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Die
Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder
Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, mit einer
die wenigstens eine Faserstoffsuspension zuführenden Zuführvorrichtung,
mit einer sich stromabwärts anschließenden und
eine Vielzahl von in Zeilen und in Spalten angeordneten Kanälen
aufweisenden Verteilrohrlochplatte, mit einem stromabwärts
dazu liegenden, sich über die Breite des Stoffauflaufs
erstreckenden Zwischenkanal mit mehreren in Breitenrichtung des
Stoffauflaufs zueinander beabstandeten Mitteln zur vorzugsweise
regelsteuerbaren Zudosierung von einem Fluid in Fluidteilströmen
in die wenigstens eine Faserstoffsuspension, wobei das einzelne
Mittel jeweils mehrere eine jeweilige Zudosierkanalöffnung
und Öffnungsmittellinie aufweisende, in unterschiedlichen
Höhen mündende und mit einem gemeinsamen Versorgungskanal
verbundene Zudosierkanäle umfasst, mit einem stromabwärts
angeordneten Turbulenzerzeugungsmittel mit einer Vielzahl von in
Zeilen und in Spalten angeordneten Strömungskanälen,
und mit einer sich dem Turbulenzerzeugungsmittel unmittelbar anschließenden
und einen Düsenspalt aufweisenden Stoffauflaufdüse.
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Die
deutsche Offenlegungsschrift
DE 44 16 898 A1 zeigt einen Stoffauflauf
für eine Papiermaschine mit einer Zuführungseinrichtung
für die Stoffsuspension, mit einer eine Vielzahl von Kanälen
aufweisenden Führungseinrichtung, einer stromaufwärts
zu einer Führungseinrichtung liegenden Mischkammer mit
mehreren quer über den Stoffauflauf verteilten Zuführungseinrichtungen
für ein sich in seinen Eigenschaften von der Stoffsuspension
unterscheidendes zuzumischendes Fluid und mit einem sich der Führungseinrichtung
anschließenden, einen Austrittsspalt für die Stoffsuspension
bildenden Düsenraum. Die Zuführungseinrichtungen
für das zuzumischende Fluid erstrecken sich in der Mischkammer im
Wesentlichen senkrecht und weisen mehrere übereinander
liegende Zumischöffnungen auf.
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Und
die deutsche Offenlegungsschrift
DE 44 16 899 A1 zeigt einen Stoffauflauf
für eine Papiermaschine mit einer Zuführungseinrichtung
für die Stoffsuspension, einer ersten eine Vielzahl von
Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung, einer
zweiten eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung,
einer dazwischen liegenden Mischkammer, einem sich anschließenden,
einen Austrittsspalt für die Stoffsuspension bildenden
Düsenraum und mehreren quer über den Stoffauflauf
verteilten Zuführungsleitungen für das zuzumischende
Fluid, wobei die überwiegende Anzahl der Kanäle
der Führungseinrichtungen so positioniert und dimensioniert
sind, dass die Austrittsöffnung aus der stromaufwärtigen Führungseinrichtung
nicht mit einer Einmündung in die stromabwärts
liegende Führungseinrichtung fluchtet. Die Zuführungsleitungen
für das zuzumischende Fluid weisen Zumischöffnungen
auf, die zum überwiegenden Teil jeweils mit einer Einmündung
in die stromabwärts liegende Führungseinrichtung
fluchten.
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Weiterhin
zeigt die deutsche Offenlegungsschrift
DE 44 16 909 A1 einen Stoffauflauf
für eine Papiermaschine mit einer Zuführungseinrichtung
für die Stoffsuspension, einer sich stromabwärts
anschließenden mit einer Vielzahl von Kanälen
versehene Führungseinrichtung, einer stromabwärts
dazu liegenden, sich über die Breite des Stoffauflaufes
erstreckenden Mischkammer mit mehreren quer über den Stoffauflauf
verteilten, sich im wesentlichen in Strömungsrichtung erstreckenden
Trennwänden sowie quer über den Stoffauflauf verteilten
Zuführungseinrichtungen für ein zuzumischendes
Fluid mit Zumischöffnungen, stromabwärts einer
weiteren, eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung
und einem sich dieser anschließenden, einen Austrittsspalt
für die Stoffsuspension bildenden Düsenraum. Die
Zuführungseinrichtungen für das zuzumischende
Fluid erstrecken sich in die Mischkammer hinein und der durch die
Trennwände gebildete Sektionalbereich in der Mischkammer
beginnt im Bereich der Zumischöffnungen, von wo er sich
im wesentlichen in Strömungsrichtung bis zur zweiten Führungseinrichtung
hin erstreckt.
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Die
in diesen drei Dokumenten gezeigten Stoffaufläufe weisen
aufgrund ihrer Betriebsbedingungen möglicherweise instabile
Betriebsverhältnisse auf, die speziell in den Eigenschaften
der herzustellenden Faserstoffbahnen ihren Niederschlag finden.
Die negativ beeinflussten Eigenschaften können insbesondere
das Flächengewicht und die Faserorientierung in der herzustellenden
Faserstoffbahn sein. Außerdem kann der Verbrauch an Chemikalien, insbesondere
Retentionsmittel hoch sein. Auch wird der Druckbedarf eines Stoffauflaufs
für den Fachmann in bekannter Weise zur Fluidisierung der
wenigstens einen Faserstoffsuspension, zur Vergleichmäßigung
und Ausrichtung der Strömung und zur Beschleunigung der
wenigstens einen Faserstoffsuspension in der Stoffauflaufdüse
verwendet. Die zur Vergleichmäßigung bzw. Ausrichtung
und Fluidisierung benötigten Drücke sind Verluste.
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Es
ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs
genannten Art derart zu verbessern, dass die zuvor erwähnten
Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise vollständig
beseitigt werden. Dabei soll der Druckverlust zur vorzugsweise möglichst
gleichmäßigen Verteilung der Faserstoffsuspension
möglichst gering und optimal verteilt sein. Auch soll der
Energieverbrauch des Stoffauflaufs merklich reduziert, die Stabilität
des Faserorientierungs(quer)profils verbessert und der Verbrauch
an Chemikalien, insbesondere Retentionsmittel reduziert werden.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass er aufgrund seiner Ausgestaltung einen Systemdruckverlust
aufweist, der sich im Wesentlichen aus einem ersten Druckverlust
zwischen der Zuführvorrichtung und dem Zwischenkanal und einem
zweiten Druckverlust in dem Turbulenzerzeugungsmittel zusammensetzt,
wobei der zweite Druckverlust und der erste Druckverlust in einem
Verhältnis in einem Bereich von 8:1 bis 1:1, vorzugsweise
von 4:1 bis 1:1, insbesondere von 2:1 bis 1:1, liegen.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise
vollkommen gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stoffauflaufs
der eingangs genannten Art erbringt eine weitestgehende, vorzugsweise
vollständige Vermeidung der zuvor erwähnten Nachteile
des Stands der Technik und eine wesentlich verbesserte Erfüllung
der insbesondere technologischen Anforderungen. So ist insbesondere
der Druckverlust zur Verteilung der Faserstoffsuspension möglichst
gering und optimal verteilt, so dass die fortwährende Herstellung einer
qualitativ hochwertigen Faserstoffbahn ermöglicht wird.
Zudem wird auch der Energieverbrauch des Stoffauflaufs merklich
reduziert und eine gute bis sehr gute Funktionserfüllung
des Stoffauflaufs mit dem beschriebenen Dosiersystem ist selbst
bei einer gegebenenfalls größeren Änderung
der Betriebsbedingungen noch ausreichend sichergestellt. Und die Stabilität
des Faserorientierungs(quer)profils wird verbessert und der Verbrauch
an Chemikalien, insbesondere Retentionsmittel wird reduziert.
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Auch
kann in der Stoffauflaufdüse des erfindungsgemäßen
Stoffauflaufs wenigstens ein, dem Fachmann wohl bekanntes Trennelement,
insbesondere eine Lamelle angeordnet sein. Sollten mehrere Trennelemente,
insbesondere Lamellen in der Stoffauflaufdüse des erfindungsgemäßen
Stoffauflaufs angeordnet sein, so können sie unterschiedliche Längen
und gegebenenfalls auch unterschiedliche Eigenschaften, wie Oberflächenkonturen
und dergleichen, aufweisen.
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Der
zweite Druckverlust in dem Zwischenkanal liegt bevorzugt in einem
Bereich von 0,1 bis 1,5 bar, vorzugsweise von 0,2 bis 1,0 bar, insbesondere von
0,3 bis 0,5 bar.
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In
einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zuführvorrichtung
ein an die Verteilrohrlochplatte angebrachtes Querverteilrohr und
die Verteilrohrlochplatte ist mit hydraulischen Elementen zur Druckrückgewinnung,
wie beispielsweise Diffusoren, Stufendiffusoren oder ähnlichem,
versehen. Diese Strömungsführung erlaubt eine
störungs- und verstopfungsfreie Einströmung der
Verteilrohrlochplatte im Verteilrohr bei einer Geschwindigkeit im
Bereich von 4 bis 16 m/s. Diese Strömungsenergie wird durch
die Diffusoren in der Verteilrohrlochplatte wieder in Druck umgewandelt.
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In
einer alternativen Ausführungsform umfasst die Zuführvorrichtung
einen eine Vielzahl von Schläuchen aufweisenden Zentralverteiler,
dessen Schläuche mit den Kanälen der Verteilrohrlochplatte verbunden
sind, und die Vielzahl von Schläuchen ist mit hydraulischen
Elementen zur Druckrückgewinnung, wie beispielsweise Diffusoren,
Stufendiffusoren oder ähnlichem, versehen. Bei dieser Zulaufausführung
kann das System für kleine Strömungsgeschwindigkeiten
unter 10 m/s in den Schläuchen ausgelegt werden.
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Auch
kann die wenigstens eine der Zuführvorrichtung zugeführte
Faserstoffsuspension ausschließlich den sich stromabwärts
anschließenden Kanälen der Verteilrohrlochplatte
zugeführt sein. Damit kann ein Stoffauflauf ohne eine Rezirkulation
der Faserstoffsuspension realisiert werden und die Menge an Faserstoffsuspension
am Rand variiert in einem wesentlichen Maße weniger stark.
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Und
der Auftreffpunkt der Öffnungsmittellinie der einzelnen
Zudosieröffnung auf das Turbulenzerzeugungsmittel kann
annähernd mittig, vorzugsweise mittig zwischen den beiden
Spaltenebenen zweier benachbarter Strömungskanäle
liegen. Mit dieser Ausführungsform kann die Durchsatzkonstanz
an Fluid in Brei tenrichtung des Stoffauflaufs in dem Turbulenzerzeugungsmittel
unabhängig von der in Breitenrichtung des Stoffauflaufs
unterschiedlich dosierbaren Menge an Faserstoffsuspension gemacht
werden.
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Ferner
weist die Zudosierkanalöffnung des Mittels zur vorzugsweise
regelsteuerbaren Zudosierung des Fluids in Fluidteilströmen
in die wenigstens eine Faserstoffsuspension zu dem Turbulenzerzeugungsmittel
bevorzugt einen senkrechten Abstand im Bereich von 1 bis 100 mm,
vorzugsweise von 3 bis 50 mm, insbesondere von 5 bis 30 mm, auf.
Diese Abstandsbereiche gewährleisten auch bei unterschiedlichen
Betriebsparametern die notwendige Vermischungsqualität
des Fluids mit der Faserstoffsuspension, so dass beste Voraussetzungen
für die Herstellung einer Faserstoffbahn mit guten bis
sehr guten Qualitätsmerkmalen gegeben sind.
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Das
jeweilige Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung
des Fluids in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension umfasst
bevorzugt ein Dosierschwert, wie es in der deutschen Patentanmeldung
(Anmelder-Aktenzeichen: HPA14265 DE und Anmelder-Arbeitstitel: „MJ II-DoS-TE-Geometrie”)
mit gleichem Anmeldetag wie die vorliegende Patentanmeldung beschrieben
und gezeigt ist. Der diesbezügliche Offenbarungsgehalt wird
hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.
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Das
Fluid besteht vorzugsweise aus Wasser, insbesondere Klarwasser,
oder aus einer Faserstoffsuspension, insbesondere Siebwasser, deren
Konzentration sich von der durchschnittlichen Konzentration der
mindestens einen Faserstoffsuspension in dem Stoffauflauf unterscheidet.
Diese Fluidarten haben sich in ähnlichen Anwendungen bereits
bestens bewährt.
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Der
erfindungsgemäße Stoffauflauf eignet sich in hervorragender
Weise zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere
Papier- oder Kartonbahn. Die in der Maschine mit wenigstens einem
erfin dungsgemäßen Stoffauflauf hergestellte Faserstoffbahn
weist durchwegs hervorragende Eigenschaften auf, da unter anderem
die Regelung sowohl ihres Faserorientierungsquerprofils als auch
ihres Flächengewichtsquerprofils möglich ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Es
zeigen
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1 eine
vertikale und schematische Längsschnittdarstellung einer
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform
eines Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer
Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension;
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2 eine
vertikale und schematische Längsschnittdarstellung einer
zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform
eines Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer
Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension;
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3 eine
vertikale und schematische Längsschnittdarstellung einer
Verteilrohrlochplatte des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs
für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
aus wenigstens einer Faserstoffsuspension mit unterschiedlichen
Kanalquerschnitten; und
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4 eine
schematische Detaildarstellung des Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren
Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen.
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Die 1 zeigt
eine vertikale und schematische Längsschnittdarstellung
eines Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung
einer Faserstoffbahn 3 aus einer Faserstoffsuspension 2 (Pfeil).
Der dargestellte Stoffauflauf 1 kann selbstverständlich auch
als ein Mehrschichtenstoffauflauf ausgebildet sein, der zumindest
zwei unterschiedliche Faserstoffsuspensionen zur Herstellung der
Faserstoffbahn 3 verwendet. Die Faserstoffbahn 3 kann
dabei insbesondere eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn sein.
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Der
Stoffauflauf 1 weist eine die eine Faserstoffsuspension 2 (Pfeil)
zuführende Zuführvorrichtung 4 in Ausgestaltung
eines dem Fachmann bekannten Querverteilrohrs 5.1 auf.
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Der
Zuführvorrichtung 4 schließt sich stromabwärts
eine Verteilrohrlochplatte 6 an, die eine Vielzahl von
in Zeilen Z und in Spalten S angeordneten Kanälen 7 aufweist.
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Wiederum
stromabwärts zur Verteilrohrlochplatte 6 schließt
sich ein über die Breite B (Pfeil) des Stoffauflaufs 1 erstreckender
Zwischenkanal 8 an, der mit mehreren in Breitenrichtung
des Stoffauflaufs 1 zueinander beabstandeten Mitteln 9 zur
vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid 10 (Pfeil)
in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile) in die Faserstoffsuspension 2 (Pfeil)
versehen ist. Das einzelne Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung
umfasst jeweils mehrere eine jeweilige Zudosierkanalöffnung 11.O aufweisende,
in unterschiedlichen Höhen mündende und mit einem
gemeinsamen Versorgungskanal 12 verbundene Zudosierkanäle 11 (vgl. 4).
Das einzelne Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren
Zudosierung ist als ein Dosierschwert 9.1 ausgebildet.
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Dem
Zwischenkanal 8 stromabwärts nachgeordnet ist
ein Turbulenzerzeugungsmittel 13 mit einer Vielzahl von
in Zeilen Z und in Spalten S angeordneten Strömungskanälen 14.
Während des Betriebs des Stoffauflaufs 1 wird
die Faserstoffsuspension 2 (Pfeil) in dem Turbulenzerzeugungsmittel 13 in
Faserstoffsuspensionsteilströme aufgeteilt und nach dem
Austritt aus dem Turbulenzerzeugungsmittel in einer maschinenbreiten
Kammer 15 in Ausgestaltung einer einen Düsenspalt 17 aufweisenden
Stoffauflaufdüse 16 wieder zusammengeführt,
um die Bildung einer maschinenbreiten Faserstoffbahn 3 zu
ermöglichen. Die Strömungskanäle 14 sind
in bekannter Weise vorzugsweise als dünnwandige Turbulenzrohre
und/oder Turbulenzrohrinserts mit zumindest streckenweise konstanten,
zumindest streckenweise divergierenden, zumindest streckenweise
konvergierenden und/oder sprunghaften Querschnittsflächen ausgebildet.
Auch kann in der Stoffauflaufdüse 16 wenigstens
ein, dem Fachmann wohl bekanntes und nicht explizit dargestelltes
Trennelemente, insbesondere eine Lamelle angeordnet sein. Sollten
mehrere Trennelemente, insbesondere Lamellen in der Stoffauflaufdüse 16 angeordnet
sein, so können sie unterschiedliche Längen und
gegebenenfalls auch unterschiedliche Eigenschaften, wie Oberflächenkonturen und
dergleichen, aufweisen.
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Die
Stoffauflaufdüse 16 kann auslaufseitig zumindest
einseitig mit einer gestrichelt angedeuteten Blende 18 versehen
sein.
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Der
Stoffauflauf 1 weist aufgrund seiner Ausgestaltung einen
Systemdruckverlust auf, der sich im Wesentlichen aus einem ersten
Druckverlust Δp1 zwischen der Zuführvorrichtung 4 und
dem Zwischenkanal 8 und einem zweiten Druckverlust Δp2
in dem Turbulenzerzeugungsmittel 13 zusammensetzt, wobei
der zweite Druckverlust Δp2 und der erste Druckverlust Δp1
in einem Verhältnis in einem Bereich von 8:1 bis 1:1, vorzugsweise
von 4:1 bis 1:1, insbesondere von 2:1 bis 1:1, liegen. Der zweite Druckverlust Δp2
in dem Turbulenzerzeugungsmittel 13 liegt in einem Bereich
von 0,1 bis 1,5 bar, vorzugsweise von 0,2 bis 1,0 bar, insbesondere
von 0,3 bis 0,5 bar.
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Die
Verteilrohrlochplatte 6 ist mit hydraulischen Elementen 19 zur
Druckrückgewinnung, wie beispielsweise Diffusoren, Stufendiffusoren
oder ähnlichem, versehen (vgl. 3).
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Weiterhin
ist die der Zuführvorrichtung 4 zugeführte
Faserstoffsuspension 2 ausschließlich den sich
stromabwärts anschließenden Kanälen 7 der Verteilrohrlochplatte 6 zugeführt.
Der Stoffauflauf 1 weist somit keine Rezirkulation für
die ihm mittels der Zuführvorrichtung 4 zugeführte
Faserstoffsuspension 2 auf.
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Und
der Auftreffpunkt P der Öffnungsmittellinie 11.M der
einzelnen Zudosieröffnung 11.O des Zudosierkanals 11 auf
das Turbulenzerzeugungsmittel 13 liegt annähernd
mittig, vorzugsweise mittig zwischen den beiden Spaltenebenen zweier
benachbarter Strömungskanäle 14 des Turbulenzerzeugungsmittels 13.
Die in unterschiedlicher Höhe mündenden Zudosierkanäle 11 des
als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur
vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung sind in gleichen Abständen
a angeordnet und der jeweils mit dem gemeinsamen Versorgungskanal 12 verbundene
Zudosierkanal 11 des Mittels 9 zur vorzugsweise
regel-/steuerbaren Zudosierung weist eine kreisrunde Querschnittfläche 11.Q mit
einem Durchmesser 11.D von 2 bis 10 mm, vorzugsweise von
4 bis 6 mm, auf. Der gemeinsame Versorgungskanal 12 des
Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung
hingegen weist eine kreisrunde Querschnittfläche 12.Q mit
einem Durchmesser 12.D von 6 bis 20 mm, vorzugsweise von
10 bis 15 mm, auf (vgl. 4).
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Das
als Dosierschwert 9.1 ausgebildete Mittel 9 zur
vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung weist eine Länge 9.L im
Bereich von 60 bis 350 mm, vorzugsweise von 100 bis 250 mm, und
in Abhängigkeit von der Höhe der Zwischenkammer
des Stoffauflaufs 1 eine Höhe 9.H im
Bereich von 50 bis 300 mm, vorzugsweise von 75 bis 250 mm, auf.
Die Mittel 9 zur vorzugsweise regelsteuerbaren Zudosierung
weisen eine vorzugsweise gleiche Teilung T in Breitenrichtung des
Stoffauflaufs 1 im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise
von 25, 33, 50 oder 66 mm, auf.
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Das
Dosierschwert 9.1 ist in der deutschen Patentanmeldung
(Anmelder-Aktenzeichen: HPA14265 DE und Anmelder-Arbeitstitel: „MJ II-DOS-TE-Geometrie”)
mit gleichem Anmeldetag wie die vorliegende Patentanmeldung beschrieben und
gezeigt. Der diesbezügliche Offenbarungsgehalt wird hiermit
zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.
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Überdies
weist die Zudosieröffnung 11.O des Mittels 9 zur
vorzugsweise regelsteuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 in
Fluidteilströmen 10.T (Pfeile) in die Faserstoffsuspension 2 zu
dem Turbulenzerzeugungsmittel 13 einen senkrechten Abstand A
im Bereich von 2 bis 100 mm, vorzugsweise von 3 bis 50 mm, insbesondere
von 5 bis 30 mm, auf (vgl. 4).
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Die 2 zeigt
eine vertikale und schematische Längsschnittdarstellung
einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform
eines Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung
einer Faserstoffbahn 3 aus wenigstens einer Faserstoffsuspension 2. Der
Grundaufbau dieses Stoffauflaufs 1 entspricht im Wesentlichen
dem Grundaufbau des in der 1 schematisch
dargestellten Stoffauflaufs 1, so dass auch auf diese Figurenbeschreibung
verwiesen wird.
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Die
Zuführvorrichtung 4 dieses Stoffauflaufs 1 umfasst
einen eine Vielzahl von Schläuchen 5.21 aufweisenden
Zentralverteiler 5.2, dessen Schläuche 5.21 mit
den in Zeilen Z und in Spalten S angeordneten Kanälen 7 der
Verteilrohrlochplatte 6 verbunden sind. Der dem Fachmann
bekannte Zentralverteiler 5.2 wird gemeinhin auch als Rundverteiler
bezeichnet.
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Die
Verteilrohrlochplatte 6 ist wiederum mit hydraulischen
Elementen 19 zur Druckrückgewinnung, wie beispielsweise
Diffusoren, Stufendiffusoren oder ähnlichem, versehen (vgl. 3)
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Und
auch dieser Stoffauflauf 1 weist aufgrund seiner Ausgestaltung
einen Systemdruckverlust auf, der sich im Wesentlichen aus einem
ersten Druckverlust Δp1 zwischen der Zuführvorrichtung 4 und
dem Zwischenkanal 8 und einem zweiten Druckverlust Δp2
in dem Turbulenzerzeugungsmittel wobei der zweite Druckverlust Δp2
und der erste Druckverlust Δp1 in einem Verhältnis
in einem Bereich von 8:1 bis 1:1, vorzugsweise von 4:1 bis 1:1,
insbesondere von 2:1 bis 1:1, liegen. Der zweite Druckverlust Δp2 in
dem Turbulenzerzeugungsmittel 13 liegt in einem Bereich
von 0,1 bis 1,5 bar, vorzugsweise von 0,2 bis 1,0 bar, insbesondere
von 0,3 bis 0,5 bar.
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Auch
kann in der Stoffauflaufdüse 16 wenigstens ein,
dem Fachmann wohl bekanntes und nicht explizit dargestelltes Trennelemente,
insbesondere eine Lamelle angeordnet sein. Sollten mehrere Trennelemente,
insbesondere Lamellen in der Stoffauflaufdüse 16 angeordnet
sein, so können sie unterschiedliche Längen und
gegebenenfalls auch unterschiedliche Eigenschaften, wie Oberflächenkonturen und
dergleichen, aufweisen.
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Die 3 zeigt
eine vertikale und schematische Längsschnittdarstellung
einer Verteilrohrlochplatte 6 des erfindungsgemäßen
Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung
einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension mit
fünf Kanälen 7 mit unterschiedlichen
Kanalquerschnitten 7.Q.
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Die
Verteilrohrlochplatte 6 weist fünf Zeilen Z1 bis
Z5 an Kanälen 7 und mehrere Spalten S an Kanälen 7 auf.
Alle Kanäle 7 weisen einen durchwegs runden Kanalquerschnitt 7.Q auf,
jedoch in verschiedenen Formen und Ausgestaltungen. Auch sind alle
Kanäle 7 eintrittsseitig mit einer jeweiligen
und dem Fachmann bekannten Einlauffase 20 versehen.
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Die
Kanäle 7 der beiden oberen Zeilen Z4, Z5 weisen
anfänglich einen konstanten Kanalquerschnitt 7.Q auf,
der letztlich eine stetige Erweiterung 21, insbesondere
einen Konus 21.1 mit einem Konuswinkel α von ≤ 30° erfährt.
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Die
Kanäle 7 der mittleren Zeile Z3 weisen anfänglich
wiederum einen konstanten Kanalquerschnitt 7.Q auf, der
letztlich zwei sprungartige Erweiterungen 22, insbesondere
Stufensprünge 22.1, 22.2 erfährt.
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Die
Kanäle 7 der beiden unteren Zeilen Z1, Z2 weisen
anfänglich erneut einen konstanten Kanalquerschnitt 7.Q auf,
der letztlich nur eine sprungartige Erweiterung 22, insbesondere
einen Stufensprung 22.1 erfährt.
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Jeder
einzelne Kanal 7 der Verteilrohrlochplatte 6 weist
also zumindest anfänglich einen runden Kanalquerschnitt 7.Q mit
einem Kanaldurchmesser 7.D auf und bildet dann auch ein
hydraulisches Element 19 zur Druckrückgewinnung
aufgrund wenigstens einer Erweiterung 21, 22 aus.
Der mittlere Kanaldurchmesser 7.DM des Kanals 7 der
Verteilrohrlochplatte 6 und die Länge 6.L der
Verteilrohrlochplatte 6 liegen in einem Verhältnis
von 1:2 bis 1:10, vorzugsweise von 1:3 bis 1:8, insbesondere von
1:4 bis 1:5.
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Die 4 zeigt
eine schematische Detaildarstellung des Mittels 9 zur vorzugsweise
regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 in Fluidteilströmen 10.T (Pfeil).
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Die
in unterschiedlicher Höhe mündenden Zudosierkanäle 11 des
Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung
sind in gleichen Abständen a angeordnet und der jeweils
mit dem gemeinsamen Versorgungskanal 12 verbundene Zudosierkanal 11 des
Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung
weist eine kreisrunde Querschnittfläche 11.Q mit
einem Durchmesser 11.D von 2 bis 10 mm, vorzugsweise von
4 bis 6 mm, auf. Der gemeinsame Versorgungskanal 12 des
Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung hingegen
weist eine kreisrunde Querschnittfläche 12.Q mit
einem Durchmesser 12.D von 6 bis 20 mm, vorzugsweise von
10 bis 15 mm, auf. Der Auftreffpunkt P der Öffnungsmittellinie 11.M der
einzelnen Zudosieröffnung 11.O des Zudosierkanals 11 auf
das Turbulenzerzeugungsmittel 13 liegt annähernd
mittig, vorzugsweise mittig zwischen den beiden Spaltenebenen zweier
benachbarter Strömungskanäle 14 des Turbulenzerzeugungsmittels 13.
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Und
das den jeweiligen Stoffauflauf 1 der 1 bis 4 durchströmende
Fluid 10 besteht zumindest aus Wasser, insbesondere Siebwasser
oder Klarwasser, oder aus wenigstens einer Faserstoffsuspension,
deren Konzentration sich von der durchschnittlichen Konzentration
der wenigstens einen in dem Stoffauflauf 1 strömenden
Faserstoffsuspension 2 unterscheidet.
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Der
jeweils in den Figuren dargestellte und beschriebene Stoffauflauf 1 eignet
sich in besonderem Maße zur Verwendung in einer Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn 3, insbesondere Papier-
oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension 2.
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Zusammenfassend
ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der
eingangs genannten Art derart verbessert wird, dass die zuvor erwähnten
Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise vollständig
beseitigt werden. Dabei wird der Druckverlust zur vorzugsweise möglichst
gleichmäßigen Verteilung der Faserstoffsuspension
möglichst gering und optimal verteilt. Auch wird der Energieverbrauch
des Stoffauflaufs merklich reduziert, die Stabilität des
Faserorientierungs(quer)profils verbessert und der Verbrauch an Chemikalien,
insbesondere Retentionsmittel reduziert.
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- 1
- Stoffauflauf
- 2
- Faserstoffsuspension
(Pfeil)
- 3
- Faserstoffbahn
- 4
- Zuführvorrichtung
- 5.1
- Querverteilrohr
- 5.2
- Zentralverteiler
- 5.21
- Schlauch
- 6
- Verteilrohrlochplatte
- 6.L
- Länge
- 7
- Kanal
- 7.DM
- Mittlerer
Kanaldurchmesser
- 7.Q
- Kanalquerschnitt
- 8
- Zwischenkanal
- 9
- Mittel
zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid
- 9.H
- Höhe
- 9.L
- Länge
- 10
- Fluid
(Pfeil)
- 10.T
- Fluidteilstrom
(Pfeil)
- 11
- Zudosierkanal
- 11.D
- Durchmesser
- 11.M
- Öffnungsmittellinie
- 11.O
- Zudosieröffnung
- 11.Q
- Querschnittfläche
- 12
- Versorgungskanal
- 12.D
- Durchmesser
- 12.Q
- Querschnittfläche
- 13
- Turbulenzerzeugungsmittel
- 14
- Strömungskanal
- 15
- Kammer
- 16
- Stoffauflaufdüse
- 17
- Düsenspalt
- 18
- Blende
- 19
- Hydraulisches
Element
- 20
- Einlauffase
- 21
- Stetige
Erweiterung
- 21.1
- Konus
- 22
- Sprungartige
Erweiterung
- 22.1
- Stufensprung
- 22.2
- Stufensprung
- A
- Abstand
- a
- Abstand
- B
- Breite
(Pfeil)
- P
- Auftreffpunkt
- T
- Teilung
- S
- Spalte
- Z
- Zeile
- Δp1
- Erster
Druckverlust
- Δp2
- Zweiter
Druckverlust
- α
- Konuswinkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4416898
A1 [0002, 0003]
- - DE 4416899 A1 [0002, 0004]
- - DE 4416909 A1 [0002, 0005]