DE19652442A1

DE19652442A1 - Stock inlet

Info

Publication number: DE19652442A1
Application number: DE1996152442
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr Bubik; Volker Schmidt-Rohr
Original assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Current assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-18

Abstract

The fibre suspension, as pulp for papermaking, is distributed over the machine width with steam fed in at a number of points. Also claimed is a stock inlet to deliver the pulp suspension across the machine width, with at least one micro turbulence generator. A number of steam jets are between the suspension inlet feed and the outlet jet of the stock inlet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verteilung einer Faserstoffsuspension, insbesondere zur Herstellung einer Papier bahn, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a method and a device for distribution a fiber suspension, especially for the production of paper Bahn, according to the preamble of claim 1.

Ein solches Verfahren, beziehungsweise eine solche Vorrichtung (Stoff auflauf) soll das Stoffdichte- und Faserorientierungsquerprofil der Papier stoffsuspension spätestens vor dem Auslaufspalt derart einstellen, daß das Flächengewichts- und Faserorientierungsquerprofil der Papierbahn über die gesamte Breite den gewünschten Anforderungen entspricht, das bedeutet in der Regel konstant ist.Such a process or device (substance the pulp density and fiber orientation cross profile of the paper Adjust the material suspension at the latest before the outlet gap in such a way that the basis weight and fiber orientation cross profile of the paper web meets the desired requirements across the entire range usually means constant.

Ein wesentliches Merkmal für die Qualität des hergestellten Papieres liegt in der Flockigkeit des Papieres. Durch den Einsatz von sogenannten Turbulenzeinsätzen innerhalb des Stoffauflaufes wird angestrebt, die Flockigkeit der Stoffsuspension durch Mikroturbulenzen zu lösen. Gelingt eine solche Auflösung optimal so entsteht ein Endprodukt mit einer sehr gleichmäßigen Formation.An essential characteristic for the quality of the paper produced lies in the flakiness of the paper. By using so-called Turbulence inserts within the headbox are aimed at To loosen the fluffiness of the stock suspension through microturbulence. Succeed such a resolution optimally so an end product with a very even formation.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 19 593 A1 ist ein solches Verfahren und ein Stoffauflauf bekannt. In dieser Schrift wird ein Stoff auflauf für eine Papiermaschine dargestellt, der mit einem Turbulenzein satz versehen ist, der ein Papier möglichst gleichmäßiger Qualität erzeugen soll. Der Turbulenzeinsatz besteht im wesentlichen aus einem Bündel von Rohren, die eine erste Sektion des Stoffauflaufes mit der Düse verbinden. Beim Durchtritt der Stoffsuspension durch die Rohre entsteht eine Mikroturbulenz in jedem Kanal durch die eine Entflockung der Stoffsuspension angestrebt wird. Allerdings soll die, im Turbulenzein satz erzeugte Turbulenz bis zum Austritt der Stoffsuspension möglichst abgeklungen sein, damit sich die dann gleichmäßig verteilen Fasern bei der anschließenden Entwässerung und Bildung der Faserschicht nicht gestört werden.Such is known from German published patent application DE 40 19 593 A1 Process and a headbox known. In this writing there is a substance Casserole shown for a paper machine with a turbulence is provided, the quality of a paper as uniform as possible should generate. The turbulence insert essentially consists of one Bundle of tubes forming a first section of the headbox with the Connect the nozzle. When the stock suspension passes through the pipes Microturbulence develops in each channel due to the deflocculation the stock suspension is sought. However, it is said to be in turbulence turbulence generated until the material suspension emerges if possible have subsided so that the fibers are then evenly distributed the subsequent dewatering and formation of the fiber layer be disturbed.

Ein Problem dieses beschriebenen Stoffauflaufes und des entsprechen den Verfahrens zur Verteilung der Stoffsuspension auf oder zwischen nachfolgende Siebe liegt darin, daß sich bei zu hohen Strömungsge schwindigkeiten aufgrund des festen Abstandes des Auslaufspaltes vom Ausgang des Turbulenzeinsatzes die Turbulenzen bis zum Blattbildungs prozeß nicht abgebaut sind.A problem with this described headbox and the the procedure for distributing the stock suspension on or between subsequent sieves is that if the flow rate is too high speeds due to the fixed distance of the outlet gap from Output of the turbulence insert the turbulence until the sheet formation process are not degraded.

Die Aufgabe der Erfindung ist es das bekannte Verfahren und die be kannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß die im Turbulenz einsatz erzeugte Turbulenz auf der Strecke zum Auslaufspalt schneller abgebaut wird.The object of the invention is the known method and be Known device to improve in that the turbulence Turbulence generated on the way to the outlet gap faster is broken down.

Diese Aufgabe wird sowohl durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Verfahrensanspruches, als auch durch die Kennzeichnenden Merkmale des ersten Vorrichtungsanspruches gelöst.This task is characterized by both the characteristic features of the first procedural claim, as well as by the identifiers Features of the first device claim solved.

Demgemäß wird einerseits vorgeschlagen das an sich bekannte Verfah ren zur Verteilung einer, Faserstoffe enthaltenden Stoffsuspension, insbesondere zur Bildung einer Papierstofflage, bei dem eine gleich mäßige, maschinenbreite Verteilung der zugeführten Stoffsuspension, eine Erzeugung von Turbulenz über die gesamte Maschinenbreite, danach die Beschleunigung der Stoffsuspension und das Auftragen der Stoffsuspension auf ein oder zwischen zwei endlos umlaufende Entwäs serungssiebe stattfindet dahingehend zu verbessern, daß der Stoff suspension über die Maschinenbreite und/oder in Maschinenrichtung verteilt an einer Vielzahl von Stellen Wasserdampf zugeführt wird. Damit kann erreicht werden, daß sich die Turbulenzen, die im Turbulenzeinsatz gebildet wurden, schneller auflösen. Accordingly, the process known per se is proposed on the one hand ren for the distribution of a suspension containing fibrous materials, especially to form a paper stock layer, in which one is the same moderate, machine-wide distribution of the feed suspension, generation of turbulence across the entire machine width, then the acceleration of the stock suspension and the application of the Material suspension on one or between two endless circulating drains Screening sieves takes place to improve the fabric suspension across the machine width and / or in the machine direction water vapor is distributed at a variety of locations. In order to can be achieved that the turbulence in the turbulence were formed, dissolve faster.

Vorteilhaft ist allerdings auch, daß die Kondensation der Dampfblasen kurzzeitig sehr hohe Scherkräfte erzeugt, die in Verbindung mit der zugeführten Temperatur auch die Einzelfasern in ihrer Form beeinflussen und eine Faserkrümmung beziehungsweise Kräuselung entsteht. Da durch wird eine Fahrweise im Stoffauflauf mit höheren Stoffdichten ermöglicht und gleichzeitig ein Papier mit höheren Festigkeiten geschaf fen. Die höhere Temperatur im Stoffauflauf bewirkt eine Flexibilisierung der Faser und eine schnellere Entwässerung, insbesondere bei Tempe raturen über 70°C bis 130°C.However, it is also advantageous that the condensation of the vapor bubbles briefly generated very high shear forces, which in connection with the supplied temperature also affect the shape of the individual fibers and a fiber curvature or crimp occurs. There is a driving style in the headbox with higher stock densities enables and at the same time created a paper with higher strengths fen. The higher temperature in the headbox causes flexibility the fiber and faster drainage, especially at Tempe temperatures over 70 ° C to 130 ° C.

Vorteilhaft ist es, wenn die Dampfzuführung bei einer Dampftemperatur erfolgt, die den Dampf so rechtzeitig abkühlen und damit kondensieren läßt, daß die entstandenen Blasen vor dem Erreichen des Siebes bezie hungsweise Austrittsspaltes verschwunden sind.It is advantageous if the steam supply at a steam temperature that cool the steam in time and condense it allows the bubbles to relate before reaching the sieve the outlet gap have disappeared.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the method are in the Subclaims specified.

Hierbei ist noch darauf hinzuweisen, daß durch das beschriebene Verfahren selbst auch die gewünschte Turbulenz im Stoffsuspensions strom zwischen Verteiler und Auslaufdüse erzeugt werden kann, wobei dies ausschließlich oder zusätzlich durch Eindüsung von Wasserdampf erfolgt, so daß man auf die bekannten Turbulenzeinsätze verzichten kann und gegebenenfalls nur mehr Gleichrichtergitter für Strömung notwendig sind.It should also be pointed out that by the described Process itself also the desired turbulence in the material suspension current can be generated between the distributor and outlet nozzle, wherein this is done exclusively or additionally by injecting water vapor takes place so that you can do without the known turbulence inserts can and possibly only more rectifier grid for flow are necessary.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Verbesserung einer Vorrichtung zur Verteilung einer Faserstoffsuspension, insbesondere zur Herstellung einer Papierbahn, mit mindestens einer maschienenbreiten Zufuhrvorrichtung für die Stoffsuspension, mindestens einer Vorrichtung zur Erzeugung vom Mikroturbulenz (Turbulenzeinsatz) und einer maschi nenbreiten Auslaufdüse für die Stoffsuspension gelöst, indem zwischen der Zufuhrvorrichtung und dem Ende der Auslaufdüse eine Vielzahl von Vorrichtungen zur Eindüsung von Wasserdampf in die Stoffsuspension vorgesehen werden. Bezüglich des Wirkprinzips wird auf die Ausführun gen zum Verfahren hingewiesen.The object of the invention is also improved by a Device for distributing a fiber suspension, in particular for Production of a paper web with at least one machine width Feed device for the stock suspension, at least one device to generate microturbulence (turbulence insert) and a machine Wide outlet nozzle for the stock suspension solved by between the feeder and the end of the outlet nozzle a variety of Devices for injecting water vapor into the stock suspension be provided. Regarding the principle of action, the execution referred to the procedure.

Weitergehende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den einzelnen Unteransprüchen zur Vorrichtung angegeben.Further developments of the invention are in the individual Subclaims for the device specified.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch gezeigten und erläuterten Merkmale nicht nur jeweils in der ange gebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and those below Features still shown and explained not only in the respective given combination, but also in other combinations or in Uniqueness can be used without the scope of the present Leaving invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die Figuren zeigen im einzelnen:Further features and advantages of the invention result from the the following description of preferred exemplary embodiments under Reference to the drawings. The figures show in detail:

Fig. 1-3: Verschiedene Ausführungsbeispiele von Dampfzuführun gen in einen Stoffauflauf mit Turbulenzeinsatz; Fig. 1-3: Different embodiments of Dampfzuführun gene in a headbox with turbulence;

Fig. 4-7: Verschiedene Ausführungsbeispiele von Dampfzuführun gen in einen Stoffauflauf mit Rohrverteilgitter, Zwischen raum und Turbulenzeinsatz; Fig. 4-7: Different embodiments of Dampfzuführun conditions in a headbox with pipe distribution grid, space and turbulence insert;

Fig. 8-11: Verschiedene Ausführungsbeispiele von Dampfzuführun gen in einen Stoffauflauf mit Dampfsonden. Fig. 8-11: Various embodiments of Dampfzuführun conditions in a headbox with steam probes.

Die Fig. 1-3 zeigen schematisch dargestellt einen Stoffauflauf mit einem Querverteiler 1, einem Turbulenzeinsatz 2 bestehend aus Rohr bündeln 2.1, 2.2 und der nachfolgenden Auslaufdüse 3, in der die Stoff suspension zwischen den konisch zulaufenden Ober- und Unterlippe 3.1, 3.2 bis zum Ausstoß beschleunigt wird. Die dargestellten Pfeile zeigen schematisch Orte möglicher Dampfeinspeisungen an. Figs. 1-3 show schematically shown a headbox with a transverse distributor 1, a turbulence generator 2 consisting of tube bundle 2.1, 2.2 and the following slice 3 in which the pulp suspension between the tapered upper and lower lip 3.1, 3.2 up to Output is accelerated. The arrows shown schematically show the locations of possible steam feeds.

In Fig. 1 liegt die Dampfeinspeisung am Ende des Turbulenzeinsatzes 2 und zu Beginn der Ober- und Unterlippe 3.1 und 3.2 der Auslaufdüse 3. Fig. 2 zeigt eine Situation, in der die Dampfeinspeisung in die Rohre des Turbulenzeinsatzes direkt erfolgt, um die Turbulenzbildung kurzzeitig zu unterstützen und danach aufzulösen. Fig. 3 zeigt schließlich eine Dampfeinspeisung im Bereich des Einganges zum Turbulenzeinsatz, wodurch aufgrund des langen Weges zum Düsenaustritt eine größere Dampfmenge und damit auch eine bessere Erwärmung der Fasern erreicht werden kann.In Fig. 1, the vapor feed is at the end of the turbulence insert 2 and the beginning of the upper and lower lips of the slice 3.1 and 3.2. 3 Fig. 2 shows a situation occurs in which the vapor feed in the tubes of the turbulence insert directly to the formation of turbulence to assist briefly and then dissolve. Fig. 3 finally, shows a vapor feed in the region of the entrance to the turbulence generator, whereby due to the long path to the nozzle outlet a larger amount of steam and thus also a better heating of the fibers can be achieved.

Die Fig. 4 bis 11 zeigen eine andere Variante des Stoffauflaufes mit einem zusätzlichen Verteilgitter 5 und einem Zwischenraum 4 vor dem Turbulenzeinsatz 2. Die Ausführungsform von Fig. 4 entspricht im wesentlichen der Fig. 1. Fig. 5 stellt eine Variante mit beidseitigen Eindüsungen mit und entgegen der Strömungsrichtung in den Zwischen raum 4 dar, während in der Fig. 6 jeweils Eindüsungen in den Zwi schenraum 4 und die Auslaufdüse 3 dargestellt werden, die in Strö mungsrichtung erfolgen. Fig. 7 zeigt schließlich die Situation aus Fig. 6 mit zusätzlicher Verstärkung der Turbulenzbildung durch Dampfein düsung im Endbereich der Rohre des Turbulenzeinsatzes 2. FIGS. 4 to 11 show another variant of the headbox with an additional separation grid 5 and a space 4 in front of the turbulence insert 2. The embodiment of Fig. 4 corresponds essentially to Fig. 1. Fig. 5 shows a variant with injections on both sides with and against the flow direction in the intermediate space 4 , while in Fig. 6 each injections in the inter mediate space 4 and Outlet nozzle 3 are shown, which take place in the flow direction. Fig. 7 finally shows the situation of Fig. 6 with additional strengthening of the formation of turbulence by Dampfein düsung in the end region of the tubes of the turbulence insert 2.

Fig. 8 zeigt die vorteilhafte Möglichkeit im Zwischenraum 4 eine Viel zahl von Dampfsonden 6 anzubringen, wodurch hier der Turbulenzein satz durch ein einfaches Gleichrichtgitter ersetzt worden ist. Fig. 8 shows the advantageous possibility in the space 4 to install a lot of steam probes 6 , whereby here the Turbulenzein set has been replaced by a simple rectifier grid.

Eine weitergehende Verbesserung ist in der Fig. 9 und der Fig. 10 dargestellt. Hier ist der bekannte Turbulenzeinsatz vollkommen wegge fallen und durch eine Reihe von Dampfsonden 6 beziehungsweise 6 und 7 ersetzt worden. Fig. 9 zeigt 4 hintereinander angeordnete vertikal verlaufende Dampfsonden 6, die - wie alle zuvor gezeigten Dampfein düsungen auch - getrennt angesteuert werden können und somit gezielt die erzeugte Turbulenz über die Maschinenbreite regeln können. Im Falle der Ausführung von Fig. 11 sind zusätzlich 2 Reihen von horizon tal verlaufender Dampfsonden 5 vorgesehen, mit deren Hilfe auch noch das Turbulenzprofil in Richtung der z-Achse beeinflußt werden kann.A further improvement is shown in FIG. 9 and FIG. 10. Here the well-known turbulence insert has fallen completely wegge and has been replaced by a series of steam probes 6 and 6 and 7 respectively. Fig. 9 shows 4 consecutively arranged vertical steam probes 6 , which - like all the steam injections shown above - can be controlled separately and thus can regulate the turbulence generated across the machine width. In the case of the embodiment of FIG. 11, two rows of horizon tal steam probes 5 are additionally provided, by means of which the turbulence profile in the direction of the z-axis can also be influenced.

In allen Figuren ist aus Gründen der Obersichtlichkeit eine Eindüsung des Dampfes in Maschinenrichtung dargestellt, jedoch liegt es auch im Rahmen der Erfindung, die Eindüsungsrichtung entgegen und/oder quer zur Strömungsrichtung oder in alle Richtungen vorzunehmen. Hierdurch besteht insbesondere die Möglichkeit die Turbulenzerzeugende Wirkung der Dampfeindüsung zu beeinflussen. Dies kann auch beispielsweise dadurch geschehen, daß eine oder mehrere Sonden um ihre Längsachse drehbar ausgeführt werden und so die Eindüsungsrichtung individuell beziehungsweise sektional beeinflußt werden kann.In all figures there is an injection for reasons of clarity of the steam in the machine direction, but it is also in the Framework of the invention, the injection direction opposite and / or across to the direction of flow or in all directions. Hereby there is in particular the possibility of creating turbulence to influence the steam injection. This can also be the case, for example happen that one or more probes about their longitudinal axis can be rotated and thus the injection direction individually or can be influenced sectionally.

Fig. 10 zeigt eine Kombination von Dampfsonden 5 im Zwischenraum 4 mit einem konventionellen Turbulenzeinsatz 2 und einer Dampfein speisung am Auslaufgitter des Turbulenzeinsatzes in die Auslaufdüse 3. Fig. 10 shows a combination of steam probes 5 in the interspace 4 with a conventional turbulence insert 2 and a Dampfein power grid at the outlet of the turbulence insert into the outlet nozzle. 3

Claims

1. Process for distributing a fiber suspension containing fiber materials, in particular for forming a paper pulp layer with the following features:

1.1. uniform, machine-wide distribution of the supplied material suspension,
1.2. Generation of turbulence across the entire machine width
1.3. Acceleration of the material suspension and
1.4. application of the stock suspension to one or between two endlessly circulating drainage screens, characterized in that
1.5. the stock suspension is fed across the width of the machine and / or in the machine direction at a large number of points.

2. Process according to the preceding process claim characterized in that the steam supply at a steam temperature temperature that relates to the steam before reaching the screen can condense at the headbox.

3. Method according to one of the preceding method claims characterized in that the steam supply via the Machine width is regulated and / or controlled in sections.

4. The method according to one of the preceding method claims characterized in that the steam supply in Maschi direction is regulated and / or controlled.

5. Method according to one of the preceding method claims characterized in that the steam supply with respect Temperature and / or quantity is regulated and / or controlled.

6. The method according to one of the preceding method claims characterized in that the desired turbulence in Stock suspension flow between distributor and outlet nozzle finally or additionally by injecting water vapor is produced.

7. Device for distributing a fiber suspension, in particular for producing a paper web (headbox) with:

7.1. at least one machine-wide feed device for the stock suspension,
7.2. at least one device for generating microturbulence (turbulence insert) and
7.3. a machine-wide outlet nozzle for the stock suspension, characterized in that
7.4. a plurality of devices for injecting water vapor into the stock suspension are provided between the feed device and the end of the outlet nozzle.

8. Headbox according to the preceding device claim, thereby characterized in that the injections in the area of the maschi Distribution of the stock suspension is provided.

9. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the injections in the area of the turbulence insert are provided.

10. Headbox according to one of the preceding devices saying, characterized in that the injections in Turbu bilge tubes of the turbulence insert are provided.

11. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the injections in the area of the outlet nozzle are provided.

12. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the injections over the Machine width sectioned are provided.

13. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the injections in Maschi sectioned are provided.

14. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the injections in z-Rich sectioned are provided.

15. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the direction of injection in the direction of flow and / or against the direction of flow and / or transversely to the direction of flow.

16. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the hole diameter of the Supply lines of the injections is 0.5-7 mm.

17. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the nozzle opening of the one nozzle has a diameter of 0.1-1 mm.

18. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the nozzle opening of the one nozzle has a diameter of 1-10 mm.

19. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the entry speed of steam between 0.5-14 times that flowing past Suspension is.

20. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the nozzle opening for the Injection of the steam is formed by a supply supply line cuts the circumference of a turbulence tube.

21. Headbox according to one of the preceding device claims che, characterized in that the supplies of steam and stock suspension are interchanged.