EP0733735B1 - Wet end of a papermachine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Naßpartie einer Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 (siehe DE-A-239 647).The invention relates to a wet end of a paper machine according to the preamble of claim 1 (see DE-A-239 647).
Besonders entscheidende Komponenten einer solchen Naßpartie ist die in Anspruch 1 genannte Strömungskammer mit Auslaufdüse (der sogenannte Stoffauflauf). Dieser bestimmt in entscheidendem Maße die Qualität der erzeugten Faserstoffbahn.Particularly crucial components of such a wet end is the flow chamber mentioned in claim 1 with Outlet nozzle (the so-called headbox). This determines crucially the quality of the produced Fibrous web.
Die wichtigsten Qualitätsanforderungen betreffen die Faserorientierung im Stoffstrahl, der die Auslaufdüse verläßt, und damit in der Papierbahn nach deren Fertigstellung, sowie das Flächengewichtsprofil, d.h. die Verteilung des Flächengewichtes quer zur Laufrichtung der Papierbahn wie auch längs hierzu.The most important quality requirements concern the Fiber orientation in the stream of material that the outlet nozzle leaves, and thus in the paper web after their Completion, as well as the basis weight profile, i.e. the Distribution of the basis weight transversely to the direction of the Paper web as well as along this.
Aufgrund neuerer Entwicklungen ist es gelungen, das Flächengewichtsquerprofil in hervorragender Weise unter Kontrolle zu bringen. Dies geschieht durch das Einleiten von Verdünnungswasser in die aus dem Verteiler kommenden Teilströme.Due to recent developments, the Basis weight cross profile in an excellent way To bring control. This is done by initiating of dilution water in the coming from the distributor Partial flows.
Als Verdünnungswasser wird bevorzugt Siebwasser verwendet, d.h. das Wasser, das beim Blattbildungsprozeß von den Faserstoffen abgetrennt wird. Dieses Siebwasser wird in einem Auffangtrog aufgefangen, dem sogenannten Siebschiff, von wo aus es in eine Siebwasserbütte relativ großen Volumens gelangt. Die Verwendung von Siebwasser ist aus verschiedenen Gründen günstiger als die Verwendung von Frischwasser. Dies bedeutet nämlich eine Einsparung an Frischwasser. Außerdem werden die im Siebwasser noch enthaltenen wertvollen Faserstoffe und Füllstoffe wiederverwendet. Dabei sind Verbindungsleitungen vorgesehen, die eine leitende Verbindung zwischen der Siebwasserbütte und den Teilstromleitungen zur Strömungskammer herstellen.White water is preferably used as the dilution water, i.e. the water that is released from the Fibers is separated. This white water is in caught in a collecting trough, the so-called sieve ship, from where it is relatively large in a white water chest Volume. The use of white water is out various reasons cheaper than using Fresh water. This means savings Fresh water. In addition, they are still in the white water contained valuable fibers and fillers reused. There are connecting lines provided a conductive connection between the White water chest and the partial power lines to Create the flow chamber.
Das Aufrechterhalten eines konstanten Flächengewichtsprofiles über die Breite der Papierbahn hinweg gelingt aufgrund der genannten modernen Entwicklung weitgehend in perfekter Weise. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Flächengewicht der Papierbahn auch bei diesem Prinzip der Flächengewichts-Querprofilregelung über längere Zeitspannen hinweg nicht konstant bleibt. Die Gründe entsprechen im wesentlichen denen der konventionellen Querprofilregelung. Dies bedeutet z.B., daß die Papierbahn im Verlaufe von Stunden der Produktion im Flächengewicht schwankt. Was sich ändert, ist somit das Längsprofil des Flächengewichtes. Das Querprofil kann durchaus weitgehend konstant bleiben.Maintaining a constant Basis weight profile over the width of the paper web succeeds due to the modern development mentioned largely in a perfect way. However, it has been shown that the basis weight of the paper web also with this Principle of basis weight cross-section control over longer periods Does not remain constant over time. The reasons correspond essentially to those of conventional ones Cross section control. This means, for example, that the paper web over hours of basis weight production fluctuates. What changes is the longitudinal profile of the Basis weight. The cross profile can be largely remain constant.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Ursachen zu erkennen und zu bekämpfen. So hat man versucht, mit Mitteln der Regelung Einfluß zu nehmen und bei Abweichungen entsprechend mehr oder weniger Faser- und Füllstoffe in die Teilstromleitungen einzuspeisen. Dies hatte jedoch insofern keinen Erfolg, als die Abweichungen des Flächengewichtes in Längsrichtung nach deren Erkennen bereits aufgetreten waren, so daß der regelnde Eingriff durch entsprechendes Einspeisen von Verdünnungswasser zu spät kam. Der Zeitraum zwischen Auftreten der Störung und Korrektureingriff ist zumeist erheblich, da die Erfassung gesicherter Meßwerte sehr zeitintensiv ist.There has been no lack of attempts to identify the causes and fight. So one tried with means of Regulation to influence and in the event of deviations correspondingly more or less fiber and fillers in the Feed partial power lines. However, this had to that extent no success than the variations in basis weight in Longitudinal direction has already occurred after detection were, so that the regulatory intervention by appropriate Feeding in dilution water came too late. The period between the occurrence of the disturbance and corrective action mostly considerable, since the acquisition of reliable measured values is very time consuming.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Naßpartie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß Flächengewichtsschwankungen weitgehend unterdrückt werden.The invention has for its object a wet end to design in accordance with the preamble of claim 1, that surface weight fluctuations are largely suppressed become.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. This task is characterized by the characteristics of Claim 1 solved.
Die Erfinder haben im einzelnen folgendes erkannt: Insbesondere bei Papieren mit hohem Feinstoffgehalt oder hohem Füllstoffgehalt sowie mit hohen Anforderungen an die Blattbildung während der Produktion kommt es zu einer geringfügigen Schwankung der sogenannten Retention. Damit bezeichnet man das Maß, mit welchem Feinstoffe oder Füllstoffe in dem sich bildenden Papierblatt verbleiben und somit nicht durch das Sieb hindurchtreten. Eine solche Schwankung der Retention bedeutet aber gleichzeitig eine Veränderung der Stoffdichte des Siebwassers. Da das Siebwasser - wie erwähnt - zur Korrektur der Stoffdichte der Teilströme verwendet wird, hat dies natürlich auch hierauf seinen Einfluß.The inventors recognized the following in detail: Especially for papers with high fines or high filler content and high demands on the Sheet formation occurs during production slight fluctuation of the so-called retention. In order to is the measure with which fines or Fillers remain in the paper sheet and thus do not pass through the sieve. Such Fluctuation in retention also means one Change in the consistency of the white water. Since that White water - as mentioned - to correct the consistency of the sub-streams is used, of course on his influence.
Eine wichtige Erkenntnis besteht jedoch in folgendem: Ändert sich die Stoffdichte des Siebwassers beim Hindurchtreten durch das Sieb während eines bestimmten Zeitpunktes, so bleibt die Stoffdichte des Siebwassers an jener Stelle, an der aus der Siebwasserbütte Siebwasser entnommen wird, zunächst noch eine ganze Zeitspanne unverändert. Dies bedeutet weiterhin, daß den aus dem Verteiler kommenden Hauptströmen noch eine ganze Weile Siebwasser der "falschen" Stoffdichte zugeführt wird.An important finding, however, is as follows: Does the consistency of the white water change when Passing through the sieve during a certain Time, the consistency of the white water remains the point at which the Siebwasserbütte white water is removed, initially for a whole period of time unchanged. This also means that from the Main streams coming for a while to come White water of the "wrong" consistency is fed.
Wird gemäß der Erfindung statt dessen die Verdünnungswasserleitung unmittelbar an den Auffangtrog angeschlossen, so bedeutet dies, daß bei einer Änderung der Retention und damit der Stoffdichte des anfallenden Verdünnungswassers dieses auf direktem Weg zu den Teilstromleitungen gelangt, und zwar mit der "richtigen" Stoffdichte.Instead, according to the invention Dilution water pipe directly to the collecting trough connected, this means that if the Retention and thus the density of the resulting Dilution water this directly to the Partial power lines arrives, with the "right" Consistency.
Dies läßt sich an folgendem Beispiel verdeutlichen: Geht die Retention aus irgendwelchen Gründen kurzzeitig zurück, und gelangt somit mehr Feinstoff und mehr Füllstoff in das Siebwasser, so hat dies eine höhere Stoffdichte. Genau dieses Siebwasser wird praktisch im selben Augenblick eingespeist und erhöht damit gleichmäßig über die Maschinenbreite den Fein- und Füllstoffgehalt im Düsenraum. Diese Stoffdichteerhöhung kompensiert die geringere Retention. Es existiert somit ein sehr dynamischer Selbstregeleffekt. Das System ist somit verblüffend einfach, indem es praktisch in einer engeren Kreislaufführung des Siebwassers besteht.This can be illustrated using the following example: Go the retention temporarily for some reason, and thus gets more fine material and more filler into it White water, this has a higher consistency. I agree this white water becomes practically the same instant fed in and thus increased evenly over the Machine width the fine and filler content in the nozzle area. This increase in consistency compensates for the lower one Retention. So there is a very dynamic one Self-regulating effect. The system is amazing simply by practically narrowing it down Circulation of the white water exists.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
Dort ist eine Naßpartie einer Papiermaschine dargestellt. Man erkennt aus Figur 1 die folgenden Elemente:A wet section of a paper machine is shown there. The following elements can be seen in FIG. 1:
Ein Verteiler 1 mit vertikaler Längsachse weist einen Anschluß 1.1 zum Zuführen eines Hauptstromes einer Stoffsuspension auf. Dieser Hauptstrom kommt von einer hier nicht gezeigten Stoffaufbereitungsanlage. Der Verteiler hat im vorliegenden Falle kreisrunden Querschnitt.A distributor 1 with a vertical longitudinal axis has one Connection 1.1 for supplying a main stream Stock suspension. This main stream comes from one here stock preparation system, not shown. The distributor has in the present case circular cross section.
Der Verteiler 1 weist ferner eine Vielzahl von Anschlüssen
auf, die sich in ein und derselben Ebene befinden. Im
vorliegenden Falle sind lediglich die Anschlüsse 1.2 und
1.3 zu sehen. Von jedem Anschluß ist eine Schlauchleitung
abgeführt - siehe die Schlauchleitungen 1.22, 1.33, 1.44
und 1.55. Diese Schlauchleitungen sind zu einer
maschinenbreiten Strömungskammer 2 geführt. Diese hat
entsprechende Anschlußstutzen 2.2, 2.3, 2.4 und 2.5,
sowie - auf der Austrittsseite - eine Auslaßdüse 2.1. Siehe
auch Figur 2.The distributor 1 also has a plurality of connections
that are on the same level. in the
In the present case, only the connections 1.2 and
1.3 to see. There is a hose line from each connection
dissipated - see hose lines 1.22, 1.33, 1.44
and 1.55. These hose lines are one
machine-
Die Schlauchleitungen 1.22, 1.33, 1.44 und 1.55 sind in der
Praxis wesentlich zahlreicher als hier gezeigt, sie haben
zweckmäßigerweise alle dieselbe Länge. Die Einlaßstutzen
zur Düsenkammer 2 befinden sich wiederum in ein und
derselben Horizontalebene. Sie haben vorzugsweise ein und
denselben gegenseitigen Abstand. The hose lines 1.22, 1.33, 1.44 and 1.55 are in the
Practice far more numerous than shown here, you have
expediently all the same length. The inlet ports
to the
Die Düsenkammer 2 kann in ihrem Inneren Trennwände
aufweisen, die hier nur gestrichelt dargestellt sind, und
die in Vertikalebenen liegen. Falls sie vorgesehen sind, so
erstrecken sie sich entweder über die gesamte Länge der
Düsenkammer 2 oder nur über einen Teil hiervon.The
Die Siebpartie 3 umfaßt in bekannter Weise ein Langsieb
3.1, eine Brustwalze 3.2, eine Umlenkwalze 3.3 sowie eine
Vielzahl von Leitwalzen 3.4.The
Grundsätzlich ist auch die Kombination des erfindungsgemäßen Gedanken mit einem Hybridformer oder Doppelsiebformer möglich.Basically, the combination of the inventive ideas with a hybrid former or Twin wire former possible.
Unter dem Langsieb befindet sich ein Auffangtrog 4 sowie
ein Siebwasserbehälter 5. Diese beiden gehen ineinander
über, so daß das Wasser, welches beim
Papierherstellungsprozeß durch das Sieb 3.1 hindurch
entwässert wird, in den Auffangtrog 4 und damit auch in den
Siebwasserbehälter 5 gelangt.A collecting
Das Siebwasser wird bekanntlich zum Verdünnen des Hauptstromes der Stoffsuspension verwendet. Im vorliegenden Falle wird es gemäß der Erfindung an einer ganz bestimmten Stelle vom Auffangtrog abgeführt - siehe die Anschlußstelle 4.1. Das Abziehen geschieht mittels einer Pumpe 6, an die eine Druckleitung 6.1 angeschlossen ist. Die Druckleitung 6.1 verzweigt sich in Leitungen 6.2, 6.3, 6.4 und 6.5. Leitung 6.2 mündet in Schlauchleitung 1.22 ein, Leitung 6.3 in Schlauchleitung 1.33, Leitung 6.4 in Schlauchleitung 1.44 und Leitung 6.5 in Schlauchleitung 1.55.The white water is known to dilute the Main stream of the stock suspension used. In the present Trap it becomes according to the invention on a very specific Point removed from the collecting trough - see the connection point 4.1. The removal takes place by means of a pump 6 to the a pressure line 6.1 is connected. The pressure line 6.1 branches into lines 6.2, 6.3, 6.4 and 6.5. Line 6.2 opens into hose line 1.22, line 6.3 in hose line 1.33, line 6.4 in hose line 1.44 and line 6.5 in hose line 1.55.
Wie man weiterhin sieht, enthalten die
Verzweigungsleitungen des Siebwassers, nämlich die
Leitungen 6.2, 6.3, 6.4 und 6.5, Ventile, mit denen der
Zustrom des zur Verdünnung dienenden Siebwassers zu den
Schlauchleitungen 1.22, 1.33, 1.44 und 1.55 in regelbarer
Weise eingestellt werden kann. Fakultativ können auch
(außerdem) in den Schlauchleitungen Ventile vorgesehen
werden. Die einzelnen, in den Schlauchleitungen geführten
Teilströme gelangen somit zur Strömungskammer 2, wobei sie
genau den richtigen Faserstoffgehalt aufweisen.As you can see, they contain
Branch lines of white water, namely the
Lines 6.2, 6.3, 6.4 and 6.5, valves with which the
Inflow of the white water used for dilution to the
Hose lines 1.22, 1.33, 1.44 and 1.55 in adjustable
Way can be set. Optionally, too
Valves are also provided in the hose lines
become. The individual routed in the hose lines
Partial flows thus reach the
Aufgrund der Lage der Anschlußstelle 4.2 wird gemäß der Erfindung das Siebwasser in einem sehr engen Kreislauf zu den Verbrauchsstellen geführt. Die Regelung ist eine sehr rasche, d.h. ohne große zeitliche Verzögerung, so daß man von einem dynamischen Selbstregeleffekt sprechen könnte.Due to the location of the junction 4.2 Invention of the white water in a very tight cycle led to the consumption points. The scheme is a very rapid, i.e. without great delay, so that one could speak of a dynamic self-regulating effect.
Gemäß der Erfindung kann auch statt des Anschlusses der Verdünnungswasserleitungen unmittelbar an den Auffangtrog vorgesehen werden, daß die Verdünnungswasserleitungen und/oder die Teilstromleitungen des Haupt- und/oder Gemischstromes Anschlüsse zum Einleiten von Chemikalien, wie Retentionsmittel, oder von zusätzlichen Faserstoffsuspensionen oder feinstoffhaltigen Suspensionen aufweisen.According to the invention, instead of connecting the Dilution water pipes directly to the collecting trough be provided that the dilution water pipes and / or the partial flow lines of the main and / or Mixture flow connections for introducing chemicals, such as retention aids, or of additional ones Fibrous suspensions or suspensions containing fines exhibit.
Auch ist eine Kombination aus diesen beiden Hauptgedanken -
Anspruch 1 und Anspruch 2 mit seinen Untergedanken -
möglich.Is also a combination of these two main ideas -
Claim 1 and
Es lassen sich somit Längsprofilschwankungen, d.h. Schwankungen über der Zeitdauer, entweder durch den Selbstregeleffekt gemäß dem ersten Hauptgedanken der Erfindung, oder durch Retentionsmittelzugabe gemäß dem zweiten Hauptgedanken der Erfindung kompensieren.Longitudinal profile fluctuations, i.e. Fluctuations over time, either due to the Self-regulating effect according to the first main idea of the Invention, or by adding retention aid according to the compensate for the second main idea of the invention.
Wird gemäß dem zweiten Hauptanspruch Retentionsmittel zugegeben, so geschieht dies aus folgenden Gründen: Das Retentionsmittel muß mit denjenigen Bestandteilen bevorzugt in Verbindung gebracht werden, die ein schlechtes Retentionsverhalten haben; im Siebwasserstrom liegen besonders hohe Feinstoff- und Füllstoffanteile vor. According to the second main claim retention aid admitted, this happens for the following reasons: The retention agent must contain those ingredients preferred to be associated with a bad Have retention behavior; lie in the white water stream particularly high levels of fines and fillers.
Dies ergibt bei Retentionsmittelzugabe in den Siebwasserstrom ein besseres Regelverhalten. Die Einschwingzeiten des Regelvorganges werden kleiner, und man braucht zum Erzielen einer bestimmten Retention weniger Retentionsmittel zuzugeben.This results when the retention aid is added to the White water flow a better control behavior. The Settling times of the control process become smaller, and one needs less to achieve a certain retention Add retention aid.
Die Retentionsmittelzugabe erfolgt bevorzugt im Verhältnis der Fein- und Füllstoffe im Hauptstrom und im Verdünnungsstrom in den Haupt- und Verdünnungswasserstrom. Durch Abweichen von dieser Aufteilung oder Variation der absoluten Menge kann das Regelverhalten gezielt beeinflußt werden.The retention agent is preferably added in a ratio the fine and fillers in the main stream and in Dilution flow in the main and dilution water flow. By deviating from this division or variation of the absolute quantity can influence the control behavior in a targeted manner become.
Die Erfindung läßt sich anwenden bei Naßpartien, bei denen einer einzigen Düsenkammer zwei oder mehrere Verteiler zugeordnet sind, bei einem Mehrschicht-Stoffauflauf. Es ist auch möglich, die Erfindung bei Mehrlagen-Stoffaufläufen anzuwenden, bei denen zunächst eine erste Faserstofflage gebildet wird, auf die eine zweite Lage aufgelegt wird, erzeugt von einem Sekundär-Stoffauflauf, usw.The invention can be applied to wet areas where two or more distributors in a single nozzle chamber are associated with a multi-layer headbox. It is also possible the invention in multi-layer headboxes to apply, in which first a first layer of fiber is formed, on which a second layer is placed, generated by a secondary headbox, etc.
Claims (2)
- Wet end of a papermachinecharacterized by the following features:1.1 having a distributor to which a main stream of a stock suspension is fed, and which has a large number of connections;1.2 the connections are connected by means of partial-stream lines to a machine-width flow chamber which has a machine-width outlet slice (flow box);1.3 the partial stream lines are connected (indirectly or directly) to the flow chamber;1.4 at least one circulating web-forming wire is connected downstream of the outlet slice;1.5 the wire is assigned at least one connecting trough and, if appropriate, a backwater container to hold the backwater collected by the collecting trough;1.6 dilution-water lines are provided to introduce backwater into the partial-stream lines for the purpose of adjusting the consistency of the partial streams;1.7 the dilution-water lines are connected directly to the collecting trough or the line system to the backwater chest;1.8 the quantities of backwater introduced via the dilution lines are fed rapidly and under control, because of the direct connection of the dilution lines to the collecting trough or the line system of the backwater chest, in such a way that longitudinal profile fluctuations in the paper manufacturing process are compensated for;1.9 in controlling the quantities of backwater, the measured variable used is the backwater consistency or the main stream consistency.
- Wet end of a papermachine according to Claim 1, characterized by the following features:2.1 the dilution-water lines or the main stream line or the partial-stream lines have connections for the introduction of chemicals or of additional fibrous stock suspensions and fines suspensions;2.2 the chemicals or fibrous stock suspensions and fines suspensions additionally introduced are fed in a controlled manner in such a way that longitudinal profile fluctuations in the paper manufacturing process are compensated for.
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