EP1245725B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung von Qualitätsparametern bei Papier-, Tissue- und Zellstoffentwässerungsmaschinen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung von Qualitätsparametern bei Papier-, Tissue- und Zellstoffentwässerungsmaschinen Download PDF

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EP1245725B1
EP1245725B1 EP02005501A EP02005501A EP1245725B1 EP 1245725 B1 EP1245725 B1 EP 1245725B1 EP 02005501 A EP02005501 A EP 02005501A EP 02005501 A EP02005501 A EP 02005501A EP 1245725 B1 EP1245725 B1 EP 1245725B1
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turbulence
cross
pipes
paper
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Andritz AG
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    • 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
    • D21F1/022—Means for injecting material into flow within the headbox
    • 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
    • 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 device for regulating the surface transverse profile, formation, fiber orientation and other quality parameters a fibrous web in paper, tissue and pulp dewatering plants according to claim 1. Furthermore, the invention relates to a corresponding Method according to claim 4.
  • EP-A-0 391 015 discloses the features of the preamble of claim 2.
  • DE-A-32 04 740 (Escher Wyss) is a headbox for a paper machine and their control concept presented. In particular, is through Deflectors deflected the pulp at the edges.
  • the Baffles are mounted outside the headbox and serve to adjust the width of the fibrous web to be produced.
  • the aim of the invention is this uneven quality properties to improve or prevent.
  • the device according to the invention is therefore characterized in that the Collecting pipes equipped with control valves are.
  • Control valves it is possible in the lateral headers same pressure loss as in the rest of the headbox and thus Irregularities in the inflow at the transition of the short to the long pipes of the turbulence generator to prevent.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the pipes are at the edges of the turbulence generating chamber shortened compared to the other tubes, in particular to about a quarter the length of the remaining tubes are shortened.
  • the irregular fabric edges are peeled off at the earliest possible location of the headbox and thus not through the headbox and subsequently on led the paper machine.
  • a favorable embodiment of the device according to the invention is characterized in that in multi-layer headboxes for each Location separated corresponding derivatives are provided.
  • the invention also relates to a method for regulating the basis weight cross-section, formation, fiber orientation and others Quality parameters of a fibrous web in paper, tissue and paper webs Pulp dewatering plants according to claim 4.
  • a partial flow of the Derived suspension in the running direction wherein the partial flow derived is caused by the diversions at the edges of the distributor is swirled and the discharged partial flows are regulated.
  • a favorable embodiment of the invention is characterized in that that for multi-layer headboxes for each layer separately corresponding Partial flows are derived. This makes it possible for multi-layered Headboxes with differential speeds in the individual layers the Set speeds in the lateral sequences.
  • Fig. 1 is a headbox according to the prior art
  • Fig. 2 a Headbox according to the invention
  • Fig. 3 to 5 the returns at represents one-, two- and three-layer headboxes.
  • the (fiber) stock suspension generally becomes from the drive side of the machine transversely to the direction of the Fibrous, for example, paper web fed to a distributor tube 1.
  • the stock suspension is then deflected in the running direction of the web, flows through it then a turbulence generating chamber 2, the strung together tubes and subsequently a nozzle chamber 3 and then meets the drainage part, especially one Screen of the machine.
  • a return line At the driver end of the distributor tube 1 there is a return line. 4
  • Headboxes of this kind cause differences in quality parameters such as basis weight cross profile, formation and fiber orientation in the area of the edges compared to the rest of the pulp, in particular Paper web.
  • the edge strips are separated in the course of the production process and returned as a committee again. Therefore, all parts of the system must have a total width including the edge strips, and can thus not fully used for final production.
  • Fig. 2 now shows a headbox according to the invention.
  • the edge strips not in retrospect either on the sieve (by separating with Water jet) or in the dry state (by appropriate Cut off) and also the entire width of the Sieves and the subsequent aggregates to be able to use the Headbox widened on both sides to the extent that the width of the corresponds to irregular zones at the tape edges.
  • This will be the Distributor 1 and the turbulence generating chamber 2 widened accordingly.
  • the outer Tubes 7 and 8 the outside of the width of the pulp to be produced in particular Paper web lie, shortened and with discharge lines 11, 12th connected. In these discharge lines 11, 12 are still control valves 13th intended.
  • Fig. 3 shows the side view of a single-ply headbox with Distribution pipe 1, turbulence generation chamber 2, edge pipe 7 and discharge pipe 11 with control valve 13th
  • FIG. 4 shows a corresponding arrangement for a two-ply headbox and FIG. 5 shows a three-layer headbox.
  • the individual layers are denoted by 14, 15, 16.
  • the tubes 11 could already be in the Area of the turbulence generation chamber 2 merged and only be controlled by a common control valve.
  • the invention is not limited to paper machines or tissue machines be used, but also in pulp dewatering machines Find use.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Flächenquerprofils, der Formation, der Faserorientierung und anderer Qualitätsparameter einer Faserstoffbahn bei Papier-, Tissue- und Zellstoffentwässerungsanlagen gemaß Anspruch 1. Weiters betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 4.
Für die Regelung der Stoffzufuhr zu einer Faserstoffbahn gibt es eine Reihe von bekannten Möglichkeiten. So zeigt z.B. die DE 199 23 149 (Voith Sulzer Papiertechnik) eine Vorrichtung, bei der der Druck in der Stoffauflaufdüse gemessen und die Durchflussmenge der abgeleiteten überschüssigen Stoffsuspension geregelt wird. Dieser Rückflussstrom ist erforderlich um bei der Verteileinrichtung über die Papierbahnbreite eine nahezu gleichmäßige Druckverteilung zu haben und so eine gleichmäßige Ausströmung der Faserstoffsuspension auf das Sieb ermöglicht wird. Im Randbereich (in den Randbereichen auf Führer- und Triebseite) treten jedoch bei der Zufuhr in die Turbulenzerzeugungskammern Verwirbelungen auf, die zu ungleichmäßigen Konzentrationen und somit ungleichmäßigem Flächengewicht etc. führen.
Weiters sind Regelungen aus der EP-A- 0 391 015 (Albert) bekannt, die eine Anströmung zentral in Maschinenmitte aufweist, wodurch die Suspension zweimal umgelenkt werden muss (erst nach außen und anschließend wieder nach innen). Die Stoffzuführung bildet hier zwischen dem Konstantteil der Maschine und dem Stoffauflaufkasten praktisch eine Ringleitung. Dadurch kann keine gleichmäßige Stoffzufuhr in die Turbulenzerzeugungskammer (hier Stoffauflaufkasten bezeichnet) erfolgen, da neben den Turbulenzen beim Aufeinandertreffen der Ströme auch zwischen dem Rand- und dem Mittenbereich unterschiedliche Strömungen vorliegen. Dies wird verstärkt durch zwei unterschiedliche Regelorgane für die beiden Rücklaufleitungen. Die entstehenden ungleichmäßigen Randstreifen der Papierbahn werden bei dieser Vorrichtung durch spezielle Schneideinrichtungen abgeschnitten und wieder in den Kreislauf rückgeführt. EP-A-0 391 015 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 2.
Die WO-A-9941449 (Valmet) zeigt eine Regelung der Konsistenz über die Maschinenbreite (= Papierbahnbreite).
In der DE-A-32 04 740 (Escher Wyss) ist ein Stoffauflauf für eine Papiermaschine und deren Regelkonzept dargestellt. Insbesondere wird durch Ablenkeinrichtungen der Faserstoff an den Rändern abgelenkt. Die Ablenkeinrichtungen sind außerhalb des Stoffauflaufes angebracht und dienen dazu, die Breite der herzustellenden Faserstoffbahn einzustellen.
Dies kann auch stufenlos erfolgen. Dieses System arbeitet nach dem Freistrahlprinzip, d.h. es ist offen. Daher sind auch keinerlei Möglichkeiten zur Regelung gegeben.
Ziel der Erfindung ist es, diese ungleichmäßigen Qualitätseigenschaften zu verbessern bzw. zu verhindern.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelrohre mit Regelarmaturen ausgestattet sind. Durch die Ableitung der Suspension an den Rändern in Bahnlaufrichtung werden zusätzliche Verwirbelungen unterbunden und der entsprechende unregelmäßige Bereich an den Rändern nicht der Faserstoff- , insbesondere Tissue- oder Papierbahn zugeführt. Dadurch befinden sich Unregelmäßigkeiten, die im Allgemeinen an den Stoffbahnrändern entstehen, außerhalb der weiter zu verarbeitenden Papierbahnbreite.
Durch die Regelarmaturen ist es möglich in den seitlichen Sammelrohren den gleichen Druckverlust einzustellen wie im restlichen Stoffauflauf und somit Unregelmäßigkeiten bei der Einströmung am Übergang der kurzen zu den langen Rohren des Turbulenzerzeugers zu verhindern.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre an den Rändern der Turbulenzerzeugungskammer gegenüber den übrigen Rohren gekürzt, insbesondere auf etwa ein Viertel der Länge der übrigen Rohre gekürzt, sind. Die unregelmäßigen Stoffbahnränder werden an der frühestmöglichen Stelle des Stoffauflaufes abgezogen und somit nicht durch den Stoffauflauf und in weiterer Folge auf die Papiermaschine geführt.
Eine günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrlagigen Stoffaufläufen für jede Lage getrennt entsprechende Ableitungen vorgesehen sind.
Bei einer Betriebsart mit Differenzgeschwindigkeiten in den einzelnen Lagen eines mehrlagigen Stoffauflaufes treten in diesen unterschiedliche Druckverluste auf. Es ist daher erforderlich, die Druckverluste in den seitlichen Ableitungen ebenfalls getrennt einstellen zu können.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Regelung des Flächengewichtsquerprofils, der Formation, der Faserorientierung und anderer Qualitätsparameter einer Faserstoffbahn bei Papier-, Tissue- und Zellstoffentwässerungsanlagen gemäß Anspruch 4. Dabei wird in beiden seitlichen Randbereichen der Verteilvorrichtung quer zur Bahnlaufrichtung jeweils ein Teilstrom der Suspension in Bahnlaufrichtung abgeleitet, wobei der Teilstrom abgeleitet wird, der durch die Umleitungen an den Kanten der Verteileinrichtung verwirbelt wird und die abgeführten Teilströme geregelt werden. Dies erlaubt eine Anpassung der Druckverluste in den seitlichen Abläufen an den restlichen Teil des Stoffauflaufes und somit eine Verhinderung von ungleichen Einströmverhältnissen am Übergang von den kurzen zu den langen Rohren des Turbulenzeinsatzes.
Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrlagigen Stoffaufläufen für jede Lage getrennt entsprechende Teilströme abgeleitet werden. Dadurch ist es möglich bei mehrlagigen Stoffaufläufen mit Differenzgeschwindigkeiten in den einzelnen Lagen die Geschwindigkeiten in den seitlichen Abläufen einzustellen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig. 1 einen Stoffauflauf nach dem Stand der Technik, Fig. 2 einen Stoffauflauf gemäß der Erfindung und Fig. 3 bis 5 die Rückführungen bei ein-, zwei- und dreilagigen Stoffaufläufen darstellt.
Fig. 1 zeigt einen Stoffauflauf für eine Papier-, Tissue- oder Zellstoffentwässerungsmaschine, wobei dieser Stoffauflauf ein-, zwei-, drei oder mehrlegig ausgeführt sein kann. Die (Faser-) Stoffsuspension wird im allgemeinen von der Triebseite der Maschine quer zur Laufrichtung der Faserstoff-, beispielsweise Papierbahn einem Verteilrohr 1 zugeführt. Die Stoffsuspension wird dann in die Laufrichtung der Bahn umgelenkt, durchströmt anschließend eine Turbulenzerzeugungskammer 2, die aus aneinandergereihten Rohren besteht und in weiterer Folge einen Düsenraum 3 und trifft dann auf den Entwässerungsteil, insbesondere auf einem Sieb der Maschine auf. Am führerseitigen Ende des Verteilrohres 1 befindet sich eine Rücklaufleitung 4.
Stoffaufläufe dieser Art verursachen Unterschiede in den Qualitätsparametern wie Flächengewichtsquerprofil, Formation und Faserorientierung im Bereich der Ränder im Vergleich zum Rest der Faserstoff-, insbesondere Papierbahn. Grund dafür sind vor allem Verwirbelungen an den Umlenkkanten 5 und 6 zwischen Verteilrohr 1 und Turbulenzerzeugungskammer 2, wobei sich diese Verwirbelungen durch den ganzen Stoffauflauf fortsetzen und zu den obengenannten Unterschieden und Problemen führen. Um beispielsweise eine einheitliche Papierbahn zu erzeugen werden die Randstreifen im Laufe des Produktionsprozesses abgetrennt und als Ausschuss wieder zurückgeführt. Daher müssen alle Anlagenteile eine Gesamtbreite inklusive der Randstreifen aufweisen, und können somit nicht vollständig für die endgültige Produktion genutzt werden.
Fig. 2 zeigt nun einen Stoffauflauf gemäß der Erfindung. Um die Randstreifen nicht im Nachhinein entweder auf dem Sieb (durch Abtrennen mit Wasserstrahl) oder im trockenen Zustand (durch entsprechendes Abschneiden) abtrennen zu müssen und auch die gesamte Breite des Siebes und der nachfolgenden Aggregate nutzen zu können, wird der Stoffauflauf beidseitig in dem Ausmaß verbreitert, das der Breite der unregelmäßigen Zonen an den Bandrändern entspricht. Dazu wird das Verteilrohr 1 und die Turbulenzerzeugungskammer 2 entsprechend verbreitert. Bei der Turbulenzerzeugungskammer 2 werden die äußeren Rohre 7 und 8, die außerhalb der zu produzierenden Breite der Faserstoffinsbesondere Papierbahn liegen, gekürzt und mit Abführleitungen 11, 12 verbunden. In diesen Abführleitungen 11, 12 sind noch Regelventile 13 vorgesehen. So wird erreicht, dass die Strömung im Bereich der (Papier-) Bahnbreite nicht mehr durch die Umlenkkanten 9, 10 beeinflusst und bereits in die endgültige Strömungsrichtung umgelenkt ist. Dadurch sind in diesem Bereich auch stabile Strömungsbedingungen vorhanden. Die Rohre 7, 8 im Randbereich werden gekürzt. Die Stoffsuspension in den seitlichen Abläufen wird dadurch nicht durch den gesamten Stoffauflauf und in weiterer Folge auf die Papiermaschine geführt.
Bei mehrlagigen Stoffaufläufen ist für jede Lage eine entsprechende Ableitung vorgesehen.
Fig. 3 zeigt die seitliche Ansicht für einen einlagigen Stoffauflauf mit Verteilrohr 1, Turbulenzerzeugungskammer 2, Randrohr 7 und Ableitungsrohr 11 mit Regelventil 13.
Fig. 4 zeigt eine entsprechende Anordnung für einen zweilagigen Stoffauflauf und Fig. 5 einen dreilagigen Stoffauflauf. Die einzelnen Lagen sind mit 14, 15, 16 bezeichnet. Man kann hier erkennen, dass die Kürzung der Randrohre 7, 8 auch entsprechend der Anordnung erfolgen kann, so dass die Rohre anschließend nebeneinander aus der Maschine herausgeführt werden können. Grundsätzlich könnten die Rohre 11 auch bereits im Bereich der Turbulenzerzeugungskammer 2 zusammengeführt und nur durch ein gemeinsames Regelventil geregelt werden.
Mit der vorliegenden Erfindung kann durch eine geeignete Änderung am Beginn der Entwässerungsanlage, z.B. einer Tissue- oder Papiermaschine bereits der qualitativ schlechte Randstreifen vermieden werden. Daraus ergibt sich, dass die Produktion einer Anlage um bis zu 5 % gegenüber bisherigen, gleich breiten Anlagen gesteigert werden kann. Auch entfällt der bisherige Ausschuss, der rückgeführt und somit auch bei der Auslegung des Aufbereitungsteils berücksichtigt werden müsste.
Die Erfindung kann nicht nur besonders bei Papiermaschinen oder Tissuemaschinen eingesetzt werden, sondern auch in Zellstoffentwässerungsmaschinen Verwendung finden.

Claims (5)

  1. Vorrichtung zur Regelung des Flächenquerprofils, der Formation, der Faserorientierung und anderer Qualitätsparameter einer Faserstoffbahn bei Papier-, Tissue- und Zellstoffentwässerungsanlagen, mit mindestens einer Verteilvorrichtung, wobei die Verteilvorrichtung eine Verteilkammer mit einseitiger Suspensionszufuhr quer zur Laufrichtung der Faserstoffbahn mit anschließender Umlenkung, eine Turbulenzerzeugungskammer bestehend aus einer Mehrzahl von in Maschinenquenichtung aneinandergereihter Rohre sowie eine Rücklaufleitung aufweist, und wobei sich die Verteilkammer (1) auf beiden Seiten über die Papierbahnbreite hinaus erstreckt, die Turbulenzerzeugungskammer (2) auf beiden Seiten des Stoffauflaufes über die Papierbahnbreite verbreitert ist und in diesen Bereichen jeweils mehrere äußere Rohre (7, 8) aufweist und in beiden in Maschinenquerrichtung seitlichen Randbereichen der Vorrichtung jeweils Ableitungen für einen Teilstrom der Suspension vorgesehen sind, bestehend aus jeweils in Maschinenquerrichtung seitlich angeordneten Sammelrohren (11, 12), in die die äußeren Rohre (7, 8) der Turbulenzerzeugungskammer (2) münden, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelrohre (11, 12) mit Regelarmaturen (13) ausgestattet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Rohre (7, 8) an den Rändern der Turbulenzerzeugungskammer (2) gegenüber den übrigen Rohren gekürzt, insbesondere auf etwa ein Viertel der Länge der übrigen Rohre gekürzt, sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrlagigen Stoffaufläufen für jede Lage (14, 15, 16) getrennt entsprechende Ableitungen vorgesehen sind.
  4. Verfahren zur Regelung des Flächenquerprofils, der Formation, der Faserorientierung und anderer Qualitätsparameter einer Faserstoffbahn bei Papier-,Tissue- und Zellstoffentwässerungsanlagen, mit mindestens einer Verteilvorrichtung und einer Rücklaufleitung, wobei in beiden in Maschinenquerrichtung seitlichen Randbereichen der Verteilvorrichtung jeweils ein Teilstrom der Suspension in Bahnlaufrichtung abgeleitet wird, wobei der Teilstrom abgeleitet wird, der durch die Umleitungen an den Kanten der Verteileinrichtung verwirbelt wird und wobei die abgeführten Teilströme geregelt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrlagigen Stoffaufläufen für jede Lage getrennt entsprechende Teilströme abgeleitet werden.
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