DE102013219021A1

DE102013219021A1 - Zweistoffdüsenanordnung

Info

Publication number: DE102013219021A1
Application number: DE201310219021
Authority: DE
Inventors: Frank Wegehaupt
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-03-26
Also published as: WO2015039950A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zweistoffdüsenanordnung zur Beaufschlagung einer Materialbahn (1) mit wenigstens einer Mischkammer (2), in die zur Bildung eines Flüssigkeits-Gas-Gemisches ein gasförmiges (3) und ein flüssiges (4) Medium geleitet werden. Dabei soll eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Flüssigkeits-Gas-Gemisches mittels einer kompakten Einheit dadurch ermöglicht werden, dass das Flüssigkeits-Gas-Gemisch über mehrere Austrittsöffnungen (5) auf die Materialbahn (1) versprüht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweistoffdüsenanordnung zur Beaufschlagung einer Materialbahn mit wenigstens einer Mischkammer, in die zur Bildung eines Flüssigkeits-Gas-Gemisches ein gasförmiges und ein flüssiges Medium geleitet werden.
Die damit gebildeten Befeuchtungsvorrichtungen werden in der Papier-, Tissue- und Kartonherstellung, insbesondere vor dem Kalander, eingesetzt. Mit Hilfe der Befeuchtungsvorrichtung kann auf die Faserstoffbahn Wassernebel aufgebracht werden, um die Feuchtigkeit der Faserstoffbahn zu erhöhen, um so zum Beispiel eine höhere Oberflächengüte im Kalander zu erreichen.
Die aus dem Stand der Technik bekannte Befeuchtungsvorrichtungen umfassen eine Düsenträgerplatte und mehrere in Maschinenquerrichtung über die Bahnbreite der Faserstoffbahn verteilte Düsen, mittels denen ein Feuchtigkeitsnebel erzeugbar ist. Zudem gibt es Ausführungen, die die Möglichkeit bieten, die Feuchtigkeit sektional auf die Faserstoffbahn aufzubringen, um so das Feuchtigkeitsquerprofil der Faserstoffbahn einzustellen.
Dies ist relativ aufwendig und mit einem großen Raumbedarf verbunden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine gleichmäßige Befeuchtung mit einer möglichst kompakten Einheit zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Flüssigkeits-Gas-Gemisch über mehrere Austrittsöffnungen auf die Materialbahn versprüht wird.
Hierdurch kann die Düsenanordnung die Funktion von mehreren Zweistoffdüsen übernehmen, was sich entsprechend auf die Kosten und den erforderlichen Platz auswirkt.
Dies wiederum macht einen relativ kleinen Abstand zur Materialbahn möglich und minimiert so die Überlappung benachbarter Sprühkegel.
Im Interesse einer gleichmäßigen Behandlung der Materialbahn sollten die Austrittsöffnungen in wenigstens einer, vorzugsweise quer zur Materialbahn verlaufenden Reihe angeordnet sein.
Des Weiteren sollte das gasförmige Medium erst in der Düsenanordnung über einen Verteiler auf die Austrittsöffnungen aufgeteilt werden.
In Abhängigkeit von den spezifischen Anforderungen, den Fluidmengen oder der Art der Fluide kann es vorteilhaft sein, wenn der Verteiler in Strömungsrichtung nach der Mischkammer angeordnet ist oder aber jeder Austrittsöffnung eine Mischkammer zugeordnet ist und die Mischkammern in Strömungsrichtung nach dem Verteiler angeordnet sind.
Außerdem kann der Verteiler selbst die Mischkammer bilden.
Um die Vermischung zu unterstützen, sollte das flüssige Medium von einer gemeinsamen oder mehreren Dosierkammern über eine oder mehrere Dosieröffnungen mit dem gasförmigen Medium zusammengeführt werden.
Die Dosierkammer kann die Mischkammer umschließen oder aber in dieser angeordnet sein.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigen:
1: eine Befeuchtungsvorrichtung für eine Materialbahn 1 und
2a+b, 3a+b sowie 4a+b: jeweils einen Längs- und einen Querschnitt durch unterschiedliche Zweistoffdüsenanordnungen.
Gemäß 1 besteht die Befeuchtungsvorrichtung aus mehreren, quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinander positionierten Zweistoffdüsenanordnungen. Das von den Zweistoffdüsenanordnungen versprühte Flüssigkeits-Gas-Gemisch soll für eine schonende und gleichmäßige Befeuchtung sorgen. Jede der Zweistoffdüsenanordnungen kann separat gesteuert werden, was eine zonal unterschiedliche Befeuchtung erlaubt. Die Breite der Zweistoffdüsenanordnungen quer zur Bahnlaufrichtung liegt zwischen 20 und 500 mm, vorzugsweise zwischen 30 und 150 mm.
Zum Einsatz gelangen derartige Befeuchtungsvorrichtungen insbesondere bei der Herstellung oder Veredlung von Papierbahnen und dort insbesondere im Bereich von Trockenpartien, Glättwerken oder Kalandern.
Zur Bildung des Flüssigkeits-Gas-Gemisches werden hierbei ein flüssiges 4 und ein gasförmiges 3 Medium in wenigstens eine Mischkammer 2 geleitet. Wesentlich ist jedoch, dass das hierbei erzeugte Flüssigkeits-Gas-Gemisch über mehrere Austrittsöffnungen 5 auf die Materialbahn 1 gesprüht wird. Hierdurch entsteht quasi ein Vorhang aus dem Flüssigkeits-Gas-Gemisch.
Dies erlaubt eine sehr kompakte Konstruktion und somit auch einen kleinen Abstand zur Materialbahn 1 beispielsweise zwischen 5 und 50 mm. Im Ergebnis kommt es zu einer minimierten Überlappung der Sprühkegel und damit zu einer gleichmäßigen Befeuchtung.
Während das gasförmige Medium 3 von Luft oder Dampf gebildet wird, kommen für das flüssige Medium insbesondere Wasser, Streichfarben, Stärkelösungen, Beschichtungschemikalien, Polyacrylsäure und deren Salze, Polyvinylalkohol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykole, Polysulfonsäuren und andere langkettige organische Ether in Frage.
Die Austrittsöffnungen 5 sind bei den gezeigten Beispielen in einer quer zur Materialbahn 1 verlaufenden Reihe angeordnet, wobei problemlos aber auch mehrere, insbesondere 2 bis 4 parallele Reihen realisiert werden können. Dabei liegt die Anzahl an Austrittsöffnungen 5 zwischen 1 und 10, vorzugsweise zwischen 2 und 5 bezogen auf 10 mm Düsenanordnungsbreite.
Bei den Austrittsöffnungen 5 handelt es sich bevorzugt um Bohrungen, deren Durchmesser zwischen 0,2 und 4 mm, insbesondere zwischen 0,8 und 2 mm liegt.
Im Interesse einer einfachen Konstruktion wird das gasförmige Medium 3 in der Zweistoffdüsenanordnung über einen Verteiler 6 auf die Austrittsöffnungen 5 aufgeteilt.
In 2a+b ist jeder Austrittsöffnung 5 eine Mischkammer 2 zugeordnet, die in Strömungsrichtung nach dem Verteiler 6 angeordnet sind. Dementsprechend wird jede Mischkammer 2 von einem Strömungskanal gebildet, der vom Verteiler 6 zur entsprechenden Austrittsöffnung 5 führt. In diesen Strömungskanal mündet jeweils wenigstens eine Dosieröffnung 8 zur Beimischung des flüssigen Mediums 4.
Um das flüssige Medium 4 möglichst einfach und gleichmäßig auf die Dosieröffnungen 8 zu verteilen, genügt meist nur eine, gemeinsame Dosierkammer 7. Diese Dosierkammer 7 erstreckt sich entlang aller Strömungskanäle des gasförmigen Mediums 3.
Zur Bildung von Zonen kann die Dosierkammer 7, wie in 2a angedeutet, auch unterteilt sein, wobei jede Teil-Dosierkammer separat gespeist wird. Auf diese Weise kann die Menge an, dem gasförmigen Medium 3 zugeführten flüssigen Medium 4 separat gesteuert werden.
Bei der Zuführung des flüssigen Mediums 4 in das gasförmige Medium 3 kommt es zur Zerstäubung und damit zur Bildung des Flüssigkeits-Gas-Gemisches. Der Druck in der Dosierkammer 7 liegt zwischen 5 und 300 kPa, vorzugsweise zwischen 10 und 100 kPa. Vor dem Verteiler 6 sind die Drücke des gasförmigen Mediums 3 zwischen 5 und 600 kPa, vorzugsweise zwischen 10 und 100 kPa zu finden.
Das Massenstromverhältnis zwischen gasförmigen 3 und flüssigem 4 Medium liegt bevorzugt zwischen 1:1 und 200:1.
Im Unterschied hierzu erfolgt bei den Ausführungen gemäß den 3a+b sowie 4a+b die Zumischung des flüssigen Mediums 4 bereits vor dem Verteiler 6. Dementsprechend hat die Zweistoffdüsenanordnung auch nur eine Mischkammer 2, in die eine Vielzahl von Dosieröffnungen 8 aus der entsprechenden Dosierkammer 7 münden.
Bei 3a+b umschließt die Dosierkammer 7 die Mischkammer 2.
Auch hier bildet sich ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch in der Mischkammer 2, welches dann über den Verteiler 6 aufgeteilt und den Austrittsöffnungen 5 zugeführt wird.
Davon abweichend befindet sich die Dosierkammer 7 bei der in den 4a+b gezeigten Zweistoffdüsenanordnung in der Mischkammer 2. Dementsprechend münden die Dosieröffnungen 8 in die, die Dosierkammer 7 umschließende Mischkammer 2.
Des Weiteren wird bei 4a+b das gasförmige Medium 3 seitlich über Öffnungen 9 von einer äußeren Kammer 10 in die Mischkammer 2 eingedüst.
Die Zumischung des flüssigen Mediums 4 kann bei Bedarf auch später im Verteiler 6 vorgenommen werden, so dass der Verteiler 6 die Mischkammer 2 bildet.

Claims

Zweistoffdüsenanordnung zur Beaufschlagung einer Materialbahn (1) mit wenigstens einer Mischkammer (2), in die zur Bildung eines Flüssigkeits-Gas-Gemisches ein gasförmiges (3) und ein flüssiges (4) Medium geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeits-Gas-Gemisch über mehrere Austrittsöffnungen (5) auf die Materialbahn (1) versprüht wird.
Zweistoffdüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (5) in wenigstens einer, vorzugsweise quer zur Materialbahn (1) verlaufenden Reihe angeordnet sind.
Zweistoffdüsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium (3) über einen Verteiler (6) auf die Austrittsöffnungen (5) aufgeteilt wird.
Zweistoffdüsenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (6) in Strömungsrichtung nach der Mischkammer (2) angeordnet ist.
Zweistoffdüsenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Austrittsöffnung (5) eine Mischkammer (2) zugeordnet ist und die Mischkammern (2) in Strömungsrichtung nach dem Verteiler (6) angeordnet sind.
Zweistoffdüsenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler (6) die Mischkammer (2) bildet.
Zweistoffdüsenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium (4) von einer gemeinsamen Dosierkammer (7) vorzugsweise über mehrere Dosieröffnungen (8) mit dem gasförmigen Medium (3) zusammengeführt wird.
Zweistoffdüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium (4) von mehreren Dosierkammern (7) über Dosieröffnungen (8) mit dem gasförmigen Medium (3) zusammengeführt wird.
Zweistoffdüsenanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierkammer (7) innerhalb der Mischkammer 2 angeordnet ist.