DE10230301A1

DE10230301A1 - Verfahren zum Verteilen einer Faserstoffsuspension im Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine und Stoffauflauf

Info

Publication number: DE10230301A1
Application number: DE2002130301
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ruf; Hans Loser
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2003-04-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verteilen einer Faserstoffsuspension (3) im Stoffauflauf (1) einer Papier- oder Kartonmaschine, bei dem die Faserstoffsuspension (3) aus einem Verteiler (2) über eine Führungseinrichtung (4), die aus einer Mehrzahl von aus Turbulenzerzeugungselementen (7) gebildeten Turbulenzerzeugern (5, 6) besteht, wobei zwischen zwei aufeinander folgenden Turbulenzerzeugern (5, 6) eine Zwischenkammer (8) liegt, in eine Düse (9) geführt wird, aus der sie über einen Spalt (10) als Faserstoffsuspensionsstrahl (11) austritt. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche der Turbulenzerzeugungselemente (7) einen jeweiligen Druckverlust (DELTAp) von größer 0,3 bar, vorzugsweise von größer 0,2 bar, aufweisen und dass die dem Stoffauflauf (1) über den Verteiler (2) zugeführte Faserstoffsuspension (3) ausschließlich über die Düse (9) abgeführt wird. DOLLAR A Weiterhin betrifft die Erfindung einen Stoffauflauf (1) einer Papier- oder Kartonmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verteilen einer Faserstoffsuspension im Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2.

Sowohl ein derartiges Verfahren als auch ein derartiger Stoffauflauf sind aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 37 15 329 A1 bekannt.

Der Stoffauflauf weist einen Verteiler zum Verteilen einer Faserstoffsuspension über die Maschinenbreite auf. Der Verteiler ist über eine Führungseinrichtung mit einer Düse verbunden, aus der die Faserstoffsuspension über einen Spalt als Faserstoffsuspensionsstrahl austritt. Die Führungseinheit weist eine Vielzahl von Kanälen auf. Diese Kanäle können, wie beispielsweise in dem US-Patent 3,725,197 beschrieben ist, stufenartig oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein. Die Führungseinheit kann jedoch auch, wie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 43 20 243 A1 (PA06533 DE) des Anmelders dargelegt ist, aus einer Mehrzahl von aus Turbulenzerzeugungselementen gebildeten Turbulenzerzeugern bestehen, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Turbulenzerzeugern eine Zwischenkammer liegt.

Nachteilhaft an diesen Stoffaufläufen ist, dass ihre jeweiligen Verteiler mit je einem Rückführsystem für überschüssige Faserstoffsuspension versehen sind. Dieses jeweilige Rückführsystem weist in der Regel eine Rückführleitung und eine Durchfluss-Steuerung, umfassend eine Steuereinheit samt mindestens einem Sensor (Druckfühler), mindestens einem Aktuator (Steuerschieber) und diversen Leitungen, auf. Ein solches Rückführsystem verursacht nicht zu unterschätzende Kosten sowohl in der Anschaffung, im Betrieb als auch in der Wartung und es ist überdies noch träge in der Funktion und anfällig für Reparaturen.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und einen Stoffauflauf der eingangs genannten Arten darzustellen, welche die bekannten Nachteile eines Rückführsystems für überschüssige Faserstoffsuspension bei Gewährleistung optimaler Produktionsparameter vermeiden. Weiterhin sollte auch noch die Wartungs- und Reinigungsfreundlichkeit des Stoffauflaufs verbessert werden.

Diese erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Bereiche der Turbulenzerzeugungselemente einen jeweiligen Druckverlust von größer 0,3 bar, vorzugsweise von größer 0,2 bar, aufweisen und dass die dem Stoffauflauf über den Verteiler zugeführte Faserstoffsuspension ausschließlich über die Düse abgeführt wird.

Dieses Verfahren mit den erfindungsgemäßen Druckverlusten erbringt den Vorteil, dass sich beispielsweise die Faserorientierung nicht mehr relevant über eine etwaige Rezirkulationsmenge an überschüssiger Faserstoffsuspension ändert, das Rückführsystem für überschüssige Faserstoffsuspension also gänzlich entfallen kann.

Diese erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der jeweilige Druckverlust in den Bereichen der Turbulenzerzeugungselemente größer 0,3 bar, vorzugsweise größer 0,2 bar, ist, dass der Verteiler einen sich in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension verjüngenden Querschnitt aufweist und dass der Verteiler im Bereich seines größten Querschnitts an eine Zuführleitung für die Faserstoffsuspension angeschlossen ist.

Auch hier ergeben sich Vorteile ähnlich der verfahrensmäßigen Vorteile der Erfindung. Das Nichtvorhandensein eines Rückführsystems für überschüssige Faserstoffsuspension hat bei den angegebenen Druckverlusten keinerlei Einwirkung mehr auf das Erreichen optimaler Produktionsparameter, wie beispielsweise der Faserorientierung. Der sich in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension verjüngende Querschnitt des Verteilers und der Anschluss der Zuführleitung für die Faserstoffsuspension im Bereich des größten Querschnitts des Verteilers stellen überdies sicher, dass die Faserstoffsuspension unter annähernd gleichen Drücken dem ersten Turbulenzerzeugungselement zugeführt wird.

In erster Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verteiler im Bereich seines vorzugsweise kleinsten endseitigen Querschnitts mindestens ein abnehmbares Bauteil aufweist. Dieses abnehmbare Bauteil verbessert in hohem Maße die Wartungs- und Reinigungsfreundlichkeit des Stoffauflaufs.

Damit die hydraulische Höhe des Bauteils erhalten bleibt, weist es einen rechtwinkligen Querschnitt auf. Infolgedessen erfolgt die Reduktion des Querschnitts nur noch einachsig.

In vorteilhafter Weise ist das Bauteil als ein Klappteil ausgebildet, wobei es vorzugsweise mittels mindestens einer Gelenkverbindung und dazugehöriger Befestigung mit dem Verteiler verbunden ist. Die Gelenkverbindung ist stromaufwärts, stromabwärts oder seitlich angebracht. Eine derartige Gelenkverbindung zählt zum allseits bekannten Stand der Technik und hat sich in vielen diversen Anwendungen bereits bestens bewährt.

Jedoch kann das Bauteil erfindungsgemäß auch mittels einer Vielzahl von Schraubverbindungen oder mittels einer Vielzahl von Schieberverbindungen mit dem Verteiler verbunden sein.

Das Bauteil ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung als Reinigungszugang für den Verteiler und/oder als Probenentnahmestelle für Faserstoffsuspension ausgebildet. Diese Ausgestaltungen zeichnen sich insbesondere durch einen praktischen Nutzen aus; sie sind also in vielerlei Hinsicht vorteilhaft.

Das Turbulenzerzeugungselement ist in weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung entweder ein Gitter oder ein Kanal. Der Kanal weist dabei eine strömungstechnisch optimale Kontur, wie beispielsweise eine wabenförmige oder eine kreisförmige Kontur, auf. Ferner ist es hinsichtlich der Turbulenzerzeugung von Vorteil, wenn der Kanal einen Stufensprung aufweist.

Weiterhin kann der erfindungsgemäße Stoffauflauf mit einer sektionierten Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie) ausgebildet sein. Bei dieser Ausbildung des Stoffauflaufs wird die Möglichkeit geschaffen, den Durchsatz, die Stoffdichte und somit das Flächengewicht und die Faserorientierung sektional regeln zu können.

Auch kann der erfindungsgemäße Stoffauflauf als Mehrschichtenstoffauflauf ausgebildet sein. Ein derartiger Stoffauflauf empfiehlt sich insbesondere bei der Herstellung von Papier- oder Kartonbahnen mit höherwertigen Außenschichten.

Der erfindungsgemäße Stoffauflauf wird bei vorteilhafter Verwendung zur Bildung eines in einer Papier- oder Kartonmaschine entwässerbaren Faserstoffsuspensionsstrahls eingesetzt.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, 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 Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematisierte Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stoffauflauf;

Fig. 2 eine schematisierte Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Verteilers in Richtung B der Fig. 1; und

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Verteiler des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs.

Die Fig. 1 zeigt eine schematisierte Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stoffauflauf 1.

Dieser Stoffauflauf 1 einer Papier- oder Kartonmaschine ist mit einem Verteiler 2 zum Verteilen einer Faserstoffsuspension 3 über die Maschinenbreite M versehen. Der Verteiler 2 wiederum ist über eine Führungseinrichtung 4, die aus einer Mehrzahl von aus Turbulenzerzeugungselementen 7 gebildeten Turbulenzerzeugern 5, 6 besteht, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Turbulenzerzeugern 5, 6 eine Zwischenkammer 8 liegt, mit einer Düse 9 verbunden ist. Aus dieser Düse 9 tritt dann die Faserstoffsuspension 3 über einen Spalt 10 als Faserstoffsuspensionsstrahl 11, welcher in eine nicht dargestellte Siebpartie einer Papier- oder Kartonmaschine geführt wird, aus.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der jeweilige Druckverlust Δp in den Bereichen der Turbulenzerzeugungselemente 7 größer 0,3 bar, vorzugsweise größer 0,2 bar, ist, dass der Verteiler 2 einen sich in Strömungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 verjüngenden Querschnitt Q aufweist und dass der Verteiler 2 im Bereich seines größten Querschnitts an eine Zuführleitung 12 (Pfeil) für die Faserstoffsuspension 3 angeschlossen ist. Dabei ist es verfahrensmäßig von Wichtigkeit, dass die dem Stoffauflauf 1 über den Verteiler 2 zugeführte Faserstoffsuspension 3 ausschließlich über die Düse 9 abgeführt wird.

Der Verteiler 2 weist im Bereich seines vorzugsweise kleinsten endseitigen Querschnitts Q mindestens ein abnehmbares Bauteil 13 auf, welches vorzugsweise einen rechtwinkligen Querschnitt Q_R aufweist.

Weiterhin ist das Bauteil 13 als ein Klappteil 14 ausgebildet, welches mittels mindestens einer Gelenkverbindung 15 und dazugehöriger Befestigung mit dem Verteiler 2 verbunden ist. Die Gelenkverbindung 15 ist in der Fig. 1 stromaufwärts angebracht, sie kann in weiterer Ausgestaltung jedoch auch stromabwärts oder seitlich angebracht sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Bauteil 13, in nicht dargestellter Bauweise, auch mittels einer Vielzahl von Schraubverbindungen oder mittels einer Vielzahl von Schieberverbindungen mit dem Verteiler verbunden sein.

Das Bauteil 13 kann bei entsprechender konstruktiver Ausbildung als Reinigungszugang oder als Probenentnahmestelle ausgebildet sein.

Das Turbulenzerzeugungselement 7 kann in erfindungsgemäßer Ausgestaltung als ein Gitter oder als ein Kanal 16, wie in der Fig. 1 dargestellt, ausgebildet sein. Der Kanal 16 weist im Regelfall eine strömungstechnisch optimale Kontur, wie beispielsweise eine wabenförmige Kontur oder eine kreisförmige Kontur, auf. In der Fig. 1 weist, wie in der Fig. 2 besser ersichtlich ist, jeder Kanal 16 eine kreisförmige Kontur mit je einem Stufensprung 17 auf.

Der erfindungsgemäße Stoffauflauf 1 kann in weiterer Ausgestaltung auch mit einer sektionierten Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie), wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 19 593 A1 (PA04598 DE) des Anmelders offenbart ist, ausgebildet sein. Da ein derartiger 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.

Auch kann der erfindungsgemäße Stoffauflauf 1 als Mehrschichtenstoffauflauf, wie er beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 42 25 297 A1 (PA06531 DE) des Anmelders offenbart ist, ausgebildet sein. Da auch ein derartiger Mehrschichtenstoffauflauf seit geraumer Zeit zum bekannten Stand der Technik zählt, wird an dieser Stelle von dessen Darstellung und Beschreibung Abstand genommen.

Ein derartiger erfindungsgemäßer Stoffauflauf kann anwendungstechnisch vorzüglich zur Bildung eines in einer Papier- oder Kartonmaschine entwässerbaren Faserstoffsuspensionsstrahls eingesetzt werden.

Die Fig. 2 zeigt eine schematisierte Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 1.

In dieser Figur sind deutlich die zum Stoffauflauf 1 einer Papier- oder Kartonmaschine gehörenden Baugruppen und -teile erkennbar: der Verteiler 2 zum Verteilen einer Faserstoffsuspension 3 über die Maschinenbreite, die Führungseinrichtung 4, die aus einer Mehrzahl von aus Turbulenzerzeugungselementen 7 gebildeten Turbulenzerzeugern 5, 6 gebildet ist, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Turbulenzerzeugern 5, 6 eine Zwischenkammer 8 liegt, und die Düse 9 mit ihrem Spalt 10.

Es ist, wie bereits oben angedeutet wurde, klar ersichtlich, dass das Turbulenzerzeugungselement 7 aus einem Kanal 16, der eine kreisförmige Kontur mit einem Stufensprung 17 aufweist, gebildet ist.

Und die Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Verteilers 2 in Richtung B der Fig. 1.

Es ist deutlich erkennbar, dass der Verteiler 2 im Bereich seines vorzugsweise kleinsten endseitigen Querschnitts Q mindestens ein abnehmbares Bauteil 13 aufweist, welches vorzugsweise einen rechtwinkligen Querschnitt Q_R aufweist. Das Bauteil 13 als ein Klappteil 14 ausgebildet, welches mittels mindestens einer Gelenkverbindung 15 (Strichpunktlinie) und dazugehöriger Befestigung mit dem Verteiler 2 verbunden ist. Die Gelenkverbindung 15 ist in der Ausführung gemäß der Fig. 3 stromaufwärts angebracht; sie kann in weiterer Ausgestaltung jedoch auch stromabwärts oder seitlich angebracht sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Bauteil 13, in nicht dargestellter Bauweise, auch mittels einer Vielzahl von Schraubverbindungen oder mittels einer Vielzahl von Schieberverbindungen mit dem Verteiler verbunden sein.

Die Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf den Verteiler 2 des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 mit geschlossenem und geöffnetem Klappteil 14, welches mittels einer Gelenkverbindung 15 und dazugehöriger Befestigung mit dem Verteiler 2 verbunden ist.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung sowohl ein Verfahren als auch ein Stoffauflauf eingangs genannten Arten geschaffen wird, welche die bekannten Nachteile eines Rückführsystems für überschüssige Faserstoffsuspension bei Gewährleistung optimaler Produktionsparameter vermeiden. Weiterhin werden auch noch die Wartungs- und Reinigungsfreundlichkeit des Stoffauflaufs verbessert. Bezugszeichenliste 1 Stoffauflauf
2 Verteiler
3 Faserstoffsuspension
4 Führungseinrichtung
5, 6 Turbulenzerzeuger
7 Turbulenzerzeugungselement
8 Zwischenkammer
9 Düse
10 Spalt
11 Faserstoffsuspensionsstrahl
12 Zuführleitung (Pfeil)
13 Bauteil
14 Klappteil
15 Gelenkverbindung
16 Kanal
17 Stufensprung
A-A Schnittlinie
B Richtung
M Maschinenbreite
Δp Druckverlust
Q Querschnitt
Q_R rechtwinkligen Querschnitt
S Strömungsrichtung (Pfeil)

Claims

1. Verfahren zum Verteilen einer Faserstoffsuspension (3) im Stoffauflauf (1) einer Papier- oder Kartonmaschine, bei dem die Faserstoffsuspension (3) aus einem Verteiler (2) über eine Führungseinrichtung (4), die aus einer Mehrzahl von aus Turbulenzerzeugungselementen (7) gebildeten Turbulenzerzeugern (5, 6) besteht, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Turbulenzerzeugern (5, 6) eine Zwischenkammer (8) liegt, in eine Düse (9) geführt wird, aus der sie über einen Spalt (10) als Faserstoffsuspensionsstrahl (11) austritt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bereiche der Turbulenzerzeugungselemente (7) einen jeweiligen Druckverlust (Δp) von größer 0,3 bar, vorzugsweise von größer 0,2 bar, aufweisen und
dass die dem Stoffauflauf (1) über den Verteiler (2) zugeführte Faserstoffsuspension (3) ausschließlich über die Düse (9) abgeführt wird.

2. Stoffauflauf (1) einer Papier- oder Kartonmaschine mit einem Verteiler (2) zum Verteilen einer Faserstoffsuspension (3) über die Maschinenbreite (M), der über eine Führungseinrichtung (4), die aus einer Mehrzahl von aus Turbulenzerzeugungselementen (7) gebildeten Turbulenzerzeugern (5, 6) besteht, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Turbulenzerzeugern (5, 6) eine Zwischenkammer (8) liegt, mit einer Düse (9) verbunden ist, aus der die Faserstoffsuspension (3) über einen Spalt (10) als Faserstoffsuspensionsstrahl (11) austritt,
dadurch gekennzeichnet,
dass der jeweilige Druckverlust (Δp) in den Bereichen der Turbulenzerzeugungselemente (7) größer 0,3 bar, vorzugsweise größer 0,2 bar, ist, dass der Verteiler (2) einen sich in Strömungsrichtung (S) der Faserstoffsuspension (3) verjüngenden Querschnitt (Q) aufweist und
dass der Verteiler (2) im Bereich seines größten Querschnitts (Q) an eine Zuführleitung (12) für die Faserstoffsuspension (3) angeschlossen ist.

3. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (2) im Bereich seines vorzugsweise kleinsten endseitigen Querschnitts (Q) mindestens ein abnehmbares Bauteil (13) aufweist.

4. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (13) einen rechtwinkligen Querschnitt (Q_R) aufweist.

5. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (13) als ein Klappteil (14) ausgebildet ist.

6. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappteil (14) mittels mindestens einer Gelenkverbindung (15) und dazugehöriger Befestigung mit dem Verteiler (2) verbunden ist.

7. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverbindung (15) stromaufwärts, stromabwärts oder seitlich angebracht ist.

8. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (13) mittels einer Vielzahl von Schraubverbindungen mit dem Verteiler (2) verbunden ist.

9. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (13) mittels einer Vielzahl von Schieberverbindungen mit dem Verteiler (2) verbunden ist.

10. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (13) als Reinigungszugang ausgebildet ist.

11. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (13) als Probenentnahmestelle ausgebildet ist.

12. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbulenzerzeugungselement (7) ein Gitter ist.

13. Stoffauflauf (1) nach einen der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbulenzerzeugungselement (7) ein Kanal (16) ist.

14. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (16) eine wabenförmige Kontur aufweist.

15. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (16) eine kreisförmige Kontur aufweist.

16. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (16) einen Stufensprung (17) aufweist.

17. Stoffauflauf (1) nach einen der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffauflauf (1) mit einer sektionierten Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie) ausgebildet ist.

18. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffauflauf (1) als Mehrschichtenstoffauflauf ausgebildet ist.

19. Verwendung des Stoffauflaufs (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffauflauf (1) zur Bildung eines in einer Papier- oder Kartonmaschine entwässerbaren Faserstoffsuspensionsstrahls (11) eingesetzt wird.