Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer Verteileinrichtung (3) zum Verteilen einer hochkonsistenten Faserstoffsuspension (4, Q_H) über die Maschinenbreite (M), der in Maschinenlaufrichtung (L) ein eine Vielzahl von Turbulenzkanälen aufweisender Turbulenzerzeuger (5) und eine Stoffauflaufdüse (7) nachgeschaltet ist, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl (9) liefernden Austrittsspalt (8) versehen ist.
Der Stoffauflauf ist dadurch gekennzeichnet, dass die randseitigen Turbulenzkanäle (6.R) des Turbulenzerzeugers (5) jeweils vom restlichen Turbulenzerzeugerbereich (10) abgetrennt sind, dass die randseitigen Turbulenzkanäle (6.R) des Turbulenzerzeugers (5) einzelseitig mit jeweils mindestens einer Zuführleitung (13) für einen Randstrom (14) verbunden sind, die an die Verteileinrichtung (3) endseitig oder anfangs- und endseitig angeschlossen sind, und dass zur Beeinflussung des sich quer zur Maschinenlaufrichtung (L) ergebenden Faserorientierungsprofils die Volumenströme zumindest in den seitlichen Zuführleitungen (13) für die Randströme (14) jeweils über wenigstens ein Stellglied (15) entsprechend variabel einstellbar sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer Verteileinrichtung zum Verteilen einer hochkonsistenten Faserstoffsuspension über die Maschinenbreite, der in Maschinenlaufrichtung ein eine Vielzahl von Turbulenzkanälen aufweisender Turbulenzerzeuger und eine Stoffauflaufdüse nachgeschaltet ist, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl liefernden Austrittsspalt versehen ist.

[0002] Stoffaufläufe der genannten Art sind beispielsweise aus den Druckschriften EP 0 772 711 B1, EP 0 857 816 B1, DE 35 38 466 C2, DE 40 25 675 A1 und US 5 833 808 bekannt.

[0003] Bisher erfolgt eine Beeinflussung des Faserorientierungsprofils durch ein Verstellen der im Bereich des Austrittsspaltes der Stoffauflaufdüse vorgesehenen Blende, eine Modifikation des Turbulenzeinsatzes sowie eine Beeinflussung des Durchsatzes in den Randzonen. Die bisher übliche Beeinflussung des Durchsatzes in den Randzonen bringt unter anderem die Nachteile mit sich, dass in diesen Randzonen keine Verdünnungswasserzugabe möglich ist und sich Probleme im Zusammenhang mit der Lamellenanbindung ergeben.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stoffauflauf der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die zuvor erwähnten Probleme beseitigt sind. Dabei soll der Stoffauflauf im Aufbau möglichst einfach gehalten werden.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die randseitigen Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers jeweils vom restlichen Turbulenzerzeugerbereich abgetrennt sind, dass die randseitigen Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers einzelseitig mit jeweils mindestens einer Zuführleitung für einen Randstrom verbunden sind, die an die Verteileinrichtung endseitig oder anfangs- und endseitig angeschlossen sind, und dass zur Beeinflussung des sich quer zur Maschinenlaufrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils die Volumenströme zumindest in den seitlichen Zuführleitungen für die Randströme jeweils über wenigstens ein Stellglied entsprechend variabel einstellbar sind.

[0006] Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt also im Wesentlichen darin, dass die Rezirkulation im Bereich der Verteileinrichtung eliminiert wird. Es müssen also nicht mehr zusätzlich 10 bis 15 % an Faserstoffsuspension für die Rezirkulation in den Stoffauflauf eingebracht werden, was bislang mit hohen Kosten verbunden waren, sei es durch größere Rohrleitungen, größere Armaturen, größere Pumpen, größere Pumpenleistungen und dergleichen. Die noch zu rezirkulierende Menge an Faserstoffsuspension wird nun jeweils randseitig mittels mindestens je einer Zuführleitung in Form eines Randstroms in den beschriebenen Turbulenzerzeuger eingebracht, wobei diese Menge an jeweiliger Faserstoffsuspension zur Optimierung des Faserorientierungsprofils verwendet werden kann, indem der Volumenstrom an Faserstoffsuspension in den Randzonen des Stoffauflaufs geändert werden kann. Es sind also keine Rezirkulationsleitungen an dem Stoffauflauf mehr vorhanden, die Toträume aufweisen und zu Verschmutzungen neigen. Überdies besteht auch keine Rückwirkung der nicht vorhandenen Rezirkulationsleitung auf die Faserorientierung und damit auf das Faserorientierungsprofil mehr.

[0007] Zur Beeinflussung des sich quer zur Maschinenlaufrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils sind vorzugsweise nur die Volumenströme in den seitlichen Zuführleitungen für die Randströme jeweils über wenigstens ein Stellglied entsprechend variabel einstellbar. Durchgeführte Tastversuche haben ergeben, dass dies zur Erreichung eines akzeptablen Faserorientierungsprofils im Hinblick auf die Kostensituation ausreichend ist.

[0008] Bevorzugt sind nur die seitlichen Randzonen des Zwischenkanals jeweils vom restlichen Zwischenkanalbereich abgetrennt, so dass sich in Querrichtung zwischen den beiden seitlichen abgetrennten Randzonen eine nicht unterteilte mittlere Hauptzone des Zwischenkanals ergibt. Die Randzonen im Zwischenkanal sind also gegenüber einer mittleren Hauptzone abgedichtet, da für die Beeinflussung des Randvolumenstromes im Strahl eine Druckdifferenz zwischen der Hauptkammer und der Randkammer eingestellt wird.

[0009] Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs sind die betreffenden Stellglieder jeweils durch eine verstellbare Drossel gebildet. Dabei ist das Stellglied bevorzugt derart eingestellt, dass es einen örtlichen Druckverlust im Bereich von 0 bis 500 mbar erzeugt.

[0010] Weiterhin sind in weiterer bevorzugter Ausgestaltung zwischen der Verteileinrichtung und dem Turbulenzerzeuger der mittleren Hauptzone in Maschinenlaufrichtung mindestens ein Rohrverteilgitter und eine maschinenbreite Zwischenkammer angeordnet. Die Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers können zumindest teilweise durch Turbulenzrohre gebildet sein. Der Turbulenzerzeuger kann insbesondere als Turbulenzeinsatz vorgesehen sein.

[0011] Um den Druckverlust im Turbulenzerzeuger zu reduzieren und damit die angestrebte Wirkung zu erhöhen, besitzen die in den Randzonen vorgesehenen Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers zweckmäßigerweise einen größeren Durchtrittsquerschnitt als die restlichen Turbulenzkanäle.

[0012] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind zwischen der Verteileinrichtung und dem Turbulenzerzeuger der mittleren Hauptzone in Maschinenlaufrichtung mindestens eine Verdünnungseinrichtung, insbesondere eine Siebwasserdosiereinrichtung, die mehrere quer zur Maschinenlaufrichtung nebeneinander angeordnete Mischkammern umfasst, den jeweils Teilströme unterschiedlicher Konsistenz zuführbar sind und die jeweils einen Mischstrom liefern, und eine maschinenbreite Zwischenkammer, die die jeweiligen Mischströme aufnimmt, angeordnet. Dadurch wird eine Möglichkeit geschaffen, auch im mittleren Bereich des Stoffauflaufs das Faserorientierungsprofil aktiv zu beeinflussen.

[0013] Dabei weist die Verdünnungseinrichtung mindestens eine Verteileinrichtung zum Verteilen einer niederkonsistenten Faserstoffsuspension, insbesondere von Siebwasser, über die Maschinenbreite auf und die Zuführleitungen für die Randströme sind jeweils mit mindestens einer zweiten Zuführleitung verbunden, die an die Verteileinrichtung zum Verteilen einer niederkonsistenten Faserstoffsuspension endseitig oder anfangs- und endseitig angeschlossen sind.

[0014] Ferner mündet die zweite Zuführleitung bevorzugt über eine Mischkammer in die Zuführleitung und der Mischkammer ist das genannte Stellglied in Strömungsrichtung des Rand-Mischstroms nachgeordnet.

[0015] Die erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit einem erfindungsgemäßen Stoffauflauf versehen ist. Dabei kann insbesondere ein Faserorientierungs-Regelsystem vorgesehen sein, das eine am Maschinenende vorgesehene Einrichtung zur Messung des Faserorientierungs-Querprofils der Faserstoffbahn, eine die erhaltenen Messsignale weiterverarbeitende Recheneinheit und die Stellglieder des Stoffauflaufs umfasst.

[0016] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

[0017] Es zeigen

Figuren 1 und 2

schematische Darstellungen von zwei erfindungsgemäßen Stoffaufläufen ohne jeweiligen Zwischenkanal;

Figuren 3 und 4

schematische Darstellungen von zwei erfindungsgemäßen Stoffaufläufen mit jeweiligen Zwischenkanal; und

Figur 5

eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs mit einer Verdünnungseinrichtung.

[0018] Die Figuren 1 und 2 zeigen je eine schematische Darstellung eines Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer nicht dargestellten Faserstoffbahn 2 mit mindestens einer Verteileinrichtung 3 zum Verteilen einer hochkonsistenten Faserstoffsuspension 4 über die Maschinenbreite M (Doppelpfeil), der in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) ein eine Vielzahl von Turbulenzkanälen 6 aufweisender Turbulenzerzeuger 5 und eine Stoffauflaufdüse 7 nachgeschaltet ist, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl 9 (Pfeil) liefernden Austrittsspalt 8 versehen ist. Bei der Faserstoffbahn 2 kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln und die Verteileinrichtung 3 kann, wie im vorliegenden Fall, als Querverteilrohr oder auch als nicht dargestellter, dem Fachmann jedoch bekannter Rundverteiler mit Schläuchen ausgebildet sein. Der Turbulenzerzeuger 5 kann insbesondere als Turbulenzeinsatz vorgesehen sein. Die Turbulenzkanäle 6 können insbesondere durch Turbulenzrohre gebildet sein.

[0019] Beiden Ausführungen ist gemeinsam, dass die randseitigen Turbulenzkanäle 6.R des jeweiligen Turbulenzerzeugers 5 jeweils vom restlichen Turbulenzerzeugerbereich 10 abgetrennt sind, so dass sich quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) zwischen den beiden seitlichen abgetrennten Randzonen 11 eine nicht unterteilte mittlere Hauptzone 12 des Turbulenzerzeugers 5 ergibt. Die randseitigen Turbulenzkanäle 6.R des Turbulenzerzeugers 5 sind einzelseitig mit jeweils einer Zuführleitung 13 für einen Randstrom 14 (Pfeil) verbunden, die an die Verteileinrichtung 3 gemäß der Ausführung Figur 1 anfangs- und endseitig oder gemäß der Ausführung der Figur 2 endseitig angeschlossen sind. Zur Beeinflussung des sich quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) ergebenden jeweiligen Faserorientierungsprofils sind die Volumenströme in beiden Ausführungen wiederum zumindest in den seitlichen Zuführleitungen 13 für die Randströme 14 (Pfeil) jeweils über ein Stellglied 15 entsprechend variabel einstellbar. Die betreffenden Stellglieder 15 sind jeweils durch eine verstellbare Drossel 16 gebildet.

[0020] Die Figuren 3 und 4 zeigen weiterhin je eine schematische Darstellung eines Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer nicht dargestellten Faserstoffbahn 2 gemäß den Figuren 1 und 2, wobei der Grundaufbau des Stoffauflaufs 1 der Figur 3 dem der Figur 1 und der der Figur 4 dem der Figur 2 entspricht.

[0021] Jedoch sind in diesen beiden Ausführungen zwischen der Verteileinrichtung 3 und dem Turbulenzerzeuger 5 der mittleren Hauptzone 12 in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) mindestens ein Rohrverteilgitter 17 und eine maschinenbreite Zwischenkammer 18 angeordnet. Das Rohrverteilgitter 17 kann selbstverständlich auch als erster Turbulenzerzeuger, als so genannter Neben-Turbulenzerzeuger, ausgeführt sein. Im Übrigen entsprechen die Grundaufbauten denen der Figuren 1 und 2.

[0022] Die Figur 5 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1.

[0023] Dabei sind zwischen der Verteileinrichtung 3 und dem Turbulenzerzeuger 5 der mittleren Hauptzone 12 in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) eine Verdünnungseinrichtung 19, insbesondere eine Siebwasserdosiereinrichtung, die mehrere quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) nebeneinander angeordnete Mischkammern 20 umfasst, denen jeweils Teilströme 21 unterschiedlicher Konsistenz c zuführbar sind und die jeweils einen Mischstrom Q_M (Pfeil) liefern, und eine maschinenbreite Zwischenkammer 18, die die jeweiligen Mischströme Q_M (Pfeil) aufnimmt, angeordnet.

[0024] Die Verdünnungseinrichtung 19 weist eine zweite Verteileinrichtung (Querverteilrohr) 22 zum Verteilen einer niederkonsistenten Faserstoffsuspension Q_L, insbesondere von Siebwasser, über die Maschinenbreite M (Pfeil) auf und die Zuführleitungen 13 für die Randströme 14 (Pfeil) sind jeweils mit einer zweiten Zuführleitung 23 verbunden, die an die zweite Verteileinrichtung 22 zum Verteilen einer niederkonsistenten Faserstoffsuspension Q_L endseitig oder anfangs- und endseitig (Figur 5) angeschlossen sind.

[0025] Die zweite Zuführleitung 23 mündet über eine Rand-Mischkammer 24 in die Zuführleitung 13 und der jeweiligen Rand-Mischkammer 24 ist das Stellglied 15 in Strömungsrichtung S (Pfeil) des Rand-Mischstroms Q_M-R (Pfeil) nachgeordnet.

[0026] Natürlich ist es auch möglich, dass nur eine Zuführleitung pro Randstrom vorgesehen ist, sei es nun die Zuführleitung mit hochkonsistenter Faserstoffsuspension oder die Zuführleitung mit niederkonsistenter Faserstoffsuspension. In diesem Falle kann die Mischkammer entfallen, wobei die Rezirkulation des anderen Strangs erhalten bleibt.

[0027] Den Mischkammern wird also eine Faserstoffsuspension Q_H hoher Konsistenz zugeführt, sowie Dosierventile, über die den Mischkammern zum Beispiel Faserstoffsuspensionen Q_L geringer Konsistenz c_L zuführbar sind. Bei der Verdünnungseinrichtung kann es sich also beispielsweise um ein Siebwasserdosierungssystem der Art handeln, wie es im Zusammenhang mit dem auf dem Markt erhältlichen ModuleJet®-Stoffauflauf vorgesehen ist. Der ModuleJet®-Stoffauflauf ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift DE 40 19 593 C2 beschrieben.

[0028] Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein verbesserter Stoffauflauf der eingangs genannten Art geschaffen wird, bei dem die bekannten Probleme des Stands der Technik beseitigt sind und der überdies in seinem Aufbau möglichst einfach gehalten ist.

Bezugszeichenliste

[0029] 

1

Stoffauflauf

2

Faserstoffbahn

3

Verteileinrichtung

4

Faserstoffsuspension

5

Turbulenzerzeuger

6

Turbulenzkanal

6.R

Randseitiger Turbulenzkanal

7

Stoffauflaufdüse

8

Austrittsspalt

9

Faserstoffsuspensionsstrahl (Pfeil)

10

Turbulenzerzeugerbereich

11

Randzone

12

Mittlere Hauptzone

13

Zuführleitung

14

Randstrom (Pfeil)

15

Stellglied

16

Drossel

17

Rohrverteilgitter

18

Zwischenkammer

19

Verdünnungseinrichtung

20

Mischkammer

21

Teilstrom

22

Zweite Verteileinrichtung

23

Zweite Zuführleitung

24

Rand-Mischkammer

c

Konsistenz

C_L

Niedrige Konsistenz

L

Maschinenlaufrichtung (Pfeil)

M

Maschinenbreite (Doppelpfeil)

Q_H

Hochkonsistente Faserstoffsuspension

Q_L

Niederkonsistente Faserstoffsuspension

Q_M

Mischstrom (Pfeil)

Q_M-R

Rand-Mischstrom (Pfeil)

S

Strömungsrichtung (Pfeil)

Ansprüche

1. Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer Verteileinrichtung (3) zum Verteilen einer hochkonsistenten Faserstoffsuspension (4, Q_H) über die Maschinenbreite (M), der in Maschinenlaufrichtung (L) ein eine Vielzahl von Turbulenzkanälen aufweisender Turbulenzerzeuger (5) und eine Stoffauflaufdüse (7) nachgeschaltet ist, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl (9) liefernden Austrittsspalt (8) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die randseitigen Turbulenzkanäle (6.R) des Turbulenzerzeugers (5) jeweils vom restlichen Turbulenzerzeugerbereich (10) abgetrennt sind,
dass die randseitigen Turbulenzkanäle (6.R) des Turbulenzerzeugers (5) einzelseitig mit jeweils mindestens einer Zuführleitung (13) für einen Randstrom (14) verbunden sind, die an die Verteileinrichtung (3) endseitig oder anfangs- und endseitig angeschlossen sind, und
dass zur Beeinflussung des sich quer zur Maschinenlaufrichtung (L) ergebenden Faserorientierungsprofils die Volumenströme zumindest in den seitlichen Zuführleitungen (13) für die Randströme (14) jeweils über wenigstens ein Stellglied (15) entsprechend variabel einstellbar sind.

2. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Beeinflussung des sich quer zur Maschinenlaufrichtung (L) ergebenden Faserorientierungsprofils nur die Volumenströme in den seitlichen Zuführleitungen (13) für die Randströme (14) jeweils über wenigstens ein Stellglied (15) entsprechend variabel einstellbar sind.

3. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass nur die randseitigen Turbulenzkanäle (6.R) des Turbulenzerzeugers (5) jeweils vom restlichen Turbulenzerzeugerbereich (10) abgetrennt sind, so dass sich quer zur Maschinenlaufrichtung (L) zwischen den beiden seitlichen abgetrennten Randzonen (11) eine nicht unterteilte mittlere Hauptzone (12) des Turbulenzerzeugers (5) ergibt.

4. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die betreffenden Stellglieder (15) jeweils durch eine verstellbare Drossel (16) gebildet sind.

5. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Verteileinrichtung (22) und dem Turbulenzerzeuger (5) der mittleren Hauptzone (12) in Maschinenlaufrichtung (L) mindestens ein Rohrverteifgitter (17) und eine maschinenbreite Zwischenkammer (18) angeordnet sind.

6. Stoffauflauf (1) nach einem vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Verteileinrichtung (22) und dem Turbulenzerzeuger (5) der mittleren Hauptzone (12) in Maschinenlaufrichtung (L) mindestens eine Verdünnungseinrichtung (19), insbesondere eine Siebwasserdosiereinrichtung, die mehrere quer zur Maschinenlaufrichtung (L) nebeneinander angeordnete Mischkammern (20) umfasst, denen jeweils Teilströme (21) unterschiedlicher Konsistenz (c) zuführbar sind und die jeweils einen Mischstrom (Q_M) liefern, und eine maschinenbreite Zwischenkammer (18), die die jeweiligen Mischströme (Q_M) aufnimmt, angeordnet sind.

7. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdünnungseinrichtung (19) mindestens eine zweite Verteileinrichtung (22) zum Verteilen einer niederkonsistenten Faserstoffsuspension (Q_L), insbesondere von Siebwasser, über die Maschinenbreite (M) aufweist und
dass die Zuführleitungen (13) für die Randströme (14) jeweils mit mindestens einer zweiten Zuführleitung (22) verbunden sind, die an die zweite Verteileinrichtung (22) zum Verteilen einer niederkonsistenten Faserstoffsuspension (Q_L) endseitig oder anfangs- und endseitig angeschlossen sind.

8. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Zuführleitung (23) über eine Rand-Mischkammer (24) in die Zuführleitung (13) mündet und
dass der Rand-Mischkammer (24) das Stellglied (15) in Strömungsrichtung (S) des Rand-Mischstroms (Q_M-R) nachgeordnet ist.

Zeichnung