DE4422907A1 - Sektionale Stoffzuführung des Stoffauflaufs einer Papiermaschine - Google Patents
Sektionale Stoffzuführung des Stoffauflaufs einer PapiermaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur sektionalen
Versorgung des Stoffauflaufes einer Papiermaschine mit
Stoffsuspension und ein Verfahren hierzu.
Es ist aus der WO 88/01318 bekannt einen Stoffauflauf über
eine Vielzahl von Leitungen aus einem Verteiler mit
Stoffsuspension zu versorgen, wobei die einzelnen
Volumenströme durch einstellbare Ventile geregelt werden.
Weiterhin ist eine sektionale Stoffzuführung zum
Stoffauflauf mit einer Mischeinrichtung bekannt aus der
Patentanmeldung DE 40 19 593. Hier wird eine
Mischeinrichtung vorgestellt, die dazu dient mehrere
Teilvolumenströme derart zu mischen, daß ein konstanter
Gemischvolumenstrom entsteht. Hierzu werden
Teilvolumenströme in Mischer geführt und durch Anwendung
einer aufwendigen Ventilsteuerung in Abhängigkeit
voneinander geregelt.
Aus der DE 42 11 291 ist weiterhin ein Stoffauflauf einer
Papiermaschine bekannt, dem über die Maschinenbreite
verteilt eine Vielzahl von Stoffzuleitungen zugeführt
werden. Weiterhin werden die Eigenschaften der
Stoffsuspension in den einzelnen Zuführungsleitungen bzw.
Kanälen jeweils durch eine Mischung zweier
Stoffsuspensionsströme unterschiederlicher Eigenschaften
und unterschiedlichen Durchsatzes beeinflußt, indem ein
Winkel zum Zuführen des zweiten Suspensionsstromes in den
ersten Suspensionsstrom genutzt wird, unter dem sich keine
Änderung des Summenstromes beider Teilströme ergibt,
unabhängig von deren Mengenverhältnis. Voraussetzung ist
hierbei, daß nach der Mischstelle eine relativ starke
Drossel vorgesehen ist. Wird diese Drossel variabel
ausgeführt, so besteht zusätzlich zur Beeinflussung der
Dichte des Summenstromes auch die Möglichkeit den
Summenstrom bezüglich der sektionale Durchflußmenge zu
beeinflussen.
Alle oben genannten Ausführungen bergen jedoch erhebliche
Verschmutzungsprobleme, da zur Beeinflussung der
Durchsatzmenge der sektionalen Volumenströme, der eine
relativ hohe Stoffkonzentration besitzt, ein Ventil
eingesetzt werden muß, das wegen seines Ventilaufbaues sehr
häufig zu Faserwischbildungen führt und damit die Qualität
des hergestellten Papieres beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur sektionalen Versorgung des
Stoffauflaufes einer Papiermaschine mit Stoffsuspension
darzustellen, die die Möglichkeit eröffnet, den
Volumenstrom zwischen Stoffsuspensionsverteiler und
Stoffauflauf so zu beeinflussen, daß keine
Faserwischbildungen auftreten.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 und
des Verfahrensanspruches gelöst.
Demgemäß wird in den Zufuhrleitungen der Stoffsuspension vom
Verteiler zum Stoffauflauf, bzw. den Sektionen des
Stoffauflaufes Flüssigkeit, vorzugsweise Stoffsuspension
oder Verdünnungswasser, derart eingedüst, daß ein
Impulsaustausch zwischen der Hauptströmung und der
Nebenströmung stattfindet, so daß die Summe der
Gesamtströmung sich mit zunehmenden Durchsatz der
Nebenströmung reduziert.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher beschrieben.
Darin ist im Übrigen folgendes dargestellt:
Fig. 1 Stand der Technik ohne Mischer;
Fig. 2 Stand der Technik mit Mischer;
Fig. 3 Stand der Technik mit Mischer für konstanten
Gesamtvolumenstrom;
Fig. 4 erfindungsgemäße sektionale Stoffzufuhr ohne
vorhergehenden Mischer;
Fig. 5 erfindungsgemäße sektionale Stoffzufuhr mit
vorhergehendem Mischer.
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine aus der WO 88/01318
bekannte sektionale Stoffzuführung (in der Draufsicht) zu
einem Stoffauflauf, bei der die über die Maschinenbreite
verteilten Sektionen Si des Stoffauflaufes STA - mit dem
Vorraum VR, dem Turbulenz erzeugenden Bereich TB und der
nachfolgenden Auslaufdüse DS - aus einem gemeinsamen
Verteiler über Leitungen Li mit Stoffsuspension gespeist
werden. In den Leitungen Li sind Drosselventile DRi
vorgesehen, die es ermöglichen die sektionalen
Volumenströme individuell einzustellen, um z. B. ein
verbessertes Faseroientierungsquerprofil zu erreichen.
Fig. 2 zeigt eine aus der DE 40 19 593 bekannte sektionale
Stoffzuführung (in Seitenansicht), in der Stoffsuspension
aus einem Verteiler VT₁ über Leitungen L1i einer Vielzahl
von Mischern Mi über Drosselventile DR1i geregelt zugeführt
wird. In die Mischer Mi wird aus einem weiteren Verteiler
VT₁ über Leitungen L2i eine Stoffsuspension
unterschiedlicher Konzentration, z. B. Verdünnungswasser,
durch Drosselventile DR2i geregelt zugeführt. Die Zuführung
der einzelnen Teilvolumenströme der Leitungen L1i und L2i
wird über die Drosselventile DR1i und DR2i geregelt, so daß
sich sowohl die Konzentration als auch die Menge des
Gesamtvolumenstromes, wie in der o.g. Anmeldung
beschrieben, einstellen läßt.
Fig. 3 zeigt eine aus der DE 42 11 291 bekannte sektionale
Stoffzuführung (in Seitenansicht), in der Stoffsuspension
aus einem Verteiler VT₁ über Leitungen L1i einer Vielzahl
von Mischern Mi zugeführt wird. In die Mischer Mi wird aus
einem weiteren Verteiler VT₁ über Leitungen L2i eine
Stoffsuspension unterschiedlicher Konzentration, z. B.
Verdünnungswasser, durch Drosselventile DR1i geregelt
zugeführt. Die Zuführung über die Leitungen L2i werden, wie
in der o.g. Anmeldung beschrieben, unter einem Winkel β₀
eingeleitet, bei dem keine Änderung des
Gesamtvolumenstromes nach den Mischern bei Änderung des
zugeführten Stromes über die Leitung L2i stattfindet.
Sollen die Gesamtvolumenströme jedoch geregelt sein, so muß
die nachfolgende, hier notwendige Drossel DR2i einstellbar
ausgeführt werden.
Bei allen Ausführungsvarianten der Fig. 1-3 ergibt
sich das Problem, daß eine gezielte Änderung des
Gesamtvolumenstromes nur erreicht werden kann, wenn die
Drosseln im Gesamtvolumenstrom oder in beiden
Teilvolumenströmen variabel gestaltet sind, womit immer
eine erhöhte Verschmutzungsgefahr besteht, was zu einer
Verminderung der Papierqualität durch Faserwische führt.
Fig. 4 zeigt die Lösung der Aufgabe der Erfindung gemäß
Anspruch 1. Es ist eine sektionale
Stoffsuspensionszuführung zum Stoffauflauf gezeigt, in der
die Sektionen des Stoffauflaufes STA im Wesentlichen über
die Leitungen L1i gespeist werden, wobei erfindungsgemäß in
diesen Leitungen feste, nicht einstellbare Drosseln DR1₁
vorgesehen sind, die so gestaltet werden können, daß sie
keiner besonderen Verschmutzung unterliegen, und es sind
stromabwärts dieser Drosseln Flüssigkeitszuführungen
(Nebenströme) vorgesehen, die derart in den Hauptstrom
eingeleitet werden, daß kleine Änderungen des Nebenstromes
große Änderungen des gesamten Sektionsstromes nach der
Zuführung hervorruft.
Fig. 5 zeigt ebenfalls eine Lösung der Aufgabe der
Erfindung, hier jedoch in Verbindung mit vorgeschalteten
Mischern Mi in den sektionalen Zufuhrleitungen. Es sind
ähnlich der Fig. 2 und 3 zwei Verteiler VT₁ und VT₂ vorgesehen, wobei der Verteiler VT₁ Stoffsuspension normale
Konzentration enthält, während über den Verteiler VT₂
Verdünnungsflüssigkeit mit nur geringer Konzentration oder
ohne Faserstoffanteile zugeführt wird. Bei der
dargestellten Ausführung wird Stoffsuspension hoher
Konzentration aus dem Verteiler VT₁ über Leitungen L1i dem
Mischer Mi zugeführt. Im Mischer Mi wird die
Stoffsuspension in gewünschter Weise über Zufuhr von
Verdünnungsflüssigkeit (z. B. Siebwasser) aus dem Verteiler
VT₂ über die Leitungen L2i - geregelt durch einstellbare
Drosselventile DR1i - dem Mischer in einem Winkel β₀
zugeführt, so daß sich keine Änderungen des
Gesamtströmungsvolumens in Abhängigkeit von der Menge der
zugeführten Verdünnungsflüssigkeit ergeben. Hinter dem
Mischern Mi ist eine feste Drossel DR3i installiert, die
für den notwendigen Druckabfall sorgt. Über die Leitungen
L3i wird nun ebenfalls Verdünnungsflüssigkeit aus dem
Verteiler VT₂ - geregelt durch einstellbare Drosselventile
DR2i - in die, aus dem Mischer austretenden Hauptströme Hi
unter einem Winkel α eingedüst. Der Winkel α wird dabei so
gewählt, daß eine kleine Volumenstromänderung des
Nebenstromes Ni eine große Volumenstromänderung des
Gesamtstromes Gi, der zur jeweiligen Stoffauflaufsektion
führt, bewirkt wird.
Abhängig vom gewählten Winkel α sind die folgenden
Konstellationen möglich:
- a) 180° α » β₀, vorzugsweise α≈ 180° und hohe
Geschwindigkeit des Nebenstromes bei kleinem Volumen
des Nebenstromes:
Hierbei wird durch eine Erhöhung des Nebenstromes durch Impulsaustausch eine überproportionale Reduktion des Gesamtstromes erreicht. Gegengerichtete Strömung. - b) β₀ » α 0°, vorzugsweise α ≈ 0° und hohe Geschwindigkeit des Nebenstromes bei kleinem Volumen
des Nebenstromes:
Hierbei wird durch eine Erhöhung des Nebenstromes ebenfalls eine überproportionale Erhöhung des Gesamtstromes erreicht. Gleichgerichtete Strömung. - c) α ≈ 90°, Geschwindigkeit des Nebenstromes ist sehr
groß gegenüber der des Hauptstromes:
Hierbei wird durch eine Erhöhung des Nebenstromes der Gesamtstrom überproportional reduziert. Nadelstrahl mit Sperrwirkung, Erzeugung stark turbulenter Strömung.
Der besondere Vorteil der dargestellten Ausführungen liegt
darin, daß bei allen Ausführungsformen das oder die
einstellbaren und zur Verschmutzung neigenden
Drosselventile nicht in der Suspensionsströmung mit hoher
Konzentration liegen müssen, sondern jeweils im Strang der
Verdünnungsflüssigkeit liegen. Insbesondere bei der Lösung
in Verbindung mit einer Konzentrations-Regulierung der
Sektionsströme ist auch die geringfügig auftretende
Änderung der Stoffkonzentration des entsprechenden
Abschnittes problemlos, da dies durch Einstellung der
Konzentration der Stoffsuspension des Hauptstromes mit dem
davor liegenden Mischer wieder kompensiert werden kann.
Claims (8)
1. Vorrichtung zur sektionalen Versorgung des
Stoffauflaufes einer Papiermaschine mit
Stoffsuspension mit folgenden Merkmalen:
- 1.1 es sind über die Maschinenbreite verteilt eine Vielzahl von Zuführleitungen von einem Stoffsuspensionsverteiler zum Stoffauflauf vorgesehen;
- 1.2 in mindestens einer Zuführleitung (Hauptleitung) ist eine Drossel vorgesehen;
- 1.3 in mindestens einer Hauptleitung ist nach der Drossel mindestens eine Zuführung (Nebenleitung, Nebenstrom) von Flüssigkeit (z. B. Stoffsuspension, Verdünnungswasser oder Wasser) unter einem Winkel vorgesehen, derart, daß
- 1.4 dieser Winkel zwischen dem Hauptstrom und dem Nebenstrom so gewählt ist, daß eine kleine Änderung der Durchflußmenge des Nebenstroms eine große, gleich gerichtete oder entgegengesetzt gerichtete Änderung der Durchflußmenge des Gesamtstromes (Hauptstrom + Nebenstrom) ergibt.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gekennzeichnet durch
folgende Merkmale:
- 2.1 es ist in mindestens einer Hauptleitung eine Mischeinheit vorgesehen;
- 2.2 jeder Mischeinheit ist mindestens eine weitere Zufuhrleitung zum Zuführen von Stoffsuspension oder Verdünnungswasser unterschiedlicher Zusammensetzung zugeordnet;
- 2.3 in mindestens einer der zusätzlichen Zufuhrleitungen zur Mischeinheit ist ein Mittel zur Beeinflussung der jeweiligen Durchflußmenge vorgesehen;
- 2.4 die Mischeinheiten sind vor der Zuführung der Nebenleitung vorgesehen.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gekennzeichnet durch
folgende Merkmale:
- 3.1 es ist in mindestens einer Hauptleitung eine Mischeinheit vorgesehen;
- 3.2 jeder Mischeinheit ist mindestens eine weitere Zufuhrleitung zum Zuführen von Stoffsuspension oder Verdünnungswasser unterschiedlicher Zusammensetzung zugeordnet;
- 3.3 in mindestens einer der zusätzlichen Zufuhrleitungen zur Mischeinheit ist ein Mittel zur Beeinflussung der jeweiligen Durchflußmenge vorgesehen;
- 3.4 die Mischeinheiten sind hinter der Zuführung der Nebenleitung vorgesehen.
4. Stoffzuführung gemäß einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenstrom dem
Hauptstrom gleich- bzw. gegengerichtet ist.
5. Stoffzuführung gemäß einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuströmgeschwindigkeit
der Nebenströmung wesentlich größer als die
Geschwindigkeit der Hauptströmung ist und der
Volumenstrom der Nebenströmung wesentlich kleiner als
der der Hauptströmung ist.
6. Stoffzuführung gemäß einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß
- 6.1 Haupt- und Nebenstrom einen rechten Winkel bilden;
- 6.2 das Verhältnis der Querschnitte des Haupt- zum Nebenstrom H/N ) 10 beträgt (Nadelstrahl) und
- 6.3 die Geschwindigkeit des Nebenstromes größer als die des Hauptstromes ist.
7. Stoffzuführung gemäß Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drosselung nach der
Mischeinrichtung groß ist und die Geschwindigkeit des
Nebenstromes klein gegen die des Hauptstromes ist.
8. Verfahren zur sektionalen Versorgung des
Stoffauflaufes einer Papiermaschine mit
Stoffsuspension mit folgenden Merkmalen:
- 8.1 dem Stoffauflauf wird über die Maschinenbreite verteilt Stoffsuspension über eine Vielzahl von Zufuhrleitungen von einem Stoffsuspensionsverteiler zugeführt;
- 8.2 die Stoffzufuhr (Hauptzufuhr) wird an einer Stelle gedrosselt;
- 8.3 in der Hauptzufuhr wird stromabwärts der Drosselstelle Verdünnungsflüssigkeit (z. B. Stoffsuspension, Verdünnungswasser oder Wasser) unter einem derartigen Winkel zugeführt, daß
- 8.4 durch eine kleine Änderung der Durchflußmenge des Nebenstroms eine große, gleich gerichtete oder entgegengesetzt gerichtete Änderung der Durchflußmenge des Gesamtstromes (Hauptstrom + Nebenstrom) erzeugt wird.
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