DE10060050C2

DE10060050C2 - Anordnung zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils mit Verdünnungswasser an Papiermaschinen

Info

Publication number: DE10060050C2
Application number: DE2000160050
Authority: DE
Inventors: Tomas Noelle; Harald Suttor; Edouard Davydenko; Andre Stein
Original assignee: PAMA PAPIERMASCHINEN GmbH
Current assignee: PAMA PAPIERMASCHINEN GmbH
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2020-12-02
Also published as: DE10060050A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils mit Verdünnungswasser an Papier maschinen mit mehrreihigem Stoffauflauf.

Üblicherweise wird die Faserstoffsuspension von einem Stoff verteiler, der als Rund- oder Querstromverteiler ausgeführt werden kann, über Sektionsstromleitungen dem Stoffauflauf zugeführt. In der Regel werden die einzelnen Sektionsströme in einer Zulaufkammer zusammengeführt, wobei sie sich zu ei nem über die Auslaufbreite gleichmäßigem Stoffstrom in den Zulaufkammern vermischen. Da jedes Bauteil in der Verbindung zwischen dem Verteiler und dem Stoffauflauf Fehler und Tole ranzen aufweist, die zu einer Streuung der Druckverluste und damit der Volumenströme einzelner Sektionen des Stoffauflaufs führen, ist die Faserstoffsuspension um so ungleichmäßiger, je größer die Abweichungen in den einzelnen Sektionsströmen ist.

Aus einer rein statistischen Überlegung ergibt sich, daß eine deutliche Verbesserung im Querprofils erreicht werden kann, wenn bei einem gleichen Streubereich der Druckverluste die Zahl der Sektionsstromleitungen, in der Regel mit einem mehr reihigen Stoffauflauf, erhöht wird.

Insbesondere wenn eine Querprofilregelung durch Zumischen von Verdünnungswasser erfolgen soll, ist eine solche mehrreihige Ausführung des Stoffauflaufes vorteilhaft, da so ein gutes Grundquerprofil erreicht und somit das Regelpotential verbes sert wird. Mehrreihige Ausführungen von Stoffaufläufen erfor dern jedoch zwischen Stoffverteiler und Zulaufkammer eine große Anzahl Sektionsstromleitungen, die untereinander auch unter den Bedingungen der Zumischung von Verdünnungswasser eine geringe Streuungsbreite der Druckverluste und der Volu menströme aufweisen müssen.

Stand der Technik

Eine bekannte Lösung für einen Verteiler mit einer Vielzahl von Sektionsstromleitungen ist in der DE 196 32 672 A1 an einem Querstromverteiler dargestellt. Die Verteilung der Faser stoffsuspension erfolgt über den Querstromverteiler direkt in die Sektionsstromleitungen. Den einzelnen Sektionsstromlei tungen wird das Verdünnungswasser über verschiedene regelbare Verdünnungswasserleitungen zugeführt. Um das Flächengewichts- Querprofils mit Verdünnungswasserzugabe zu Regulieren ohne in der Schichtdicke eine ungewollte Änderung der Faserstoffver teilung zu verursachen, muß das Verdünnungswasser in den übereinander liegenden Sektionsstromleitung immer in gleichen Mengen zugeführt werden. Dazu ist nach dieser Veröffentli chung in jede Sektionsstromleitung eine eigenständige regel bare Verdünnungswasserleitung eingebunden oder die Regelung des Verdünnungswassers erfolgt für eine Gruppe von Verdün nungswasserleitungen, die nachfolgend auf einzelne Leitungen verteilt wird. Bei der Verteilung treten in der Regel, insbe sondere bei starken Änderungen der Durchsatzmenge wie sie für die Verdünnungswasserzweige typisch sind, unerwünschte Druck differenzen in den Verdünnungswasserleitungen auf, die sich auf die Verteilung der Faserstoffsuspension ungünstig auswir ken. Zur Verringerung dieser Druckdifferenzen ist in dieser Schrift vorgeschlagen worden, dass das Verdünnungswässer über eine Ringleitung von unten und oben den übereinander liegen den Sektionsstromleitungen zugeführt werden soll. Bei mehr als zwei aus der Ringleitung gespeisten Leitungszweigen ist trotz dieser Maßnahmen ein störender Druckunterschied in den Verdünnungswasserleitungen nicht zu verhindern.

Eine weitere derartige Lösung ist in der EP 0 745 722 A2 be schrieben. Hier wird dem der Zulaufkammer zugeführten Suspensionsstrom ein Teilstrom entnommen, über eine Mischeinheit Verdünnungswasser so beigemengt, dass der Volumenstrom wei testgehend konstant bleibt. Erreicht wird dies durch eine spezielle Mischeinheit, in der bei einer Erhöhung des Verdün nungswasserstromes gleichzeitig eine Reduzierung des Stoff stromes vorgenommen wird. Die Einstellung des Mischverhält nisses erfolgt dabei jeweils für eine übereinander liegende Gruppe von Turbulenzerzeugern eines Stoffauflaufs gemeinsam. Die verdünnte Faserstoffsuspension wird über eine Rohrlei tung, die radiale in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspen sion liegende Öffnungen aufweist, in jeden Turbulenzerzeuger der Gruppe eingespeist.

Durch den Druckverlust innerhalb dieser Rohrleitung kommt es zu einer ungleichmäßigen Verteilung der verdünnten Faser stoffsuspension und damit zu einer unerwünschten ungleichen Verteilung der Faserstoffe in der Dicke der Faserstoff schicht.

An Rundverteilern mit horizontalen Abgängen für die Sektions stromleitung, wie in der DD 120 231 A der beschrieben, lässt sich nur eine begrenzte Anzahl Sektionsstromleitungen anbringen, weil der Außendurchmesser des Rundverteilers vom Durchmesser der radial abgehenden Abgangsstutzen abhängig ist. Der Platzbedarf und die Herstellungskosten für diesen Rundverteiler steigen mit der Erhöhung der Anzahl der flexi blen Leitungen sehr stark.

Auch der Zentralverteiler nach der DE 41 14 668 C2 mit hori zontal nach außen abgehenden Leitungen ist für eine Anordnung einer großen Zahl von Sektionsstromleitungen nicht geeignet, da auch hier zur Wahrung gleicher Druckverhältnisse in den Sektionsstromleitungen eine Erhöhung der Anzahl an Abgangs stutzen nur über eine Durchmesservergrößerung des Verteilers erlangt werden kann.

Nach der DE 198 59 848 A1 ist ein Rundverteiler bekannt, bei dem durch eine nahezu axiale Anordnung von Abgangsstutzen am Umfang dessen Trichterbodens, eine mehrreihige Ausführung des Rundverteilers und damit eine wesentlich höhere Anzahl von Abgangsstutzen für Sektionsstromleitungen möglich ist, ohne dass wesentliche Druckunterschiede zwischen den Sektions stromleitungen zu befürchten sind, die an den radial inneren bzw. äußeren Abgangsstutzen angeschlossen sind.

Ferner ist aus der DE 199 09 379 A1 für einen solchen vor benannten Rundverteiler zur Regelung des Flächengewichts- Querprofils mit Verdünnungswasser eine Mischeinheit bekannt, in der jeweils zwei vom Rundverteiler abgehende Sektions stromleitungen zusammengeführt sind und an der Verbindungs stelle eine regelbare Verdünnungswasserleitung symmetrisch eingebunden ist. Die Mischeinheit weist ausgangsseitig eine Gemischstrom-Sektionsleitung auf, die mit der maschinenbrei ten Zulaufkammer des Stoffauflaufs verbunden ist. Der Vorteil einer solchen Anordnung kommt vor allem bei verspinnungs trächtigen Fasersuspensionen zum Tragen, da in diesen Misch einheiten zu Verspinnungen führende Strömungsablösungen wirksam unterbunden werden können.

Der Nachteil einer solchen Anordnung besteht darin, daß die Anzahl der am Stoffauflauf zur Verfügung stehenden Sektions stromleitungen auf die Hälfte reduziert sind. Der Vorteil einer mehrreihigen Ausführung des Rundverteilers wird damit nicht vollständig ausgenutzt und geht teilweise verloren.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils mittels Verdün nungswasser für mehrreihige Stoffaufläufe mit einer hohen Anzahl von Sektionsstromleitungen zu schaffen, mit welcher bei vertretbarem Aufwand gleichmäßige Sektionsströmungen am Stoffauflauf möglich sind, ohne dass es durch die Zumischung von Verdünnungswasser zu ungewollten Veränderungen der Faser verteilung insbesondere in der Dicke der Papierschicht führt und so ein besseres Grundprofil und ein höheres Potential für die Regelung des Flächengewichts-Querprofils erreicht wird. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 ge löst.

Die Anordnung nach der Erfindung geht von einem Stoffvertei ler mit einer Vielzahl von diesem abgehenden Teilstrom-Sek tionsleitungen aus. Zur Einstellung des Flächengewichts-Quer profils mit Verdünnungswasser sind die Teilstrom-Sektionslei tungen mit einer Mischeinheit verbunden, die jeweils wenigs tens zwei spitzwinkelig und achssymmetrisch angeordnete Ein gänge für Teilstrom-Sektionsleitungen und eine mittig zwi schen diesen Eingängen eingebundene regelbare Verdünnungs wasserleitung aufweisen. Deren axiale Ausgänge sind mit Gemischverteiler verbunden, die nach der Art eines Rund verteilers aufgebaut, einen axialen Eingang, eine Umlenk platte und wenigstens zwei radial am Umfang symmetrisch angeordnete Ausgänge aufweisen.

Die Ausgänge der Gemischverteiler sind den Eingangsstutzen eines mehrreihigen Stoffauflaufs über Gemischstrom-Sektions leitungen so zugeordnet, dass die neben- und/oder übereinan der liegenden Eingangsstutzen des Stoffauflaufs mit einem Gemischverteiler verbunden sind.

Der Stoffverteiler kann als Quer- oder Manifoldverteiler oder in einer vorteilhafte Variante als Rundverteiler ausgeführt sein. Günstig ist es, den Rundverteiler mit in dessen Trich terboden angeordneten Abgangsstutzen auszubilden. Diese Vari ante ermöglicht mit einer mehrreihigen Ausführung, bei einer guten Gleichmäßigkeit der Sektionsströme, eine große Anzahl von Abgangsstutzen auf kleinem Raum unterzubringen.

Die Regelbarkeit des Flächengewichts-Querprofils wird verbes sert, wenn der Rundverteiler mit einem rotationssymmetrischen Überlauf ausgeführt wird.

Obwohl das Grundprofil des Stoffauflaufs durch die neue Anordnung eine solch hohe Güte aufweist, dass die Gemisch strom-Sektionsleitungen direkt an die Turbulenzerzeuger an geschlossen werden können, ist durch die Zwischenschaltung einer oder mehrerer paralleler Zulaufkammern eine weitere Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Flächengewichts-Quer profils möglich.

Zur Kostenreduzierung ist es sinnvoll, die Mischeinheiten mit den Gemischverteilern fest miteinander verbunden oder ein stückig als eine Baueinheit ausgeführt werden.

Insbesondere zur Umrüstung vorhandener Anlagen mit herkömm lichen Stoffverteilern, die relativ wenige Sektionsstromlei tungen aufweisen, ist es von Vorteil, dass die Gemischver teiler eine größere Anzahl von Ausgängen aufweisen als die Mischeinheiten Eingänge. Es ist aber auf diese Weise möglich, z. B. mit einem herkömmlichen Rundverteiler mit horizontalen Abgängen einen mehrreihigen Stoffauflauf zu versorgen.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es möglich, einen mehrreihigen Stoffauflauf mit einer Regelung des Flächenge wichts-Querprofils durch Zumischung von Verdünnungswasser zu schaffen, mit dem bei relativ geringem Aufwand ein sehr gutes Grundquerprofil und damit ein hohes Regelpotential zu erzie len ist.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist fol gende:
Die vom Stoffverteiler kommenden Teilströme der Faserstoff suspension werden in der Mischeinheit je nach Bedarf mit Ver dünnungswasser auf eine andere Stoffdichte eingestellt und bilden so einen Gemisch-Sektionsstrom. Durch symmetrische Zuführung des Verdünnungswassers in die Mischeinheit werden Strömungsablösungen vermieden. Die axiale Zumischung ermöglicht ein gutes Vermischen des Verdünnungswassers mit dem Faserstoffstrom.

Die den Mischeinheiten nachgeordneten Gemischverteiler sind wie Rundverteiler aufgebaut, die den Gemischstrom gleichmäßig auf mehrere Teilströme verteilen. Die Gemischverteiler ermög lichen gegenüber anderen bekannten Verteilern, dass die mit Verdünnungswasser versetzte Faserstoffsuspension in einem großen Variationsbereich der Durchsatzmengen, gleichmäßig auf eine große Zahl von Teilströmen verteilt, dem Stoffauflauf zugeführt werden kann.

Ausführungsbeispiele

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein Anordnung nach der Erfindung mit einem Rundverteiler und in

Fig. 2 eine solche Anordnung mit einem Querstrom verteiler.

Der Rundverteiler 1 weist einen symmetrischen Überlauf 2 und eine Vielzahl von Abgangsstutzen 3 auf. Die Abgangsstutzen 3 sind in mehreren Reihen schräg zur Mittelebene des Ringkanals 5 angeordnet. Jeweils zwei Teilstrom-Sektionsleitungen 4 werden zu einer Mischeinheit 6 geführt. In der Mischeinheit 6 wird das Verdünnungswasser über das Ventil 7 und die Leitung 8 dem Teilströmen der Faserstoffsuspension zugemischt. An der Mischeinheit 6 ist ausgangsseitig ein Gemischverteiler 9 an geordnet. Der Gemischstrom wird über die Gemischstrom-Sek tionsleitungen 11 gleichmäßig verteilt und über die Eingangs stutzen 12 der maschinenbreiten Zulaufkammer 13 zugeführt. Die Zulaufkammer 13 ist am Stoffauflaufkasten 14 angebracht. Die Ausführung der Mischeinheiten 6 ermöglicht eine optimale Vermischung ohne Verspinnungen, Ablösungen und Ansetzungen.

Durch den am Rundverteiler 1 angeordneten Überlauf 2 wird im Zusammenwirken mit dem Strömungswiderstand der Gemischstrom- Sektionsleitungen 11 erreicht, dass der Gemisch-Volumenstrom, welcher dem Zulaufkammer 13 des Stoffauflaufkastens 14 zu geführt wird, unabhängig von der zugemischten Menge von Verdünnungswasser konstant bleibt. Bei einer Erhöhung des Verdünnungswasser-Volumenstromes gelangt weniger Faserstoff suspension in die Gemischstrom-Sektionsleitungen 11. Die überschüssige Menge der zugeführten Faserstoffsuspension wird über den Überlauf 2 des Rundverteilers 1 abgeführt.

Die Eingangsstutzen 12 werden an der Zulaufkammer 13 überein ander angebracht und bilden damit zusammen mit einer Misch einheit 6, mit einem Ventil 7 und einer Verdünnungswasser leitung 8 eine Sektion für Stoffdichteänderung und Querpro filbeeinflussung.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung ist mit der in Fig. 1 beschriebenen bis auf den Stoffverteiler identisch. Anstelle eines Rundverteilers 1 ist hier ein Querstromverteiler 15 angeordnet.

Die durch die Zumischung von Verdünnungswasser überflüssige Menge Faserstoffsuspension wird über die bei Querstromver teilern übliche, in Fig. 2 nicht näher dargestellte, Rezir kulationsleitung abgeführt.

Die Erfindung ist nicht an diese Ausführungsbeispiele gebun den.

Bezugszeichenliste

1

Rundverteiler

2

Überlauf

3

Abgangsstutzen

4

Teilstrom-Sektionsleitungen

5

Ringkanal

6

Mischeinheit

7

Ventil

8

Verdünnungswasserleitung

9

Gemischverteiler

10

Umlenkplatte

11

Gemischstrom-Sektionsleitung

12

Eingangsstutzen

13

Zulaufkammer

14

Stoffauflaufkasten

15

Querstromverteiler

Claims

1. Anordnung zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils mit Verdünnungswasser an Papiermaschinen mit mehrreihigem Stoffauflauf aufweisend
einen Stoffverteiler (1, 15), mit einer Vielzahl von ab gehenden Teilstrom-Sektionsleitungen (4), die mit mehreren
Mischeinheiten (6) verbunden sind, die
wenigstens zwei spitzwinkelig und achssymmetrisch angeordnete Eingänge aufweisen, wobei die Anzahl der Teilstrom-Sektionsleitungen (4) mit einem Vielfachen der Zahl der Eingänge einer Mischeinheit (6) gewählt ist,
eine regelbare Verdünnungswasserleitung (8) mittig zwi schen diesen Eingängen eingebunden ist und die axialen Ausgänge der Mischeinheiten (6) mit
Gemischverteilern (9) verbunden sind, die in der Art eines Rundverteilers aufgebaut,
eine Umlenkplatte (10) und
wenigstens zwei radial am Umfang der Umlenkplatte (10) symmetrisch angeordnete Ausgänge aufweisen, die den Eingangsstutzen (12) des mehrreihigen Stoffauflaufs über Gemischstrom-Sektionsleitungen (11) so zugeordnet sind, dass die neben- und/oder übereinander liegenden Eingangs stutzen (12) des Stoffauflaufs mit einem Gemischverteiler (9) verbunden sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stoffverteiler ein Quer- oder Manifoldverteiler (15) ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffverteiler ein Rundverteiler (1) ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgangsstutzen (3) der Rundverteiler (1) schräg zur Mittelebene seines Ringkanals (5) und mehrreihig angeordnet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rundverteiler (1) einen rotationssymmetrischen Überlauf (2) aufweist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen den Eingangsstutzen (12) des Stoffauflaufs und den Turbulenzerzeugern eine oder mehrere parallele Zulaufkammern (13) angeordnet sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mischeinheiten (6) und Gemischvertei ler (9) einstückig ausgeführt eine Baueinheit bilden.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Gemischverteiler (9) eine größere Anzahl von Ausgängen aufweisen als die Mischeinheiten (6) Eingänge.