DE102005000011A1 - Headbox for a machine for producing a fibrous web and method for producing a fibrous web - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn mit mindestens einer Verteileinrichtung (2) zum Verteilen einer Faserstoffsuspension (3) in Teilströmen (T¶1¶ bis T¶N¶) über die Maschinenbreite (M) hinweg, der in Maschinenlaufrichtung (L) ein Turbulenzerzeuger (4) mit mehreren in Zeilen (Z¶1¶ bis Z¶4¶; Z¶1¶ bis Z¶6¶) und Spalten (S¶1¶ bis S¶11¶) angeordneten Turbulenzkanälen (5, 5.1) und eine Stoffauflaufdüse (6) nachgeschaltet ist, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl (8) liefernden Austrittsspalt (7) versehen ist, wobei zudem beidseitig eine jeweils randseitig angeordnete und auf die jeweilige randseitige Spalte (S¶1¶, S¶11¶) an Turbulenzkanälen (5.1) wirkende Einrichtung (9.1, 9.2) zumindest zur Beeinflussung, vorzugsweise zur Regelung der Faserorientierung und/oder des Flächengewichts, vorgesehen ist. DOLLAR A Der erfindungsgemäße Stoffauflauf (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige randseitige Einrichtung (9.1, 9.2) zumindest ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem (10) für mindestens ein Fluid (11) umfasst, welches das mindestens eine Fluid (11) vorzugsweise ausschließlich einem randseitigen Turbulenzkanal (5.1) zuführt.The invention relates to a headbox (1) for a machine for producing a fibrous web with at least one distributor (2) for distributing a pulp suspension (3) in partial streams (T¶1¶ to T¶N¶) across the machine width (M), in the machine direction (L) a turbulence generator (4) having a plurality of rows (Z¶1¶ to Z¶4¶; Z¶1¶ to Z¶6¶) and columns (S¶1¶ to S¶11¶) arranged Turbulence channels (5, 5.1) and a headbox nozzle (6) is connected downstream, which is provided with a pulp suspension jet (8) supplying exit slit (7), in addition, on both sides of each edge arranged and on the respective marginal column (S¶1¶, S¶11¶) to turbulence channels (5.1) acting means (9.1, 9.2) at least for influencing, preferably for controlling the fiber orientation and / or the basis weight, is provided. The headbox (1) according to the invention is characterized in that the respective marginal device (9.1, 9.2) comprises at least one preferably controllable delivery system (10) for at least one fluid (11), which contains at least one fluid (11) preferably exclusively one feeds edge turbulence channel (5.1).
Description
Ein
derartiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus den europäischen Patentschriften
In
der Ausführung
der
Hingegen
ist in der Ausführung
der
Die beiden genannten Ausführungen ermöglichen insgesamt ein so genanntes Edge Control. Jedoch haftet ihnen der gravierende Nachteil an, dass sie jeweils lediglich eine Beeinflussung der Strahlrichtung über die gesamte Höhe der Stoffauflaufdüse ermöglichen. Zudem ist bei Verwendung von Lamellen keine Beeinflussung der Strahlrichtung pro Zeile möglich, wodurch wiederum einem möglichen Diagonal-Curl infolge unterschiedlicher Spannungen in den Außenlagen nicht entgegengewirkt werden kann.The both mentioned embodiments enable altogether a so-called edge control. However, they are liable serious disadvantage that they each only have an influence the beam direction over the entire height allow the headbox nozzle. In addition, when using fins no influence on the beam direction possible per line, which in turn is possible Diagonal curl due to different tensions in the outer layers can not be counteracted.
Die
Ausführung
der
Auch dieser genannten Ausführung haftet wiederum der Nachteil an, dass sie erneut eine Beeinflussung der Strahlrichtung nur über die gesamte Höhe der Stoffauflaufdüse ermöglicht. Bei Verwendung von Lamellen ist wiederum keine Beeinflussung der Strahlrichtung pro Zeile möglich, so dass einem möglichen Diagonal-Curl zudem nicht entgegengewirkt werden kann.Also this mentioned execution in turn has the disadvantage that they again an influence the beam direction only over the entire height the headbox nozzle allows. When using fins, in turn, no influence on the Beam direction per line possible, so that a possible Diagonal curl also can not be counteracted.
Insgesamt ist also bei den bekannten Ausführungen keine ideale Faserablage quer zur Maschinenlaufrichtung pro Zeile des Turbulenzerzeugers möglich. Die ist insbesondere bei Fein- und Kopierpapieren kritisch, beispielsweise im Hinblick auf ihre Stapelbarkeit und dergleichen. Die Entstehung des Diagonal-Curls wird somit begünstigt, ja sogar gefördert.All in all So it is in the known versions no ideal fiber deposition across the machine direction per line of the turbulence generator possible. This is especially in fine and Copy papers critical, for example, in terms of their stackability and the same. The emergence of the diagonal curl is thus favored yes even encouraged.
Aufgabe der ErfindungTask of invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stoffauflauf samt Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem neben den genannten bisherigen Nachteilen des Stands der Technik insbesondere die Entstehung des Diagonal-Curls, insbesondere bei Duplex-Kopierpapieren, vermieden wird. Dabei soll der Stoffauflauf im Aufbau zudem möglichst einfach gehalten werden.Of the Invention is based on the object, an improved headbox velvet method of the type mentioned above, in addition to the mentioned prior disadvantages of the prior art in particular the emergence of the diagonal curl, especially in duplex copy papers avoided becomes. In addition, the headbox in the structure should also possible be kept simple.
Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die jeweilige randseitige Einrichtung zumindest ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem für mindestens ein Fluid umfasst, welches das mindestens eine Fluid vorzugsweise ausschließlich einem randseitigen Turbulenzkanal zuführt.These Task is in a headbox according to the invention thereby solved, that the respective edge-side device at least one preferably controllable feed for at least a fluid which preferably contains the at least one fluid exclusively a peripheral turbulence channel supplies.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The inventive task is completely solved in this way.
Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung des
Stoffauflaufs wird für
mindestens eine, vorzugsweise für
jede Zeile des Turbulenzerzeugers die Möglichkeit eines Edge Control
geschaffen. Die Strahlrichtung des aus der Zeile des Turbulenzerzeugers
beziehungsweise aus dem Austrittsspalt der Stoffauflaufdüse austretenden
Faserstoffsuspensionsstrahls kann also gezielt beeinflusst werden.
Somit wird die Erzeugung einer exakten Faserablage quer zur Maschinenlaufrichtung
pro Zeile des Turbulenzerzeugers ermöglicht. Als Ergebnis kann unter anderem
die Entstehung des Diagonal-Curls weitestgehend vermieden werden. Überdies
kann der erfindungsgemäße Stoffauflauf
bei der Herstellung jeder bekannten Papier- oder Kartonsorte seine
Verwendung finden. Auch kann er als ein dem Fachmann bekannter Mehrschichten-Stoffauflauf
ausgebildet sein, wie er beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass die jeweilige randseitige Einrichtung wenigstens zwei vorzugsweise regelbare Zuführsysteme für jeweils mindestens ein Fluid umfasst, welche das jeweilige mindestens eine Fluid wenigstens dem untersten und obersten randseitigen Turbulenzkanal zuführen. Hierdurch wird erreicht, dass zumindest die insbesondere für den Diagonal-Curl kritischen Außenlagen der herzustellenden Faserstoffbahn wegen ihrer Empfindlichkeit gezielt beeinflusst werden können, beispielsweise durch Beeinflussung der jeweiligen Faserorientierung.In preferred embodiment is provided that the respective peripheral device at least two preferably adjustable feed systems for each comprises at least one fluid, which the respective at least one Supply fluid at least the lowest and highest edge turbulence channel. hereby is achieved that at least the critical in particular for the diagonal curl outer layers the produced fibrous web targeted because of their sensitivity can be influenced for example, by influencing the respective fiber orientation.
Allgemein kann die jeweilige randseitige Einrichtung mehrere vorzugsweise regelbare Zuführsysteme für jeweils mindestens ein Fluid umfassen, welche das jeweilige mindestens eine Fluid vorzugsweise ausschließlich jeweils einem randseitigen Turbulenzkanal zuführen. In eventuell aufwändigster Ausführung ist für jeden randseitigen Turbulenzkanal ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem für mindestens ein Fluid vorgesehen. Hierbei entsteht die Möglichkeit der genauesten Erzeugung einer exakten geschichteten Faserablage infolge einer bestmöglichen Beeinflussung der Strahlrichtung.Generally For example, the respective marginal device can have several, preferably adjustable feed systems for each comprise at least one fluid which the respective at least one Fluid preferably exclusively each lead to a peripheral turbulence channel. In possibly more elaborate execution is for each edge-side turbulence channel a preferably controllable feed system for at least provided a fluid. This creates the possibility of the most accurate generation an exact layered fiber deposit due to the best possible influence the beam direction.
Im Hinblick auf eine kostengünstige Lösung kann auch vorgesehen sein, dass die jeweilige randseitige Einrichtung zumindest ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem für mindestens ein Fluid umfasst, welches das mindestens eine Fluid mindestens zwei randseitigen Turbulenzkanälen zuführt. Die Anwendung dieser Ausführung eignet sich insbesondere bei Vorhandensein symmetrischer Eigenschaften.in the In view of a cost-effective Solution can also be provided that the respective peripheral device comprises at least one preferably controllable delivery system for at least one fluid, which supplies the at least one fluid at least two edge-side turbulence channels. The Application of this design is particularly suitable in the presence of symmetrical properties.
Das vorzugsweise regelbare Zuführsystem umfasst bevorzugt zumindest eine Zuführleitung, die mit einem vorzugsweise verstellbaren Stellglied versehen ist. Das Stellglied kann beispielsweise eine verstellbare Drossel, insbesondere ein Regelventil, sein.The preferably adjustable feed system comprises preferably at least one supply line, which is provided with a preferably adjustable actuator. The actuator may, for example, an adjustable throttle, in particular a control valve, his.
Ferner ist das mindestens eine Fluid bevorzugt die dem Stoffauflauf zugeführte hochkonsistente Faserstoffsuspension, ein niederkonsistentes Fluid, insbesondere Siebwasser, oder ein Mischfluid, das eine vorzugsweise einstellbare, insbesondere regelbare Mischkonsistenz aufweist. Sollte es sich beim dem Fluid um die dem Stoffauflauf zugeführte hochkonsistente Faserstoffsuspension handeln, so ist das vorzugsweise regelbare Zuführsystem in bevorzugter Weise direkt mit der Verteileinrichtung zum Verteilen der Faserstoffsuspension in Teilströmen über die Maschinenbreite hinweg verbunden. Ist hingegen die Zuführung des eine vorzugsweise einstellbare, insbesondere regelbare Mischkonsistenz aufweisenden Mischfluids vorgesehen, so ist bevorzugt zumindest ein Fluid die dem Stoffauflauf zugeführte hochkonsistente Faserstoffsuspension und ein weiteres Fluid ein niederkonsistentes Fluid, insbesondere Siebwasser. Insgesamt müssen die den randseitigen Turbulenzkanälen zugeführten Fluide weder dieselbe Beschaffenheiten noch dieselben Konsistenzen aufweisen.Further the at least one fluid is preferably the high-consistency pulp suspension supplied to the headbox, a low-consistency fluid, in particular white water, or a Mixed fluid, which is a preferably adjustable, in particular controllable Has mixed consistency. Should it be the fluid to the the Headbox fed act highly consistent pulp suspension, it is preferably adjustable feeding system preferably directly with the distribution device for distributing the Pulp suspension in partial streams over the Machine width connected. Is, however, the supply of the a preferably adjustable, in particular controllable mixed consistency provided mixing fluid provided, it is preferably at least one Fluid supplied to the headbox high-consistency pulp suspension and another fluid is a low-consistency Fluid, in particular white water. Overall, the marginal turbulence channels supplied fluids have neither the same textures nor the same consistencies.
Damit im Strömungsraum der Stoffauflaufdüse eine geschichtete Strömung herrscht, ist er bevorzugt durch mindestens eine mit dem Turbulenzerzeuger mittels wenigstens einer Lamellenhalterung verbundene Lamelle unterteilt. Die Lamellenhalterung ist hierbei im Idealfall zwischen zwei Zeilen von Turbulenzkanälen am Turbulenzerzeuger angeordnet. Zum Zwecke der größtmöglichen Schichtung der Strömung im Strömungsraum der Stoffauflaufdüse kann zwischen allen benachbarten Zeilen von Turbulenzkanälen je eine Lamellenhalterung angeordnet sein, die jeweils eine Lamelle trägt. Die mindestens eine Lamelle ermöglicht überdies die geschichtete Ablage der in der Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern in der z-Richtung des Stoffauflaufs. Dabei kann die Faserablage in den einzelnen Schichten, insbesondere in den äußeren Schichten, unterschiedlich sein. Die Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers können zumindest teilweise durch Turbulenzrohre gebildet sein. Der Turbulenzerzeuger kann insbesondere als ein Turbulenzeinsatz vorgesehen sein.In order to in the flow space the headbox nozzle a layered flow it is preferred by at least one with the turbulence generator subdivided by means of at least one blade holder connected lamella. The lamella holder is ideally between two lines of turbulence channels arranged at the turbulence generator. For the purpose of the greatest possible Stratification of the flow in the flow space the headbox can between all adjacent rows of turbulence channels one each Lamella holder be arranged, each carrying a lamella. The At least one blade also allows the layered storage of the fibers contained in the pulp suspension in the z-direction of the headbox. This can be the fiber tray in the individual layers, in particular in the outer layers, different be. The turbulence channels of the turbulence generator can be at least partially formed by turbulence tubes. The turbulence generator may be provided in particular as a turbulence insert.
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. Weiterhin ist in bevorzugter Ausführung den im mittleren Bereich des Turbulenzerzeugers angeordneten Turbulenzkanälen in Maschinenlaufrichtung eine quer zur Maschinenlaufrichtung unterteilte Verdünnungseinrichtung, insbesondere Siebwasserdosierungseinrichtung, vorgeordnet. Damit wird unter anderem eine sektionierte Stoffdichteregelung im mittleren und sogleich größten Bereich der herzustellenden Faserstoffbahn ermöglicht.Around to reduce the pressure loss in the turbulence generator and thus the to increase the desired effect, possess the provided in the edge zones turbulence channels of the turbulence generator expediently a larger passage cross section than the remaining turbulence channels. Furthermore, in a preferred embodiment, in the middle region the turbulence generator arranged turbulence channels in the machine direction a cross-machine direction dilution device, in particular white water metering device, upstream. In order to Among other things, a sectioned substance density control in the middle and immediately the largest area allows the produced fibrous web.
Die Stoffauflaufdüse kann überdies eine obere Düsenwand aufweisen, an der auslaufseitig eine mittels mehrerer Elemente verschiebbare und sich über die Maschinenbreite erstreckende Blende angeordnet ist. Dadurch wird eine weitere kostengünstige, aber wirksame Möglichkeit zur Beeinflussung der Strahlrichtung geschaffen.The headbox can also an upper nozzle wall have, on the outlet side a displaceable by means of several elements and over the machine width extending aperture is arranged. Thereby will be another cost-effective, though effective way created to influence the beam direction.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass die jeweilige randseitige Einrichtung zumindest ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem für mindestens ein Fluid umfasst, welches das mindestens eine Fluid vorzugsweise ausschließlich einem randseitigen Turbulenzkanal zuführt.The object of the invention is procedurally achieved in that the respective peripheral device at least one preferably re includes gelbares supply system for at least one fluid, which preferably supplies the at least one fluid exclusively to a peripheral turbulence channel.
Zudem betrifft die Erfindung ein Papier oder einen Karton, das beziehungsweise der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs hergestellt wurde. 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.moreover The invention relates to a paper or a cardboard, the or made using the headbox according to the invention has been. The machine according to the invention for producing a fibrous web, in particular paper and / or Cardboard web, characterized in that it is equipped with a headbox according to the invention is provided. In this case, in particular, a fiber orientation control system be provided, which is provided at the end of the machine for Measurement of the fiber orientation cross profile of the fibrous web, a the received measurement signals processing unit and includes the actuators of the headbox.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of preferred embodiments with reference to the drawing.
Es zeigenIt demonstrate
Die
Der
Stoffauflauf
Weiterhin
ist beidseitig des Stoffauflaufs
In
der Ausführung
des Stoffauflaufs
Ferner
ist in der Ausführung
gemäß der
In weiterer Ausgestaltung kann das mindestens eine Fluid auch ein niederkonsistentes Fluid, insbesondere Siebwasser, sein. In diesem Fall kann das Fluid beispielsweise durch die Zuführleitungen des Zuführsystems vorzugsweise direkt aus dem Siebwasserbehälter der Maschine entnommen werden.In In another embodiment, the at least one fluid can also be a low-consistency Fluid, in particular white water, be. In this case, the fluid for example, by the supply of the delivery system preferably taken directly from the white water tank of the machine become.
Natürlich kann auch die Zuführung eines eine vorzugsweise einstellbare, vorzugsweise regelbare Mischkonsistenz aufweisenden Mischfluids vorgesehen sein, wobei zumindest ein Fluid die dem Stoffauflauf zugeführte hochkonsistente Faserstoffsuspension und ein weiteres Fluid ein niederkonsistentes Fluid, insbesondere Siebwasser, sein kann.Of course you can also the feeder a preferably adjustable, preferably controllable mixed consistency having provided mixing fluid, wherein at least one fluid which fed to the headbox high consistency pulp suspension and another fluid low-consistency fluid, in particular white water, may be.
Allgemein können dem jeweils zugeführten Fluid auch spezielle Chemikalien, insbesondere die Schrumpfung hemmende Chemikalien, zugesetzt werden.In general, the respectively supplied Fluid also special chemicals, especially the shrinkage inhibiting chemicals, are added.
Überdies
weist die Stoffauflaufdüse
Die
Lamellenhalterung
Die
jeweiligen Lamellen
Die
Turbulenzkanäle
Auch
weist die Stoffauflaufdüse
Den
im mittleren Bereich S2 bis S10 des
Turbulenzerzeugers
Der
in
Die
Der
Stoffauflauf
Beidseitig
des Stoffauflaufs
In
der Ausführung
des Stoffauflaufs
Weiterhin
ist eine schraffiert angedeutete Verteileinrichtung
Ferner
ist den im mittleren Bereich S2 bis S10 des Turbulenzerzeugers
Der
ModuleJet(r)-Stoffauflauf ist beispielsweise in der bereits zitierten
deutschen Patentschrift
Die
Hingegen
ist in den Ausführungen
gemäß den
Abschließend zeigt
die
Das erfindungsgemäße Papierblatt zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es in seiner z-Richtung (Höhenrichtung) und über seine Breite hinweg unterschiedliche Faserorientierungen aufweisen kann, so dass letztendlich ein planes oder annährend planes Papierblatt ohne Curl-Neigungen entsteht. Die einzelnen Faserorientierungen weisen dabei mehr oder weniger von der durchschnittlichen Faserorientierung ab. Gleiches gilt natürlich auch für ein Kartonblatt.The Inventive paper sheet is characterized in particular by the fact that it is in its z-direction (Height direction) and over its width have different fiber orientations so that eventually a plane or nearly plane paper sheet without curl tendencies arises. The individual fiber orientations have more or less from the average fiber orientation. Of course, the same applies for a Cardboard sheet.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf samt Verfahren der eingangs genannten Art geschaffen wird, der neben den bisherigen Nachteilen des Stands der Technik insbesondere die Entstehung des Diagonal-Curls, insbesondere bei Duplex-Kopierpapieren, vermeidet.In summary It should be noted that the invention includes a headbox velvet Method of the type mentioned is created in addition to the previous disadvantages of the prior art, in particular the Emergence of the diagonal curl, especially for duplex copy papers, avoids.
- 11
- Stoffauflaufheadbox
- 22
- Verteileinrichtungdistributor
- 33
- FaserstoffsuspensionFibrous suspension
- 44
- Turbulenzerzeugerturbulence generator
- 55
- Turbulenzkanalturbulence channel
- 5.15.1
- Randseitiger TurbulenzkanalRand Mutual turbulence channel
- 66
- Stoffauflaufdüseheadbox
- 77
- Austrittsspaltexit slit
- 88th
- Faserstoffsuspensionsstrahl (Pfeil)Fibrous suspension beam (Arrow)
- 9.1, 9.29.1 9.2
- EinrichtungFacility
- 1010
- Zuführsystemfeed
- 1111
- Fluidfluid
- 1212
- Zuführleitungfeed
- 1313
- Stellgliedactuator
- 1414
- Drosselthrottle
- 1515
- Strömungsraumflow chamber
- 1616
- Lamellelamella
- 1717
- Lamellenhalterungslat supporting
- 1818
- Obere DüsenwandUpper nozzle wall
- 1919
- Blendecover
- 2020
- Element (Doppelpfeil)element (Double arrow)
- 2121
- Verdünnungseinrichtungdiluter
- 2222
- SiebwasserstrangSiebwasserstrang
- 2323
- FaserstoffblattPulp sheet
- A-AA-A
- Schnittlinieintersection
- DD
- DurchtrittsquerschnittPassage cross-section
- DCDC
- Diagonal-Curl (Pfeil)Diagonal Curl (Arrow)
- LL
- Maschinenlaufrichtung (Pfeil)Machine direction (Arrow)
- MM
- Maschinenbreite (Pfeil)machine width (Arrow)
- S1 bis S11S1 to S11
- Spaltecolumn
- T1 bis TNT1 to TN
- Teilstrompartial flow
- Z1 bis Z4Z1 to Z4
- Zeilerow
- Z1 bis Z6Z1 to Z6
- Zeilerow
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VOITH PATENT GMBH, 89522 HEIDENHEIM, DE |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |