AT392807B

AT392807B - Stoffauflauf fuer eine papiermaschine od.dgl.

Info

Publication number: AT392807B
Application number: AT2672/88A
Authority: AT
Original assignee: Voith Gmbh J M
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1991-06-25
Also published as: JPH01156590A; SE8804440A0; DE3741603C2; FI885684A; US4909904A; SE8804440D0; ATA267288A; FI90260C; JP2836826B2; DE3741603A1; FI885684A0; FI90260B; BR8806528A

Description

AT 392 807 B

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine od. dgl. mit einem maschinenbreiten Stoffkanal, einem in diesem angeordneten, maschinenbreiten Turbulenzerzeuger, einer in Fließrichtung der Stoffsuspension folgend angeordneten, maschinenbreiten Düse, durch welche die Stoffsuspension auf ein maschinenbreites laufendes Sieb abgegeben wird, sowie mit einer Einrichtung zur Abgabe von Verdünnungsflüssigkeit in den Stoffkanal, deren Menge über die Maschinenbreite einstellbar ist

An einen Stoffauflauf zur Abgabe einer aus Fasern, Füll- und Feinstoffen sowie chemischen Wirkstoffen und Wasser bestehenden Stoffsuspension auf ein laufendes Sieb zur Erzeugung einer Papierbahn werden- hohe Anforderungen gestellt: Der vom Stoffauflauf abgegebene Stoffstrahl muß eine über die Maschinenbreite konstante Dicke, gleiche Geschwindigkeit, gleiche Strahlrichtung und gleiche Konsistenz (Dichte) haben, um eine Papierbahn mit über die Maschinenbreite gleichen Eigenschaften, insbesondere gleichmäßigem Flächenmassegewichts-Querprofil, zu erzielen. Abweichungen im Flächenmassegewichts-Querprofil versucht man z. B. auf folgende Weise zu beseitigen:

Bei einem aus der DE-OS 29 12 152 bekannten Stoffauflauf der eingangs genannten Art wird Verdünnungsflüssigkeit in den maschinenbreiten Stoffkanal in über die Maschinenbreite einstellbarer Menge zugeführt, um durch gezielte Einflußnahme auf die Dichte der Stoffsuspension Abweichungen im Flächenmassegewicht der fertigen Bahn auszugleichen. Dabei leitet man die Verdflnnungsflüssigkeit, vorzugsweise sich mit der Stoffsuspension gut mischbares Siebwasser, in einem Bereich in den Stoffstrom ein, der zwischen einem Querverteiler für die Stoffzufuhr und einem Turbulenzerzeuger des Stoffauflaufs liegt. Alternativ ist vorgesehen, die Verdünnungsflüssigkeit entweder direkt in den Turbulenzerzeuger oder in den Auslaß des einem Rundsieb zugeordneten Stoffauflaufs einzufühien.

Diese bekannte Ausführungsform hat den schwerwiegenden Nachteil, daß durch den Ort und die Weise der Zufuhr von Verdünnungsflüssigkeit in den Stoffstrom in diesem hydraulische Störungen ausgelöst werden. Die hydraulische Störung wirkt sich umso stärker in der Breite aus, je länger der Weg der Suspension von der Zumischung der Verdünnungsflüssigkeit bis zur Fixierung der Faser auf dem Sieb ist. Da der bekannte Stoffauflauf keine den Stoffstrom leitenden Zwischenwände aufweist, kann sich die Störung auch ungehindert ausbreiten. Durch eine vom übrigen Bereich des Stoffauflaufs abweichende Zugabe der Verdünnungsflüssigkeit treten nämlich Querströmungen auf, welche der als Lochwalze ausgebildete Tuibulenzerzeuger nicht zu beseitigen vermag. Es kommt daher zu einer ungünstigen Faserorientierung auch in Nachbarbeieichen der Papierbahn, in der eine Korrektur des Flächenmassegewichts-Querprofils nicht beabsichtigt ist Außerdem werden aufgrund der Zuleitung der Verdünnungsflüssigkeit quer zur Fließrichtung des Stoffstromes in diesem Grobturbulenzen hervorgerufen, die im Stoffauflauf nicht mehr ausgeglichen werden können und daher zu Formationsproblemen in der fertigen Papierbahn führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem eine Einflußnahme auf das Flächenmassegewichts-Querprofil im örtlich eng begrenzten Bereich möglich ist, ohne Störungen im übrigen Bahnbereich hervorzurufen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Ort der Abgabe von Verdünnungsflüssigkeit unmittelbar vor dem Turbulenzerzeuger liegt, der in an sich bekannter Weise als Turbulenzgittereinsatz mit einer zuströmseitigen Drosselstelle ausgebildet ist.

Diese Lösung ist insofern vorteilhaft, als die mit der Zuführung der Verdünnungsflüssigkeit zwangsläufig verbundene hydraulische Störung im Stoffstrom durch die Wirkung der auf die Abgabe der Flüssigkeit unmittelbar in Rießrichtung folgenden Drosselstelle ausgeglichen wird, so daß störende Turbulenzen und Querströmungen sicher vermieden werden. Eine in einem bestimmten, eng begrenzten Bereich der Papierbahnbreite angestrebte Korrektur des Rächenmassegewichts-Querprofils wirkt sich daher nicht in unerwünschter Weise auf die Nachbarbereiche der Bahn aus.

Wenn ein erfindungsgemäßer Stoffauflauf mehrere über die Maschinenbreite in dichter Aufeinanderfolge angeordnete Zufuhrleitungen für die Verdünnungsflüssigkeit aufweist, kann er dadurch weiter ausgestaltet werden, daß die Leitungen auslaßseitig im Stoffkanal mit wenigstens annähernd parallel zur Rießrichtung der Stoffsuspension verlaufender Längsachse enden. Hiedurch wird erreicht, daß durch die strömungstechnisch günstige Einleitung der Verdünnungsflüssigkeit in den Stoffstrom dessen Charakteristik (Rießrichtung, Turbulenz) möglichst wenig gestört ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine,

Fig. 2 einen Abschnitt der Einzelheit (Π) in Fig. 1 mit vor einem Turbulenzerzeuger in den Stoffkanal einmündenden Leitungen für Verdünnungsflüssigkeit und

Fig. 3 eine Ansicht auf einen Abschnitt des Drosselbohrungen aufweisenden Turbulenzerzeugers mit den Leitungen für die Verdünnungsflüssigkeit in Richtung des Pfeiles (ΠΙ) in Fig. 2 gesehen.

Ein mit (10) bezeichneter Stoffauflauf einer im übrigen nicht dargestellten Papiermaschine ist mit einem Querverteilrohr (11) ausgestattet, durch das Stoffsuspension in konstantem Volumenstrom einem maschinenbreiten Stoffkanal (12) des Stoffauflaufs (10) zugeführt wird (Fig. 1). Am Anfang des Stoffkanals (12) ist ein Rohrverteilgitter (13) zur Erzeugung eines über die Maschinenbreite gleichförmigen, hochturbulenten Stoffstromes angeordnet. Auf das Rohrverteilgitter (13) folgt in Rießrichtung (Pfeil (14) in Fig. 2) der Stoffsuspension ein Ausgleichskanal (15). An diesen schließt sich nach einer Umlenkung des -2-

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Stoffstromes ein Turbulenzerzeuger (16) an, welcher als Turbulenzgittereinsatz ausgebildet ist. Vor dem Turbulenzerzeuger (16) zweigt vom Ausgleichskanal (15) ein Überlaufkanal (17) für überschüssige Stoffsuspension nach oben ab. Die aus dem Turbulenzeizeuger (16) mit kurzwelliger Turbulenz hoho* Intensität austretende Stoffsuspension durchströmt eine maschinenbreite Düse (18) des Stoffkanals (12), in welcher der Stoffstrom beschleunigt und am Stoffaustrittsspalt (19) des Stoffauflaufs (10) als maschinenbreiter Strahl gleicher Dicke im Bereich einer Brustwalze (20) auf ein laufendes Sieb (21) abgegeben wird. Die auf dem Sieb (21) befindliche Stoffsuspensionsschicht (22) wird in bekannter Weise entwässert und das Siebwasser in den Stoffkreislauf der Papiermaschine zurückgefuhrL

Der Stoffauflauf (10) ist mit einer Einrichtung (23) zur Abgabe von Verdünnungsflüssigkeit in den Stoffkanal (12) ausgestattet. Diese Einrichtung (23) weist ein mit Siebwasser als Verdünnungsflüssigkeit gespeistes Querverteilrohr (24) auf, welches neben dem Querverteilrohr (11) für die Stoffsuspension verläuft. Vom Querverteilrohr (24) gehen eine Vielzahl von Zufuhrleitungen (25) für die Verdünnungsflüssigkeit aus. Diese Leitungen (25) sind mit gegenseitigem geringem Abstand parallel zueinander über die Maschinenbreite angeordnet. Jede Leitung weist ein Ventil (26) zur Einstellung des Volumenstroms der Verdünnungsflüssigkeit auf. Die Zufuhrleitungen (25) münden in den Stoffkanal (12) ein. Sie erstrecken sich mit annähernd parallel zur Fließrichtung (Pfeil (14)) der Stoffsuspension verlaufender Längsachse entlang einer Seitenwand (27) des Ausgleichskanals (15). Die Zufuhrleitungen (25) enden unmittelbar vor dem Turbulenzerzeuger (16) des Stoffauflaufs (10). Endseitig sind die Zufuhrleitungen (25) unter einem spitzen Winkel abgeschrägt, so daß ihr Auslaß (28) sich mit vollem Querschnitt gegen den am Turbulenzeizeuger (16) endenden Abschnitt des Ausgleichskanals (15) öffnet

Unmittelbar angrenzend an den Ausgleichskanal (15), also zuströmseitig, ist da* Turbulenzerzeuger (16) mit einer Drosselstelle (29) versehen. Diese ist jeweils als eng bemessene Bohrung (30) geringer Länge ausgebildet welche in eine relativ lange Bohrung (31) größeren Durchmessers des Turbulenzerzeugers (16) in Richtung auf die Düse (18) fortgesetzt ist (Anstelle des dargestellten Ausführungsbeispiels kann der Turbulenzeizeuger (16) auch mit Rohren ausgestattet sein, welche in gleicher Wirkungsweise wie die Bohrungen (30) und (31) mit abgestuftem Querschnitt ausgebildet sind.) Die Bohrungen (30) im Turbulenzerzeuger (16) sind zuströmseitig in gleichmäßiger Teilung über die Maschinenbieite angeordnet (Fig. 3), jedoch kann das Teilungsmuster auch abweichend von der Darstellung gestaltet sein. Mit dem gleichen Teilungsäbstand sind die Zufuhrleitungen (25) den Bohrungen (30) fluchtend zugeordnet Für die Erfindung ist das Vorhandensein der Bauteile Rohrverteilgitter (13) und Ausgleichskanal (15) nicht wesentlich, d. h. das Querverteilrohr (11) kann auch unmittelbar an den Turbulenzerzeuger (16) angrenzen.

Die durch die Einrichtung (23) abgegebene Verdünnungsflüssigkeit wird dem Stoffauflauf (10) im Verhältnis von 1:5 bis 1:10 zum Volumenstrom der Stoffsuspension zugeführt. Unter der Annahme eines nicht korrekturbedürftigen, fehlerfreien Flächenmassegewichts-Querprofils erfolgt die Zufuhr von Verdünnungsflüssigkeit aus den einzelnen Zufuhrleitungen (25) in über die Maschinenbreite gleichem Volumenstrom. Dabei ist durch entsprechende Auslegung des hydraulischen Systems des Stoffauflaufs (10) sowie der Einrichtung (23) sichergestellt, daß sich die beiden Volumenströme (Stoffsuspension und Verdünnungsflüssigkeit) mit annähernd gleicher Geschwindigkeit vereinigen. Die zur Stoffsuspension gleiche Temperatur und ähnliche chemische Eigenschaften des als Verdünnungsflüssigkeit verwendeten Siebwassers fördern die Mischung der beiden Volumensböme.

Auf in der Praxis der Papiererzeugung auftretende Abweichungen im Flächenmassegewichts-Querprofil der Papierbahn, die auf zahlreiche Ursachen zurückgehen können, kann mit der Einrichtung (23) zur Abgabe von Verdünnungsflüssigkeit in wirkungsvoller Weise ausgleichend Einfluß genommen werden: In Abhängigkeit von der auf die Maschinenbreite bezogenen Lage der Querprofilabweichung wird die dem fehlerhaften Bereich zugeordnete Zufuhr von Verdünnungsflüssigkeit verändert. Dies kann dadurch geschehen, daß eine das Flächenmassegewichts-Querprofil erfassende Meßeinrichtung entsprechende Signale an das Prozeßleitsystem der Papiermaschine gibt, welches das oder die entsprechenden Ventile (26) in den Zufuhrleitungen (25) ansteuert und die Abgabe der Verdünnungsflüssigkeit verändert Durch stufenlos regelbare Ventile (26) kann die Korrektur sehr feinfühlig vorgenommen werden: Bei fehlerhaft verringertem Flächenmassegewicht wird die Abgabe von Verdünnungsflüssigkeit verringert, so daß die Dichte der Stoffsuspension in entsprechendem Maße ansteigt und die Abweichung im Flächenmassegewicht ausgeglichen wird. Bei einem Anstieg des Flächenmassegewichts über den vorgegebenen Wert wird dagegen die Zumischung der Verdünnungsflüssigkeit in die Stoffsuspension erhöht und damit deren Dichte verringert, was eine Erniedrigung des Flächenmassegewichts zur Folge hat Diese Regelvorgänge können je nach der Breite der Abweichung im Flächenmassegewichts-Querprofil eine Vielzahl von durch die Zufuhrleitungen (25) ausgestoßenen Teilvolumenströmen von Verdünnungsflüssigkeit betreffen. Örtlich (bezogen auf die Maschinenbreite) sehr eng begrenzte zeitlich stabile Abweichungen des Flächenmassegewichts-Querprofils können dagegen bis zur Ansteuerung lediglich eines Ventiles (26) in der entsprechenden Zufuhrleitung (25) beseitigt werden. Die durch die Einspeisung von Verdünnungsflüssigkeit mehr oder weniger verdrängte Stoffsuspension wird über den Überlaufkanal (17) ausgeglichen, so daß der Turbulenzeizeuger (16) von einem konstanten Volumenstrom durchflossen ist.

Der durch Abweichungen im Flächenmassegewichts-Querprofil veränderte Ausstoß von Verdünnungsflüssigkeit aus einer oder mehreren Zufuhrleitungen (25) hat Geschwindigkeitsunterschiede an der -3-

Claims

AT 392 807 B Mischstelle von Verdönnungsflüssigkeit und Stoffsuspension im Ausgleichskanal (15) zur Folge. Die hiedurch hervorgerufenen Störungen im Ausgleichskanal (15) sind an der Ausbreitung über die Maschinenbreite dadurch gehindert, daß unmittelbar auf den Auslaß (28) der Zufuhrleitungen (25) die Drosselstelle (29) des Turbulenzszeugers (16) folgt Diese Drosselstelle (29) hat eine ausgleichende Wirkung auf Störungen im aus Stoffsuspension und Verdünnungsflüssigkeit bestehenden Volumenstrom, so daß im Turbulenzerzeuger (16) über die Maschinenbreite gleicher Druck vorliegt. Diese über die Maschinenbreite konstanten Druckverhältnisse sind unabhängig von der örtlichen Dichte der Stoffsuspension gegeben. Ein Ausgleich dieser Stoffdichteunterschiede in der Düse (18) ist bis zum Austritt des Stoffsuspensionsstrahles aus dem Stoffaustrittsspalt (19) ausgeschlossen. PATENTANSPRÜCHE 1. Stoffauflauf für eine Papiermaschine od. dgl. mit einem maschinenbreiten Stoffkanal, einem in diesem angeordneten, maschinenbreiten Turbulenzerzeuger, einer in Fließrichtung der Stoffsuspension folgend angeordneten, maschinenbreiten Düse, durch welche die Stoffsuspension auf ein maschinenbreites laufendes Sieb abgegeben wird, sowie mit einer Einrichtung zur Abgabe von Verdünnungsflüssigkeit in den Stoffkanal, deren Menge über die Maschinenbreite einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort der Abgabe von Verdünnungsflüssigkeit unmittelbar vor dem Turbulenzerzeuger (16) liegt, der in an sich bekannter Weise als Turbulenzgittereinsatz mit einer zuströmseitigen Drosselstelle (29) ausgebildet ist.
2. Stoffauflauf nach Anspruch 1 mit über die Maschinenbreite in dichter Aufeinanderfolge angeordneten Zufuhrleitungen für die Verdünnungsflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (25) auslaßseitig im Stoffkanal (12) mit wenigstens annähernd parallel zur Fließrichtung der Stoffsuspension verlaufender Längsachse enden.
3. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (29) als jedem Durchgang (31) des Turbulenzerzeugers (16) zugeordnete Bohrung (30) im Turbulenzgittereinsatz ausgebildet ist.
4. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (30) der Drosselstelle (29) und die Leitungen (25) für Verdünnungsflüssigkeit in über die Maschinenbreite gleichmäßiger Teilung fluchtend angeordnet sind. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-