EP0690167B1 - Sektionale Stoffzuführung des Stoffauflaufs einer Papiermaschine - Google Patents

Sektionale Stoffzuführung des Stoffauflaufs einer Papiermaschine Download PDF

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EP0690167B1
EP0690167B1 EP95108955A EP95108955A EP0690167B1 EP 0690167 B1 EP0690167 B1 EP 0690167B1 EP 95108955 A EP95108955 A EP 95108955A EP 95108955 A EP95108955 A EP 95108955A EP 0690167 B1 EP0690167 B1 EP 0690167B1
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EP
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stock suspension
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EP0690167A2 (de
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Albrecht Dr. Meinecke
Helmut Heinzmann
Wolfgang Ruf
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Voith Patent GmbH
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Voith Paper Patent GmbH
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/08Regulating consistency
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02Head boxes of Fourdrinier machines

Definitions

  • the invention relates to a method for sectional Supply of the headbox of a paper machine with Stock suspension and a device for Execution of the procedure.
  • a headbox is also a Paper machine known that across the machine width distributed a variety of material feeds become. Furthermore, the properties of the Stock suspension in the individual feed lines or Channels each by mixing two Material suspension flows with different properties and different throughput influenced by a Angle for feeding the second suspension stream into the first suspension stream is used, under which there is no Change in the total current of both partial flows results, regardless of their ratio. Requirement is that after the mixing point a relatively strong Throttle is provided. This throttle becomes variable executed, so there is in addition to influencing Density of the total current also the possibility of Total flow with respect to the sectional flow rate influence.
  • the invention has for its object a method and a device for sectional supply of the Headbox of a paper machine with stock suspension which opens up the possibility of the Volume flow between stock suspension distributor and Influence the headbox so that none Fiber wiping occur.
  • FIG. 1 schematically shows a sectional material feed (from the top view) known from WO 88/01318 for a headbox in which the sections S i of the headbox STA - with the vestibule VR, the turbulence-generating area TB and the downstream outlet nozzle DS - are fed from a common distributor via lines L i with stock suspension.
  • Throttles DR i are provided in the lines L i , which make it possible to individually adjust the sectional volume flows in order, for example, to achieve an improved fiber orientation cross profile.
  • FIG. 2 shows a sectional feed system known from DE 40 19 593 (in side view), in which stock suspension is fed from a distributor VT 1 via main lines L1 i to a large number of mixers M i via throttle valves DR1 i .
  • a material suspension of different concentration for example dilution water, is fed into the mixer M i from a further distributor VT i via secondary lines L2 i , regulated by throttles DR2 i .
  • the supply of the individual partial volume flows of the lines L1 i and L2 i is regulated via the throttles DR1 i and DR2 i , so that both the concentration and the amount of the total volume flow can be set as described in the abovementioned application.
  • FIG. 3 shows a sectional material feed (known from DE 42 11 291) (in side view) in which the material suspension is fed from a distributor VT 1 via main lines L1 i to a large number of mixers M i .
  • a material suspension of different concentrations for example dilution water, is fed into the mixer M i from a further distributor VT i via secondary lines L2 i in a controlled manner by throttle valves DR1.
  • the supply via the secondary lines L2 i are, as described in the above-mentioned application, initiated at an angle ⁇ o at which there is no change in the total volume flow after the mixers when the current supplied via the secondary lines L2 i changes .
  • the following throttle DR2 i which is necessary here, must be made adjustable.
  • Figure 4 shows the sectional feed according to the invention with a previous mixer. Similar to FIGS. 2 and 3, two distributors VT 1 and VT 2 are provided, the distributor VT 1 substance suspension containing normal concentration, while dilution liquid with only a low concentration or without fibrous material components is supplied via the distributor VT 2 .
  • high concentration stock suspension is fed from the distributor VT 1 to the mixer M i via main lines L1 i .
  • the mixer M i the stock suspension is fed in the desired manner via supply of dilution liquid (e.g.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sektionalen Versorgung des Stoffauflaufes einer Papiermaschine mit Stoffsuspension und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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 Teilstöme ergibt, unabhängig von deren Mengenverhältnis. Voraussetzung ist herbei, 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, ein Verfahren und eine Vorrichtung 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 der Ansprüche 1 und 2 gelöst.
Demgemäß wird in den Zufuhrleitung 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 mit vorhergehendem Mischer.
Die Figur 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 Drosseln DRi vorgesehen, die es ermöglichen die sektionalen Volumenströme individuell einzustellen, um z.B. ein verbessertes Faserorientierungsquerprofil zu erreichen.
Figur 2 zeigt eine aus der DE 40 19 593 bekannte sektionale Stoffzuführung (in Seitenansicht), in der Stoffsuspension aus einem Verteiler VT1 über Hauptleitungen L1i einer Vielzahl von Mischern Mi über Drosselventile DR1i geregelt zugeführt wird. In die Mischer Mi wird aus einem weiteren Verteiler VTi über Nebenleitungen L2i eine Stoffsuspension unterschiedlicher Konzentration, z.B. Verdünnungswasser, durch Drosseln DR2i geregelt zugeführt. Die Zuführung der einzelnen Teilvolumenströme der Leitungen L1i und L2i wird über die Drosseln 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.
Figur 3 zeigt eine aus der DE 42 11 291 bekannte sektionale Stoffzuführung (in Seitenansicht) in der Stoffsuspension aus einem Verteiler VT1 über Hauptleitungen L1i einer Vielzahl von Mischern Mi zugeführt wird. In die Mischer Mi wird aus einem weiteren Verteiler VTi über Nebenleitungen L2i eine Stoffsuspension unterschiedlicher Konzentration, z.B. Verdünnungswasser, durch Drosselventile DR1, geregelt zugeführt. Die Zuführung über die Nebenleitungen L2i werden, wie in der o.g. Anmeldung beschrieben, unter einem Winkel βo eingeleitet, bei dem keine Änderung des Gesamtvolumenstromes nach den Mischern bei Änderung des zugeführten Stromes über die Nebenleitungen L2i stattfindet. Sollen die Gesamtvolumenströme jedoch geregelt sein, so muß die nachfolgende, hier notwendige Drossel DR2i einstellbar ausgeführt werden.
Bei allen Ausführungsvarianten der Figuren 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.
Figur 4 zeigt die erfindungsgemäße sektionale Stoffzufuhr mit vorhergehendem Mischer. Es sind ähnlich der Figuren 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 Hauptleitungen 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 Nebenleitungen L3i - geregelt durch einstellbare Drosseln DR1i - dem Mischer in einem Winkel βo 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 Nebenleitungen L2i wird nun ebenfalls Verdünnungsflüssigkeit aus dem Verteiler VT2 - geregelt durch einstellbare Drosseln 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 >> βo, vorzugsweise α ≈ 180° und hohe Geschwindigkeit in der Nebenleitung bei kleinem Volumen in der Nebenleitung:
    Hierbei wird durch eine Erhöhung des Nebenstromes durch Impulsaustausch eine überproportionale Reduktion des Gesamtstromes erreicht. Gegengerichtete Strömung.
  • b) βo >> α ≥ 0°, vorzugsweise α ≈ 0° und hohe Geschwindigkeit in der Nebenleitung bei kleinem Volumen in der Nebenleitung:
  • Hierbei wird durch eine Erhöhung des Nebenstromes ebenfalls eine überproportionale Erhöhung des Gesamtstromes erreicht. Gleichgerichtete Strömung.
  • c) α ≈ 90°, Geschwindigkeit in der Nebenleitung ist sehr groß gegenüber der in der Hauptleitung:
  • 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 Suspensionsströmug 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 des Stoffsuspension des Hauptstromes mit dem davor liegenden Mischer wieder kompensiert werden kann.

    Claims (4)

    1. Verfahren zur sektionalen Versorgung eines Stoffauflaufes (STA) einer Papiermaschine mit Stoffsuspension, bei welchem dem Stoffauflauf (STA) über die Maschinenbreite verteilt Stoffsuspension über eine Vielzahl von Hauptleitungen (L1i) von einem Stoffsuspensionsverteiler zugeführt wird, wobei in mindestens einer Hauptleitung (L1i) eine Mischeinheit (Mi) vorgesehen wird, der mindestens eine weitere Zufuhrleitung (L3i) zur Zuführung von Stoffsuspension oder Verdünnungswasser unterschiedlicher Zusammensetzung unter einem Winkel (β0) zugeordnet wird, wobei in mindestens einer der zusätzlichen Zufuhrleitungen (L3i) zur Mischeinheit (Mi) ein Mittel (DR3i) zur Beeinflussung der jeweiligen Durchflussmenge vorgesehen wird, und wobei in der mindestens einen Hauptleitung (L1i) stromabwärts der Mischeinheit (Mi) eine nicht einstellbare Drossel (DR1i) vorgesehen wird,
      dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Drossel (DR1 i) eine Flüssigkeit mittels einer Nebenleitung (L2i) unter einem Winkel (α) in die Hauptleitung (L1i) zugeführt wird,
      dass der Winkel (α) zwischen der Hauptleitung (L1i) und der Nebenleitung (L2i) so gewählt wird, dass eine kleine Änderung der Durchflussmenge der Nebenleitung (L2i) eine große, gleichgerichtete oder entgegengerichtete Änderung der Durchflussmenge der Haupt- und Nebenleitung (L1i, L2i) ergibt,
      dass die jeweilige Durchflussmenge in der Nebenleitung (L2i) mittels eines Mittels (DR2i) beeinflusst wird,
      dass die Zuströmgeschwindigkeit in der Nebenleitung (L2i) wesentlich größer als die Geschwindigkeit in der Hauptleitung (L1i) gewählt wird und
      dass der Volumenstrom in der Nebenleitung (L2i) wesentlich kleiner als der in der Hauptleitung (L1i) gewählt wird.
    2. Vorrichtung zur sektionalen Versorgung eines Stoffauflaufes (STA) einer Papiermaschine mit Stoffsuspension, bei welcher über die Maschinenbreite verteilt eine Vielzahl von Hauptleitungen (L1i) für die Zuführung von Stoffsuspension von einem Staffsuspensionsverteiler zum Stoffauflauf (STA) vorgesehen sind, wobei in mindestens einer Hauptleitung (L1i) eine Mischeinheit (Mi) vorgesehen ist, der mindestens eine weitere Zufuhrleitung (L3i) zur Zuführung von Stoffsuspension oder Verdünnungswasser unterschiedlicher Zusammensetzung unter einem Winkel (β0) zugeordnet ist, wobei in mindestens einer der weiteren Zufuhrleitungen (L3i) zur Mischeinheit (Mi) ein Mittel (DR3i) zur Beeinflussung der jeweiligen Durchflussmenge vorgesehen ist, und wobei in der mindestens einen Hauptleitung (L1i) stromabwärts der Mischeinheit (Mi) eine nicht einstellbare Drossel (DR1i) vorgesehen ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Drossel (DR1i) mindestens eine Nebenleitung (L2i) für die Zuführung von Flüssigkeit unter einem Winkel(α) in die Hauptleitung (L1i) mündet,
      dass der Winkel (α) zwischen der Hauptleitung (L1i) und der Nebenleitung (L2i) so gewählt ist, dass eine kleine Änderung der Durchflussmenge der Nebenleitung (L2i) eine große, gleichgerichtete oder entgegengerichtete Änderung der Durchflussmenge der Haupt- und Nebenleitung (L1i, L2i) ergibt,
      dass in der Nebenleitung (L2i) ein Mittel (DR2i) zur Beeinflussung der jeweiligen Durchflussmenge vorgesehen ist, und dass die Nebenleitung (L2i) für eine Zuströmgeschwindigkeit wesentlich größer als die Geschwindigkeit in der Hauptleitung (L1i) und einen
      Volumenstrom wesentlich kleiner als der in der Hauptleitung (L1i) ausgebildet ist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung der Nebenleitung (L2i) zur Hauptleitung (L1i) gleich- bzw. gegengerichtet ist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt- und die Nebenleitung (L1i, L2i) einen rechten Winkel bilden,
      dass das Verhältnis des Querschnitts der Hauptleitung (L1i) zur Nebenleitung (L2i) Hi/Ni > 10 beträgt.
    EP95108955A 1994-06-30 1995-06-10 Sektionale Stoffzuführung des Stoffauflaufs einer Papiermaschine Expired - Lifetime EP0690167B1 (de)

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    DE4422907A DE4422907C2 (de) 1994-06-30 1994-06-30 Sektionale Stoffzuführung des Stoffauflaufs einer Papiermaschine
    DE4422907 1994-06-30

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    EP0690167A2 EP0690167A2 (de) 1996-01-03
    EP0690167A3 EP0690167A3 (de) 1997-03-19
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    ID=6521900

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    JP (1) JPH08170291A (de)
    AT (1) ATE274099T1 (de)
    CA (1) CA2152830A1 (de)
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