Stoffauflauf einer Papiermaschine

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Stoffauflaufsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Ein solcher Stoffauflauf soll das Stoffdichte- und Faserorientierungsprofil der Papierstoffsuspension spätestens vor dem Auslaufspalt derart einstellen, daß das Flächengewichts- und Faserorientierungsquerprofil der Papierbahn über die gesamte Breite den gewünschten Anforderungen entspricht, das bedeutet in der Regel konstant ist.

[0003] Beim Betrieb einer Papiermaschine gibt es zahlreiche Störfaktoren, die den beiden genannten Anforderungen entgegenstehen. Zu diesen Störfaktoren gehören beispielsweise Temperaturschwankungen, Druckschwankungen, Fertigungstoleranzen oder konstruktionsbedingte Unregelmäßigkeiten im Stoffauflauf, die zu problematischen Asymmetrien im Papier führen.

[0004] In WO-A-89 04 396 wird ein Stoffauflauf dargestellt, der in Grundzügen modular aufgebaut ist, wobei der Stoffauflauf aus einem zentralen Verteilungssystem und daran angeschlossenen, einzelnen, die Stoffsuspension flach verteilenden modularen Formiereinheiten besteht. Nachteil des dargestellten Stoffauflaufes ist zum einen eine ungenügende Symmetrie bezüglich der Suspensionsführung und zum anderen das Fehlen von Vorkehrungen zur sektionierten Beeinflussung der Suspensionseigenschaften.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stoffauflauf darzustellen, der die Nachteile des Standes der Technik beseitigt und gleichzeitig konstruktiv so gestaltet ist, daß auch mit Bearbeitungsmaschinen kleiner Dimension in Relation breite Stoffaufläufe hergestellt werden können.

[0006] Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

[0007] Der Erfinder hat erkannt, daß ein wesentliches Kriterium zur Herstellung hochwertiger Papiere darin liegt, daß möglichst jede einzelne Fraktion von Stoffsuspensionen bezogen auf die einzelnen Positionen der Maschinenbreite möglichst gleich behandelt werden, d.h. daß die absolute Symmetrie auch bezüglich des "Vorlebens" der Stoffsuspension, bevor sie den Stoffauflauf verläßt, einen wesentlichen Beitrag zur Gleichmäßigkeit des Papiers über die Maschinenbreite liefert. Ergänzend muß jedoch auch die Möglichkeit gegeben werden, durch entsprechende Mischungen von Stoffsuspensionen unterschiedlicher Eigenschaften sektionsbezogen vorzunehmen, was natürlich auch eine Beeinflussung des Stofflusses je Sektion beinhaltet.

[0008] Die Erfindung ist anhand der Figuren näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

[0009] Figur 1 zeigt eine Formiereinheit 30 eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufsystems in perspektivischer Darstellung. In der Darstellung sind vier Modulreihen der maschinenbreit in Laufrichtung und Struktur modular aufgebauten Formiereinheit zu sehen. Jede Reihe besteht aus einem Satz von einzelnen Modulen, die beliebig in sinnfälliger Weise miteinander kombiniert werden können, wobei natürlich auch - in der Figur nicht dargestellt - aufeinander gestapelte Kombinationen möglich sind, was einer 3-dimensionalen Modularität entspricht. In diesem Beispiel ist von hinten gesehen zunächst ein Anschlußstutzensystem 1 zu sehen, an das sich das Übergangsstück 2 anschließt, gefolgt von einem Formationselement 3 wiederum gefolgt von Gleichrichtern 4 mit der daran anschließenden Düse 5.

[0010] Figur 2 zeigt unterschiedliche Kombinationen von Strukturelementen in der Formiereinheit 30. Auf der Ebene A ist unter der Position 1 ein Anschlußstück zu sehen, gefolgt von der Position 2, einem Diffusor, daran folgend ein Formationselement 3, gefolgt von einem Gleichrichter 4, der in diesem Fall beispielsweise auch als Teildiffusor aufgebaut ist und daran folgend eine Düse 5 mit geradlinig verlaufender Ober- und Unterlippe. In der Ebene B sind unter 1 und 2 zwei verschiedene Anschlußsysteme, einmal mit 90° Krümmung bzw. mit 45° Anschluß zu sehen, gefolgt von einem direkt darauf folgenden, anders gestalteten Formationselement, dem ebenfalls anders gestalteten Gleichrichter 4 und einer darauf folgenden beidseits S-förmig gekrümmten Stoffauslaufdüse 5. Die Ebene C zeigt ein verlängertes Ansatzstück 1 mit gleichzeitig einem gekürzten Zwischenstück 2, gefolgt von einem Zwischenstück 3, das im Anfangsbereich aus einem Rohrverteilgitter mit einem nachfolgenden Formationselement besteht, danach im Teil 4 ein düsenartig verlaufender Turbulenzeinsatz 4 mit der daran angeschlossenen Düse 5. In Ebene D ist an der Position 3 alternativ ein Lochwalzeneinsatz dargestellt, der mit beliebigen Ausgestaltungen der Ebenen A-C kombiniert werden kann. Ebenso können natürlich alle Elemente der Ebenen A-D an den Positionen 1-5 in sinnvoller Weise kombiniert werden.

[0011] Weiterhin ist es natürlich möglich, z.B. anstelle der Position 1 und/oder 2 ein Mischventil einzusetzen, wie es z.B. aus der Anmeldung DE-U-92 05 111 bekannt ist. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Eigenschaften der Stoffsuspension in Verbindung mit dem Mischventil und entsprechenden Steuerungseinheiten mit z.B. zwei zentralen Verteilern im Sinne der Erfindung zu betreiben.

[0012] Figur 3 zeigt ein Stoffauflaufsystem mit dem erfindungsgemäßen zentralen Verteiler 10, welcher gleichzeitig als Dämpfungselement im bekannten Sinne fungiert. Die Stoffsuspension wird von dem zentralen Verteiler 10 über ringförmig am zentralen Verteiler angebrachte flexible Leitungen 20 dem Anschlußstutzensystem der Formiereinheit 30 zugeführt. Die Formiereinheit 30 ist aufgebaut wie in den Figuren 1 und 2 beschrieben.

[0013] Erfindungsgemäß ist es in entsprechender Weise möglich, einen zweiten zentralen Verteiler zu installieren, wobei beide zentralen Verteiler Stoffsuspension unterschiedlicher Qualitäten zuliefern, und der zweite zentrale Verteiler über ebenfalls flexible Leitungen 20 mit dem Anschlußstutzensystem entweder über ein Mischventil verbunden wird, oder ein abwechselndes Anschließen von Leitungen des ersten und danach des zweiten zentralen Verteilers in eine Mischkammer vorgenommen wird.

Ansprüche

1. Stoffauflaufsystem einer Papiermaschine, umfassend

mindestens einen zentralen Verteiler (10) zur gleichmäßigen Verteilung einer Stoffsuspension, mit einem integriertem Dämpfungssystem;

eine modular aufgebaute Formiereinheit (30), die mehrere benachbarte Reihen nebeneinander anordnet, umfassend je Reihe mindestens ein Leitungsanschlußmodul (1), je ein Düsenmodul (5) und mindestens ein bezüglich mindestens einer Ebene in Maschinenrichtung symmetrisches Zwischenmodul (2; 3; 4), wobei die Module zusammenpassende Flanschelemente aufweisen; und

eine Vielzahl von Verbindungsleitungen (20) zwischen Verteiler (10) und Formiereinheit (30),
dadurch gekennzeichnet

daß jede Reihe über eine Vielzahl von Verbindungsleitungen (20) an den mindestens einen zentralen Verteiler (10) angeschlossen ist.

2. Stoffauflaufsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei zentrale Verteiler (10) vorgesehen sind.

3. Stoffauflaufsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Reihe der Formiereinheit (30) die Anzahl der Leitungsanschlußmodule (1) einem ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der Verteiler (10) entspricht.

4. Stoffauflaufsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reihe mindestens eine Mischeinrichtung zum Mischen von zwei Flüssigkeiten zugeordnet ist, mit einer ersten Zuleitung für einen ersten Teilvolumenstrom, einer zweiten Zuleitung für einen zweiten Teilvolumenstrom und einer Ableitung für den Gemischvolumenstrom mit einem Strömungswiderstand, wobei ein Mischwinkel zwischen der ersten Zuleitung und der zweiten Zuleitung derart gewählt ist, daß unabhängig von dem zweiten Teilvolumenstrom der Gemischvolumenstrom konstant bleibt.

5. Stoffauflaufsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formiereinheit (30) mindestens zwei aufeinander gestapelte Reihen umfaßt.

6. Stoffauflaufsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinander liegenden Reihen einem einzigen und gemeinsamen Düsenmodul (5) zugeordnet sind.

7. Stoffauflaufsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß allen Leitungen (20) zwischen Formiereinheit (30) und dem mindestens einen zentralen Verteiler (10) Regeleinrichtungen zur Strömungsdurchsatzbeeinflussung zugeordnet sind.

8. Stoffauflaufsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenmodul (2, 3, 4) ausgebildet oder kombiniert ist aus der Gruppe von Modulen, umfassend Formationsmodule, Turbulenzmodule, Diffusormodule, Gleichrichtermodule und Lochwalzenmodule.

9. Stoffauflaufsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (20) flexibel ausgebildet sind.

10. Stoffauflaufsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formiereinheit (30) vier benachbarte Reihen umfaßt.

Claims

1. Headbox system for a paper machine, comprising at least one central distributor (10) for distributing a stock suspension uniformly, having an integrated damping system; a modularly constructed forming unit (30) which arranges a plurality of adjacent rows beside one another, each row comprising at least one line connection module (1), one nozzle module (5) and at least one intermediate module (2; 3; 4) which is symmetrical in relation to at least one plane in the machine direction, the modules having flange elements which fit together; and a plurality of connecting lines (20) between distributor (10) and forming unit (30), characterized in that each row is connected to the at least one central distributor (10) via a plurality of connecting lines (20).

2. Headbox system according to Claim 1, characterized in that at least two central distributors (10) are provided.

3. Headbox system according to Claim 2, characterized in that in each row of the forming unit (30), the number of line connection modules (1) corresponds to an integer multiple of the number of distributors (10).

4. Headbox system according to Claim 2 or 3, characterized in that each row is assigned at least one mixing device for mixing two liquids, having a first feed line for a first volume part flow, a second feed line for a second volume part flow and a discharge line for the mixture volume flow, having a flow resistance, a mixing angle between the first feed line and the second feed line being selected such that the mixture volume flow remains constant irrespective of the second volume part flow.

5. Headbox system according to one of the preceding claims, characterized in that the forming unit (30) comprises at least two rows stacked one above another.

6. Headbox system according to Claim 5, characterized in that the rows located one above another are assigned to a single and joint nozzle module (5).

7. Headbox system according to one of Claims 1 to 6, characterized in that all the lines (20) between forming unit (30) and the at least one central distributor (10) are assigned regulating devices for influencing the flow throughput.

8. Headbox system according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the intermediate module (2, 3, 4) is designed or combined from the group of modules comprising formation modules, turbulence modules, diffuser modules, rectifier modules and perforated-roll modules.

9. Headbox system according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the connecting lines (20) are designed to be flexible.

10. Headbox system according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the forming unit (30) comprises four adjacent rows.

Revendications

1. Système de caisse de tête pour machine à papier, comprenant :

au moins un distributeur central (10) afin de répartir uniformément une suspension de matière, avec un système d'amortissement intégré ;

une unité de formage (30) de construction modulaire, qui place plusieurs rangées voisines les unes à côté des autres, comprenant par rangée au moins un module de raccordement de ligne (1), un module de buses (5) et au moins un module intermédiaire (2 ; 3 ; 4) symétrique par rapport à au moins un plan dans la direction de la machine, les modules présentant des éléments de bride coordonnés ; et

une pluralité de lignes de liaison (20) entre le distributeur (10) et l'unité de formage (30),
caractérisé en ce que chaque rangée est raccordée au distributeur central (10) au nombre d'au moins un par l'intermédiaire d'une pluralité de lignes de liaison (20).

2. Système de caisse de tête selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins deux distributeurs centraux (10) sont prévus.

3. Système de caisse de tête selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans chaque rangée de l'unité de formage (30), le nombre des modules de raccordement de ligne (1) correspond à un multiple entier du nombre des distributeurs (10).

4. Système de caisse de tête selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'à chaque rangée est associé au moins un dispositif mélangeur pour mélanger deux liquides, avec une première arrivée pour un premier courant volumique partiel, une deuxième arrivée pour un deuxième courant volumique partiel et un départ pour le courant volumique de mélange avec une résistance d'écoulement, un angle de mélange entre la première arrivée et la deuxième arrivée étant choisi en sorte qu'indépendamment du deuxième courant volumique partiel, le courant volumique de mélange reste constant.

5. Système de caisse de tête selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de formage (30) comprend au moins deux rangées empilées.

6. Système de caisse de tête selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rangées superposées sont associées à un seul et unique module de buses (5).

7. Système de caisse de tête selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'à toutes les lignes (20) entre l'unité de formage (30) et le distributeur central (10) au nombre d'au moins un sont associés des dispositifs de régulation afin d'influencer le débit d'écoulement.

8. Système de caisse de tête selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le module intermédiaire (2, 3, 4) est conformé ou combiné à partir du groupe de modules, comprenant des modules de formation, des modules de turbulence, des modules diffuseurs, des modules redresseurs et des modules à cylindre perforé.

9. Système de caisse de tête selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les lignes de liaison (20) sont conformées flexibles.

10. Système de caisse de tête selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'unité de formage (30) comprend quatre rangées voisines.

Zeichnung