DE10150951A1 - Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften einer aus mindestens einer Faserstoffsuspension hergestellten Faserstoffbahn und Stoffauflauf - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften einer aus mindestens einer Faserstoffsuspension (3) hergestellten Faserstoffbahn (3.1), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, wobei die Faserstoffsuspension (3) durch einen mindestens einen Turbulenzerzeuger (5) und eine Stofflaufdüse (7) aufweisenden Stoffauflauf (1), insbesondere einen Einschichten- oder einen Mehrschichtenstoffauflauf, geführt wird. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Faserstoffsuspension (3) spätestens bis zum Austritt aus der Stoffauflaufdüse (7) mindestens eine in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichtete Strömungskomponente (Richtungspfeil) zwecks Errerichung besserer Bahneigenschaften und höherer Querfestigkeiten erzeugt wird. DOLLAR A Die Erfindung betrifft weiterhin einen Stoffauflauf zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften einer aus mindestens einer Faserstoffsuspension hergestellten Faserstoffbahn, insbeson­ dere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, wobei die Faserstoffsuspension durch einen mindestens einen Turbulenzerzeuger und eine Stoffauflaufdüse auf­ weisenden Stoffauflauf, insbesondere einen Einschichten- oder einen Mehr­ schichtenstoffauflauf, geführt wird.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Stoffauflauf, insbesondere einen Ein­ schichten- oder einen Mehrschichtenstoffauflauf, einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Eigenschaften (Qualität) einer aus mindestens einer Faserstoffsuspension hergestellten Faserstoffbahn werden maßgeblich von Relativbewegungen zwischen der Faserstoffsuspension und dem mindestens einen Sieb der Blatt­ bildungseinrichtung bestimmt. So verbessern sich die Formation und der Berst­ druck mit zunehmender Differenz zwischen Strahl- und Siebgeschwindigkeit (|Δv| = |v_Strahl - v_Sieb|) bis zu einem Optimum. Andere Eigenschaften, wie zum Beispiel die für Liner und Testliner wichtige Kenngrößen SCT_quer (Short Span Compression Test) und RCT (Ring Crush Test), haben ihr Maximum etwa bei |Δv| = 0 m/min. Dies gilt unabhängig vom Formerkonzept.

Bei Papiermaschinen für graphische Papiere und Verpackungspapiere werden teilweise Schüttelvorrichtungen eingesetzt, um durch die zusätzlich erzeugte Scherbeanspruchung die Formation und auch die Festigkeitseigenschaften zu verbessern.

Eine derartige Schüttelvorrichtung, in Fachkreisen auch Schüttelbock genannt, ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 04 730 A1 (PB10484 DE) der Anmelderin bekannt. Die offenbarte Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen eines Körpers entlang einer Achse desselben, insbe­ sondere einer Walze einer Papiermaschine, weist einen ersten, mit dem Körper in Richtung der Körperachse verbundenen Exzenterantrieb mit einem ersten Motor und einer ersten Schüttelfrequenz und einem zweiten, mit dem Körper in Richtung der Körperachse verbundenen Exzenterantrieb mit einem zweiten Motor und einer zweiten Schüttelfrequenz auf, wobei die Exzenterlage der zwei Exzenterantriebe gegeneinander verstellbar ist, um den Hub der Hin- und Herbewegung des Kör­ pers einzustellen. Die Schüttelvorrichtung weist weiterhin eine Regeleinrichtung auf, mittels der die Winkellage des zweiten Motors durch eine von der Winkellage des ersten Motors abhängige Folgeregelung einstellbar geregelt ist.

Nachteilhaft an den bekannten Schüttelvorrichtungen ist, dass sich die Formation mit der zweifachen Schüttelfrequenz periodisch ändert. Im Beispiel: Bei einer Schüttelfrequenz von f = 300 l/min und einer Siebgeschwindigkeit von v_Sieb = 900 m/min bewegt sich das Sieb zwischen maximaler und minimaler Querbeschleuni­ gung um 0,75 m weiter.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und einen Stoffauflauf zur Ver­ besserung der Eigenschaften einer aus mindestens einer Faserstoffsuspension hergestellten Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissue­ bahn, darzustellen, wobei die Eigenschaften, die eine verstärkte Faserausrichtung in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) benötigen, verbessert werden, ohne je­ doch die Eigenschaften, die von einer höheren Differenz zwischen Strahl- und Siebgeschwindigkeit (|Δv| = |v_Strahl - v_Sieb|) profitieren, wesentlich zu beeinträchtigen. Zu den erstgenannten Eigenschaften (Querfestigkeiten) zählen zum Beispiel SCT_quer, RCT, Reißlänge_quer und Biegesteifigkeit_quer, wohingegen zu den zweitge­ nannten Eigenschaften zum Beispiel die Formation und der Berstdruck zählen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungs­ gemäß dadurch gelöst, dass in der Faserstoffsuspension spätestens bis zum Austritt aus der Stoffauflaufdüse mindestens eine in Maschinenquerrichtung (CD- Richtung) gerichtete Strömungskomponente zwecks Erreichung besserer Bahn­ eigenschaften und höherer Querfestigkeiten erzeugt wird.

Die aufgrund der Strömungskomponente erzeugten Querströmungen unterwerfen die Faserstoffsuspension zusätzlichen Scherbeanspruchungen, die vorhandene Faserflocken aufreißen und eine stärkere Faserausrichtung in Maschinenquer­ richtung (CD-Richtung) mit genanntem Resultat bewirken.

Die in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichtete Strömungskomponente wird vorzugsweise mittels eines ausgewählten Aufbaus des Turbulenzerzeugers und/oder der Stoffauflaufdüse erzeugt, da durch einen solchen Aufbau in Ma­ schinenquerrichtung (CD-Richtung) wirkende hydrodynamische Impulse in die Faserstoffsuspension eingeleitet werden, die die genannte stärkere Faseraus­ richtung hervorrufen.

Von Vorteil ist dabei, wenn die in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) ge­ richteten Strömungskomponenten (Richtungspfeile) sich in der Summe gegen­ seitig aufheben.

Diese erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs ge­ nannten Art dadurch gelöst, dass der Aufbau des Turbulenzerzeugers und/oder der Stoffauflaufdüse derart gewählt ist, dass er der den Stoffauflauf durch­ strömenden Faserstoffsuspension spätestens bis zum Austritt aus der Stoffauf­ laufdüse mindestens eine in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichtete Strömungskomponente gibt.

In weiterer Ausgestaltung weisen vorzugsweise alle Strömungskanäle des Turbu­ lenzerzeugers an ihren stromabwärtigen Enden mindestens je eine Ablenkein­ richtung zur Erzeugung der in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichteten Strömungskomponente der Faserstoffsuspension auf, wodurch das Ziel besserer Bahneigenschaften und höherer Querfestigkeiten günstiger erreicht wird.

Hinsichtlich sowohl der Ausrichtung als auch der Anbringung der Ablenkein­ richtungen bestehen verschiedene bevorzugte Möglichkeiten:

• - vorzugsweise weisen alle in einer Zeile angeordneten Strömungskanäle, insbe­ sondere in der untersten und/oder in der obersten Zeile, mindestens je eine in dieselbe Richtung gerichtete Ablenkeinrichtung auf;
• - vorzugsweise weisen alle in zwei benachbarten Zeilen angeordneten Strö­ mungskanäle in entgegengesetzter Richtung gerichtete Ablenkeinrichtungen auf;
• - vorzugsweise weisen alle in den beiden Zeilen angeordneten Strömungs­ kanäle, die den Randbereich des Turbulenzerzeugers bilden, keine Ablenkein­ richtungen auf;
• - vorzugsweise weisen alle in den beiden Spalten angeordneten Strömungska­ näle, die den Randbereich des Turbulenzerzeugers bilden, keine Ablenkein­ richtungen auf; und
• - vorzugsweise weisen alle in den beiden Spalten angeordneten Strömungska­ näle, die den Randbereich des Turbulenzerzeugers bilden, eine Mehrzahl an Ablenkeinrichtungen zur Erzeugung einer in z-Richtung gerichteten Strömungs­ komponente der Faserstoffsuspension auf, wobei bevorzugterweise die Ab­ lenkeinrichtungen zur Erzeugung der in z-Richtung gerichteten Strömungskom­ ponente der Faserstoffsuspension abwechselnd mit Ablenkeinrichtungen zur Erzeugung der in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichteten Strö­ mungskomponente der Faserstoffsuspension angeordnet sind.

Alle genannten Möglichkeiten hinsichtlich der Ausrichtung und der Anbringung der Ablenkeinrichtungen leiten in idealer Weise zumindest in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) wirkende hydrodynamische Impulse in die Faserstoffsuspension ein, die die genannte stärkere Faserausrichtung mit dem Ziel besserer Bahn­ eigenschaften und höherer Querfestigkeiten hervorrufen.

Um die Ablenkeinrichtungen an verschiedene Betriebsbedingungen bestmöglich anpassen zu können, sind sie vorteilhafterweise mittels mindestens einer ge­ regelten/gesteuerten Verstelleinrichtung verstellbar ausgebildet. Eine derartige Verstelleinrichtung kann beispielsweise ein bekannter Elektromotor samt be­ kanntem Verstellmechanismus sein.

Unter konstruktiven und strömungstechnischen Aspekten sind die Ablenkeinrich­ tungen als Leitvorrichtungen in Form von Leitblechen ausgebildet. Derartige Leit­ bleche sind aus anderen Gebieten der Technik, beispielsweise dem Wassertur­ binenbau, prinzipiell bekannt. Vorteilhafterweise sind die Leiteinrichtungen in die Strömungskanäle des Turbulenzerzeugers integriert beziehungsweise befinden sich am Ende des Turbulenzerzeugers.

Zur Erreichung einer stärkeren Faserausrichtung mit dem Ziel besserer Bahn­ eigenschaften und höherer Querfestigkeiten können weiterhin vorzugsweise alle Strömungskanäle des Turbulenzerzeugers unter verschiedenen Strömungs­ winkeln - in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension gesehen - in dem Tur­ bulenzerzeuger eingebaut sein.

Überdies können zur weiteren Strahlstabilisierung vorzugsweise zwischen allen Zeilen von Strömungskanälen Lamellen in der Stoffauflaufdüse beziehungsweise vorzugsweise zwischen allen Zeilen von Blöcken an Strömungskanälen Lamellen in der Stoffauflaufdüse angeordnet sein. Die Breite der Lamellen ist dabei derart gewählt, dass die Lamellen sich über die komplette Breite der Stoffauflaufdüse erstrecken und/oder dass in deren Seitenbereichen Ausgleichsströmungen in z- Richtung innerhalb der Stoffauflaufdüse möglich sind.

Die erfindungsgemäßen Bauteile (Baugruppen) des Stoffauflaufs, der Turbulenz­ erzeuger und die Stoffauflaufdüse, können weiterhin in einem Stoffauflauf mit sektionierter Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie) eingebaut sein. Bei dieser Ausgestaltung des Stoffauflaufs wird die Möglichkeit geschaffen, den Durchsatz, die Stoffdichte und somit das Flächengewicht und die Faserorien­ tierung sektional regeln zu können.

Um den heutigen und zukünftigen Produktionsanforderungen hinsichtlich Produk­ tionsmenge und dergleichen Rechnung zu tragen, können die soeben genannten Bauteile (Baugruppen) auch in einem Stoffauflauf, der für eine Strahlgeschwindig­ keit von größer 1.500 m/s, vorzugsweise von größer 1.800 m/s, ausgelegt ist, ein­ gebaut sein.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu er­ läuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombi­ nation, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines Stoffauflaufs ge­ mäß dem bekannten Stand der Technik;

Fig. 2a bis 2e eine jeweilige Ansicht der Auslaufseite des Turbulenzerzeu­ gers gemäß Ansichtsebene A-A der Fig. 1;

Fig. 3 eine weitere Ansicht der Auslaufseite des Turbulenzerzeu­ gers gemäß Ansichtsebene A-A der Fig. 1; und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Auslaufseite des Turbu­ lenzerzeugers gemäß Ansichtsebene A-A der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt im schematischen Längsschnitt einen Stoffauflauf 1 gemäß dem bekannten Stand der Technik. Dieser Stoffauflauf 1 umfasst ein Zufuhrsystem 2 für eine Faserstoffsuspension 3 in den Stoffauflauf 1. Das Zufuhrsystem 2 ist als ein Querverteilrohr 4 ausgebildet; es kann in weiterer Ausführung jedoch auch einen Zentralverteiler mit Zufuhrschläuchen umfassen. Der Stoffauflauf 1 besteht weiterhin aus einer maschinenbreiten Vorrichtung zur Erzeugung von Mikroturbu­ lenzen ("Turbulenzerzeuger") 5, der eine maschinenbreite Vorkammer 6 in Strö­ mungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 vorgeordnet ist und die eine Auslaufseite 13 - in Strömungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 ge­ sehen - aufweist. Der Turbulenzerzeuger 5 besteht gemäß dem Stand der Technik aus einer Vielzahl von in Zeilen und in Spalten nebeneinander und übereinander liegenden Strömungskanälen 5.1 unterschiedlichster Gestalt. Dem Turbulenzer­ zeuger 5 ist in Strömungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 eine ma­ schinenbreite Stoffauflaufdüse 7 zum Verteilen der Faserstoffsuspension 3 zwischen zwei Siebe (Untersieb 8.1, Obersieb 8.2) eines nicht näher dargestellten Doppelsiebformers (Gapformer) 9 bei einer Strahlgeschwindigkeit v_s nachgeord­ net; in weiterer Ausführung kann die Faserstoffsuspension 3 jedoch auch nur auf ein Sieb eines Langsieb- oder Hybridformers verteilt werden. Im weiteren Verlauf der nicht weiters dargestellten Maschine wird dann aus der Faserstoffsuspension 3 eine Faserstoffbahn 3.1, insbesondere eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn, hergestellt. In der Stoffauflaufdüse 7 des Stoffauflaufs 1 sind zwei maschinen­ breite Lamellen 10.1, 10.2 angebracht, wobei die ein stumpfes Ende aufweisende Lamelle 10.1 mittels eines Gelenks 12.1 und die eine Endspitze aufweisende La­ melle 10.2 starr, vorzugsweise mittels einer Fläche 12.2, am Turbulenzerzeuger 5 angebracht ist. Die beiden Lamellen 10.1, 10.2 können insbesondere aus einem Hochleistungspolymer 11 bestehen.

Die Fig. 2a bis 2e zeigen eine jeweilige Ansicht der Auslaufseite 13 des Tur­ bulenzerzeugers 5 (gemäß Ansichtsebene A-A der Fig. 1 ohne Lamellendar­ stellung), wobei die jeweilige Auslaufseite 13 nur schematisch und ohne irgend­ welche Einschränkungen hinsichtlich Dimensionierung und konstruktive Details dargestellt ist. In den Fig. 2a bis 2e weisen die Turbulenzerzeuger 5 jeweils sechs Zeilen 14.1-14.6 und sieben Spalten 15.1-15.7 auf. Die Horizontalachsen zeigen in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) und die Vertikalachsen zeigen in z-Richtung.

In der Fig. 2a ist der Aufbau des Turbulenzerzeugers 5 erfindungsgemäß derart gewählt, dass er der den Stoffauflauf 5 durchströmenden Faserstoffsuspension 3 spätestens bis zum Austritt aus der nicht dargestellten Stoffauflaufdüse mindes­ tens eine in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichtete Strömungskom­ ponente (Richtungspfeil) gibt. Hierzu weisen vorzugsweise alle Strömungskanäle 5.1 des Turbulenzerzeugers 5 an ihren stromabwärtigen Enden (Auslaufseite 13) mindestens je eine nicht näher dargestellte Ablenkeinrichtung 16 zur Erzeugung der in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichteten Strömungskomponente (Richtungspfeil) der Faserstoffsuspension 3 auf. Vorzugsweise weisen alle in der untersten und/oder in der obersten Zeile 14.1, 14.6 angeordneten Strömungska­ näle 5.1 mindestens je eine in dieselbe Richtung gerichtete Ablenkeinrichtung 16 auf.

In den beiden Fig. 2a und 2b weisen vorzugsweise alle in einer Zeile 14.1-14.6 angeordneten Strömungskanäle 5.1 mindestens je eine in dieselbe Richtung gerichtete, jedoch nicht näher dargestellte Ablenkeinrichtung 16 auf.

In den beiden Fig. 2c und 2e weisen vorzugsweise alle in zwei benachbarten Zeilen 14.1-14.6 angeordneten Strömungskanäle 5.1 in entgegengesetzter Rich­ tung gerichtete, jedoch nicht näher dargestellte Ablenkeinrichtungen 16 auf. In der Fig. 2c weisen vorzugsweise alle in den beiden Zeilen 14.1, 14.6 ange­ ordneten Strömungskanäle 5.1, die den Randbereich des Turbulenzerzeugers 5 bilden, keine Ablenkeinrichtungen auf.

In der Fig. 2e weisen vorzugsweise alle in den beiden Spalten 15.1, 15.7 ange­ ordneten Strömungskanäle 5.1, die den Randbereich des Turbulenzerzeugers 5 bilden, keine Ablenkeinrichtungen auf.

In der Fig. 2d weisen vorzugsweise alle in den beiden Spalten 15.1, 15.7 ange­ ordneten Strömungskanäle 5.1, die den Randbereich des Turbulenzerzeugers 5 bilden, eine Mehrzahl an nicht näher dargestellten Ablenkeinrichtungen 16 zur Erzeugung einer in z-Richtung gerichteten Strömungskomponente (Richtungs­ pfeil) der Faserstoffsuspension 3 auf, wobei bevorzugterweise die nicht näher dargestellten Ablenkeinrichtungen 16 zur Erzeugung der in z-Richtung gerichteten Strömungskomponente (Richtungspfeil) der Faserstoffsuspension 3 abwechselnd mit nicht dargestellten Ablenkeinrichtungen 16 zur Erzeugung der in Maschinen­ querrichtung (CD-Richtung) gerichteten Strömungskomponente (Richtungspfeil) der Faserstoffsuspension 3 angeordnet sind.

Alle in den Fig. 2a bis 2e dargestellten Möglichkeiten hinsichtlich der Ausrich­ tung und der Anbringung der nicht näher dargestellten Ablenkeinrichtungen 16 leiten in idealer Weise zumindest in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) wir­ kende hydrodynamische Impulse in die Faserstoffsuspension 3 ein, die die ge­ nannte stärkere Faserausrichtung mit dem Ziel besserer Bahneigenschaften und höherer Querfestigkeiten hervorrufen.

Ferner ist es selbstverständlich, dass die in den Fig. 2a bis 2a dargestellten Möglichkeiten auch miteinander kombiniert und teilweise ergänzt werden können, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Beispiels­ weise ist es möglich, dass alle Strömungskanäle des Randbereichs des Turbu­ lenzerzeugers keine Ablenkeinrichtungen aufweisen, wie dies teilweise in den Fig. 2c und 2f ersichtlich ist. Von der entsprechenden Darstellung aller wei­ teren Möglichkeiten wurde Abstand genommen.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere teildargestellte Ansicht der Auslaufseite 13 des Tur­ bulenzerzeugers 5 (gemäß Ansichtsebene A-A der Fig. 1), ähnlich denen der Fig. 2a bis 2e.

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass vorzugsweise zwischen allen Zeilen 14.1-14.6 von Strömungskanälen 5.1 Lamellen 17 in der nicht dargestellten Stoff­ auflaufdüse angeordnet sind. In weiterer Ausführung können auch vorzugsweise zwischen allen Zeilen von Blöcken an Strömungskanälen Lamellen in der Stoff­ auflaufdüse angeordnet sein.

In der Fig. 3 sind die Breiten B_L der Lamellen 17 derart gewählt, dass die La­ mellen 17 sich sowohl über die komplette Breite B_S der nicht dargestellten Stoff­ auflaufdüse erstrecken als auch in deren Seitenbereichen 18 Ausgleichsströ­ mungen 19 (große Pfeile) in z-Richtung innerhalb der nicht dargestellten Stoffauf­ laufdüse möglich sind. In den Bereichen mit kürzeren Lamellen 17 entsteht folglich eine Kreisbewegung (Pfeilrichtungen) der Faserstoffsuspension 3.

Die in der nicht dargestellten Stoffauflaufdüse angebrachten Lamellen 17 dienen primär zu einer Verbesserung der Strahlstabilität.

Die Fig. 4 zeigt eine perspektivische und merklich vereinfachte Ansicht der Aus­ laufseite 13 des Turbulenzerzeugers 5 gemäß Ansichtsebene A-A der Fig. 1.

Die dargestellten Ablenkeinrichtungen 16 sind erfindungsgemäß als Leitvorrich­ tungen 16.1 in Form von Leitblechen 16.2 ausgebildet, wobei die Ablenkeinrich­ tungen 16 vorzugsweise mittels mindestens einer geregelten/gesteuerten und nicht dargestellten Verstelleinrichtung verstellbar ausgebildet sind. Die bekannte Verstelleinrichtung kann beispielsweise mittels eines bekannten Regelkreises, der beispielsweise die Faserorientierung in der Stoffauflaufdüse, im Freistrahl der Faserstoffsuspension oder auf einem Sieb als Regelgröße verwendet, beauf­ schlagt sein.

Überdies sind in der Fig. 1 die erfindungsgemäßen Ablenkeinrichtungen 16 an­ gedeutet.

Alternativ oder in Ergänzung kann auch vorgesehen sein, dass vorzugsweise alle Strömungskanäle des Turbulenzerzeugers unter verschiedenen Strömungswin­ keln - in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension gesehen - in dem Turbu­ lenzerzeuger zur Erzeugung der in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) ge­ richteten Strömungskomponente der Faserstoffsuspension eingebaut sind.

Der erfindungsgemäße Stoffauflauf 1 mit Turbulenzerzeuger 5 und Stoffauflauf­ düse 7 kann in weiterer Ausgestaltung auch mit einer sektionierten Stoffdichtere­ gelung (Verdünnungswasser-Technologie) versehen sein, wie er in der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 19 593 A1 (PA04598 DE) der Anmelderin offenbart ist. Da ein Stoffauflauf mit sektionierter Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser- Technologie) seit geraumer Zeit zum bekannten Stand der Technik zählt, wird an dieser Stelle von dessen Darstellung und Beschreibung Abstand genommen.

Ferner kann der erfindungsgemäße Stoffauflauf 1 für eine Strahlgeschwindigkeit von größer 1.500 m/s, vorzugsweise von größer 1.800 m/s, ausgelegt sein.

Der erfindungsgemäße Stoffauflauf eignet sich auch insbesondere zur Durchfüh­ rung eines Verfahrens zur Verbesserung der Eigenschaften einer aus mindestens einer Faserstoffsuspension hergestellten Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, wobei die Faserstoffsuspension durch einen mindestens einen Turbulenzerzeuger und eine Stoffauflaufdüse aufweisenden Stoffauflauf, insbesondere einen Einschichten- oder einen Mehrschichtenstoff­ auflauf, geführt wird. Dabei wird in der Faserstoffsuspension spätestens bis zum Austritt aus der Stoffauflaufdüse mindestens eine in Maschinenquerrichtung (CD- Richtung) gerichtete Strömungskomponente zwecks Erreichung besserer Bahn­ eigenschaften und höherer Querfestigkeiten erzeugt. Die in Maschinenquerrich­ tung (CD-Richtung) gerichtete Strömungskomponente wird vorzugsweise mittels eines ausgewählten Aufbaus des Turbulenzerzeugers und/oder der Stoffauflauf­ düse erzeugt und die in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichteten Strö­ mungskomponenten (Richtungspfeile) heben sich in der Summe vorzugsweise gegenseitig auf.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Verfahren und ein Stoffauflauf zur Verbesserung der Eigenschaften einer aus mindestens einer Faserstoffsuspension hergestellten Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, geschaffen wird, wobei die Eigenschaften, die eine ver­ stärkte Faserausrichtung in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) benötigen, ver­ bessert werden, ohne jedoch die Eigenschaften, die von einer höheren Differenz zwischen Strahl- und Siebgeschwindigkeit (|Δv| = |v_Strahl - v_Sieb|) profitieren, wesent­ lich zu beeinträchtigen.

Bezugszeichenliste

1

Stoffauflauf

2

Zufuhrsystem

3

Faserstoffsuspension

3.1

Faserstoffbahn

4

Querverteilrohr

5

Turbulenzerzeuger

5.1

Strömungskanal

6

Vorkammer

7

Stoffauflaufdüse

8.1

Untersieb

8.2

Obersieb

9

Doppelsiebformer (Gapformer)

10.1

,

10.2

Lamelle

11

Hochleistungspolymer

12.1

Gelenk

12.2

Fläche

13

Auslaufseite

14.1-14.6

Zeile

15.1-15.7

Spalte

16

Ablenkeinrichtung

16.1

Leitvorrichtung

16.2

Leitblech

17

Lamelle

18

Seitenbereich

19

Ausgleichsströmung (großer Pfeil)
A-A Ansichtsebene
B_L

Breite (Lamelle)
B_S

Breite (Stoffauflaufdüse)
S Strömungsrichtung (Pfeil)
v_s

Strahlgeschwindigkeit (Pfeil)

Claims (21)

1. Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften einer aus mindestens einer Faserstoffsuspension (3) hergestellten Faserstoffbahn (3.1), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, wobei die Faserstoffsuspension (3) durch einen mindestens einen Turbulenzerzeuger (5) und eine Stoffauflauf­ düse (7) aufweisenden Stoffauflauf (1), insbesondere ein Einschichten- oder einen Mehrschichtenstoffauflauf, geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Faserstoffsuspension (3) spätestens bis zum Austritt aus der Stoffauflaufdüse (7) mindestens eine in Maschinenquerrichtung (CD-Rich­ tung) gerichtete Strömungskomponente (Richtungspfeil) zwecks Erreichung besserer Bahneigenschaften und höherer Querfestigkeiten erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichtete Strömungs­ komponente (Richtungspfeil) mittels eines ausgewählten Aufbaus des Tur­ bulenzerzeugers (5) und/oder der Stoffauflaufdüse (7) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichteten Strö­ mungskomponenten (Richtungspfeile) in der Summe gegenseitig aufheben.

4. Stoffauflauf (1), insbesondere ein Einschichten- oder ein Mehrschichten­ stoffauflauf, einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, mit mindestens einer mindestens eine Faserstoffsuspension (3) zuführenden Zuführvor­ richtung (2), mindestens einem Turbulenzerzeuger (5), in welchem beim Be­ trieb des Stoffauflaufs (1) mindestens eine Faserstoffsuspension (3) durch eine Vielzahl von vorzugsweise in Zeilen (14.1-14.6) und in Spalten (15.1-15.7) angeordneten Strömungskanälen (5.1) fließt, dadurch in turbulente Ein­ zelströmungen aufgeteilt und nach dem Austritt aus dem Turbulenzerzeuger (5) in einer dem Turbulenzerzeuger (5) in Strömungsrichtung (S) der Faser­ stoffsuspension (3) nachgeordneten Stoffauflaufdüse (7) wieder zusammen­ geführt wird, um die Bildung einer maschinenbreiten Papier-, Karton- oder Tissuebahn (Faserstoffbahn (3.1)) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau des Turbulenzerzeugers (5) und/oder der Stoffauflaufdüse (7) derart gewählt ist, dass er der den Stoffauflauf (1) durchströmenden Faserstoffsuspension (3) spätestens bis zum Austritt aus der Stoffauflauf­ düse (7) mindestens eine in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerich­ tete Strömungskomponente (Richtungspfeil) gibt.

5. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise alle Strömungskanäle (5.1) des Turbulenzerzeugers (5) an ihren stromabwärtigen Enden mindestens je eine Ablenkeinrichtung (16) zur Erzeugung der in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichteten Strömungskomponente (Richtungspfeil) der Faserstoffsuspension (3) auf­ weisen.

6. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise alle in einer Zeile (14.1-14.6) angeordneten Strömungs­ kanäle (5.1), insbesondere in der untersten und/oder in der obersten Zeile (14.1, 14.6), mindestens je eine in dieselbe Richtung gerichtete Ablenkein­ richtung (16) aufweisen.

7. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise alle in zwei benachbarten Zeilen (14.1-14.6) angeord­ neten Strömungskanäle (5.1) in entgegengesetzter Richtung gerichtete Ab­ lenkeinrichtungen (16) aufweisen.

8. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise alle in den beiden Zeilen (14.1-14.6) angeordneten Strömungskanäle (5.1), die den Randbereich des Turbulenzerzeugers (5) bilden, keine Ablenkeinrichtungen (16) aufweisen.

9. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise alle in den beiden Spalten (15.1-15.7) angeordneten Strömungskanäle (5.1), die den Randbereich des Turbulenzerzeugers (5) bilden, keine Ablenkeinrichtungen (16) aufweisen.

10. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise alle in den beiden Spalten (15.1-15.7) angeordneten Strömungskanäle (5.1), die den Randbereich des Turbulenzerzeugers (5) bilden, eine Mehrzahl an Ablenkeinrichtungen (16) zur Erzeugung einer in z- Richtung gerichteten Strömungskomponente (Richtungspfeil) der Faserstoff­ suspension (3) aufweisen.

11. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinrichtungen (16) zur Erzeugung der in z-Richtung gerich­ teten Strömungskomponente (Richtungspfeil) der Faserstoffsuspension (3) abwechselnd mit Ablenkeinrichtungen (16) zur Erzeugung der in Maschinen­ querrichtung (CD-Richtung) gerichteten Strömungskomponente (Richtungs­ pfeil) der Faserstoffsuspension (3) angeordnet sind.

12. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinrichtungen (16) mittels mindestens einer geregel­ ten/gesteuerten Verstelleinrichtung verstellbar ausgebildet sind.

13. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinrichtungen (16) als Leitvorrichtungen (16.1) in Form von Leitblechen (16.2) ausgebildet sind.

14. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise alle Strömungskanäle (5.1) des Turbulenzerzeugers (5) unter verschiedenen Strömungswinkeln - in Strömungsrichtung (S) der Faserstoffsuspension (3) gesehen - in dem Turbulenzerzeuger (5) zur Er­ zeugung der in Maschinenquerrichtung (CD-Richtung) gerichteten Strö­ mungskomponente (Richtungspfeil) der Faserstoffsuspension (3) eingebaut sind.

15. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise zwischen allen Zeilen (14.1-14.6) von Strömungskanälen (5.1) Lamellen (17) in der Stoffauflaufdüse (7) angeordnet sind.

16. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise zwischen allen Zeilen (14.1-14.6) von Blöcken an Strö­ mungskanälen (5.1) Lamellen (17) in der Stoffauflaufdüse (7) angeordnet sind.

17. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B_L) der Lamellen (17) derart gewählt ist, dass die Lamellen (17) sich über die komplette Breite (B_S) der Stoffauflaufdüse (7) erstrecken.

18. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B_L) mindestens einer Lamelle (17) derart gewählt ist, dass in deren Seitenbereichen (18) Ausgleichsströmungen (19) in z-Richtung inner­ halb der Stoffauflaufdüse (7) möglich sind.

19. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbulenzerzeuger (5) in einem Stoffauflauf (1) mit sektionierter Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie) eingebaut ist.

20. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffauflaufdüse (7) in einem Stoffauflauf (1) mit sektionierter Stoff­ dichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie) eingebaut ist.

21. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffauflauf (1) für eine Strahlgeschwindigkeit (v_s) von größer 1.500 m/s, vorzugsweise von größer 1.800 m/s, ausgelegt ist.