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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung des im Stoffauflauf von Langsiebpapiermaschinen
erforderlichen Druckes Die Erfindung bezieht sich auf den zum Aufgeben der Faserstoffaufschwemmung
bei Langsiebpapiermaschinen verwendeten Stoffauflauf, durch dessen Auslaufdüse die
Aufschwemmung mit einer etwa der Siebgeschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit
austreten muß. Dieser Austrittsgeschwindigkeit entsprechend muß aber der Druck oder
die Stauhöhe der Faserstoffaufschwemanung innerhalb des Auflaufs sein. Zur Erzeugung
des erforderlichen Druckes sind Pumpen od. dgl., also zusätzliche Aggregate, erforderlich,
die Platz beanspruchen und eine Anlage oft wesentlich verteuern. Oft können diese
Pumpen aus Platzgründen nur in einer gewissen Entfernung von dem Stoffauflauf aufgestellt
werden, so daß der Druckverlust in den Zuleitungsrohren zum Auflauf in Kauf genommen
werden muß.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile wird gemäß der Erfindung nun zur Erzeugung
des im Stoffauflauf erforderlichen Druckes vorgeschlagen, daß der erforderliche
Druck durch eine innerhalb des Stoffauflaufs rotierende, gelochte Trommel erzeugt
wird, in deren Innenraum die Aufschwemmung mit einem kleineren Druck als dem im
Stoffauflauf erforderlichen eingeleitet wird. Durch die Rotation der Trommel wird
die ihrem Innenraum zugeführte Aufschwemmung mitgerissen und rotiert mit der Trommel,
wobei ein Teil durch die Öffnungen in der Trommel hindurchgeschleudert wird. Hierbei
wird die über die Trommel eingeleitete Energie entsprechend der allgemein bekannten
Turbinengleichung, die auch hierbei Gültigkeit besitzt, in-hähere Geschwindigkeit
bzw. in größeren Druck der durch die Öffnungen (Kanäle) durchströmenden Faserstoffaufschwemmung
umgesetzt. Der erreichte Druck bzw. die Geschwindigkeit ist abhängig von der Drehzahl
und ferner von der Wandstärke der Trommel und damit der Länge der einzelnen Kanäle.
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Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Aufschwemmung mit Druck
in den Innenraum der Trommel strömt; sie kann auch ohne Druck zugeführt werden,
wobei dann der erforderliche Druck allein durch die rotierende Trommel erzeugt wird.
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Zur Durchführung dieses Verfahrens wird ein Stoffauflauf vorgeschlagen,
in dessen Innenraum eine rotierende, gelochte Trommel angeordnet ist, deren Innenraum
die Faserstoffaufschwemmung mit einem kleineren Druck als dem im Stoffauflauf erforderlichen
zugeführt wird. Ein derartiger Stoffauflauf kann durch einfache Veränderung der
Trommeldrehzahl in seiner Leistung der Siebgeschwindigkeit angepaßt werden. Ferner
kann er in seinen Abmessungen sehr klein gehalten werden, da keine besonderen Druckräume
erforderlich sind. Ein besonderer Vorteil aber besteht darin, daß selbst bei geringer
Siebgeschwindigkeit im eigentlichen Stoffauflauf eine starke Stoffbewegung vorhanden
ist und so eine Absetzung und Zusammenballung von Fasern sicher verhindert wird.
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Es ist zwar ein Stoffauflauf bekanntgeworden, bei welchem dem Innenraum
einer rotierenden, gelochten Trommel die Faserstoffaufschwemmung durch ein gelochtes
Rohr zugeführt wind. Durch das gelochte Rohr tritt die Aufschwemmung in den Innenraum
der Trommel und durch diese hindurch in eine zylindrische, über die Breite des Siebes
sich erstreckende Kammer, aus der sie durch einen Auslaufkanal auf die Oberfläche
des Siebes geleitet wird. Der Druck in dieser Kammer ist jedoch niedriger als im
Inneren der Trommel sowie im Inneren des gelochten Rohres, woraus hervorgeht, daß
die Trommel nicht den erforderlichen Druck erzeugen soll, sondern lediglich zur
Verteilung der zugeführten Aufschwemmung bestimmt ist.
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Die erfindungsgemäß verwendete Trommel kann aus dünnem Blech gefertigt
sein, wobei trotz der geringen Wandstärke und damit geringen Länge der einzelnen
Strömungskanäle (Öffnungen) große Drücke und Geschwindigkeiten erreicht werden.
Durch die bei der Rotation auf die Aufschwommung einwirkende Zentrifugalkraft bildet
sich an der Innenwand der Trommel ein ,dieser entsprechend gelochter Flüssigkeitsring,
der gewissermaßen ,die Wandstärke der Trommel verstärkt und, damit den einzelnen
Strömungskanälen die erforderliche Länge gibt. Die Wandstärke dieses Flüssigkeitsringes
ist von der Drehzahl der Trommel und der Summte der Lochquerschnitte abhängig. Eine
Trommel aus dünnem Blech ist leichter und schneller herzustellen, ferner werden
dabei wesentliche Materialmengen eingespart.
Nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung kann die Trommel innerhalb einer zylindrischen Kammer angeordnet
sein, wobei die Kammer durch einen spiralförmig aus ihr herausführenden und über
die ganze Breite der Kammer sich erstreckenden Auslaufkanal bis oberhalb der Sieboberfläche
reicht. Ein derartiges, die Trommel umgebendes Gehäuse ist strömungstechnisch sehr
günstig und ergibt keine Stellen, an denen sich Ablagerungen bilden können.
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Zur besseren Ausrichtung der einzelnen in der Aufschwemmung enthaltenen
Fasern kann nach einem anderen Merkmal -der Erfindung der Auslaufkanal, wie an sich
bekannt, in Strömungsrichtung gesehen, in seiner Spalthöhe sich im ersten Teil verengen
und danach allmählich sich wieder erweitern. Im ersten, sich verengenden Teil erfolgt
unter dem Einfluß ,der Beschleunigung eine besonders starke Gleichrichtung der Stromfäden
und damit auch, der Stofffasern. Die engste Stelle in dem Auslaufkanal unterbindet
ferner die letzten Reste von Wirbeln. und Strömungsstörungen. In dem sich anschließenden,
allmählich wieder erweiternden Teil tritt dann Verzögerung der durchfließenden Aufschwemmung
ein, wodurch die einzelnen Fasern sich schichtartig ineinanderschieben und die Fasern
sich gleichzeitig teilweise quer zur Strömungsrichtung stellen. Damit wird die Verfilzung
und die Blattbildung weitgehend schon im Auslaufkanal vorgenommen, so daß das Sieb
fast ausschließlich nur noch zur Entwässerung dient.
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Bei einigen Papiermaschinen, so z. B. bei langsam laufenden Maschinen,
bei denen die Austrittsgeschwindigkeit der Aufschwemmung aus .der Auslaufdüse nicht
sehr groß ist, ist es zweckmäßig, die Trommel so anzuordnen, daß sich auch ihre
obere Kante unterhalb der Sieboberfläche befindet. In dieser Lage wird, da ein großer
Teil der Umlaufgeschwindigkeit zur überwindung der Höhendifferenz aufgebraucht wird
und somit die Trommel gegenüber der Siebgeschwindigkeit mit einer verhältnismäßig
hohen Drehzahl laufen muß, dem mit der Trommel rotierenden Flüssigkeitsring (Aufschwemmung)
eine ausreichende Stabilität gegeben.
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Eine besonders zweckmäßige Ausführung gemäß der Erfindung ergibt sich
dann, wenn. zentrisch innerhalb der Trommel ein mit Öffnungen zum Austritt der Aufschwemmung
versehenes Zuführungsrohr angeordnet ist, aus dem die Aufschwemmung in den Innenraum
der Trommel mit einem kleineren Druck als dein im Stoffauflauf erforderlichen austritt.
Dabei kann zur Änderung der in die Trommel: strömenden Flüssigkeitsmenge dieses
Zuführungsrohr um seine Längsachse drehbar angeordnet und mit in Längsreihen angeordneten
Öffnungen versehen sein, wobei die einzelnen Reihen voneinander unterschiedlichen
Abstand haben.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Fig.1 zeigt in schematischer Darstellung einen Stoffauflauf mit der
angrenzenden Brustwalze im Schnitt und, Fig. 2 einen Längsschnitt nach A-A der Fig.
1. Mit 1 ist das Gestell eines in unmittelbarer Nähe der Brustwalze 2 sich befindenden
Stoffauflaufes bezeichnet. An diesem Gestell l ist eine Trommel 3 drehbar gelagert,
die auf ihrem Umfang mit öffnungen 4 zum Austritt der durch ein Zuführungsrohr 5
in ihren Innenraum 6 zugeführten Faserstoffaufschwenmmung versehen ist. Die Trommel
3 ist in einem gewissen Abstand von einer Wand 7 umgeben, und, zwar derartig, daß
um die Trommel herum ein ringförmiger Raum 8 vorhanden ist. Die Wand 7 ist an einer
Stelle unterbrochen und derartig durch eine Wandung 9 verlängert, daß der ringförmige
Raum 8 durch einen spiralförmigen Auslaufkanal 10 (Spalt) bis oberhalb der
Brustwalze 2 und der Sieboberfläche 11 reicht. Die Wandung 9 dieses spiralförmigen
Kanals 10 ist in ihrem oberen Bereich in zwei Teile 9a und 9b unterteilt, die zur
Veränderung der Spalthöhe 12 untereinander und mit der Wand 7 über Zwischenstücke
13 elastisch verbunden sind. Zur eigentlichen Verstellung der Spalthöhe 12 und damit
gleichzeitig der Auslaufdüse 15 sind Verötellvorrichtungen 14 vorgesehen.
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Das Zuführungsrohr 5 ist mit mehreren über die Länge des Rohres sich
erstreckenden Reihen von Öffnungen 16 versehen, wobei die einzelnen Reihen über
den Umfang mit voneinander unterschiedlichem Abstand angeordnet sind, so daß bei
dem in Fig. 1 beispielstveise eingezeichneten Stoff spiegel17 in der dar-. gestellten
Stellung des Rohres 5 der Austritt der Faserstoffaufschwemmung nur durch drei Öffnungsreihen
erfolgt, während nach einer gewissen Drehung des Rohres 5 vier oder mehr Öffnungsreihen
zur Verfügung stehen. Auf diese Weise kann man mit einfachen Mitteln die Austrittsmenge
variieren. Eine Änderung der Austrittsmenge ist natürlich auch durch unterschiedliche
Lochzahl der Reihen oder durch Änderung der Stauhöhe 17 möglich.
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Zur eigentlichen Drehung :des Zuführungsrohres ist, wie in Fig. 2
dargestellt, ein Schneckengetriebe 18 vorhanden. Der Antrieb der Trommel 3 erfolgt
durch einen nicht dargestellten Motor über mehrere Keilriemen 19. Zur Abdichtung
des Raumes 8 sind links und rechts der Trommel 3 mehrere Labyrinthdichtungen 20
angeordnet, wobei zur Ableitung des sich hier ansammelnden Leckwassers ein Rohr
21 vorgesehen ist. Mit 22 ist ein Saugrohr bezeichnet, welches zum Absaugen von
in der Aufschwemmung enthaltener Luft über Bohrungen 23 mit dem Innenraum 6 der
Trommel 3 verbunden ist.
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Die während des Betriebes der Papiermaschine durch das Zuführungsrohr
5 dem Innenraum 6 der Trommel 3 zufließende `Faserstoffaufschwemmung wird von der
umlaufenden Trommel in Rotation versetzt und gleichzeitig von den auftretenden Zentrifugalkräften
durch die Öffnungen 4 der Trommelwandung hindurchgetrieben in den die Trommel 3
umgebenden ringförmigen Raum B. wo sie ebenfalls mitrotiert. Die Geschwindigkeit
und der Druck der mitrotierenden Aufschwemmung ist so groß, daß sie durch den spiralförmig
aus dem Raum 8 herausführenden Auslaufkanal 10 bis auf die Sieboberfläche 11 strömt.
In dem ersten Teil des Auslaufkanals 10 verengt sich der Kanal bis zu der Verbindungsstelle
der beiden Wandungsteile 9a und 9b allmählich. Hierdurch tritt eine Beschleunigung
der durchfließenden Aufschwemmung und gleichzeitig eine starke Gleichrichtung der
Stromfäden und damit auch der Stoffasern ein. Nach :dieser engsten Stelle erweitert
sich der Kanal allmählich bis zur eigentlichen Auslaufdüse. Es tritt hierin eine
Verzögerung ein, wodurch die Fasern sich schichtartig ineinamderschieben, teilweise
zur Strömungsrichtung quer stellen und so eine gute Verfilzung erreicht wird.