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EP1754827A1 - Verfahren zur Regelung mindestens einer Eigenschaft einer Faserstoffbahn und dazugehöriges Blattbildungssystem - Google Patents

Verfahren zur Regelung mindestens einer Eigenschaft einer Faserstoffbahn und dazugehöriges Blattbildungssystem Download PDF

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Publication number
EP1754827A1
EP1754827A1 EP06115956A EP06115956A EP1754827A1 EP 1754827 A1 EP1754827 A1 EP 1754827A1 EP 06115956 A EP06115956 A EP 06115956A EP 06115956 A EP06115956 A EP 06115956A EP 1754827 A1 EP1754827 A1 EP 1754827A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
headbox
pulp suspension
nozzle
turbulence
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06115956A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Ruf
Hans Loser
Klaus Lehleiter
Karl Josef Böck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1754827A1 publication Critical patent/EP1754827A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0027—Paper-making control systems controlling the forming section
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling at least one property of a fibrous web, in particular a paper or board web, from at least one pulp suspension in a fibrous web producing, a headbox and the headbox in the flow direction of the pulp suspension downstream wire section having machine, in particular a paper or Board machine, wherein the pulp suspension by the one turbulence generator and the Turbulenzerzeuger in the flow direction of the pulp suspension downstream headbox including exit gap comprehensive headbox is introduced and as emerging from the exit gap pulp suspension jet in the at least one sieve having Siebpartie.
  • the invention relates to a sheet forming system of a machine for producing a fibrous web, in particular paper or board web, from at least one pulp suspension according to the preamble of independent claim 9, which is particularly suitable for carrying out the method according to the invention.
  • both a headbox and a wire section having machine for producing a fibrous web, in particular a paper or board web, at least one pulp suspension is for example from the German patent application DE 199 08 973 A1 known.
  • the regulation is defined in the standard DIN 19226 as follows:
  • the regulation is a process in which one variable, the controlled variable (variable to be regulated), is continuously measured, compared with another variable, the reference variable, and is influenced in the sense of an alignment with the reference variable.
  • Characteristic for the rules is the closed course of action, in which the controlled variable in the path of action of the control loop continuously influences itself.
  • At least one sensor for measuring a property of the fibrous web is arranged at the end of the machine, that is, after the drying section and before the winding machine.
  • the measured value (feedback variable) detected by the sensor is passed on to a control device, where it is compared with a reference value (reference variable) at a reference junction and subsequently a control value (control difference) is calculated for a manipulated variable.
  • the calculated control value is then forwarded to a manipulated variable, for example the headbox pump or the valves of a dilution water controlled headbox for execution.
  • a material sample is taken from the fibrous web and evaluated in a subsequent laboratory test when a measured value for a property of the fibrous web is determined.
  • the calculated measured value is compared with a setpoint value and subsequently a setpoint value for a manipulated variable is calculated again.
  • the calculated manipulated variable is then usually forwarded manually to a manipulated variable, for example the headbox pump or the valves of a dilution water controlled headbox for execution.
  • This method according to the invention continually ensures that the operation of the machine always runs optimally and is quickly adapted to any changes. It has been recognized that in particular the turbulence in the free jet has a significant influence on the properties of the fibrous web to be produced. Accordingly, the regulation of the properties of the fibrous web should be based on the turbulence in the free jet or in the area of the headbox.
  • the measured value for the turbulence determined according to the invention generally describes the characteristics of a surface structure. By definition, the turbulence is the ratio of a local fluctuation of the flow velocity to the mean flow velocity.
  • the measured value is preferably determined in the region of the exiting pulp suspension jet.
  • it is advantageously determined by means of at least one camera having optical image processing, since the type of value determination is characterized by good precision, that is, accurate value determination, good repeatability and a required independence of environmental variables.
  • a turbulence present in the exiting pulp suspension jet is therefore preferably used as the measured variable.
  • the control value can be determined according to the invention by means of three preferred methods.
  • it can be generated directly in an online determination of the measured value (nominal / actual comparison), it can be generated indirectly when the measured value is generated on a model and corresponding deposit in a characteristic field, or it can be generated indirectly according to a mathematically generated measured value at least taking into account characteristics such as headbox geometry, flow conditions and the like.
  • the first possibility is characterized, among other things, by its possible simplicity with a simple algorithm, whereas the second possibility preferably requires no measurement, since the control model is stored in the software.
  • the third option requires a good understanding of the process, including all process variables and their influences, it offers the advantage of a more precise measurement.
  • the measured value can be, for example, the calculated pressure loss in the headbox of the head box, which in turn can correlate with the breaking length ratio.
  • the three preferred methods for determining the control value can also at least partially be supplemented or combined with one another.
  • a diaphragm board at the nozzle end a lip opening of the headbox, a lamellae length in the headbox, a dynamic pressure in the headbox, a change in cross section in the headbox or a change in cross section in the turbulence generator or at least a partial combination of the properties mentioned.
  • These manipulated variables provide the advantage of a simple, but effective influence on the selected property of the fibrous web.
  • the control circuit for detecting the measured value preferably has an optical image processing having at least one camera and arranged in the region of the pulp suspension jet for detecting the turbulence present in the pulp suspension jet.
  • control loop can be associated with a higher-level process control system in terms of control engineering. This results inter alia in an enlarged and improved range of use for the control loop.
  • the sole figure shows an example of a control of a headbox via a direct measurement of a property of a pulp suspension jet.
  • the illustrated sheet forming system 1 of a machine for producing a fibrous web 2, in particular paper or board web, from a pulp suspension 3 has a headbox 4 and a headbox 4 downstream of the headbox 4 in the flow direction SR (arrow) of the pulp suspension 3.
  • the headbox 4 comprises a turbulence generator 6 and a headbox nozzle 7 including the outlet gap 8 arranged downstream of the turbulence generator 6 in the flow direction SR (arrow) of the pulp suspension 3.
  • the wire section 5 has a wire 10 guided over a breast roll 9, onto which the fiber suspension 3 guided through the head box 4 and can be introduced as a pulp suspension 3 leaving the discharge gap 8 as a pulp suspension jet 11.
  • the illustrated wire section 5 is formed as a wire former or as a hybrid former; However, in a further embodiment, it can also be designed as a twin-wire former, in particular a gap former. Such a twin-wire former is well known to those skilled in the art due to many installations and publications.
  • the sheet forming system 1 further comprises a control circuit 12, shown only schematically, which determines during the production of the fibrous web at least one measured value I M for the at least one selected property E, in particular the turbulence T, the at least one determined measured value I M with at least one setpoint S for the at least one selected property E, in particular the turbulence T, compares, and in the case of a deviation of the at least one measured value I M from the desired value S optionally at least one component of the headbox 4 or at least one component of the wire section 5 or at least one component of Headbox 4 and at least one component with at least one control value Y (arrow) accordingly applied.
  • a control loop is generally well known to the person skilled in the art, so that its exact illustration and additional description with regard to construction and function is disregarded.
  • the illustrated control circuit 12 has a camera 13 arranged in the region of the pulp suspension jet 11, for example a CCD camera. This determines by means of optical image processing the turbulence T present in the pulp suspension jet 11 as the measured value I M. This determined measured value I M is forwarded via a data line 14.1 to a control device 15, which also receives a setpoint value S for the turbulence T. In the case of a deviation of the measured value I M from the setpoint S, the control device 15 acts on at least one component of the headbox 4 or at least one component of the wire section 5 or at least one component of the headbox 4 and at least one component of the wire section 5 with at least one control value Y, the is shown as an arrow as an example.
  • the control circuit can in a further, but not explicitly shown embodiment also at least one arranged in the headbox pressure sensor for detecting the prevailing in the headbox pressure as a measured value and / or at least one arranged in the wire section speed sensor for detecting the speed of the wire of the wire section as a measured value exhibit.
  • the at least one component of the head box 4 or the wire section 5 or the headbox 4 and the wire head 5, which is acted upon by a control line (arrow illustration) via a data line 14. 2, can basically be any component of the sheet forming system 1 influencing the selected property E.
  • the first illustrated component is an adjustable aperture 16 with an adjustable aperture board a.
  • the adjustable aperture 16 is provided on the outlet side and at least one side of the headbox 7 of the headbox 4 and as a manipulated variable Y G to control the selected property E of the diaphragm board a of the aperture 16.
  • the adjustable aperture 16 may, for example, not shown by sectioning, but known actuators be acted upon.
  • two machine-wide nozzle walls 17.1, 17.2 are provided, which are respectively arranged below and on the top side of the headbox nozzle 7 of the headbox 1.
  • at least one nozzle wall 17.2 can be moved by means of at least one device 18 when changing the lip opening I present at the outlet gap 8.
  • a manipulated variable Y G for controlling the selected property E is present at the outlet gap 8 lip opening I.
  • the device 18 may for example be designed as a gear drive.
  • the third component shown is at least one displaceable lamella 19 which is arranged in the headbox nozzle 7 of the headbox 4 and which has a lamella length I 19 touched by the pulp suspension 3.
  • the control variable Y G used to control the selected property E is the lamella length I 19 touched by the pulp suspension 3.
  • the displaceability of the blade 19 is indicated by a double arrow.
  • the means 20 may be formed, for example, as a pressure transmitter or the like.
  • a component 21 for influencing the cross-section QS of the headbox 7 of the headbox 4 is provided as the component shown next.
  • a manipulated variable for regulating the selected property E of the cross-section QS of the headbox nozzle is 7.
  • the means 21 may for example comprise 7, which varies the cross section Q S corresponding to at least one joint in the wall of the headbox nozzle.
  • a means 22 for influencing the cross section Q T of the turbulence generator 6 of the headbox 4 is provided.
  • a manipulated variable Y G for controlling the selected property E is used here the cross section Q T of the turbulence generator 6.
  • the means 22 may for example be at least one use in at least one turbulence tube of the turbulence generator 6, by influencing the increments (Carnot jumps) within the associated turbulence causes a different turbulence in the following headbox 7.
  • control circuit 12 of the embodiment illustrated in FIG. 1 is associated with a higher-order process control system 23 in terms of control engineering.
  • the sheet forming system 1 shown in the figure of a machine for producing a fibrous web 2, in particular paper or board web, is also outstandingly suitable for carrying out the method according to the invention for controlling at least one property of the fibrous web 2 from at least one fibrous stock suspension 3 in a fibrous web 2 producing, a headbox 4 and the headbox 4 in the flow direction SR (arrow) of the pulp suspension 3 downstream wire section 5 having machine, in particular a paper or board machine.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung mindestens einer Eigenschaft (E) einer Faserstoffbahn (2) aus mindestens einer Faserstoffsuspension (3) in einer die Faserstoffbahn (2) herstellenden, einen Stoffauflauf (4) und eine dem Stoffauflauf (4) in Strömungsrichtung (SR) der Faserstoffsuspension (3) nachgeordnete Siebpartie (5) aufweisenden Maschine, insbesondere einer Papier- oder Kartonmaschine, wobei die Faserstoffsuspension (3) durch den einen Turbulenzerzeuger (6) und eine dem Turbulenzerzeuger (6) in Strömungsrichtung (SR) der Faserstoffsuspension (3) nachgeordnete Stoffauflaufdüse (7) samt Austrittsspalt (8) umfassenden Stoffauflauf (4) geführt und als ein aus dem Austrittsspalt (8) austretender Faserstoffsuspensionsstrahl (11) in die mindestens ein Sieb (10) aufweisende Siebpartie (5) eingebracht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Messwert (IM) für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft (E), insbesondere die Turbulenz (T), ermittelt wird, dass der mindestens eine ermittelte Messwert (IM) mit mindestens einem Sollwert (S) für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft (E), insbesondere die Turbulenz (T), verglichen wird, und dass im Falle einer Abweichung des mindestens einen Messwerts (IM) vom Sollwert (S) wahlweise mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs (4) oder mindestens ein Bauteil der Siebpartie (5) oder mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs (4) und mindestens ein Bauteil der Siebpartie (5) mit wenigstens einem Stellwert (Y) entsprechend beaufschlagt wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Blattbildungssystem (1) einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2) aus mindestens einer Faserstoffsuspension (3), zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung mindestens einer Eigenschaft einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension in einer die Faserstoffbahn herstellenden, einen Stoffauflauf und eine dem Stoffauflauf in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension nachgeordnete Siebpartie aufweisenden Maschine, insbesondere einer Papier- oder Kartonmaschine, wobei die Faserstoffsuspension durch den einen Turbulenzerzeuger und eine dem Turbulenzerzeuger in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension nachgeordnete Stoffauflaufdüse samt Austrittsspalt umfassenden Stoffauflauf geführt und als ein aus dem Austrittsspalt austretender Faserstoffsuspensionsstrahl in die mindestens ein Sieb aufweisende Siebpartie eingebracht wird.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Blattbildungssystem einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 9, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet ist.
  • Ein derartige, sowohl einen Stoffauflauf als auch eine Siebpartie aufweisende Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 08 973 A1 bekannt.
  • Bei den derzeit bekannten Maschinen wird die Regelung mindestens einer Eigenschaft der Faserstoffbahn entweder online oder offline bewerkstelligt. Der Begriff der Regelung ist in der Norm DIN 19226 wie folgt definiert: Das Regeln, die Regelung, ist ein Vorgang, bei dem fortlaufend eine Größe, die Regelgröße (zu regelnde Größe), erfasst, mit einer anderen Größe, der Führungsgröße, verglichen und im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird. Kennzeichen für das Regeln ist der geschlossene Wirkungsablauf, bei dem die Regelgröße im Wirkungsweg des Regelkreises fortlaufend sich selbst beeinflusst.
  • Bei der Online-Regelung ist mindestens ein Sensor zur Messung einer Eigenschaft der Faserstoffbahn endseitig der Maschine, das heißt nach der Trockenpartie und vor der Wickelmaschine, angeordnet. Der vom Sensor erfasste Messwert (Rückführungsgröße) wird an eine Regeleinrichtung weitergegeben, dort mit einem Sollwert (Führungsgröße) an einer Vergleichsstelle verglichen und nachfolgend ein Stellwert (Regeldifferenz) für eine Stellgröße errechnet. Der errechnete Stellwert wird dann an eine Stellgröße, beispielsweise die Stoffauflaufpumpe oder die Ventile eines Verdünnungswasser geregelten Stoffauflaufs zur Ausführung weitergegeben.
  • Hingegen wird bei einer Offline-Regelung eine Materialprobe aus der Faserstoffbahn entnommen und in einer sich anschließenden Laboruntersuchung bei Feststellung eines Messwerts für eine Eigenschaft der Faserstoffbahn ausgewertet. Der erarbeitete Messwert wird mit einem Sollwert verglichen und nachfolgend wiederum ein Stellwert für eine Stellgröße errechnet. Der errechnete Stellwert wird dann üblicherweise manuell an eine Stellgröße, beispielsweise die Stoffauflaufpumpe oder die Ventile eines Verdünnungswasser geregelten Stoffauflaufs zur Ausführung weitergegeben.
  • Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein entsprechendes Blattbildungssystem der eingangs genannten Arten zu schaffen, die eine schnellere und präzisere Regelung mindestens einer Eigenschaft einer Faserstoffbahn bei deren Herstellung ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren dadurch gelöst,
    • dass mindestens ein Messwert für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft, insbesondere die Turbulenz, ermittelt wird,
    • dass der mindestens eine ermittelte Messwert mit mindestens einem Sollwert für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft, insbesondere die Turbulenz, verglichen wird, und
    • dass im Falle einer Abweichung des mindestens einen Messwerts vom Sollwert wahlweise mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs oder mindestens ein Bauteil der Siebpartie oder mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs Und mindestens ein Bauteil der Siebpartie mit wenigstens einem Stellwert entsprechend beaufschlagt wird.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird hiermit vollständig gelöst.
  • Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren wird fortwährend sichergestellt, dass der Betrieb der Maschine immer optimal läuft und bei etwaigen Änderungen schnell angepasst wird. Dabei ist erkannt worden, dass insbesondere die Turbulenz im Freistrahl einen maßgeblichen Einfluss auf die Eigenschaften der herzustellenden Faserstoffbahn hat. Demzufolge soll sich die Regelung der Eigenschaften der Faserstoffbahn an der Turbulenz im Freistrahl oder im Bereich des Stoffauflaufs orientieren. Der erfindungsgemäß ermittelte Messwert für die Turbulenz beschreibt allgemein die Ausprägung einer Oberflächenstruktur. Hierbei ist die Turbulenz definitionsgemäß das Verhältnis einer lokalen Schwankung der Strömungsgeschwindigkeit zur mittleren Strömungsgeschwindigkeit.
  • Somit wird der Messwert bevorzugt im Bereich des austretenden Faserstoffsuspensionsstrahls ermittelt. Dabei wird er in vorteilhafter Weise mittels einer wenigstens eine Kamera aufweisenden optischen Bildverarbeitung ermittelt, da die Art der Wertermittlung sich durch eine gute Präzision, das heißt eine genaue Wertermittlung, eine gute Wiederholbarkeit und eine erforderliche Unabhängigkeit von Umgebungsvariablen auszeichnet.
  • Weiterhin wird als Messgröße somit vorzugsweise eine im austretenden Faserstoffsuspensionsstrahl vorhandene Turbulenz verwendet.
  • Der Stellwert kann erfindungsgemäß mittels dreier bevorzugter Methoden ermittelt werden. So kann er direkt bei einer Online-Ermittlung des Messwerts erzeugt werden (Soll-Ist-Vergleich), er kann indirekt bei einer Erzeugung des Messwerts an einem Modell und entsprechender Hinterlegung in einem Kennfeld erzeugt werden oder er kann indirekt nach einem rechnerisch generierten Messwert erzeugt werden, wobei zumindest Eigenschaften wie Stoffauflaufgeometrie, Strömungsbedingungen und dergleichen berücksichtigt werden. Die erste Möglichkeit zeichnet sich unter anderem durch ihre mögliche Einfachheit bei einfachem Algorithmus aus, wohingegen die zweite Möglichkeit vorzugsweise keine Messung erfordert, da das Regelmodell in der Software hinterlegt ist. Und die dritte Möglichkeit erfordert zwar ein gutes Prozessverständnis samt aller Prozessvariablen und deren Einflüsse, erbringt aber den Vorteil einer präziseren Messung. Der Messwert kann zum Beispiel der rechnerische Druckverlust in der Stoffauflaufdüse des Stoffauflaufs sein, der wiederum mit dem Reißlängenverhältnis korrelieren kann. Die drei bevorzugten Methoden zur Ermittlung des Stellwerts können selbstverständlich auch zumindest teilweise miteinander ergänzt beziehungsweise kombiniert werden.
  • Ferner wird als Stellgröße in bevorzugter Weise ein Blendenvorstand am Düsenende, eine Lippenöffnung der Stoffauflaufdüse, eine Lamellenlänge in der Stoffauflaufdüse, ein Staudruck in der Stoffauflaufdüse, eine Querschnittsänderung in der Stoffauflaufdüse oder eine Querschnittsänderung im Turbulenzerzeuger oder zumindest eine Teilkombination der genannten Eigenschaften verwendet. Diese Stellgrößen erbringen den Vorteil einer einfachen, aber wirksamen Einflussnahme auf die ausgewählte Eigenschaft der Faserstoffbahn.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Blattbildungssystem dadurch gelöst,
    • dass mindestens ein Regelkreis vorgesehen ist,
    • der mindestens einen Messwert für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft, insbesondere die Turbulenz, ermittelt,
    • der den mindestens einen ermittelten Messwert mit mindestens einem Sollwert für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft, insbesondere die Turbulenz, vergleicht, und
    • der im Falle einer Abweichung des mindestens einen Messwerts vom Sollwert wahlweise mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs oder mindestens ein Bauteil der Siebpartie oder mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs und mindestens ein Bauteil der Siebpartie mit wenigstens einem Stellwert entsprechend beaufschlagt.
  • Dabei ergeben sich die bereits genannten Vorteile der Erfindung.
  • Der Regelkreis zur Erfassung des Messwerts weist bevorzugt eine wenigstens eine Kamera aufweisende und im Bereich des Faserstoffsuspensionsstrahls angeordnete optische Bildverarbeitung zur Erfassung der im Faserstoffsuspensionsstrahl vorhandenen Turbulenz auf.
  • In konstruktiver Hinsicht kann das erfindungsgemäße Blattbildungssystem bevorzugt folgende Merkmale zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung mindestens einer Eigenschaft einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension aufweisen:
    • an der Stoffauflaufdüse des Stoffauflaufs kann auslaufseitig und zumindest einseitig eine verstellbare Blende mit einem einstellbaren Blendenvorstand vorgesehen sein und als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft kann der Blendenvorstand der Blende vorgesehen sein,
    • die Stoffauflaufdüse des Stoffauflaufs kann unter- und oberseitig je eine maschinenbreite Düsenwand aufweisen, wobei zumindest eine Düsenwand mittels mindestens einer Einrichtung bei Veränderung der am Auslaufspalt vorliegenden Lippenöffnung bewegbar ist, und als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft kann die am Auslaufspalt vorliegende Lippenöffnung dienen,
    • die Stoffauflaufdüse des Stoffauflaufs kann mit wenigstens einer verschiebbaren Lamelle versehen sein, die eine von der Faserstoffsuspension berührte Lamellenlänge aufweist, und als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft kann die von der Faserstoffsuspension berührte Lamellenlänge der verschiebbaren Lamelle dienen,
    • der Stofflauf kann mit mindestens einem Mittel zur Beeinflussung des Staudrucks in der Stoffauflaufdüse versehen sein und als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft kann der Staudruck in der Stoffauflaufdüse dienen,
    • die Stoffauflaufdüse des Stoffauflaufs kann mit mindestens einem Mittel zur Beeinflussung des Querschnitts versehen sein und als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft kann der Querschnitt der Stoffauflaufdüse dienen und/oder
    • der Turbulenzerzeuger des Stoffauflaufs kann mit mindestens einem Mittel zur Beeinflussung des Querschnitts versehen sein und als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft kann der Querschnitt des Turbulenzerzeugers dienen.
  • Im Hinblick auf einen automatisierten Prozess zur Herstellung der Faserstoffbahn kann der Regelkreis regelungstechnisch einem übergeordneten Prozessleitsystem zugeordnet sein. Dadurch ergibt sich unter anderem ein vergrößertes und verbessertes Verwendungsspektrum für den Regelkreis.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
  • Die einzige Figur zeigt ein Beispiel für eine Regelung eines Stoffauflaufs über eine direkte Messung einer Eigenschaft eines Faserstoffsuspensionsstrahls.
  • Das dargestellte Blattbildungssystem 1 einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus einer Faserstoffsuspension 3 weist einen Stoffauflauf 4 und eine dem Stoffauflauf 4 in Strömungsrichtung SR (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 nachgeordnete Siebpartie 5 auf.
  • Der Stoffauflauf 4 umfasst einen Turbulenzerzeuger 6 und eine dem Turbulenzerzeuger 6 in Strömungsrichtung SR (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 nachgeordnete Stoffauflaufdüse 7 samt Austrittsspalt 8.
  • Die Siebpartie 5 hingegen weist ein über eine Brustwalze 9 geführtes Sieb 10 auf, auf welches die durch den Stoffauflauf 4 geführte und als ein aus dem Austrittsspalt 8 als ein Faserstoffsuspensionsstrahl 11 austretende Faserstoffsuspension 3 einbringbar ist. Die dargestellte Siebpartie 5 ist als ein Langsiebformer oder als ein Hybridformer ausgebildet; sie kann jedoch in weiterer Ausgestaltung auch als ein Doppelsiebformer, insbesondere ein Spaltformer, ausgebildet sein. Ein derartiger Doppelsiebformer ist dem Fachmann aufgrund vieler Installationen und Druckschriften bestens bekannt.
  • Das Blattbildungssystem 1 umfasst weiterhin einen lediglich schematisch dargestellten Regelkreis 12, der während der Herstellung der Faserstoffbahn mindestens einen Messwert IM für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft E, insbesondere die Turbulenz T, ermittelt, der den mindestens einen ermittelten Messwert IM mit mindestens einem Sollwert S für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft E, insbesondere die Turbulenz T, vergleicht, und der im Falle einer Abweichung des mindestens einen Messwerts IM vom Sollwert S wahlweise mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs 4 oder mindestens ein Bauteil der Siebpartie 5 oder mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs 4 und mindestens ein Bauteil mit wenigstens einem Stellwert Y (Pfeildarstellung) entsprechend beaufschlagt. Ein derartiger Regelkreis ist dem Fachmann allgemein hin bestens bekannt, so dass von dessen genauer Darstellung und ergänzender Beschreibung hinsichtlich Aufbau und Funktion abgesehen wird.
  • Der dargestellte Regelkreis 12 weist eine im Bereich des Faserstoffsuspensionsstrahls 11 angeordnete Kamera 13, wie beispielsweise eine CCD-Kamera, auf. Diese ermittelt mittels einer optischen Bildverarbeitung die im Faserstoffsuspensionsstrahl 11 vorhandene Turbulenz T als Messwert IM. Dieser ermittelte Messwert IM wird über eine Datenleitung 14.1 an eine Regeleinrichtung 15 weitergegeben, die zudem einen Sollwert S für die Turbulenz T erhält. Im Falle einer Abweichung des Messwerts IM vom Sollwert S beaufschlagt die Regeleinrichtung 15 wahlweise mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs 4 oder mindestens ein Bauteil der Siebpartie 5 oder mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs 4 und mindestens ein Bauteil der Siebpartie 5 mit wenigstens einem Stellwert Y, der exemplarisch als Pfeil dargestellt ist.
  • Der Regelkreis kann in weiterer, jedoch nicht explizit dargestellter Ausführung auch mindestens einen im Bereich des Stoffauflaufs angeordneten Drucksensor zur Erfassung des im Stoffauflauf herrschenden Drucks als Messwert und/oder mindestens einen im Bereich der Siebpartie angeordneten Geschwindigkeitssensors zur Erfassung der Geschwindigkeit des Siebs der Siebpartie als Messwert aufweisen.
  • Das mindestens eine mit einem Stellwert Y (Pfeildarstellung) über eine Datenleitung 14.2 beaufschlagte Bauteil des Stoffauflaufs 4 oder der Siebpartie 5 oder des Stoffauflaufs 4 und der Siebpartie 5 kann im Grunde ein jedes die ausgewählte Eigenschaft E beeinflussendes Bauteil des Blattbildungssystems 1 sein.
  • In der Darstellung der Figur 1 sind insgesamt sechs wesentliche Bauteile dargestellt, wobei letztendlich mindestens ein Bauteil im Blattbildungssystem 1 realisiert sein muss.
  • Das erste dargestellte Bauteil ist eine verstellbare Blende 16 mit einem einstellbaren Blendenvorstand a. Die verstellbare Blende 16 ist auslaufseitig und zumindest einseitig an der Stoffauflaufdüse 7 des Stoffauflaufs 4 vorgesehen und als Stellgröße YG zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft E dient der Blendenvorstand a der Blende 16. Die verstellbare Blende 16 kann beispielsweise sektional von nicht dargestellten, jedoch bekannten Stellmotoren beaufschlagbar sein.
  • Als weiteres dargestelltes Bauteil sind zwei maschinenbreite Düsenwände 17.1, 17.2 vorgesehen, die jeweils unter- und oberseitig an der Stoffauflaufdüse 7 des Stoffauflaufs 1 angeordnet sind. Dabei ist zumindest eine Düsenwand 17.2 mittels mindestens einer Einrichtung 18 bei Veränderung der am Auslaufspalt 8 vorliegenden Lippenöffnung I bewegbar. Als Stellgröße YG zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft E dient die am Auslaufspalt 8 vorliegende Lippenöffnung I. Die Einrichtung 18 kann beispielsweise als Getriebeantrieb ausgeführt sein.
  • Das dritte dargestellte Bauteil ist wenigstens eine verschiebbare Lamelle 19, die in der Stoffauflaufdüse 7 des Stoffauflaufs 4 angeordnet ist und die eine von der Faserstoffsuspension 3 berührte Lamellenlänge I19 aufweist. Als Stellgröße YG zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft E dient die von der Faserststoffsuspension 3 berührte Lamellenlänge I19. Die Verschiebbarkeit der Lamelle 19 ist mittels eines Doppelpfeils angedeutet.
  • Als nächstes dargestelltes Bauteil ist ein Mittel 20 zur Beeinflussung des Staudrucks ps in der Stoffauflaufdüse 7 des Stoffauflaufs 4 vorgesehen. Als Stellgröße YG zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft E dient der Staudruck ps in der Stoffauflaufdüse 7. Das Mittel 20 kann beispielsweise als ein Drucktransmitter oder ähnliches ausgebildet sein.
  • Ferner ist als nächstes dargestelltes Bauteil ein Mittel 21 zur Beeinflussung des Querschnitts QS der Stoffauflaufdüse 7 des Stoffauflaufs 4 vorgesehen. Als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft E dient der Querschnitt QS der Stoffauflaufdüse 7. Das Mittel 21 kann beispielsweise zumindest ein Gelenk in der Wandung der Stoffauflaufdüse 7 umfassen, welches den Querschnitt QS entsprechend verändert.
  • Und als sechstes dargestelltes Bauteil ist ein Mittel 22 zur Beeinflussung des Querschnitts QT des Turbulenzerzeugers 6 des Stoffauflaufs 4 vorgesehen. Als Stellgröße YG zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft E dient hierbei der Querschnitt QT des Turbulenzerzeugers 6. Das Mittel 22 kann beispielsweise zumindest ein Einsatz in wenigstens einem Turbulenzrohr des Turbulenzerzeugers 6 sein, der durch eine Beeinflussung der Stufensprünge (Carnot-Sprünge) innerhalb des zugeordneten Turbulenzrohrs eine unterschiedliche Turbulenz in der nachfolgenden Stoffauflaufdüse 7 bewirkt.
  • Der Regelkreis 12 der in der Figur 1 dargestellten Ausführung ist regelungstechnisch einem übergeordneten Prozessleitsystem 23 zugeordnet.
  • Das in der Figur dargestellte Blattbildungssystem 1 einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, eignet sich in hervorragender Weise auch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung mindestens einer Eigenschaft der Faserstoffbahn 2 aus mindestens einer Faserstoffsuspension 3 in einer die Faserstoffbahn 2 herstellenden, einen Stoffauflauf 4 und eine dem Stoffauflauf 4 in Strömungsrichtung SR (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 nachgeordnete Siebpartie 5 aufweisenden Maschine, insbesondere einer Papier- oder Kartonmaschine.
  • Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Verfahren und ein entsprechendes Blattbildungssystem der eingangs genannten Arten geschaffen werden, die eine schnellere und präzisere Regelung mindestens einer Eigenschaft einer Faserstoffbahn bei deren Herstellung ermöglichen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Blattbildungssystem
    2
    Faserstoffbahn
    3
    Faserstoffsuspension
    4
    Stoffauflauf
    5
    Siebpartie
    6
    Turbulenzerzeuger
    7
    Stoffauflaufdüse
    8
    Austrittsspalt
    9
    Brustwalze
    10
    Sieb
    11
    Faserstoffsuspensionsstrahl
    12
    Regelkreis
    13
    Kamera
    14.1
    Datenleitung
    14.2
    Datenleitung
    15
    Regeleinrichtung
    16
    Blende
    17.1, 17.2
    Düsenwand
    18
    Einrichtung
    19
    Lamelle
    20
    Mittel (Staudruck)
    21
    Mittel (Stoffauflaufdüse)
    22
    Mittel (Turbulenzerzeuger)
    23
    Prozessleitsystem
    a
    Blendenvorstand
    E
    Eigenschaft
    IM
    Messwert
    I
    Lippenöffnung
    I19
    Lamellenlänge
    ps
    Staudruck
    QS
    Querschnitt (Stoffauflaufdüse)
    QT
    Querschnitt (Turbulenzerzeuger)
    S
    Sollwert
    SR
    Strömungsrichtung (Pfeil)
    T
    Turbulenz
    Y
    Stellwert (Pfeil)
    YG
    Stellgröße

Claims (17)

  1. Verfahren zur Regelung mindestens einer Eigenschaft (E) einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension (3) in einer die Faserstoffbahn (2) herstellenden, einen Stoffauflauf (4) und eine dem Stoffauflauf (4) in Strömungsrichtung (SR) der Faserstoffsuspension (3) nachgeordnete Siebpartie (5) aufweisenden Maschine, insbesondere einer Papier- oder Kartonmaschine, wobei die Faserstoffsuspension (3) durch den einen Turbulenzerzeuger (6) und eine dem Turbulenzerzeuger (6) in Strömungsrichtung (SR) der Faserstoffsuspension (3) nachgeordnete Stoffauflaufdüse (7) samt Austrittsspalt (8) umfassenden Stoffauflauf (4) geführt und als ein aus dem Austrittsspalt (8) austretender Faserstoffsuspensionsstrahl (11) in die mindestens ein Sieb (10) aufweisende Siebpartie (5) eingebracht wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens ein Messwert (IM) für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft (E), insbesondere die Turbulenz (T), ermittelt wird,
    dass der mindestens eine ermittelte Messwert (IM) mit mindestens einem Sollwert (S) für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft (E), insbesondere die Turbulenz (T), verglichen wird, und
    dass im Falle einer Abweichung des mindestens einen Messwerts (IM) vom Sollwert (S) wahlweise mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs (4) oder mindestens ein Bauteil der Siebpartie (5) oder mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs (4) und mindestens ein Bauteil der Siebpartie (5) mit wenigstens einem Stellwert (Y) entsprechend beaufschlagt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Messwert (IM) im Bereich des austretenden Faserstoffsuspensionsstrahls (11) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Messwert (IM) mittels einer wenigstens eine Kamera (13) aufweisenden optischen Bildverarbeitung ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Messgröße eine im austretenden Faserstoffsuspensionsstrahl (11) vorhandene Turbulenz (T) verwendet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Stellwert (Y) direkt bei einer Online-Ermittlung des Messwerts (IM) erzeugt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Stellwert (Y) indirekt bei einer Erzeugung des Messwerts (IM) an einem Modell und entsprechender Hinterlegung in einem Kennfeld erzeugt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Stellwert (Y) indirekt nach einem rechnerisch generierten Messwert (IM) erzeugt wird, wobei zumindest Eigenschaften wie Stoffauflaufgeometrie, Strömungsbedingungen und dergleichen berücksichtigt werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Stellgröße (YG) ein Blendenvorstand (a) am Düsenende, eine Lippenöffnung (I) der Stoffauflaufdüse (7), eine Lamellenlänge (I19) in der Stoffauflaufdüse (7), ein Staudruck (pS) in der Stoffauflaufdüse (7), eine Querschnittsänderung in der Stoffauflaufdüse (7), eine Querschnittsänderung im Turbulenzerzeuger (6) oder zumindest eine Teilkombination der genannten Eigenschaften verwendet wird.
  9. Blattbildungssystem (1) einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension (3), mit einem Stoffauflauf (4) und einer dem Stoffauflauf (4) in Strömungsrichtung (SR) der Faserstoffsuspension (3) nachgeordneten Siebpartie (5), wobei der Stoffauflauf (4) einen Turbulenzerzeuger (6) und eine dem Turbulenzerzeuger (6) in Strömungsrichtung (SR) der Faserstoffsuspension (3) nachgeordnete Stoffauflaufdüse (7) samt Austrittsspalt (8) umfasst und wobei die Siebpartie (5) mindestens ein Sieb (10) aufweist, auf welches die durch den Stoffauflauf (4) geführte und als ein aus dem Austrittsspalt (8) als Faserstoffsuspensionsstrahl (11) austretende Faserstoffsuspension (3) einbringbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens ein Regelkreis (12) vorgesehen ist, der mindestens eine Messwert (IM) für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft (E), insbesondere die Turbulenz (T), ermittelt, der den mindestens einen ermittelten Messwert (IM) mit mindestens einem Sollwert (S) für die mindestens eine ausgewählte Eigenschaft (E), insbesondere die Turbulenz (T), vergleicht, und der im Falle einer Abweichung des mindestens einen Messwerts (IM) vom Sollwert (S) wahlweise mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs (4) oder mindestens ein Bauteil der Siebpartie (5) oder mindestens ein Bauteil des Stoffauflaufs (4) und mindestens ein Bauteil der Siebpartie (5) mit wenigstens einem Stellwert (Y) entsprechend beaufschlagt.
  10. Blattbildungssystem (1) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Regelkreis (12) zur Erfassung des Messwerts (IM) eine wenigstens eine Kamera (13) aufweisende und im Bereich des Faserstoffsuspensionsstrahls (11) angeordnete optische Bildverarbeitung zur Erfassung der im Faserstoffsuspensionsstrahl (11) vorhandenen Turbulenz (T) aufweist.
  11. Blattbildungssystem (1) nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an der Stoffauflaufdüse (7) des Stoffauflaufs (4) auslaufseitig und zumindest einseitig eine verstellbare Blende (16) mit einem einstellbaren Blendenvorstand (a) vorgesehen ist und
    dass als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft (E) der Blendenvorstand (a) der Blende (16) dient.
  12. Blattbildungssystem (1) nach Anspruch 9, 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stoffauflaufdüse (7) des Stoffauflaufs (4) unter- und oberseitig je eine maschinenbreite Düsenwand (17.1, 17.2) aufweist, wobei zumindest eine Düsenwand (17.2) mittels mindestens einer Einrichtung (18) bei Veränderung der am Auslaufspalt (8) vorliegenden Lippenöffnung (I) bewegbar ist, und
    dass als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft (E) die am Auslaufspalt (8) vorliegende Lippenöffnung (I) dient.
  13. Blattbildungssystem (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stoffauflaufdüse (7) des Stoffauflaufs (4) mit wenigstens einer verschiebbaren Lamelle (19) versehen ist, die eine von der Faserstoffsuspension (3) berührte Lamellenlänge (I19) aufweist, und
    dass als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft (E) die von der Faserstoffsuspension (3) berührte Lamellenlänge (I19) der verschiebbaren Lamelle (19) dient.
  14. Blattbildungssystem (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Stofflauf mit mindestens einem Mittel (20) zur Beeinflussung des Staudrucks (ps) in der Stoffauflaufdüse (7) versehen ist und
    dass als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft (E) der Staudruck (ps) in der Stofiauflaufdüse (7) dient.
  15. Blattbildungssystem (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Stoffauflaufdüse (7) des Stoffauflaufs (4) mit mindestens einem Mittel (21) zur Beeinflussung des Querschnitts (QS) versehen ist und
    dass als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft (E) der Querschnitt (QS) der Stoffauflaufdüse (7) dient
  16. Blattbildungssystem (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Turbulenzerzeuger (6) des Stoflauflaufs (4) mit mindestens einem Mittel (22) zur Beeinflussung des Querschnitts (QT) versehen ist und
    dass als Stellgröße zur Regelung der ausgewählten Eigenschaft (E) der Querschnitt (QT) des Turbulenzerzeugers (6) dient.
  17. Blattbildungssystem (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Regelkreis (12) regelungstechnisch einem übergeordneten Prozessleitsystem (23) zugeordnet ist.
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