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Die
Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung
einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit
einer quer zur Maschinenlaufrichtung unterteilten Verdünnungseinrichtung,
insbesondere Siebwasserdosierungseinrichtung, der in Maschinenlaufrichtung
ein sich in Querrichtung erstreckenden Zwischenkanal, ein eine Vielzahl
von Turbulenzkanälen
aufweisender Turbulenzerzeuger und eine Düse nachgeschaltet ist, die
mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl liefernden Austrittsspalt
versehen ist. Sie betrifft ferner eine mit einem solchen Stoffauflauf
versehene Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere
Papier- und/oder Kartonbahn.
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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.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stoffauflauf
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die zuvor erwähnten Probleme
be seitigt sind. Dabei soll der Stoffauflauf im Aufbau möglichst
einfach gehalten werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Verdünnungseinrichtung
mehrere in Querrichtung nebeneinander angeordnete Mischkammern umfasst,
denen jeweils Teilströme unterschiedlicher
Konsistenz zuführbar
sind und die jeweils einen Mischstrom in den Zwischenkanal liefern,
dass zur Beeinflussung des sich in Querrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils
die Volumenströme
zumindest der den seitlichen Randzonen des Zwischenkanals zugeführten Mischströme jeweils über wenigstens
ein Stellglied entsprechend variabel einstellbar sind und dass zumindest
die seitlichen Randzonen des Zwischenkanals jeweils vom restlichen
Zwischenkanalbereich abgetrennt sind.
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Versuche
und Felderfahrungen haben gezeigt, dass durch eine einfache Trendregulierung etwa
80% der erforderlichen Faserorientierungs-Garantien erfüllt werden
können.
Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung
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 des bisherigen Stoffauflauf-Konzeptes mit
einer entsprechenden Verdünnungseinrichtung
möglich. Es
ist daher problemlos insbesondere auch wieder Verdünnungswasser
in den Randzonen zugegeben werden. Zudem ist problemlos ein jeweiliger
Einsatz von 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.
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Bei
einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs
sind zur Beeinflussung des sich in Querrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils
nur die Volumenströme der
den seitlichen Randzonen des Zwischenkanals zugeführten Mischströme jeweils über wenigstens ein
Stellglied entsprechend variabel einstellbar.
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Bevorzugt
sind nur die seitlichen Radzonen 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.
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Bei
einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs
sind die Stellglieder zumindest teilweise an den austrittsseitigen
Enden der Mischkammern vorgesehen. Ergänzend kann auch an den eintrittsseitigen
Enden der Mischkammern jeweils wenigstens ein Stellglied vorgesehen
sein, um den jeweiligen Volumenstrom des entsprechenden Teilstroms
variabel einstellbar zu machen. Dabei ist das Stellglied am austrittsseitigen
Ende der jeweiligen Mischkammer bevorzugt derart eingestellt, dass
es im entsprechenden Mischstrom einen örtlichen Druckverlust im Bereich
von 0 bis 500 mbar erzeugt, und das am eintrittsseitigen Ende der
jeweiligen Mischkammer vorgesehene Stellglied ist bevorzugt derart
eingestellt, dass es im entsprechenden Teilstrom einen örtlichen
Druckverlust im Bereich von 300 bis 2.000 mbar erzeugt. Dies bedeutet,
das die Menge des Volumenstroms in den Randzonen über das
Ventil des Verdünnungswassers
eingestellt und geregelt werden kann. Die betreffenden Stellglieder
können
hierbei jeweils durch eine verstellbare Drossel gebildet sein.
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Bevorzugt
ist in Maschinenlaufrichtung zwischen der Verdünnungseinrichtung und dem Zwischenkanal
ein Verteiler vorgesehen. Dieser kann insbesondere in Form einer
Verteilerleiste vorgesehen sein. Der Verteiler umfasst vorzugsweise
mehrere Verteilerkanäle,
insbesondere Verteilerrohre, wobei die Mischströme über die Verteilerkanäle dem Zwischenkanal
zugeführt
werden.
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Zweckmäßigerweise
erfolgt die Abtrennung benachbarter Zwischenkanalbereiche jeweils
durch eine Trennwand. Die Trennwände
können
sich jeweils zumindest im Wesentlichen über die ganze in Maschinenlaufrichtung
gemessene Länge
des Zwischenkanals erstrecken. Sie können beispielsweise durch Trennbleche
gebildet sein.
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Besondere
Bedeutung kommt der Anbindung der Trennwände im Zwischenkanal zu. So
können
die Trennwände
zumindest teilweise beispielsweise in Nuten eingesetzt sein, die
in der Verteilerleiste, dem Stoffauflauftisch und/oder dem Turbulenzerzeuger
vorgesehen sind. Die Nuten können beispielsweise
eingefräst
sein. Die zum Beispiel in Nuten in Maschinenlaufrichtung ausgerichteten Trennwände sind
zweckmäßigerweise
insbesondere über
Bolzen und/oder dergleichen an einem Stoffauflaufteil wie insbesondere
dem Formatschild und/oder dergleichen befestigt.
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Zur
Abdichtung gegen die Stofflauf-Rückwand
können
die Trennwände
jeweils mit einer Nut mit Dichtung, insbesondere Filzdichtung und/oder dergleichen,
versehen sein.
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Die
Turbulenzkanäle
des Turbulenzerzeugers können
zumindest teilweise durch Turbulenzrohre gebildet sein. Der Turbulenzerzeuger
kann insbesondere als Turbulenzeinsatz vorgesehen sein.
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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.
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Die
erfindungsgemäße Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- und/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.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert.
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Es
zeigen
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1 eine
schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines Stoffauflaufs
für eine
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn; und
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2 eine
vereinfachte schematische Darstellung einer mit einem Stoffauflauf
gemäß der 1 versehene
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, bei der der Stoffauflauf
in ein Faserorientierungs-Regelsystem
eingebunden ist.
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Die 1 zeigt
in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung einen Stoffauflauf 10 für eine Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn, bei der es sich insbesondere
um eine Papier- oder Kartonbahn handeln kann.
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Der
Stoffauflauf 10 umfasst eine quer zur Maschinenlaufrichtung
L unterteilte Verdünnungseinrichtung 12,
insbesondere Siebwasserdosierungseinrichtung, der in Maschinenlaufrichtung
L ein Verteiler 14, ein sich in Querrichtung erstreckender
Zwischenkanal 16, ein eine Vielzahl von Turbulenzkanälen 18 aufweisender
Turbulenzerzeuger 20 und eine Düse 22 nachgeschaltet
ist, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl 24 liefernden
Austrittsspalt 26 versehen ist.
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Die
Verdünnungseinrichtung 12 umfasst mehrere
in Querrichtung nebeneinander angeordnete Mischkammern 28,
denen jeweils Teilströme
unterschiedlicher Konsistenz zuführbar
sind und die über den
Verteiler 14 jeweils einen Mischstrom in den Zwischenkanal 16 liefern.
Die jeweiligen Teilströme
sind der entsprechenden Mischkammer 28 unter einem Winkel α zuführbar, wobei
der Winkel α einen
Wert im Bereich von 0 bis 180° annehmen
kann. In anderen Worten: Die beiden Teilströme können gleichgerichtet, gepfeilt
oder gegengerichtet der entsprechenden Mischkammer 28 zugeführt sein.
Weiterhin sind die jeweiligen Teilströme der entsprechenden Mischkammer 28 mit
einer jeweiligen Geschwindigkeit zuführbar, wobei die Zuströmgeschwindigkeit
des zweiten Teilstroms im Regelfall größer, vorzugsweise wesentlich
größer als
die Geschwindigkeit des ersten Teilstroms ist.
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Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
umfasst die Verdünnungseinrichtung
12 einen
Querverteiler
30, über
den den Mischkammern
28 eine Faserstoffsuspension Q
H hoher Konsistenz zugeführt wird, sowie Dosierventile
32, über die
den Mischkammern
28 zum Beispiel Faserstoffsuspensionen
Q
L geringer Konsistenz c
L zuführbar sind.
Bei der Verdünnungseinrichtung
12 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.
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Der
Verteiler 14 kann insbesondere in Form einer Verteilerleiste
vorgesehen sein und mehrere beispielsweise durch Verteilerrohre
gebildete Verteilerkanäle 34 umfassen, über die
die von den Mischkammern 28 gelieferten Mischströme dem Zwischenkanal 16 zugeführt werden.
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Der
Turbulenzerzeuger 20 kann insbesondere als Turbulenzeinsatz
vorgesehen sein. Die Turbulenzkanäle 18 können insbesondere
durch Turbulenzrohre gebildet sein.
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Zur
Beeinflussung des sich in Querrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils
sind die Volumenströme
zumindest der den seitlichen Randzonen 38 des Zwischenkanals 16 zugeführten Mischströme jeweils über wenigstens
ein Stellglied 36 entsprechend variabel einstellbar. Überdies
sind zumindest die seitlichen Randzonen 38 des Zwischenkanals 16 jeweils
vom restlichen Zwischenkanalbereich abgetrennt.
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Im
vorliegenden Fall sind zur Beeinflussung des sich in Querrichtung
ergebenden Faserorientierungsprofils nur die Volumenströme der den
seitlichen Randzonen 38 des Zwischenkanals 16 zugeführten Mischströme jeweils über wenigstens
ein Stellglied 36 entsprechend variabel einstellbar. Zudem
sind im vorliegenden Fall auch nur die seitlichen Randzonen 38 des
Zwischenkanals 16 jeweils vom restlichen Zwischenkanalbereich
abgetrennt, so dass sich in Querrichtung zwischen den beiden seitlichen abgetrennten
Randzonen 38 eine nicht unterteilte mittlere Hauptzone 40 des
Zwischenkanals 16 ergibt.
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Wie
anhand der 1 zu erkennen ist, sind die
Stellglieder 36 an den austrittseitigen Enden der Mischkammern 28 vorgesehen.
Sie können
jeweils durch eine verstellbare Drossel gebildet sein, über die
der Volumenstrom es betreffenden, dem Verteiler 14 zugeführten Mischstroms
variabel einstellbar ist.
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Weiterhin
ist auch an den eintrittsseitigen Enden der Mischkammern 28 jeweils
wenigstens ein Stellglied 56 vorgesehen, um den jeweiligen
Volumenstrom des entsprechenden Teilstroms (Faserstoffsuspension
QH hoher Konsistenz cH)
variabel einstellbar zu machen. Hierbei ist bevorzugt vorgesehen,
dass das am austrittsseitigen Ende der jeweiligen Mischkammer 28 vorgesehene
Stellglied 36 derart eingestellt ist, dass es im entsprechenden
Mischstrom einen örtlichen
Druckverlust im Bereich von 0 bis 500 mbar erzeugt, und dass das
am eintrittsseitigen Ende der jeweiligen Mischkammer 28 vorgesehene
Stellglied 56 derart eingestellt ist, dass es im entsprechenden
Teilstrom einen örtlichen
Druckverlust im Bereich von 300 bis 2.000 mbar erzeugt. Ein Druckverlust
im Bereich von 0 mbar an dem Stellglied 36 würde selbstverständlich keinen
Druckverlust bedeuten.
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Die
Abtrennung der beiden Randzonen 38 des Zwischenkanals 16 von
der Hauptzone 40 erfolgt jeweils durch eine Trennwand 42.
Die Trennwände 42 können sich
jeweils zumindest im Wesentlichen über die ganze in Maschinenlaufrichtung
L gemessene Länge
des Zwischenkanals 16 erstrecken. Sie können insbesondere durch Trennbleche
oder dergleichen gebildet sein.
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Die
Trennwände 42 können zweckmäßigerweise
zumindest teilweise in Nuten eingesetzt sein, die im Verteiler 14 bzw.
in der der Verteilerleiste, dem Stoffauflauftisch 44, dem
Turbulenzerzeuger 20 und/oder dergleichen vorgesehen sind.
Die Nuten können
insbesondere eingefräst
sein.
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Die
zum Beispiel in den Nuten in Maschinenlaufrichtung L ausgerichteten
Trennwände 42 können beispielsweise über Bolzen
und/oder dergleichen an einem Stoffauflaufteil wie insbesondere
dem Formatschild und/oder dergleichen befestigt sein.
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Zur
Abdichtung gegen die Stoffauflauf-Rückwand 46 sind die
Trennwände 42 zweckmäßigerweise
jeweils mit einer Nut mit Dichtung, insbesondere Filzdichtung, versehen.
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Um
den Druckverlust im Turbulenzerzeuger 20 zu reduzieren
und damit die angestrebte Wirkung zu erhöhen, können die in den Randzonen vorgesehenen
Turbulenzkanäle 18 des
Turbulenzerzeugers 20 einen größeren Durchtrittsquerschnitt
besitzen als die restlichen Turbulenzkanäle 18.
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Die 2 zeigt
in vereinfachter schematischer Darstellung eine mit einem Stoffauflauf 10 gemäß der 1 versehene
Maschine 48 zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere
Papier- oder Kartonbahn, bei der der Stoffauflauf 10 in
ein Faserorientierungs-Regelsystem 50 eingebunden ist. Das
Faserorientierungs-Regelsystem 50 umfasst eine am Maschinenende
vorgesehene Einrichtung 52 zur Messung des Faserorientierungs-Querprofils der
Faserstoffbahn, eine die erhaltenen Messsignale weiterverarbeitende
Recheneinheit 54 und die Stellglieder 36 des Stoffauflaufs 10.
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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.
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- 10
- Stoffauflauf
- 12
- Verdünnungseinrichtung,
Siebwasserdosierungseinrichtung
- 14
- Verteiler
- 16
- Zwischenkanal
- 18
- Turbulenzkanal,
Turbulenzrohr
- 20
- Turbulenzerzeuger
- 22
- Düse
- 24
- Faserstoffsuspensionsstrahl
- 26
- Austrittsspalt
- 28
- Mischkammer
- 30
- Querverteiler
- 32
- Dosierventil
- 34
- Verteilerkanal
- 36
- Stellglied,
Drossel
- 38
- Randzone
des Zwischenkanals
- 40
- Hauptzone
des Zwischenkanals
- 42
- Trennwand
- 44
- Stoffauflauftisch
- 46
- Rückwand,
untere Wand
- 48
- Maschine
- 50
- Faserorientierungs-Regelsystem
- 52
- Messeinrichtung
- 54
- Recheneinheit
- 56
- Stellglied,
Drossel
- L
- Maschinenlaufrichtung
- QH
- Faserstoffsuspension
hoher Konsistenz cH
- QL
- Faserstoffsuspension
geringerer Konsistenz cL
- α
- Winkel