuell einstellbar. Vielfach wird der Austrittsspalt oben von einer Blende begrenzt, die auf der oberen Lippe montiert, aber gegenüber der oberen Lippe in gewissem Masse frei beweglich ist. Durch die an der Blende befestigten Verstelleinrichtungen lässt sich dann die Spaltweite ändern. Dadurch kann die aus dem Spalt austretende Suspensionsmenge örtlich unabhängig über die Breite geregelt werden. Die Zuführung oder Abführung von Faserstoff-Suspension erfolgt wiederum über Abzweigleitungen 11 am Verteiler 1 und ausserdem oder wahlweise über Abzweigleitungen 51 am Düsenraum 29, wobei zur Mengenregulierung Ventile oder Pumpen 36 oder die in den Figuren 2-4 gezeigten Ausführungen vorgesehen sind.
  • Weitere Möglichkeiten bestehen darin, wie in Figur 6 gezeigt, dass die Abzweigleitungen wahlweise oder in Kombination am Verteiler 1, am Diffusorblock 5 oder am Düsenraum 29 vorgesehen sind. Dadurch können Änderungen des Druckverlaufs möglichst nahe am Entstehungsort kompensiert werden. Im dargestellten Beispiel ist die Möglichkeit vorgesehen, an der Oberseite des Verteilers 1 oder an einer anderen Stelle Abzweigleitungen 37 vorzusehen. Statt dessen können die Abzweigleitungen auch direkt aus dem Diffusorblock 5 hinausgeführt werden. Im dargestellten Beispiel sind beispielsweise Leitungen 39 in die erste Diffusorstufe, Leitungen 40 in die zweite Diffusorstufe unmittelbar nach dem Absatz zur ersten Stufe, oder Leitungen 41 in die dritte Diffusorstufe unmittelbar nach dem Absatz zur zweiten Stufe geführt. Es können jedoch auch Zuleitungen in den Düsenraum 29 selbst vorgesehen sein, beispielsweise Leitungen 42 in den Anfang des Düsenraumes, unmittelbar hinter den Austrittsöffnungen 43 aus den Diffusorkanälen oder Leitungen 44, die in der Nähe des Ausgangsspaltes 8 des Düsenraumes 29 im beweglichen Teil 33 der oberen Lippe mündet. Über diese Leitungen kann, wie bereits erwähnt, je nach Erfordernissen zum Zwecke der Druckregelung oder der Stoffdichte-Änderung Wasser oder Siebwasser mit geringerer Stoffdichte bzw. Stoffsuspension zugegeben oder abgeführt werden.
  • Eine weitere Druckregelungsmöglichkeit im Verteiler 1 kann dadurch geschaffen werden, dass der Verteilerquerschnitt geändert wird, z.B. durch eine beweglich ausgebildete Rückwand 45 des Verteilers. Die Beweglichkeit kann dadurch erreicht werden, dass die Rückwand 45 entweder manuell oder mittels einer Regeleinrichtung über die Breite des Verteilerkastens verstellbar ist, wodurch sich das Druckprofil im Verteiler einstellen lässt, oder dass die Rückwand 45 als flexible und verformbare Membran ausgebildet ist, welche sich automatisch, beispielsweise mit Hilfe eines Druckpolsters an der Rückseite so einstellt, dass über die ganze Breite des Verteilkastens der gleiche Druck herrscht.
  • In Kombination mit anderen Verstell- und Regelmöglichkeiten oder auch allein kann zur Erzielung gleicher Strömungsgeschwindigkeiten und gleicher Drücke über die Breite des Düsenraumes eine Veränderung der Düsengeometrie notwendig sein. Hiezu sind Verstellmöglichkeiten 52 notwendig, die unmittelbar nach der Führungsvorrichtung, vor dem Auslaufspalt oder auch dazwischen vorzusehen sind, wobei die Verstelleinrichtungen gleichzeitig auch an zwei und mehr Positionen in Maschinenrichtung gesehen angebracht sein können.
  • Weitere Regelmöglichkeiten bestehen darin, dass verstellbare Blenden 46 vor den Eintrittsöffnungen 38 der Diffusorkanäle 6 oder entsprechende verstellbare Blenden 47 vor den Austrittsöffnungen 43 der Diffusorkanäle vorgesehen werden. Diese können aus verschiebbaren Elementen, Irisblenden, aufblasbaren Körpern oder aus anderen Elementen bestehen. Auch kann über Leitungen 50 direkt am Eingang 38 der Kanäle Suspension oder Wasser zugeführt werden, oder die Kanäle können durch steuerbare Druckkörper 27 verengt werden.
  • Der erhöhte Druckverlust an den Rändern, z.B. infolge Reibung an den Seitenwänden 9 lässt sich dadurch kompensieren, dass in den Randzonen der Druckverlust der Führungseinrichtung verändert, z.B. verringert wird, was durch eine Veränderung des Durchtrittsquerschnitts pro Breiteneinheit erreicht wird.
  • Figur 7 zeigt ein Beispiel eines Diffusorblocks 5 mit mehreren übereinander liegenden Reihen von gleichmässig übereinander angeordneten Stufendiffusoren. Dabei ist zur Verringerung des Druckverlustes der Diffusoren der Querschnitt der Diffusoren in der Randzone 48 an der Seitenwand 9 grösser als in der anschliessenden mittleren Zone 49, so dass der Druckverlust in der Stoffsuspension in der Randzone etwas kleiner ist als in der Mitte und somit die erhöhten Druckverluste in der Randzone kompensiert werden.
  • Bei dem in Figur 8 dargestellten Diffusorblock 5 sind die einzelnen Reihen von Stufendiffusoren gegeneinander versetzt, was bedeutet, dass in der Randzone 48 ein geringerer Düsendruck durch die gegenüber der Mitte 49 fehlenden Diffusoren entsteht. Ein grösserer Stoffmengenstrom pro Breiteneinheit wird in der Randzone durch das Anbringen zusätzlicher Bohrungen erreicht, oder durch eine Reduzierung des Druckverlustes des einzelnen Elementes der Führungsvorrichtung im Randbereich, so dass auch hier eine Druckkorrektur möglich ist. Auf diese Weise sind auch grundsätzliche Mängel der Verteilerauslegung oder an einem anderen Ort der Papiermaschine dadurch ausgleichbar, dass der Lochdurchmesser oder Druckverlust über die Bahnbreite geändert und angepasst wird.
  • 'Abwandlungen und zweckmässige Weiterbildungen sind möglich und liegen im Rahmen des Erfindungsgedankens. So können, wie in Figur 9 gezeigt, die mit der Sammelleitung 20 verbundenen Abzweigleitungen 11 mit Vorteil auch am höchsten Punkt des Verteilers 1 angeschlossen sein, womit gewährleistet ist, dass etwaige Luftausscheidungen sicher abgeführt werden konnen. Unmittelbar daneben kann der Anschluss für den Diffusor 5 vorgesehen sein, so dass die Druckregelung in unmittelbarer Nachbarschaft des Einganges des Diffusors erfolgt.
  • Die Sammelleitung kann auch direkt am Verteiler 1 entlang geführt sein, so dass die Abzweigungen 11 durch Öffnungen gebildet werden, die den Verteiler 1 und die Sammelleitung 20 verbinden.
  • Figur 10 zeigt ein Beispiel, bei dem der Diffusor als eine an sich bekannte, einen Verteiler 1 mit den Lippen 7 und einen Ausgangsspalt 8 aufweisenden Düsenraum verbindende Führungsvorrichtung ausgebildet ist, die zwei hintereinander geschaltete, durch einen die Suspension umleitenden Zwischenraum 55 getrennte Rohrsysteme 53 und 54 aufweist. Dieser Zwischenraum 55 ist durch Abzweigöffnungen 56 mit unabhängig steuerbarem oder regelbarem Querschnitt an eine Überlaufleitung 57 angeschlossen, die gleichzeitig eine Dämpfungswirkung zeigt.
  • Figur 11 zeigt ein analoges Beispiel, bei dem die Steuerbarkeit durch Schieber 58 erreicht wird. die den Querschnitt der Abzweigöffnungen verändern. Wahlweise können dabei die Offnungen 59 auch bis zum Anfang des Düsenraumes 29 vorverlegt sein.

Claims (17)

1. Stoffauflaufvorrichtung für eine Papiermaschine mit einem Verteilerkasten (1) zur Verteilung einer zugeführten Stoffsuspension über die Bahnbreite der Papiermaschine, einer eine Vielzahl von Löchern oder Kanälen (6) aufweisenden Führungsvorrichtung (5) für die Stoffsuspension und einem anschliessenden Düsenraum (29) mit einem einstellbaren Auslaufspalt (8) zur Verteilung der Stoffsuspension über die Bahnbreite der Papiermaschine, wobei die Massenverteilung über die Bahnbreite der Papiermaschine auf ein vorgegebenes Flächengewicht über die Breite der Papiermaschine einstellbar ist und wozu am Verteilerkasten (1 ) Abzweigungen (11-14) und ein Sammelbehälter (20) zum einstellbaren Abführen der Stoffsuspension und ggfs. Abzweigungen (37) zum einstellbaren Zuführen der Suspension in den Verteilerkasten (1) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Strömung der Stoffsuspension in der Stoffauflaufvorrichtung, mit dem Ziel, dass auch bei einer Änderung der Massenverteilung, durch Änderung von Betriebsparametern, über die Bahnbreite der Papiermaschine gesehen, die horizontale Komponente der Strömungsrichtung der Stoffsuspension am Auslaufspalt (8) überall parallel in Maschinenrichtung liegt und die Strömungsgeschwindigkeit im Auslaufspalt (8), über die Maschinenbreite gesehen, gleich ist, nicht nur am Verteilerkasten (1), sondern an der Stoffauflauf- vorrichtung auch zwischen dem Verteilerkasten (1) und dem Auslaufspalt (8) über die Breite des Stoffauflaufs wahlweise verteilte weitere Abzweigungen (39, 40, 41, 42, 44, 50) zum einstellbaren örtlichen Abführen oder Zuführen von Stoffsuspension oder Wasser und/oder Vorrichtungen (27, 45, 46, 47, 51, 52, 56, 58, 59) zum örtlichen Ändern bzw. Gestalten des Durchflussprofils und des Druckprofils in den bezüglichen Räumen der Stoffauflaufvorrichtung vorgesehen sind, wobei die Strömung der Stoffsuspension durch Änderung des Durchflussprofils im Verteiler, bzw. in der Führungsvorrichtung (5), bzw. in dem Düsenraum (29) oder durch Zuführung oder Abführung von Stoffsuspension, bzw. Zuführung von Wasser bezüglich des Verteilers (1), der Führungsvorrichtung (5) und/oder bezüglich des Düsenraums (29) durch nach Bedarf kombinierten Einsatz der lokal dazu vorgesehenen Mittel miteinander einzustellen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Verteilerkasten (1 ) angeordneten Abzweigungen (11-14) mit ihrem dem Verteilerkasten (1) abgewandten Ende in den Sammelbehälter (20) hineinragen, wobei die Länge ihres in den Sammelbehälter (20) hineinragenden Teiles veränderbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen (11-14, 64) am Verteilerkasten (1) mit wenigstens einer Offnung ausgebildet sind und dass im Sammelbehälter (20) an den Öffnungen ein in der Höhe lokal verstellbares Überlaufwehr (60, 61, 62) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen am Verteilerkasten (1) aus einem zwischen dem Verteilerkasten (1) und dem Sammelbehälter (20) in Längsrichtung verlaufenden Schlitz (64) bestehen, dessen Weite örtlich einstellbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen (39-41) und die Vorrichtungen (56, 58) an die Führungsvorrichtung (5, 55) angeschlossen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen (39) an die erste Stufe eines als Stufendiffusor ausgebildeten Kanals der Führungsvorrichtung (5) angeschlossen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen (40, 41) an eine zweite oder eine folgende Stufe eines als Stufendiffusor ausgebildeten Kanals der Führungsvorrichtung (5) unmittelbar nach einer Stufe angeschlossen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen (59) an den Düsenraum (29) angeschlossen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinrichtung (26) eingerichtet ist, um den Druck über die Breite des Stoffauflaufs auf ein vorgegebenes Druckprofil im Verteilerkasten (1) zu regeln.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen (27) zur Veränderung des Durchflussprofils der Kanäle (6) der Führungsvorrichtung (5) vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigungen (50) zur Zuführung von Wasser zu den Eingängen (38) der Kanäle (6) vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen (46, 47) vor den Eingangsöffnungen (38) der Führungsvorrichtung (5) oder nach deren Austrittsöffnungen (43) zur verstellbaren Durchflussregelung durch die Führungsvorrichtung (5) vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Kanäle der Führungsvorrichtung (5) über die Bahnbreite unterschiedlich gestaltet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle der Führungsvorrichtung (5) in den Randzonen (48) des Stoffauflaufs einen anderen Druckverlust aufweisen als in der mittleren Zone (49).
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (5) in der Randzone die gleiche Anzahl von Kanalen (6) pro Breiteneinheit aufweist, wobei die Querschnitte der Kanäle in der Randzone (48) anders sind als in der mittleren Zone (49).
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Randzone (48) zusätzliche Bohrungen als Kanäle in der Führungsvorrichtung (5) vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vorrichtung (45 bzw. 52) die Geometrie der Verteilerkästen (1, 55) und/oder des Düsenraumes (29) über die Breite des Stoffauflaufs örtlich individuell veränderbar ist zum Ändern bzw. Gestalten des Durchflussprofils und des Druckprofils in den Räumen (1,29).
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