DE102008054898A1

DE102008054898A1 - Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE102008054898A1
Application number: DE102008054898A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ruf; Markus Häußler; Konstantin Fenkl; Klaus Lehleiter
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-06-24
Also published as: EP2379799B1; US8221590B2; CN102216521B; CN102216521A; EP2379799A1; WO2010069649A1; US20110290441A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (3), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (2), mit einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) zuführende Zuführvorrichtung (4. 5), mit einer sich stromabwärts anschließenden und eine Vielzahl von in Zeilen (Z) und in Spalten (S) angeordneten Kanälen (7) aufweisenden Verteilrohrlochplatte (6), mit einem stromabwärts dazu liegenden, sich über die Breite (B) des Stoffauflaufs (1) erstreckenden Zwischenkanal (8) mit mehreren in Breitenrichtung des Stoffauflaufs (1) zueinander beabstandeten Mitteln (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2), wobei das einzelne Mittel (9; 9.1) jeweils mehrere eine jeweilige austrittsseitige Zudosierkanalöffnung (11.1) und Zudosierkanallänge (11.L) aufweisende, in unterschiedlichen Höhen mündende und mit einem gemeinsamen Versorgungskanal (12) verbundene Zudosierkanäle (11) umfasst, mit einem stromabwärts angeordneten Turbulenzerzeugungsmittel (13) mit einer Vielzahl von in Zeilen (Z) und in Spalten (S) angeordneten Strömungskanälen (14) und mit einer sich dem Turbulenzerzeugungsmittel (13) unmittelbar anschließenden und einen Düsenspalt (17) aufweisenden Stoffauflaufdüse (16). Der erfindungsgemäße Stoffauflauf (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zudosierkanallänge (11.L) des ...

Description

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 regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension, wobei das einzelne Mittel jeweils mehrere eine jeweilige austrittsseitige Zudosierkanalöffnung und Zudosierkanallänge 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.
Ein derartiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften DE 44 16 898 A1 , DE 44 16 899 A1 und DE 44 16 909 A1 bekannt.
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 strom aufwärts 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.
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.
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.
Die in diesen drei Dokumenten gezeigten Stoffaufläufe bilden Systeme, die die insbesondere technologischen Anforderungen an eine gute Vermischungsqualität von Faserstoffsuspension und Fluid, eine ausreichende Volumenstromkonstanz, eine geringe Wirkbreite und einen geringen Mappingversatz mehr oder weniger gut bzw. nur teilweise erfüllen können. Die Vermischungsqualität von Faserstoffsuspension und Fluid wird im Regelfall durch eine gute Vorverteilung der Medien in Höhenrichtung, durch eine große Turbulenzintensität in den Medien und durch eine lange Mischstrecke für die Medien positiv beeinflusst. Für die Volumenstromkonstanz wirken sich eine geringe Dynamik an der Dosierstelle und ein hoher Druckverlust nach der Dosierstelle günstig aus. Und für die gewünschte geringe Wirkbreite sind eine gerichtete und beruhigte Strömung vor der Dosierstelle, geringe Querströmungen an der Dosierstelle, nur ein kurzer, vorzugsweise kein Zwischenkanal nach der Dosierstelle, eine synchrone Teilung von Dosierstelle und Turbulenzerzeugungsmittel und eine gezielte und ortsstabile Eindosierung in das Turbulenzerzeugungsmittel von Wichtigkeit. Für die Anforderung Mappingversatz gelten im Grunde die gleichen Kriterien wie für die Anforderung Wirkbereite, jedoch kommen noch die Kriterien einer guten Volumenstromkonstanz und eines geringen Querausgleichs in der Stoffauflaufdüse hinzu.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise vollständig vermieden werden und dass die Erfüllung der insbesondere technologischen Anforderungen wesentlich verbessert wird. Weiterhin soll ein technisch einfaches und zuverlässiges Zudosiersystem angegeben werden, welches zudem noch kostengünstig und technisch einfach auszuführen ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Zudosierkanallänge des Zudosierkanals größer 1,5 • die austrittsseitige Zudosierkanalöffnung des Zudosierkanals ist und dass der Abstand der austrittsseitigen Zudosierkanalöffnung des Zudosierkanals zu dem Turbulenzerzeugungsmittel, insbesondere zu einer Einlaufplatte des Turbulenzerzeugungsmittels in einem Bereich von 0 bis 50 mm, vorzugsweise von 0 bis 30 mm, insbesondere von 10 bis 25 mm.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stoffauflaufs der eingangs genannten Art erbringt eine weitestgehende, vorzugsweise vollständige Vermeidung der Nachteile des Stands der Technik und eine wesentlich verbesserte Erfüllung der insbesondere technologischen Anforderungen. Zudem weist der erfindungsgemäße Stoffauflauf ein technisch einfaches und zuverlässiges Zudosiersystem auf, welches zudem noch kostengünstig und technisch einfach auszuführen ist.
So wirken sich insbesondere die angegebene Anordnung der Zudosierkanäle über die Höhe und die Dimensionierung des jeweiligen Zudosierkanals überaus positiv auf die geforderte gute bis sehr gute Vermischungsqualität von Faserstoffsuspension und Fluid, die gewünschte geringe Wirkbreite und den notwendigen geringen Mappingversatz aus.
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 angeord net sein, so können sie unterschiedliche Längen und gegebenenfalls auch unterschiedliche Eigenschaften, wie Oberflächenkonturen und dergleichen, aufweisen.
Das insbesondere als Dosierschwert ausgebildete Mittel zur vorzugsweise regelsteuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension ist bevorzugt an der unteren Wand und/oder an der oberen Wand des Zwischenkanals angeordnet. Diese Ausgestaltung ist insbesondere bei hochzeiligen Turbulenzerzeugungsmitteln sinnvoll, um die Fluidzuströmgeschwindigkeiten in der einzelnen Fluidzuleitung zu begrenzen. Hierbei können die beiden Wände des Zwischenkanals zumindest bereichsweise zueinander parallel, konvergent, divergent, gestuft oder sphärisch gekrümmt ausgeführt und angeordnet sein. Auch ist die Anordnung der Mittel zur vorzugsweise regelsteuerbaren Zudosierung in mindestens einer Reihe möglich. Sind die Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung in mehreren Reihen angeordnet, so können sie zudem zueinander versetzt angeordnet sein.
Ferner kann das insbesondere als Dosierschwert ausgebildete Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung zumindest aus einem Metall, wie zum Beispiel aus einem Edelstahl, aus Titan oder aus Bronze, oder aus einem Kunststoff, wie zum Beispiel aus einem Duroplast, aus einem Thermoplast, aus einem (Hart-)Gummi, aus einem GFK, aus einem CFK oder Ähnlichem, bestehen. Bei einer Kunststoffausführung sind insbesondere die Materialien Polyamid (PA), Polyphenylsulfon (PPSU), Teflon (PTFE), Polyoxymethylen (POM) vorteilhaft.
Der gemeinsame Versorgungskanal des Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung kann eine kreisrunde Querschnittfläche mit einem Durchmesser von 6 bis 20 mm, vorzugsweise von 10 bis 15 mm, aufweisen und der mit dem gemeinsamen Versorgungskanal verbundene Zudosierkanal des Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung kann auch eine kreisrunde Querschnittfläche mit einem Durchmesser von 2 bis 10 mm, vorzugsweise von 4 bis 6 mm, aufweisen. Weiterhin kann sowohl der gemeinsame Versor gungskanal als auch der Zudosierkanal – in jeweiliger Längsrichtung gesehen – einen konstanten, einen stetig konvergierenden oder einen sich sprunghaft erweiternden Kanalquerschnitt aufweisen. Die in unterschiedlichen Höhen mündenden Zudosierkanäle des Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung können in gleichen oder annähernd gleichen Abständen angeordnet sein.
Überdies können die Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung eine vorzugsweise gleiche oder annähernd gleiche Teilung in Breitenrichtung des Stoffauflaufs im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 25, 33, 50 oder 66 mm, aufweisen und das Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung selbst kann eine Länge – in Abhängigkeit von der Höhe des Zwischenkanals – im Bereich von 60 bis 350 mm, vorzugsweise von 100 bis 250 mm, und eine Höhe im Bereich von 50 bis 300 mm, vorzugsweise von 75 bis 250 mm, aufweisen.
Die in Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension ausgerichtete Länge des als Dosierschwert ausgebildeten Mittels zur vorzugsweise regelsteuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension und die Länge des Zwischenkanals liegen bevorzugt in einem Verhältnis von 1:1,25 bis 1:5, vorzugsweise von 1:1,5 bis 1:3, insbesondere von etwa 1:2. Diese Wertebereiche wirken sich insbesondere auf die gewünschte geringe Wirkbreite aufgrund einer gerichteten und beruhigten Strömung vor der Dosierstelle und geringe Querströmungen an der Dosierstelle aus.
Ferner weist das als Dosierschwert ausgebildete Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension bevorzugt eine entgegen der Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension gerichtete Vorderkante auf, die unter einem Winkel von 60 bis 90°, vorzugsweise von 75 bis 85°, insbesondere von etwa 80°, zu der Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension verläuft. Diese Ausgestaltung weist strömungstechnische Vorteile auf und kann eventuell an der Vorderkante anhaftende Schmutzteilchen aufgrund einer „vertikalen Komponente” in Richtung des freien Mittelendes abtransportieren. Auch kann die Vorderkante des als Dosierschwert ausgebildeten Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension eine Stirnfläche mit einer Breite von mindestens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 5 mm, insbesondere von etwa 10 mm, aufweisen und/oder zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig mit einer seitlichen Rundung oder Fase versehen sein. Die seitliche Rundung kann einen Wert im Bereich von 0,1 bis 0,45, vorzugsweise von 0,33, insbesondere von 0,25, • der Breite des Mittels annehmen. Hingegen kann die Fase einen Fasenwinkel im Bereich von 25 bis 75°, vorzugsweise von 30 bis 60°, insbesondere von 45°, aufweisen.
Weiterhin verjüngt sich das als Dosierschwert ausgebildete Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension bevorzugt zumindest in seinem ablaufseitigen Bereich in Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension wenigstens einseitig, vorzugsweise beidseitig, wobei die vorzugsweise stetige Verjüngung einen Verjüngungswinkel von maximal 20°, vorzugsweise von maximal 10°, insbesondere von maximal 7°, aufweisen kann. Durch diese Ausgestaltung kann die Strömung nach dem Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung aufgrund der Vermeidung von Ablösewirbeln an dem ablaufseitigen Bereich des Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung wesentlich beruhig werden.
Die Breite des als Dosierschwert ausgebildeten Mittels zur vorzugsweise regelsteuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension und die Teilung zweier in benachbarten Spalten des Turbulenzerzeugungsmittels angeordneten Strömungskanälen liegen bevorzugt in einem Verhältnis von 1:5 bis 1:1,25, vorzugsweise von 1:3 bis 1:1,5, insbeson dere von etwa 1:1,65. So kann die Breite des als Dosierschwert ausgebildeten Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung einen Wert im Bereich von 20 bis 50 mm annehmen.
Und das als Dosierschwert ausgebildete Mittel zur vorzugsweise regelsteuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension ist bevorzugt im zumindest einseitigen, vorzugsweise beidseitigen Bereich zwischen zwei austrittsseitigen Zudosierkanalöffnungen von in Längsrichtung benachbarten Zudosierkanälen mit wenigstens einer Aussparung versehen. Diese Ausgestaltung erlaubt die Realisierung eines kurzen Abstands zwischen dem Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung und dem stromabwärts angeordneten Turbulenzerzeugungsmittel, der wiederum vorteilhaft für die gewünschte geringe Wirkbreite ist.
Die Zudosieröffnungen der Zudosierkanäle des als Dosierschwert ausgebildeten Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension können einerseits allesamt in unterschiedlichen Höhen münden oder sie können andererseits paarweise in gleichen oder annähernd gleichen Höhen münden und hierbei einen Öffnungswinkel zwischen den Öffnungsmittellinien im Bereich von –30 bis +30°, vorzugsweise von 0 bis 30°, insbesondere von 10 bis 30°, aufweisen.
Dabei kann der Auftreffpunkt der Zudosieröffnungsmittellinie der einzelnen Zudosieröffnung auf das Turbulenzerzeugungsmittel annähernd mittig, vorzugsweise mittig zwischen den Spaltenebenen zweier benachbarter Strömungskanäle oder annähernd fluchtend, vorzugsweise fluchtend zu der Strömungskanalmittellinie des Strömungskanal des Turbulenzerzeugungsmittels liegen. Auch ist zumindest bereichsweise ein höhenmäßiger Versatz der Zudosieröffnungsmittellinien der Zudosieröffnungen zu den Strömungskanalmittellinien der Strömungskanäle des Turbulenzerzeugungsmittels möglich.
Im Hinblick auf eine kompakte Bauweise des Stoffauflaufs ist es zudem von Vorteil, wenn die Verteilrohrlochplatte und der Zwischenkanal eine Gesamtlänge von maximal 500 mm, vorzugsweise von maximal 350 mm, insbesondere von maximal 300 mm, aufweisen.
Unter strömungstechnischen Aspekten sind die Zuführvorrichtung und die Kanäle der Verteilrohrlochplatte bevorzugt derart dimensioniert, dass die Strömungsgeschwindigkeit der wenigstens einen Faserstoffsuspension in der Zuführvorrichtung und die mittlere Strömungsgeschwindigkeit der wenigstens einen Faserstoffsuspension in den Kanälen der Verteilrohrlochplatte in einem Verhältnis von 1:2 bis 1:3 liegen.
Weiterhin kann der jeweilige Kanal der Verteilrohrlochplatte – in Strömungsrichtung gesehen – einen konstanten, einen stetig divergierenden oder einen sich mindestes einmal sprunghaft erweiternden Kanalquerschnitt aufweisen.
Der einzelne Kanal der Verteilrohrlochplatte weist bevorzugt einen runden Kanalquerschnitt mit einem Kanaldurchmesser auf und der mittlere Kanaldurchmesser des einzelnen Kanals der Verteilrohrlochplatte und die Länge der Verteilrohrlochplatte liegen idealerweise in einem Verhältnis von 1:2 bis 1:10, vorzugsweise von 1:3 bis 1:8, insbesondere von 1:4 bis 1:5. Diese Wertebereiche ermöglichen eine verbesserte Betriebsstabilität des Stoffauflaufs in einem gegebenenfalls größeren Betriebsfenster.
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.
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 erfindungsgemäßen Stoffauflauf hergestellte Faserstoffbahn weist durchwegs hervorragende Eigenschaften auf, da unter anderem die Regelung sowohl ihres Faserorientierungsquerprofils als auch ihres Flächengewichtsquerprofils möglich ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 eine vertikale und schematische Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension;
2 eine ausschnittsweise und beispielhafte schematische Detaildarstellung des in der 1 dargestellten Stoffauflaufs;
3 eine schematische Detaildarstellung des in der 2 schematisch dargestellten Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen;
4 eine Ansicht des in der 3 schematisch dargestellten Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen;
5 eine schematische Detaildarstellung einer weiteren Ausführungsform des Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen;
6 eine Ansicht des in der 5 schematisch dargestellten Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen;
7 eine schematische Detaildarstellung einer dritten Ausführungsform des Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen;
8 eine Ansicht des in der 8 schematisch dargestellten Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid in Fluidteilströmen; und
9 eine vertikale und schematische Längsschnittdarstellung einer Verteilrohrlochplatte des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension mit unterschiedlichen Kanalquerschnitten.
Die 1 zeigt eine vertikale und schematische Längsschnittdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 3 aus einer Faserstoffsuspension 2. 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.
Der Stoffauflauf 1 weist eine die eine Faserstoffsuspension 2 zuführende Zuführvorrichtung 4, beispielsweise in der Ausführung eines dargestellten Querverteilrohrs 5 oder eines nicht dargestellten Rundverteilers mit einer Vielzahl an Schläuchen, auf.
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.
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 versehen ist. Das einzelne Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung umfasst jeweils mehrere eine jeweilige Zudosierkanallänge 11.L und austrittsseitige Zudosierkanalöffnung 11.1 aufweisende, in unterschiedlichen Höhen mündende und mit einem gemeinsamen Versorgungskanal 12 verbundene Zudosierkanäle 11 (vgl. 2).
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 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 Trennelement, 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.
Die Stoffauflaufdüse 16 kann auslaufseitig zumindest einseitig mit einer gestrichelt angedeuteten Blende 18 versehen sein.
Die 2 zeigt nun eine ausschnittsweise Detaildarstellung des in der 1 schematisch dargestellten Stoffauflaufs 1.
Das als Dosierschwert 9.1 ausgebildete Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile) in die Faserstoffsuspension 2 umfasst jeweils mehrere eine jeweilige Zudosierkanallänge 11.L und austrittsseitige Zudosierkanalöffnung 11.1 aufweisende, in unterschiedlichen Höhen mündende und mit einem gemeinsamen Versorgungskanal 12 verbundene Zudosierkanäle 11. Dabei münden alle Zudosieröffnungen 11.1 der Zudosierkanäle 11 des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile) in die Faserstoffsuspension 2 in unterschiedlichen Höhen.
Die Zudosierkanallänge 11.L des einzelnen Zudosierkanals 11 ist größer 1,5 • die austrittsseitige Zudosierkanalöffnung 11.1 des gleichen Zudosierkanals 11 und der Abstand A der austrittsseitigen Zudosierkanalöffnung 11.1 des gleichen Zudosierkanals 11 zu dem Turbulenzerzeugungsmittel 13, insbesondere zu einer Einlaufplatte 13.1 des Turbulenzerzeugungsmittels 13 liegt in einem Bereich von 0 bis 50 mm, vorzugsweise von 0 bis 30 mm, insbesondere von 10 bis 25 mm.
Und die in Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension 2 ausgerichtete Länge 9.L des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile) in die eine Faserstoffsuspension 2 und die Länge 8.L des Zwischenkanals 8 liegen in einem Verhältnis von 1:1,25 bis 1:5, vorzugsweise von 1:1,5 bis 1:3, insbesondere von etwa 1:2.
Die Breite 9.B (Pfeil) des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeil) in die Faserstoffsuspension 2 und die Teilung 14.T (Pfeil) zweier in benachbarten Spalten S des Turbulenzerzeugungsmittels 13 angeordneten Strömungskanälen 14 liegen in einem Verhältnis von 1:5 bis 1:1,25, vorzugsweise von 1:3 bis 1:1,5, insbesondere von etwa 1:1,65. So kann die Breite 9.B (Pfeil) des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung einen Wert im Bereich von 20 bis 50 mm annehmen.
Die Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung weisen eine vorzugsweise gleiche oder annähernd gleiche Teilung T (Pfeil) in Breitenrichtung des Stoffauflaufs 1 im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 25, 33, 50 oder 66 mm, auf.
Weiterhin ist das als Dosierschwert 9.1 ausgebildete Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 in Fluidteilströmen 10.T (Pfeil) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension 2 an der unteren Wand 8.1 des Zwischenkanals 8 angeordnet. Alternativ oder ergänzend könnten die Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung auch an der oberen Wand 8.2 des Zwischenkanals 8 angeordnet sein. Die beiden Wände 8.1, 8.2 des Zwischenkanals 8 sind vorliegend zueinander parallel angeordnet; sie könnten jedoch auch nur bereichsweise zueinander parallel, konvergent, divergent oder sphärisch gekrümmt ausgeführt und angeordnet sein. Überdies sind die Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung in einer Reihe angeordnet; sie können jedoch auch in mindestens zwei Reihen angeordnet sein, wobei sie dabei zudem zueinander versetzt angeordnet sein können.
Die Verteilrohrlochplatte 6 und der Zwischenkanal 8 weisen eine Gesamtlänge LG von maximal 500 mm, vorzugsweise von maximal 350 mm, insbesondere von maximal 300 mm, auf.
Und die Zuführvorrichtung 4 und die Kanäle 7 der Verteilrohrlochplatte 6 sind derart dimensioniert, dass die Strömungsgeschwindigkeit v.4 (Pfeil) der Faser stoffsuspension 2 in der Zuführvorrichtung 4 und die Strömungsgeschwindigkeit v.7 (Pfeil) der Faserstoffsuspension 2 in den Kanälen 7 der Verteilrohrlochplatte 6 in einem Verhältnis von 1:2 bis 1:3 liegen.
Die 3 zeigt eine schematische Detaildarstellung des in der 2 schematisch dargestellten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile).
Die allesamt in unterschiedlichen Höhen mündenden Zudosierkanäle 11 des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung sind in gleichen oder annähernd gleichen Abständen a angeordnet und weisen 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. Sowohl der gemeinsame Versorgungskanal 12 als auch der einzelne Zudosierkanal 11 weisen – in jeweiliger Längsrichtung gesehen – einen konstanten, einen stetig konvergierenden oder einen sich sprunghaft erweiternden Kanalquerschnitt 12.Q, 11.Q auf. Und das 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 eine Höhe 9.H im Bereich von 50 bis 300 mm, vorzugsweise von 75 bis 250 mm, auf, wobei die Höhe 9.H in Abhängigkeit von der lichten Höhe 8.H des Zwischenkanals 8 (vgl. 2) gewählt ist. Somit verbleibt zwischen dem als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung und der benachbarten Wand des Zwischenkanals 8 ein Spalt von ≥ 3 mm, vorzugsweise von ≥ 5 mm (vgl. 2).
Das als Dosierschwert 9.1 ausgebildete Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile) in die Faserstoffsuspension 1 weist eine entgegen der Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension 2 gerichtete Vorderkante 19 auf, die unter einem Winkel α von 60 bis 90°, vorzugsweise von 75 bis 85°, insbesondere von etwa 80°, zu der Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension 2 verläuft.
Und die 4 zeigt eine Ansicht des in der 3 dargestellten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 in Fluidteilströmen 10.T (Pfeil).
Die Vorderkante 19 des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 in Fluidteilströmen 10.T (Pfeil) in die Faserstoffsuspension 2 weist eine Stirnfläche 20 mit einer Breite 20.B von mindestens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 5 mm, insbesondere von etwa 10 mm, auf. Auch ist die Vorderkante 19 des Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung beidseitig mit einer seitlichen Fase 21 versehen. Die Fase 21 kann einen Fasenwinkel im Bereich von 25 bis 75°, vorzugsweise von 30 bis 60°, insbesondere von 45°, aufweisen.
Und in seinem ablaufseitigen Bereich 22 verjüngt sich das Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung in Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension 2 beidseitig, wobei die vorzugsweise stetige Verjüngung 23 einen Verjüngungswinkel β von maximal 20°, vorzugsweise von maximal 10°, insbesondere von maximal 7°, aufweist.
Die 5 zeigt eine schematische Detaildarstellung einer weiteren Ausführungsform des Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile). Der Grundaufbau dieses Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung entspricht im Wesentlichen dem Grundaufbau des in der 3 schematisch dargestellten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung, so dass auch auf diese Figurenbeschreibung verwiesen wird.
Die Zudosieröffnungen 11.1 der Zudosierkanäle 11 des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile) in die Faserstoffsuspension 2 münden paarweise in gleichen oder annähernd gleichen Höhen und sie weisen einen Öffnungswinkel χ zwischen den Öffnungsmittellinien 11.M im Bereich von –30 bis +30°, vorzugsweise von 0 bis 30°, insbesondere von 10 bis 30°, auf (vgl. 6).
Die paarweise angeordneten Zudosierkanäle 11 des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile) in die Faserstoffsuspension 2 sind in gleichen oder annähernd gleichen Abständen a angeordnet.
Und die 6 zeigt eine Ansicht des in der 5 dargestellten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile).
Die Vorderkante 19 des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 in Fluidteilströmen 10.T (Pfeil) in die Faserstoffsuspension 2 weist eine Stirnfläche 20 mit einer Breite 20.B von mindestens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 5 mm, insbesondere von etwa 10 mm, auf. Auch ist die Vorderkante 19 des Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung beidseitig mit einer seitlichen Rundung 24 versehen. Die seitliche Rundung 24 kann einen Wert im Bereich von 0,1 bis 0,45, vorzugsweise von 0,33, insbesondere von 0,25, • der Breite 9.B des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 annehmen.
Und in seinem ablaufseitigen Bereich 22 verjüngt sich das Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung in Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension beidseitig, wobei die vorzugsweise stetige Verjüngung 23 einen Verjüngungswinkel β von maximal 20°, vorzugsweise von maximal 10°, insbesondere von maximal 7°, aufweist.
Die 7 zeigt eine schematische Detaildarstellung einer dritten Ausführungsform des Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile). Der Grundaufbau diese Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung entspricht im Wesentlichen dem Grundaufbau des in der 3 dargestellten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung, so dass auch auf diese Figurenbeschreibung verwiesen wird.
Die allesamt in unterschiedlichen Höhen mündenden Zudosierkanäle 11 des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile) in die Faserstoffsuspension 2 sind in gleichen oder annähernd gleichen Abständen a angeordnet und weisen 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.
Ferner ist das als Dosierschwert 9.1 ausgebildete Mittel 9 zur vorzugsweise regelsteuerbaren Zudosierung im beidseitigen Bereich 25.1, 25.2 (vgl. 8) zwischen zwei austrittsseitigen Zudosierkanalöffnungen 11.1 von in Längsrichtung benachbarten Zudosierkanälen 11 mit wenigstens einer Aussparung 26 versehen.
Und die 8 zeigt eine Ansicht des in der 7 schematisch dargestellten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile).
Dabei sind deutlich die zwischen zwei austrittsseitigen Zudosierkanalöffnungen 11.1 von in Längsrichtung benachbarten Zudosierkanälen 11 des als Dosierschwert 9.1 ausgebildeten Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung angebrachten Aussparungen 26 zu erkennen.
Die 9 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.
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 27 versehen.
Die Kanäle 7 der beiden oberen Zeilen Z4, Z5 weisen anfänglich einen konstanten Kanalquerschnitt 7.Q auf, der letztlich eine stetige Erweiterung 28, insbesondere einen Konus 28.1 mit einem Konuswinkel δ von ≤ 30° erfährt.
Die Kanäle 7 der mittleren Zeile Z3 weisen anfänglich wiederum einen konstanten Kanalquerschnitt 7.Q auf, der letztlich zwei sprungartige Erweiterungen 29, insbesondere Stufensprünge 29.1, 29.2 erfährt.
Die Kanäle 7 der beiden unteren Zeilen Z1, Z2 weisen anfänglich erneut einen konstanten Kanalquerschnitt 7.Q auf, der letztlich nur eine sprungartige Erweiterung 29, insbesondere einen Stufensprung 29.1 erfährt.
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 letztlich mindestens einen Diffusor 30 aufgrund wenigstens einer Erweiterung 28, 29 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.
Die Merkmale der in den 1 bis 9 beschriebenen Ausführungsformen des Stoffauflaufs 1 können für den Fachmann in nahe liegender Weise auch zumindest teilweise miteinander kombiniert werden. Auch besteht das als Dosierschwert 9.1 ausgebildete Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung zumindest aus einem Metall, wie zum Beispiel aus einem Edelstahl, aus Titan oder aus Bronze, oder aus einem Kunststoff, wie zum Beispiel aus einem Duroplast, aus einem Thermoplast, aus einem (Hart-)Gummi, aus einem GFK, aus einem CFK oder Ähnlichem. Bei einer Kunststoffausführung sind insbesondere die Materialien Polyamid (PA), Polyphenylsulfon (PPSU), Teflon (PTFE), Polyoxymethylen (POM) vorteilhaft.
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.
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.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart verbessert wird, dass eine weitestgehende, vorzugsweise vollständige Vermeidung der Nachteile des Stands der Technik und eine wesentlich verbesserte Erfüllung der insbesondere technologischen Anforde rungen erreicht wird. Zudem weist der erfindungsgemäße Stoffauflauf ein technisch einfaches und zuverlässiges Zudosiersystem auf, welches zudem noch kostengünstig und technisch einfach auszuführen ist.

1: Stoffauflauf
2: Faserstoffsuspension
3: Faserstoffbahn
4: Zuführvorrichtung
5: Querverteilrohr
6: Verteilrohrlochplatte
6.L: Länge
7: Kanal
7.D: Kanaldurchmesser
7.DM: Mittlerer Kanaldurchmesser
7.Q: Kanalquerschnitt
8: Zwischenkanal
8.1: Untere Wand
8.2: Obere Wand
8.H: Höhe
8.L: Länge
9: Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid
9.1: Dosierschwert
9.B: Breite (Pfeil)
9.H: Höhe
9.L: Länge
10: Fluid (Pfeil)
10.T: Fluidteilstrom (Pfeil)
11: Zudosierkanal
11.1: Zudosierkanalöffnung
11.D: Durchmesser
11.L: Zudosierkanallänge
11.M: Öffnungsmittellinie
11.Q: Querschnittfläche
12: Versorgungskanal
12.D: Durchmesser
12.Q: Querschnittfläche
13: Turbulenzerzeugungsmittel
13.1: Einlaufplatte
14: Strömungskanal
14.T: Teilung (Pfeil)
15: Maschinenbreite Kammer
16: Stoffauflaufdüse
17: Düsenspalt
18: Blende
19: Vorderkante
20: Stirnfläche
20.B: Breite
21: Fase
22: Ablaufseitiger Bereich
23: Verjüngung
24: Rundung
25.1: Einseitiger Bereich
25.2: Einseitiger Bereich
26: Aussparung
27: Einlauffase
28: Stetige Erweiterung
28.1: Konus
29: Sprungartige Erweiterung
29.1: Stufensprung
29.2: Stufensprung
30: Diffusor
A: Abstand
a: Abstand
B: Breite (Pfeil)
LG: Gesamtlänge
R: Strömungsrichtung (Pfeil)
S: Spalte
T: Teilung (Pfeil)
v.4: Strömungsgeschwindigkeit (Pfeil)
v.7: Strömungsgeschwindigkeit (Pfeil)
Z: Zeile
Z1: Zeile
Z2: Zeile
Z3: Zeile
Z4: Zeile
Z5: Zeile
α: Winkel
β: Verjüngungswinkel
χ: Öffnungswinkel
δ: Konuswinkel
ε: Fasenwinkel

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]

Claims

Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (3), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (2), mit einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) zuführenden Zuführvorrichtung (4, 5), mit einer sich stromabwärts anschließenden und eine Vielzahl von in Zeilen (Z) und in Spalten (S) angeordneten Kanälen (7) aufweisenden Verteilrohrlochplatte (6), mit einem stromabwärts dazu liegenden, sich über die Breite (B) des Stoffauflaufs (1) erstreckenden Zwischenkanal (8) mit mehreren in Breitenrichtung des Stoffauflaufs (1) zueinander beabstandeten Mitteln (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2), wobei das einzelne Mittel (9; 9.1) jeweils mehrere eine jeweilige austrittsseitige Zudosierkanalöffnung (11.1) und Zudosierkanallänge (11.L) aufweisende, in unterschiedlichen Höhen mündende und mit einem gemeinsamen Versorgungskanal (12) verbundene Zudosierkanäle (11) umfasst, mit einem stromabwärts angeordneten Turbulenzerzeugungsmittel (13) mit einer Vielzahl von in Zeilen (Z) und in Spalten (S) angeordneten Strömungskanälen (14) und mit einer sich dem Turbulenzerzeugungsmittel (13) unmittelbar anschließenden und einen Düsenspalt (17) aufweisenden Stoffauflaufdüse (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Zudosierkanallänge (11.L) des Zudosierkanals (11) größer 1,5 • die austrittsseitige Zudosierkanalöffnung (11.D) des Zudosierkanals (11) ist und dass der Abstand (A) der austrittsseitigen Zudosierkanalöffnung (11.1) des Zudosierkanals (11) zu dem Turbulenzerzeugungsmittel (13), insbesondere zu einer Einlaufplatte (13.1) des Turbulenzerzeugungsmittels (13) in einem Bereich von 0 bis 50 mm, vorzugsweise von 0 bis 30 mm, insbesondere von 10 bis 25 mm.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das als Dosierschwert (9.1) ausgebildete Mittel (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) an der unteren Wand (8.1) und/oder an der oberen Wand (8.2) des Zwischenkanals (8) angeordnet ist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Strömungsrichtung (R) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (2) ausgerichtete Länge (9.L) des als Dosierschwert (9.1) ausgebildeten Mittels (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) und die Länge (8.L) des Zwischenkanals (8) in einem Verhältnis von 1:1,25 bis 1:5, vorzugsweise von 1:1,5 bis 1:3, insbesondere von etwa 1:2, liegen.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Dosierschwert (9.1) ausgebildete Mittel (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) eine entgegen der Strömungsrichtung (R) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (2) gerichtete Vorderkante (19) aufweist, die unter einem Winkel (α) von 60 bis 90°, vorzugsweise von 75 bis 85°, insbesondere von etwa 80°, zu der Strömungsrichtung (R) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (2) verläuft.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante (19) des als Dosierschwert (9.1) ausgebildeten Mittels (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) eine Stirnfläche (20) mit einer Breite (20.B) von mindestens 3 mm, vorzugsweise von mindestens 5 mm, insbesondere von etwa 10 mm, aufweist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante (19) des als Dosierschwert (9.1) ausgebildeten Mittels (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig mit einer seitlichen Rundung (24) oder Fase (21) versehen ist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Dosierschwert (9.1) ausgebildete Mittel (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) sich zumindest in seinem ablaufseitigen Bereich (22) in Strömungsrichtung (R) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (2) wenigstens einseitig, vorzugsweise beidseitig verjüngt, wobei die vorzugsweise stetige Verjüngung (23) einen Verjüngungswinkel (β) von maximal 20°, vorzugsweise von maximal 10°, insbesondere von maximal 7°, aufweist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (9.B) des als Dosierschwert (9.1) ausgebildeten Mittels (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) und die Teilung (14.T) zweier in benachbarten Spalten (S) des Turbulenzerzeugungsmittels (13) angeordneten Strömungskanälen (14) in einem Verhältnis von 1:5 bis 1:1,25, vorzugsweise von 1:3 bis 1:1,5, insbesondere von etwa 1:1,65, liegen.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Dosierschwert (9.1) ausgebildete Mittel (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) im zumindest einseitigen, vorzugsweise beidseitigen Bereich (25.1, 25.2) zwischen zwei austrittsseitigen Zudosierkanalöffnungen (11.1) von in Längsrichtung benachbarten Zudosierkanälen (11) mit wenigstens einer Aussparung (26) versehen ist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Zudosieröffnungen (11.1) der Zudosierkanäle (11) des als Dosierschwert (9.1) ausgebildeten Mittels (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) in unterschiedlichen Höhe münden.
Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zudosieröffnungen (11.1) der Zudosierkanäle (11) des als Dosierschwert (9.1) ausgebildeten Mittels (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) paarweise in gleichen oder annähernd gleichen Höhen münden und einen Öffnungswinkel (χ) zwischen den Öffnungsmittellinien (11.M) im Bereich von –30 bis +30°, vorzugsweise von 0 bis 30°, insbesondere von 10 bis 30°, aufweisen.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilrohrlochplatte (6) und der Zwischenkanal (8) eine Gesamtlänge (LG) von maximal 500 mm, vorzugsweise von maximal 350 mm, insbesondere von maximal 300 mm, aufweisen.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (4, 5) und die Kanäle (7) der Verteilrohrlochplatte (6) derart dimensioniert sind, dass die Strömungsgeschwindigkeit (v.4) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (2) in der Zuführvorrichtung (4, 5) und die Strömungsgeschwindigkeit (v.7) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (2) in den Kanälen (7) der Verteilrohrlochplatte (6) in einem Verhältnis von 1:2 bis 1:3 liegen.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (7) der Verteilrohrlochplatte (6) einen runden Kanalquerschnitt (7.Q) mit einem Kanaldurchmesser (7.D) aufweist und dass der mittlere Kanaldurchmesser (7.DM) des Kanals (7) der Verteilrohrlochplatte (6) und die Länge (6.L) der Verteilrohrlochplatte (6) in einem Verhältnis von 1:2 bis 1:10, vorzugsweise von 1:3 bis 1:8, insbesondere von 1:4 bis 1:5, liegen.
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (3), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einem Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.