-
Stoffauflauf für Langsiebpapiermaschinen Die Erfindung betrifft einen
Stoffauflauf für Langsiebpapiermaschinen, dessen Auflaufkasten mit einer sich quer
durch den Kasten erstreckenden Stauwand ausgestattet ist, durch die die geringste
wirksame Stauhöhe, bis zu der der Auflauf betrieben werden kann, festgelegt wird,
und deren oberer Rand praktisch in der gleichen horizontalen Ebene liegt wie das
Sieb der Papiermaschine.
-
Solche Stoffaufläufe sind an sich bekannt und geeignet, Papiere gleichmäßiger
Stärke herzustellen, weniger aber dazu - insbesondere bei sehr hohen Papiergeschwindigkeiten
-, den Stoff gleichmäßig zu durchmischen sowie gegebenenfalls zu entlüften und damit
Papiere insbesondere mit gleicher Längs- und und Querfestigkeit zu erzielen. Die
Erfindung bezweckt, derartige Stoffaufläufe in dieser Hinsicht zu verbessern, was
erfindungsgemäß dadurch erreicht werden soll, daß der vom oberen Rand der Stauwand
in Strömungsrichtung des Stoffes schräg nach unten verlängerte Boden des Auflaufkastens
zusammen mit einer Verlängerung der Kastenvorderwand einen zunächst eingeschnürten
und dann wieder erweiterten, zum Stoffauslaßschlitz aufsteigenden Auslaßkanal bildet,
in dessen Erweiterung eine die Höhe derselben ausfüllende Verteilerwalze angeordnet
ist.
-
Dadurch ergibt sich insbesondere eine außerordentlich. wirksame Durchmischung
des Stoffes, so daß man die damit ausgestatteten Papiermaschinen mit zwischen weiten
Grenzen schwankenden Papierstärken und Betriebsgeschwindigkeiten mit hohem Wirkungsgrad
betreiben kann, beispielsweise mit Geschwindigkeiten zwischen ungefähr 40 und 300
m/min bei einem Papiergewicht von 25 bis 125 g/m2 und mit einer Stoffdichte von
0,3 bis 0,7%.
-
K,ach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Stoffauflauf
so ausgebildet. daß die Verlängerung der Kastenvorderwand an der Stelle der Einschnürung
des Auslaßkanals mit einem Spalt versehen ist, der mit einer Luftabsaugkammer in
Verbindung steht. Die Luft wird also an einer Stelle angesaugt, an der derStoffstrom
vor seinemEintritt in den Auslaufspalt eine verhältnismäßig geringe Tiefe aufweist
und dadurch leicht und schnell entlüftet werden kann.
-
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Verlängerung der
Kastenvorderwand von der Verteilerwalze aus in Strömungsrichtung des Stoffes nach
oben auszurichten sowie über dem oberen Rand der Stauwand herausnehmbare Trennwände
anzuordnen.
-
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird sie an Hand der Zeichnungen
beschrieben. In diesen Figuren ist Fig. 1 eine Seitenansicht des die Erfindung verkörpernden
Auflaufkastens, Fig. 2 eine Vorderansicht des Kastens, teilweise im Schnitt dargestellt,
Fig. 3 der senkrechte Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2 und Fig. 4 ein vergrößerter
Teilschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3.
-
Der Auflaufkasten hat eine kräftige Grundplatte, die auf einem Betonfundament
10 ruht und aus einer durch Rippen versteiften hohlen Wandung mit einer Stauwand
11 besteht, die in einen abwärts verlaufenden Wandabschnitt 12 übergeht. Das vordere
Ende der hohlen Grundplatte wird durch eine waagerecht nach vorn gerichtete Platte
13 verlängert, die ihrerseits durch eine senkrechte Vorderwand 14 abgestützt ist,
so daß der rippenartige Einbau fortlaufend über die ganze Breite des Auflaufkastens
verläuft.
-
Die Seitenwände 15 des Kastens ruhen mit ihren unteren Kanten auf
dem Betonfundament 10 und sind an den Enden der Grundplatte befestigt. Diese Seitenwände
15 haben unten nach vorn gerichtete Teile 16. Mit seinem Boden 80 ruht der Kasten
auf der hohlen Grundplatte und ist deren Profil entsprechend geformt. Bei 18 erstreckt
sich der Boden abwärts über den Wandabschnitt 12 der Grundplatte. Er ist an der
einen Kante eines Einlaßschlitzes 20 angeschweißt, der in der Wandung eines zylindrischen
Einlaufkanals 21 vorzesehen ist. Dieser Kanal erstreckt sich quer
unter
dem Auflaufkasten und ist z. B. in einem Betonfundament 22 gelagert.
-
Die Rückwand 24 des Auflaufkastens ist mit ihrer unteren Kante an
der anderen Kante des Schlitzes 20 befestigt. Der untere Teil 25 der Rückwand
und der untere Teil 27 und der sich hieran anschließende Bodenteil 18 streben
nach oben - von dem Schlitz 20 aus gesehen - auseinander und bilden den unteren
Teil einer Steigstromkammer. Der obere Teil dieser Kammer wird von einem Wehr 28
gebildet, das aus Platten 29 bis 34 besteht, die sich quer durch den Kasten erstrecken.
Die unterste Platte 29 liegt dicht über dem oberen Rand 12' der Stauwand 11 und
bildet mit diesem einen Schlitz 36, durch den ein Teil des Papierstoffe: nach vorn
hindurch in das untere Ende eines Fallstromkanals strömen kann. Dieser Abstromkanal
wird von dem Wehr 28 und der Vorderwand 37 des Kastens begrenzt.
-
Die obere Platte 34 ist an ihrem oberen Rand, wie es aus Fig.
3 ersichtlich ist, an ihrer Vorderseite mit einer konvex gekrümmten Oberfläche
38 versehen, so daß der Stoff glatt darüber strömen kann, ohne daß eine Tendenz
zur Kavitation oder eine Neigung zur Bildung von unerwünschten Faserabscheidungen
auftritt, wie dies bei einer Strömung des Stoffes über eine vertikale Oberfläche
der Fall sein könnte.
-
Der zylindrische Einlaufkanal21 bildet eine Einlaßkammer 39 für die
Faserstoffaufschwemmung, die über eine Mehrzahl von nach rückwärts gebogenen, mit
Flanschen versehenen Rohren 40 mit einem Vorratsbehälter für die Aufschwemmung in
Verbindung steht. Die Kammer 39 wirkt als eine Ausdehnungskammer, weil sich das
durch die Einlaßrohre 40 strömende Fasergut, das mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit
ankommt, wegen der großen Querschnittsfläche der Kammer 21 plötzlich ausdehnen kann,
so daß die Geschwindigkeit vermindert wird und eine große statische Stauhöhe entsteht,
die eine erste Durchwirbelung der Fasern erzeugt.
-
Das Aufwärtsströmen der Aufschwemmung durch den Einlaßschlitz 20 wird
durch einen Einbau oder Prallkörper 42 gebremst, der zwischen den geneigten Seitenwänden
25, 27 quer durch die Kammer führt und die Form eines umgedrehten Stromlinienkörpers
hat. wobei die Seitenteile 44 nach oben zur Spitze 45 konvergieren. Dieser Prallkörper
ist in vertikaler Richtung zum Einlaßschlitz 20 hin und von diesem Schlitz weg verstellbar.
Wegen der Verengung der Strömungsquerschnittsfläche durch den Prallkörper 42 nimmt
die Geschwindigkeit des Stoffes zunächst zu, jedoch in dem Maße, in dem der Stoff
in den breiteren Teil des Steigkastens eintritt, nimmt die Geschwindigkeit wieder
ab. Die Ausbildung des Prallkörpers 42 in Form eines umgedrehten Stromlinienkörpers
trägt zu einer Verzögerung des nach oben strömenden Stoffes bei, wobei nur eine
minimale Neigung zur Kavitation auftritt.
-
An der Innenfläche jeder Seitenwand 15 des Kastens sind Winkeleisen
48 befestigt, z. B. angeschweißt (vgl. Fig. -I). die senkrecht, parallel und im
Abstand voneinander angeordnet sind und einen T-Schlitz bilden, in welchem Abstandsblöcke
50 verschiebbar sind. Diese T-Schlitzanordnung dient dem Zweck, Einbauten 51 in
der Steigstromkammer und in der Fallstromkammer anzuordnen. Die Einbauten 51 haben
einen stromlinienförmigen Tropfenquerschnitt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
bestehen sie aus Röhren 53, an denen umgekehrte, V-förmige Winkeleisen 52 angeschweißt
sind. Dabei sind die Einbauten so angeordnet, daß ihre Schneiden 54 in die Richtung
der Strömung des Papierstoffes weisen. Wie Fig. 3 zeigt, sind also die Schneiden
54 in der Steigstromkamrner aufwärts und in der Fallstromkammer abwärts gerichtet.
Ähnlich ist der Einbau 42 beschaffen, nur hat dort das V-förmige Winkeleisen wesentlich
größere senkrechte Abmessungen.
-
Die Einbauten sind je mit den Enden an Platten 56 befestigt. An jeder
dieser Platten ist bei 57 ein Block 58 angeschraubt, der gleitend zwischen den Winkeleisen
48 geführt ist (Fig. 4) und zusammen mit den Abstandsblöcken 50 von entsprechend
ausgewählter Höhe die Prallkörper 51 in den gewünschten Lagen hält. Der Einbau 42,
der den ganzen Einlauf 20 steuert, hat eine sich über seine ganze Länge durch ihn
hindurch erstreckende Achse 60, die durch senkrechte Schlitze 61 in den Seitenwänden
15 des Kastens nach außen hindurchragt. Die äußeren Enden der Achse 60 ruhen in
Lagern 64, die in senkrechten Schlitzen 65 auf Schraubenbolzen 66. geführt sind.
Diese Schraubenbolzen 66, welche durch die Schlitze 65 hindurchgehen, sind in eine
Platte 67 eingeschraubt, die bei 68 an der Stirnwand des Kastens angeschraubt ist.
An jedem Ende der Achse 60 ist ein Zahnrad 70 befestigt. das mit einer festen Zahnstange
71 kämmt, die all der Platte 67 sitzt. Ferner kämmt das Zahnrad an seiner gegenüberliegenden
Seite mit einer Zahnstange 72. die an einer Schraubspinde173 befestigt ist. Diese
geht durch einen Lagerbock 75 hindurch, der von der Platte 67 getragen wird, und
hat Einstellmuttern 76, die über und unter dem Lagerbock liegen und mit deren Hilfe
man daher die Zahnstange 72 auf und ab verstellen kann. Auf diese Weise läßt sich
die Achse 60 und damit der von ihr getragene Einbau 42 in senkrechter Richtung auf
den Schlitz 20 zu oder von diesem fort verstellen. Bei dieser Verstellung ist der
Einbau selbst gegen Drehung gesichert.
-
Bekanntlich neigen die in der Papierstoffschwetnmung suspendierten
Fasern dazu, nach einer gewissen Zeit zusammenzuflocken, sofern die Aufschwemmung
für diese Zeit in Ruhe verbleibt oder mit gleichförmiger Geschwindigkeit fließt.
Die Dauer dieser Zeit. die durch genormte Meßverfahren bestimmt werden kann, ist
für jede Papierstoffso:rte kennzeichnend. Wird die Papierstoffaufschwemmung jedoch
innerhalb dieser Ausflockzeit kräftig durchgequirlt oder sonstwie durchgewirbelt,
so wird dadurch das Bestreben der Fasern zu flocken unterbrochen. Das Zusammenflocken
der Fasern bedeutet eine ernste Schwierigkeit bei dem Betrieb von Langsiebpapiermaschinen.
Wenn nämlich die Fasern, die durch den Auslaufschlitz auf das Papiermaschinensieb
gelangen, Knoten oder Flokken bilden, so wird dadurch die Güte des Papiers beeinträchtigt.
Denn dadurch wird die gleichförmige Verteilung der Fasern nachteilig beeinflußt
und damit die Güte des Papiers herabgesetzt.
-
Die Einbauten 42, 51 haben nun die Wirkung, die Knotenbildung im Papierstoff
auf ein Mindestmaß zu verringern. Wenn die Einbauten den richtigen Abstand haben,
kann eine Knotenbildung oder ein Ausflocken sogar vollständig verhindert werden.
Beim Auftreffen des Papierstoffstromes auf jeden Einbau wird der Strom gedrosselt.
Denn er muß durch den Drosselquerschnitt zwischen dem Einbau und den Seitenwänden
der Steigstrom- oder Fallstromkammern fließen. Diese Drosselung bewirkt eine Zunahme
der Strömungsgeschwindigkeit. Nach dem Vorbeifließen an dem Einbau sinkt jedoch
die Geschwindigkeit wieder. Dieses abwechselnde Zunehmen und Abnehmen der Strömungsgeschwindigkeit
erzeugt in der Strömung eine erhebliche Turbulenz. Dadurch wird der
Strom
kräftig durchgewirbelt und eine lsnotenbildung vermieden. Die Einbauten 51 müssen
in dem richtigen Abstand angeordnet sein, der sich nach der zuvor zu bestimmenden
Ausflockzeit der Papierstoffaufschwemrnung richtet. Diese Einstellung erfolgt durch
die Abstandsblöcke 50 zwischen den Führungsschienen 48 (Fig. 4). Die Einbauten dienen
auch noch einem weiteren Zweck.
-
Eine andere Schwierigkeit beim Betrieb der Langsiebpapiermaschinen
ist dadurch bedingt, daß der Papierstoff Luftblasen enthält. An den Einbauten von
stromlinienförmigem Querschnitt suchen sich die kleinen Luftblasen zu sammeln, und
sie gleiten dann von den Schneiden 54 ab. In der Steigstromkammer steigen die Luftblasen
schnell hoch und sammeln sich auf dem Flüssigkeitsspiegel, wo sie dann verschwinden.
Wenn nun der Strom in der Fallstromkammer herabfließt, so suchen sich die in ihm
noch befindlichen Luftbläschen an der Vorderwand 37 des Kastens zu sammeln und an
dieser herabzugleiten. Auch die Blasen, die von den Schneiden 54 der Einbauten 51
abgleiten, bewegen sich auf die Wand 37 zu.
-
Der Boden 80 der Kammer bildet - wie erwähnt -unterhalb des Wehres
28 eine Stauwand 11, ist von dort aus abwärts geneigt und bildet dann den Boden
eines Auslaßkanals 81, der aufwärts gekrümmt ist und in den Auslaufschlitz 82 übergeht.
Die Decke 83 des Auslaßkanals 81 ist ebenfalls aufwärts gekrümmt. Dort, wo sie in
die Vorderwand 37 übergeht, ist ein Schlitz 84 vorgesehen. Dieser Schlitz mündet
in eine Kammer 85, die an ihrem einen Ende oder an beiden Enden mit einem Saugrohr
86 in Verbindung steht. Der Schlitz 84 dient als Luftauslaß, durch den die Luftblasen
austreten, die an der Vorderwand 37 herabgleiten. Aus Fig. 3 ersieht man auch, daß
der Schlitz 84 merklich unter dem Niveau des Stauwandrandes 12' angeordnet ist,
wodurch die Ouerschnittsfläche des Kanals 81 stark verkleinert wird, so daß infolge
der veränderten Stauhöhe die Abscheidung der Luftblasen, die im oberen Teil durch
den Schlitz 84 abgezogen werden, dadurch gefördert wird.
-
In dem Auflaufkasten ist eine Verteilerwalze 88 derart gelagert, daß
sie sich quer durch den Auslaßkanal81 erstreckt. Die oberen und unteren Wände gehen
vom Schlitz 84 nach oben und unten auseinander, so daß der Kanal genügend breit
wird, um die Verteilerwalze 88 aufnehmen zu können. Sie wird von einer Welle 89
getragen, die in Lagern 90 ruht. Diese Lager sitzen auf den Teilen 16 der Seitenwände
15 des Kastens. Das eine Ende 91 der Welle ragt nach außen durch das Lager hindurch
und trägt zum Antrieb eine Riemenscheibe oder ein Zahnrad. Die Verteilerwalze steht
aus einer Reihe von Scheiben 93, die im Abstand voneinander auf der Welle befestigt
sind und Stangen 94 tragen, die parallel zur Welle, 89 durch die Scheiben 93 dicht
an deren Umfang hindurch verlaufen. Der Zweck dieser Verteilerwalze ist es, den
Papierstoff durchzurühren, ohne ihm eine Bewegung quer zum Kasten zu erteilen.
-
Die Decke 83 des Auslaßkanals. 81 geht aufwärts um die Verteiler 88
herum, die im Durchmesser so bemessen ist, daß sich Boden und Decke des Kanals eng
an sie anschmiegen. Die vorderen Teile 16 der Seitenwände 15 sind an ihren oberen
Kanten mit sich seitlich erstreckenden Platten 100 versehen, die durch Winkeleisen
101 versteift sind. Auf diesen Platten 100 gleitend ist ein kastenförmiges Gebilde
angeordnet, das aus Stirnwänden 102, einer Bodenwanne 103 und einer Oberwand 104
besteht. Die Stirnwände 102 legen sich an die Innenfläche der Teile 16 der Seitenwände
15 und tragen sich seitlich erstreckende Teile 106, die durch Winkeleisen 107 versteift
sind auf den Platten 100 gleiten.
-
Das kastenförmige Gebilde ist mit einer Reihe senkrechter Trennwände
108 und einer Rückwand 109 versehen, an der Lagerblöcke 110 befestigt sind. In diesen
ist eine Welle 111 gelagert, die an dem einen Ende ein Handrad 112 hat. Außerdem
trägt die Welle 111 zwei Schnecken 113, die in Schneckenräder 114 eingreifen. Diese
Schneckenräder bilden Muttern, welche auf Schraubspindeln 115 sitzen. Diese Schraubspindeln
haben Köpfe, welche an der Vorderwand des Kastens befestigt sind, z. B. durch eine
Stange 116. Dreht man nun das Handrad 112, so wird dadurch das kastenförmige Gebilde
102 bis 104 vorwärts oder rückwärts verschoben. Die Bodenwand 103 dieses Gebildes
erstreckt sich von der Verteilerwalze 88 zum Auslaufschlitz 82 hin nach oben und
nach vorne und bildet eine Verlängerung der Decke des Auslaßkanals 81. An dem vorderen
Ende der Bodenwand 103 des kastenförmigen Gebildes ist eine Klappe 120 schwenkbar
gelagert, welche die obere Lippe des Auslaufschlitzes darstellt. Diese Lippe 120
kann in Richtung auf die untere Lippe des Auslauf schlitzes.82 oder von dieser fort
verstellt werden. Dem Zweck dieser Verstellung dient ein Stellwerk, das oben auf
dem kastenförmigen Gebilde 102 bis 104 angeordnet ist. Es besteht aus einer Reihe
von Getriebegehäusen 122, in denen eine waagerechte Welle 123 gelagert ist. An ihrem
einen Ende hat diese Welle ein Handrad 125. Sie trägt eine Reihe von Schnecken,
die in Schneckenräder 128 eingreifen. Diese Schneckenräder bilden Muttern, in welche
senkrechte Schraubspindeln 129 eingeschraubt sind. Diese sind mit ihren unteren
Enden an Gehäusen 130 befestigt, welche senkrecht verschiebbar auf der Vorderwand
131 des kastenförmigen Gebildes gleiten. Das Gehäuse 130 trägt einen rohrförmigen
Träger 132, der sich quer über das kastenförmige Gebilde erstreckt. Am vorderen
Ende der Lippe 120 sind eine Reihe dicht zusammenstehender Schrauben 135 befestigt,
die durch den Träger 132 hindurchragen und mit oberen und unteren Muttern 136 versehen
sind. Mit Hilfe der einzelnen Muttern kann man die Lippe 120 senkrecht verstellen
und sie dadurch genau horizontal einstellen. Die anfängliche senkrechte Verstellung
der Lippe erfolgt durch Drehen des Handrades 125.
-
Wie aus Fig. 3 deutlich zu erkennen ist, liegt der obere Rand 12'
der Stauwand 11 im wesentlichen in der gleichen horizontalen Ebene wie das Sieb
140 an der Stelle, an der es von der Brustwalze 141 abläuft. Die gesamte Strömung
der Fas.terstoffaufschwemmung durch den Auslaßkanal81 erfolgt daher unter der Höhe
des Siebes, abgesehen von dem kurzen Stück, das zwischen der Verteilerwalze 88 und
dem Schlitz 82 liegt. Es ist daher offensichtlich, d@aß, da eine gewisse Höhe des
Stoffes über dem Rand 12' erforderlich ist, was selbst bei geringen Arbeitsgeschwindigkeiten
der Fall ist, der Stoff über diesen Rand bis zu einem Niveau reicht, das merklich
über der oberen Lippe 120 des Schlitzes 82 liegt. Bei dieser Konstruktion ist die
Verteilerwalze 88 ständig innerhalb des Stoffes eingebettet, da keine Stelle des
Auslaßkanals oberhalb des Stoffspiegels liegt, so daß eine etwaige Abscheidung von
Fasern unterbunden ist.
-
Außerdem ist der Wandteil 103 des Auslaßkanals von der Verteilerwalze
88 nach oben hin bis zu der Stelle, wo er die obere Lippe 120 berührt, geneigt,
so daß Luftblasen, die dennoch mit dem Faserstoff über den Schlitz 84 hinaus gelangen
sollten, nach oben wandern, längs der Wand 103 mitgerissen werden, und
schließlich
über dem Schlitz 82 ins Freie gelangen. Der Auslaßkanal ist so ausgebildet, daß
selbst bei geringen Arbeitsgeschwindigkeiten eine Steuerung der Strömungsverteilung
bis in die unmittelbare Nähe des Schlitzes ermöglicht wird, wobei gleichzeitig die
größtmögliche Sicherheit gegeben ist, etwa auftretende Luftblasen anzuscheiden.