DE19909379C2

DE19909379C2 - Anordnung an Papiermaschinen zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils mit Verdünnungswasser

Info

Publication number: DE19909379C2
Application number: DE1999109379
Authority: DE
Inventors: Edouard Davydenko; Tomas Noelle; Peter Weiser
Original assignee: PAMA PAPIERMASCHINEN GmbH
Current assignee: PAMA PAPIERMASCHINEN GmbH
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2019-03-05
Also published as: DE29906844U1; DE19909379A1

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 Verdünnungswassers 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 A1 vorgeschlagenen Rundverteiler, an dessen Umfang Anschlußstut zen für Teilstromsektionsleitungen vorgesehen sind und der gegenüber den Anschlußstutzen in der Umlenkplatte einen durch einen Ringkanal und eine mit diesem verbundenen Kammer gebildeten symmetrischen Überlauf aufweist, wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass der Rundverteiler An schlußstutzen für eine durch zwei teilbare Anzahl von Teil strom-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 Faserstoffsuspensionen effektiv zu verarbeiten. Die Rund verteiler 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.

Bezugszeichenliste

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

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 ist, wobei die Mischeinrichtung eingangsseitig eine solche Anzahl von zueinander symmetrischer Anschlüsse aufweist, wie Rundverteiler angeordnet sind,
- wobei in diese Mischeinrichtungen je eine Verdünnungs wasserleitung 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.