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Title:
DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A FIBROUS WEB
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/082911
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) for producing a fibrous web made of a plurality of layers. The device comprises a multi-layer headbox (2) with an inner turbulence generator (7.8) extending over the width of the multi-layer headbox (2) and at least two turbulence generators (7.10, 7.11) each directly adjacent to the inner turbulence generator (7.8) and each extending over the width of the multi-layer headbox (2) to form at least three suspension layers. The feed system for the inner turbulence generator (7.8) comprises a white water vat (8) that is connected to at least one white water pump (8.1), to a white water separator (8.2) and to a cross-distributor (8.6) via a white water line (8.31). The device (1) according to the invention is characterised in that an auxiliary material metering device (9.2) is provided downstream of the at least one white water pump (8.1) and preferably downstream of the white water separator (8.2) to generate a metering volumetric flow for metering an auxiliary material to the white water line (8.31), and that the auxiliary material metering device (9.2) is designed such that the metering volumetric flow can be controlled by means of an open-loop and/or closed-loop control in order to set the mixing quality between the white water and metering volumetric flow.

Inventors:
HÄUSSLER MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/076422
Publication Date:
May 11, 2018
Filing Date:
October 17, 2017
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
D21F1/02; D21F1/66; D21F1/82; D21F9/00
Foreign References:
EP2784214A12014-10-01
US3923593A1975-12-02
DE102008000778A12009-09-24
DE3112972A11982-10-14
DE3112972A11982-10-14
DE102008000778A12009-09-24
EP2784214B12015-09-16
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Claims:
Patentansprüche

Vorrichtung (1) zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus mehreren Schichten, umfassend einen Mehrschichtenstoffauflauf (2) mit einem inneren, sich über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes (2) erstreckende Turbulenzerzeuger (7.8) und mindestens zwei, zum inneren Turbulenzerzeuger (7.8) jeweils direkt benachbarten, sich jeweils über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes (2) erstreckende Turbulenzerzeuger (7.10, 7.11) zur Ausbildung von mindestens drei Suspensionsschichten und mit einer sich an die Turbulenzerzeuger (7.8, 7.10, 7.11) anschließenden Düse (4) mit einer oberen Düsenwand (4.1) und mit einer unteren Düsenwand (4.2), wobei die Düsenwände (4.1, 4.2) konvergent zueinander verlaufend angeordnet sind und einen Austrittsspalt zur Ausbildung eines

Suspensionsstrahles bilden und mit zwei in der Düse (4) angeordnete

Trennlamellen (5) zur Trennung der inneren Suspensionsschicht von den benachbarten Suspensionsschichten auf zumindest einem Teil der Düsenlänge, und weiter umfassend Zuführsysteme für die Zuführung von Suspensionen zu den jeweiligen Turbulenzerzeugern (7.8, 7.10, 7.11), wobei das Zuführsystem für den inneren Turbulenzerzeuger (7.8) eine Siebwasserbütte (8), welche mit mindestens einer Siebwasserpumpe (8.1), einem Siebwassersichter (8.2), einem Querverteiler (8.6) über eine Siebwasserleitung (8.31) verbunden ist, wobei der Querverteiler (8.6) mit dem inneren Turbulenzerzeuger (7.8) zur Versorgung der inneren Suspensionsschicht mit Siebwasser verbundenen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

nach der mindestens einen Siebwasserpumpe (8.1), und vorzugsweise nach dem Siebwassersichter (8.2), eine Hilfsstoffdosiervomchtung (9.2) zur Erzeugung eines Dosiervolumenstromes zur Dosierung eines Hilfsstoffes in die Siebwasserleitung (8.31), vorgesehen ist und dass die Hilfsstoffdosiervomchtung (9.2) derart ausgebildet ist, dass der Dosiervolumenstrom zur Einstellung der Mischgüte zwischen Siebwasser und Dosiervolumenstrom steuerbar und/oder regelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Hilfsstoffvorverdünnungsleitung (8.5) mit der Hilfsstoffdosiervomchtung (9.2) zur Verdünnung des Hilfsstoffes mit Siebwasser vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Hilfsstoffvorverdünnungsleitung (8.5) direkt oder indirekt mit der

Siebwasserbütte (8) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Mehrschichtenstoffauflauf (2) ein Verdünnungswassersystem mit einen Querverteiler (8.7) zur sektionalen steuerbaren und/oder regelbaren Dosierung von Verdünnungswasser über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes (2) in mindestens eine Suspensionsschicht zur Einstellung des Querprofiles der flächenbezogenen Masse der hergestellten Faserstoffbahn, aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Siebwasserleitung (8.31) nach der Siebwasserpumpe (8.1), und nach dem Siebwassersichter (8.2) über eine Verdünnungswasserleitung (8.41) mit dem Querverteiler (8.7) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die obere Düsenwand (4.1) und vorzugsweise die untere Düsenwand (4.2) der Düse (4) eine Blende aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Düse (4) frei von weiteren Lamellen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Düse (4) mindestens eine Zwischenlamelle (6) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die mindestens eine Zwischenlamelle (6) gleich lang oder länger ist als die kürzeste Trennlamelle (5).

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens eine der beiden Trennlamellen (5) durch den Austrittsspalt verläuft.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens eine der beiden Trennlamellen (5) innerhalb der Düse endet.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

dem Mehrschichtenstoffauflauf (2) eine Formierzone mit mindestens einem endlos umlaufenden Entwässerungssieb (12.5), zur Aufnahme des Suspensionsstrahles, und mit einem Entwässerungselement (12) folgt, wobei das Entwässerungselement (12) einen das Entwässerungssieb (12.5) berührenden Belag (12.1) aufweist und im Belag Entwässerungsöffnungen (12.2) zur Abführung des anfallenden Siebwassers, ausgebildet sind, und dass die Entwässerungsöffnungen (12.2) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die auf die Suspension wirkenden Druckimpulse minimiert werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Querschnittsfläche der Entwässerungsöffnungen(12.2) in Laufrichtung des endlos umlaufenden Entwässerungssiebes (12.5) zonal unterschiedlich und zunehmend sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Entwässerungselement (12) durch eine Saugvorrichtung (12.4) besaugt ist.

15. Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus mehreren Schichten durch eine Vorrichtung, umfassend einen Mehrschichtenstoffauflauf (2) mit einem inneren, sich über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes (2) erstreckende

Turbulenzerzeuger (7.8) und mindestens zwei, zum inneren Turbulenzerzeuger (7.8) jeweils direkt benachbarten, sich jeweils über die Breite des

Mehrschichtenstoffauflaufes (2) erstreckende Turbulenzerzeuger (7.10, 7.11) zur Ausbildung von mindestens drei Suspensionsschichten und mit einer sich an die Turbulenzerzeuger (7.8, 7.10, 7.11) anschließenden Düse (4) mit einer oberen Düsenwand (4.1) und mit einer unteren Düsenwand (4.2), wobei die Düsenwände (4.1, 4.2) konvergent zueinander verlaufend angeordnet sind und einen

Austrittsspalt zur Ausbildung eines Suspensionsstrahles bilden und mit zwei in der Düse (4) angeordnete Trennlamellen (5) zur Trennung der inneren

Suspensionsschicht von den benachbarten Suspensionsschichten auf zumindest einem Teil der Düsenlänge, und weiter umfassend Zuführsysteme für die

Zuführung von Suspensionen zu den jeweiligen Turbulenzerzeugern (7.8, 7.10, 7.11), wobei in dem Zuführsystem für den inneren Turbulenzerzeuger (7.8) Siebwasser über eine Siebwasserleitung (8.31) von einer Siebwasserbütte (8) über mindestens eine Siebwasserpumpe (8.1), über einen Siebwassersichter (8.2), zu einem Querverteiler (8.6) geführt wird und der innere Turbulenzerzeuger (7.8) durch den Querverteiler (8.6) mit Siebwasser versorgt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

nach der mindestens einen Siebwasserpumpe (8.1), und vorzugsweise nach dem Siebwassersichter (8.2), eine Hilfsstoffdosiervomchtung (9.2) zur Erzeugung eines Dosiervolumenstromes zur Dosierung eines Hilfsstoffes in die Siebwasserleitung (8.31), vorgesehen wird und dass die Hilfsstoffdosiervomchtung (9.2) derart ausgebildet wird, dass der Dosiervolumenstrom zur Einstellung der Mischgüte zwischen Siebwasser und Dosiervolumenstrom steuerbar und/oder regelbar ist.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus mehreren Schichten, umfassend einen Mehrschichtenstoffauflauf mit einem inneren, sich über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes erstreckenden Turbulenzerzeuger und mindestens zwei, zum inneren Turbulenzerzeuger jeweils direkt benachbarten, sich jeweils über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes erstreckende Turbulenzerzeuger zur Ausbildung von mindestens drei Suspensionsschichten und mit einer sich an die Turbulenzerzeuger anschließenden Düse mit einer oberen Düsenwand und mit einer unteren Düsenwand, wobei die Düsenwände konvergent zueinander verlaufend angeordnet sind und einen Austrittsspalt zur Ausbildung eines Suspensionsstrahles bilden und mit zwei in der Düse angeordneten Trennlamellen zur Trennung der inneren Suspensionsschicht von den benachbarten Suspensionsschichten auf zumindest einem Teil der Düsenlänge, und weiter umfassend Zuführsysteme für die Zuführung von Suspensionen zu den jeweiligen Turbulenzerzeugern, wobei das Zuführsystem für den inneren Turbulenzerzeuger eine Siebwasserbütte, welche mit mindestens einer Siebwasserpumpe, einem Siebwassersichter, einem Querverteiler über eine Siebwasserleitung verbunden ist, wobei der Querverteiler mit dem inneren Turbulenzerzeuger, zur Versorgung der inneren Suspensionsschicht mit Siebwasser, verbundenen ist.

Das Dokument DE3112972 AI offenbart einen Mehrschichtenstoffauflauf mit drei Schichten. Die mittlere Schicht wird durch Siebwasser gespeist, während die benachbarten Außenschichten durch Faserstoffsuspensionen gebildet sind. Die Schichten werden in einer den Turbulenzerzeugern folgenden Düse durch flexible Trennwände abschnittsweise voneinander getrennt. Das Siebwasser wird aus einem Siebwasserschiff entnommen und durch eine Speisepumpe der mittleren Schicht zugeführt.

Die Offenlegungsschrift DEl 02008000778 AI beschreibt einen Mehrschichtenstoffauflauf mit beispielsweise drei Schichten, wobei eine Siebwasserschicht zwei zu ihr benachbarten Schichten aus jeweils einer Faserstoffsuspension trennt. Es sind Hilfsstoffdosiervorrichtungen zur Dosierung von beispielsweise Retentionsmittel in die Siebwasserschicht vorgesehen. Die Dosierung kann zwischen Querverteiler und Turbulenzgenerator erfolgen. Das Dokument EP2784214 Bl zeigt einen Mehrschichtenstoffauflauf, wobei eine Schicht durch eine Siebwasserpumpe mit Siebwasser gespeist wird. Zur Verbesserung der Papierqualität ist eine Dosierung von gemahlenen Fasern und von Hilfsstoffen vor der Siebwasserpumpe in die Siebwassersuspension hinein vorgesehen. Die Siebwasserpumpe soll die Durchmischung des Hilfsstoffes mit dem Siebwasser verbessern.

Die bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, dass die einzelnen Schichten der hergestellten Faserstoffbahn zum einen eine zu geringe und ungleichmäßige Papierfestigkeit, insbesondere Spaltfestigkeit besitzen und zum anderen eine schlechte Abdeckungsqualität der Schichten aufweisen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung die Festigkeit und Gleichmäßigkeit der hergestellten Faserstoffbahn und das optische Erscheinungsbild zu verbessern. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Es ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus mehreren Schichten vorgesehen, umfassend einen Mehrschichtenstoffauflauf mit einem inneren, sich über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes erstreckenden Turbulenzerzeuger und mindestens zwei, zum inneren Turbulenzerzeuger jeweils direkt benachbarten, sich jeweils über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes erstreckende Turbulenzerzeuger zur Ausbildung von mindestens drei Suspensionsschichten und mit einer sich an die Turbulenzerzeuger anschließenden Düse mit einer oberen Düsenwand und mit einer unteren Düsenwand, wobei die Düsenwände konvergent zueinander verlaufend angeordnet sind und einen Austrittsspalt zur Ausbildung eines Suspensionsstrahles bilden und mit zwei in der Düse angeordnete Trennlamellen zur Trennung der inneren Suspensionsschicht von den benachbarten Suspensionsschichten auf zumindest einem Teil der Düsenlänge, und weiter umfassend Zuführsysteme für die Zuführung von Suspensionen zu den jeweiligen Turbulenzerzeugern, wobei das Zuführsystem für den inneren Turbulenzerzeuger eine Siebwasserbütte, welche mit mindestens einer Siebwasserpumpe, einem Siebwassersichter, einem Querverteiler über eine Siebwasserleitung verbunden ist, wobei der Querverteiler mit dem inneren Turbulenzerzeuger zur Versorgung der inneren Suspensionsschicht mit Siebwasser verbundenen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass nach der mindestens einen Siebwasserpumpe, und vorzugsweise nach dem Siebwassersichter, eine Hilfsstoffdosiervorrichtung zur Erzeugung eines Dosiervolumenstromes zur Dosierung eines Hilfsstoffes in die Siebwasserleitung, vorgesehen ist und dass die Hilfsstoffdosiervorrichtung derart ausgebildet ist, dass der Dosiervolumenstrom zur Einstellung der Mischgüte zwischen Siebwasser und Dosiervolumenstrom steuerbar und/oder regelbar ist. Der Vorteil der Lösung liegt in einer gleichmäßigen und steuerbaren oder regelbaren Vermischung zwischen Siebwasser und Hilfsstoff für die Versorgung der inneren Suspensionsschicht. Dies kann für unterschiedliche Betriebssituationen des Stoffauflaufes, wie beispielsweise für verschiedene Volumenströme und/oder Geschwindigkeiten des Suspensionsstrahles, optimiert werden. Im Gegensatz hierzu kann beim bekannten Stand der Technik, bei dem der Hilfsstoff vor der Siebwasserpumpe zudosiert wird und insbesondere bei unterschiedlichen Betriebssituationen, eine unzureichende Durchmischung des Hilfsstoffes auftreten. Dies kann zu Strähnenbildung des Hilfsstoffes im Siebwasser führen. Diese unzureichende Mischgüte kann zu einer inhomogenen Trennung der beiden benachbarten Suspensionsschichten führen. Daraus wiederum können eine inhomogene Festigkeitsverteilung in der Blattebene, sowie eine, insbesondere bei großen Farbunterschieden der benachbarten Suspensionsschichten, eine inhomogene Abdeckung der beiden Schichten in der fertigen Faserstoffbahn führen, welche optisch sichtbar ist. Zudem kann die Wirkung des Hilfsstoffes durch die in der Siebwasserpumpe auftretenden hohen Scherkräfte vermindert werden. Dies kann insbesondere bei langkettigen Polymeren der Fall sein.

Die innere Suspensionsschicht kann insbesondere ausschließlich aus Siebwasser und einem oder mehreren Hilfsstoffen bestehen. Das Siebwasser enthält wenig Fasern und je nach produzierter Papiersorte Fein- und Füllstoffe. Die zu der inneren Suspensionsschicht benachbarten Suspensionsschichten enthalten neben Füll- und Feinstoffen, im wesentlichen Faserstoffe, wie beispielsweise Zellstofffasern, Recylingfasern etc. zur Bildung der Faserstoffbahn.

Die innere Suspensionsschicht bildet zum einen eine Trennschicht zwischen den zu ihr benachbarten Suspensionsschichten, um eine Vermischung vor und während der Blattbildung in der Formierzone möglichst gering zu halten und zum anderen dient sie dazu Hilfsstoffe, wie beispielsweise Stärke, zwischen die beiden zu der inneren Schicht benachbarten Suspensionsschichten zu bringen und die Festigkeiten, insbesondere den Zusammenhalt der benachbarten Lagen der fertigen Faserstoffbahn zu erhöhen. Der Hilfsstoff kann mehrere verschiedene Arten von Hilfsstoffen umfassen. Die Hilfsstoffe können aus der folgenden Gruppe einzeln oder in Kombinationen ausgewählt sein: Stärke, insbesondere kationische Stärke, zur Festigkeitssteigerung; Polymere, insbesondere langkettige Polymere als Retentionsmittel; Retentionsmittelsysteme umfassend mehrere Komponenten; Nassfestmittel;

In einer vorteilhaften Ausführung ist eine Hilfsstoffvorverdünnungsleitung mit der Hilfsstoffdosiervorrichtung zur Verdünnung des Hilfsstoffes mit Siebwasser vorgesehen. Die Hilfsstoffvorverdünnungsleitung ist dabei vorzugsweise mit der Siebwasserleitung für den inneren Turbulenzerzeuger im Bereich nach einem Siebwassersichter verbunden. Zur Einstellung des Volumenstromes kann in der Hilfsstoffvorverdünnungsleitung ein Ventil vorgesehen sein. Durch die Vorverdünnung des Hilfsstoffes lässt sich je nach Art und Wirksamkeit des Hilfsstoffes, die Vermischung des Hilfsstoffes mit dem Siebwasser verbessern.

Ferner kann die Hilfsstoffvorverdünnungsleitung direkt oder indirekt mit der Siebwasserbütte verbunden sein.

In einer praktischen Ausführung weist der Mehrschichtenstoffauflauf ein Verdünnungswassersystem mit einen Querverteiler zur sektionalen steuerbaren und/oder regelbaren Dosierung von Verdünnungswasser über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes in mindestens eine Suspensionsschicht zur Einstellung des Querprofiles der flächenbezogenen Masse der hergestellten Faserstoffbahn, auf. Die Dosierung des Verdünnungswassers erfolgt dabei vorzugsweise in mindestens eine, zu der inneren Suspensionsschicht benachbarten, Suspensionsschicht. Durch lokale, das heißt sektionale Verdünnung der entsprechenden Suspension lässt sich das Querprofil der flächenbezogenen Masse der produzierten Faserstoffbahn einstellen. Die Erfindung kann sich bei diesem Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft auswirken. Die gute Vermischung des Hilfsstoffes mit dem Siebwasser der inneren Suspensionsschicht ermöglicht einen größeren Spielraum zur Einstellung des Querpro fils der flächenbezogenen Masse durch lokale Verdünnung. Bei Strähnenbildung hingegen besteht das Risiko, dass sich beide Effekte überlagern und es somit zu Störungen der Qualität der Faserstoffbahn kommen kann. In einer Weiterbildung ist die Siebwasserleitung nach der Siebwasserpumpe und nach dem Siebwassersichter über eine Verdünnungswasserleitung mit dem Querverteiler des Verdünnungswassersystems verbunden. Gemäß einer weiteren bevorzugten praktischen Ausführungsform weist die obere Düsenwand und vorzugsweise die untere Düsenwand der Düse eine Blende auf. Der Vorteil in einer nahezu symmetrischen Endgeometrie der Düse durch die die Suspensionen ohne nachteilige Umlenkungen strömen. In einer praktischen Ausgestaltung ist die Düse frei von weiteren Lamellen. Es sind also lediglich die Trennlamellen vorgesehen.

In einer möglichen Weiterbildung weist die Düse mindestens eine Zwischenlamelle auf. Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die mindestens eine Zwischenlamelle gleich lang oder länger ist als die kürzeste Trennlamelle. Dadurch ergibt sich ein vorteilhafter Schichtenaufbau der Faserstoffbahn.

In einer möglichen praktischen Ausführungsform kann die mindestens eine der beiden Trennlamellen durch den Austrittsspalt verlaufen.

Es ist auch denkbar, dass mindestens eine der beiden Trennlamellen innerhalb der Düse endet. Ferner ist es auch möglich, dass dem Mehrschichtenstoffauflauf eine Formierzone mit mindestens einem endlos umlaufenden Entwässerungssieb, zur Aufnahme des Suspensionsstrahles, und mit einem Entwässerungselement folgt, wobei das Entwässerungselement einen das Entwässerungssieb berührenden Belag aufweist und im Belag Entwässerungsöffnungen zur Abführung des anfallenden Siebwassers, ausgebildet sind, und dass die Entwässerungsöffnungen derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die auf die Suspension wirkenden Druckimpulse minimiert werden. Dies verhindert eine ungleichmäßige Vermischung der inneren Suspensionsschicht mit den benachbarten Suspensionsschichten. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Flächen, das heißt die Querschnittsflächen der Entwässerungsöffnungen in Laufrichtung des endlos umlaufenden Entwässerungssiebes zonal unterschiedlich und zunehmend sind. In einer ersten Zone in Laufrichtung ist die Querschnittsfläche also kleiner als in einer zweiten, sich in Laufrichtung des umlaufenden Entwässerungssiebes an die erste Zone anschließenden, Zone. Dies hat den Vorteil, dass die sich auf dem Entwässerungssieb bildende initiale Faserstoffmatte schonend und ungestört gebildet wird.

Vorteilhafterweise wird das Entwässerungselement durch eine Saugvorrichtung besaugt. Die Saugvorrichtung kann ein Vakuumsystem oder ein Saugsiphon sein. Dadurch lässt sich die Entwässerungsintensität an die Betriebssituation anpassen.

Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren nach Anspruch 15 zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus mehreren Schichten, durch eine Vorrichtung gelöst. Die Vorrichtung umfasst einen Mehrschichtenstoffauflauf mit einem inneren, sich über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes erstreckende Turbulenzerzeuger und mindestens zwei, zum inneren Turbulenzerzeuger jeweils direkt benachbarten, sich jeweils über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes erstreckende Turbulenzerzeuger zur Ausbildung von mindestens drei Suspensionsschichten und mit einer sich an die Turbulenzerzeuger anschließenden Düse mit einer oberen Düsenwand und mit einer unteren Düsenwand, wobei die Düsenwände konvergent zueinander verlaufend angeordnet sind und einen Austrittsspalt zur Ausbildung eines Suspensionsstrahles bilden und mit zwei in der Düse angeordnete Trennlamellen zur Trennung der inneren Suspensionsschicht von den benachbarten Suspensionsschichten auf zumindest einem Teil der Düsenlänge, und weiter umfassend Zuführsysteme für die Zuführung von Suspensionen zu den jeweiligen Turbulenzerzeugern, wobei in dem Zuführsystem für den inneren Turbulenzerzeuger Siebwasser über eine Siebwasserleitung von einer Siebwasserbütte über mindestens eine Siebwasserpumpe, über einen Siebwassersichter, zu einem Querverteiler geführt wird und der innere Turbulenzerzeuger durch den Querverteiler mit Siebwasser versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass

nach der mindestens einen Siebwasserpumpe, und vorzugsweise nach dem Siebwassersichter, eine Hilfsstoffdosiervorrichtung zur Erzeugung eines Dosiervolumenstromes zur Dosierung eines Hilfsstoffes in die Siebwasserleitung, vorgesehen wird und dass die Hilfsstoffdosiervorrichtung derart ausgebildet wird, dass der Dosiervolumenstrom zur Einstellung der Mischgüte zwischen Siebwasser und Dosiervolumenstrom steuerbar und/oder regelbar ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigen

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in

vereinfachter Darstellung;

Figur 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in

vereinfachter Darstellung;

Figur 3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in

vereinfachter Darstellung;

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus drei Schichten für eine Papiermaschine. Der Mehrschichtenstoffauflauf 2 weist einen inneren, sich über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes 2 erstreckenden Turbulenzerzeuger 7.8 und zwei, zum inneren Turbulenzerzeuger 7.8 jeweils direkt benachbarten, sich jeweils über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes 2 erstreckende Turbulenzerzeuger 7.10, 7.11 zur Ausbildung von drei Suspensionsschichten auf. Die Turbulenzerzeuger 7.8, 7.10, 7.11 umfassen Strömungskanäle, welche in diesem Beispiel durch Rohre, welche in Zeilen über die Breite nebeneinander angeordnet sind, gebildet sind. Anstelle von runden Rohren können die Strömungskanäle auch als Rohre mit rechteckigem Strömungsquerschnitt ausgeführt sein.

Der innere Turbulenzerzeuger umfasst eine Rohrzeile, während die benachbarten Turbulenzerzeuger 7.10, 7.11 jeweils zwei Rohrzeilen umfassen. An die Turbulenzerzeuger 7.8, 7.10, 7.11 schließt sich eine Düse 4 mit einer oberen Düsenwand 4.1 und mit einer unteren Düsenwand 4.2 an, wobei die Düsenwände 4.1, 4.2 konvergent zueinander verlaufend angeordnet sind und einen Austrittsspalt zur Ausbildung eines Suspensionsstrahles bilden. In der Düse 4 sind zwei Trennlamellen 5 zur Trennung der inneren Suspensionsschicht von den benachbarten Suspensionsschichten auf zumindest einem Teil der Düsenlänge angeordnet. Die Trennlamellen 5 sind zwischen dem inneren Turbulenzerzeuger 7.8 und den benachbarten Turbulenzerzeugern 7.10, 7.11 angeordnet und beginnen im Bereich am Austritt der jeweiligen Suspension aus den Turbulenzerzeugern 7.8, 7.10, 7.11. Die Trennlamellen 5 sind biegeweich und können gelenkig befestigt sein. Es ist auch eine starre Anbindung möglich. Am Ende der oberen Düsenwand 4.1 ist eine Blende 3.1 in Form eines Rechteckprofils zur Begrenzung der Spaltweite vorgesehen. Entsprechend weist die untere Düsenwand 4.2 am Ende ebenfalls eine Blende 3.2 auf. Diese ist jedoch im Gegensatz zur oberen Blende 3.1 an die untere Düsenwand 4.1 angeformt. Allerdings ist auch hier eine Blendenausführung wie an der oberen Düsenwand 4.1 möglich. Durch diese nahezu symmetrische Endgeometrie der Düse 4 können die Suspensionen ohne nachteilige Umlenkungen strömen. In diesem Beispiel sind neben den Trennlamelle 5 noch optionale Zwischenlamellen 6 vorgesehen, die gestrichelt dargestellt sind. Die Zwischenlamellen 6 sind jeweils zwischen Rohrzeilen der zum inneren Turbulenzerzeuger 7.8 benachbarten Turbulenzerzeugern 7.10, 7.11 angeordnet und beginnen im Bereich am Austritt der jeweiligen Suspension aus den Turbulenzerzeugern 7.10, 7.11. Die Zwischenlamellen 6 sind biegeweich und können gelenkig befestigt sein. Es ist auch eine starre Anbindung möglich. Die Trennlamellen 5 und die Zwischenlamellen 6 sind in diesem Beispiel gleich lang ausgeführt. Im Betrieb einer Papiermaschine strömt durch jeden Turbulenzerzeuger 7.8, 7.10, 7.11 eine Suspension unter Ausbildung von entsprechenden Suspensionsschichten.

Den Turbulenzerzeugern 7.8, 7.10, 7.11 sind Zuführsysteme zur Zuführung von Suspensionen vorgeschaltet. Während den zum inneren Turbulenzerzeuger 7.8 benachbarten Turbulenzerzeugern 7.10, 7.11 Faserstoffsuspensionen zugeführt werden, wird dem inneren Turbulenzerzeuger 7.8 Siebwasser als Suspension zugeführt. Die innere Suspensionsschicht besteht ausschließlich aus Siebwasser und einem oder mehreren Hilfsstoffen. Das Siebwasser enthält wenig Fasern und je nach produzierter Papiersorte Fein- und Füllstoffe. Die zu der inneren Suspensionsschicht benachbarten Suspensionsschichten enthalten neben Füll- und Feinstoffen, im wesentlichen Faserstoffe, wie beispielsweise Zellstofffasern, Recylingfasern etc. zur Bildung der Faserstoffbahn.

Das Zuführsystem für den inneren Turbulenzerzeuger 7.8 umfasst eine Siebwasserbütte 8, welche mit mindestens einer Siebwasserpumpe 8.1, einem Siebwassersichter 8.2, einem Querverteiler 8.6 für die Mittelschicht über eine Siebwasserleitung 8.31 verbunden ist. Der Querverteiler 8.6 ist wiederum mit dem inneren Turbulenzerzeuger 7.8 zur Versorgung der inneren Suspensionsschicht mit Siebwasser über Verteilerleitungen 8.3 verbunden. Nach dem Siebwassersichter 8.2 ist noch eine optionale Druckerhöhungspumpe vorgesehen. Nach der mindestens einen Siebwasserpumpe 8.1 und nach dem Siebwassersichter 8.2, ist eine Hilfsstoffdosiervorrichtung 9.2 zur Erzeugung eines Dosiervolumenstromes zur Dosierung eines Hilfsstoffes in die Siebwasserleitung 8.31 vorgesehen. Die Hilfsstoffdosiervorrichtung 9.2 derart ausgebildet, dass der Dosiervolumenstrom zur Einstellung der Mischgüte zwischen Siebwasser und Dosiervolumenstrom steuerbar und/oder regelbar ist. Der Hilfsstoff wird von einem Hilfsstoffvorlagenbehälter 9 über ein Stellorgan zur Steuerung und/oder Regelung des Volumenstromes, einer Hilfsstoffpumpe 9.1 in die Hilfsstoffdosiervorrichtung 9.2 geleitet. Werden mehrere verschiedene Hilfsstoffe dosiert, so sind für jeden Hilfsstoff entsprechende Zuführungen vorgesehen. In diesem Beispiel wird Stärke zur Festigkeitssteigerung der produzierten Faserstoffbahn dosiert. Ist eine Druckerhöhungspumpe vorgesehen, so wird der Hilfsstoff nach dieser Druckerhöhungspumpe dosiert. Werden mehrere verschiedene Hilfsstoffe dosiert, so wird mindestens ein Hilfsstoff nach dieser Druckerhöhungspumpe dosiert. Nach Figur 1 ist zwischen der Siebwasserleitung 8.31 und der Hilfsstoffdosiervorrichtung 9.2 eine Hilfsstoffverdünnungsleitung 8.5 zur Vorverdünnung des mindestens einen Hilfsstoffes vorgesehen. Die Hilfsstoffverdünnungsleitung 8.5 umfasst auch ein Stellorgan, beispielsweise ein Ventil, zur Steuerung und/oder Regelung des Volumenstromes des Vorverdünnungswassers. Die Stellorgane und/oder Pumpen können mit nicht dargestellte Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtungen, zur Einstellung der entsprechenden Volumenströme, über Steuerleitungen verbunden sein.

Das Zuführsystem für den zum inneren Turbulenzerzeuger 7.8 benachbarten, unteren Turbulenzerzeuger 7.11 umfasst eine Stoffbütte 11, welche mit mindestens einer Pumpe 11.1, einem Stoffsichter 11.2, einem Querverteiler 11.3 für die untere Suspensionsschicht über eine Zulaufleitung 11.51 verbunden ist. Der Querverteiler 11.3 ist wiederum mit dem unteren Turbulenzerzeuger 7.11 zur Versorgung der unteren Suspensionsschicht mit Siebwasser über Verteilerleitungen 11.5 verbunden. Optional kann auch eine Dosierleitung 11.4 zum Dosieren von Zuschlagstoffen in die Zulaufleitung nach der Stoffbütte 11 vorgesehen sein.

Das Zuführsystem für den zum inneren Turbulenzerzeuger 7.8 benachbarten, oberen Turbulenzerzeuger 7.10 umfasst eine Stoffbütte 10, welche mit mindestens einer Pumpe 10.1, einem Stoffsichter 10.2, einem Querverteiler 10.3 für die obere Suspensionsschicht über eine Zulaufleitung 10.51 verbunden ist. Der Querverteiler 10.3 ist wiederum mit dem oberen Turbulenzerzeuger 7.10 zur Versorgung der oberen Suspensionsschicht mit Siebwasser über Verteilerleitungen 10.5 verbunden. Optional kann auch eine Dosierleitung 10.4 zum Dosieren von Zuschlagstoffen in die Zulaufleitung 10.51 nach der Stoffbütte 10 vorgesehen sein.

Das Zuführsystem für den zum inneren Turbulenzerzeuger 7.8 benachbarten, oberen Turbulenzerzeuger 7.10 umfasst ein Verdünnungswassersystem des Mehrschichtenstof auflaufes 2 mit einen Querverteiler 8.7 zur sektionalen steuerbaren und/oder regelbaren Dosierung von Verdünnungswasser über die Breite des Mehrschichtenstoffauflaufes 2 in die obere Suspensionsschicht zur Einstellung des Querprofiles der flächenbezogenen Masse der hergestellten Faserstoffbahn, auf. Durch lokale, das heißt sektionale Verdünnung der entsprechenden Suspension lässt sich das Querprofil der flächenbezogenen Masse der produzierten Faserstoffbahn einstellen, wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Die Höhe der sektionalen Verdünnungen ist abhängig von der Abweichung der sektionalen flächenbezogenen Masse der Faserstoffbahn von einem Sollwert. Die Siebwasserleitung 8.31 ist nach der Siebwasserpumpe 8.1 und nach dem Siebwassersichter 8.2 über eine Verdünnungswasserleitung 8.41 mit dem Querverteiler 8.7 des Verdünnungswassersystems verbunden. Der Querverteiler 8.7 ist ebenfalls über Verteilerleitungen 8.4 mit den Verteilerleitungen 10.5 verbunden. Die Verteilerleitungen 8.4 weisen jeweils Stellorgane zur Einstellung der lokalen Verdünnungswassermenge auf.

In der Figur 2 ist eine mögliche weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Sie unterscheidet sich von der Ausführungsform der Figur 1 dadurch, dass die obere Trennlamelle 5 länger ausgeführt ist als die untere Trennlamelle 5. Zudem ist beispielhaft die untere Blende 3.2 entsprechend der Ausführung der oberen Blende 3.1 in Form eines Rechteckprofils vorgesehen. Die Figur 3 zeigt eine ebenfalls mögliche weitere Ausführungsform der Erfindung. Dem Mehrschichtenstoffauflauf 2 nachgeordnet ist eine Formierzone mit einem endlos umlaufenden, um eine Brustwalze 12.6 geführtes Entwässerungssieb 12.5, zur Aufnahme des Suspensionsstrahles aus dem Mehrschichtenstoffauflauf 2, und einem Entwässerungselement 12. Das Entwässerungselement 12 weist einen das Entwässerungssieb 12.5 berührenden Belag 12.1 auf und im Belag 12.1 sind Entwässerungsöffnungen 12.2 zur Abführung des anfallenden Siebwassers, ausgebildet. Die Entwässerungsöffnungen 12.2 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass die auf die Suspension wirkenden Druckimpulse minimiert werden. Dies verhindert eine ungleichmäßige Vermischung der inneren Suspensionsschicht mit den benachbarten Suspensionsschichten. Die Querschnittsflächen der Entwässerungsöffnungen 12.2 sind in Laufrichtung des endlos umlaufenden Entwässerungssiebes 12.5 zonal unterschiedlich und zunehmend ausgeführt. In einer ersten Zone in Laufrichtung ist die Querschnittsfläche also kleiner als in einer zweiten, sich in Laufrichtung des umlaufenden Entwässerungssiebes 12.5 an die erste Zone anschließenden, Zone. Dies hat den Vorteil, dass die sich auf dem Entwässerungssieb bildende initiale Faserstoffmatte schonend und ungestört gebildet wird. Der Belag kann beispielsweise mit Bohrungen als Entwässerungsöffnungen 12.2 ausgeführt sein. Der Richtung der Entwässerungsöffnungen 12.2 im Belag 12.1 besitzen eine Komponente in Laufrichtung des umlaufenden Entwässerungssiebes 12.5. Dies unterstützt ebenfalls eine schonende Entwässerung. Das Entwässerungselement 12 wird durch eine als Vakuumpumpe 12.4 ausgeführte Saugvorrichtung besaugt. Die Saugvorrichtung 12.4 kann auch ein Vakuumsystem oder ein Saugsiphon sein. Dadurch lässt sich die Entwässerungsintensität an die Betriebssituation gut anpassen. Das Entwässerungselement 12 weist eine Siebwasserableitung 12.3 auf, die direkt oder indirekt mit der Siebwasserbütte 8 verbunden ist.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Mehrschichtstoffauflauf

3.1 Blende

3.2 Blende

4 Düse

4.1 obere Düsenwand

4.2 untere Düsenwand

5 Trennlamelle

6 Zwischenlamelle

7.8 Turbulenzerzeuger

7.10 Turbulenzerzeuger

7.1 1 Turbulenzerzeuger

8 Siebwasserbütte

8.1 Siebwasserpumpe

8.2 S ieb wassersichter

8.3 Verteilerleitungen

8.31 Siebwasserleitung zur Siebwasserschicht

8.4 Verteilerleitungen

8.41 Verdünnungswasserleitung

8.5 Hilfsstoffvorverdünnungsleitung

8.6 Querverteiler Mittelschicht

8.7 Querverteiler Verdünnungswasser

9 Hilfsstoffvorlagebehälter

9.1 Hilfsstoffpumpe

9.2 Hilfsstoffdosiervorrichtung

10 Stoffbütte

10.1 Pumpe

10.2 Stoffsichter

10.3 Querverteiler Dosierleitung

Verteilerleitungen

Zulaufleitung

Stoffbütte

Pumpe

Stoffsichter

Querverteiler

Dosierleitung

Verteilerleitungen

Zulaufleitung

Entwässerungselement

Belag

Entwässerungsö ffnungen

S ieb wasserab leitung

Vakuumpumpe

Entwässerungssieb

Brustwalze