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Stoffauflauf für Papiermaschinen od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf Stoffaufläufe für Papiermaschinen oder ähnliche Einrichtungen, welche den Zweck haben, eine gleichmässig durchgemischte und mit gleichmässig verteilter niedriger Geschwin- digkeit in den sich über die Maschinenbreite erstreckenden Stoffauflaufkasten eingeleitete Faserstoffsus- pension einer die Papierbahn ilberspannenden Stoffauflaufdüse zuzuführen und in dieser auf die Geschwindigkeit der Papierbahn zu bringen, ohne dass bei der dabei auftretenden Beschleunigung des Faserstoffstromes eine Änderung der Stoffkonzentration oder der aus der Düse austretenden Stoffmenge eintritt. Um eine von zufälligen Druckschwankungen in der Stoffzuführeinrichtung bzw. in den dem Stoffauflaufkasten vorge- schalteten Organen, wie z.
B. dem Stoffverteiler, unabhängige gleichmässige Austrittsgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension an der Düse zu gewährleisten, hält man im Stoffauflaufkasten einen freien Flüssigkeitsspiegel, dessen Höhe durch einen Niveauregler feinfühlig eingehalten wird.
Moderne Papiermaschinen erreichen so hohe Papierbahngeschwindigkeiten, dass zur Anpassung der Ausströmgeschwindigkeit aus der Düse an diese Geschwindigkeiten der Flüssigkeitsspiegel in einem offenen oder sonstwie mit der Aussenluft in Verbindung stehenden Stoffauflaufkasten um mehrere Meter über der Stoffauflaufdüse stehen müsste, um die gewünschte Austrittsgeschwindigkeit derStoffsuspensioÍ1 an der Düse zu erhalten. Um die dadurch bedingte grosse Bauhöhe des Stoffauflaufs zu vermeiden, ist man dazu übergegangen, den Stoffauflaufkasten als geschlossenes druckfestes Gefäss mit geringer Höhe auszubilden und im Innern dieses Gefässes einen freien Flüssigkeitsspiegel durch Einführen von Pressluft zu schaffen.
In solchen geschlossenen Stoffauflaufkasten treten bei den benutzten Stoffaufschwemmungen, insbesondere bei geleimten Papierstoffsuspensionen, Schaumbildungen auf, welche zu Schaumansammlungen
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Vorderwand des Stoffauflaufkastens und wachsen dort zu einem Schaumberg oberhalb der Stoffauflaufdüse an. Dabei tritt unter dem Schaumberg eine unerwünschte Eindickung der Suspension ein. Solche eingedickte Suspensionsteile gelangen in unregelmässigen Zeitabständen unter Mitnahme von Schaumteilen in die Stoffauflaufdüse und verursachen dadurch Störungen in der Papierformation, ja sogar Abrisse der Papierbahn. Zur Vermeidung dieser Schaumansammlungen ist bereits vorgeschlagen worden, auf die Suspension Wasser in feinverteilter Form mittels Streudüsen aufzusprühen.
Dazu kann aber nur Frischwasser verwendet werden, da Klärwasser die feinen Öffnungen der Streudüsen verstopft. Das Frischwasser führt jedoch bei Pressluftstoffaufläufen mit ihrem relativ niedrigen, gänzlich von der Strömung erfassten Flüs- sigkeitsstand zu einer Entmischung der Suspension an der Oberfläche. Die aufgesprühte Wasserschicht wird von der Strömung mitgenommen, ohne sich mit der Suspension auf dem kurzen Wege bis zur Stoffauflaufdüse zu vermischen. Dieser Vorgang führt ebenfalls zu Störungen in der Blattbildung und zu schlechter.
Durchsicht des Papiers.
Es ist ferner bekannt, im Stoffauflaufkasten an der Rückwand nahe dem Eintritt der Suspension einen Überlauf anzuordnen. Dieser dient aber nur zur Regelung des Flüssigkeitsstandes im Stoffauflaufkasten und ist nicht für eine Abführung von ächaumansammlungen vorgesehen. Eine wesentliche Abführung von Schaumansammlungen ist mit diesem Überlauf gar nicht möglich, da die Schaumansammlungen das Bestreben haben, sich in Hauptströmungsrichtung der Suspension zur Stoffauflaufdüse hin zu bewegen.
Gemäss der Erfindung wird zur Vermeidung dieser durch Schaumansammlungen im Stoffauflaufkasten entstehenden ungünstigen Beeinflussungen der Papierbahnbildung vorgeschlagen, im Stoffauflaufkasten in
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Strömungsrichtung oberhalb der Stoffauflaufdüse einen sich über die ganze Breite des Stoffauflaufkastens erstreckenden Überlauf, bestehend aus einer Überlaufkante, einer Sammelrinne und mindestens einer an die Sammelrinne angeschlossene Abflussleitung, anzuordnen.
Alle auftretenden Schaumansammlungen, Schwemmstoffe, usw., die sich immer an der Oberfläche der Stoffsuspension ansammeln und sich i'1 Strö- mungsrichtung mit der Stoffsuspension zur Vorderwand des Stoffauflaufkastens bewegen, werden über die Überlaufkante in die Überlaufrinne und durch die darangeschlossene Abflussleitung stetig abgefühlt und können nicht in den Bereich der Stoffauflaufdüse und damit auf das Sieb der Papiermaschine gelangen.
Zweckmässigerweise wird dieser Überlauf in die Vorderwand des Stoffauflaufkastens oberhalb der Stoff- auflaufdfse eingebaut.
- Die gewünschte Überlaufmenge wird durch den Niveauregler eingestellt.
Die Abführung der Überlaufmenge aus der Sammelrinne des Überlaufs mittels einer oder mehrerer Ab- flussleitungen kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Man muss hiebei dafür Sorge tragen, dass keine Pressluft aus dem Stoffauflaufkasten entweicht. Dies kann man z. B. dadurch erreichen, dass man mittels einer Regeleinrichtung einen gleichbleibenden Flüssigkeitsspiegel in der Sammelrinne des Überlaufs aufrechterhält. Zweckmässigerweise wird die Regeleinrichtung in Form eines in der Abflussleitung angeord- neten Ventils ausgebildet, das von einem in die Sammelrinne eintauchenden Perlrohr gesteuert wird. Mittels des Ventils wird die abfliessende Menge geregelt und dabei verhindert, dass bei plötzlichem stärkeren Überlauf grössere Luftmengen aus dem Luftpolster des Stoffauflaufkastens in die Abflussleitung gerissen werden.
Damit auch bei der stetigen Abführung der Überlaufmenge nicht stetig Luft aus dem Luftpolster entweichen kann und dadurch der Druck im Stoffauflaufkasten Schwankungen erfährt, muss in der Abflussleitung ein Druck vorhanden sein, der mindestens gleich dem Druck des Luftpolsters ist. Der freie Querschnitt des Regelventils wird deshalb so eingestellt, dass der Druck oberhalb des Ventils dem Druck des Luftpolsters im Stoffauflaufkasten entspricht, während er im unteren Teil der Abflussleitung gering ist, z. B. Atmosphärendruck sein kann.
Es ist vorteilhaft, die Abflussleitung in den unterhalb der Siebpartie der Papiermaschine aufgestellten, bis unter den Stoffauflaufkastenvorgezogenen Siebwasserbehälter unterhalb des Flüssigkeitsspiegels einzuführen. Von dort aus wird die Überlaufmenge gemeinsam mit dem Siebwasser der Zuleitung zum Stoffauflauf wieder zugeführt. Eine solche Anordnung eignet sich besonders für Papiermaschinen ohne Unterkellerung.
Ist dagegen unterhalb der Papiermaschine ein Kellerraum vorhanden, in welchem der Siebwasserbehälter und die Einrichtungen zur Förderung der Stoffsuspension aufgestellt sind, so kann man auf die Einhaltung eines besonderen Flüssigkeitsspiegels in der Sammelrinne des Überlaufs und damit auch auf die zugehörige Regeleinrichtung verzichten, wenn man die Abflussleitungen so tief unterhalb des Siebwasserspiegels in den Siebwasserbehälter einführt, dass der statische Druck des Siebwassers an der Einmündungsstelle der Abflussleitungen mindestens gleich dem Druck im Luftpolster des Stoffauflaufkastens. ist. In diesem Falle wird die Überlaufmenge so klein als möglich eingestellt, so dass sie die Abflussleitungen nur teilweise ausfüllt. Infolgedessen herrscht an allen Stellen der Abflussleitungen der Druck des Luftpolsters.
Der Spiegel der im unteren Abschnitt der Abflussleitungen befindlichen Flüssigkeit wird so weit nach unten gedrückt, bis die über der Einmündungsstelle der Abflussleitungen in den Siebwasserbehälter anstehende Siebwassersäule der um den Druck im Luftpolster vergrösserten Flüssigkeitshöhe im unteren Abschnitt der Abflussleitungen gleich ist.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Abflussleitungen in der Nähe der Austrittsöffnung des Sieb- wasserbehälters einmünden zu lassen, da die eintretende Überlaufmenge die Konzentration des Siebwassers günstig beeinflusst.
Bei hohem Druck im Luftpolster des Stoffauflaufkastens nimmt die Überlaufmenge verhältnismässig viel Luft auf, welche mit der Überlaufmenge dem Siebwasser und damit der frisch in den Stoffauflaufkasten eintretenden Suspension zugeführt wird. Bei der nachfolgenden Entspannung in der Stoffauflaufdüse scheidet sich diese Luft in einer die Blattbildung störenden Weise aus. Es ist daher in vielen Fällen notwendig, die Überlaufmenge vor der Einleitung in das Siebwasser zu entspannen und sie dabei zou entlüften Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass man wenigstens die eine Abflussleitung als U-Rohr aus" bildet, dessen aufsteigender Schenkel in einen gegebenenfalls oberhalb des Stoffauflaufkastens aufgestell-
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Stoffauflauf wieder zu.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt dargestellt.
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Dem Stoffauflauf 1 fliesst über eine Zuleitung 2 eine Papierstoffsuspension zu. In unmittelbarer Nähe der Stoffauflaufdüse 3 ist in der Vorderwand 4 des Stoffauflaufes 2 ein Überlauf, bestehend aus : ÜberIauf :. kante 5 und Sammelrinne 5a, angeordnet. Die Sammelrinne 5a steht mit einer Abflussleitung 6 in Verbindung, die in den Siebwasserbehälter 7 mündet. Der Siebwasserbehälter 7 ist über eine Leitung 8 mit einer Pumpe 9 verbunden, die das Siebwasser und den durch die Leitung 10 zuströmenden Stoff durch die Leitung 2 in den Stoffauflauf 1 fördert.
Die stetig in die Sammelrinne 5a fliessende Stoffmenge wird durch einen Niveauregler 11 geregelt.
Das Niveau in der Sammelrinne 5a wird durch ein Perlrohr 12 gemessen, das ein in die Abflussleitung 6 eingebautes Ventil 13 entsprechend beeinflusst. so dass die aus dem Überlauf abfliessende Menge immer. so gross ist, dass das Niveau in der Sammelrinne 5a konstant bleibt. Die statische Druckhöhe im Siebwasserbehälter 7 ist so gewählt, dass sie etwa dem Druck im Luftpolster entspricht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stoffauflauf für Papiermaschinen od. dgl. mit geschlossenem, von einer Stofisuspensicn durchströmten Auflaufkasten, in dem sich oberhalb der Suspension ein unter Druck stehender Luftpolster befindet und in dem ein Überlauf (Überlaufkante mit Sammelrinne und mit mindestens einer angeschlossenen Abflussleitung) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der sich über die Breite des Stoffauflauf ! erstreckende, zur Abfuhr von Schaum, Schwemmstoffen od. dgl. dienende Überlauf (5,5a) im Auflaufkasten in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Stoffauflaufdüse angeordnet ist.