CH671418A5

CH671418A5 -

Info

Publication number: CH671418A5
Application number: CH67587A
Authority: CH
Inventors: Hans Dr-Ing Dahl; Elmer Dr Weisshuhn
Original assignee: Escher Wyss Gmbh
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1987-02-23
Publication date: 1989-08-31
Also published as: GB8803306D0; SE8800607A0; ATA344987A; SE8800607D0; GB2201173B; GB2201173A; DE3715329A1; FI880290A; AT391719B; FI880290A0

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindimg betrifft eine Stoffauflauf-Vorrichtung für eine Papiermaschine mit einem von einer Faserstoff-Suspension durchströmten Verteiler, dessen Querschnitt sich in Strömungsrichtung der Faserstoff-Suspension verkleinert, bei dem das eine Ende mit dem grösseren Querschnitt an eine Faserstoff-Zuführleitung, und das andere Ende mit dem kleineren Querschnitt an eine mit einer Durchfluss-Steuereinrichtung versehene Rückführleitung und dessen Längsseite an eine Führungsvorrichtung zur Verteilung der Suspension aus dem Verteiler in einen Düsenraum angeschlossen ist, der mit einem Auslaufspalt zur Verteilung der Suspension über eine bestimmte Bahnbreite auf die Siebpartie der Papiermaschine versehen ist. The invention relates to a headbox device for a paper machine with a distributor through which a pulp suspension flows, the cross section of which decreases in the direction of flow of the pulp suspension, in which one end with the larger cross section connects to a pulp feed line and the other end With the smaller cross-section, it is connected to a return line provided with a flow control device and its longitudinal side is connected to a guide device for distributing the suspension from the distributor into a nozzle space, which is provided with an outlet gap for distributing the suspension over a certain web width to the wire section of the paper machine is.

Solche Stoffauflauf-Vorrichtungen sind beispielsweise aus CH Such headbox devices are, for example, from CH

601 049 ( = US 4 087 321) bekannt. Sie dienen dazu, eine vorbereitete Faserstoff-Suspension einer Papiermaschine zuzuführen und über deren gesamte Bahnbreite möglichst gleichmässig zu verteilen. 601 049 (= US 4,087,321) is known. They serve to feed a prepared fiber suspension to a paper machine and to distribute it as evenly as possible over its entire web width.

In DE 34 39 051 und DE 35 14 554 ist vorgeschlagen, zur Erzeugung einer über die gesamte Bahnbreite gleichmässigen Papierbahn den hydrostatischen Druck der Suspension im Verteiler entlang dessen Längsseite dadurch konstant zu halten, dass der hydrostatische Druck im Verteiler an mehreren Stellen in Richtung der Längsseite des Verteilers gemessen wird und an eine Längsseite des Verteilers mehrere mit steuerbaren Ventilen versehene Abzweigleitungen vorgesehen sind, wobei mittels einer von den Messeinrichtungen angesteuerten Regeleinrichtung der Durchfluss der Rückfuhrleitung und der Abzweigleitungen so gesteuert wird, dass entlang des Verteilers ein gleichmässiger hydrostatischer Druck herrscht. Eine analoge Wirkung soll nach DE 34 41 612 dadurch erreicht werden, dass eine Wand des Verteilers an mehreren Einstellpunkten verstellbar ist, so dass sich der Querschnittsverlauf des Verteilers in Strömungsrichtung der Suspension und damit der hydrostatische Druck im Verteiler verändern lässt. DE 34 39 051 and DE 35 14 554 propose to keep the hydrostatic pressure of the suspension in the distributor along its long side constant in order to produce a paper web that is uniform over the entire web width in that the hydrostatic pressure in the distributor at several points in the direction of the long side of the distributor is measured and a plurality of branch lines provided with controllable valves are provided on a longitudinal side of the distributor, the flow of the return line and the branch lines being controlled by means of a control device controlled by the measuring devices so that a uniform hydrostatic pressure prevails along the distributor. According to DE 34 41 612, an analogous effect is to be achieved in that a wall of the distributor can be adjusted at several setting points, so that the cross-sectional profile of the distributor in the flow direction of the suspension and thus the hydrostatic pressure in the distributor can be changed.

Die genannten Steuer- und Regelmassnahmen genügen jedoch nicht in allen Fallen, um eine Gleichmässigkeit aller Qualitätsmerkmale der erzeugten Papierbahn über die gesamte Bahnbreite zu erreichen. Insbesondere ergab sich trotz Einhaltung eines konstanten hydrostatischen Druckes im gesamten Verteilerraum eine Asymmetrie der erzeugten Papierbahn, d. h. in der erzeugten Papierbahn sind z. B. die Fasern über die Bahnbreite gesehen ungleichmässig in Maschinenlaufrichtung orientiert. However, the control measures mentioned are not sufficient in all cases in order to achieve uniformity of all quality features of the paper web produced over the entire web width. In particular, despite maintaining a constant hydrostatic pressure in the entire distribution space, there was an asymmetry of the paper web produced, i. H. z. B. seen the fibers across the web width oriented unevenly in the machine direction.

Auch andere von den Ausströmbedingungen aus dem Stoffauflauf geprägte Qualitätsmerkmale zeigen trotz konstanten Drucks über die Verteilerlänge Ungleichmässigkeiten. Other quality features characterized by the outflow conditions from the headbox also show irregularities despite constant pressure over the distributor length.

Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Stoffauflauf-Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, mit welcher sich eine gleichmässigere Papierbahn über die gesamte Bahnbreite herstellen lässt. The object of the invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art and to provide a headbox device of the type mentioned at the outset with which a more uniform paper web can be produced over the entire web width.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Düsenraum wenigstens ein Druckfühler für die Messung des Druckes der Suspension vorgesehen ist, mit dem der Druckverlauf über die Breite des Düsenraumes bestimmt und einer Regeleinrichtung zugeführt wird, welche die Durchfluss-Steuereinrichtung in Abhängigkeit vom Druckverlauf auf einen vorgegebenen Wert steuert. According to the invention, this object is achieved in that at least one pressure sensor is provided in the nozzle chamber for measuring the pressure of the suspension, by means of which the pressure curve is determined across the width of the nozzle chamber and is fed to a control device which adjusts the flow control device as a function of the pressure curve controls the specified value.

Mit Vorteil kann der Druck an wenigstens zwei Stellen über die Bahnbreite bestimmt und die Druckdifferenz gebildet werden, die als Steuergrösse für die Regeleinrichtung dient. Advantageously, the pressure can be determined in at least two places over the web width and the pressure difference can be formed, which serves as a control variable for the control device.

Vorzugsweise kann der hydrostatische Druck im Düsenraum gemessen werden, oder aber der Gesamtdruck am Austrittsspalt des Dûsènraumes mit einem geeigneten Strömungsmessgerät. The hydrostatic pressure in the nozzle chamber can preferably be measured, or the total pressure at the outlet gap of the nozzle chamber with a suitable flow measuring device.

Durch Messimg des Druckes im Düsenraum anstatt der üblichen Druckmessung im Verteiler lässt sich überraschenderweise eine bessere Gleichmässigkeit der aus dem Auslaufspalt des Düsenraumes austretenden Faserstoff-Suspension über die Breite der Papiermaschine erreichen. By measuring the pressure in the nozzle chamber instead of the usual pressure measurement in the distributor, it is surprisingly possible to achieve a better uniformity of the fiber suspension emerging from the outlet gap of the nozzle chamber across the width of the paper machine.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is explained in more detail using the exemplary embodiments shown in the figures.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer Stoffauflauf-Vorrichtung mit einer ersten Druckfühler-Anordnung. Figure 1 shows a side view of a headbox device with a first pressure sensor arrangement.

Figur 2 zeigt eine zweite Druckfühler-Anordnung. Figure 2 shows a second pressure sensor arrangement.

Figur 3 zeigt eine dritte Druckfühler-Anordnung. Figure 3 shows a third pressure sensor arrangement.

Die in Figur 1 dargestellte Stoffauflauf-Vorrichtung weist einen Verteiler 1 auf, der aus einer Zuführleitung 2, einem konischen Teil 3 mit sich in Strömungsrichtung S verkleinerndem Querschnitt und einer Rückführleitung 4 besteht. An eine Längsseite des konischen Teiles 3 des Verteilers ist eine Führungsvorrichtung 5 für die Stoffflüssigkeit angeschlossen, welche eine 'Welzahl von Kanälen 6 aufweist. Die Kanäle 6 können, wie beispiels2 The headbox device shown in FIG. 1 has a distributor 1, which consists of a feed line 2, a conical part 3 with a cross section that decreases in the flow direction S, and a return line 4. On a longitudinal side of the conical part 3 of the distributor, a guide device 5 for the substance liquid is connected, which has a number of channels 6. The channels 6 can, as for example 2

5 5

!0 ! 0

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

671418 671418

weise in US 3 725 197 beschrieben, stufenartig ausgeweitet, oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein. Die Kanäle 6 der Führungsvorrichtung 5 münden in einen Düsenraum 7, der zwei Lippen 8, welche einen Austrittsspalt für die Faserstoff-Suspension auf die Siebpartie einer nicht dargestellten Papiermaschine 5 bilden, sowie zwei Seitenteile 9 aufweist. Wenigstens eine der Lippen 8 kann verstellbar sein. as described in US Pat. No. 3,725,197, expanded in steps, or in some other suitable manner. The channels 6 of the guide device 5 open into a nozzle space 7, which has two lips 8, which form an outlet gap for the fiber suspension on the wire section of a paper machine 5, not shown, and two side parts 9. At least one of the lips 8 can be adjustable.

An den Seitenteilen 9 ist im Inneren des Düsenraumes an wenigstens zwei Stellen über die Bahnbreite verteilt, beispielsweise an den Seitenwänden oder deren Nähe, je ein Druckfüh- i o 1er 10 vorgesehen. Diese können beispielsweise als piezoelektrische Druckaufnehmer ausgebildet sein, oder als Membran-Druck-fühler, so dass diese Druckfühler den hydrostatischen Anteil des Druckes der Suspension registrieren. A pressure sensor 10 is provided on the side parts 9 in the interior of the nozzle space at least two locations across the web width, for example on the side walls or in the vicinity thereof. These can be designed, for example, as piezoelectric pressure sensors or as membrane pressure sensors, so that these pressure sensors register the hydrostatic portion of the pressure of the suspension.

Die druckaufnehmende Fläche der Druckfühler 10 kann mit 15 Vorteil in Strömungsrichtung der Suspension orientiert sein. The pressure-receiving surface of the pressure sensors 10 can be oriented in the flow direction of the suspension with advantage.

Die beiden Druckfühler 10 sind an jeweils einen Eingang einer Regeleinrichtung 11 angeschlossen, deren Ausgang ein steuerbares Ventil 12 der Rückführleitung in Abhängigkeit von der gemessenen Druckdifferenz der beiden Druckfühler 10 steuert. 20 Die Regeleinrichtung 11 kann an ihrem Eingang einen Differenzbildner, z.B. einen Differenzverstärker aufweisen, welcher bei Ausbildung der Druckfühler 10 als piezo-elektrische Aufnehmer zweckmässigerweise, als Ladungs-Verstärker ausgebildet ist. The two pressure sensors 10 are each connected to an input of a control device 11, the output of which controls a controllable valve 12 of the return line as a function of the measured pressure difference between the two pressure sensors 10. 20 The control device 11 can have a difference former, e.g. have a differential amplifier, which is expediently designed as a charge amplifier when the pressure sensors 10 are designed as piezoelectric pickups.

Die Regelung des Durchflusses der Rückführleitung 4 mittels 25 des steuerbaren Ventiles 12 erfolgt nun in der Weise, dass die von den beiden Druckfühlern 10 gemessene Druckdifferenz an den beiden Seitenteilen des Düsenraumes 7 etwa Null ist, oder einen vorgegebenen Wert aufweist. Auf diese Weise ist es möglich auch in Fällen, bei denen im Verteiler aus verschiedenen Gründen 30 Druckdifferenzen vorhanden sind, im Düsenraum optimale Ausströmbedingungen der Faserstoff-Suspension und eine gleichmäs-sigere Qualität der erzeugten Papierbahn über die Breite zu erreichen. The regulation of the flow of the return line 4 by means of the controllable valve 12 now takes place in such a way that the pressure difference measured by the two pressure sensors 10 on the two side parts of the nozzle chamber 7 is approximately zero or has a predetermined value. In this way it is possible, even in cases where there are 30 pressure differences in the manifold for various reasons, to achieve optimal outflow conditions of the fiber suspension in the nozzle area and a more uniform quality of the paper web produced across the width.

Statt zweier oder mehrerer über die Bahnbreite verteilter Druckfühler in einer Differenzschaltung kann auch an einer geeigneten Stelle des Düsenraumes ein geeigneter Differenzdruckfühler vorgesehen sein, der direkt die gemessene Druckdifferenz oder den Druckgradienten entlang der Bahnbreite bestimmt und an die Regeleinrichtung weitergibt. Instead of two or more pressure sensors distributed over the web width in a differential circuit, a suitable differential pressure sensor can also be provided at a suitable point in the nozzle area, which pressure sensor directly determines the measured pressure difference or the pressure gradient along the web width and passes it on to the control device.

Statt Druckfühlern zur Messung des hydrostatischen Druckes der strömenden Suspension können auch Staudruckmesseinrichtungen verwendet werden, welche den Gesamtdruck, inkl. den hydrodynamischen Anteil, bestimmen. Figur 2 zeigt eine einfache Ausführung, bei der im Düsenraum 7 an beiden Seiten je ein Staurohr 13 vorgesehen ist, das an eine gemeinsame Differenz-druckmesseinrichtung 14 angeschlossen ist, welche das Ventil 12 ansteuert. Instead of pressure sensors for measuring the hydrostatic pressure of the flowing suspension, dynamic pressure measuring devices can also be used, which determine the total pressure, including the hydrodynamic component. FIG. 2 shows a simple embodiment in which a pitot tube 13 is provided on both sides in the nozzle chamber 7 and is connected to a common differential pressure measuring device 14 which controls the valve 12.

Figur 3 zeigt eine Anordnung, bei der je ein Staurohr 15 direkt vor dem Austrittsspalt 8 vorgesehen ist. Jedes Staurohr ist mit einem Wandler 16 verbunden, der die gemeinsame Regeleinrichtung ansteuert. FIG. 3 shows an arrangement in which a pitot tube 15 is provided directly in front of the outlet gap 8. Each pitot tube is connected to a converter 16 which controls the common control device.

Anstatt von Staurohren können hierbei auch berührungsfrei arbeitende Strahlgeschwindigkeitsmesseinrichtungen verwendet werden, welche die Strahlgeschwindigkeit über die Bahnbreite bestimmen, die mit dem hydrodynamischen Druck gemäss der Formel p = dv2/2 zusammenhängt (p = Druck, d = Dicke, v= Geschwindigkeit), d.h. einen dem Druck äquivalenten Mess-wert liefert. Diese Strahlgeschwindigkeitsmesseinrichtungen können z.B. völlig berührungsfrei und ohne jede Beeinflussung der Strömung mittels LASER-Technik arbeiten. Instead of pitot tubes, non-contact jet velocity measuring devices can be used, which determine the jet velocity over the web width, which is related to the hydrodynamic pressure according to the formula p = dv2 / 2 (p = pressure, d = thickness, v = velocity), i.e. provides a measurement value equivalent to the pressure. These jet velocity measuring devices can e.g. work completely contact-free and without any influence on the flow using LASER technology.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

671 418 PATENTANSPRÜCHE671 418 PATENT CLAIMS

1. Stoffauflauf-Vorrichtung für eine Papiermaschine mit einem von einer Faserstoff-Suspension durchströmten Verteiler (1), dessen Querschnitt sich in Strömungsrichtung (S) der Faserstoff-Suspension verkleinert, bei dem das eine Ende mit dem grösseren Querschnitt an eine Faserstoff-Zufiihrleitung (2) und das andere Ende mit dem kleineren Querschnitt an eine mit einer Durch-fluss-Steuereinrichtung (12) versehene Rückführleitung (4) und dessen Längsseite an eine Führungsvorrichtung (5) zur Verteilung der Suspension aus dem Verteiler (1) in einen Düsenraum (7) angeschlossen ist, der mit einem Auslaufspalt (8) zur Verteilung der Suspension über eine bestimmte Bahnbreite auf die'Siebpartie der Papiermaschine versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Düsenraum (8) wenigstens ein Druckfühler (10) für die Messung des Druckes der Suspension vorgesehen ist, mit dem der Druckverlauf über die Breite des Düsenraumes (7) bestimmt und einer Regeleinrichtung (11) zugeführt wird, welche die Durch-fluss-Steuereinrichtung (12) in Abhängigkeit vom Druckverlauf auf einen vorgegebenen Wert steuert. 1. Headbox device for a paper machine with a distributor (1) through which a pulp suspension flows, the cross-section of which decreases in the flow direction (S) of the pulp suspension, in which the one end with the larger cross-section connects to a pulp feed line ( 2) and the other end with the smaller cross section to a return line (4) provided with a flow control device (12) and its longitudinal side to a guide device (5) for distributing the suspension from the distributor (1) into a nozzle space ( 7) is connected, which is provided with an outlet gap (8) for distributing the suspension over a certain web width to the screen section of the paper machine, characterized in that in the nozzle chamber (8) at least one pressure sensor (10) for measuring the pressure of the Suspension is provided, with which the pressure curve over the width of the nozzle chamber (7) is determined and is fed to a control device (11) which measures the flow uss control device (12) controls depending on the pressure curve to a predetermined value.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens zwei Stellen des Düsenraumes (7) Druckfühler (10,13,15) vorgesehen sind, die mit einem Differenzbildner verbunden sind, der die Regeleinrichtung (11) ansteuert. 2. Device according to claim 1, characterized in that at least two points of the nozzle space (7) pressure sensors (10, 13, 15) are provided, which are connected to a difference former which controls the control device (11).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenzdruckmesseinrichtung (14) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal die Regeleinrichtung (11) ansteuert. 3. Device according to claim 1, characterized in that a differential pressure measuring device (14) is provided, the output signal of which controls the control device (11).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfühler (10) als piezo-elektrische Druckaufhehmer ausgebildet sind. 4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the pressure sensors (10) are designed as piezoelectric pressure transducers.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfühler (10) eine druckaufneh-mende Fläche besitzen, welche in Strömungsrichtung der Faserstoff-Suspension orientiert ist. 5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the pressure sensors (10) have a pressure-absorbing surface which is oriented in the flow direction of the fiber suspension.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (11) einen Differenz-Verstärker aufweist 6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the control device (11) has a differential amplifier

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfühler als Membran-Druckmess-einrichtungen ausgebildet sind. 7. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the pressure sensors are designed as membrane pressure measuring devices.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfühler (13,15) als Staudruckmesseinrichtungen ausgebildet sind, die im Düsenraum (7) oder an dessen Austrittsspalt (8) angeordnet sind. 8. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the pressure sensors (13, 15) are designed as dynamic pressure measuring devices which are arranged in the nozzle chamber (7) or at its outlet gap (8).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfühler als berührungsfreie Strahl-geschwindigkeitsmesseinrichtungen ausgebildet sind. 9. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the pressure sensors are designed as non-contact jet speed measuring devices.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlgeschwindigkeitsmesseinrichtungen einen LASER aufweisen. 10. The device according to claim 9, characterized in that the jet velocity measuring devices have a LASER.