DE10256510A1

DE10256510A1 - Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE10256510A1
Application number: DE10256510A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr. Bubik; Karl Müller; Jürgen Prössl; Joachim Henssler
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2004-06-24
Also published as: EP1428929B1; EP1428929A1; ATE430214T1; DE50311472D1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf (1) einer Papier- oder Kartonmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension (3), mit mindestens einem stoffsuspensionszuführenden System (4), gegebenenfalls mit mindestens einem Bereich zur Turbulenzerzeugung (5) und einer in Strömungsrichtung (S) (Pfeil) nachfolgenden Stoffauflaufdüse (6), die zwei sich quer über die Maschinenbreite erstreckende Breitenwände (untere Düsenwand (7), obere Düsenwand (8)) umfasst und die drei in Strömungsrichtung (S) (Pfeil) aufeinander folgende Wegstrecken (I, II, III) aufweist. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und der zweiten Wegstrecke (I, II) mindestens ein Stufensprung (9, 9.1, 9.2, 9.3) im Bereich von 1 mm bis 30 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 15 mm, angeordnet ist und dass die zweite Wegstrecke (II) einen sich vorzugsweise kontinuierlich erweiternden, einen sich vorzugsweise kontinuierlich verringernden oder einen konstanten Gesamtquerschnitt (A¶G-II¶) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension, mit mindestens einem stoffsuspensionszuführenden System, gegebenenfalls mit mindestens einem Bereich zur Turbulenzerzeugung und einer in Strömungsrichtung nachfolgenden Stoffauflaufdüse, die zwei sich quer über die Maschinenbreite erstreckende Breitenwände (untere Düsenwand, obere Düsenwand) umfasst und die drei in Strömungsrichtung aufeinander folgende Wegstrecken aufweist, wobei sich der Gesamtquerschnitt der Stoffauflaufdüse im Verlauf der ersten Wegstrecke vorzugsweise stufenlos und – kontinuierlich verringert, wobei sich unmittelbar an die erste Wegstrecke die zweite Wegstrecke anschließt und wobei sich unmittelbar an die zweite Wegstrecke die dritte Wegstrecke anschließt, die einen sich stufenlos und kontinuierlich verringernden Gesamtquerschnitt aufweist und die sich bis zum Ende der Stoffauflaufdüse erstreckt.

Ein derartiger Stoffauflauf für die Herstellung einer Papierbahn ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 02 623 A1 ( PA 10835 DE ) des Anmelders bekannt. Die mit diesem Stoffauflauf hergestellte Papierbahn zeichnet sich insbesondere durch eine verbesserte Quersteifigkeit und ein reduziertes Reißlängenverhältnis L/Q aus.

Bei den bekannten Stoffaufläufen für Karton- und Verpackungspapiere bilden sich insbesondere bei hohen Stoffdichten der Faserstoffsuspension, das heißt von ≥ 1 %, in der Stoffauflaufdüse Ausflockungen der Einzelfasern zu Fasernetzwerken dergestalt, dass die Fasern (Einzelfasern) auf dem mindestens einen dem Stoffauflauf nachgeordneten Sieb mit einer vorzugsweisen Siebgeschwindigkeit von ≤ 1.000 m/min nicht mehr in Maschinenlaufrichtung orientiert werden können. Diese erzeugten Ausflockungen und dadurch gebildeten Fasernetzwerke beeinträchtigen die Qualität der hergestellten Karton- und Verpackungspapiere in nachhaltig negativer Weise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Erzeugung von Ausflockungen und die damit einhergehende Bildung von Fasernetzwerken weitestgehend, vorzugsweise vollständig, unterbunden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zwischen der ersten und der zweiten Wegstrecke mindestens ein Stufensprung im Bereich von 1 mm bis 30 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 15 mm, angeordnet ist und dass die zweite Wegstrecke einen sich vorzugsweise kontinuierlich erweiternden, einen sich vorzugsweise kontinuierlich verringernden oder einen konstanten Gesamtquerschnitt aufweist. Durch den erfindungsgemäßen Stufensprung zwischen der ersten und der zweiten Wegstrecke und der anschließenden Geometrie der zweiten Wegstrecke wird ein ausreichendes Maß an Turbulenz im Bereich der Stoffauflaufdüse erzeugt, so dass die Fasern insbesondere auch bei hoher Stoffdichte innerhalb der Stoffauflaufdüse in Maschinenlaufrichtung orientiert werden können, sei es nun als Einzelflocken oder im turbulent dispergierten Einzelfaserzustand.

In weiterer Ausgestaltung ist nun vorgesehen, dass die zweite Wegstrecke eine Länge im Bereich von 5 mm bis 150 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 120 mm, und/oder dass die dritte Wegstrecke eine Länge im Bereich von 5 mm bis 100 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 80 mm, aufweist. Diese geometrischen Bereiche beeinflussen insbesondere die Möglichkeit der Orientierung der Fasern in Maschinenlaufrichtung in positiver Weise.

Im Rahmen einer optimalen und schnellen Anpassung des Stoffauflaufs an neue Betriebsverhältnisse ist es vorteilhaft, wenn ausschließlich im Bereich der ersten Wegstrecke mindestens eine Lamelle mit sich vorzugsweise kontinuierlich erweiterndem Gesamtquerschnitt angeordnet ist und wenn die Lamelle unmittelbar im Endbereich der ersten Wegstrecke endet. Eine derartige Lamelle kann optimal an ein bestimmtes Betriebsverhältnis angepasst sein und sie lässt sich zudem noch schnell und ohne größeren Aufwand gegen eine weitere Lamelle mit anderen Eigenschaften austauschen.

Unter weiteren Gründen, wie beispielsweise Handhabung, Empfindlichkeit, Einsatzmöglichkeiten und dergleichen, ist es von Vorteil, wenn die Lamelle in ihrem Innenbereich zumindest teilweise hohl ausgebildet ist, wenn die stromabwärtige Seite der Lamelle als vorzugsweise ebene und/oder vorzugsweise leicht gekrümmte Fläche ausgebildet ist und/oder wenn die Lamelle unmittelbar stromabwärts des Bereichs zur Turbulenzerzeugung, insbesondere eines Turbulenzerzeugers, gelenkig angebracht ist.

Im Hinblick auf die Erreichung einer optimalen Orientierung der Fasern im mittleren und endseitigen Bereich der Stoffauflaufdüse ist vorgesehen, dass die Lamelle an ihrer stromabwärtigen Seite eine Einrichtung zur vorzugsweisen bahnbreiten Zufuhr mindestens eines Mediums, insbesondere Luft oder Dampf, aufweist. Hierdurch wird eine Abschwächung und eine Dämpfung der bislang erzeugten Turbulenz erreicht, wobei die reduzierte Turbulenz und die gleichzeitige Beschleunigung der Faserstoffsuspension in der Stoffauflaufdüse sich positiv auf die Längsorientierung der Faser auswirken. Zudem entsteht durch die genannte Zufuhr ein Hilfsmittel, das Reißlängenverhältnis L/Q zu beeinflussen, da viel Luft beispielsweise ein hohes Reißlängenverhältnis L/Q und wenig Luft beispielsweise ein niedriges Reißlängenverhältnis L/Q erzeugt. Überdies hat sich in durchgeführten Versuchen gezeigt, dass Luft in der Faserstoffsuspension fein verteilt wird und nicht zu schädigenden und sichtbaren Lufteinschlüssen in der Faserstoffbahn führt.

Die genannte Einrichtung weist in bevorzugter Ausführung mindestens eine Zufuhrleitung mit einer Mehrzahl an der Fläche der Lamelle angeordneten und in Strömungsrichtung gerichteten Zufuhrdüsen oder mindestens eine Zuführleitung mit mindestens einen in einer Hohllamelle 10.1 angeordneten und in Strömungsrichtung gerichteten Zufuhrspalt auf. Die Einrichtung weist weiterhin eine Zufuhrleistung von 0,15 m³/m·min bis 2 m³/m·min bei einem Zufuhrdruck von 0,15 bar bis 1,5 bar auf.

Weiterhin kann die Wellenlänge der entsprechenden Turbulenz dadurch entscheidend bestimmt werden, dass im Bereich der zweiten Wegstrecke mindestens eine Lamelle mit einer Länge im Bereich von 5 mm bis 120 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 100 mm, angeordnet ist und dass die Lamelle unmittelbar an einer im Bereich der ersten Wegstrecke angeordneten Lamelle vorzugsweise starr angebracht ist.

Bei mehr oder weniger konstanten Betriebsverhältnissen kann auch vorgesehen sein, dass die beiden sich quer über die Maschinenbreite erstreckenden Breitenwände (untere Düsenwand, obere Düsenwand) im Bereich der ersten Wegstrecke einen sich vorzugsweise stufenlos kontinuierlich verringernden Wandabstand aufweisen.

Ferner ist im Rahmen einer bestmöglichen Dispergierung der Fasern aufgrund wirkender Scherkräfte vorgesehen, dass die Faserstoffsuspension unmittelbar vor dem Beginn der zweiten Wegstrecke eine Strömungsgeschwindigkeit im Bereich von 10 m/s bis 30 m/s, vorzugsweise von 12 m/s bis 25 m/s, und unmittelbar am Ende der dritten Wegstrecke eine Strömungsgeschwindigkeit im Bereich von 500 m/min bis 2.000 m/min, vorzugsweise von 800 m/min bis 1.800 m/min, aufweist.

Zum Zwecke einer sehr guten Orientierung der Fasern in Maschinenlaufrichtung weist die Faserstoffsuspension eine Stoffdichte von ≥ 1 %, vorzugsweise von ≥ 1,2 %, auf. Eine derartige Stoffdichte weist beispielsweise die Faserstoffsuspension zur Herstellung von Gipskarton, Corrugating Medium (CM) und Faltschachtelkartoneinlagen auf.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 bis 3: verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs in schematisierten Seitenansichten; und
4: eine schematische Ausführungsform der Einrichtung.
Die 1 zeigt eine schematisierte Seitenansicht eines Stoffauflaufs 1 einer Papier- oder Kartonmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension 3, mit mindestens einem stoffsuspensionszuführenden, jedoch nicht explizit dargestellten System 4, gegebenenfalls mit mindestens einem Bereich zur Turbulenzerzeugung 5 und einer in Strömungsrichtung S (Pfeil) nachfolgenden Stoffauflaufdüse 6, die zwei sich quer über die Maschinenbreite erstreckende Breitenwände (untere Dü senwand 7, obere Düsenwand 8) umfasst und die drei in Strömungsrichtung S (Pfeil) aufeinander folgende Wegstrecken I, II, III aufweist, wobei sich der Gesamtquerschnitt A_G-I der Stoffauflaufdüse 6 im Verlauf der ersten Wegstrecke I vorzugsweise stufenlos und kontinuierlich verringert, wobei sich unmittelbar an die erste Wegstrecke I die zweite Wegstrecke II anschließt und wobei sich unmittelbar an die zweite Wegstrecke II die dritte Wegstrecke III anschließt, die einen sich stufenlos und kontinuierlich verringernden Gesamtquerschnitt A_G-III aufweist und die sich bis zum Ende der Stoffauflaufdüse 6 erstreckt.
Für die dritte Wegstrecke III gilt in bevorzugter Weise weiterhin folgende Formel:
Bei einer Stoffauflaufdüse mit einer großen Düsenhöhe und Vorturbulenz werden durch die Beschleunigung infolge der Geometrieänderung die Faserflocken auseinandergezogen und sogleich auch Einzelfasern in Maschinenlaufrichtung orientiert. Zur Verhinderung dieser ungewollten Orientierung wird unmittelbar vor der Stoffauflaufdüse eine Turbulenz mit einem Stufensprung erzeugt. Die Wirkung dieser erzeugten Turbulenz übertrifft die Wirkung der Beschleunigung, dass heißt die Fasern werden sich bei starker Vorturbulenz der Stoffauflaufdüse nicht in Maschinenlaufrichtung orientieren, sondern eine relativ gleichmäßige Faserstoffbahn mit etwa gleichen Festigkeiten in Längs- und Querrichtung ergeben.
Durch Zugabe von gasförmigen Stoffen unmittelbar vor der Stoffauflaufdüse wird die Turbulenz gedämpft und wieder ein höheres L/Q erzeugt, also eine Faserstoffbahn mit größerer Längsorientierung erzeugt. Dies ist insbesondere bei Langsieben von Vorteil, da man hierbei nicht so hohe Längsfestigkeiten durch einen vor- oder nacheilenden Strahl erzielen kann wie zum Beispiel im Vergleich zu Roll-Blade-Gapformern. Bei Roll-Blade-Gapformern können die Fasern auf der Formierwalze leicht in die Längsrichtung gekämmt werden.
Der Gesamtquerschnitt A_G der Stoffauflaufdüse 6 ist per Definition die gesamte suspensionsdurchflossene freie Querschnittsfläche in einem bestimmten Abschnitt. Das stoffsuspensionszuführende System 4 kann in bekannter Weise ein Querverteilrohr oder ein Rundverteiler mit Zufuhrschläuchen sein und der Stoffauflauf 1 selbst kann auch als Mehrschichtenstoffauflauf und/oder als Stoffauflauf mit sektioniert regelbarer Verdünnungswassertechnologie (System „ModuleJet" – DE 40 19 593 A1 ( PA 04598 DE ) des Anmelders) ausgestattet sein.
Es ist nun vorgesehen, dass zwischen der ersten und der zweiten Wegstrecke I, II mindestens ein Stufensprung 9 im Bereich von 1 mm bis 30 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 15 mm, angeordnet ist und dass die zweite Wegstrecke II einen sich vorzugsweise kontinuierlich erweiternden, einen sich vorzugsweise kontinuierlich verringernden oder einen konstanten Gesamtquerschnitt A_G-II aufweist. In der Ausführungsform gemäß der 1 sind drei Stufensprünge 9.1, 9.2, 9.3 vorhanden.
Die zweite Wegstrecke II weist eine Länge L_II im Bereich von 5 mm bis 150 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 120 mm, und die dritte Wegstrecke III weist eine Länge L_III im Bereich von 5 mm bis 100 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 80 mm, auf. Die erste und die zweite Wegstrecke I, II sind unter- und oberseitig von den beiden konvergierenden Breitenwänden (untere Düsenwand 7, obere Düsenwand 8) umgeben, wohingegen die dritte Wegstrecke III unterseitig von der unteren Düsenwand 7 und oberseitig von einer vorzugsweise einstellbaren Blende 8.1 umgeben ist.
Weiterhin ist ausschließlich im Bereich der ersten Wegstrecke mindestens eine Lamelle 10 mit sich vorzugsweise kontinuierlich erweiterndem Gesamtquerschnitt A_L10 angeordnet, die unmittelbar im Endbereich der ersten Wegstrecke II endet, vorzugsweise in Höhe des Stufensprungs 9. Die Lamelle 10, von der die Aus führungsform gemäß der 1 zwei aufweist, ist in ihrem Innenbereich 11 vorzugsweise zumindest teilweise hohl ausgebildet und sie kann eine Oberfläche jeglicher bekannter Art, wie beispielsweise gerillt und dergleichen, aufweisen. Die stromabwärtige Seite 12 der Lamelle 10 ist als vorzugsweise ebene und/oder vorzugsweise leicht gekrümmte Fläche 13 ausgebildet und sie ist unmittelbar stromabwärts des Bereichs zur Turbulenzerzeugung 5, insbesondere eines Turbulenzerzeugers, gelenkig angebracht.
Die Lamelle 10 wiederum weist an ihrer stromabwärtigen Seite 12 eine Einrichtung 14 zur vorzugsweisen bahnbreiten Zufuhr mindestens eines Mediums 15, insbesondere Luft oder Dampf, auf, wobei diese Einrichtung 14 gemäß der Ausführungsform gemäß der 1 mindestens eine Zufuhrleitung 16 mit einer Mehrzahl an der Fläche 13 der Lamelle 10 angeordneten und in Strömungsrichtung S (Pfeil) gerichteten Zufuhrdüsen 17 aufweist. Weiterhin weist die Einrichtung 14 eine Zufuhrleistung P von 0,15 m³/m·min bis 2 m³/m·min bei einem Zufuhrdruck p von 0,15 bar bis 1,5 bar auf. Die Aggregate zur Erzeugung der Zufuhrleistung und des Zufuhrdrucks samt Speicher- und Aufbereitungseinrichtungen sind dem Fachmann wohl bekannt und deshalb in der 1 nicht näher dargestellt.
Es ist selbstverständlich auch möglich, dass die Zufuhrdüsen 17 bei entsprechender Ausgestaltung der Einrichtung 14 auch sektional, gruppenweise und/oder randseitig beaufschlagbar sind. Überdies können die Zufuhrdüsen 17 auch in mehreren Reihen und/oder unter verschiedenen, vorzugsweise einstellbaren Zufuhrwinkeln angeordnet sein.
Eine weitere Ausführungsform der Einrichtung 14 wird nachfolgend in der 4 beschrieben.
Ferner ist im Bereich der zweiten Wegstrecke II mindestens eine Lamelle 18 mit einer Länge L₁₈ im Bereich von 5 mm bis 120 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 100 mm, angeordnet. Diese Lamelle 18 ist unmittelbar an einer im Bereich der ersten Wegstrecke I angeordneten Lamelle 10 vorzugsweise starr, gegebenenfalls auch gelenkig, angebracht. In der Ausführungsform gemäß der 1 sind an jeder der beiden Lamellen 10 der ersten Wegstrecke I je eine Lamelle 18 der zweiten Wegstrecke II angebracht, wobei die Lamellen 18 der zweiten Wegstrecke II auch in den Bereich der dritten Wegstrecke III hineinragen können.
Auch die 2 zeigt eine schematisierte Seitenansicht eines Stoffauflaufs 1 einer Papier- oder Kartonmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2, insbesondere Papier- oder Kartonbahn. Da sein Aufbau generell dem des Stoffauflaufs 1 der 1 ähnelt, wird auf dessen Beschreibung verwiesen.
Jedoch ist im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß der 1 vorgesehen, dass die erste und die zweite Wegstrecke I, II unter- und oberseitig von den beiden divergierenden Breitenwänden (untere Düsenwand 7, obere Düsenwand 8) umgeben sind, wohingegen die dritte Wegstrecke III sowohl unterseitig als auch oberseitig von je einer vorzugsweise einstellbaren Blende 7.1, 8.1 umgeben ist. Derartige Blenden 7.1, 8.1 und deren mögliche Verstellmechanismen sind dem Fachmann wohl bekannt, weshalb von deren näherer Darstellung in 2 Abstand genommen wird.
Und schließlich zeigt die 3 eine dritte schematisierte Seitenansicht eines Stoffauflaufs 1 einer Papier- oder Kartonmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2, insbesondere Papier-. oder Kartonbahn, dessen prinzipielle Ausgestaltung hinsichtlich der Wegstrecken I, II, III den Vorbeschriebenen ähnelt.
Jedoch sind in der Stoffauflaufdüse 6 des Stoffauflaufs 1 keine Lamellen mit sich vorzugsweise kontinuierlich erweiterndem Gesamtquerschnitt angeordnet. Vielmehr weisen die beiden sich quer über die Maschinenbreite erstreckenden Breitenwände (untere Düsenwand 7, obere Düsenwand 8) im anfänglichen Bereich beziehungsweise über die überwiegende Länge L_I der ersten Wegstrecke I einen sich vorzugsweise stufenlos kontinuierlich verringernden Wandabstand A₇₈ auf, so dass sich wiederum der vollständige Gesamtquerschnitt A_G-I der Stoffauflaufdüse 6 im Verlauf der ersten Wegstrecke I vorzugsweise stufenlos und kontinuierlich verringert.
Weiterhin ist die obere Düsenwand 8 zumindest zweiteilig ausgeführt, wobei die beiden Düsenwandteile 8A, 8B mittels mindestens einer Gelenkverbindung 19 miteinander verbunden sind. Der Stufensprung 9 zwischen der ersten und der zweiten Wegstrecke I, II ist durch einen abrupt endenden Einknick 20 in der unteren Düsenwand 7 gebildet. Und die dritte Wegstrecke III ist wiederum unterseitig von der unteren Düsenwand 7 und oberseitig von einer vorzugsweise einstellbaren Blende 8.1 umgeben.
Allen dargestellten Stoffaufläufen 1 ist gemeinsam, dass die Faserstoffsuspension 2 unmittelbar vor dem Beginn der zweiten Wegstrecke II eine Strömungsgeschwindigkeit v₁₂ im Bereich von 10 m/s bis 30 m/s, vorzugsweise von 12 m/s bis 25 m/s, und unmittelbar am Ende der dritten Wegstrecke III eine Strömungsgeschwindigkeit v₃ im Bereich von 500 m/min bis 2.000 m/min, vorzugsweise von 800 m/min bis 1.800 m/min, aufweist. Weiterhin weist die verwendete Faserstoffsuspension 2 eine Stoffdichte ρ von ≥ 1 %, vorzugsweise von ≥ 1,2 %, auf.
Eine weitere Ausführungsform der Einrichtung 14 wird nachfolgend in der 4 beschrieben.
Die Einrichtung 14 zur vorzugsweisen bahnbreiten Zufuhr mindestens eines Mediums 15, insbesondere Luft oder Dampf, umfasst mindestens eine Zufuhrleitung 16 mit mindestens einem in einer Hohllamelle 10.1 angeordneten und in Strömungsrichtung S (Pfeil) gerichteten Zufuhrspalt 17.1. Die Zufuhr des Mediums kann dabei von der Führer- und/oder Triebseite her erfolgen und die Hohllamelle 17.1 kann über die Maschinenbreite hinwegdurchgehend oder auch nur sektionsweise geschlitzt sein. Weiterhin kann der Zufuhrspalt 17.1 in Strömungsrichtung S (Pfeil) divergent, parallel oder konvergent sein.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der eingangs genannten Art geschaffen wird, welcher die Erzeugung von Ausflockungen und die damit einhergehende Bildung von Fasernetzwerken weitestgehend, vorzugsweise vollständig, unterbindet.

1: Stoffauflauf
2: Faserstoffbahn
3: Faserstoffsuspension
4: Stoffsuspensionszuführendes System
5: Bereich zur Turbulenzerzeugung
6: Stoffauflaufdüse
7: Untere Düsenwand
7.1: Blende
8: Obere Düsenwand
8.1: Blende
8A, 8B: Düsenwandteil
9, 9.1, 9.2, 9.3: Stufensprung
10: Lamelle
10.1: Hohllamelle
11: Innenbereich
12: Stromabwärtige Seite
13: Fläche
14: Einrichtung
15: Medium
16: Zufuhrleitung
17: Zufuhrdüse
17.1: Zufuhrspalt
18: Lamelle
19: Gelenkverbindung
20: Einknick
AG: Gesamtquerschnitt
A_G-I, A_G-II, A_G-III: Gesamtquerschnitt (Wegstrecken)
A_L10: Gesamtquerschnitt (Lamelle)
A₇₈: Wandabstand (erste Wegstrecke)
L₁₈: Länge (Lamelle)
L_II: Länge (Zweite Wegstrecke)
L_III: Länge (Dritte Wegstrecke)
P: Zufuhrdruck
P: Zufuhrleistung
ρ: Stoffdichte
S: Strömungsrichtung (Pfeil)
v₁₂: Strömungsgeschwindigkeit (Wegstrecke I-II)
v₃: Strömungsgeschwindigkeit (Wegstrecke III)

Claims

Stoffauflauf (1) einer Papier- oder Kartonmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension (3), mit mindestens einem stoffsuspensionszuführenden System (4), gegebenenfalls mit mindestens einem Bereich zur Turbulenzerzeugung (5) und einer in Strömungsrichtung (S) (Pfeil) nachfolgenden Stoffauflaufdüse (6), die zwei sich quer über die Maschinenbreite erstreckende Breitenwände (untere Düsenwand (7), obere Düsenwand (8)) umfasst und die drei in Strömungsrichtung (S) (Pfeil) aufeinander folgende Wegstrecken (I, II, III) aufweist, wobei sich der Gesamtquerschnitt (A_G-I) der Stoffauflaufdüse (6) im Verlauf der ersten Wegstrecke (I) vorzugsweise stufenlos und kontinuierlich verringert, wobei sich unmittelbar an die erste Wegstrecke (I) die zweite Wegstrecke (II) anschließt und wobei sich unmittelbar an die zweite Wegstrecke (II) die dritte Wegstrecke (III) anschließt, die einen sich stufenlos und kontinuierlich verringernden Gesamtquerschnitt (A_G- _III) aufweist und die sich bis zum Ende der Stoffauflaufdüse (6) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und der zweiten Wegstrecke (I, II) mindestens ein Stufensprung (9, 9.1, 9.2, 9.3) im Bereich von 1 mm bis 30 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 15 mm, angeordnet ist und dass die zweite Wegstrecke (II) einen sich vorzugsweise kontinuierlich erweiternden, einen sich vorzugsweise kontinuierlich verringernden oder einen konstanten Gesamtquerschnitt (A_G-II) aufweist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wegstrecke (II) eine Länge (L_II) im Bereich von 5 mm bis 150 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 120 mm, aufweist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Wegstrecke (III) eine Länge (L_III) im Bereich von 5 mm bis 100 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 80 mm, aufweist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich im Bereich der ersten Wegstrecke (I) mindestens eine Lamelle (10) mit sich vorzugsweise kontinuierlich erweiterndem Gesamtquerschnitt (A_G-I) angeordnet ist und dass die Lamelle (10) unmittelbar im Endbereich der ersten Wegstrecke (I) endet.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (10) in ihrem Innenbereich (11) zumindest teilweise hohl ausgebildet ist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die stromabwärtige Seite (12) der Lamelle (10) als vorzugsweise ebene und/oder vorzugsweise leicht gekrümmte Fläche (13) ausgebildet ist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (10) unmittelbar stromabwärts des Bereichs zur Turbulenzerzeugung (5), insbesondere eines Turbulenzerzeugers, gelenkig angebracht ist.
Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle (10) an ihrer stromabwärtigen Seite (12) eine Einrichtung (14) zur vorzugsweisen bahnbreiten Zufuhr mindestens eines Mediums (15), insbesondere Luft oder Dampf, aufweist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) mindestens eine Zufuhrleitung (16) mit einer Mehrzahl an der Fläche (13) der Lamelle (10) angeordneten und in Strömungsrichtung (S) (Pfeil) gerichteten Zufuhrdüsen (17) aufweist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) mindestens eine Zufuhrleitung (16) mit mindestens mit mindestens einem in einer Hohllamelle (10.1) angeordneten und in Strömungsrichtung (S) (Pfeil) gerichteten Zufuhrspalt (17.1) aufweist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) eine Zufuhrleistung (P) von 0,15 m³/m·min bis 2 m³/m·min bei einem Zufuhrdruck (p) von 0,15 bar bis 1,5 bar aufweist.
Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der zweiten Wegstrecke (II) mindestens eine Lamelle (18) mit einer Länge (L₁₈) im Bereich von 5 mm bis 120 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 100 mm, angeordnet ist und dass die Lamelle (18) unmittelbar an einer im Bereich der ersten Wegstrecke (I) angeordneten Lamelle (10) vorzugsweise starr angebracht ist.
Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden sich quer über die Maschinenbreite erstreckenden Breitenwände (untere Düsenwand (7), obere Düsenwand (8)) im Bereich der ersten Wegstrecke (I) einen sich vorzugsweise stufenlose kontinuierlich verringernden Wandabstand (A₇₈) aufweisen.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension (3) unmittelbar vor dem Beginn der zweiten Wegstrecke (II) eine Strömungsgeschwindigkeit (v₁₂) im Bereich von 10 m/s bis 30 m/s, vorzugsweise von 12 m/s bis 25 m/s, und unmittelbar am Ende der dritten Wegstrecke (III) eine Strömungsgeschwindigkeit (v₃) im Bereich von 500 m/min bis 2.000 m/min, vorzugsweise von 800 m/min bis 1.800 m/min, aufweist.
Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension (3) eine Stoffdichte (ρ) von ≥ 1 %, vorzugsweise von ≥ 1,2 %, aufweist.