EP1323862A1 - Verfahren zur Regelung des Schrumpfungs-Querprofils in einer Papiermaschine - Google Patents

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EP1323862A1
EP1323862A1 EP03001610A EP03001610A EP1323862A1 EP 1323862 A1 EP1323862 A1 EP 1323862A1 EP 03001610 A EP03001610 A EP 03001610A EP 03001610 A EP03001610 A EP 03001610A EP 1323862 A1 EP1323862 A1 EP 1323862A1
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EP
European Patent Office
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shrinkage
profile
fibers
lateral
sections
Prior art date
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EP03001610A
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Udo Grossmann
Günter Dr. Halmschlager
Erich Brunnauer
Alexander Wassermann
Eduard Bachler
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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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
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/08—Regulating consistency
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0027—Paper-making control systems controlling the forming section
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S162/00—Paper making and fiber liberation
    • Y10S162/09—Uses for paper making sludge
    • Y10S162/10—Computer control of paper making variables
    • Y10S162/11—Wet end paper making variables

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the shrinkage cross profile a running web of paper or cardboard according to the preamble of Claim 1.
  • the inventive method with both a headbox with dilution water control as well as with a headbox can be carried out with an adjustable aperture.
  • a dilution water controlled Headboxes are the actuators for controlling the basis weight cross-section mostly from valves for controlling the dilution flows.
  • at aperture-controlled headboxes usually provide the adjustment spindles of the Headbox cover these actuators for controlling the basis weight cross-section represents.
  • control method shown can decouple between basis weight cross profile in the profile control algorithm and shrink cross profile are performed so that the mutual Influencing the regulations of the cross profiles at least in the first Order be avoided.
  • the smoothness and / or the strength of the material web produced are particularly suitable made of paper or cardboard. However, others can do the measurement accessible property sizes of the material web are used.
  • FIG. 1 shows a typical shrinkage cross profile 1 of a material web made of paper or cardboard.
  • the edge areas B 1 and B 3 are characterized by high shrinkage gradients and high absolute values of the shrinkage ⁇ 2 .
  • the shrinkage is at a relatively low level and is almost straight and horizontal.
  • This course of shrinkage is typical for many types of paper, but there are also many other forms of cross-section shrinkage. These depend on many parameters, such as the type of paper and the design of the process steps in paper production - for example the drying process.
  • cross-sectional shrinkage profiles with an asymmetrical profile or with a non-linear profile can also occur in the central region B 2 of the material web.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional shrinkage profile 1 after the proportion of fibers with a lower tendency to shrink was increased in the edge regions B 1 and B 3 of the material web - or - the proportion of fibers with a higher tendency to shrink was reduced, while the composition of the stock suspension in the central region B 2 of the material web has remained unchanged.
  • FIG. 3 shows an exemplary regulation of the shrinkage cross profile a paper machine.
  • the manufacturing process is very schematic on the left the material web shown, which in the course of the manufacturing process Experiences shrinkage and is ultimately led to the trolley.
  • the headbox 2 here is an example with a dilution water control known per se, for example according to German published patent application DE 40 19 593 A1, equipped to adjust the atro basis weight cross profile.
  • This shows a machine-wide scanner on the trolley, which atro / basis weight cross-section, feeds a profile control algorithm and the actuators, here N valves 6 of the dilution water supply with N sections, actuated.
  • this regulation is expanded by the actual profile of the shrinkage (Shrinkage cross profile) via a known online mapping is calculated and compared with a target profile for the shrinkage.
  • the Profile control algorithm determines the necessary corrections and influences the actuators for influencing shrinkage via the actuator positioner, which here in the form of valves 6 in the M sections of the feed lines for the shrinkage-influencing liquid is realized.
  • the number of N sections of the dilution water control and the M sections the shrinkage control are the same in the present example, can but also turn out differently. In particular, it can be advantageous to To subdivide sections for shrinkage control in the edge area more finely than in middle area of the material web.
  • FIG of the shrinkage cross profile is shown by measuring a size that matches the Shrinkage correlated. For example, the Smoothness / surface roughness and / or the strength of the material web used become.
  • this measured profile can now directly and alone or used in conjunction with the calculated shrinkage profile. If both profiles are used for regulation, a corresponding one can be used Towards an optimization of the control mechanism become.
  • FIG. 4 shows, by way of example, a headbox according to the dilution water principle for the use of the method according to the invention, as described, for example, in the previously mentioned German patent application DE 40 19 593 A1.
  • the shrinkage-influencing suspension Q F is fed in front of the turbulence generator at several feed points 7, distributed over the headbox width.
  • This shrinkage-influencing suspension Q F contains fibers which differ in their shrinkage behavior from the fibers which are contained in the suspension Q H. For example, if the fibers in Q F have a lower tendency to shrink than those in Q H , the cross-sectional shrinkage profile 1 shown in FIG. 1 can be improved by increasing the sectional volume flow of Q F at the edges.
  • the feed points 7 for Q F can be distributed uniformly or unevenly - for example only at the edges - over the width of the headbox.
  • the geometry of the feed for Q F can preferably be designed such that the sectional total volume flow at the outlet of the nozzle remains constant despite the variation of Q F.
  • Such a design of a headbox is described in detail in German Offenlegungsschrift DE 42 11 291 A1.
  • Cross distribution pipes or central distributors can be used to distribute the suspensions over the headbox width.
  • FIG. 5 shows the initial area of a paper machine with a primary headbox 2, which applies stock suspension to a sieve 11.
  • the screen 11 is deflected via rollers 12 and the dewatering of the stock suspension takes place in a known manner via dewatering elements 13, consisting of suction boxes and dewatering strips.
  • a secondary headbox 2.1 is provided, by means of which the shrinkage-influencing stock suspension Q F can be applied in sections metered over the machine width to the already existing stock suspension layer.
  • FIG. 5a shows view A from FIG. 5, in which the secondary headbox 2.1 is shown.
  • the secondary headbox has a cross distributor 3.1, via which the shrinkage-influencing stock suspension Q F is fed machine-wide to the first chamber 8.1 of the headbox 2.1.
  • a plurality of valves 6 are interposed, which enables a metered supply of the shrinkage-influencing suspension Q F which is sectioned over the machine width.
  • a turbulence generator 9.1 and a subsequent nozzle 10.1 are shown in a known manner.
  • FIG. 6 shows in a spatial representation the beginning of a fourdrinier paper machine with a headbox 2, to which the high and low consistent stock suspension streams Q H and Q L are fed.
  • the headbox 2 distributes the stock suspension evenly over the screen 11.
  • the screen 11 is deflected over several rollers 12 and then on the headbox 2 dewatering elements 13 are provided which dewater the fibrous layer lying on the screen 11.
  • a spray pipe 17 running across the machine width.
  • the spray tube 17 has a plurality of spray nozzles 15 and 16 which, for example, are arranged exclusively at the edges of the material web and thus only spray the edges of the material web with the suspension Q F which influences shrinkage.
  • the use of fibers or fiber mixtures, the starting material of which is not wood, such as plastic fibers, is also within the scope of the disclosure.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Schrumpfungsquerprofils (1) einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton mit mindestens den folgenden Verfahrensschritten: Messung des Flächengewichtsquerprofils der Materialbahn, Bestimmung der Regelgrößen zur Anpassung des Flächengewichts in N Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für das Flächengewicht und Betätigung von Aktuatoren (6) zur Anpassung des Flächengewichtsquerprofils. Die Erfindung ist durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet: Berechnung des Schrumpfungsquerprofils (1) durch On-Line-Mapping des Flächengewichtsquerprofils, Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und Betätigung von Aktuatoren (6) zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils (1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Schrumpfungsquerprofils einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 37 15 551 A1 ist ein Verfahren zur Verringerung des Flatterns der Bahnränder einer Materialbahn aus Papier oder Karton (Vergleichmäßigung des Eigenschaftsquerprofils) sowie eine Papiermaschine zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt. Gemäß dieser Offenlegungsschrift wird vorgeschlagen, im Randbereich der herzustellenden Materialbahn eine Stoffsuspension mit höherem Festigkeitspotential als im übrigen Bahnbreitenbereich zu verwenden. Bezüglich der Papiermaschine wird vorgeschlagen, dass im Stoffauflauf zusätzlich Leitungen vorgesehen sind, welche die höherwertige Stoffsuspension in den Seitenbereichen des Stoffauflaufes zuführen.
Trotz dieser seitlichen Zuführung von unterschiedlichen Stoffsuspensionen oder unterschiedlichen Zusätzen zur Stoffsuspension ergibt sich für die entstehende Materialbahn eine unterschiedliche Schrumpfung über die Breite der Materialbahn. In der Regel schrumpfen die Ränder in der Folge der weiteren Bearbeitung in der Papiermaschine stärker, als die mittleren Bereiche der Materialbahn. Allerdings kann auch durch unterschiedlich schnelle Trocknung oder durch unterschiedliche Bearbeitung über die gesamte Materialbahn ein unterschiedliches Schrumpfungsverhalten über die gesamte Breite der Materialbahn entstehen. Somit ist das Problem der ungleichmäßigen Schrumpfung nicht nur auf die Ränder der Materialbahn begrenzt.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren bei der Herstellung einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton darzustellen, welches eine Vergleichmäßigung des Schrumpfungsverhaltens der Materialbahn aus Papier oder Karton über die gesamte Breite bewirkt.
Die Erfinder haben erkannt, dass sich aufgrund des unterschiedlichen Schrumpfungsverhaltens der Materialbahn über die Breite auch andere, wesentliche für eine gute Materialbahnqualität notwendige Qualitätskriterien, zum Beispiel die Oberflächenrauhigkeit oder die Festigkeitswerte usw., über die Breite der Materialbahn je nach Schrumpfungsquerprofil verändern. Es soll also durch die Vergleichmäßigung des Schrumpfungsverhaltens der Materialbahn nicht nur das Schrumpfungsverhalten selbst, sondern auch die damit korrelierten Eigenschaftsparameter der Materialbahn über die gesamte Bahnbreite vergleichmäßigt werden.
Demgemäß werden zusätzlich zu den bekannten Verfahrensschritten zur Regelung des Flächengewichtsquerprofils mit den Verfahrensschritten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 die folgenden Verfahrensschritte vorgeschlagen:
  • Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch On-Line-Mapping des Flächengewichtsquerprofils,
  • Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und
  • Betätigung von Aktuatoren zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils. Bezüglich des an sich bekannten On-Line-Mappings wird auf den Artikel "Voraussetzungen für eine erfolgreiche Installation" in "Das Papier", 6/1998, 344-354, insbesondere Kapitel 6, hingewiesen und insbesondere dessen Offenbarungsgehalt zum On-Line-Mapping mit in diesen Inhalt aufgenommen.
Alternativ zur rechnerischen Bestimmung des Schrumpfprofils werden die folgenden Verfahrensschritte vorgeschlagen:
  • Messung einer mit der Schrumpfung korrelierenden Größe,
  • Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch Korrelation zwischen der gemessenen Größe und der Schrumpfung,
  • Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und
  • Betätigung von Aktuatoren zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils.
Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, die oben genannten Verfahren zu kombinieren und demgemäß die folgenden Verfahrensschritte durchzuführen:
  • Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch On-Line-Mapping des Flächengewichtsquerprofils, und zusätzlich
  • Messung einer mit der Schrumpfung korrelierenden Größe und
  • Berechnung des Schrumpfungsquerprofils durch Korrelation zwischen der gemessenen Größe und der Schrumpfung,
  • Bestimmung eines gewichteten Schrumpfungsquerprofils aus dem gemessenen und dem berechneten Schrumpfungsquerprofil,
  • Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und
  • Betätigung von Aktuatoren zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils.
Es ist darauf hinzuweisen, dass das erfindungsgemäße Verfahren sowohl mit einen Stoffauflauf mit Verdünnungswasserregelung als auch mit einem Stoffauflauf mit verstellbarer Blende durchführbar ist. Bei einem verdünnungswassergeregelten Stoffauflauf bestehen die Aktuatoren für die Regelung des Flächengewichtquerprofils meist aus Ventilen zur Steuerung der Verdünnungsströme. Bei blendengeregelten Stoffaufläufe stellen im Regelfall die Verstellspindeln der Stoffauflaufblende diese Aktuatoren für die Regelung des Flächengewichtsquerprofils dar.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der dargestellten Regelverfahren kann im Profilregel-Algorithmus eine Entkoppelung zwischen Flächengewichtsquerprofil und Schrumpfungsquerprofil durchgeführt werden, so dass die gegenseitigen Beeinflussungen der Regelungen der Querprofile zumindest in erster Ordnung vermieden werden.
Als zu messende Größe, die mit der Schrumpfung korreliert und über die das Schrumpfungsquerprofil indirekt gemessen beziehungsweise bestimmt wird, eignen sich besonders die Glätte und/oder die Festigkeit der erzeugten Materialbahn aus Papier oder Karton. Allerdings können auch andere der Messung zugängliche Eigenschaftsgrößen der Materialbahn verwendet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellen dar:
Figur 1:
Typisches Schrumpfungsquerprofil einer Materialbahn aus Papier oder Karton;
Figur 2:
Schrumpfungsquerprofil nach erfindungsgemäßer Beeinflussung des sektionalen Schrumpfungsverhaltens durch sektionale Zusammensetzungsänderung des Stoffsuspension;
Figur 3:
Erfindungsgemäße Regelung des Schrumpfungsquerprofils einer laufenden Materialbahn;
Figur 4:
Stoffauflauf nach dem Verdünnungswasserprinzip;
Figur 5:
Anfangsbereich einer Papiermaschine mit primärem und sekundärem Stoffauflauf;
Figur 5a:
Ansicht A aus Figur 5; und
Figur 6:
Anfangsbereich einer Papiermaschine mit Spritzrohr zu Auftragen von schrumpfungsbeeinflussenden Mitteln.
Die Figur 1 zeigt ein typisches Schrumpfungsquerprofil 1 einer Materialbahn aus Papier oder Karton. Die Randbereiche B1 und B3 sind durch hohe Schrumpfungsgradienten und hohe Absolutwerte der Schrumpfung ε2 gekennzeichnet. Im mittleren Bereich B2 liegt die Schrumpfung auf einem relativ niedrigem Niveau und verläuft nahezu gerade und horizontal. Dieser Schrumpfungsverlauf ist zwar typisch für viele Papiersorten, jedoch treten daneben noch viele andere Formen von Schrumpfungsquerprofilen auf. Diese sind von vielen Parametern, wie zum Beispiel der Papiersorte und der Gestaltung der Verfahrensschritte bei der Papierherstellung - zum Beispiel dem Trocknungsprozess - abhängig. Beispielsweise können auch Schrumpfungsquerprofile mit asymmetrischem Verlauf oder mit nichtlinearem Verlauf im mittleren Bereich B2 der Materialbahn auftreten.
Die Figur 2 zeigt ein Schrumpfungsquerprofil 1, nachdem in den Randbereichen B1 und B3 der Materialbahn der Anteil der Fasern mit kleinerer Schrumpfungsneigung erhöht wurde - oder - der Anteil der Fasern mit größerer Schrumpfungsneigung reduziert wurde, während die Zusammensetzung der Stoffsuspension im mittleren Bereich B2 der Materialbahn unverändert geblieben ist. Hierbei kann es, zur Erreichung eines möglichst linearen Verlaufes der Schrumpfung, auch notwendig sein, die Randbereiche B1 und B3 über die Breite zu sektionieren und die Beeinflussung der Schrumpfung in den Sektionen unterschiedlich stark zu betreiben.
Die Figur 3 zeigt eine beispielhafte Regelung des Schrumpfungsquerprofils an einer Papiermaschine. Auf der linken Seite ist sehr schematisch der Herstellungsgang der Materialbahn gezeigt, die im Laufe des Herstellungsverfahrens eine Schrumpfung erfährt und letztendlich zum Rollapparat geführt wird. Der Stoffauflauf 2 ist hier beispielhaft mit einer an sich bekannten Verdünnungswasserregelung, beispielsweise gemäß der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 19 593 A1, zur Anpassung des atro-Flächengewichtsquerprofils ausgestattet. Diese weist vor dem Rollapparat einen maschinenbreiten Scanner auf, der das atro/Flächengewichtsquerprofil misst, einem Profilregel-Algorithmus zuleitet und die Aktuatoren, hier N Ventile 6 der Verdünnungswasserzuführung mit N Sektionen, betätigt.
Erfindungsgemäß ist diese Regelung erweitert, indem das Ist-Profil der Schrumpfung (Schrumpfungsquerprofil) über ein an sich bekanntes On-Line-Mapping berechnet wird und mit einem Soll-Profil für die Schrumpfung verglichen wird. Der Profilregel-Algorithmus bestimmt dann die notwendigen Korrekturen und beeinflusst über den Aktuator-Stellungsregler die Aktuatoren zur Schrumpfungsbeeinflussung, die hier in Form von Ventilen 6 in den M Sektionen des Zufuhrstränge für die schrumpfungsbeeinflussende Flüssigkeit verwirklicht sind.
Die Anzahl der N Sektionen der Verdünnungswasserregelung und der M Sektionen der Schrumpfungsregelung sind im vorliegenden Beispiel gleich, können jedoch auch unterschiedlich ausfallen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, die Sektionen zur Schrumpfungsregelung im Randbereich feiner zu unterteilen als im mittleren Bereich der Materialbahn.
Durch Veränderungen bei der Zugabe von schrumpfungsbeeinflussender Suspensionen verändert sich auch zwangsläufig das Flächengewichtsprofil. Da diese Veränderungen sowohl bezüglich ihrer Sektion als auch ihrer Größe vorbestimmt werden können, lässt sich eine Kompensation des erwarteten Flächengewichtsfehlers bereits im Vorgriffsverfahren durchführen. Das gleiche Prinzip ist auch umgekehrt anwendbar. In der Figur ist diese Kompensationsmöglichkeit durch den Entkopplungskreis zwischen den beiden Profilregelkreisen dargestellt. Auf diese Weise erhält man eine weitgehende Unabhängigkeit zwischen der Flächengewichtsregelung und der Schrumpfungsregelung.
Zusätzlich ist in der Figur 3 gestrichelt eine Möglichkeit der indirekten Messung des Schrumpfungsquerprofils durch Messung einer Größe dargestellt, die mit der Schrumpfung korreliert. Beispielsweise kann hierfür die Glätte/Oberflächenrauhigkeit und/oder die Festigkeit der Materialbahn genutzt werden. Im Regelverfahren kann dieses gemessene Profil nun direkt und alleine oder in Verbindung mit dem berechneten Schrumpfungsprofil verwendet werden. Werden beide Profile zur Regelung herangezogen, so kann durch eine entsprechende Richtung eine Optimierung des Regelmechanismus durchgeführt werden.
Die Figur 4 zeigt beispielhaft einen Stoffauflauf nach dem Verdünnungswasserprinzip für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie er beispielhaft in der bereits erwähnten deutschen Offenlegungsschrift DE 40 19 593 A1 beschrieben ist. Neben den Hoch- und Niederkonsistenz-Teilströmen QH und QL wird vor dem Turbulenzerzeuger an mehreren Zufuhrstellen 7, über die Stoffauflaufbreite verteilt, die schrumpfungsbeeinflussende Suspension QF zugeführt. Diese schrumpfungsbeeinflussende Suspension QF enthält Fasern, die sich in ihrem Schrumpfungsverhalten von den Fasern unterscheiden, die in der Suspension QH enthalten sind. Besitzen zum Beispiel die Fasern in QF eine geringere Schrumpfungsneigung als diejenigen in QH, so kann das in Figur 1 dargestellte Schrumpfungsquerprofil 1 dadurch verbessert werden, dass an den Rändern der sektionale Volumenstrom von QF erhöht würde.
Die Zufuhrstellen 7 für QF können gleichmäßig oder ungleichmäßig - zum Beispiel nur an den Rändern - über die Stoffauflauf-Breite verteilt sein. Die Geometrie der Zuführung für QF kann vorzugsweise so gestaltet sein, dass der sektionale Gesamtvolumenstrom am Austritt der Düse trotz Variation von QF konstant bleibt. Eine derartige Ausgestaltung eines Stoffauflaufes ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 42 11 291 A1 ausführlich beschrieben. Zum Verteilen der Suspensionen über die Stoffauflaufbreite können Querverteilrohre oder auch Zentralverteiler eingesetzt werden.
Die Figur 5 zeigt den Anfangsbereich einer Papiermaschine mit einem primären Stoffauflauf 2, der Stoffsuspension auf ein Sieb 11 aufträgt. Das Sieb 11 wird über Walzen 12 umgelenkt und die Entwässerung der Stoffsuspension findet in bekannter Weise über Entwässerungselemente 13, bestehend aus Saugkästen und Entwässerungsleisten, statt. Anschließend an den primären Stoffauflauf 2 ist ein sekundärer Stoffauflauf 2.1 vorgesehen, über den die schrumpfungsbeeinflussende Stoffsuspension QF sektionsweise über die Maschinenbreite dosiert auf die bereits bestehende Stoffsuspensionslage aufgebracht werden kann.
Die Figur 5a zeigt die Ansicht A aus der Figur 5, in der der sekundäre Stoffauflauf 2.1 dargestellt ist. Der Sekundärstoffauflauf weist einen Querverteiler 3.1 auf, über den die schrumpfungsbeeinflussende Stoffsuspension QF maschinenbreit der ersten Kammer 8.1 des Stoffauflaufes 2.1 zugeführt wird. Zwischen dem Verteiler 3.1 und der ersten Kammer 8.1 des Stoffauflaufes 2.1 ist eine Vielzahl von Ventilen 6 zwischengeschaltet, die eine dosierte und über die Maschinenbreite sektionierte Zuführung der schrumpfungsbeeinflussenden Suspension QF ermöglicht. Im Anschluss an die erste Kammer 8.1 des Stoffauflaufes ist in bekannter Weise ein Turbulenzerzeuger 9.1 und eine anschließende Düse 10.1 dargestellt.
Die Figur 6 zeigt in räumlicher Darstellung den Beginn einer Langsieb-Papiermaschine mit einem Stoffauflauf 2, zu dem die hoch- und niederkonsistenten Stoffsuspensionsströme QH und QL zugeführt werden. Der Stoffauflauf 2 verteilt die Stoffsuspension gleichmäßig über das Sieb 11. Das Sieb 11 wird über mehrere Walzen 12 umgelenkt und anschließend an den Stoffauflauf 2 sind Entwässerungselemente 13 vorgesehen, welche die auf dem Sieb 11 liegende Faserstofflage entwässert. In Maschinenrichtung gesehen hinter dem Stoffauflauf 2 ist ein quer über die Maschinenbreite verlaufendes Spritzrohr 17 vorgesehen. Dem Spritzrohr 17 wird die schrumpfungsbeeinflussende Stoffsuspension QF zugeführt, die ein Faserstoffgemisch enthält, welches sich bezüglich seiner Schrumpfungstendenz von dem Faserstoffgemisch der Stoffsuspension QH unterscheidet, beziehungsweise können über dieses Spritzrohr 17 auch direkt schrumpfungsbeeinflussende Substanzen, wie beispielsweise (CMC = Carboxymethyl Cellulose), Nassfestmittel oder ähnliches zugeführt werden. Das Spritzrohr 17 weist mehrere Spritzdüsen 15 und 16 auf, die hier beispielhaft ausschließlich an den Rändern der Materialbahn angeordnet sind und somit ausschließlich die Ränder der Materialbahn mit der schrumpfungsbeeinflussenden Suspension QF besprühen. Auch liegt der Einsatz von Fasern beziehungsweise Fasergemischen, deren Ausgangsstoff nicht Holz ist, - wie beispielsweise Kunststofffasern - im Rahmen der Offenbarung.
Mit dem oben beschriebenen Verfahren und den in den Figuren dargestellten Vorrichtungen ist es nun möglich, bei der Herstellung einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton eine Vergleichmäßigung des Schrumpfungsverhaltens der Materialbahn über die gesamte Bahnbreite zu bewirken.
Bezugszeichenliste
1
Schrumpfungsquerprofil
2
(Primärer) Stoffauflauf
2.1
(Sekundärer) Stoffauflauf
3
Verteiler
3.1
Querverteiler
4
Behälter
5
Verbindungsleitung
6
Aktuator (Ventil)
7
Zufuhrstelle
8, 8.1
Erste Kammer
9, 9.1
Turbulenzerzeuger
10, 10.1
Düse
11
Sieb
12
Walze
13
Entwässerungselement
15, 16
Spritzdüse
17
Spritzrohr
18
Schrumpfungsbeeinflussende Flüssigkeitszufuhr
19
Verdünnungswasserzufuhr
20
Stoffsuspensionszufuhr
B1, B3
Randbereich
B2
Mittlerer Bereich
M
Anzahl der Sektionen (Schrumpfung)
N
Anzahl der Sektionen (Flächengewicht)
QF
Schrumpfungsbeeinflussende Stoffsuspension
QH
Hochkonsistente Stoffsuspension (Teilströme)
QL
Niederkonsistente Stoffsuspension (Teilströme)
ε
Schrumpfung

Claims (5)

  1. Verfahren zur Regelung des Schrumpfungsquerprofils (1) einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton mit mindestens den folgenden Verfahrensschritten:
    1.1 Messung des Flächengewichtsquerprofils der Materialbahn,
    1.2 Bestimmung der Regelgrößen zur Anpassung des Flächengewichts in N Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für das Flächengewicht und
    1.3 Betätigung von Aktuatoren (6) zur Anpassung des Flächengewichtsquerprofils,
    gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
    1.4 Berechnung des Schrumpfungsquerprofils (1) durch On-Line-Mapping des Flächengewichtsquerprofils,
    1.5 Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und
    1.6 Betätigung von Aktuatoren (6) zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils (1).
  2. Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1,
    gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
    2.1 Messung einer mit der Schrumpfung korrelierenden Größe,
    2.2 Berechnung des Schrumpfungsquerprofils (1) durch Korrelation zwischen der gemessenen Größe und der Schrumpfung,
    2.3 Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und
    2.4 Betätigung von Aktuatoren (6) zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils (1).
  3. Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1,
    gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
    3.1 Berechnung des Schrumpfungsquerprofils (1) durch On-Line-Mapping des Flächengewichtsquerprofils, und zusätzlich
    3.2 Messung einer mit der Schrumpfung korrelierenden Größe und
    3.3 Berechnung des Schrumpfungsquerprofils (1) durch Korrelation zwischen der gemessenen Größe und der Schrumpfung,
    3.4 Bestimmung eines gewichteten Schrumpfungsquerprofils (1) aus dem gemessenen und dem berechneten Schrumpfungsquerprofil (1),
    3.5 Bestimmung der Regelgrößen zur Beeinflussung der Schrumpfung in M Sektionen über die Maschinenbreite an Hand eines Soll-Profils für die Schrumpfung und
    3.6 Betätigung von Aktuatoren (6) zur Anpassung des Schrumpfungsquerprofils (1).
  4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Profilregel-Algorithmus eine Entkoppelung zwischen Flächengewichtsquerprofil und Schrumpfungsquerprofil (1) durchgeführt wird.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass als zu messende Größe, die mit der Schrumpfung korreliert, die Glätte und/oder die Festigkeit verwendet wird.
EP03001610A 1998-09-24 1999-07-05 Verfahren zur Regelung des Schrumpfungs-Querprofils in einer Papiermaschine Expired - Lifetime EP1323862B1 (de)

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DE19843729A DE19843729A1 (de) 1998-09-24 1998-09-24 Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Schrumpfungs-Querprofils
DE19843729 1998-09-24
EP99112905A EP0995834B1 (de) 1998-09-24 1999-07-05 Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Schrumpfungs-Querprofils in einer Papiermaschine

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