DE4437180A1 - Verfahren zum Betrieb eines Stoffauflaufes einer Papier- oder Kartonmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekanntlich haben neuere Entwicklungen am Stoffauflauf von Papiermaschinen dazu geführt, daß neben der eigentlichen Stoffsuspensionsströmung, die zur Papiererzeugung benötigt wird, eine zusätzliche kontrollierte Zumischung von Fluid, z. B. Wasser oder Suspension mit abweichender Stoffdichte, erfolgt. Diese Zumischung erfolgt an mehreren über die Breite des Stoffauflaufes verteilten Stellen. Dabei sind die Menge und/oder Eigenschaften des Fluids einstellbar. Durch diese Maßnahme kann z. B. das Flächengewichtsquerprofil geregelt oder das Auftreten von Querströmungen im Stoffauflauf verhindert werden.

Die deutsche Patentschrift 40 19 593 C2 zeigt einen solchen Stoffauflauf. Die Zumischung des Fluids erfolgt dabei durch Einlauföffnungen in der Wand der Mischkammer oder direkt in den Turbulenzerzeuger. Um die Wirkung des zugemischten Fluids lokal zu begrenzen, werden in einigen Fällen Trennwände in der Mischkammer angebracht.

Die oben beschriebene lokale Zumischung von Verdünnungswasser in die Stoffaufläufe hat sich für viele Anwendungsfälle als besonders günstig erwiesen. Das läßt in solchen Fällen den Wunsch aufkommen, bereits vorhandene und ansonsten gut brauchbare Stoffaufläufe auf diese neue Technik umzurüsten. Dazu müssen bisher große, schwere Teile des Stoffauflaufes herausgenommen und unter Inkaufnahme eines hohen Risikos beim Transport bis zum Lieferanten gebracht werden, weil in der Regel nur dort die notwendigen Nacharbeiten vorgenommen werden können. Wegen des Fehlens dieser Teile ist der Stoffauflauf und damit die gesamte Papiermaschine in dieser Zeit nicht benutzbar. Das Nachrüsten des demontierten Stoffauflaufes ist zudem sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Stoffaufläufe, an denen keine oder keine befriedigende Möglichkeit zur zusätzlichen lokalen Zugabe von Fluid besteht, mit Hilfe eines Umbauteils, das vorgefertigt und vor Ort eingebaut werden kann, mit dieser Technik betreibbar zu machen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil genannten Maßnahmen gelöst.

Die Ansprüche 5 bis 10 beschreiben vorteilhafte, zur Durchführung des Verfahrens verwendbare Bauteile.

Mit Hilfe der Erfindung läßt sich ein speziell dafür hergestelltes Bauteil zwischen der Zuführeinrichtung und der Führungseinrichtung des Stoffauflaufes nachträglich einsetzen. Ein solches Bauteil kann plattenförmig ausgebildet sein, muß aber nicht notwendigerweise überall die gleiche Dicke haben. Bekanntlich sind alle größeren Stoffaufläufe so aufgebaut, daß sich vor Ort und mit üblichen Montagemitteln die Zuführeinrichtung von der Führungseinrichtung abbauen läßt, sofern diese Teile vorhanden sind. Das zum erfindungsgemäßen Betrieb erforderliche Zwischenteil kann nun nach Trennung der beiden genannten Bauteile dazwischengesetzt und der Stoffauflauf wieder geschlossen werden.

Die Ausgestaltung dieses Zwischenteiles bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten, um die Anforderungen, die in dem speziellen Anwendungsfall gestellt werden, erfüllen zu können. So kann z. B. die im Zwischenteil fließende Suspensionsströmung in eine Vielzahl von Sektionsströmungen aufgeteilt oder gesamthaft geführt werden. Die Zugabe des Verdünnungswassers kann ebenfalls an vielen oder wenigen Stellen erfolgen, je nach dem, welcher Aufwand im Einzelfall gerechtfertigt erscheint.

Auch dort, wo die stromab des Zwischenteiles eingesetzte Führungseinrichtung eine Vielzahl von Kanälen enthält, ist in der Regel keine exakte und damit aufwendige Anpassung an das Muster dieser Kanäle erforderlich.

Das Verfahren und Vorrichtungen zu seiner Durchführung werden beschrieben und erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäß betreibbaren Stoffauflauf in geschnittener Seitenansicht;

Fig. 2 dasselbe in Ansicht von oben;

Fig. 3a und b eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zwischenteiles (Fig. 3a Seitenansicht, Fig. 3b Aufsicht);

Fig. 4 bis 6 jeweils andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zwischenteiles in Aufsicht und Seitenansicht;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des Stoffauflaufes (Aufsicht);

Fig. 8a eine weitere Ausführungsform des Stoffauflaufes (Aufsicht);

Fig. 8b Detail zur Erklärung der Fig. 8a;

Fig. 9a bis c einen aufklappbaren Stoffauflauf.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht einen Stoffauflauf 1, welcher teilweise geschnitten dargestellt ist. Man erkennt eine Zuführeinrichtung 5 für die Stoffsuspension, stromab ein Zwischenteil 2, wiederum stromab eine Führungseinrichtung 6 mit dem sich anschließenden Düsenraum 10, der in einem Breitspalt endet. Der schematisch dargestellte Stoffauflauf wird erfindungsgemäß so betrieben, daß die aus der Zuführeinrichtung 5 kommende Stoffsuspension in das Volumen 9 des Zwischenteiles 2 gelangt und von dort in die Führungseinrichtung 6 abfließt. Das Zwischenteil 2 enthält ein Volumen oder mehrere Volumina 9, in denen die Suspension das Zwischenteil durchfließen kann. Auf diesem Weg wird ihr durch die Zuleitung 14 eine Flüssigkeit zugeführt, deren Stoffdichte - wie bereits beschrieben - von der der Stoffsuspension abweicht. Daher kann durch lokale Veränderungen der Stoffdichte ein Einfluß auf z. B. das lokale Flächengewichtsquerprofil oder die lokale Strömungsrichtung des im Stoffauflauf erzeugten Breitstrahles vorgenommen werden.

Die Ausgestaltung des Volumens 9 oder der Volumina 9 im Zwischenteil 2 hängt sehr stark davon ab, mit welchem Aufwand eine Beeinflussung des Querprofils oder der Faserorientierung erfolgen soll. Es ist denkbar, daß das Zwischenteil 2 im wesentlichen aus einem Rahmen besteht, also nur ein einziges Volumen enthält, dem an mehreren Stellen über Zuleitungen 14 Flüssigkeit beigegeben wird. Der durchströmbare Raum kann aber unterteilt sein, z. B. durch Trennwände 11, wie in Fig. 2 gezeigt. Sie können sich, wie hier, über einen Teil des Zwischenteiles erstrecken oder über die ganze Dicke (Fig. 3b).

Die Ausführungsform des Zwischenteiles gemäß Fig. 3a und 3b enthält stromaufwärts einen Strömungsgleichrichter 16 mit einer Vielzahl von Öffnungen 7′. Eine solche zusätzliche Maßnahme kann zweckmäßig sein, da nach dem Einsetzen des Zwischenteiles 2 in den Stoffauflauf die Führungseinrichtung 6 nicht mehr eine Umlenkung der Strömung aus der Verteileinrichtung in Papiermaschinenlaufrichtung bewirken kann. Diese Funktion kann der genannte Strömungsgleichrichter 16 übernehmen.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen, jeweils übereinander gezeichnet, oben eine Seitenansicht und unten eine Aufsicht der verschiedenen dargestellten Zwischenteile. Dabei haben die in Fig. 4 und 5 gezeigten Formen über die ganze Höhe des Stoffauflaufes verlaufende Volumina 9, in die entweder direkt von oben durch die Zuleitungen 14 (Fig. 4) oder durch seitliche, von den Zuleitungen 14 gespeisten Kanäle 15 (Fig. 5) die Flüssigkeit zugeführt wird.

Fig. 6 zeigt eine mit einer Vielzahl von Rohren 17 versehenes Zwischenteil. Die Zuführung der Flüssigkeit erfolgt hier über senkrecht eingeführte Zuführrohre, die in durchströmbarer Verbindung mit den Rohren 17 stehen. Dabei kann z. B. jeweils ein senkrechtes Zuführungsrohr zwei waagerechte suspensionsführende Rohre 17 schneiden und an den Schnittstellen der darin fließenden Stoffsuspension die Flüssigkeit zuführen.

Bei einer weiteren Ausführungsform (s. Fig. 7) des Stoffauflaufs zur Durchführung des Verfahrens enthält das Zwischenteil 2 eine Vielzahl von Rohren 17 für die Stoffsuspension. Diese sind dabei so angeordnet, daß sie exakt in die Kanäle 12 der Führungseinrichtung 6 hineinpassen. Die Flüssigkeit wird wiederum über Zuleitungen 14 zugegeben, die hier durch Schnitt mit den Rohren 17 die Zuspeisung gestatten. Selbstverständlich können jeweils mehrere Zuleitungen 14 innerhalb oder außerhalb des Zwischenteiles 2 zu einer gemeinsamen Zuleitung zuammengefaßt werden. Dadurch wäre der Regelaufwand merklich geringer. Diese hier dargestellte Variante ist sehr platzsparend und wirksam, erfordert aber exakte Anpassung an die Kanäle der Führungseinrichtung.

Die Form gemäß Fig. 8a nutzt die Möglichkeit einiger moderner Stoffaufläufe, daß die Führungseinrichtung 6 leicht herausziehbare Kanal-Einsätze 19 enthält (Fig. 8b). Diese lassen sich dann leicht durch längere Kanal-Einsätze 19 ersetzen, die außerdem mit Bohrungen 20 für die Flüssigkeitszufuhr versehen sind. Das Zwischenteil 2 ist dann so zu gestalten, daß die aus der Führungseinrichtung 6 vorstehenden Einsätze in entsprechende Bohrungen 18 hineinpassen.

Es ist auch denkbar, die vorhandenen Kanaleinsätze 19 nicht zu ersetzen, sondern lediglich um das Maß D herauszuziehen, das etwa der Dicke des Zwischenteiles 2 entspricht, es mit Bohrungen 20 für die Flüssigkeitszufuhr zu versehen und in dieser Lage in oder an des Zwischenteiles zu befestigen. Dazu weist das Zwischenteil Bohrungen 18 auf, die dasselbe Lochmuster wie die Kanäle 12 in der Führungseinrichtung haben. Ihr Durchmesser entspricht etwa dem Außendurchmesser der Kanal-Einsätze 19.

Wenn die Außenkontur der Kanal-Einsätze 19 ringförmige Absätze hat, können dazwischen in den Bohrungen 18 ringförmige Hohlräume entstehen, die von den Zuleitungen 14 angeschnitten sind, also mit Flüssigkeit gespeist werden können. Durch die seitlichen Öffnungen 20 in den Kanal-Einsätzen 19 kann die Flüssigkeit dann in die Stoffsuspension gelangen. An den gezeigten Beispiel werden mit einer Zuleitung 14 jeweils zwei nebeneinander liegende Reihen von übereinander liegenden Kanal-Einsätzen mit Flüssigkeit versorgt.

Es sind weitere, hier nicht gezeichnete Möglichkeiten denkbar, um im Zwischenteil die Flüssigkeit der Suspension zuzuführen. Je nach konstruktiven Gegebenheiten, insbesondere auch unter Berücksichtigung der notwendigen Festigkeit des Zwischenteiles, können solche Kanäle gestaltet werden. Oft ergeben sich durch die Notwendigkeit, das Zwischenteil zu verstärken, zusätzliche Hohlräume, die als Kanäle für die Zuspeisung dienen können.

Die Fig. 9a bis 9c zeigen eine weitere günstige Ausgestaltung eines zur Erfindung verwendbaren Stoffauflaufes. Dabei sind sowohl das Zwischenteil 2 als auch die Verteileinrichtung 5 mit dem Fundament schwenkbar um einen gemeinsamen Drehpunkt 21 verbunden. Mit Vorteil kann ein schon für die Verteileinrichtung vorhandener Drehpunkt verwendet werden. Im Betrieb eines solchen Stoffauflaufes ist es nämlich gelegentlich erforderlich, diese Bauteile für Wartungs- und Reinigungszwecke voneinander zu trennen. Selbstverständlich ist ein solcher Vorgang immer mit Betriebsunterbrechungen an der Papiermaschine verbunden. Mit Hilfe des gezeigten Stoffauflaufes lassen sich die Wartungsarbeiten aber sehr schnell durchführen, da die Verteileinrichtung 5 sowohl einzeln abgeklappt (Fig. 9b) werden kann als auch zusammen mit dem Zwischenteil 2 (Fig. 9c). Üblicherweise werden dazu hier nicht gezeigte hydraulische Bewegungseinrichtungen verwendet, die auch fest installiert sein können. Die beschriebene Anordnung läßt sich ohne weiteres auch auf solche Stoffaufläufe übertragen, die von vorneherein mit einer Zwischenkammer für die Flüssigkeitszuspeisung ausgestattet sind. Diese Zwischenkammer würde dann dem Zwischenteil 2 auf den Fig. 9a-9c entsprechen.

Claims (12)

1. Verfahren zum Betrieb eines Stoffauflaufes (1) einer Papier- oder Kartonmaschine, der folgende Elemente enthält

• a) eine Zuführeinrichtung (5), mit der die Stoffsuspension, über die Maschinenbreite verteilt, zugeführt wird,
• b) stromab eine Führungseinrichtung (6) für die Stoffsuspension,
• c) stromab dazu einen Düsenraum (10) mit einem Breitspalt, aus dem die Suspension den Stoffauflauf (1) verläßt, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Zwischenteil (2) mit einer stromaufwärtigen Anschlußfläche (3) und einer stromabwärtigen Anschlußfläche (4) zwischen Zuführeinrichtung (5) und Führungseinrichtung (6) eingefügt ist, durch welches Zwischenteil (2) die Suspension von der Zuführeinrichtung (5) in die Führungseinrichtung (6) gelangt, wobei der durch das Zwischenteil fließenden Suspension aus im Zwischenteil befindlichen Zuleitungen (14) Flüssigkeit mit einer Stoffdichte zugeführt wird, die von der der Suspensionsströmung abweicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffdichte der im Zwischenteil (2) zugeführten Flüssigkeit höchstens 20% der Stoffsuspension beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Zwischenteil (2) fließende Stoffsuspension in Sektionsströme unterteilt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der im Zwischenteil (2) befindlichen Zuleitungen (14) mindestens so groß wie die der Sektionsströme ist.

5. Zwischenteil (2) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine stromaufwärtige Anschlußfläche (3) wenigstens eine Öffnung (7, 7′) aufweist und seine stromabwärtige Anschlußfläche (4) wenigstens eine andere Öffnung (8), wobei sich zwischen derartigen Öffnungen (7, 7′, 8) ein durchströmbares Volumen (9) befindet, und daß das Zwischenteil (2) mindestens zwei Zuleitungen (14) für die Flüssigkeit aufweist, die mit jeweils mindestens einem Volumen verbunden sind.

6. Zwischenteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es durch sich in Strömungsrichtung teilweise oder vollständig über seine Dicke erstreckende Trennwände (11) in eine Mehrzahl von Volumina (9) aufgeteilt ist.

7. Zwischenteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Vielzahl von parallel angeordneten Rohren (17) oder Bohrungen aufweist, die jeweils in ihrem Inneren das Volumen (9) bilden und an ihrem stromaufwärtigen und stromabwärtigen Ende jeweils bis an die entsprechende Anschlußfläche (3, 4) heranreichen.

8. Zwischenteil nach Anspruch 7 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 an einem Stoffauflauf, dessen Führungseinrichtung (6) eine Vielzahl von Kanälen (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (17) so angeordnet sind, daß sie an ihrer stromabwärtigen Öffnung (7) jeweils mit einem Kanal (12) der Führungseinrichtung (6) in Verbindung gebracht werden können.

9. Zwischenteil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen der stromaufwärtigen Anschlußfläche (4) und dem Volumen bzw. den Volumina (9) einen mit einer Vielzahl von Öffnungen (7′′) versehenen Strömungsgleichrichter (16) aufweist.

10. Zwischenteil nach Anspruch 7 und 9 oder 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (17) an ihrem stromaufwärtigen Ende in die Öffnungen (8) des Strömungsgleichrichters (16) münden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Betrieb eines Stoffauflaufes, dessen Führungseinrichtung (6) eine Vielzahl von mit Hilfe von Kanal-Einsätzen (19) gebildeten Kanälen (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanal-Einsätze (19) stromaufwärts aus der Führungseinrichtung (6) etwa um das Maß der Dicke (D) des Zwischenteiles hervorstehen und eine Bohrung (20) in der seitlichen Wandung enthalten und daß das Zwischenteil eine Vielzahl von parallelen Bohrungen (18) enthält, deren Lochmuster mit dem in der Führungsvorrichtung (6) vorhandenen übereinstimmt und deren Durchmesser so bemessen ist, daß die Kanal-Einsätze (19) an ihrem stromaufwärtigen Teil hineinpassen, wobei das Zwischenteil mindestens 2 Zuleitungen (14) für die Flüssigkeit aufweist, die mit jeweils mindestens einer Bohrung (8) verbunden sind.