DE102009046968A1

DE102009046968A1 - Stoffauflauf

Info

Publication number: DE102009046968A1
Application number: DE200910046968
Authority: DE
Inventors: Susanne Dr. Berger; Markus Haeussler; Rainer Dr. Schmachtel; Antje Stein
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2009-11-23
Publication date: 2011-05-26
Also published as: WO2011061008A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer, eine Strömungsrichtung (S) aufweisenden Faserstoffsuspension (3), mit einer eine obere Düsenwand (4) und eine untere Düsenwand (5) sowie zwei Seitenwände (6) aufweisenden, sich zu einem Auslauf (9) verjüngenden und einen von der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) durchströmten Innenraum (7) aufweisenden Stoffauflaufdüse (8), wobei an der oberen Düsenwand (4) auslaufseitig eine mittels mehrerer Elemente (10) verschiebbare und sich über die Maschinenbreite (B) erstreckende Primärblende (11) angeordnet ist, die einen Primärblendenvorstand (A.11) und eine Primärblendeneintauchtiefe (T.11) besitzt und die während des Betriebs des Stoffauflaufs (1) mindestens zwei von der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) berührte Flächen, eine stromaufwärtige Auflauffläche (12) und eine nachgeordnete Hauptfläche (13), aufweist. Der erfindungsgemäße Stoffauflauf (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Primärblende (11) - in Strömungsrichtung (S) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) gesehen - vorzugsweise unmittelbar eine vorzugsweise mittels mehrerer Elemente (14) verschiebbare und sich über die Maschinenbreite (B) erstreckende Sekundärblende (15) nachgeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer, eine Strömungsrichtung aufweisenden Faserstoffsuspension, mit einer eine obere Düsenwand und eine untere Düsenwand sowie zwei Seitenwände aufweisenden, sich zu einem Auslauf verjüngenden und einen von der wenigstens einen Faserstoffsuspension durchströmten Innenraum aufweisenden Stoffauflaufdüse, wobei an der oberen Düsenwand auslaufseitig eine mittels mehrerer Elemente verschiebbare und sich über die Maschinenbreite erstreckende Primärblende angeordnet ist, die einen Primärblendenvorstand und eine Primärblendeneintauchtiefe besitzt und die während des Betriebs des Stoffauflaufs mindestens zwei von der wenigstens einen Faserstoffsuspension berührte Flächen, eine stromaufwärtige Auflauffläche und eine nachgeordnete Hauptfläche, aufweist.
Ein derartiger Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2004 047 879 A1 bekannt.
Dieser Stoffauflauf dient in bekannter Weise zum maschinenbreiten Zuführen der wenigstens einen Faserstoffsuspension als Faserstoffsuspensionsstrahl, insbesondere als Faserstoffsuspensionsfreistrahl auf ein Sieb oder zwischen zwei Siebe einer Siebpartie für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn. Die Siebpartie kann hierbei als Einsiebformer, bspw. als Fourdrinier- bzw. Langsiebformer, oder als Doppelsiebformer, bspw. als Hybridformer oder als Spaltformer, ausgebildet sein.
Eine wesentliche Voraussetzung für die Erzeugung einer qualitativ hochwertigen Faserstoffbahn ist ein homogener Faserstoffsuspensionsstrahl über die Breite der Maschine hinweg. Hierbei spielt insbesondere die Primärblendeneintauchtiefe der Primärblende eine wesentliche Rolle, da sie über Kontraktion und Beschleunigung der ihr zugewandten, also der blendenseitigen Faserstoffsuspension entscheidet. So bewirken kleine Unterschiede in der Primärblendeneintauchtiefe der Primärblende nicht zu vernachlässigende Unterschiede in den hydrodynamischen Verhältnissen in dem Faserstoffsuspensionsstrahl.
Die dem Fachmann bekannten Betriebsparameter Strahlwinkel, Strahlauftreffwinkel und Strahllänge werden gewöhnlich mittels einer Verstellung der oberen, die Primärblende tragenden Düsenwand und/oder der Primärblendeneintauchtiefe bzw. des Primärblendenvorstands der Primärblende variiert. Jedoch unterliegt die obere Düsenwand in ihrer Geradheit gewissen Fertigungstoleranzen, die üblicherweise mittels einer Verstellung der Primärblende korrigiert werden. Die Düsenendgeometrie ist folglich nicht völlig unbeeinflusst von den Fertigungstoleranzen der oberen Düsenwand. Für die Erzeugung einer qualitativ hochwertigen Faserstoffbahn ist der Primärblendenvorstand und somit die Primärblendeneintauchtiefe der Primärblende eine nicht unwesentliche Einflussgröße. Wünschenswert wäre hier eine Düsenendgeometrie, die weitestgehend, vorzugsweise vollständig unbeeinflusst von jeglichen Fertigungstoleranzen bleibt.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass seine Düsenendgeometrie weitestgehend, vorzugsweise vollständig unbeeinflusst von jeglichen Fertigungstoleranzen der sie bildenden Bauteile bleibt.
Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Primärblende – in Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension gesehen – vorzugsweise unmittelbar eine vorzugsweise mittels mehrerer Elemente verschiebbare und sich über die Maschinenbreite erstreckende Sekundärblende nachgeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung des Stoffauflaufs, insbesondere der Düsenendgeometrie wird erreicht, dass die Düsenendgeometrie weitestgehend, vorzugsweise vollständig unbeeinflusst von jeglichen Fertigungstoleranzen der sie bildenden Bauteile bleibt.
Am Düsenende des Stoffauflaufs kann die Geometrie nun so eingestellt werden, dass eventuelle Fertigungstoleranzen an der oberen Düsenwand ausgeglichen werden können, ohne die Düsenendgeometrie, also insbesondere die letzten 20 mm an Strömungsweg der wenigstens einen Faserstoffsuspension in der Stoffauflaufdüse zu beeinflussen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Sekundärblende vorzugsweise ortsfest an der Primärblende angeordnet ist und dass die Primärblende mittels mehrerer Elemente verschiebbar und sich über die Maschinenbreite erstreckend an der oberen Düsenwand auslaufseitig angeordnet ist.
Die Sekundärblende weist gegenüber der Hauptfläche der Primärblende bevorzugt einen vorzugsweise über die Maschinenbreite hinweg konstanten Sekundärblendenvorstand im Bereich von 1 bis 15 mm, vorzugsweise von 2 bis 8 mm, insbesondere von 3 bis 5 mm, auf. Dieser positive Sekundärblendenvorstand bedeutet, dass die Sekundärblende – in Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension gesehen – von der Hauptfläche der Primärblende der Stoffauflaufdüse hervorsteht, auch wenn der Sekundärblendenvorstand zwecks einer Profilierung des wenigstens eine Faserstoffsuspension umfassenden Faserstoffsuspensionsstrahls reduziert werden muss.
Weiterhin weist die Sekundärblende bevorzugt einen spitzen Sekundärblendenwinkel im Bereich von 15 bis < 90°, vorzugsweise von 25 bis 75°, insbesondere von 30 bis 60°, auf. Dadurch kann eine funktionssichere Profilierung des wenigstens eine Faserstoffsuspension umfassenden Faserstoffsuspensionsstrahls umfassend gewährleistet werden.
Und die Hauptfläche der Primärblende weist gegenüber der oberen Düsenwand bevorzugt einen Primärblendenvorstand im Bereich von > 0 bis 10 mm, vorzugsweise von 1 bis 6 mm, insbesondere von 2 bis 5 mm, auf. Diese Verstellbereiche stellen sicher, dass eventuelle Fertigungstoleranzen an der oberen Düsenwand ohne jegliche Beeinflussung der Düsenendgeometrie vollumfänglich ausgeglichen werden können.
Damit ein Wiederanlegen des wenigstens eine Faserstoffsuspension umfassenden Faserstoffsuspensionsstroms an der Hauptfläche der Primärblende fortwährend gegeben ist, weist sie bevorzugt eine Länge im Bereich von 10 bis 50 mm, vorzugsweise von 15 bis 45 mm, insbesondere von 20 bis 40 mm, auf. Das Wiederanlegen des wenigstens eine Faserstoffsuspension umfassenden Faserstoffsuspensionsstroms an der Hauptfläche der Primärblende unterstützt zudem in positivem Maße das Erreichen einer geringen Strahlkontraktion für den wenigstens eine Faserstoffsuspension umfassenden Faserstoffsuspensionsstrahl.
Überdies ist zwischen der Auflauffläche der Primärblende und der Hauptfläche der Primärblende bevorzugt wenigstens eine während des Betriebs des Stoffauflaufs von der wenigstens einen Faserstoffsuspension berührte Brechungsfläche an der Primärblende vorgesehen. Die während des Betriebs des Stoffauflaufs von einer Faserstoffsuspension berührte Brechungsfläche der Blende kann dabei unmittelbar oder mittelbar zwischen den beiden genannten Flächen der Blende des Stoffauflaufs angeordnet sein.
Die wenigstens eine Brechungsfläche gewährleistet ein fortwährendes und prozesssicheres Anliegen der wenigstens eine Faserstoffsuspension aufweisenden Faserstoffsuspensionsströmung an der Blende bei allen möglichen betrieblichen Bedingungen. Dies wird insbesondere als Folge der Vermeidung der bisherigen als Knick ausgebildeten Kante zwischen der Auflauffläche der Blende und der Hauptfläche der Blende erreicht. Die wenigstens eine Brechungsfläche der Blende zwischen der Auflauffläche der Blende und der Hauptfläche der Blende vermeidet wirkungsvoll im Bereich der Blende des Stoffauflaufs ein mögliches Entstehen von Strömungsablösungen in der wenigstens eine Faserstoffsuspension aufweisenden Faserstoffsuspensionsströmung. Durch diese neue Strömungsführung werden starke Beschleunigungen der wenigstens eine Faserstoffsuspension aufweisenden Faserstoffsuspensionsströmung in Maschinenquerrichtung und hohe Geschwindigkeiten vermieden.
Die bisherigen, sich auf die Entstehung von Strömungsablösungen möglicherweise positiv auswirkenden Eigenschaften des Stoffauflaufs, wie beispielsweise der Grad der Konvergenz der Stoffauflaufdüse, die Anstellung der Blende oder der Blendenvorstand, spielen nunmehr keine wesentliche Rolle mehr.
In einer weiteren Ausführungsform weist die während des Betriebs des Stoffauflaufs von einer Faserstoffsuspension berührte Brechungsfläche der Blende – in Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension gesehen – eine konvex gekrümmte Flächenform mit einem Krümmungsradius im Bereich von 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 3 mm, insbesondere von 1 mm, auf. Der Brechungsfläche der Blende ist – in Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension gesehen – die Auflauffläche der Blende vorgeordnet und die Hauptfläche der Blende nachgeordnet.
Und in einer weiteren alternativen Ausführungsform weist die während des Betriebs des Stoffauflaufs von einer Faserstoffsuspension berührte Brechungsfläche der Blende – in Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension gesehen – eine konvex gekrümmte Flächenform mit einem Krümmungsradius im Bereich von ≥ 5 mm auf.
Ferner weist in einer zweiten alternativen Ausführungsform die während des Betriebs des Stoffauflaufs von einer Faserstoffsuspension berührte Brechungsfläche der Blende – in Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension gesehen – eine planare Flächenform mit einer Flächenlänge im Bereich von 0,2 bis 2 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 1,5 mm, insbesondere von 1 mm, und vorzugsweise Winkel halbierender Flächenanordnung auf.
Bei allen drei Ausführungsformen ist die Brechungsfläche der Blende erneut unmittelbar oder mittelbar zwischen der Auflauffläche der Blende und der Hauptfläche der Blende angeordnet.
Der während des Betriebs des Stoffauflaufs von einer Faserstoffsuspension berührten Brechungsfläche der Blende kann bei den beiden letzten Ausführungsformen sowohl einlaufseitig als auch auslaufseitig jeweils eine weitere Brechungsnebenfläche vorgeordnet bzw. nachgeordnet sein. In diesem Fall ist die Brechungsfläche der Blende dann mittelbar zwischen der Auflauffläche der Blende und der Heuptfläche der Blende angeordnet. Die Brechungsfläche der Blende kann selbstverständlich auch nur einseitig an eine Brechungsnebenfläche angrenzen.
Weiterhin kann die während des Betriebs des Stoffauflaufs von einer Faserstoffsuspension berührte Hauptfläche der Blende parallel zu der Innenfläche der oberen Düsenwand der Stoffauflaufdüse ausgerichtet sein. Hierdurch wird bei einer geringen Strahlkontraktion für den wenigstens eine Faserstoffsuspension umfassenden Faserstoffsuspensionsstrahl sowohl eine hohe Mikroturbulenz in der wenigstens einen Faserstoffsuspension als auch ein niedriges MD/CD-Festigkeitsverhältnis im Bereich von 1,1 bis 2,5, insbesondere im Bereich von 1,8 bis 2,0, erreicht. Zudem bleibt die Schutzfunktion der Blende für die obere Düsenwand bestehen.
Alternativ kann die von einer Faserstoffsuspension berührte Hauptfläche der Blende auch unter einem divergenten Winkel von bis zu 15°, vorzugsweise von bis zu 10°, insbesondere von bis zu 5°, zu der Innenfläche der oberen Düsenwand der Stoffauflaufdüse ausgerichtet sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Auflauffläche der Primärblende und die Innenfläche der oberen Düsenwand der Stoffauflaufdüse einen Winkel im Bereich von ≤ 150°, vorzugsweise von ≤ 135°, insbesondere von ≤ 120°, einschließen. Durch diese stark angestellte Auflauffläche der Primärblende ist die Umlenkung der wenigstens eine Faserstoffsuspension aufweisenden Faserstoffsuspensionsströmung sehr stark ausgeprägt, wodurch. sie die Gefahr eines Strömungsabrisses merklich erhöht.
Zum Zwecke einer stabilen und zumindest einseitigen Führung des wenigstens eine Faserstoffsuspension umfassenden Faserstoffsuspensionsstrahls weist die untere Düsenwand – in Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension gesehen – bevorzugt einen Überstand im Bereich von 6 bis 30 mm, vorzugsweise im Bereich von 12 bis 25 mm, gegenüber der Sekundärblende auf.
Um die Erzeugung und Erhaltung einer Mindestturbulenz in der mindestens eine Faserstoffsuspension aufweisenden Faserstoffsuspensionsströmung während des Durchströmens der Stoffauflaufdüse zu gewährleisten, ist in ihr günstigerweise wenigstens eine Lamelle angeordnet, deren stromabwärtige Lamellenspitze vorzugsweise im Bereich der beiden Blenden liegt. Somit weist die Lamelle bevorzugt eine Lamellenlänge im Bereich von 50 bis 98%, vorzugsweise im Bereich von 65 bis 95%, der Länge der Stoffauflaufdüse auf.
Der erfindungsgemäße Stoffauflauf kann selbstverständlich auch als ein Mehrschichtenstoffauflauf mit wenigstens einem Trennelement ausgeführt sein. Dadurch können mehrschichtige Faserstoffbahnen mit unterschiedlichen Schichtenqualitäten erzeugt werden.
Das wenigstens eine Trennelement des Mehrschichtenstoffauflaufs kann dabei eine Mindeststeifigkeit sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung aufweisen, die bereichsweise zumindest einen Wert ≥ 40 N/mm annimmt. Dadurch werden ein Flattern und/oder eine Krümmung des wenigstens einen in der Stoffauflaufdüse angeordneten Trennelements zumindest während des Betriebs des Mehrschichtenstoffauflaufs wirksam vermieden und die Herstellung einer Faserstoffbahn mit verbesserten Eigenschaften begünstigt.
Der erfindungsgemäße Stoffauflauf eignet sich in hervorragender Weise auch zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn. Die in der Maschine mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Stoffauflauf hergestellte Faserstoffbahn weist durchwegs hervorragende Eigenschaften, insbesondere der vorgenannten Art auf.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 bis 5 vertikale und schematische Längsschnittteilansichten von Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn.
Alle 1 bis 5 zeigen jeweils eine Stoffauflaufdüse 8 eines Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2 (vgl. 1 und 5) in einer vertikalen und schematischen Längsschnittteilansicht. Bei der Faserstoffbahn 2 kann es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn handeln.
Der jeweilige Stoffauflauf 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2 aus mindestens einer Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) umfasst eine obere Düsenwand 4 und eine untere Düsenwand 5 (vgl. 1 und 5) sowie zwei nicht explizit dargestellte Seitenwände 6. Diese vier Bauteile 4, 5, 6 bilden einen Innenraum 7 der Stoffauflaufdüse 8, der von der Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) durchströmt ist und der sich in Strömungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) zu einem Auslauf 9 verjüngt. An der oberen Düsenwand 4 ist auslaufseitig eine mittels mehrerer Elemente 10 verschiebbare und sich über die Maschinenbreite B (Pfeil) erstreckende Primärblende 11 angeordnet. Das einzelne Element 10 ist beispielsweise als eine Gewindespindel ausgebildet, die oben an der Blende angreift und ihrerseits durch ein Handrad, einen Elektromotor oder dergleichen betätigbar ist.
Die jeweils in den 1 bis 5 dargestellte Primärblende 11 besitzt einen Primärblendenvorstand A.11 (5: „Mittelwert”) und eine Primärblendeneintauchtiefe T.11. Ferner weist sie während des Betriebs des Stoffauflaufs 1 wenigstens zwei von einer Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) berührte Flächen, eine stromaufwärtige Auflauffläche 12 und eine unmittelbar (vgl. 1) oder mittelbar (vgl. 2 bis 5) nachgeordnete Hauptfläche 13, auf. So weist die Hauptfläche 13 der Primärblende 11 gegenüber der oberen Düsenwand 4 einen bereits genannten Primärblendenvorstand A.11 im Bereich von > 0 bis 10 mm, vorzugsweise von 1 bis 6 mm, insbesondere von 2 bis 5 mm, und eine gegebenenfalls theoretische Primärblendenlänge L.11 im Bereich von 10 bis 50 mm, vorzugsweise von 15 bis 45 mm, insbesondere von 20 bis 40 mm, auf. Der angegebene positive Primärblendenvorstand A.11 besagt, dass die einzelne Primärblende 11 – in Strömungsrichtung S (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) gesehen – von der oberen Düsenwand 4 der Stoffauflaufdüse 8 heraussteht.
Der Primärblende 11 ist – in Strömungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) gesehen – vorzugsweise unmittelbar eine vorzugsweise mittels mehrerer Elemente 14 verschiebbare und sich über die Maschinenbreite B (Pfeil) erstreckende Sekundärblende 15 nachgeordnet. Das einzelne Element 14 ist beispielsweise als eine Gewindespindel ausgebildet, die oben an der Blende angreift und ihrerseits durch ein Handrad, einen Elektromotor oder dergleichen betätigbar ist.
Die Sekundärblende 15 weist gegenüber der Hauptfläche 13 der Primärblende 11 einen vorzugsweise über die Maschinenbreite B (Pfeil) hinweg konstanten Sekundärblendenvorstand A.15 im Bereich von 1 bis 15 mm, vorzugsweise von 2 bis 8 mm, insbesondere von 3 bis 5 mm, auf. Ferner weist die Sekundärblende 15 einen spitzen Sekundärblendenwinkel W.15 im Bereich von 15 bis < 90°, vorzugsweise von 25 bis 75°, insbesondere von 30 bis 60°, auf.
Die in der 1 dargestellte Primärblende 11 weist nun eine von einer Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) berührte Hauptfläche 13 auf, die parallel zu der Innenfläche 16 der oberen Düsenwand 4 verläuft (Symboldarstellung). Zwischen der Auflauffläche 12 der Blende 11 und der Hauptfläche 13 der Blende 11 ist also eine als Knick ausgebildeten Kante 17 vorgesehen.
Bei der jeweils in den 2 bis 5 dargestellten Primärblende 11 ist zwischen ihrer Auflauffläche 12 und ihrer Hauptfläche 13 wenigstens eine während des Betriebs des Stoffauflaufs 1 von der wenigstens einen Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) berührte Brechungsfläche 18 vorgesehen. Diese Brechungsfläche 18 der jeweiligen Primärblende 11 kann dabei unmittelbar oder mittelbar zwischen den beiden genannten Flächen 12, 13 der Primärblende 11 des Stoffauflaufs 1 angeordnet sein.
So weist in der Ausführungsform der 2 die während des Betriebs des Stoffauflaufs 1 von einer Faserstoffsuspension 3 berührte Brechungsfläche 18 der Primärblende 11 – in Strömungsrichtung S (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) gesehen – eine konvex gekrümmte Flächenform 19 mit einem Krümmungsradius R.19 im Bereich von 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 3 mm, insbesondere von 1 mm, auf. Diese Brechungsfläche 18 der Primärblende 11 ist unmittelbar zwischen den beiden Flächen der Blende 11 des Stoffauflaufs 1, der Auflauffläche 12 und der Hauptfläche 13, angeordnet.
In der Ausführungsform der 3 weist die während des Betriebs des Stoffauflaufs 1 von einer Faserstoffsuspension 3 berührte Brechungsfläche 18 der Blende 11 – in Strömungsrichtung S (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) gesehen – eine konvex gekrümmte Flächenform 20 mit einem Krümmungsradius R.20 im Bereich von ≥ 5 mm auf.
Und in der Ausführungsform der 4 weist die während des Betriebs des Stoffauflaufs 1 von einer Faserstoffsuspension 3 berührte Brechungsfläche 18 der Primärblende 11 – in Strömungsrichtung S (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) gesehen – eine planare Flächenform 21 mit einer Flächenlänge L.21 im Bereich von 0,2 bis 2 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 1,5 mm, insbesondere von 1 mm, und Winkel halbierender Flächenanordnung auf. Die Winkel halbierende Flächenanordnung der planaren Flächenform 21 ist mittels der beiden gleich großen Winkel W.1, W.2 angedeutet. Die planare Flächenform 21 kann selbstverständlich auch einseitig angeordnet sein.
In den beiden Ausführungsformen der 3 und 4 ist der während des Betriebs des Stoffauflaufs 1 von einer Faserstoffsuspension 3 berührten Brechungsfläche 18 der Blende 11 sowohl einlaufseitig als auch auslaufseitig jeweils eine weitere Brechungsnebenfläche 20.1, 20.2 bzw. 21.1, 21.2 vorgeordnet bzw. nachgeordnet. Diese beiden Brechungsflächen 18 der Blende 11 sind also mittelbar zwischen den beiden Flächen der Blende 11 des Stoffauflaufs 1, der Auflauffläche 12 und der Hauptfläche 13, angeordnet.
Überdies ist die von einer Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) berührte Hauptfläche 13 der jeweiligen Primärblende 11 der 2 bis 4 parallel (Symboldarstellung) zu der Innenfläche 16 der jeweiligen oberen Düsenwand 4 der Stoffauflaufdüse 8 ausgerichtet.
Weiterhin ist in der Ausführungsform der 5 die von einer Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) berührte Hauptfläche 13 der Primärblende 11 unter einem divergenten Winkel W.3 von bis zu 15°, vorzugsweise von bis zu 10°, insbesondere von bis zu 5°, zu der Innenfläche 16 der oberen Düsenwand 4 der Stoffauflaufdüse 8 ausgerichtet. Die Auflauffläche 12 der Primärblende 11 und die Innenfläche 16 der oberen Düsenwand 4 der Stoffauflaufdüse 8 schließen dabei einen Winkel W.4 im Bereich von ≤ 150°, vorzugsweise von ≤ 135°, insbesondere von ≤ 120°, ein.
Zudem weist die dargestellte untere Düsenwand 5 der Stoffauflaufdüse 8 – in Strömungsrichtung S (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) gesehen – einen Überstand Ü im Bereich von 6 bis 30 mm, vorzugsweise im Bereich von 12 bis 25 mm, gegenüber der Sekundärblende 15 auf. Selbstverständlich können auch die nicht dargestellten unteren Düsenwände der jeweiligen Stoffauflaufdüse 8 der 2 bis 4 einen derartigen Überstand aufweisen (vgl. auch 1).
Die während des Betriebs des Stoffauflaufs 1 von einer Faserstoffsuspension 3 berührte Brechungsfläche 18 dieser Primärblende 11 kann wiederum eine konvex gekrümmte Flächenform 19, 20 (vgl. 2 und 3) oder eine Planare Flächenform 21 (vgl. 4) aufweisen, gegebenenfalls auch mit Brechungsnebenflächen 20.1, 20.2 bzw. 21.1, 21.2 (vgl. 3 und 4) versehen sein.
Die jeweilige von einer Faserstoffsuspension 3 (Pfeil) berührte Hauptfläche 13 der Primärblende 11 der 1 bis 5 ist in einem senkrechten Abstand C von mindestens 6 mm, vorzugsweise von mindestens 12 mm, von der unteren Düsenwand 5 der Stoffauflaufdüse 8 angeordnet (vgl. 5).
Und in der jeweiligen Stoffauflaufdüse 8 kann, wie in der Ausführungsform der 5 lediglich gestrichelt angedeutet ist, wenigstens eine Lamelle 22 angeordnet sein, deren stromabwärtige Lamellenspitze 23 vorzugsweise im Bereich der Primärblende 11 liegt. Die Lamelle 22 weist hierbei bevorzugt eine Lamellenlänge L.22 im Bereich von 50 bis 98%, vorzugsweise im Bereich von 65 bis 95%, der Länge L.8 der Stoffauflaufdüse 8 auf. Alternativ oder ergänzend kann der Stoffauflauf 1 auch als ein Mehrschichtenstoffauflauf mit wenigstens einem Trennelement ausgeführt sein.
Der Stoffauflauf 1 kann in weiterer Ausgestaltung auch mit einer sektionierten Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie, „ModuleJet”), wie sie beispielsweise aus der Druckschrift DE 40 19 593 C2 bekannt ist, versehen sein.
Der in den 1 bis 5 jeweils zumindest bereichsweise dargestellte und beschriebene erfindungsgemäße Stoffauflauf 1 eignet sich in besonderem Maße zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart verbessert wird, dass seine Düsenendgeometrie weitestgehend, vorzugsweise vollständig unbeeinflusst von jeglichen Fertigungstoleranzen der sie bildenden Bauteile bleibt.
Bezugszeichenliste

1: Stoffauflauf
2: Faserstoffbahn
3: Faserstoffsuspension (Pfeil)
4: Obere Düsenwand
5: Untere Düsenwand
6: Seitenwand
7: Innenraum
8: Stoffauflaufdüse
9: Auslauf
10: Element
11: Primärblende
12: Auflauffläche
13: Hauptfläche
14: Element
15: Sekundärblende
16: Innenfläche
17: Kante
18: Brechungsfläche
19: Konvex gekrümmte Flächenform
20: Konvex gekrümmte Flächenform
20.1: Brechungsnebenfläche
20.2: Brechungsnebenfläche
21: Planare Flächenform
21.1: Brechungsnebenfläche
21.2: Brechungsnebenfläche
22: Lamelle
23: Lamellenspitze
A.11: Primärblendenvorstand
A.15: Sekundärblendenvorstand
B: Maschinenbreite (Pfeil)
C: Senkrechter Abstand
L.8: Länge
L.11: Primärblendenlänge
L.21: Flächenlänge
L.22: Lamellenlänge
R.19: Krümmungsradius
R.20: Krümmungsradius
S: Strömungsrichtung (Pfeil)
T.11: Primärblendeneintauchtiefe
Ü: Überstand
W.1: Winkel
W.2: Winkel
W.3: Winkel
W.4: Winkel
W.15: Sekundärblendenwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004047879 A1 [0002]
DE 4019593 C2 [0050]

Claims

Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer, eine Strömungsrichtung (S) aufweisenden Faserstoffsuspension (3), mit einer eine obere Düsenwand (4) und eine untere Düsenwand (5) sowie zwei Seitenwände (6) aufweisenden, sich zu einem Auslauf (9) verjüngenden und einen von der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) durchströmten Innenraum (7) aufweisenden Stoffauflaufdüse (8), wobei an der oberen Düsenwand (4) auslaufseitig eine mittels mehrerer Elemente (10) verschiebbare und sich über die Maschinenbreite (B) erstreckende Primärblende (11) angeordnet ist, die einen Primärblendenvorstand (A.11) und eine Primärblendeneintauchtiefe (T.11) besitzt und die während des Betriebs des Stoffauflaufs (1) mindestens zwei von der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) berührte Flächen, eine stromaufwärtige Auflauffläche (12) und eine nachgeordnete Hauptfläche (13), aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärblende (11) – in Strömungsrichtung (S) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) gesehen – vorzugsweise unmittelbar eine vorzugsweise mittels mehrerer Elemente (14) verschiebbare und sich über die Maschinenbreite (B) erstreckende Sekundärblende (15) nachgeordnet ist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärblende (15) gegenüber der Hauptfläche (13) der Primärblende (11) einen vorzugsweise über die Maschinenbreite (B) hinweg konstanten Sekundärblendenvorstand (A.15) im Bereich von 1 bis 10 mm, vorzugsweise von 2 bis 8 mm, insbesondere von 3 bis 5 mm, aufweist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärblende (15) einen spitzen Sekundärblendenwinkel (W.15) im Bereich von 15 bis < 90°, vorzugsweise von 25 bis 75°, insbesondere von 30 bis 60°, aufweist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptfläche (13) der Primärblende (11) gegenüber der oberen Düsenwand (4) einen Primärblendenvorstand (A.11) im Bereich von > 0 bis 10 mm, vorzugsweise von 1 bis 6 mm, insbesondere von 2 bis 5 mm, aufweist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptfläche (13) der Primärblende (11) eine Länge (L.11) im Bereich von 10 bis 50 mm, vorzugsweise von 15 bis 45 mm, insbesondere von 20 bis 40 mm, aufweist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Auflauffläche (12) der Primärblende (11) und der Hauptfläche (13) der Primärblende (11) wenigstens eine während des Betriebs des Stoffauflaufs (1) von der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) berührte Brechungsfläche (16) an der Primärblende (11) vorgesehen ist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die während des Betriebs des Stoffauflaufs (1) von einer Faserstoffsuspension (3) berührte Brechungsfläche (16) der Primärblende (11) – in Strömungsrichtung (S) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) gesehen – eine konvex gekrümmte Flächenform (19) mit einem Krümmungsradius (R.19) im Bereich von 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 3 mm, insbesondere von 1 mm, eine konvex gekrümmte Flächenform (20) mit einem Krümmungsradius (R.20) im Bereich von ≥ 5 mm oder eine planare Flächenform (21) mit einer Flächenlänge (L.21) im Bereich von 0,2 bis 2 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 1,5 mm, insbesondere von 1 mm, und vorzugsweise Winkel (W.1, W.2) halbierender Flächenanordnung aufweist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der während des Betriebs des Stoffauflaufs (1) von einer Faserstoffsuspension (3) berührten Brechungsfläche (16) der Primärblende (11) sowohl einlaufseitig als auch auslaufseitig jeweils eine weitere Brechungsnebenfläche (20.1, 20.2; 21.1, 21.2) vorgeordnet bzw. nachgeordnet ist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die während des Betriebs des Stoffauflaufs (1) von einer Faserstoffsuspension (3) berührte Hauptfläche (13) der Primärblende (11) parallel zu der Innenfläche (16) der oberen Düsenwand (4) der Stoffauflaufdüse (8) oder unter einem divergenten Winkel (W.3) von bis zu 15°, vorzugsweise von bis zu 10°, insbesondere von bis zu 5°, zu der Innenfläche (16) der oberen Düsenwand (4) der Stoffauflaufdüse (8) ausgerichtet ist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflauffläche (12) der Primärblende (11) und die Innenfläche (16) der oberen Düsenwand (4) der Stoffauflaufdüse (8) einen Winkel (W.4) im Bereich von ≤ 150°, vorzugsweise von ≤ 135°, insbesondere von ≤ 120°, einschließen.
1. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Düsenwand (5) der Stoffauflaufdüse (8) – in Strömungsrichtung (S) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (3) gesehen – einen Überstand (Ü) im Bereich von 6 bis 30 mm, vorzugsweise von 12 bis 25 mm, gegenüber der Sekundärblende (15) aufweist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stoffauflaufdüse (8) wenigstens eine Lamelle (22) angeordnet ist, deren Lamellenspitze (23) vorzugsweise im Bereich der beiden Blenden (11, 15) liegt.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (22) eine Lamellenlänge (L.22) im Bereich von 50 bis 98%, vorzugsweise im Bereich von 65 bis 95%, der Länge (L.8) der Stoffauflaufdüse (8) aufweist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er als ein Mehrschichtenstoffauflauf mit wenigstens einem Trennelement ausgeführt ist.
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfasst.