DE19909379A1 - Anordnung an Papiermaschinen zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils mit Verdünnungswasser - Google Patents
Anordnung an Papiermaschinen zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils mit VerdünnungswasserInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung an Papiermaschinen zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils mit Verdünnungswasser. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine solche Anordnung zu schaffen, mit welcher die Vermischung der Sektionsströme mit dem Verdünnungswasser für ein breites zu fertigendes Sortiment an Papieren, insbesondere für die Herstellung von Papier mit verspinnungsträchtigen Faserstoffen, zu schaffen, die schon durch die gewählten konstruktiven Elemente eine hohe Konstanz der Sektionsströme gewährleistet, Verspinnungen verursachende Staustellen Strömungsablösungen vermeidet, einen geringen Regelbedarf hat und damit kostengünstig hergestellt werden kann. Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung, ausgehend von einem Rundverteiler mit symmetrischem Überlauf, dadurch, daß der Rundverteiler Anschlußstutzen für eine durch zwei teilbare Anzahl von Teilstrom-Sektionsleitungen hat, von denen jeweils zwei an eine Mischeinrichtung symmetrisch angeschlossen sind, zwischen den Teilstrom-Sektionsleitungen eine Verdünnungswasserleitung in die Mischeinrichtung symmetrisch eingebunden ist und die Mischeinrichtung ausgangsseitig je eine Gemischstrom-Sektionsleitung aufweisen, die mit der maschinenbreiten Zulaufkammer des Stoffauflaufs verbunden sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung an Papiermaschinen zur
Einstellung des Flächengewichts-Querprofils mit Verdünnungs
wasser, insbesondere zur Herstellung von Papier mit verspin
nungsträchtigen Faserstoffen.
Bei der Papierherstellung, insbesondere bei der Verwendung
von Textil- und Kunststoffasern mit häufigem Sortimentswech
sel ist es sehr wichtig, daß der Stoffauflauf so gestaltet
ist, daß Verspinnungen vermieden werden. Für solche Papiere
werden Stoffaufläufe eingesetzt, bei denen zur Regulierung
des Flächengewichts-Querprofils der Faserstoffsuspension
Verdünnungswasser beigemengt wird. Wegen der einfachen Anpaß
barkeit an unterschiedliche Anforderungen werden vielfach
Rundverteiler eingesetzt, bei denen jeder vom Rundverteiler
abgehenden Sektionsstromleitung eine Verdünnungswasserleitung
zugeordnet ist. So wird gewährleistet, daß das Flächenge
wichts-Querprofil in jeder Sektion der maschinenbreiten
Auslaufkammer mit Verdünnungswasser geregelt werden kann.
Dafür sind verschiedene Lösungen bekannt geworden. So ist in
der Patentschrift DE 40 05 281 C2 eine Anordnung beschrieben,
bei der das Verdünnungswasser axial über Verteilerleitungen
zentral in den Sektionsstromleitungen vorgeordneter Druck
stutzen eingebracht wird. Eine solche Anordnung hat den
Nachteil, daß sich im Rundverteiler zwischen der Behälterwand
und den Verdünnungswasserleitungen Staugebiete ausbilden, in
denen die Verspinnungsgefahr besonders groß ist.
Eine weitere Ausführung einer solchen Querprofilregelung mit
Verdünnungswasser wird in der Patentschrift DE 43 23 834 C2
beschrieben. Danach ist zur Einspeisung des Verdünnungs
wassers neben dem Rundverteiler für die Faserstoffsuspension
ein Rundverteiler für das Verdünnungswasser vorgesehen, wobei
das Verdünnungswasser in die Sektionsstromleitung über eine
drosselbare Leitung seitlich eingespeist wird. Der Winkel,
unter dem das Verdünnungswasser dem Suspensionsstrom optimal
zugeführt werden kann, ist nicht festliegend. Eine konkrete
Lösung erfordert bei dieser Anordnung, insbesondere wenn sehr
unterschiedliche Papiersortimente hergestellt werden sollen,
immer einen Kompromiß. So führen höhere Fließgeschwindig
keiten des beizumischenden Verdünnungswassers zu Strömungs
ablösungen und dadurch bedingt, insbesondere bei Textil- und
Kunststoffasern, zu einer erhöhten Verspinnungsgefahr. Ein
stabiler Betrieb des Stoffauflaufs ist mit einer solchen Ein
richtung bei wechselnden Sortimenten nicht zu gewährleisten.
Nach der Offenlegungsschrift DE 197 15 985 A1 ist ein Stoff
auflauf mit Mitteln zur Einstellung des Flächengewichts-
Querprofils mit einem Rundverteiler bekannt. Nach dieser Pa
tentanmeldung wird das Verdünnungswasser durch volumetrisch
wirkende Dosierpumpen den Sektionsströmen zugeführt. Eine
solche Lösung ist sehr genau, jedoch mit hohen Kosten ver
bunden.
Bei Veränderung der beigemischten Menge Verdünnungswasser muß
gewährleistet werden, daß der Gesamtvolumenstrom konstant
bleibt. D. h. wenn mehr Verdünnungswasser zugegeben wird, muß
die Faserstoffsuspensionsmenge, welche in den jeweiligen Sek
tionsstrom fließt, um den gleichen Betrag reduziert werden.
In Querverteilern wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die
überschüssige Menge Faserstoffsuspension über die an dessen
Ende mit dem geringsten Querschnitt angeschlossene Rezirku
lationsleitung abgeführt wird. Bei Rundverteilern würde wegen
des Fehlens einer Rezirkulationsleitung der erhöhte Volumen
strom in benachbarte Sektionsstromleitungen fließen und so
das Querprofil stören und weitere Regeleingriffe auslösen.
Der regelungstechnische Aufwand ist dementsprechend groß.
Nach der Offenlegungsschrift DE 197 16 146 A1 wird das Pro
blem dadurch gelöst, daß dem Sektionsstrom die gleiche Menge
Faserstoffsuspension entzogen, wie Verdünnungswasser zuge
führt wird. Damit bleibt der Volumenstrom konstant. Die
Lösung gestattet eine sehr genaue Einhaltung eines konstanten
Volumenstromes. Allerdings verursachen die dafür erforder
lichen volumetrischen Pumpen erhebliche Kosten.
Eine andere Lösung für Rundverteiler wird mit der Patent
schrift DE 41 14 668 C2 offenbart. Danach ist in einem Rund
verteiler mit Pulsationsdämpfer seitlich ein Ventil angeord
net, über welches überflüssige Faserstoffsuspension abgeführt
werden kann. Eine solche Anordnung führt jedoch zu unsymme
trischen Querströmungen im Verteiler, die das Flächenge
wichts-Querprofil negativ beeinflussen, bzw. weitere Ein
griffe im Regelsystem erforderlich machen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für eine Papierma
schine eine Anordnung zur Einstellung des Flächengewichts-
Querprofils mittels Verdünnungswasser, insbesondere für die
Herstellung von Papier mit verspinnungsträchtigen Faserstof
fen, zu schaffen, die schon durch die gewählten konstruktiven
Elemente eine hohe Konstanz der Sektionsströme gewährlei
stet, Verspinnungen verursachende Staustellen Strömungsablö
sungen vermeidet, einen geringen Regelbedarf hat und damit
kostengünstig hergestellt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patent
anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche sind vorteilhafte Aus
gestaltungen der Erfindung.
Ausgehend von einem mit der Patentanmeldung DE 199 02 577.0
vorgeschlagenen Rundverteiler mit einem symmetrischen Über
lauf, wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß der
Rundverteiler Anschlußstutzen für eine durch zwei teilbare
Anzahl von Teilstrom-Sektionsleitungen hat, von denen jeweils
zwei an eine Mischeinrichtung symmetrisch angeschlossen sind,
zwischen den Teilstrom-Sektionsleitungen eine Verdünnungswas
serleitung in die Mischeinrichtung symmetrisch eingebunden
ist und die Mischeinrichtungen ausgangsseitig je eine Ge
mischstrom-Sektionsleitung aufweisen, die mit der maschi
nenbreiten Zulaufkammer des Stoffauflaufs verbunden sind.
Es ist wichtig, daß die Mischeinrichtungen im jeweils ersten
Drittel der sich aus Teilstrom- und Gemischstrom-Sektionslei
tung ergebenden Gesamtlänge der Sektionsstromleitungen ange
ordnet sind. Weiterhin ist es erforderlich, daß der Strö
mungswiderstand der Teilstrom-Sektionsleitungen zueinander
in etwa gleich groß und zusammen wesentlich kleiner als der
jeweilige Strömungswiderstand einer Gemischstrom-Sektionslei
tung gewählt ist.
Es ist auch möglich, daß je eine der mit den Mischeinrichtun
gen verbundenen Teilstrom-Sektionsleitungen mit einem anderen
Rundverteilern der beschriebenen Bauart verbunden ist, wo
durch auch unterschiedliche Faserstoffsuspensionen gut mit
einander verarbeitet werden können.
Die Mischeinrichtung besteht vorteilhaft aus einem Y-förmigen
Verbindungsstück, dessen symmetrische Schenkel mit den Teil
strom-Sektionsleitungen verbunden sind. Die Gemischstrom-
Sektionsleitung ist an dem gemeinsamen Schenkel des Y-förmi
gen Verbindungsstückes angeschlossen und die Verdünnungswas
serleitung mündet mittig zwischen den symmetrischen Schenkeln
in das Y-förmige Verbindungsstück ein.
Zur besseren Vermischung weist das Y-förmige Verbindungsstück
in dem mit der Gemischstrom-Sektionsleitung verbundenen
Schenkel, in Flußrichtung der Faserstoffsuspension, unmittel
bar hinter der Zusammenführung einen Diffusor auf und die
Verdünnungswasserleitung endet in diesem Bereich. Dafür ist
es auch sinnvoll, die Mündung der Verdünnungswasserleitung
selbst als Diffusor auszugestalten.
Es ist auch denkbar, daß die Mischeinrichtung eingangsseitig
mehr als zwei symmetrische Anschlüsse für Teilstrom-
Sektionsleitungen aufweist, von denen jeder mit einem
Rundverteiler der beschriebenen Art verbunden ist. Die Zahl
der Rundverteiler ist dann identisch mit der Anzahl der
Anschlüsse der Mischeinrichtung. In diesem Fall ist es nicht
erforderlich, daß die Zahl der Anschlußstutzen eines Rund
verteilers durch zwei teilbar ist.
In der erfindungsgemäßen Anordnung ist es bei exakter Einhal
tung eines konstanten Volumenstromes möglich, mit geringem
regelungstechnischen Aufwand eine Flächengewichts-Querprofil-
Einstellung mittels Verdünnungswasser zu realisieren, bei der
auch die Verarbeitung von stark verspinnungsträchtigen Fa
sern, wie z. B. Kunststoffasern in einem stabilen Prozeß
möglich ist.
Nachfolgend soll die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher
erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Anord
nung in Seitenansicht;
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Anord
nung in Draufsicht mit einem Rundverteiler;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Mischeinrichtung; und
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen
Anordnung in Draufsicht mit zwei Rundverteilern.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Anordnung einer Seitenan
sicht und in Fig. 2 in einer Draufsicht als Prinzipskizze
dargestellt. Der Rundverteiler 1 mit symmetrischem Überlauf 2
weist zum Abführen der überlaufenden Faserstoffsuspensions
menge eine Auszugsvorrichtung 3 und zur Regelung des Drucks
im Rundverteiler 1 einen verschließbaren Druckluftanschluß 4
auf. Jeweils zwei vom Rundverteiler 1 ausgehende Teilstrom-
Sektionsleitung 5 sind über eine Mischeinrichtung 8 zu einer
Gemischstrom-Sektionsleitung 9 zusammengeführt, wobei in der
Mischeinrichtung 8 über das Ventil 7 und die Verdünnungs
wasserleitung 6 dem Faserstoffsuspensionsstrom Verdünnungs
wasser zugegeben werden kann. Der Gemischstrom wird über die
Gemischstrom-Sektionsleitung 9 einer maschinenbreiten Zulauf
kammer 10 dem Stoffauflauf 11 einer Papiermaschine zugeführt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Rundverteiler 1 eine
durch zwei teilbare Anzahl von Anschlußstutzen 1 bis n für
die Teilstrom-Sektionsleitungen 5 auf.
Die Gemischstrom-Sektionsleitungen 9 sind mit Anschlußstutzen
1 bis m der maschinenbreiten Zulaufkammer 10 verbunden. Die
in Fig. 2 dargestellten Teilstrom-Sektionsleitungen 5 und
Gemischstrom-Sektionsleitung 9 sollen nur die Verbindungen
zwischen Rundverteiler 1, den Mischeinrichtungen 8 und der
maschinenbreiten Zulaufkammer 10 symbolisieren. Die darge
stellten Längen dieser Leitungen entsprechen nicht den für
die Erfindung erforderlichen.
In Fig. 3 ist eine Mischeinrichtung 8 im Detail dargestellt.
Zum Anschluß an die Teilstrom-Sektionsleitung 5 weist die
Mischeinrichtung 8 die Anschlußstutzen 16 bzw. 17 auf. In
einer Zwischenkammer 20, die rotationssymmetrisch und konisch
verengt ausgebildet ist, werden die Suspensionsströme der
Teilstrom-Sektionsleitung 5 symmetrisch zusammengeführt. Über
die axial verschiebbar gestalteten Zuleitungsstutzen 12 für
die Verdünnungswasserleitung 6, wird das Verdünnungswasser
dem Faserstoffsuspensionsstrom in einer gleichgerichteten
Strömung zugeführt und in der sich anschließenden Mischkammer
19, der ein Diffusor 18 vorgeordnet ist, intensiv vermischt.
Der Verwirbelungsgrad läßt sich in einfacher Weise durch das
Verschieben des Zuleitungsstutzen 12 beeinflussen.
Die intensive Verwirbelung der Faserstoffsuspensionsteil
ströme wird durch die konischen Bereiche 13 und 14 des Zulei
tungsstutzen 12 in dessen Mündungsbereich unterstützt. Die
Mündung des Zuleitungsstutzens 12 weist einen Diffusor 15
auf, der über die Verwirbelung des Verdünnungswassers Turbu
lenzen in der Mischkammer 19 erzeugt und so die Vermischung
des Verdünnungswassers mit der Faserstoffsuspension intensi
viert.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Mischeinrichtung 8 verhindert
Strömungsablösungen und Rückströmungen und ist so hervorra
gend für die Verarbeitung von verspinnungsträchtigen Faser
stoffen geeignet.
In Fig. 4 ist eine Variante der erfindungsgemäßen Anordnung
dargestellt, mit der es möglich ist, zwei über getrennte
Rundverteiler 1 und 21 bereitgestellte unterschiedliche "Kein
Bonddraht 9 im Erfassungsbereich des inneren Sensors" Fa
sersuspensionen effektiv zu verarbeiten. Die Rundverteiler 1
und 21 können in diesem Fall auch eine ungerade Anzahl von
Ausgangsstutzen 1 bis n-1 bzw. 2 bis n haben.
Die Erfindung ist nicht an diese Ausführungsbeispiele gebun
den. So ist es nach dem erfindungsgemäßen Prinzip durchaus
möglich, drei oder mehr unterschiedliche Faserstoffe effektiv
miteinander zu vermischen.
1
Rundverteiler
2
symmetrischer Überlauf
3
Auszugsvorrichtung
4
Druckluftanschluß
5
Teilstrom-Sektionsleitung
6
Verdünnungswasserleitung
7
Ventil
8
Mischeinrichtung
9
Gemischstrom-Sektionsleitung
10
maschinenbreite Zulaufkammer
11
Stoffauflauf
12
Zuleitungsstutzen
13
konischer Bereich
14
konischer Bereich
15
Diffusor
16
Anschlußstutzen
17
Anschlußstutzen
18
Diffusor
19
Mischkammer
20
Zwischenkammer
21
Rundverteiler
Claims (5)
1. Anordnung an Papiermaschinen zur Einstellung des Flächen
gewichts-Querprofils mit Verdünnungswasser, insbesondere
zur Herstellung von Papier mit verspinnungsträchtigen Fa
serstoffen
- - einen Rundverteiler mit symmetrischem Überlauf aufwei send, der eine durch zwei teilbare Anzahl von Anschluß stutzen für Teilstrom-Sektionsleitungen aufweist, von de nen jeweils zwei symmetrisch an je einer Mischeinrichtung angeschlossen sind oder
- - zwei oder mehr Rundverteiler mit symmetrischem Überlauf aufweisend, von denen jeweils eine Teilstrom-Sektionslei tung an jeweils eine Mischeinrichtung angeschlossen sind, wobei die Mischeinrichtung eingangsseitig eine solche Anzahl von zueinander symmetrischer Anschlüsse aufweist, wie Rundverteiler angeordnet sind,
- - in diese Mischeinrichtungen je eine Verdünnungswasser leitung symmetrisch eingebunden ist,
- - die Mischeinrichtungen ausgangsseitig je eine Gemisch strom-Sektionsleitung aufweisen, die mit der maschinen breiten Zulaufkammer des Stoffauflaufs verbunden sind,
- - die Mischeinrichtungen im ersten Drittel der sich aus Teilstrom- und Gemischstrom-Sektionsleitung ergebenden Gesamtlänge der Sektionsstromleitungen, angeordnet sind und
- - die Strömungswiderstände der an jeweils eine Mischein richtung angeschlossenen Teilstrom-Sektionsleitungen zu einander in etwa gleich groß und zusammen kleiner als der Strömungswiderstand der Gemischstrom-Sektionsleitung sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mischeinrichtung aus einem Y-förmigen Verbindungsstück
besteht, in dem zwei oder mehr Teilstrom-Sektionsleitun
gen symmetrisch zu einer Gemischstrom-Sektionsleitung
zusammengeführt sind und an der Verbindungsstelle eine
Verdünnungswasserleitung eingebunden ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdünnungswasserleitung in der Mischeinrichtung
axial verschiebbar angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Schenkel des Y-förmigen Verbindungsstückes, der
mit der Gemischstrom-Sektionsleitung verbunden ist, unmit
telbar hinter der Zusammenführung der Teilstrom-Sektions
leitungen einen Diffusor angeordnet ist und die Verdün
nungswasserleitung in diesem Bereich endet.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verdünnungswasserleitung an ihrer
Mündung in der Mischeinrichtung als Diffusor ausgebildet
ist.
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- 1999-03-04 DE DE1999109379 patent/DE19909379C2/de not_active Expired - Fee Related
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