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Stand der
Technik
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Ein
derartiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 44 16 899 A1 bekannt.
Bei dieser Ausführung
erfolgt die Zumischung des Fluids mit mehreren über die Maschinenbreite hinweg
verteilten Zuführleitungen
direkt in die maschinenbreite Zwischenkammer des Stoffauflaufs. Dort
vermischen sich die zugegebenen Fluidströme mit der Faserstoffsuspension
zu Teilmischströmen. Diese
Ausführung
weist unter anderem den strömungstechnischen
Nachteil auf, dass in der Faserstoffsuspension im Bereich der maschinenbreiten Zwischenkammer
grobe Turbulenzstrukturen entstehen, die zu einer Verwirbelung der
einzelnen Teilmischströme
führen
können.
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Im
Rahmen der deutschen Patentschrift
DE 40 19 593 C2 wurde vorgeschlagen, die
Zumischung des Fluid sektional über
Zuführleitungen
in den der maschinenbreiten Zwischenkammer vorgeordneten Mischkammern,
so genannten Verdünnungseinrichtungen,
zu vollziehen. Dabei ist jedoch nachteilhaft, dass die Teilungen
der Verdünnungseinrichtungen nicht
unabhängig
von der Zeilenanzahl sind. Dadurch wird eine ungleich große Antwortfunktionsbreite
erzeugt.
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Aufgabe der
Erfindung
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Es
ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs
genannten Art derart weiterzubilden, dass er die genannten Nachteile
des Stands der Technik nicht mehr aufweist. Insbesondere soll er
eine reduzierte und konstante Wirkantwortbreite aufweisen, eine
gute Durchmischung der einzelnen Teilmischströme insbesondere in ihrer z-Richtung
bewirken und eine jeweilige Konstanz des Volumenteilstroms unabhängig vom
zugegebenen Fluidteilstrom gewährleisten.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Zuführleitungen
für das
zuzumischende Fluid in die erste, eine Vielzahl von Kanälen aufweisende
Führungseinrichtung
münden
und dass die Kanäle
der ersten Führungseinrichtung
aus zwei beabstandeten und maschinenbreiten Grundplatten und aus
einer Vielzahl von über
die Maschinenbreite hinweg beabstandeten und vorzugsweise orthogonal
zu den Grundplatten ausgerichteten Strukturplatten, die jeweils
eine von der mindestens einen Faserstoffsuspension berührte turbulenzerzeugende
gewellte Oberflächenstruktur
aufweisen, deren Wellen unter einem Winkel von kleiner 90° zur Strömungsrichtung
der mindestens einen Faserstoffsuspension verlaufen, gebildet sind.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
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Die
doch recht frühe
geregelte Zumischung des wenigstens einen Fluids erbringt den Vorteil
einer gegenüber
dem Stand der Technik verlängerten
Vermischungsstrecke mit der mindestens einen Faserstoffsuspension.
Durch das Vorsehen von Strukturplatten, die die Seitenwände der
Kanäle
der ersten Führungseinrichtung
bilden, wird eine gute Durchmischung der einzelnen Teilmischströme insbesondere in
ihrer z-Richtung selbst im Bereich der Zumischungen bewirkt. Zudem
wird auch eine jeweilige Konstanz des Volumenteilstroms unabhängig vom
zugegebenen Fluidteilstrom gewährleistet.
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In
einer ersten praktischen Ausführungsform ist
vorgesehen, dass die einen jeweiligen Kanal der ersten Führungseinrichtung
bildenden Strukturplatten einen unterschiedlichen, vorzugsweise
einen gegensinnigen Verlauf aufweisen. Damit wird die gute Durchmischung
der einzelnen Teilmischströme
insbesondere in ihrer z-Richtung zusehends verbessert.
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Damit
eine ausreichende konstruktive Stabilität des Stoffauflaufs und insbesondere
der ersten Führungseinrichtung
gegeben ist, ist eine erste Gruppe der Strukturplatten bevorzugt
starr zwischen den beiden Grundplatten angeordnet. Die erste Gruppe der
Strukturplatten dient somit als Zuganker für die erste Führungseinheit.
Diese Ausgestaltung des Stoffauflaufs ist insbesondere bei einem
Aufbau des Stoffauflaufs nach dem so genannten C-Klammer-Prinzip,
welches dem Fachmann bestens bekannt ist, von Wichtigkeit.
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Eine
zweite Gruppe der Strukturplatten hingegen ist bevorzugt entnehmbar
zwischen den beiden Grundplatten angeordnet. Dadurch wird eine verbesserte
Zugänglichkeit
zu den inneren Bereichen des Stoffauflaufs erzielt. Dies ist insbesondere bei
etwaigen Reinigungs- oder Wartungsarbeiten von einem nicht zu unterschätzenden
Vorteil.
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Hinsichtlich
der Erreichung einer über
die Maschinenbreite hinweg ausgeglichenen konstruktiven Stabilität des Stoffauflaufs
ist es vorteilhaft, wenn die Strukturplatten der jeweiligen Gruppe
in einer bestimmten Reihenfolge, insbesondere abwechselnd über die
Maschinenbreite hinweg, angeordnet sind. Dabei sind verschiedene
Reihenfolgen denkbar, wie beispielsweise die Anordnungen starr – entnehmbar – starr – entnehmbar – starr
und so weiter oder starr – entnehmbar – entnehmbar – starr – entnehmbar – entnehmbar – starr
und so weiter.
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Im
eingebauten Zustand sind die entnehmbaren Strukturplatten der zweiten
Gruppe bevorzugt mit den beiden Grundplatten lösbar verbunden. Die lösbare Verbindung
der entnehmbaren Strukturplatten der zweiten Gruppe mit den beiden
Grundplatten erfolgt in vorteilhafter Weise mittels bekannten Nutverbindungen,
wobei die Nuten der Nutverbindungen bevorzugt in den beiden Grundplatten
ausgebildet sind. Damit ein Herausfallen der entsprechenden Strukturplatte
der zweiten Gruppe wirksam verhindert wird, sind die lösbaren Verbindungen
bevorzugt mit mindestens einem jeweiligen Sicherungsmechanismus
versehen. Hierbei kann der einzelne Sicherungsmechanismus zumindest
eine lösbare
Verbindung, insbesondere eine Stift- oder Schraubverbindung, umfassen.
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Weiterhin
kann die einzelne Strukturplatte auch zwei vorzugsweise beabstandete
Strukturteilplatten umfassen, wobei die jeweilige turbulenzerzeugende
gewellte Oberflächenstruktur
von der mindestens einen Faserstoffsuspension berührt ist.
Die abgeneigten Oberflächen
können
eben ausgebildet sein.
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In
idealer Weise ist eine Zuordnung der Zuführleitungen zu den Kanälen im Verhältnis von
1:1 vorgesehen. Dabei können
die Kanäle
der ersten Führungseinrichtung
eine Teilung aufweisen, die gleich, annähernd gleich oder verschieden
ist.
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Die
oberseitige, unterseitige, mittige oder annähernd mittige Mündung der
Zuführleitungen
in die Kanäle
der ersten Führungseinrichtung
erbringt unter anderem ein Höchstmaß an Flexibilität hinsichtlich der
Teilungen unterschiedlicher Bau- und Funktionsgruppen. Allen diesen
Möglichkeiten
ist zudem gemeinsam, dass sie die Zuführung des wenigstens einen
Fluids optimal bewerkstelligen, eine homogene Mischung desselben
mit der mindestens einen Faserstoffsuspension noch zulassen und
eine Nachrüstung
in ein bestehendes System mit geringem technischen Aufwand ermöglichen.
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Die
zweite Führungseinrichtung
ist bevorzugt als ein Turbulenzerzeuger ausgebildet, der vorzugsweise
einen Turbulenzeinsatz mit einer Vielzahl von Turbulenzkanälen aufweist,
die insbesondere durch Turbulenzrohre gebildet sind. Eine derartige Ausbildung
der zweiten Führungseinrichtungen
ist aus dem Stand der Technik wohl bekannt und eignet sich insbesondere
für die
vorliegenden Ausgestaltungen.
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Die
erfindungsgemäße Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- und/oder Kartonbahn,
zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit einem erfindungsgemäßen Stoffauflauf versehen
ist.
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Beispiel
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Es
zeigen
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1 eine
schematische und geschnittene Darstellung eines Stoffauflaufs für eine Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn;
-
2 eine
Detailansicht der ersten Führungseinrichtung
samt angrenzenden Baugruppen des Stoffauflaufs der 1;
-
3 eine
weitere Detailansicht der ersten Führungseinrichtung samt angrenzenden
Baugruppen des Stoffauflaufs der 1;
-
4 eine
bereichsweise Draufsicht auf die erste Führungseinrichtung des Stoffauflaufs
der 3; und
-
5 eine
bereichsweise Draufsicht auf eine weitere erste Führungseinrichtung
eines Stoffauflaufs.
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Die 1 zeigt
eine schematische und geschnittene Darstellung eines Stoffauflaufs 1 für eine Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Bei der Faserstoffbahn kann
es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln.
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Der
Stoffauflauf 1 weist eine Verteileinrichtung 2 zum
Verteilen einer Faserstoffsuspension 3 über die Maschinenbreite B (Pfeil)
hinweg auf, der eine erste, eine Vielzahl von Kanälen 4.1 aufweisende
Führungseinrichtung 4 in
Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) nachgeordnet ist. Die Verteileinrichtung 2 ist
in der Ausführung
gemäß 1 ein
Querverteilrohr 5, in weiterer nicht dargestellter Ausgestaltung
kann sie jedoch auch als ein bekannter Rundverteiler mit einer Vielzahl
an Schläuchen
ausgebildet sein.
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Der
ersten Führungseinrichtung 4 ist
in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) eine zweite, eine Vielzahl von
Kanälen 6.1 aufweisende
Führungseinrichtung 6 nachgeordnet.
Diese zweite Führungseinrichtung 6 ist
als ein bekannter Turbulenzerzeuger 7 ausgebildet, der
einen Turbulenzeinsatz 8 mit einer Vielzahl von Turbulenzkanälen 6.1 aufweist,
die insbesondere durch Turbulenzrohre 9 gebildet sind.
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Zwischen
den beiden Führungseinrichtungen 4, 6 liegt
eine Zwischenkammer 10, die in der dargestellten Ausführung als
maschinenbreite Zwischenkammer 10 ausgebildet ist. In weiterer,
jedoch nicht explizit dargestellter Ausführung kann sie auch zumindest
streckenweise von sich in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) erstreckenden
Trennwänden
unterteilt sein.
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An
die zweite Führungseinrichtung 6 schließt sich
in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) eine Stoffauflaufdüse 11 an,
die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl 13 liefernden
Austrittsspalt 12 versehen ist. In der Stoffauflaufdüse 11 des
Stoffauflaufs 1 können
optional, wie in der 1 dargestellt, mehrere Lamellen 14 angeordnet
sein. Die Lamellen 14 sind bevorzugt zwischen jeder Zeile
von Turbulenzkanälen 6.1 vorzugsweise
gelenkig angebracht und weisen unterschiedliche Lamellenlängen auf,
so dass sie innerhalb der Stoffauflaufdüse 11 (1), im
Bereich des Austrittsspalts 12 oder außerhalb der Stoffauflaufdüse 11 enden können.
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Der
Stoffauflauf 1 weist nun mehrere über die Maschinenbreite B (Pfeil)
hinweg verteilte Zuführleitungen 15 für eine geregelte
Zumischung wenigstens eines Fluids 16 auf. Die Zuführleitungen 15 für das zuzumischende
Fluid 16 münden
in der dargestellten Ausführung
oberseitig in die erste, eine Vielzahl von Kanälen 4.1 aufweisende
Führungseinrichtung 4.
In weiteren Ausführungen
können
die Zuführleitungen 15 auch
oberseitig und unterseitig, nur unterseitig und/oder mittig oder
annähernd
mittig in die Kanäle 4.1 der
ersten Führungseinrichtung 4 münden. Ferner
münden
die Zuführleitungen 15 vorzugsweise
in den stromaufwärtigen
Bereich der ersten Führungseinrichtung 4.
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Die
einzelnen Zuführleitungen 15 sind
jeweils mit einem regelbaren Ventil 17 versehen, so dass
die Zuführung
des in Fluidteilströmen
zugemischten Fluids 16 in dem Fachmann bekannter Weise
geregelt werden kann. Die Fluidteilströme weisen in Bezug auf die
mindestens eine Faserstoffsuspension 3 eine unterschiedliche
Konsistenz auf.
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Die 2 zeigt
eine Detailansicht der ersten Führungseinrichtung 4 samt
angrenzenden Baugruppen 2, 10 des Stoffauflaufs 1 der 1 während des Betriebs.
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Die
Kanäle 4.1 der
ersten Führungseinrichtung 4 sind
aus zwei beabstandeten und maschinenbreiten Grundplatten, der unteren
Grundplatte 18 und der oberen Grundpatte 19, und
aus einer Vielzahl von über
die Maschinenbreite B (Pfeil) hinweg beabstandeten und vorzugsweise
orthogonal zu den Grundplatten 18, 19 ausgerichteten
Strukturplatten 20 gebildet. Die Kanäle 4.1 erstrecken
sich höhenmäßig also
zwischen der unteren Grundplatte 18 und der oberen Grundplatte 19.
Die Strukturplatten 20 sind in ihrer Arbeitsposition A
in einer sich über
die Maschinenbreite B (Pfeil) hinweg erstreckenden Reihe R (Pfeil)
angeordnet und weisen jeweils eine von der mindestens einen Faserstoffsuspension 3 berührte turbulenzerzeugende
gewellte Oberflächenstruktur 21 auf,
deren Wellen 22 unter einem Winkel alpha von kleiner 90° zur Strömungsrichtung
S (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 3 verlaufen. Die
Strömungsrichtung
S (Pfeil) ist in diesem Bereich des Stoffauflaufs 1 gleich
der Maschinenlaufrichtung L (Pfeil).
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Die
einen jeweiligen Kanal 4.1 der ersten Führungseinrichtung 4 bildenden
Strukturplatten 20 weisen in idealer Weise einen unterschiedlichen,
vorzugsweise einen gegensinnigen Verlauf auf. Die Wellen 22 der
im jeweiligen Kanal 4.1 gegenüberliegenden Strukturplatten 20 sind
also unterschiedlich, vorzugsweise orthogonal zueinander ausgerichtet.
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Die
Gesamtheit der Strukturplatten 20 ist prinzipiell in zwei
Gruppen G1, G2 unterteilt. Die erste Gruppe G1 der Strukturplatten 20 ist
starr zwischen den beiden Grundplatten 18, 19 angeordnet und
dient somit als Zuganker für
die erste Führungseinheit 4.
Die starre Anordnung kann beispielsweise mittels Schweißung und/oder
Verschraubung erfolgen (3). Hingegen ist die zweite
Gruppe G2 der Strukturplatten 20 entnehmbar zwischen den
beiden Grundplatten 18, 19 angeordnet, sie sind
also mittels Nutverbindungen 23 mit den beiden Grundplatten 18, 19 lösbar verbunden.
Die Nuten 24 der Nutverbindungen 23 sind dabei
in den beiden Grundplatten 18, 19 entsprechend
ausgebildet. Die lösbaren
Verbindungen 23 sind mit mindestens einem jeweiligen Sicherungsmechanismus 25,
der ein Herausfallen der entsprechenden Strukturplatte 20 verhindert,
versehen. Der einzelne Sicherungsmechanismus 25 umfasst
zumindest eine lösbare
Verbindung 26, insbesondere eine Stift- oder Schraubverbindung.
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Es
ist vorgesehen, dass die Strukturplatten 20 der jeweiligen
Gruppe G1, G2 in einer bestimmten Reihenfolge über die Maschinenbreite B (Pfeil)
hinweg angeordnet sind. So ist in der vorliegenden Ausführung die
Reihenfolge starr – entnehmbar – starr – entnehmbar – starr
und so weiter realisiert (4).
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Die 3 zeigt
eine weitere Detailansicht der ersten Führungseinrichtung 4 samt
angrenzenden Baugruppen 2, 10 des Stoffauflaufs 1 der 1 im
geöffneten
Zustand, also außerhalb
des Betriebs, beispielsweise während
Reinigungs- oder Wartungsarbeiten.
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Im
geöffneten
Zustand des Stoffauflaufs 1 ist die Verteileinrichtung 2 von
der ersten Führungseinrichtung 4 entlang
dem erfolgt in günstiger
Weise entlang dem Bewegungsdoppelpfeil P2. Nach der vollständigen Herausnahme
der Strukturplatten 20 der Gruppe G2 ist eine verbesserte
Zugänglichkeit
zu den inneren Bereichen des Stoffauflaufs 1 gegeben.
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Die 4 zeigt
eine bereichsweise Draufsicht auf die erste Führungseinrichtung 4 des
Stoffauflaufs 1 der 3.
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Es
ist klar erkennbar, dass die Strukturplatten 20 der jeweiligen
Gruppe G1, G2 in einer bestimmten Reihenfolge über die Maschinenbreite B (Pfeil)
hinweg angeordnet sind. So ist in der vorliegenden Ausführung die
Reihenfolge starr – entnehmbar – starr – entnehmbar – starr
und so weiter realisiert. Für
die entnehmbar angeordneten Strukturplatten 20 der Gruppe
G2 sind die Bewegungsdoppelpfeile P2 angegeben.
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Weiterhin
sind die in der unteren Grundplatte 18 angebrachten Nuten 24 der
Nutverbindungen 23 ersichtlich. Die Nuten 24 dienen
gleichermaßen
zur Lokalisierung als auch zur Befestigung der entnehmbaren Strukturplatten 20.
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Die
Kanäle 4.1 der
ersten Führungseinrichtung 4 weisen
in der vorliegenden Ausführung
eine Teilung T auf. In alternativer Ausführung können sie zumindest bereichsweise
auch eine gleiche, annähernd
gleiche oder verschiedene Teilung aufweisen.
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Die 5 zeigt
eine bereichsweise Draufsicht auf eine weitere erste Führungseinrichtung 4 eines
Stoffauflaufs 1 im geöffneten
Zustand, also außerhalb
des Betriebs, beispielsweise während
Reinigungs- oder Wartungsarbeiten.
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Hierbei
umfasst die einzelne Strukturplatte 20 der ersten Führungseinheit 4 zwei
Strukturteilplatten 20.1, 20.2, wobei die jeweilige
turbulenzerzeugende gewellte Oberflächenstruktur 21.2, 21.2 von der
mindestens einen Faserstoffsuspension 3 berührt ist.
Die beiden Strukturteilplatten 20.1, 20.2 sind
zueinander beabstandet angeordnet, sie können jedoch sich auch direkt
berührend
angeordnet sein.
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Zusammenfassend
ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der
eingangs genannten Art geschaffen wird, der die eingangs genannten
Nachteile des Stands der Technik nicht mehr aufweist. Insbesondere
weist er eine reduzierte und konstante Wirkantwortbreite auf, er
bewirkt eine gute Durchmischung der einzelnen Teilmischströme insbesondere
in ihrer z-Richtung und er gewährleistet eine
jeweilige Konstanz des Volumenteilstroms unabhängig vom zugegebenen Fluidteilstrom.
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- 1
- Stoffauflauf
- 2
- Verteileinrichtung
- 3
- Faserstoffsuspension
- 4
- Erste
Führungseinrichtung
- 4.1
- Kanal
- 5
- Querverteilrohr
- 6
- Zweite
Führungseinrichtung
- 6.1
- Kanal
- 7
- Turbulenzerzeuger
- 8
- Turbulenzeinsatz
- 9
- Turbulenzrohr
- 10
- Zwischenkammer
- 11
- Stoffauflaufdüse
- 12
- Austrittsspalt
- 13
- Faserstoffsuspensionsstrahl
- 14
- Lamelle
- 15
- Zuführleitung
- 16
- Fluid
- 17
- Ventil
- 18
- Untere
Grundplatte
- 19
- Obere
Grundplatte
- 20
- Strukturplatte
- 20.1
- Strukturteilplatte
- 20.2
- Strukturteilplatte
- 21
- Oberflächenstruktur
- 21.1
- Oberflächenstruktur
- 21.2
- Oberflächenstruktur
- 22
- Welle
- 23
- Nutverbindung
- 24
- Nut
- 25
- Sicherungsmechanismus
- 26
- Lösbare Verbindung
- 27
- Lösbare Verbindung
- 28
- Flansch
- B
- Maschinenbreite
(Pfeil)
- G1
- Erste
Gruppe
- G2
- Zweite
Gruppe
- L
- Maschinenlaufrichtung
(Pfeil)
- P1
- Bewegungsdoppelpfeil
- P2
- Bewegungsdoppelpfeil
- R
- Reihe
(Pfeil)
- S
- Strömungsrichtung
(Pfeil)
- T
- Teilung
- alpha
- Winkel