WO2010069652A1 - Stoffauflauf für eine maschine zur herstellung einer faserstoffbahn - Google Patents

Stoffauflauf für eine maschine zur herstellung einer faserstoffbahn Download PDF

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WO2010069652A1
WO2010069652A1 PCT/EP2009/063844 EP2009063844W WO2010069652A1 WO 2010069652 A1 WO2010069652 A1 WO 2010069652A1 EP 2009063844 W EP2009063844 W EP 2009063844W WO 2010069652 A1 WO2010069652 A1 WO 2010069652A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
headbox
intermediate channel
lateral
channels
fibrous web
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/063844
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Ruf
Konstantin Fenkl
Markus Häußler
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
Publication of WO2010069652A1 publication Critical patent/WO2010069652A1/de

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/022—Means for injecting material into flow within the headbox

Definitions

  • Headbox for a machine for producing a fibrous web
  • the invention relates to a headbox for a machine for producing a fibrous web, in particular paper or board web, from at least one pulp suspension, comprising a feeding device feeding the at least one pulp suspension, having a downstream and a plurality of channels arranged in rows and in columns A distribution well plate having a downstream thereto, over the width of the headbox extending intermediate channel with a plurality of spaced in the width direction of the headbox means for preferably controllable / metered addition of a fluid in fluid streams in the at least one pulp suspension, wherein the single means each have a plurality comprising each Zudosierkanalö believing having, emanating at different heights and connected to a common supply channel Zudosierkanäle, with a turbulence product downstream arranged with a plurality of arranged in rows and in columns flow channels, and with the turbulence generating means immediately adjoining and having a nozzle gap headbox.
  • Such a headbox is known, for example, from German Offenlegungs DE 44 16 898 A1, DE 44 16 899 A1 and DE 44 16 909 A1.
  • German patent application DE 44 16 898 A1 shows a headbox for a paper machine with a feed device for the pulp suspension, with a plurality of channels having guide means, a lying upstream of a guide means mixing chamber with a plurality Distributed across the headbox feeding devices for a differing in its properties of the stock suspension zuzumischen- and having a guide device adjoining, an outlet gap for the stock suspension forming nozzle chamber.
  • the feed devices for the fluid to be admixed extend substantially perpendicularly in the mixing chamber and have a plurality of admixing openings located one above the other.
  • German patent application DE 44 16 899 A1 shows a headbox for a paper machine with a feed device for the pulp suspension, a first having a plurality of channels guide means, a second plurality of channels having guide means, an intermediate mixing chamber, a subsequent, a Exit slit for the pulp forming nozzle chamber and a plurality of distributed over the headbox feed lines for the admixed fluid, wherein the majority of the channels of the guide means are positioned and dimensioned so that the outlet opening from the upstream guide means is not aligned with an opening in the downstream guide means ,
  • the supply lines for the admixing fluid have admixing openings, which for the most part are each aligned with an opening in the downstream guide device.
  • German published patent application DE 44 16 909 A1 shows a headbox for a paper machine with a supply device for the Stoffsus- pension, a downstream adjoining provided with a plurality of channels guide means, a downstream thereto, extending over the width of the headbox mixing chamber with a plurality of distributed across the headbox, extending substantially in the flow direction partitions and distributed across the headbox Zudiesseinrich- tions for a zuzumischendes fluid with Zumischö réelleen, downstream of another, a plurality of channels having guide means and a subsequent this, an outlet gap for the stock suspension forming nozzle chamber.
  • the feed means for the admixing fluid extend into the mixing chamber and the sectional area formed by the partitions in the mixing chamber begins in the region of the admixing openings, from where it extends substantially in the flow direction as far as the second guide means.
  • the fiber orientation profile in the fibrous web to be produced is influenced by an adjustment of a diaphragm provided in the region of the outlet slit of the headbox, by a modification of the turbulence insert of the headbox and by an influence on the flow rate in the edge zones of the headbox.
  • the hitherto customary influencing of the throughput in the edge zones of the headbox has, among other things, the disadvantages that no addition of a fluid is possible in these edge zones and that problems with a possible lamellar connection to the turbulence insert can result.
  • the implementation with additional externally mounted facilities is usually very expensive and therefore expensive.
  • the headbox should be kept as simple as possible in construction and it should also be given a technically simple and reliable Zudosiersystem, which is also still inexpensive and technically easy to perform.
  • the intermediate channel has two lateral edge chambers on the outside of its central intermediate channel region, which are separated from the middle chamber of the middle intermediate channel region of the intermediate channel by a respective fixed partition and extending over the length of the intermediate channel are, and that to influence the fiber orientation cross-profile in the fibrous web to be produced at least one of the respective lateral and separated edge chambers of the intermediate channel volume flows, in particular the flow of the medium from the means for preferably regulated / controllable metering emerging from the fluid partial flows, by means of at least one actuator according to variably adjustable, in particular Is controllable or controllable.
  • the inventive design of the headbox of the type mentioned provides a most extensive, preferably complete avoidance of the disadvantages of the prior art and a much improved fulfillment of particular technological requirements.
  • the headbox according to the invention has a technically simple and reliable Zudosiersystem, which is also still inexpensive and technically easy to perform.
  • the volume flows in the two edge regions of the turbulence generating means by the actuators sufficiently adjustable, in particular controllable or regulated. This applies in particular when the pressure level in the two lateral and separated edge chambers of the intermediate channel is lower than the pressure level in the middle chamber of the middle intermediate channel region of the intermediate channel. By this proportion, the pressure applied to the corresponding actuator differential pressure is higher and higher flow rates are possible.
  • the total pressure loss of the system comprising the head box according to the invention should be ⁇ 2 bar, preferably ⁇ 1, 5 bar, in particular ⁇ 1, 0 bar.
  • At least one, well-known to those skilled separator, in particular a blade be arranged. If a plurality of separating elements, in particular lamellae, are arranged in the headbox of the headbox according to the invention, they can have different lengths and possibly also different properties, such as surface contours and the like.
  • the volume flow of at least one fibrous suspension fed to at least one fibrous suspension by means of at least one actuator can also be variably adjusted, in particular controlled or regulated, by means of at least one actuator.
  • the channels mounted in the distribution well plate can be adjustable or even controllable or controllable by means of a device, in particular an actuator.
  • the lateral and separated edge chamber of the intermediate channel can be arranged downstream of at least one column, preferably in several columns, in particular in two columns, arranged flow channels of the turbulence generating means.
  • the flow channels of the turbulence generating means arranged downstream of the lateral and separate edge chamber of the intermediate channel preferably have a larger flow cross section than the flow channels of the turbulence generating means arranged downstream of the middle chamber of the intermediate channel region of the intermediate channel.
  • the lateral and separated edge chamber of the intermediate channel are preferably arranged upstream of at least one column, preferably in several columns, in particular in two columns, channels of the distribution well plate. In this way, a sufficient supply of pulp suspension can be ensured in the lateral and separated edge chamber of the intermediate channel, even at lower flow velocities.
  • the channels of the distribution tube plate upstream of the lateral and severed marginal chamber of the intermediate channel may have a smaller flow cross-section than the channels of the distribution tube plate upstream of the central intermediate channel region of the intermediate channel.
  • a central pressure loss distribution of the turbulence generating medium distribution well plate system in favor of the turbulence generating means in the center chamber of the middle intermediate channel region of the intermediate turbulence generating means.
  • Channels in a ratio of 5: 1 to 1: 1 provided.
  • the lateral pressure loss distribution of the turbulence generating means distribution well plate in favor of the distribution well plate in the lateral and separated peripheral chamber of the intermediate channel is preferably provided in a ratio of 10: 1 to 1: 1.
  • the pulp suspension fed to at least one of the feed devices can also be fed exclusively to the downstream channels of the distribution tube plate.
  • a headbox without a recirculation of the pulp suspension can be realized and the amount of pulp suspension at the edge varies to a significant extent less.
  • regulation or determination of the volume flows and / or regulation of the fiber orientation transverse profile of the fibrous web can be achieved by means of a differential pressure measurement of the pressures in the center chamber the middle intermediate channel region of the intermediate channel and in the two lateral and separated edge chambers of the intermediate channel.
  • the actuator comprises in a preferred embodiment, an adjustable, in particular a controllable / controllable throttle.
  • a throttle has in a known manner a mature technology and thus a good and safe operating behavior.
  • the respective means for preferably controllable metered addition of the fluid in partial fluid streams into the at least one pulp suspension preferably comprises a metering blade, as described in the German patent application (Applicant's file number: HPA14265 DE and Applicant's working title: "MJ M-DoS").
  • TE geometrical The same disclosure as that of the present patent application is described and shown, the content of which is hereby incorporated by reference.
  • the fluid preferably consists of water, in particular clear water, or of a pulp suspension, in particular white water, the concentration of which differs from the average concentration of the at least one pulp suspension in the headbox.
  • the headbox according to the invention is outstandingly suitable for use in a machine for producing a fibrous web, in particular paper or board web.
  • a fiber orientation control system can be provided, which comprises a device provided at the machine end for measuring the fiber orientation cross profile of the fibrous web, a processing unit further processing the arithmetic unit received signals and the actuators of the headbox.
  • the fibrous web produced in the machine with at least one headbox according to the invention has consistently excellent properties, since, among other things, the control of both its fiber orientation transverse profile and its basis weight cross-section is possible.
  • Figure 1 is a vertical and schematic longitudinal sectional view of a headbox for a machine for producing a fibrous web from at least one pulp suspension according to the prior art
  • Figure 2 is a horizontal, partial and schematic longitudinal sectional view of an embodiment of a head box according to the invention for a machine for producing a fibrous web from at least one pulp suspension
  • FIG. 3 shows a schematic detail of a further embodiment of the head box according to the invention shown in FIG. 2 for a machine for producing a fibrous web from at least one fibrous stock suspension
  • FIG. 4 shows a simplified schematic illustration of a machine provided with an inventive headbox for the production of a fibrous web, in which the headbox according to the invention is integrated into a fiber orientation control system.
  • FIG. 1 shows a vertical and schematic longitudinal sectional view of an exemplary embodiment of a known from the prior art headbox 1 for a machine for producing a fibrous web 3 from a pulp suspension 2 (arrow).
  • the illustrated headbox 1 can of course also be designed as a multilayer headbox, which uses at least two different pulp suspensions for producing the fibrous web 3.
  • the fibrous web 3 may in particular be a paper, board or tissue web.
  • the headbox 1 has a feeding device 4 which feeds a pulp suspension 2 (arrow), for example in the embodiment of a illustrated transverse distributor pipe 5 or a rotary distributor (not illustrated) with a multiplicity of hoses.
  • a pulp suspension 2 for example in the embodiment of a illustrated transverse distributor pipe 5 or a rotary distributor (not illustrated) with a multiplicity of hoses.
  • the feeder 4 is followed downstream by a Verteilrohrlochplatte 6, which has a plurality of arranged in rows Z and in columns S channels 7. Again downstream of the distribution well plate 6 is followed by an across the width B (arrow) of the headbox 1 extending intermediate channel 8, with a plurality of spaced in the width direction of the headbox 1 means 9 for preferably adjustable / controllable metering of a fluid 10 (arrow) in Partial streams 10.T (arrows) in the pulp suspension 2 (arrow) is provided.
  • the individual means 9 for preferably controllable metered addition in each case comprises a plurality of metering channels 11 having a respective metering channel opening and opening at different heights and connected to a common supply channel 12.
  • a turbulence generating means 13 Downstream of the intermediate channel 8 is a turbulence generating means 13 having a plurality of flow channels 14 arranged in rows Z and in columns S.
  • the pulp suspension 2 (arrow) in the turbulence generating means 13 is divided into pulp feed partial streams and after discharge from the turbulence generating means in a machine-width chamber 15 in an embodiment of a nozzle gap 17 having headbox nozzle 16 merged again to allow the formation of a machine-wide fibrous web 3.
  • the flow channels 14 are preferably formed in a known manner as thin-walled turbulence tubes and / or turbulence tube inserts with at least partially constant, at least partially diverging, at least partially converging and / or discontinuous cross-sectional areas.
  • separating elements in particular a lamella be arranged. If a plurality of separating elements, in particular lamellae, are arranged in the headbox nozzle 16, they can have different lengths and possibly also different properties, such as surface contours and the like.
  • the headbox 16 may be provided on the outlet side at least one side with a dashed line indicated aperture 18.
  • 2 shows a horizontal, partial and schematic longitudinal section of an embodiment of a headbox 1 according to the invention for a machine for producing a fibrous web 3 from at least one fibrous stock suspension 2.
  • the basic structure of this headbox 1 substantially corresponds to the basic structure of the one shown schematically in FIG Headbox 1, so that reference is also made to this description of figures.
  • the headbox 1 generally has a mirror-symmetrical design to the longitudinal center line LML (double arrow).
  • the intermediate channel 8 of the head box 1 has, on the outside of its middle intermediate channel region 8 .M, two lateral edge chambers 8 .RK which are arranged in a stationary manner from the middle chamber 8 .MK of the middle intermediate channel region 8 .M of the intermediate channel 8 and extend over the length 8. L of the intermediate channel 8 extending partition 19 are separated.
  • a means 9 for preferably metered / controllable metered addition of the fluid 10 is arranged in the respective marginal chamber 8.RK.
  • a plurality of means 9 for preferably controllable metered addition of the fluid 10 may be arranged in the respective marginal chamber 8.RK.
  • the respective volume flow 10.V respectively supplied to the lateral and separated marginal chambers 8.RK of the intermediate channel 8, in particular the volumetric flow of the fluid 9 emerging from the means 9 for preferably controllable metered addition of the fluid 10
  • Fluid partial flows 10.T by means of at least one only indicated actuator 20 according to variably adjustable, in particular controlled or regulated (see Figure 1).
  • the merely indicated actuator 20 preferably comprises an adjustable, in particular a controllable / controllable throttle known type and known operation.
  • the respective volume flow 2.V of the fibrous suspension 2 fed to the lateral and separated marginal chambers 8.RK of the intermediate channel 8 via the channel 7 of the distribution well plate 6 is at least one actuator 21 correspondingly variably adjustable, in particular controllable or adjustable.
  • the merely indicated actuator 21 preferably comprises an adjustable, in particular a controllable / controllable throttle known type and known operation.
  • the respective lateral and separated edge chamber 8.RK of the intermediate channel 8 are disposed downstream of flow channels 14 of the turbulence generating means 13 arranged in two columns S1, S2.
  • the respective lateral and separate edge chamber 8.RK of the intermediate channel 8 may also be arranged downstream of only one column or in more than two columns flow channels 14 of the turbulence generating means 13.
  • the flow channels 14 of the turbulence generation means 13 arranged downstream of the respective lateral and separated edge chamber 8 .RK of the intermediate channel 8 have a larger flow cross section 14 .RQ than the center chamber 8 .MK of the middle intermediate channel region 8 .M of the intermediate channel 8 downstream flow channels 14 of the turbulence generation means 13 on.
  • the flow cross section of the flow channels 14, which are arranged downstream of the middle chamber 8 .MK of the middle intermediate channel region 8 .M of the intermediate channel 8, is provided with the reference symbol 14.
  • the respective lateral and separated edge chamber 8.RK of the intermediate channel 8 are arranged at least in one column, preferably in several columns, in particular in two columns, arranged channels 7 of the distribution well plate 6.
  • the channels 7 of the Verteilrohrplatte 6 are arranged only in a column S3.
  • the respective lateral and separated edge chamber 8.RK of the intermediate channel 8 upstream channels 7 of the Verteilrohrlochplatte 6 a smaller flow area 7.RQ than the middle chamber 8.MK of the middle intermediate channel 8.M of the intermediate channel 8 upstream channels 7 of the distribution well plate 6 on.
  • the flow cross-section of the flow channels 7, which are arranged upstream of the middle chamber 8 .MK of the middle intermediate channel region 8 .M of the intermediate channel 8, is provided by the reference numeral 7.
  • the total pressure loss of the inventive headbox 1 comprehensive system is ⁇ 2 bar, preferably ⁇ 1, 5 bar, in particular ⁇ 1, 0 bar.
  • the respective Zudosierkanalö Stamm 11.1 is centrally or approximately centrally disposed between two adjacent columns S to channels 14 of the turbulence generating means 13 so that the emerging from the respective means 9 for preferably regulated / controllable metering fluid partial flows 10.T (arrow) also centrally or approximately centrally between two adjacent columns S on channels 14 of the turbulence generating means 13 to the turbulence generating means 13 impinge.
  • the metering channels 11 of the means 9 for preferably controllable metering, which discharge at different heights, are arranged at equal intervals and the metering channel 11 of the means 9 for preferably controllable metering connected to the common supply channel 12 has a circular cross-sectional area 11.Q with a diameter 11.D from 2 to 10 mm, preferably from 4 to 6 mm.
  • the common supply channel 12 of the means 9 for preferably controllable metered addition has a circular cross-sectional area 12.Q with a diameter 12.D of 6 to 20 mm, preferably from 10 to 15 mm (see detail X).
  • the means 9, preferably designed as a metering blade 9.1, for preferably controllable metering has a length 9.L in the range of 60 to 350 mm, preferably 100 to 250 mm, and a height 9 depending on the height of the intermediate chamber of the headbox 1. H (see also Figure 1) in the range of 50 to 300 mm, preferably from 75 to 250 mm.
  • the means 9 for preferably controllable metered addition have a preferably equal pitch T in the width direction of the headbox 1 in the range of 10 to 100 mm, preferably 25, 33, 50 or 66 mm.
  • the metering blade 9.1 is described and shown in the German patent application (applicant file number: HPA14265 DE and applicant working title: "MJ M-DoS-TE geometry”) with the same filing date as the present patent application made this description.
  • FIG. 3 shows a schematic detail of a further embodiment of the head box 1 according to the invention, shown in FIG. 2, for a machine for producing a fibrous web from at least one fibrous stock suspension.
  • FIG. 4 shows in a simplified schematic representation a machine provided with a headbox 1 according to FIG. 2 for producing a fibrous web 3, in particular a paper or board web, in which the headbox 1 is integrated into a fiber orientation control system 22.
  • the fiber orientation control system 22 comprises a device 23 provided at the machine end for measuring the fiber orientation transverse profile of the fibrous web 3, a processing unit 24 further processing the measurement signals obtained, and the merely indicated actuators 20, 21 of the headbox 1.
  • the features of the embodiments of the respective headbox 1 described in FIGS. 1 to 4 can also be combined at least partially with one another for the person skilled in the art in a manner which is obvious.
  • the fluid 10 flowing through the respective headbox 1 of FIGS. 1 to 4 consists at least of water, in particular white water or clear water, or of at least one fibrous suspension whose concentration differs from the average concentration of the at least one fibrous suspension 2 flowing in the headbox 1.
  • the particular headbox 1 of Figures 1 to 4 is particularly suitable for use in a machine for producing a fibrous web 3, in particular paper or board web, from at least one pulp suspension second
  • a headbox of the type mentioned above is improved by the invention so that the aforementioned disadvantages of the prior art as far as possible, preferably completely eliminated.
  • the headbox is kept as simple as possible in the structure and it is also a technically simple and reliable Zudosiersystem specified which is also still inexpensive and technically easy to carry out.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (3), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (2), mit einer die wenigstens eine Faserstoff Suspension (2) zuführenden Zuführvorrichtung (4, 5), mit einer sich stromabwärts anschließenden und eine Vielzahl von in Zeilen (Z) und in Spalten (S) angeordneten Kanälen (7) aufweisenden Verteilrohrlochplatte (6), mit einem stromabwärts dazu liegenden, sich über die Breite (B) des Stoffauflaufs (1) erstreckenden Zwischenkanal (8) mit mehreren in Breitenrichtung des Stoffauflaufs (1) zueinander beabstandeten Mitteln zur (9, 9.1) Zudosierung von einem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10. T) in die wenigstens eine Faserstoff Suspension (2). Der erfindungsgemäße Stoffauflauf (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkanal (8) außenseitig seines mittleren Zwischenkanalbereichs (8.M) zwei seitliche Randkammern (8.R) aufweist, die von der Mittenkammer (8.MK) des mittleren Zwischenkanalbereichs (8.M) des Zwischenkanals (8) durch jeweils eine ortsfest angeordnete und sich über die Länge (8.L) des Zwischenkanals (8) erstreckende Trennwand (19) abgetrennt sind, und dass zur Beeinflussung des Faserorientierungsquerprofils in der herzustellenden Faserstoffbahn (3) zumindest einer der jeweils den seitlichen und abgetrennten Randkammern (8.R) des Zwischenkanals (8) zugeführten Volumensströme (10V) mittels mindestens eines Stellglieds (20) entsprechend variabel einstellbar oder regelbar ist.

Description

Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, mit einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension zuführenden Zuführvorrichtung, mit einer sich stromabwärts anschließenden und eine Vielzahl von in Zeilen und in Spalten angeordneten Kanälen aufweisenden Verteilrohrlochplatte, mit einem stromabwärts dazu liegenden, sich über die Breite des Stoffauflaufs erstreckenden Zwischenkanal mit mehreren in Breitenrichtung des Stoffauflaufs zueinander beabstandeten Mitteln zur vorzugsweise regel- /steuerbaren Zudosierung von einem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension, wobei das einzelne Mittel jeweils mehrere eine jewei- lige Zudosierkanalöffnung aufweisende, in unterschiedlichen Höhen mündende und mit einem gemeinsamen Versorgungskanal verbundene Zudosierkanäle umfasst, mit einem stromabwärts angeordneten Turbulenzerzeugungsmittel mit einer Vielzahl von in Zeilen und in Spalten angeordneten Strömungskanälen, und mit einer sich dem Turbulenzerzeugungsmittel unmittelbar anschließenden und einen Düsenspalt aufweisenden Stoffauflaufdüse.
Ein derartiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus den deutschen Offenlegungs- schriften DE 44 16 898 A1 , DE 44 16 899 A1 und DE 44 16 909 A1 bekannt.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 44 16 898 A1 zeigt einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einer Zuführungseinrichtung für die Stoffsuspension, mit einer eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung, einer stromaufwärts zu einer Führungseinrichtung liegenden Mischkammer mit mehreren quer über den Stoffauflauf verteilten Zuführungseinrichtungen für ein sich in seinen Eigenschaften von der Stoffsuspension unterscheidendes zuzumischen- des Fluid und mit einem sich der Führungseinrichtung anschließenden, einen Austrittsspalt für die Stoffsuspension bildenden Düsenraum. Die Zuführungsein- richtungen für das zuzumischende Fluid erstrecken sich in der Mischkammer im Wesentlichen senkrecht und weisen mehrere übereinander liegende Zumischöff- nungen auf.
Und die deutsche Offenlegungsschrift DE 44 16 899 A1 zeigt einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einer Zuführungseinrichtung für die Stoffsuspension, einer ersten eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung, einer zweiten eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung, einer dazwischen liegenden Mischkammer, einem sich anschließenden, einen Austrittsspalt für die Stoffsuspension bildenden Düsenraum und mehreren quer über den Stoffauflauf verteilten Zuführungsleitungen für das zuzumischende Fluid, wobei die überwiegende Anzahl der Kanäle der Führungseinrichtungen so positioniert und dimensioniert sind, dass die Austrittsöffnung aus der stromaufwärtigen Führungseinrichtung nicht mit einer Einmündung in die stromabwärts liegende Führungseinrichtung fluchtet. Die Zuführungsleitungen für das zuzumischende Fluid weisen Zumischöffnungen auf, die zum überwiegenden Teil jeweils mit einer Einmündung in die stromabwärts liegende Führungseinrichtung fluchten.
Weiterhin zeigt die deutsche Offenlegungsschrift DE 44 16 909 A1 einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einer Zuführungseinrichtung für die Stoffsus- pension, einer sich stromabwärts anschließenden mit einer Vielzahl von Kanälen versehene Führungseinrichtung, einer stromabwärts dazu liegenden, sich über die Breite des Stoffauflaufes erstreckenden Mischkammer mit mehreren quer über den Stoffauflauf verteilten, sich im wesentlichen in Strömungsrichtung erstreckenden Trennwänden sowie quer über den Stoffauflauf verteilten Zuführungseinrich- tungen für ein zuzumischendes Fluid mit Zumischöffnungen, stromabwärts einer weiteren, eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung und einem sich dieser anschließenden, einen Austrittsspalt für die Stoffsuspension bildenden Düsenraum. Die Zuführungseinrichtungen für das zuzumischende Fluid erstrecken sich in die Mischkammer hinein und der durch die Trennwände gebildete Sektionalbereich in der Mischkammer beginnt im Bereich der Zumischöff- nungen, von wo er sich im wesentlichen in Strömungsrichtung bis zur zweiten Führungseinrichtung hin erstreckt.
Bisher erfolgt eine Beeinflussung des Faserorientierungsprofils in der herzustellenden Faserstoffbahn durch eine Verstellung einer im Bereich des Austrittsspalts der Stoffauflaufdüse vorgesehenen Blende, durch eine Modifikation des Turbulenzeinsatzes des Stoffauflaufs sowie durch eine Beeinflussung des Durchsatzes in den Randzonen des Stoffauflaufs. Die bisher übliche Beeinflussung des Durchsatzes in den Randzonen des Stoffauflaufs bringt unter anderem die Nachteile mit sich, dass in diesen Randzonen keine Zugabe eines Fluids möglich ist und dass sich Probleme bei einer möglichen Lamellenanbindung am Turbulenzeinsatz ergeben können. Desweiteren ist die Umsetzung mit zusätzlichen außen angebauten Einrichtungen im Regelfall sehr aufwendig und somit teuer.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die zuvor erwähnten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise vollständig beseitigt werden. Dabei soll der Stoffauflauf im Aufbau möglichst einfach gehalten werden und es soll zudem ein technisch einfaches und zuverlässiges Zudosiersystem angegeben werden, welches zudem noch kostengünstig und technisch einfach auszuführen ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Zwischenkanal außenseitig seines mittleren Zwischenkanalbereichs zwei seitliche Randkammern aufweist, die von der Mittenkammer des mittleren Zwischenkanalbereichs des Zwischenkanals durch jeweils eine ortsfest angeordnete und sich über die Länge des Zwischenkanals erstreckende Trennwand abgetrennt sind, und dass zur Beeinflussung des Faser- orientierungsquerprofils in der herzustellenden Faserstoffbahn zumindest einer der jeweils den seitlichen und abgetrennten Randkammern des Zwischenkanals zugeführten Volumenströme, insbesondere der Strom der aus dem Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid austretenden Fluid- teilströme, mittels mindestens eines Stellglieds entsprechend variabel einstellbar, insbesondere Steuer- oder regelbar ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stoffauflaufs der eingangs genannten Art erbringt eine weitestgehende, vorzugsweise vollständige Vermeidung der Nachteile des Stands der Technik und eine wesentlich verbesserte Erfüllung der insbesondere technologischen Anforderungen. Zudem weist der erfindungsgemäße Stoffauflauf ein technisch einfaches und zuverlässiges Zudosiersystem auf, welches zudem noch kostengünstig und technisch einfach auszuführen ist.
Durch eine geschickte Verteilung der Druckverluste im Stoffauflauf werden die Volumenströme in den beiden Randbereichen des Turbulenzerzeugungsmittels durch die Stellglieder in ausreichendem Maße einstellbar, insbesondere steuer- oder regelbar. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Druckniveau in den beiden seitlichen und abgetrennten Randkammern des Zwischenkanals niedriger ist als das Druckniveau in der Mittenkammer des mittleren Zwischenkanalbereichs des Zwischenkanals. Um diesen Anteil wird der am entsprechenden Stellglied anliegende Differenzdruck höher und größere Durchsatzmengen sind somit möglich.
Der Gesamtdruckverlust des den erfindungsgemäßen Stoffauflauf umfassenden Systems soll < 2 bar, vorzugsweise <1 ,5 bar, insbesondere < 1 ,0 bar, sein.
Durchgeführte Versuche und gewonnene Felderfahrungen haben gezeigt, dass durch eine einfache Trendregulierung etwa 80 % der erforderlichen Faserorientie- rungs-Garantien erfüllt werden können. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestal- tung des Stoffauflaufs kann eine solche Trendregulierung bei einfach gehaltenem Aufbau des Stoffauflaufs und einer kostengünstigen konstruktiven Umsetzung des betreffenden Konzeptes bewerkstelligt werden. Dies ist insbesondere auch unter Beibehaltung bisheriger Stoffauflauf-Konzepte mit einer entsprechenden Verdün- nungseinrichtung möglich. Zudem ist problemlos ein jeweiliger Einsatz von in der Stoffauflaufdüse angeordneten Lamellen möglich. Veränderungen am Turbulenzerzeuger sind hierzu nicht mehr erforderlich. Bei einem entsprechenden Verdünnungswasser-Stoffauflauf sind gleiche Stoffdichten über die Bahnbreite erzielbar. Es ist insbesondere auch eine gleiche Regelung über die Bahnbreite möglich. Überdies ergeben sich gute Reinigungsmöglichkeiten. Es kann ein gleicher Turbulenzgrad über die Bahnbreite beim Eintritt in die Düse erreicht werden. Grundsätzlich ist auch ein Rückbau möglich. In "CFD"-Rechnungen wurde nachgewiesen, dass zum Erreichen eines entsprechenden Ergebnisses eine Abtrennung des maschinenbreiten Zwischenkanals geboten ist.
Auch kann in der Stoffauflaufdüse des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs wenigstens ein, dem Fachmann wohl bekanntes Trennelement, insbesondere eine Lamelle angeordnet sein. Sollten mehrere Trennelemente, insbesondere Lamellen in der Stoffauflaufdüse des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs angeord- net sein, so können sie unterschiedliche Längen und gegebenenfalls auch unterschiedliche Eigenschaften, wie Oberflächenkonturen und dergleichen, aufweisen.
So kann zur Beeinflussung des Faserorientierungsquerprofils in der herzustellenden Faserstoffbahn auch der jeweils den seitlichen und abgetrennten Randkam- mern des Zwischenkanals zugeführte Volumenstrom von wenigstens einer Faserstoffsuspension mittels mindestens eines Stellglieds entsprechend variabel einstellbar, insbesondere Steuer- oder regelbar sein. Hierzu können die in der Verteilrohrlochplatte angebrachten Kanäle einstellbar oder mittels einer Vorrichtung, insbesondere eines Stellgliedes sogar Steuer- oder regelbar sein. Insgesamt kann mittels dieser Ausgestaltung ein mehr oder weniger stark ausgeprägter Einfluss auf die Stoffdichte in den beiden seitlichen und abgetrennten Randkam- mern des Zwischenkanals des Stoffauflaufs genommen werden.
Weiterhin können der seitlichen und abgetrennten Randkammer des Zwischen- kanals mindestens in einer Spalte, vorzugsweise in mehreren Spalten, insbesondere in zwei Spalten, angeordnete Strömungskanäle des Turbulenzerzeugungsmittels nachgeordnet sein. Hierdurch wird eine variabel gestaltbare Teilungsanpassung in Bezug auf die Auslaufbreite des Stoffauflaufs möglich.
Und die der seitlichen und abgetrennten Randkammer des Zwischenkanals nach- geordneten Strömungskanäle des Turbulenzerzeugungsmittels weisen bevorzugt einen größeren Strömungsquerschnitt als die der Mittenkammer des mittleren Zwischenkanalbereichs des Zwischenkanals nachgeordneten Strömungskanäle des Turbulenzerzeugungsmittels auf. Somit wird ein kleinerer Druckverlust bei der Nominalströmung in dem Stoffauflauf erreicht, der sich wiederum positiv auf die Qualitätseigenschaften der herzustellenden Faserstoffbahn auswirkt.
Der seitlichen und abgetrennten Randkammer des Zwischenkanals sind bevorzugt mindestens in einer Spalte, vorzugsweise in mehreren Spalten, insbeson- dere in zwei Spalten, angeordnete Kanäle der Verteilrohrlochplatte vorgeordnet. Hierdurch kann eine ausreichende Zufuhr von Faserstoffsuspension in die seitliche und abgetrennte Randkammer des Zwischenkanals auch bei kleineren Strömungsgeschwindigkeiten sichergestellt werden. Die der seitlichen und abgetrennten Randkammer des Zwischenkanals vorgeordneten Kanäle der Verteil- rohrlochplatte können überdies einen kleineren Strömungsquerschnitt als die der Mittenkammer des mittleren Zwischenkanalbereichs des Zwischenkanals vorgeordneten Kanäle der Verteilrohrlochplatte aufweisen.
Überdies ist bevorzugt eine mittige Druckverlustverteilung des Systems Turbu- lenzerzeugungsmittel-Verteilrohrlochplatte zugunsten des Turbulenzerzeugungsmittels in der Mittenkammer des mittleren Zwischenkanalbereichs des Zwischen- kanals in einem Verhältnis von 5:1 bis 1 :1 vorgesehen. Hierdurch kann in der offenen Mittenkammer des mittleren Zwischenkanalbereichs des Zwischenkanals des Stoffauflaufs eine ausreichend gute Volumenkonstanz erzielt werden. Und die seitliche Druckverlustverteilung des Systems Turbulenzerzeugungsmittel-Verteil- rohrlochplatte zugunsten der Verteilrohrlochplatte in der seitlichen und abgetrennten Randkammer des Zwischenkanals ist bevorzugt in einem Verhältnis von 10:1 bis 1 :1 vorgesehen.
Auch kann die wenigstens eine der Zuführvorrichtung zugeführte Faserstoffsus- pension ausschließlich den sich stromabwärts anschließenden Kanälen der Verteilrohrlochplatte zugeführt sein. Damit kann ein Stoffauflauf ohne eine Rezir- kulation der Faserstoffsuspension realisiert werden und die Menge an Faserstoffsuspension am Rand variiert in einem wesentlichen Maße weniger stark.
Im Hinblick auf die Erreichung von guten bis sehr guten Qualitätseigenschaften in der herzustellenden Faserstoffbahn und eine optimierte Betriebsweise des Stoffauflaufs kann auch eine Regelung bzw. eine Bestimmung der Volumenströme und/oder eine Regelung des Faserorientierungs-Querprofils der Faserstoffbahn mittels einer Differenzdruckmessung der Drücke in der Mittenkammer des mittle- ren Zwischenkanalbereichs des Zwischenkanals und in den beiden seitlichen und abgetrennten Randkammern des Zwischenkanals erfolgen.
Das Stellglied umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform eine verstellbare, insbesondere eine steuer-/regelbare Drossel. Eine derartige Drossel weist in bekannter Weise eine ausgereifte Technik und somit ein gutes und sicheres Betriebsverhalten auf.
Das jeweilige Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung des Fluids in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension umfasst bevor- zugt ein Dosierschwert, wie es in der deutschen Patentanmeldung (Anmelder- Aktenzeichen: HPA14265 DE und Anmelder-Arbeitstitel: „MJ M-DoS-TE-Geomet- rie") mit gleichem Anmeldetag wie die vorliegende Patentanmeldung beschrieben und gezeigt ist. Der diesbezügl iche Offenbarungsgehalt wird hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Das Fluid besteht vorzugsweise aus Wasser, insbesondere Klarwasser, oder aus einer Faserstoffsuspension, insbesondere Siebwasser, deren Konzentration sich von der durchschnittlichen Konzentration der mindestens einen Faserstoffsuspension in dem Stoffauflauf unterscheidet. Diese Fluidarten haben sich in ähnlichen Anwendungen bereits bestens bewährt.
Der erfindungsgemäße Stoffauflauf eignet sich in hervorragender Weise zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn. Dabei kann insbesondere ein Faserorientierungs- Regelsystem vorgesehen sein, welches eine am Maschinenende vorgesehene Einrichtung zur Messung des Faserorientierungs-Querprofils der Faserstoffbahn, eine die erhaltenen Messsignale weiterverarbeitende Recheneinheit und die Stellglieder des Stoffauflaufs umfasst. Die in der Maschine mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Stoffauflauf hergestellte Faserstoffbahn weist durchwegs hervorragende Eigenschaften auf, da unter anderem die Regelung sowohl ihres Faserorientierungsquerprofils als auch ihres Flächengewichtsquerprofils möglich ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezug- nähme auf die Zeichnung.
Es zeigen
Figur 1 eine vertikale und schematische Längsschnittdarstellung eines Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension gemäß dem Stand der Technik; Figur 2 eine horizontale, teilweise und schematische Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension; Figur 3 eine schematische Detaildarstellung einer weiteren Ausführungsform des in der Figur 2 dargestellten erfindungsgemäßen Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension; und
Figur 4 eine vereinfachte schematische Darstellung einer mit einem erfin- dungsgemäßen Stoffauflauf versehenen Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, bei der der erfindungsgemäße Stoffauflauf in ein Faserorientierungs-Regelsystem eingebunden ist.
Die Figur 1 zeigt eine vertikale und schematische Längsschnittdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines aus dem Stand der Technik bekannten Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 3 aus einer Faserstoffsuspension 2 (Pfeil). Der dargestellte Stoffauflauf 1 kann selbstverständlich auch als ein Mehrschichtenstoffauflauf ausgebildet sein, der zumindest zwei unterschiedliche Faserstoffsuspensionen zur Herstellung der Faserstoffbahn 3 verwendet. Die Faserstoffbahn 3 kann dabei insbesondere eine Papier-, Kartonoder Tissuebahn sein.
Der Stoffauflauf 1 weist eine die eine Faserstoffsuspension 2 (Pfeil) zuführende Zuführvorrichtung 4, beispielsweise in der Ausführung eines dargestellten Quer- verteilrohrs 5 oder eines nicht dargestellten Rundverteilers mit einer Vielzahl an Schläuchen, auf.
Der Zuführvorrichtung 4 schließt sich stromabwärts eine Verteilrohrlochplatte 6 an, die eine Vielzahl von in Zeilen Z und in Spalten S angeordneten Kanälen 7 aufweist. Wiederum stromabwärts zur Verteilrohrlochplatte 6 schließt sich ein über die Breite B (Pfeil) des Stoffauflaufs 1 erstreckender Zwischenkanal 8 an, der mit mehreren in Breitenrichtung des Stoffauflaufs 1 zueinander beabstandeten Mitteln 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile) in die Faserstoffsuspension 2 (Pfeil) versehen ist. Das einzelne Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung umfasst jeweils mehrere eine jeweilige Zudosierkanalöffnung aufweisende, in unterschiedlichen Höhen mündende und mit einem gemeinsamen Versorgungskanal 12 verbundene Zudosierkanäle 11.
Dem Zwischenkanal 8 stromabwärts nachgeordnet ist ein Turbulenzerzeugungsmittel 13 mit einer Vielzahl von in Zeilen Z und in Spalten S angeordneten Strömungskanälen 14. Während des Betriebs des Stoffauflaufs 1 wird die Faserstoffsuspension 2 (Pfeil) in dem Turbulenzerzeugungsmittel 13 in Faserstoffsus- pensionsteilströme aufgeteilt und nach dem Austritt aus dem Turbulenzerzeugungsmittel in einer maschinenbreiten Kammer 15 in Ausgestaltung einer einen Düsenspalt 17 aufweisenden Stoffauflaufdüse 16 wieder zusammengeführt, um die Bildung einer maschinenbreiten Faserstoffbahn 3 zu ermöglichen. Die Strömungskanäle 14 sind in bekannter Weise vorzugsweise als dünnwandige Turbulenzrohre und/oder Turbulenzrohrinserts mit zumindest streckenweise konstanten, zumindest streckenweise divergierenden, zumindest streckenweise konvergierenden und/oder sprunghaften Querschnittsflächen ausgebildet. Auch kann in der Stoffauflaufdüse 16 wenigstens ein, dem Fachmann wohl bekanntes und nicht explizit dargestelltes Trennelemente, insbesondere eine Lamelle ange- ordnet sein. Sollten mehrere Trennelemente, insbesondere Lamellen in der Stoffauflaufdüse 16 angeordnet sein, so können sie unterschiedliche Längen und gegebenenfalls auch unterschiedliche Eigenschaften, wie Oberflächenkonturen und dergleichen, aufweisen.
Die Stoffauflaufdüse 16 kann auslaufseitig zumindest einseitig mit einer gestrichelt angedeuteten Blende 18 versehen sein. Die Figur 2 zeigt eine horizontale, teilweise und schematische Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 3 aus wenigstens einer Faser- Stoffsuspension 2. Der Grundaufbau dieses Stoffauflaufs 1 entspricht im Wesentlichen dem Grundaufbau des in der Figur 1 schematisch dargestellten Stoffauflaufs 1 , so dass auch auf diese Figurenbeschreibung verwiesen wird. Der Stoffauflauf 1 weist allgemein einen zur Längsmittellinie LML (Doppelpfeil) spiegelbildlichen Aufbau auf.
Der Zwischenkanal 8 des Stoffauflaufs 1 weist außenseitig seines mittleren Zwischenkanalbereichs 8.M zwei seitliche Randkammern 8.RK auf, die von der Mittenkammer 8.MK des mittleren Zwischenkanalbereichs 8.M des Zwischenkanals 8 durch jeweils eine ortsfest angeordnete und sich über die Länge 8.L des Zwischenkanals 8 erstreckende Trennwand 19 abgetrennt sind. In der jeweiligen Randkammer 8.RK ist jeweils ein Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 angeordnet. Selbstverständlich können in der jeweiligen Randkammer 8.RK auch mehrere Mittel 9 zur vorzugsweise regel- /steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 angeordnet sein.
Weiterhin ist zur Beeinflussung des Faserorientierungsquerprofils in der herzustellenden Faserstoffbahn 3 der jeweils den seitlichen und abgetrennten Randkammern 8.RK des Zwischenkanals 8 zugeführte Volumenstrom 10.V, insbesondere der Volumenstrom der aus dem Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 austretenden Fluidteilströme 10.T (Pfeile), mittels mindestens eines lediglich angedeuteten Stellglieds 20 entsprechend variabel einstellbar, insbesondere Steuer- oder regelbar (vgl. Figur 1 ). Das lediglich angedeutete Stellglied 20 umfasst bevorzugt eine verstellbare, insbesondere eine steuer-/regelbare Drossel bekannter Bauart und bekannter Funktionsweise. Weiterhin ist zur Beeinflussung des Faserorientierungsquerprofils in der herzustellenden Faserstoffbahn 3 auch der jeweils den seitlichen und abgetrennten Randkammern 8.RK des Zwischenkanals 8 über den Kanal 7 der Verteilrohrloch- platte 6 zugeführte Volumenstrom 2.V von der Faserstoffsuspension 2 mittels mindestens eines lediglich angedeuteten Stellglieds 21 entsprechend variabel einstellbar, insbesondere Steuer- oder regelbar. Das lediglich angedeutete Stellglied 21 umfasst bevorzugt eine verstellbare, insbesondere eine steuer-/regelbare Drossel bekannter Bauart und bekannter Funktionsweise.
Der jeweiligen seitlichen und abgetrennten Randkammer 8.RK des Zwischenkanals 8 sind in zwei Spalten S1 , S2 angeordnete Strömungskanäle 14 des Turbulenzerzeugungsmittels 13 nachgeordnet. Selbstverständlich können der jeweiligen seitlichen und abgetrennten Randkammer 8.RK des Zwischenkanals 8 auch nur in einer Spalte oder in mehr als zwei Spalten angeordnete Strömungskanäle 14 des Turbulenzerzeugungsmittels 13 nachgeordnet sein.
Ferner weisen die der jeweiligen seitlichen und abgetrennten Randkammer 8.RK des Zwischenkanals 8 nachgeordneten Strömungskanäle 14 des Turbulenzerzeugungsmittels 13 weisen einen größeren Strömungsquerschnitt 14.RQ als die der Mittenkammer 8.MK des mittleren Zwischenkanalbereichs 8.M des Zwischenkanals 8 nachgeordneten Strömungskanäle 14 des Turbulenzerzeugungsmittels 13 auf. Der Strömungsquerschnitt der Strömungskanäle 14, die der Mittenkammer 8.MK des mittleren Zwischenkanalbereichs 8.M des Zwischenkanals 8 nachgeordnet sind, ist beispielhaft mit dem Bezugszeichen 14.MQ versehen.
Der jeweiligen seitlichen und abgetrennten Randkammer 8.RK des Zwischenkanals 8 sind mindestens in einer Spalte, vorzugsweise in mehreren Spalten, insbesondere in zwei Spalten, angeordnete Kanäle 7 der Verteilrohrlochplatte 6 vorgeordnet. In vorliegender Ausführungsform sind die Kanäle 7 der Verteilrohrplatte 6 lediglich in einer Spalte S3 angeordnet. Die der jeweiligen seitlichen und abgetrennten Randkammer 8.RK des Zwischenkanals 8 vorgeordneten Kanäle 7 der Verteilrohrlochplatte 6 einen kleineren Strömungsquerschnitt 7.RQ als die der Mittenkammer 8.MK des mittleren Zwischenkanalbereichs 8.M des Zwischenkanals 8 vorgeordneten Kanäle 7 der Verteilrohrlochplatte 6 auf. Der Strömungsquerschnitt der Strömungskanäle 7, die der Mittenkammer 8.MK des mittleren Zwischenkanalbereichs 8.M des Zwischenkanals 8 vorgeordnet sind, ist beispielhaft mit dem Bezugszeichen 7.MQ versehen.
Überdies sind eine mittige Druckverlustverteilung des Systems Turbulenzerzeugungsmittel 13 - Verteilrohrlochplatte 6 zugunsten des Turbulenzerzeugungsmit- tels 13 in der Mittenkammer 8.MK des mittleren Zwischenkanalbereichs 8.M des Zwischenkanals 8 in einem Verhältnis von 5:1 bis 1 :1 und eine seitliche Druckverlustverteilung des Systems Turbulenzerzeugungsmittel 13 - Verteilrohrlochplatte 6 zugunsten der Verteilrohrlochplatte 6 in der jeweiligen seitlichen und abgetrennten Randkammer 8.RK des Zwischenkanals 8 in einem Verhältnis von 10:1 bis 1 :1 vorgesehen.
Der Gesamtdruckverlust des den erfindungsgemäßen Stoffauflauf 1 umfassenden Systems ist < 2 bar, vorzugsweise <1 ,5 bar, insbesondere < 1 ,0 bar.
In der Figur 2 ist auch ersichtlich, dass die der Zuführvorrichtung 4 zugeführte Faserstoffsuspension 2 ausschließlich den sich stromabwärts anschließenden Kanälen 7 der Verteilrohrlochplatte 6 zugeführt ist. Der Stoffauflauf 1 weist somit keine Rezirkulation für die ihm mittels der Zuführvorrichtung 4 zugeführte Faserstoffsuspension 2 auf.
Zudem erfolgt eine Regelung bzw. eine Bestimmung der Volumenströme 2.V, 10.V und/oder eine Regelung des Faserorientierungs-Querprofils der Faserstoffbahn 2 mittels einer Differenzdruckmessung der Drücke δ.mkp, δ.rkp in der Mittenkammer 8.MK des mittleren Zwischenkanalbereichs 8.M des Zwischenka- nals 8 und in den beiden seitlichen und abgetrennten Randkammern 8.RK des Zwischenkanals 8. Das Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 in Fluidteilströmen 10.T (Pfeil) in die Faserstoffsuspension 2 ist als ein Dosierschwert 9.1 ausgebildet und es umfasst eine jeweilige Zudosierkanalöffnung 11.1 aufweisende und in unterschiedlicher Höhe mündende, mit einem gemeinsamen Versorgungskanal 12 verbundene Zudosierkanäle 11. Die jeweilige Zudosierkanalöffnung 11.1 ist mittig oder annähernd mittig zwischen zwei benachbarten Spalten S an Kanälen 14 des Turbulenzerzeugungsmittels 13 angeordnet, so dass die aus dem jeweiligen Mittel 9 zur vorzugsweise regel- /steuerbaren Zudosierung austretenden Fluidteilströme 10.T (Pfeil) auch mittig oder annähernd mittig zwischen zwei benachbarten Spalten S an Kanälen 14 des Turbulenzerzeugungsmittels 13 auf das Turbulenzerzeugungsmittel 13 auftreffen. Die in unterschiedlicher Höhe mündenden Zudosierkanäle 11 des Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung sind in gleichen Abständen ange- ordnet und der mit dem gemeinsamen Versorgungskanal 12 verbundene Zudo- sierkanal 11 des Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung weist eine kreisrunde Querschnittfläche 11.Q mit einem Durchmesser 11.D von 2 bis 10 mm, vorzugsweise von 4 bis 6 mm, auf. Der gemeinsame Versorgungskanal 12 des Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung hingegen weist eine kreisrunde Querschnittfläche 12.Q mit einem Durchmesser 12.D von 6 bis 20 mm, vorzugsweise von 10 bis 15 mm, auf (vgl. Detail X).
Das als Dosierschwert 9.1 ausgebildete Mittel 9 zur vorzugsweise regel- /steuerbaren Zudosierung weist eine Länge 9.L im Bereich von 60 bis 350 mm, vorzugsweise von 100 bis 250 mm, und in Abhängigkeit von der Höhe der Zwischenkammer des Stoffauflaufs 1 eine Höhe 9.H (vgl. auch Figur 1 ) im Bereich von 50 bis 300 mm, vorzugsweise von 75 bis 250 mm, auf. Die Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung weisen eine vorzugsweise gleiche Teilung T in Breitenrichtung des Stoffauflaufs 1 im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 25, 33, 50 oder 66 mm, auf. Das Dosierschwert 9.1 ist in der deutschen Patentanmeldung (Anmelder-Aktenzeichen: HPA14265 DE und Anmelder-Arbeitstitel: „MJ M-DoS-TE-Geometrie") mit gleichem Anmeldetag wie die vorliegende Patentanmeldung beschrieben und gezeigt. Der diesbezügliche Offenbarungsgehalt wird hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Und die Figur 3 zeigt eine schematische Detaildarstellung einer weiteren Ausführungsform des in der Figur 2 dargestellten erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faser- stoffsuspension.
Das in der jeweil igen seitl ichen und abgetrennten Randkammer 8.RK des Zwischenkanals 8 angeordnete Mittel 9 zur Dosierung von einem Fluid 10 in Fluidteilströmen 10.T. (Pfeile) in die Faserstoffsuspension 2 weist jeweils zwei Zudosierkanalöffnungen 11.1 - in Längsrichtung des Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung des Fluids 10 gesehen - benachbart auf, so dass mindestens zwei in einer Zeile Z benachbart angeordnete Strömungskanäle 14 des Turbulenzerzeugungsmittels 13 mit dem Fluid 10 direkt oder indirekt gespeist werden können.
Die Figur 4 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung eine mit einem Stoffauflauf 1 gemäß der Figur 2 versehene Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 3, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bei der der Stoffauflauf 1 in ein Faserorientierungs-Regelsystem 22 eingebunden ist. Das Faserorientierungs- Regelsystem 22 umfasst eine am Maschinenende vorgesehene Einrichtung 23 zur Messung des Faserorientierungs-Querprofils der Faserstoffbahn 3, eine die erhaltenen Messsignale weiterverarbeitende Recheneinheit 24 und die lediglich angedeuteten Stellglieder 20, 21 des Stoffauflaufs 1. Die Merkmale der in den Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsformen des jeweiligen Stoffauflaufs 1 können für den Fachmann in nahe liegender Weise auch zumindest teilweise miteinander kombiniert werden.
Und das den jeweiligen Stoffauflauf 1 der Figuren 1 bis 4 durchströmende Fluid 10 besteht zumindest aus Wasser, insbesondere Siebwasser oder Klarwasser, oder aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, deren Konzentration sich von der durchschnittlichen Konzentration der wenigstens einen in dem Stoffauflauf 1 strömenden Faserstoffsuspension 2 unterscheidet.
Der jeweilige Stoffauflauf 1 der Figuren 1 bis 4 eignet sich in besonderem Maße zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 3, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension 2.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart verbessert wird, dass die zuvor erwähnten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise vollständig beseitigt werden. Dabei wird der Stoffauflauf im Aufbau möglichst einfach gehalten und es wird zudem ein technisch einfaches und zuverlässiges Zudosiersystem angegeben welches zudem noch kostengünstig und technisch einfach ausführbar ist.
Bezugszeichenliste
1 Stoffauflauf
2 Faserstoffsuspension (Pfeil)
2.V Volumenstrom
3 Faserstoffbahn
4 Zuführvorrichtung
5 Querverteilrohr
6 Verteilrohrlochplatte
7 Kanal
7.MQ Strömungsquerschnitt
7.RQ Strömungsquerschnitt
8 Zwischenkanal
8.L Länge
8.M Zwischenkanalbereich
8.MK Mittenkammer δ.mkp Druck
8.RK Seitliche Randkammer δ.rkp Druck
9 Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosie rung von einem Fluid
9.1 Dosierschwert
9.H Höhe
9.L Länge
10 Fluid (Pfeil)
10.T Fluidteilstrom (Pfeil)
10.V Volumenstrom
11 Zudosierkanal
11.1 Zudosierkanalöffnung
11. D Durchmesser
11. Q Querschnittfläche 12 Versorgungskanal
12. D Durchmesser
12.Q Querschnittfläche
13 Turbulenzerzeugungsmittel
14 Strömungskanal
14.MQ Strömungsquerschnitt
14.RQ Strömungsquerschnitt
15 Maschinenbreite Kammer
16 Stoffauflaufdüse
17 Düsenspalt
18 Blende
19 Trennwand
20 Stellglied, Drossel
21 Stellglied, Drossel
22 Faserorientierungs-Regelsystem
23 Einrichtung zur Messung des Faserorientierungs-Quer profus
24 Recheneinheit
B Breite (Pfeil)
LML Längsmittellinie (Doppelpfeil)
S1 Spalte
S2 Spalte
S3 Spalte
S Spalte
T Teilung
X Detail
Z Zeile

Claims

Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer FaserstoffbahnPatentansprüche
Stoffauflauf (1 ) für eine Maschine (100) zur Herstellung einer Faserstoffbahn (3), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (2), mit einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) zuführenden Zuführvorrichtung (4, 5), mit einer sich stromabwärts anschließenden und eine Vielzahl von in Zeilen (Z) und in Spalten (S) angeordneten Kanälen (7) aufweisenden Verteilrohrlochplatte (6), mit einem stromabwärts dazu liegenden, sich über die Breite (B) des Stoffauflaufs (1 ) erstreckenden Zwischenkanal (8) mit mehreren in Breitenrichtung des Stoffauflaufs (1 ) zueinander beabstandeten Mitteln zur (9, 9.1 ) Zudosierung von einem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2), wobei das einzelne Mittel (9, 9.1 ) jeweils mehrere eine jeweilige Zudo- sierkanalöffnung (11.1 ) aufweisende, in unterschiedlichen Höhen mündende und mit einem gemeinsamen Versorgungskanal (12) verbundene Zudosier- kanäle (1 1 ) umfasst, mit einem stromabwärts angeordneten Turbulenzerzeugungsmittel (13) mit einer Vielzahl von in Zeilen (Z) und in Spalten (S) angeordneten Strömungskanälen (14), und mit einer sich dem Turbulenzerzeugungsmittel (13) unmittelbar anschließenden und einen Düsenspalt (17) aufweisenden Stoffauflaufdüse (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkanal (8) außenseitig seines mittleren Zwischenkanalbe- reichs (8.M) zwei seitliche Randkammern (8.R) aufweist, die von der Mittenkammer (8.MK) des mittleren Zwischenkanalbereichs (8.M) des Zwischenkanals (8) durch jeweils eine ortsfest angeordnete und sich über die Länge (8.L) des Zwischenkanals (8) erstreckende Trennwand (19) abgetrennt sind, und dass zur Beeinflussung des Faserorientierungsquerprofils in der herzustellenden Faserstoffbahn (3) zumindest einer der jeweils den seitlichen und abgetrennten Randkammern (8.R) des Zwischenkanals (8) zugeführten Volumenströme (10.V), insbesondere der Volumenstrom (10.V) der aus dem
Mittel (9, 9.1 ) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) austretenden Fluidteilströme (10.T), mittels mindestens eines Stellglieds (20) entsprechend variabel einstellbar, insbesondere Steuer- oder regelbar ist.
2. Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung des Faserorientierungsquerprofils in der herzustellenden Faserstoffbahn (3) auch der jeweils den seitlichen und abgetrennten Randkammern (8.R) des Zwischenkanals (8) zugeführte Volumenstrom (2.V) von wenigstens einer Faserstoffsuspension (2) mittels mindestens eines Stellglieds (21 ) entsprechend variabel einstellbar, insbesondere Steuer- oder regelbar ist.
3. Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der seitlichen und abgetrennten Randkammer (8.R) des Zwischenkanals (8) mindestens in einer Spalte, vorzugsweise in mehreren Spalten, insbesondere in zwei Spalten (S1 , S2), angeordnete Strömungskanäle (14) des Turbulenzerzeugungsmittels (13) nachgeordnet sind.
4. Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die der seitlichen und abgetrennten Randkammer (8.R) des Zwischenkanals (8) nachgeordneten Strömungskanäle (14) des Turbulenzerzeugungsmittels (13) einen größeren Strömungsquerschnitt (14.RQ) als die der Mittenkammer (8.MK) des mittleren Zwischenkanalbereichs (8.M) des Zwischenkanals (8) nachgeordneten Strömungskanäle (14) des Turbu- lenzerzeugungsmittels (13) aufweisen.
5. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der seitlichen und abgetrennten Randkammer (8.R) des Zwischenkanals (8) mindestens in einer Spalte (S3), vorzugsweise in mehreren Spalten, insbesondere in zwei Spalten, angeordnete Kanäle (7) der Verteilrohrloch- platte (6) vorgeordnet sind.
6. Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die der seitlichen und abgetrennten Randkammer (8.R) des Zwischenkanals (8) vorgeordneten Kanäle (7) der Verteilrohrlochplatte (6) einen kleineren Strömungsquerschnitt (7.RQ) als die der Mittenkammer (8.MK) des mittleren Zwischenkanalbereichs (8.M) des Zwischenkanals (8) vorgeordneten Kanäle (7) der Verteilrohrlochplatte (6) aufweisen.
7. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittige Druckverlustverteilung des Systems Turbulenzerzeugungsmittel (13) - Verteilrohrlochplatte (6) zugunsten des Turbulenzerzeugungsmittels (13) in der Mittenkammer (8.MK) des mittleren Zwischenkanalbe- reichs (8.M) des Zwischenkanals (8) in einem Verhältnis von 5:1 bis 1 :1 vorgesehen ist.
8. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine seitliche Druckverlustverteilung des Systems
Turbulenzerzeugungsmittel (13) - Verteilrohrlochplatte (6) zugunsten der Verteilrohrlochplatte (6) in der seitlichen und abgetrennten Randkammer (8.R) des Zwischenkanals (8) in einem Verhältnis von 10:1 bis 1 :1 vorgesehen ist.
9. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine der Zuführvorrichtung (4, 5) zugeführte Faserstoffsuspension (2) ausschließlich den sich stromabwärts anschließenden Kanälen (7) der Verteilrohrlochplatte (6) zugeführt ist.
10. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelung bzw. eine Bestimmung der Volumenströme (2.V, 10.V) und/oder eine Regelung des Faserorientierungs-Querprofils der Faserstoff- bahn (3) mittels einer Differenzdruckmessung der Drücke (δ.mkp, δ.rkp) in der Mittenkammer (8.MK) des mittleren Zwischenkanalbereichs (8.M) des Zwischenkanals (8) und in den beiden seitlichen und abgetrennten Randkammern (8.R) des Zwischenkanals (8) erfolgt.
11. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (20, 21 ) eine verstellbare, insbesondere eine steuer- /regelbare Drossel (20, 21 ) umfasst.
12. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Mittel (9, 9.1 ) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) ein Dosierschwert (9.1 ) umfasst.
13. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (10) aus Wasser, insbesondere Siebwasser oder Klarwasser, oder aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, deren Konzentration sich von der durchschnittlichen Konzentration der wenigstens einen in dem Stoffauflauf (1 ) strömenden Faserstoffsuspension (2) unterscheidet, besteht.
14. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (3), insbesondere Papieroder Kartonbahn, mit wenigstens einem Stoffauflauf (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
15. Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Faserorientierungs-Regelsystem (22) vorgesehen ist, welches eine vorzugsweise am Maschinenende vorgesehene Einrichtung zur Messung des Faserorientierungs-Querprofils (23) der Faserstoffbahn (3), eine die erhaltenen Messsignale weiterverarbeitende Recheneinheit (24) und die Stellglieder (20, 21 ) des Stoffauflaufs (1 ) umfasst.
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