DE102009045916A1

DE102009045916A1 - Vorrichtung zur sektionalen Eindosierung zumindest eines fluiden Mediums in ein weiteres fluides Medium und Verfahren zur Steuerung/Regelung einer die Eigenschaften der Faserstoffbahnen wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe

Info

Publication number: DE102009045916A1
Application number: DE200910045916
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Jaschinski
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2011-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (2, 2.1-2.n) zur sektionalen Eindosierung zumindest eines Mediums, insbesondere eines fluiden Mediums in ein über einen in Querrichtung erstreckenden Ausbringbereich ausbringbares weiteres fluides Medium, insbesondere eine über eine Erstreckung in Maschinenquerrichtung (CD) ausbringbare Faserstoffsuspension (FS), umfassend zumindest eine Einrichtung (11, 11.1-11.n, 11a, 11b) zur Querverteilung des zumindest einen fluiden Mediums zu einer einzelnen Sektion (8, 8.1-8.n), eine diese Sektion (8, 8.1-8.n) des Ausbringbereichs zugeordnete Dosiereinrichtung (12, 12.1-12.n, 12a, 12b) zur Dosierung des zumindest einen fluiden Mediums und eine Einrichtung (13, 13.1-13.n, 13a, 13b) zum Einmischen des dosierten Mediums in das in dieser Sektion (8, 8.1-8.n) des Ausbringbereichs ausbringbare weitere fluide Medium. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die einer einzelnen Sektion (8, 8.1-8.n) zugeordnete Einrichtung (11, 11.1-11.n, 11a, 11b) zur Querverteilung, Dosiereinrichtung (12, 12.1-12.n, 12a, 12b) und Vorrichtung (13, 13.1-13.n, 13a, 13b) zur zumindest mittelbaren Einmischung des dosierten fluiden Mediums eine bauliche Einheit (12, 12.1-12.n, 12a, 12b) bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur sektionalen Eindosierung zumindest eines Mediums, insbesondere eines fluiden Mediums in ein über einen in Querrichtung erstreckenden Ausbringbereich ausbringbares weiteres fluides Medium, insbesondere eine über eine Erstreckung in Maschinenquerrichtung ausbringbare Faserstoffsuspension, umfassend zumindest eine Einrichtung zur Querverteilung des zumindest einen fluiden Mediums zu einer einzelnen Sektion, eine dieser Sektion des Ausbringbereichs zugeordnete Dosiereinrichtung zur Dosierung des zumindest einen fluiden Mediums und eine Einrichtung zum Einmischen des dosierten Mediums in das in dieser Sektion des Ausbringbereichs ausbringbare weitere fluide Medium.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung/Regelung einer die Eigenschaften der Faserstoffbahnen wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe, insbesondere des Flächengewichtsquerprofils, durch lokale Zugabe von die Eigenschaften der Faserstoffsuspension beeinflussenden Medien.
Zur Herstellung von Faser- oder Vliesstoffbahnen wird eine mittels eines Stoffauflaufs einer Formiereinheit zugeführte Faser- oder Vliesstoffsuspension entwässert. Dabei wird im Stoffauflauf spätestens vor dem Auslaufspalt die Stoffdichte und das Faserorientierungsquerprofil derart eingestellt, dass das Flächengewichts- und Faserorientierungsquerprofil der daraus zu bildenden Faser- oder Vliesstoffbahn über die gesamte Breite den gewünschten Anforderungen entspricht. Zur Einstellung eines derartigen Flächengewichtsquerprofils sind grundsätzlich unterschiedliche Möglichkeiten denkbar.
Gemäß einer ersten Ausführung kann das Flächengewicht einer Faser- oder Vliesstoffbahn durch lokales Zudosieren von Verdünnungswasser in Maschinenquerrichtung profiliert werden. Dabei muss jedoch bis zu 30 Prozent des Gesamtdurchsatzes des Stoffauflaufs über die Profilierung zugesetzt werden, was einen separaten großen Verdünnungswasserkreislauf mit entsprechenden Pumpen, wenigstens einem Sortierer und Vorlagebehältern erfordert. Ein derartiges Verfahren ist energetisch ineffizient, erfordert einen hohen Einsatz an Frischwasser und damit Aufwand zur Führung und Aufbereitung dessen. Zur Vermeidung dieses Nachteils wird daher in der Druckschrift DE 42 37 309 A1 ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem der Faser- oder Vliesstoffsuspension sektional eine unterschiedliche Menge an Retentionsmitteln beigemischt wird, um den Retentionsgrad sektional, das heißt quer zur Maschinenrichtung, zu beeinflussen. Die Beeinflussung erfolgt dabei durch die direkte Zugabe des Retentionsmittels. Auch liegt das Retentionsmittel als Prozesschemikalie vor, die in Verdünnungswasser, in der Regel Frischwasser aufzulösen ist, wobei der so gebildete Stoffstrom dann der Faserstoffsuspension beigemischt wird. Ein wesentlicher Nachteil bei diesem Verfahren besteht neben dem starken Verdünnungs- beziehungsweise Frischwassereinsatz auch in einem hohen Energiebedarf, der erforderlich ist, um das Retentionsmittel und das Verdünnungswasser zur Vermeidung eines thermischen Schocks bei der Einmischung sowie zur effizienten Einmischung in den Stoff und Gewährleistung der Wirkungsentfaltung des Retentionsmittels auf die Temperatur der Faser- oder Vliesstoffsuspension zu erwärmen.
Aus den Druckschriften WO 99/43887 A1 und der US 6,659,636 B1 sind dazu jeweils ein Verfahren und eine Vorrichtung vorbekannt, die darauf abzielen, die zur Erwärmung benötigte Energiemenge möglichst gering zu halten. Dabei wird die Faser- oder Vliesstoffsuspension selbst genutzt, um Stoffströme miteinander zu vermischen und/oder Chemikalien in den Faser- oder Vliesstoffstrom in einer Stoffleitung einzumischen, wobei die Chemikalien in einer bestimmten Art und Weise dem Faser- oder Vliesstoffstrom zugeführt werden. Bei dieser Ausführung fungiert die Faser- oder Vliesstoffsuspension als Transport- und Verdünnungsmedium für Chemikalien. Dabei wird gemäß WO 99/43887 eine Chemikalie in zumindest eine Mischerdüse eingespeist und eine zweite Flüssigkeit in die Mischerdüse eingeführt, wobei die Chemikalie und die zweite Flüssigkeit gleichzeitig miteinander in Verbindung gebracht werden, wenn die Chemikalie zusammen mit der zweiten Flüssigkeit aus der einen Mischerdüse mit hoher Geschwindigkeit in die Prozessflüssigkeit quer zu dem in einem Strömungskanal fließenden Prozessflüssigkeitsstrom geleitet wird, wobei die Mischerdüse dem Stoffauflauf vorgeordnet ist.
Ausführungen zur sektionalen Eindosierung von Medien umfassen im allgemeinen eine Einrichtung zur Querverteilung des Mediums in Form eines Querverteilers, Leitungsverbindungen zur Führung der einzelnen Teilströme sowie in diesen angeordnete Dosiereinrichtungen zur Dosierung des zumindest einen fluiden Mediums und eine Einrichtung zum Einmischen des so dosierten Mediums in das in dieser Sektion des Ausbringbereichs ausbringbare weitere fluide Medium. Derartige Vorrichtungen sind sehr aufwendig und aufgrund der Vielzahl der einzelnen Verbindungsstellen wartungsintensiv. Sind mehrere Fluide einzumischen, vergrößert sich der Aufwand entsprechend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur sektionalen Eindosierung zumindest eines fluiden Mediums in ein weiteres über einen Ausbringbereich ausbringbares Medium derart weiterzuentwickeln, dass diese durch eine geringe Bauteilanzahl charakterisiert ist, möglichst wenige Schnittstellen und Leitungsverbindungen aufweist und auf einfache Art und Weise eine genaue Eindosierung ermöglicht. Ferner ist Verfahren zur Einstellung zumindest einer, eine Eigenschaft einer Faserstoffbahn zumindest mittelbar beschreibenden Größe, insbesondere eines Flächengewichtsquerprofils einer Faser- oder Vliesstoffbahn derart weiterzuentwickeln, dass dieses mit konstruktiv geringem Aufwand eine sehr einfach zu realisierende, feinfühlige und vor allem energie- und resourcenschonende Flächengewichtsquerprofilierung der entstehenden Faser- oder Vliesstoffbahn über die Erstreckung in Maschinenquerrichtung ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 14 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine Vorrichtung zur sektionalen Eindosierung zumindest eines Mediums, insbesondere eines fluiden Mediums in ein über einen in Querrichtung erstreckenden Ausbringbereich ausbringbares fluides Medium, insbesondere eine über eine Erstreckung in Maschinenquerrichtung ausbringbare Faserstoffsuspension, umfassend zumindest eine Einrichtung zur Querverteilung des zumindest einen fluiden Mediums zu einer einzelnen Sektion, eine dieser Sektion des Ausbringbereichs zugeordnete Dosiereinrichtung zur Dosierung des zumindest einen fluiden Mediums und eine Einrichtung zum Einmischen des dosierten Mediums in das in dieser Sektion des Ausbringbereichs ausbringbare fluide Medium, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die einer einzelnen Sektion zugeordnete Einrichtung zur Querverteilung, Dosiereinrichtung und Vorrichtung zur zumindest mittelbaren Einmischung des dosierten fluiden Mediums eine bauliche Einheit bilden.
Durch die integrale Ausführung als bauliche Einheit werden die zur Erfüllung der einzelnen Funktionen erforderlichen Komponenten bauraumsparend und unter Einsparung erforderlicher Verbindungsleitungen und der damit verbundenen Anschlüsse sowie Leckageverluste zu Modulen zusammengefasst und können als vormontierte modulare Baueinheit vorgehalten und zu ganzen Systemen zur sektionalen Eindosierung fluider Medien in unterschiedliche Sektionen einer Faserstoffsuspension beliebig zusammengesetzt werden. Der von einer Vorrichtung gebildete einzelne Modul ist durch eine hohe Funktionskonzentration auf kleinstem Bauraum charakterisiert. Zusätzliche Querverteiler können entfallen, da diese in Systemen zur sektionalen Eindosierung fluider Medien über die einzelnen Vorrichtungen zur sektionalen Eindosierung übernommen werden.
Bezüglich der konkreten konstruktiven Ausführung bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Angestrebt werden funktionssichere und platzsparende Ausführungen.
In einer ersten Ausführung umfasst die Einrichtung zur Querverteilung einer Sektion des Ausbringbereichs zugeordneten baulichen Einheit ein Gehäuse mit einem mit dem einzudosierenden Medium über zumindest einen Zulauf befüllbaren Innenraum, zumindest einem direkt oder indirekt über die Dosiereinrichtung mit dem Innenraum gekoppelten Austritt für das dosierte Medium und Mittel zur strömungstechnischen Kopplung mit anderen Sektionen zugeordneten Einrichtungen zur Querverteilung. Der Aufbau derartiger Einzelmodule bietet den Vorteil der Möglichkeit einer beliebigen Zusammenschaltung zu Systemen zur lokalen Eindosierung zumindest eines fluiden Mediums in die Faserstoffsuspension, wobei aufgrund der Zuordnung der einzelnen Komponenten jeweils nur zu einer Sektion eine einfache Wartung erfolgen kann und bei erforderlichen Betriebsstörungen auch nur die tatsächlich betroffene Vorrichtung einfach und schnell austauschbar ist.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung werden die mehreren Sektionen zugeordneten Einrichtungen zur Querverteilung von einem gemeinsamen Gehäuse gebildet, umfassend einen über zumindest einen Zulauf mit dem einzudosierenden Medium befüllbaren Innenraum, jeweils unterschiedlichen Sektionen zugeordnete und direkt oder indirekt über die jeweilige Dosiereinrichtung mit dem Innenraum gekoppelte Austritte für das dosierte Medium und Mittel zur strömungstechnischen Kopplung mit anderen Sektionen zugeordneten Einrichtungen zur Querverteilung. Der Innenraum erstreckt sich dabei vorzugsweise durch das gesamte Gehäuse und weist beidseitig Anschlüsse für die Mittel zur strömungstechnischen Kopplung auf. In Abhängigkeit der Anzahl der Austritte und der Erstreckung in Einbaulage in Maschinenquerrichtung werden dadurch vormontierte Einheiten geschaffen, die aufgrund des durchgängigen Innenraums zumindest abschnittsweise gleiche Verhältnisse wie in einem Verteilerkanal nachbilden. Durch die dadurch bedingte Verringerung der Anzahl einzelner Gehäuseteile kann der Aufwand zur Lagerung/Befestigung der einzelnen Vorrichtungen zur lokalen Eindosierung minimiert werden. Ferner entfallen die gemäß der ersten Ausführung erforderlichen Verbindungsstellen zur strömungstechnischen Kopplung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung sind die einzelnen einer oder mehreren Sektionen zugeordneten Gehäuse der Einrichtungen zur Querverteilung strömungstechnisch über eine Ringleitung zusammenschaltbar. Die Verbindung erfolgt druck- und flüssigkeitsdicht. Dadurch kann zur Vermeidung von Ablagerungen und Verschleiß eine Mindestfließgeschwindigkeit der einzelnen zu dosierenden fluiden Medien über die einzelnen, den einzelnen Sektionen der Faserstoffsuspension zugeordneten Vorrichtungen zur sektionalen Eindosierung eingestellt werden, wodurch die Störanfälligkeit sowie Wartungsintervalle verringert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die einzelnen, einer oder mehreren Sektion zugeordneten Gehäuse der Einrichtungen zur Querverteilung mechanisch miteinander gekoppelt. Die mechanische Kopplung untereinander, welche vorzugsweise lösbar durch Kraft- oder Formschluss erfolgt, bietet den Vorteil, der Ausführung von Dosiermodulbatterien, die beliebig zusammengefügt und als Einheit gehandhabt und gelagert werden.
Die einzelnen Funktionseinheiten einer einzelnen Baueinheit – Einrichtung zur Querverteilung, Dosiereinrichtung und Einrichtung zum Einmischen – können jeweils von separaten miteinander zur Baueinheit zusammengefassten Komponenten gebildet werden. In besonders vorteilhafter Ausführung kann in Erhöhung der Funktionskonzentration und zur Verringerung der Bauteilanzahl und Verbindungsbereiche die einzelne Einrichtung zum Einmischen des dosierten Mediums an der Einrichtung zur Querverteilung, insbesondere durch An- oder Ausformung am Gehäuse ausgebildet sein oder aber von der Dosiereinrichtung gebildet werden.
Die einzelne Einrichtung zum Einmischen des dosierten fluiden Mediums umfasst dabei vorzugsweise zumindest eine der nachfolgend genannten Einrichtungen.

– Düse;
– Perforiertes Rohrelement;
– Statischer oder dynamischer Mischer.

Für diese können standardisierte Einrichtungen Anwendung finden. Die konkrete Auswahl erfolgt in Abhängigkeit des Einzelfalls, insbesondere der Art, Zusammensetzung, Konsistenz der fluiden Medien und des erforderlichen Energieeintrags.
Bezüglich der Ausbildung der Dosiereinheit bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Diese werden im einfachsten Fall von einer steuer- und/oder regelbaren Ventileinrichtung oder einem steuer- und/oder regelbaren Ventilsystem gebildet. Auch hier erfolgt die Auswahl entsprechend den Erfordernissen des Einzelfalls, insbesondere der Dosiergenauigkeit und des zur Verfügung stehenden Bauraums.
In besonders vorteilhafter Ausführung ist die Vorrichtung zur Eindosierung zumindest zweier fluider Medien ausgebildet. Diese umfasst dazu zumindest zwei, jeweils einer Sektion zugeordnete Baueinheiten für unterschiedliche Medien. Jede der Baueinheiten umfasst jeweils eine Einrichtung zur Querverteilung, eine Dosiereinrichtung und eine Einrichtung zum Einmischen der einzelnen dosierten fluiden Medien in die Faserstoffsuspension. Diese Ausführung ermöglicht die gleichzeitige und unabhängig voneinander vornehmbare Eindosierung unterschiedlicher Medien.
Gemäß einer ersten Ausführung sind beide Baueinheiten autark voneinander mit dem jeweiligen Bereich beziehungsweise der einzelnen Sektion der Faserstoffsuspensionsführung gekoppelt. In diesem Fall sind für jedes der einzudosierenden Medien nur Ein-Fluid-Dosiermodule vorzusehen, wobei die Zuordnung und Eindosierungsstelle der einzelnen Fluide frei wählbar ist.
In einer besonders vorteilhaften zweiten Ausführung werden die Baueinheiten derart zusammengefasst, dass die Einrichtungen zum Einmischen des dosierten Mediums zumindest zweier, jeweils einer Sektion zugeordneten Baueinheiten für unterschiedliche Medien von einer gemeinsamen Einrichtung zum Einmischen gebildet werden. Dadurch kann je nach Zuführung der dosierten Medien zu dieser bereits eine Durchmischung zwischen den einzelnen einzudosierenden Medien vorgenommen werden, wobei hier die Durchmischung bereits in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeiten der einzelnen Medien im Mischbereich sowie der physikalischen und chemischen Eigenschaften der einzelnen Medien zur Verringerung des externen Energieeintrags gesteuert werden kann. Ferner können zusätzliche Mittel vorgesehen werden, die eine Durchmischung aktiv begünstigen, welche beispielsweise statische oder dynamische Mischer umfassen. Ferner erlaubt eine derartige Ausführung bei modularem Aufbau der gemeinsam genutzten Einrichtung zur Einmischung und der restlichen Komponenten der einzelnen Baueinheiten die Bereitstellung eines Dosiermoduls mit hoher Funktionskonzentration, geringer Baugröße, minimalster Verbindungsanzahl und hoher Variantenvielfalt aufgrund der Vielfältigkeit der Kombinationsmöglichkeiten.
Auch bei Ausführungen von Vorrichtungen mit zwei. oder mehr Baueinheiten gelten die Ausführungen bezüglich des Aufbaus und der Ausbildung der einzelnen Komponenten wie bei einzelnen Baueinheiten.
Die Einsatzbereiche der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind vielseitig. Vorzugsweise findet diese in einem Verfahren zur Steuerung/Regelung zumindest einer die Eigenschaften der Faserstoffbahnen wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe, insbesondere des Flächengewichtsquerprofils, durch die lokale Zugabe von die Eigenschaften der Faserstoffsuspension beeinflussenden Medien Anwendung. Diese Lösung bietet den Vorteil eines einfach zu realisierenden und hinsichtlich des erforderlichen Energie- und Rohstoffbedarfs sparsamen Verfahrens zur Einstellung eines gewünschten Flächengewichtsquerprofils einer Faser- oder Vliesstoffbahn. Die Einstellung des Flächengewichtsquerprofils erfolgt hier aufgrund der zielgerichteten Zudosierung von Retention beeinflussenden Medien in Maschinenquerrichtung in die Faser- oder Vliesstoffsuspension. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine zielgenaue, auf die einzelnen Sektionen in Breitenrichtung der Maschine abgestimmte Medienzugabe und damit feinfühlige sektionale Einstellung der Retentionswirkung in Maschinenquerrichtung. Durch eine entfallende oder nur noch geringfügig vorgenommene Vorverdünnung des die Retention beeinflussenden Mediums kann die von diesem benötigte Menge reduziert werden. Da zur Flächengewichtsprofilierung zusätzlich kein Verdünnungswasser eingesetzt werden muss, wird zudem die Wirkung des die Retention beeinflussenden Mediums gegenüber Ausführungen mit Zusetzung von Verdünnungswasser nicht wieder herabgesetzt, sodass von vornherein keine Überdosierung von Retentionsmittel prozessbedingt erfolgen muss.
In einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine weitere, die Eigenschaften der Faserstoffbahn wenigstens mittelbar beschreibende Größe, wie beispielsweise der Aschegehalt erfasst und mit einem gewünschten Sollwert verglichen. Eine Abweichung wird durch die zielgerichtete sektionale Zudosierung eines weiteren zweiten fluiden Mediums in die einzelne Faserstoffsuspensionssektion kompensiert, wobei die Zudosierung unabhängig von der Zudosierung des ersten fluiden Mediums erfolgt. Vorzugsweise wird dazu eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 13 eingesetzt. Als zusätzlich einzudosierendes Medium kann eine Filtrat-Füllstoffslurry-Mischung eindosiert werden, wobei die Eindosierung über eine weitere Baueinheit innerhalb der Vorrichtung zur Eindosierung erfolgt.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur sektionalen Dosierung zumindest eines fluiden Mediums;
2 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine mögliche strömungstechnische und mechanische Zusammenschaltung einzelner Vorrichtungen;
3 verdeutlicht eine erste Grundausführung einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung zum sektionalen Eindosieren eines fluiden Mediums;
4 verdeutlicht eine Weiterentwicklung einer Ausführung gemäß 3;
5 verdeutlicht eine Ausführung einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung zum sektionalen zweier fluider Medien;
6 verdeutlicht eine vorteilhafte Weiterentwicklung einer Ausführung zur Eindosierung zweier fluider Medien gemäß 5;
7 verdeutlicht eine vorteilhafte Anwendung einer Ausführung zur Eindosierung zweier fluider Medien;
8 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Anwendung zur Steuerung/Regelung des Flächengewichtprofils; und
9 verdeutlicht beispielhaft ein Signalflussbild für ein erfindungsgemäßes Verfahren von 8.
Die 1 verdeutlicht in schematisiert stark vereinfachter Darstellung anhand eines Ausschnitts aus einer Maschine 1 zur Herstellung von Faser- und/oder Vliesstoffbahnen F, vorzugsweise Papier-, Karton- oder Tissuebahnen, den Aufbau und die Funktion erfindungsgemäßer Vorrichtungen 2.1 bis 2.n zum sektionalen Eindosieren zumindest eines fluiden Mediums in eine in Maschinenquerrichtung CD ausbringbare Faserstoffsuspension FS, insbesondere einen sektionalen Faserstoffsuspensionsstrom. Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen ist ein Koordinatensystem an die Maschine 1 angelegt, welches die wesentlichen Funktionsrichtungen der Maschine 1 verdeutlicht. Die X-Richtung entspricht dabei der Längsrichtung oder auch Erstreckungsrichtung der Maschine 1 und wird daher als Maschinenrichtung MD bezeichnet. Diese beschreibt im Wesentlichen die Richtung des Durchlaufs der Faserstoffbahn FB. Die Y-Richtung entspricht der Breitenrichtung, die auch als Maschinenquerrichtung CD bezeichnet wird und die Z-Richtung entspricht der Höhenrichtung.
Die Maschine 1 umfasst einen Konstantteil, welcher der Verbindung einer hier nicht dargestellten Stoffaufbereitung mit einem Stoffauflauf 3 dient. Der Stoffauflauf 3 weist eine sich in Maschinenquerrichtung CD erstreckende Austrittsöffnung 4 auf, über die die Faser- oder Vliesstoffsuspension FS einer Formiereinheit 5 zugeführt wird. Die Formiereinheit 5 ist hier nicht weiter dargestellt. Ausschnittsweise erkennbar ist lediglich ein Formiersieb 6. Im hier nicht dargestellten Konstantteil erfolgt dabei die Bereitstellung der Faser- oder Vliesstoffsuspension FS in der gewünschten Weise zum Stoffauflauf 3. Diese wird vorzugsweise über einen zentralen Verteiler 7, insbesondere in Form eines Verteilrohrs, in Maschinenquerrichtung CD einzelnen Sektionen der Faserstoffsuspensionszuführung, hier den Sektionen 8.1 bis 8.n, zugeführt. Die Sektionen 8.1 bis 8.n können dabei in Maschinenquerrichtung CD mit gleichmäßiger Abmessung oder aber unterschiedlicher Abmessung ausgebildet sein. Diese dienen der sektionalen Zuführung der Faserstoffsuspension zur Formiereinheit 5. Zur Einstellung eines hinsichtlich zumindest einer Eigenschaft vordefinierten Profils in Maschinenquerrichtung CD ist dem Stoffauflauf 3, insbesondere den einzelnen Sektionen 8.1 bis 8.n, zumindest eine Vorrichtung 2.1 bis 2.n zur sektionalen Eindosierung zumindest eines fluiden Mediums zugeordnet. Diese dient dabei jeweils der sektional dosierten Zugabe zumindest eines fluiden Mediums in der gewünschten vordefinierten Menge zur Faserstoffsuspension FS. Die einzelne Vorrichtung 2.1 bis 2.n bildet jeweils ein Dosiermodul und umfasst zumindest eine Baueinheit 10.1 bis 10.n zur Eindosierung eines ersten fluiden Mediums. Jede Baueinheit 10.1 bis 10.n umfasst eine Einrichtung 11.1 bis 11.n zur Querverteilung dieses ersten fluiden Mediums, eine Dosiereinrichtung 12.1 bis 12.n sowie eine Einrichtung 13.1 bis 13.n zum zumindest mittelbaren Einmischen des dosierten fluiden Mediums in die Faserstoffsuspension FS. Die einzelnen, jeweils ein Dosiermodul bildenden Baueinheiten 10.1 bis 10.n zur Eindosierung eines ersten fluiden Mediums sind dabei hinsichtlich ihrer Einrichtungen 11.1 bis 11.n strömungstechnisch miteinander gekoppelt und bilden bei Zusammenschaltung ein System 14 zur sektionalen Eindosierung zumindest eines fluiden Mediums in die Faserstoffsuspension FS. Die strömungstechnische Kopplung ist mit 9 bezeichnet. Die einzelne Baueinheit 10.1 bis 10.n der einzelnen Vorrichtung 2.1 bis 2.n kann dabei einen Bestandteil eines Querverteilrohrs, insbesondere eine Sektion eines Querverteilrohrs bilden. Das System 14 besteht aus einer Vielzahl derartiger Baueinheiten 10.1 bis 10.n, die strömungstechnisch und vorzugsweise auch mechanisch miteinander verbunden sind. Denkbar ist es auch, die einzelnen Einheiten 10.1, 10.n jeweils mit einer separaten Zufuhrleitung zu koppeln. Dabei ist jede der Einheiten 10.1 bis 10.n in Reihe in Maschinenquerrichtung angeordnet, sodass jede Einheit 10.1 bis 10.n mit den anderen über eine Kopplung 9 in Strömungsverbindung steht, wodurch mit nur einer Zuleitung 16 jede der Baueinheiten 10.1 bis 10.n einer Vorrichtung 2.1 bis 2.n mit dem zu dosierenden fluiden Medium beaufschlagt werden kann. Für das in Maschinenquerrichtung CD in Durchflussrichtung letzte Modul und damit die letzte Einheit 10.n kann eine Ableitung vorgesehen werden, wodurch eine Ringleitung 15 bereitgestellt wird, mittels welcher sich eine definierte Fließgeschwindigkeit des einzudosierenden ersten fluiden Mediums in den sich aus den einzelnen Dosiermodulen mit den Baueinheiten 10.1 bis 10.n gebildeten Leitungsbestandteilen ausbildet. Eine Ausführung des Systems 14 zur sektionalen Eindosierung fluider Medien mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten, den einzelnen Sektionen 8.1 bis 8.n in Maschinenquerrichtung CD zugeordneten Vorrichtungen 2.1 bis 2.n ist beispielhaft in 2 dargestellt. Die einzelne dargestellte Vorrichtung 2.1 bis 2.n dient hier beispielhaft nur der Eindosierung eines ersten fluiden Mediums und umfasst daher nur die für die Eindosierung eines ersten Mediums vorgesehenen Baueinheiten 10.1 bis 10.n. Die strömungstechnische Kopplung 9 der einzelnen Baueinheiten 10.1 bis 10.n der Vorrichtungen 2.1 bis 2.n sowie die Ringleitung 15 ist vereinfacht und beispielhaft in einer Ansicht in der XY-Ebene wiedergegeben. Die Fließgeschwindigkeit des einen ersten fluiden Mediums wird dabei in Abhängigkeit der Konsistenz und/oder Art des Mediums so hoch eingestellt, dass dieses aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit keine Ablagerungen in den einzelnen Einheiten 10.1 bis 10.n bilden kann. Die Strömungsgeschwindigkeit liegt beispielhaft in einem Bereich von 0,05 bis 20 m/s, vorzugsweise von 0,1 bis 10 m/s, insbesondere von 0,1 bis 5 m/s.
Der Grundaufbau und die Grundfunktion einer Vorrichtung 2 ist beispielhaft für eine Grundausführung in der 3 beschrieben. Die 3 verdeutlicht eine Ausführung mit einer einzelnen Baueinheit 10 zur Eindosierung nur eines fluiden Mediums in eine Faserstoffsuspension FS. Bei dem einen fluiden Medium kann es sich um einen reinen Stoff oder ein Stoffgemisch handeln. Die Vorrichtung 2 und die Baueinheit 10 sind in schematisiert vereinfachter Darstellung wiedergegeben und können hinsichtlich der konkreten Ausführung ihrer Einzelbestandteile von der dargestellten Ausführung abweichen.
Die Einheit 10 beinhaltet eine Einrichtung 11 zur Querverteilung, eine Dosiereinrichtung 12 in Form einer Ventileinrichtung sowie eine Einrichtung 13 zur Einmischung des dosierten fluiden Mediums in die Faserstoffsuspension FS, insbesondere in eine der Einheit 10 zugeordnete Sektion in Maschinenquerrichtung CD. Die 3 verdeutlicht dabei eine erste Ausführung mit Integration der Einrichtung 13 zum Einmischen des dosierten fluiden Mediums in die Faserstoffsuspension FS in der Einrichtung 11 zur Querverteilung des fluiden Mediums. Die Einrichtung 11 zur Querverteilung umfasst ein, zumindest einen mit dem zu dosierenden fluiden Medium befüllbaren Innenraum 21 umschließendes Gehäuse 19. Der Innenraum 21 ist mit zumindest einer hier nicht dargestellten Zuleitung, welche von der Zuleitung 16 gemäß 2 und/oder der strömungstechnischen Kopplung 9 gemäß 1 und 2 gebildet werden kann, verbunden sowie einem Austritt 20 zur Ausgabe des dosierten Fluids. Ferner kann der Innenraum 21 mit einem weiteren, hier aufgrund der gewählten Darstellungsebene nicht gezeigten Anschluss oder Ablauf zur strömungstechnischen Kopplung 9 mit weiteren Baueinheiten 10 oder einer Ableitung zur Ausbildung einer Ringleitung 15 ausgeführt sein. Während die Kopplungen mit der zumindest einen Zuleitung 16 und/oder Ableitung und/oder strömungstechnischen Kopplung 9 mit den anderen Baueinheiten 10 eines Systems 14 zur sektionalen Eindosierung fluider Medien vorzugsweise direkt mit dem Innenraum 21 erfolgen, kann die Kopplung des Innenraums 21 mit der Einrichtung 13 zur Einmischung entweder über einen direkt mit dem Innenraum 21 verbundenen Austritt 20 oder aber einen über die Dosiereinrichtung 12 mit dem Innenraum 21 gekoppelten Austritt 20 aus der Baueinheit 10 erfolgen. Im letztgenannten Fall bildet dann der Zulauf zur Dosiereinrichtung 12 direkt den Austritt aus der Einrichtung 11 zur Querverteilung.
Die Einrichtung 13 zur Einmischung des dosierten fluiden Mediums ist als Düse 17 ausgeführt. Die Düse 17 ist hier in der Wandung 18 des Gehäuses 19 der Einrichtung 11 zur Querverteilung, welche bei Aneinanderreihung die Ausbildung eines Querverteilungsrohrs ermöglicht, integriert und mündet in den Austritt 20 aus der Baueinheit 10, der mit dem Innenraum 21 über die Dosiereinrichtung verbunden ist beziehungsweise bildet diesen. Der Austritt 20 ist dazu in der Wandung 18 integriert und im am Außenumfang mündenden Endbereich als Düse 17 ausgeformt.
Die Dosiereinrichtung 12 einer Baueinheit 10 kann vielgestaltig ausgeführt sein. Diese umfasst im einfachsten Fall zumindest eine Ventileinrichtung 25 mit beispielsweise einem Ventilkörper 22, dessen Stellung innerhalb des Innenraums 21 und einem gegenüber dem vom Mündungsbereich des Innenraums 21 mit dem Austritt 20 gebildeten Ventilsitz 23 die Dosierung ermöglicht. Ferner sind auch hier andere Ausführungen oder eine Vielzahl einzelner im einzelnen nicht dargestellter Ventilsysteme denkbar, deren Auslauf in den Austritt 20 mündet, wodurch das dosierte Medium in die Düse 17 eingebracht wird. Zur Einstellung der gewünschten Dosierung weist die Dosiereinrichtung 12 eine Stelleinrichtung 24 auf. Die Ansteuerung der als Ventileinrichtung 25 ausgebildeten Dosiereinrichtung 12 kann beliebig erfolgen. Vorzugsweise erfolgt diese elektromagnetisch, elektronisch, pneumatisch oder hydraulisch. Zudem besteht die Möglichkeit, die Ventileinrichtung manuell einzustellen. Je nach Funktionsstellung der Ventileinrichtung bestimmt diese die Durchflussmenge zur Düse 17.
Gegenüber der in der 3 dargestellten Ausführung verdeutlicht 4 in einer Weiterentwicklung die Möglichkeit der Integration der Einrichtung 13 zur Einmischung des dosierten fluiden Mediums in die Dosiereinrichtung 12, insbesondere den Ventilkörper 21. In diesem Fall kann die Ausführung des am Außenumfang des Gehäuses 19 mündenden Austritts 20 beliebig erfolgen. Entscheidend ist, dass der Ablauf aus der Ventileinrichtung 25 bereits als Düse ausgeformt ist.
Zeigen die Ausführungen gemäß der 3 und 4 Ausführungen der Vorrichtung 2 mit Eignung zur Zudosierung nur eines einzelnen fluiden Mediums zur Faserstoffsuspension FS mit nur einer Einheit 10, verdeutlichen die folgenden Figuren vorteilhafte Weiterentwicklungen zur sektionalen Eindosierung zumindest zweier fluider Medien in einen sektionalen Bereich einer Faserstoffsuspension FS. Die Ausführungen sind dadurch charakterisiert, dass die einzelne Vorrichtung 2 jeweils zumindest zwei Baueinheiten 10a, 10b umfasst, wobei jede der Baueinheiten 10a und 10b jeweils der Eindosierung eines Mediums dient. Durch die Zusammenschaltung können dann gleichzeitig zwei Medien unabhängig voneinander zudosiert werden. Jede der Baueinheiten 10a und 10b umfasst zur Eindosierung jeweils eines Mediums Einrichtungen 11a, 11b zur Querverteilung, Dosiereinrichtungen 12a und 12b, beispielsweise in Form von Ventileinrichtungen 25a und 25b und Einrichtungen 13a und 13b zum Einmischen des dosierten Mediums in die Faserstoffsuspension FS.
Dabei können Bauformen unterschieden werden, die von unterschiedlichen Ansätzen zur Einmischung der einzelnen dosierten fluiden Medien unterschiedlicher Art ausgehen. Entweder wird jedes der einzelnen dosierten fluiden Medien einzeln eingemischt oder aber gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung als Gemisch aus den einzelnen dosierten fluiden Medien in die Faserstoffsuspension, beispielsweise eine Sektion 8.1 bis 8.n gemäß 1 eingemischt. Je nach gewünschter Ausführung werden daher zur Eindosierung der einzelnen einzumischenden Fluide separat mit den einzelnen Sektionen 8.1 bis 8.n zusammenwirkende Einheiten 10a und 10b, die jeweils durch diesen zugehörige eigene separate Einrichtungen 11a, 11b zur Querverteilung der einzelnen fluiden Medien, Dosiereinrichtungen 12a, 12b und einzelne Einrichtungen 13a, 13b zur zumindest mittelbaren Einmischung des jeweils dosierten fluiden Mediums in die Faserstoffsuspension FS charakterisiert sind, vorgesehen, oder aber die einzelnen Einheiten 10a und 10b miteinander unter Mischung der dosierten fluiden Medien zusammengeschaltet. Im erst genannten Fall werden die Stoffströme der fluiden Medien über die einzelnen Einheiten 10a und 10b, die dann einer bestimmten Sektion 8.1 bis 8.n zugeordnet sind, ohne vorheriges Mischen miteinander separat in die Faserstoffsuspension FS zudosiert und eingemischt, wobei die Vermischung jedes der fluiden Medien mit der Faserstoffsuspension FS einzeln erfolgt.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung in 5 werden im zweiten Fall die einzelnen, einer Faserstoffsuspension FS innerhalb einer Sektion 8.1 bis 8.n zuzudosierenden fluiden Medien bereits vor der Einmischung in die Faserstoffsuspension FS miteinander vermischt. Dazu sind die Einheiten 10a und 10b jeweils gemäß den nachfolgenden Figuren in einer baulichen Einheit zur Vorrichtung 2 zusammengefasst. Die Ausführung der einzelnen Einrichtungen zur Querverteilung 11a und 11b einer einzelnen Baueinheit 10a, 10b entspricht dabei jeweils der in den 1 bis 4 beschriebenen. Die Zusammenschaltung erfolgt derart, dass zur Kopplung mit dem Sektionalstrom in der entsprechenden Sektion 8.1 bis 8.n eine von beiden Einheiten 10a und 10b gemeinsam genutzte Einrichtung 26 zur Einmischung der dosierten und gemischten fluiden Medien in die Faserstoffsuspension FS vorgesehen ist. Diese Einrichtung 26 übernimmt die Funktionen der Einrichtungen 13a, 13b und bildet diese. Die Einrichtung 26 ist dazu in einem Gehäusemodul 27 integriert, an welchem die Einrichtungen 11a, 11b, 12a, 12b sowie 12a, 12b angeschlossen sind. Die einzelnen Ausgänge 20a, 20b der einzelnen Baueinheiten 10a, 10b sind mit der Einrichtung 26 zur Einmischung der dosierten und gemischten fluiden Medien über einen Mischraum 28 gekoppelt, der von der Wandung des Gehäusemoduls 27 gebildet wird. Über die mit dem Mischraum 28 gekoppelte Einrichtung 26 werden die dosierten und miteinander gemischten Medien an die jeweilige Sektion 8.1 bis 8.n des Stoffauflaufs 3 abgegeben. Die einzelnen Einheiten 10a und 10b sind in einem Winkel α zueinander angeordnet, wobei die Anordnung vorzugsweise derart erfolgt, dass diese in den gemeinsamen Mischraum 28 ebenfalls unter dem gleichen Winkel münden. Die Anordnung in einem Winkelbereich von 30 bis 160 Grad, vorzugsweise von 45 bis 120 Grad, insbesondere von 50 bis 90 Grad, ermöglicht eine besonders platzsparende Anordnung von unterschiedlichen Baueinheiten 10a, 10b innerhalb einer Vorrichtung 2.
Der Mischraum 28 ist mit den Austritten 20a, 20b der einzelnen Baueinheiten 10a, 10b verbunden, ferner mit der Einrichtung 26. Das Vermischen erfolgt entsprechend 5 allein aufgrund der Zusammenführung der einzelnen über die Dosiereinrichtungen 12a, 12b dosierten Fluidströme als Funktion der Geometrie und Dimensionierung des Mischraums 28 und der Einströmgeschwindigkeit der einzelnen Ströme dosierter fluider Medien.
In einer vorteilhaften Ausführung sind die Gehäuse 19a, 19b und der Gehäusemodul 27 als separate Bauteile ausgeführt, so dass über die an diesen vorgesehenen Anschlüsse unterschiedliche Komponenten miteinander zusammengeschaltet werden können. Die Verbindung erfolgt dichtend und vorzugsweise mechanisch. Denkbar ist auch die Ausführung der Gehäuse 19a, 19b und des Gehäusemoduls 27 als integrale, d. h. einteilige Einheit.
Die Einrichtung 26 umfasst auch hier vorzugsweise eine Düse 17, welche gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung im Gehäusemodul 27 eingeführt oder an diesem ausgeformt ist und mit dem Mischraum 28 verbunden ist.
Verdeutlicht die 5 eine Ausführung, in welcher keine separate Vorrichtung zur Vermischung im Mischraum 28 vorgesehen ist und die Vermischung lediglich durch das Eindüsen der einzelnen über die Komponenten der Einheiten 10a, 10b eingebrachten Teilströme erfolgt, verdeutlicht die 6 eine vorteilhafte Weiterentwicklung gemäß 5, bei welcher im Mischraum 28 eine Mischeinrichtung, insbesondere in Form eines statischen oder dynamischen Mischers 29 integriert ist. Der übliche Grundaufbau entspricht dem in 5 beschriebenen, weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden und bezüglich der Erläuterungen auf die 5 verwiesen wird. Die Einmischung in die Faserstoffsuspension FS erfolgt in beiden Fällen mittels der Düse 17. Anstelle der Düse 17 ist auch ein Dosierrohr denkbar. Die einzustellenden Druckdifferenzen zwischen den zu dosierenden und gemischten Medien und der Faserstoffsuspension FS betragen im Bereich von 0,25 bis 40 bar, vorzugsweise von 0,25 bis 25 bar, insbesondere von 1 bis 10 bar.
Die 7 verdeutlicht eine Vorrichtung 2 zur Eindosierung zweier fluider Medien in eine Faserstoffsuspension FS mit jeweils zur Eindosierung der beiden Medien vorgesehenen Baueinheiten 10a, 10b aus Einrichtungen 11a, 11b zur Querverteilung, Dosiereinrichtungen 12a, 12b und Einrichtungen 13a, 13b zum Einmischen in die Faserstoffsuspension FS als Prinzipskizze für den konkreten Anwendungsfall der dosierten Einmischung eines ersten fluiden Mediums in Form von eines die Retention beeinflussenden Mediums, insbesondere Retentionsmittel R, und eines zweiten fluiden Mediums, insbesondere einer Mischung aus einem Superklarfiltrat SK und Füllstoffslurry F, welche hier mit SKF bezeichnet ist. Der Grundaufbau der Vorrichtung 2 entspricht dem in den 5 und 6 beschriebenen, weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet werden. Beide Dosiereinrichtungen 12a und 12b in den jeweiligen Einheiten 10a und 10b dosieren dabei das einzelne fluide Medium, die Dosiereinrichtung 12b das Retentionsmittel, die Dosiereinrichtung 12a die Mischung aus einem Superklarfiltrat und Füllstoffslurry SKF in der gewünschten Menge in einen von beiden Einheiten 10a und 10b gemeinsam genutzten Mischraum 28, aus welchen diese über die gemeinsame Einrichtung 26 in die entsprechende Sektion 8 der Faserstoffsuspension FS eingemischt werden.
Auch hier kann der Mischraum 28 optional mit einem Mischer 29 ausgebildet werden. Die Eindosierung in die Faserstoffsuspension FS erfolgt vorzugsweise über einen statischen Mischer 30. Der Mischer 30 selbst ist im Bereich der Dosierstelle integriert. Bei dieser Ausführung spricht man auch von einem Inline-Mischer. Dieser ist durch eine kurze Einbaustrecke charakterisiert. Je nach Ausführung kann jedoch auch hier der Austritt aus dem Gehäusemodul 27 als Düse ausgeformt oder mit einer Düse gekoppelt sein.
8 verdeutlicht anhand einer Darstellung gemäß 1 beispielhaft das Grundprinzip und die Grundausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur sektionalen Dosierung von zumindest zwei fluiden Medien in eine Faserstoffsuspension FS, insbesondere die einzelnen Sektionen 8.1 bis 8.n, welche jeweils Faserstoffsuspensionsteilströme, gebildet über das zentrale Verteilrohr 7, führen. Dabei werden entsprechend des dargestellten Prinzips die einzelnen Volumenströme, hier beispielhaft für ein Retentionsmittel Q_R und für eine Füllstoff-Superklarfiltratmischung Q_SKF, zusammen über jeweils eine entsprechende Vorrichtung 2.1 bis 2.n zur Eindosierung mengengeregelt zudosiert in die über die Maschine 1 verteilten jeweiligen Sektionen 8.1 bis 8.n zugegeben. In der nachfolgend dargestellten Übersicht sind beispielhaft entsprechend der Auslegung für ein Ausführungsbeispiel mögliche zu dosierende Mengen, bei einer Eindosierung in einer Teilung von 50 mm, dargestellt:

Q_R (0,9 kg/t) [Dosierung Retentionsmittel] 0,71 l/min

Q_F 0,44 l/min

Q_SKF 7,20 l/min

Q_Gesamt 8,35 l/min
Eine beispielhafte Dosierung von 0,2 l/min entspricht einer Retentionsmittelmenge von 0,25 kg/t, eine beispielhafte Dosierung von 1,0 l/min entspricht dann einer Retentionsmittelmenge von 1,26 kg/t. Die jeweilige Gesamtdosiermenge (Q_Gesamt) ändert sich entsprechend der sich ändernden Teilmenge Q_R.
Der Grundaufbau des Stoffauflaufes 3 entspricht dem in 1 beschriebenen. Der Aufbau einer einzelnen Vorrichtung 2.1 bis 2.n entspricht vorzugsweise einer Ausführung gemäß der 5 bis 7. Dabei ist jedem einzelnen fluiden Medium in jeder Sektion 8.1 bis 8.n vorzugsweise eine jeweilige Einheit 10a und 10b zugeordnet, die über eigenständige Dosiereinrichtungen 12a und 12b, für dieses fluide Medium eigenständige Einrichtungen 11a und 11b zur Verteilung über die Maschinenquerrichtung CD sowie Einrichtungen zur Einmischung in die sektionalen Teilströme der Faserstoffsuspension FS in den Sektionen 8.1 bis 8.n verfügen, wobei hier in vorteilhafter Weise vor der Einmischung in die Faserstoffsuspension FS und damit den in den Sektionen 8.1 bis 8.n geführten jeweiligen Faserstoffsuspensionsströmen ein Durchmischen erfolgt und nur der durchmischte Strom eingebracht wird, wobei die Anteile der einzelnen fluiden Bestandteile mengengeregelt sind. Dargestellt ist die Vorabvermischung von Superklarfiltrat SK und dem Füllstoff F mit unterschiedlichen Volumenströmen Q_SK und Q_F zu Q_SKF, wobei die Zusammenführung vordem Eintritt in die Einrichtung 11a erfolgt. In der jeweiligen Einrichtung 11a in Form eines Gehäuses 19a erfolgt dann durch die Integration der entsprechenden Dosiereinrichtung 12a und deren Wirkungsweise die Dosierung entsprechend einer vordefinierten Dosieranforderung und die Abgabe an eine Einrichtung 26 zur Einmischung in die Faserstoffsuspension FS. Das Retentionsmittel R, insbesondere der Volumenstrom Q_R wird in der Baueinheit 10b dosiert. Die Mischung mit dem dosierten Volumenstrom Q_SKF erfolgt im Mischraum 28 und der Austritt über die Einrichtung 26.
Zur Steuerung zumindest einer, die Eigenschaft der Faserstoffbahn FB zumindest mittelbar beschreibenden Größe in Form des Flächengewichts FG wird über die Maschinenquerrichtung CD zumindest ein Sollwert Xsoll-FG einer das lokale Flächengewicht der Faser- oder Vliesstoffbahn in Maschinenquerrichtung CD wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe vorgegeben und in Abhängigkeit zumindest einer das Flächengewicht FG beschreibenden, hier vorzugsweise die Eigenschaften der Faserstoffsuspension FS wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe Xist-FS das die Retention beeinflussende Medium, insbesondere das Retentionsmittel R sektional in Maschinenquerrichtung CD zudosiert. Dazu erfolgt im Verfahrensschritt A eine Sollwertvorgabe für die Eigenschaft der Faserstoffbahn FB, vorzugsweise das Flächengewicht FG Xsoll-FG in Maschinenquerrichtung CD. In einem Verfahrensschritt B wird zumindest ein Istwert Xist-FG einer die Eigenschaften der Faserstoffbahn wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe in Form des Flächengewichts FG als Funktion des Istwerts Xist-FS einer die Faserstoffsuspension FS wenigstens mittelbar beschreibenden Größe über die Maschinenquerrichtung CD ermittelt und im Verfahrensschritt C der Ist- mit dem Sollwert verglichen. Bei Abweichung wird aus dieser und dem Sollwert Xsoll-FG in D eine Stellgröße YR zur lokalen Zudosierung von über eine Retentionsmittelaufbereitung 31 bereitgestelltem Retentionsmittel R in den einzelnen Sektionen 8.1 bis 8.n gebildet und die Stelleinrichtungen der Baueinheiten 10b der Vorrichtungen 2.1 bis 2.n entsprechend der jeweiligen sektional erforderlichen Änderung angesteuert. Das Verfahren ist in 9 anhand eines Signalflussbilds wiedergegeben. In Analogie gelten die genannten Aussagen auch für die Steuerung/Regelung einer weiteren, die Eigenschaften der Faserstoffbahn FB wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe, beispielsweise des Aschegehalts. Dieser wird entsprechend der Vorgehensweise in 9 über die Baueinheit 10a eingesteuert/eingeregelt, wobei die Steuerung/Regelung als Funktion der sektional einzudosierenden Menge an Füllstoffslurry erfolgt.
Die 8 verdeutlicht schematisiert die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 32 und die Eingangsgrößen Xist-FB als aktuelle und in Maschinenquerrichtung CD mittels Einrichtungen 33, 34 ermittelte Istwerte für die, die Eigenschaften der Faserstoffbahn FB wenigstens mittelbar charakterisierenden Größen, Xist-FG für die das Flächengewicht wenigstens mittelbar beschreibenden Größen, Xist-A für die den Aschegehalt wenigstens mittelbar charakterisierenden Größen, Xist-FS für die, die Eigenschaften der Faserstoffsuspension wenigstens mittelbar charakterisierenden Größen. In Abhängigkeit der Größe der Istwertabweichung von den jeweiligen Sollwerten Xsoll-FB, Xsoll-FG, Xsoll-A werden die Stellgrößen YR und/oder YSKF zur Ansteuerung der Stelleinrichtungen, insbesondere 10a, 10b zur jeweils erforderlichen und unabhängig voneinander erfolgenden sektionalen Zudosierung von Retentionsmittel R und einer Mischung von Filtrat SK und Füllstoff F zur Faserstoffsuspension FS gebildet.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die in den 1 bis 9 beschriebenen Ausführungen beschränkt. Weiterentwicklungen, insbesondere konkrete konstruktive Ausführungen betreffend, sind denkbar.
Bezugszeichenliste

1: Maschine zur Herstellung einer Faser- und/oder -Vliesstoffbahn
2, 2.1–2.n: Vorrichtung zum sektionalen Eindosieren eines fluiden Mediums
3: Stoffauflauf
4: Austrittsöffnung
5: Formiereinheit
6: Formiersieb
7: Verteiler, Verteilerraum
8, 8.1–8.n: Sektionen
9: Strömungstechnische Kopplung
10, 10.1–10.n, 10a, 10b: Baueinheit zur Eindosierung von fluiden Medien
11, 11.1–11.n, 11a, 11b: Einrichtung zur Querverteilung des jeweiligen fluiden Mediums
12, 12.1–12.n, 12a, 12b: Dosiereinrichtung
13, 13.1–13.n, 13a, 13b: Einrichtung zur Einmischung des dosierten Mediums in die Faserstoffsuspension, insbesondere mittelbare oder unmittelbare Einmischung
14: System zur Eindosierung
15: Ringleitung
16: Zuleitung
17: Düse
18: Wandung
19, 19a, 19b: Gehäuse
20, 20a, 20b: Austritt
21, 21a, 21b: Innenraum
22: Ventilkörper
23: Ventilsitz
24, 24a, 24b: Stelleinrichtung
25, 25a, 25b: Ventileinrichtung
26: Einrichtung
27: Gehäusemodul
28: Mischraum
29: Mischeinrichtung
30: Mischer
31: Retentionsmittelaufbereitung
32: Steuer- und/oder Regelvorrichtung
33: Erfassungseinrichtung
34: Erfassungseinrichtung
A, B, C, D: Verfahrensschritte
CD: Maschinenquerrichtung
F: Füllstoff
FB: Faserstoffbahn
FS: Faserstoffsuspension
MD: Maschinenrichtung
QF: Volumenstrom Füllstoff
QSF: Volumenstrom Superklarfiltrat
QR: Volumenstrom Retentionsmittel
QSKF: Volumenstrom Superklarfiltrat-/Füllstoffmischung
R: Retentionsmittel
SK: Superklarfiltrat
SKF: Superklarfiltrat-/Füllstoffmischung
Xist-FB: Istwert einer Eigenschaft der Faserstoffbahn
Xist-FG: Istwert Flächengewicht
Xist-A: Istwert Aschegehalt
Xist-FS: Istwert einer Eigenschaft der Faserstoffsuspension
Xsoll-FB: Sollwertwert einer Eigenschaft der Faserstoffbahn
Xsoll-FG: Sollwert Flächengewicht
Xsoll-A: Sollwert Aschegehalt
Xsoll-FS: Sollwert einer Eigenschaft der Faserstoffsuspension
YSKF: Stellgröße
YR: Stellgröße

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4237309 A1 [0004]
WO 99/43887 A1 [0005]
US 6659636 B1 [0005]
WO 99/43887 [0005]

Claims

Vorrichtung (2, 2.1–2.n) zur sektionalen Eindosierung zumindest eines Mediums, insbesondere eines fluiden Mediums in ein über einen in Querrichtung erstreckenden Ausbringbereich ausbringbares weiteres fluides Medium, insbesondere eine über eine Erstreckung in Maschinenquerrichtung (CD) ausbringbare Faserstoffsuspension (FS), umfassend zumindest eine Einrichtung (11, 11.1–11.n, 11a, 11b) zur Querverteilung des zumindest einen fluiden Mediums zu einer einzelnen Sektion (8, 8.1–8.n), eine dieser Sektion (8, 8.1–8.n) des Ausbringbereichs zugeordnete Dosiereinrichtung (12, 12.1– 12.n, 12a, 12b) zur Dosierung des zumindest einen fluiden Mediums und eine Einrichtung (13, 13.1–13.n, 13a, 13b) zum Einmischen des dosierten Mediums in das in dieser Sektion (8, 8.1–8.n) des Ausbringbereichs ausbringbare weitere fluide Medium, dadurch gekennzeichnet, dass die einer einzelnen Sektion (8, 8.1–8.n) zugeordnete Einrichtung (11, 11.1–11.n, 11a, 11b) zur Querverteilung, Dosiereinrichtung (12, 12.1–12.n, 12a, 12b) und Vorrichtung (13, 13.1–13.n, 13a, 13b) zur zumindest mittelbaren Einmischung des dosierten fluiden Mediums eine bauliche Einheit (12, 12.1–12.n, 12a, 12b) bilden.
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (11, 11.1–11.n, 11a, 11b) zur Querverteilung einer Sektion (8, 8.1–8.n) des Ausbringbereichs zugeordneten baulichen Einheit (12, 12.1–12.n, 12a, 12b) ein Gehäuse (19, 19a, 19b) mit einem über zumindest einen Zulauf mit dem einzudosierenden Medium befüllbaren Innenraum (21, 21a, 21b), zumindest einen direkt oder indirekt über die Dosiereinrichtung (12, 12.1–12.n, 12a, 12b) mit dem Innenraum (21, 21a, 21b) gekoppelten Austritt (20, 20a, 10b) für das dosierte Medium und Mittel (9) zur strömungstechnischen Kopplung mit anderen Sektionen (8, 8.1–8.n) zugeordneten Einrichtungen (11, 11.1–11.n, 11a, 11b) zur Querverteilung umfasst.
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Sektionen (8, 8.1–8.n) zugeordneten Einrichtungen (11, 11.1–11.n, 11a, 11b) zur Querverteilung von einem gemeinsamen Gehäuse gebildet werden, umfassend einen über zumindest einen Zulauf mit dem einzudosierenden Medium befüllbaren Innenraum (21), jeweils unterschiedlichen Sektionen (8, 8.1–8.n) zugeordnete und direkt oder indirekt über die jeweilige Dosiereinrichtung (12, 12.1–12.n, 12a, 12b) mit dem Innenraum (21, 21a, 21b) gekoppelte Austritte für das dosierte Medium und Mittel (9) zur strömungstechnischen Kopplung mit anderen Sektionen (8, 8.1–8.n) zugeordneten Einrichtungen (11, 11.1–11.n, 11a, 11b) zur Querverteilung.
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen einer oder mehreren Sektionen (8, 8.1–8.n) zugeordneten Gehäuse (19, 19a, 19b) der Einrichtungen (11, 11.1–11.n, 11a, 11b) zur Querverteilung strömungstechnisch über eine Ringleitung (15) miteinander zusammenschaltbar sind.
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen einer oder mehreren Sektion (8, 8.1–8.n) zugeordneten Gehäuse der Einrichtungen (11, 11.1–11.n, 11a, 11b) zur Querverteilung druck- und flüssigkeitsdicht mechanisch miteinander gekoppelt sind.
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Einrichtung (13, 13.1–13.n, 13a, 13b) zum Einmischen des dosierten Mediums an der Einrichtung (11, 11.1–11.n, 11a, 11b) zur Querverteilung, insbesondere durch An- oder Ausformung am Gehäuse (19, 19a, 19b) ausgebildet ist.
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Einrichtung (13, 13.1–13.n, 13a, 13b) zum Einmischen des dosierten Mediums von der Dosiereinrichtung (12, 12.1–12.n, 12a, 12b) gebildet wird.
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Einrichtung (13, 13.1–13.n, 13a, 13b) zum Einmischen eine zumindest eine der nachfolgend genannten Einrichtungen umfasst: – Düse (17); – Perforiertes Rohrelement; – Statischer oder dynamischer Mischer (29, 30).
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Dosiereinrichtung (12, 12.1–12.n, 12a, 12b) zumindest eine steuer- und/oder regelbare Ventileinrichtung (25, 25a, 25b) oder ein steuer- und/oder regelbares Ventilsystem umfasst.
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest zwei einer Sektion (8, 8.1–8.n) zugeordnete Baueinheiten (10, 10a, 10b) für unterschiedliche Medien, umfassend jeweils eine Einrichtung (11, 11a, 11b) zur Querverteilung, eine Dosiereinrichtung (12, 12a, 12b) und eine gemeinsame Einrichtung (26) zum Einmischen der einzelnen dosierten fluiden Medien in die Faserstoffsuspension (FS) aufweist.
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest zwei einer Sektion (8, 8.1–8.n) zugeordnete Baueinheiten (10, 10a, 10b) für unterschiedliche Medien, umfassend jeweils eine Einrichtung (11, 11a, 11b) zur Querverteilung, eine Dosiereinrichtung (12, 12a, 12b) und eine Einrichtung (13, 13a, 13b, 26) zum Einmischen des einzelnen dosierten fluiden Mediums ein weiteres fluides Medium, aufweist.
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (13, 13a, 13b) zum Einmischen des dosierten Mediums zumindest zweier einer Sektion (8, 8.1–8.n) zugeordneten Baueinheiten (10, 10a, 10b) für unterschiedliche Medien von einer gemeinsamen Einrichtung (26) zum Einmischen gebildet werden.
Vorrichtung (2, 2.1–2.n) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsamen Einrichtung (26) zum Einmischen zumindest ein Mischraum (28) zur Mischung der einzelnen fluiden Medien vorgeordnet ist, wobei die Mischung aufgrund der Zufuhr und/oder mittels zusätzlicher Einrichtungen, insbesondere Mischer (29, 30) erfolgt.
Verfahren zur Steuerung/Regelung einer die Eigenschaften einer Faserstoffbahn (FB) wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe, insbesondere des Flächengewichtsquerprofils (FG), durch sektionale Zugabe von die Eigenschaften der Faserstoffsuspension (FS) beeinflussenden Medien, dadurch gekennzeichnet, dass eine das lokale Flächengewicht (FG) der Faserstoffbahn (FB) wenigstens mittelbar charakterisierende Größe (Xist-FG) erfasst wird und bei Abweichung von einem Sollwert (Xsoll-FG) in Abhängigkeit zumindest einer die Faser- oder Vliesstoffsuspension (FS) wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe (Xist-FS) das die Retention beeinflussende Medium (R) sektional in Maschinenquerrichtung (CD) mittels einer Vorrichtung (2, 2.1–2.n) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 zudosiert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Eigenschaften der Faserstoffbahn (FB) wenigstens mittelbar charakterisierende Größe, insbesondere der Aschegehalt (Xist-A) erfasst wird und bei Abweichung von einem Sollwert (Xsoll-A) ein weiteres fluides Medium, insbesondere eine Filtrat-Füllstoff-Mischung sektional in Maschinenquerrichtung (CD) mittels der Vorrichtung (2, 2.1–2.n) gemäß der Ansprüche 1 bis 13 unabhängig von der Zudosierung des die Retention beeinflussenden Mediums (R) zudosiert wird.