DE1411911C - Stoffauflauf für Papiermaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoffauflauf für Papiermaschinen mit einer über eine Verteilerleitung gespeisten Mehrzahl von Rohren gleichen Durchmessers mit verhältnismäßig großer Länge zum Durchmesser, die in mehreren Reihen angeordnet sind und deren Austrittsenden die stromoberseitige Begrenzung einer im Querschnitt rechtwinkligen Einlaßkammer für den Stoffauflaufkasten bilden, deren Begrenzungswände — in Strömungsrichtung gesehen — parallel zueinander verlaufen.

Bei einem bekannten Stoffauflauf — deutsche Patentschrift 853 256 — dieser Art münden die Rohre etwa in einer mit Bezug auf die Strömungsrichtung querverlaufenden und nach rückwärts geneigten Ebene in die Einlaßkammer, die sich stromab der Austrittsenden der Rohre erweitert, bevor sie in den Stoffauflaufkasten übergeht. Hierdurch soll in der Einlaßkammer und in dem Stoffauflaufkasten eine Strömung geringer Turbulenz, d. h. im wesentlichen eine laminare Strömung (Reynolds-Zahl nicht über ao 2000) geschaffen werden, wobei die für die Abgabe des Papierstoffs notwendige Turbulenz — wie an sich bekannt — durch eine nahe dem Austrittsende des Stoffauflaufkastens angeordnete Lochwalze erhalten werden soll. Dadurch soll erreicht werden, daß as hinter den Austrittsenden der Rohre keine Bewegungen der Fasern relativ zueinander vorhanden sind, damit keine Flockenbildung auftritt. Jedoch ergibt sich beim Austritt des Papierstoffes aus den Rohren kleinen Durchmessers, in denen große Turbulenz vorhanden ist, ein im wesentlichen unmittelbarer Übergang zu der laminaren Strömung, in welcher die im Papierstoff enthaltenen Fasern das Bestreben haben, Flocken zu bilden. Diese sich bildenden Flokken und die noch vorhandenen Flocken können nicht aufgebrochen werden, und außerdem besteht das Bestreben, daß Fasern sich absetzen. Weiterhin können auch Querströmungen, die eine Flockenbildung unterstützen, bei den aus den Rohren austretenden Strahlen nicht vermieden werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, bei einem Stoffauflauf der vorstehend erwähnten Art eine gleichmäßige Durchmischung des Papierstoffes zu erreichen und hierbei unkontrollierbare Turbulenzen zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung ist dieser Stoffauflauf dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsenden der Rohre in einer die Einlaßkammer rechtwinklig zur Strömungsrichtung begrenzenden Übergangswand enden und daß in der Einlaßkammer eine verstellbar gelagerte Lochwalze an der Stelle angeordnet ist, an der die aus den Rohren in die Einlaßkammer tretenden Strahlen sich berühren.

Durch die in der Einlaßkammer angeordnete Lochwalze, die etwa an der Stelle liegt, an welcher die aus den Rohren austretenden Strahlen sich miteinander zu vermischen beginnen, wird bereits am Eintritt in den Stoffauflaufkasten in dem Papierstoff eine derartige Turbulenz bzw. ein derartiges konstantes Mischen und Inbewegunghalten des Papierstoffs aufrcchterhalten, daß nicht nur eine gleichmäßige Verteilung der Fasern ohne Flockenbildung erhalten ist, sondern noch vorhandene Flocken sicher aufgebrochen werden. Gleichzeitig werden unerwünschte Querströmungen, die zu einer Flockenbildung führen können,vermieden.

Durch die verstellbare Lagerung der Lochwalze ist eine bequeme Anpassung an Papierstoffe verschiedener Arten und an verschiedene Arbeitsbedingungen möglich.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Abstand zwischen den Rohren untereinander doppelt so groß ist wie der Abstand der in den äußeren Reihen liegenden Rohren von den Äbschlußwänden der Einlaßkammer. Dadurch wird erreicht, daß Faseransammlungen in den Ecken der Einlaßkammer beseitigt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Stoffauflauf, .

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 von

Fig.l,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 von Fig. 2, ■

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 von Fig. 2.

In Fig.l ist der Stoffauflauf 10 zu Veranschaulichungszwecken als ein mit Preßluftsteuerung ausgestatteter Stoffauflauf dargestellt. Der Stoffauflauf 10 enthält zwei Lochwalzen 11, die verhindern, daß sich Strömungsunregelmäßigkeiten entwickeln, wenn der Papierstoff durch den Stoffauflaufkasten 10 hindurch zu dem Auslauf 12 wandert, der den Papierstoff auf das Maschinensieb 13 an der Brustwalze 14 führt. Der Stoffverteiler 15 ist unter einem Winkel zu der stromaufwärtsseitigen Wand 16 des Stoffauflaufkastens 10 angeordnet und erstreckt sich über die Breite der Maschine. Der Verteiler 15 ist mit dem Sto ff auflaufkasten durch Flansche 17 verbunden. Er besteht aus einer konischen Verteilerleitung 18, drei Reihen von parallelen Rohren 19, einer Stoffauflaufeinlaßkammer 20 und einer Lochwalze 21.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, fließt der verdünnte Papierstoff, wie dies durch den Pfeil P angedeutet ist, in das größere Ende der konischen Verteilerleitung 18 und dann durch die drei Reihen von parallelen Rohren 19. Die Konizität der Verteilerleitung

18 ist derart, daß der durch sie strömende Papierstoff sich in einer Zone relativ konstanten Drucks befindet.

Die Rohre 19 enden in einer die Einlaßkammer 20 rechtwinklig zur Strömungsrichtung begrenzenden Übergangswand 24 in einem Muster, wie es aus F i g. 3 hervorgeht. Der Abstand zwischen den Rohren 19 untereinander ist doppelt so groß wie der Abstand der in den äußeren Reihen liegenden Rohre

19 von den Abschlußwänden 25 bis 28 der Einlaßkammer 20. Sämtliche Rohre 19 haben den gleichen Durchmesser und gleiche Länge, die im Vergleich zu dem Durchmesser beträchtlich ist. Dadurch wird erreicht, daß die aus den Rohren austretenden Papierstoffstrahlen im wesentlichen gleich und gleichmäßig sind.

Die Übergangswand 24 bildet die stromaufwärtsseitige Begrenzung des Mischraumes der Einlaßkammer. Die verbleibenden Begrenzungen des Mischraumes der Einlaßkammer 20 werden von den Wänden 25 bis 28 und der Lochwalze 21 gebildet, die an einer Stelle angeordnet ist, an der die aus den Rohren 19 in die Einlaßkammer tretenden Strahlen sich berühren. Der so begrenzte Mischraum ist der Bereich, in welchem der Papierstoff zu einem einzigen Strom zusammengemischt wird, der sich über die ganze Querschnittsfläche der Einlaßkammer 20

erstreckt. Die Einlaßkammer 20 hat einen rechtwinkligen Querschnitt, der gleich der Querschnittsfläche der Übergangswand 24 ist. Der Papierstoff muß sich nur einmal ausdehnen, und diese Ausdehnung findet in dem Mischraum statt, der mittels der Lochwalze 21 sorgfältig geregelt werden kann.

Die Welle 30 der Lochwalze 21 ist in Lagern 31 drehbar gehalten, und sie wird durch ein Kettenrad 32 und eine Antriebskette 33 angetrieben. Eine Drehgeschwindigkeit von ungefähr 6 bis 10 U/min verhindert eine Faseransammlung.

Die Lochwalze 21 ist gegen die Übergangswand 24 und von ihr weg einstellbar. Fig. 4 zeigt hierfür zwei Winkelstücke 34, die parallel und im Abstand zueinander an den Wänden 25 und 26 starr befestigt sind. Ein Lagerblock 35 überspannt den Abstand zwischen den beiden Winkelstücken 34 und trägt die Welle 30 der Lochwalze 21. Der Lagerblock 35 ist mit den Winkelstücken 34 entsprechenden Schlitzen versehen. Der Lagerblock 35 wird in den Schlitzen in solcher Weise gehalten, daß die Bewegung auf eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung zwischen den Winkelstücken 34 beschränkt ist. An dem Lagerblock 35 ist eine Spindel 36 frei drehbar angebracht. Ein Abstandsstück 37 ist mit Innengewinde versehen, das mit der Spindel 36 im Eingriff steht. Das Abstandsstück 37 ist an der Einlaßleitwand 25 starr befestigt. Durch Drehen der Spindel 36 wird der Lagerblock 35 zwischen den Winkelstücken 34 aufwärts oder abwärts bewegt. An dem Lagerblock 35 ist ein Zeiger 38 starr befestigt, der sich mit dem Lagerblock 35 längs einer Teilung 39 bewegt, die durch Ätzen oder in anderer Weise an dem benachbarten Winkelstück 34 vorgesehen ist. Die Wände 25 und 26 der Einlaßkammer 20 weisen identische Einheiten auf. Die Lage der Lochwalze 21 kann durch die Beziehung der Teilung 39 mit den Zeigern 38 stromabwärts von der Übergangswand 24 genau bestimmt und eingestellt werden.

Die Strahlen des Papierstoffes werden nach Austritt aus den Rohren 19 zu einem einzigen Strom von im wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit vermischt, der sich über die Breite des Stoffauflaufkastens 10 erstreckt. Durch das Anordnungsmuster der Auslaßenden der Rohre 19 in der Übergangswand 24 wird erreicht, daß die austretenden Strahlen über die Querschnittsfläche des Mischraumes so verteilt sind,, daß jedwede Neigung zur Bildung eines großen Gegenstromes oder von stehenden Wirbeln beseitigt ist. Der aus jedem Rohr 19 austretende Stoff braucht sich nur über die Hälfte des Abstandes zwischen den Rohren 19 unter etwa dem 5fachen des eine unerwünschte übermäßige Ausdehnung des Papierstoffes vermieden. Dadurch, daß der Abstand zwischen den Rohren 19 unter etwa dem 5fachen des Durchmessers der Rohre gehalten wird, stellt die Ausbreitung des Stoffes kein Problem dar. Ferner werden dadurch, daß die äußeren Rohre 19 verhältnismäßig nahe den Abschlußwänden 25 bis 28 angeordnet sind, die Ecken und die Wände des Mischraumes durch Strahlen hoher Energie ausgespült, wodurch die Bildung von stehenden Wirbeln und eine Faseransammlung an den Wänden verhindert wird. Optimale Mischbedingungen werden erhalten, wenn die Rohre 19 in einem Abstand voneinander liegen, der ungefähr dem das Ein- bis Zweifache des Innendurchmessers beträgt. Eine ungerade Anzahl von Rohrreihen wird gegenüber einer geraden Anzahl bevorzugt, weil das Muster der Auslaßenden, wie oben erläutert, auseinandergezogen werden kann.

Durch das Auftreffen der aus den Rohren 19 austretenden Strahlen auf die Lochwalze 21 wird eine vollkommene Vermischung der Ströme zu einem rechteckigen Strom von im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit bewirkt.

Optimale Auftreffbedingungen werden erhalten, wenn das Verhältnis der offenen zu den geschlossenen Bereichen der Lochwalze 21 in dem Bereich von 20 bis 50 °/o liegt. Ein Verhältnis von ungefähr 35 ⁰Zo ergibt eine sehr zufriedenstellende Strahlvermischung. Experimentielle Ergebnisse zeigen, daß die Geschwindigkeit, mit welcher die Strahlen die Auslaßenden der Rohre verlassen, in den Bereich von 1,5 bis 9 m/Sek. betragen soll, wobei eine optimale Vermischung in dem Bereich von 3 bis 6 m/Sek. auftritt. Das Fortlassen der Lochwalze 21 kann dazu führen, daß in der Einlaßkammer 20 beträchtliche

ao Druckschwankungen, große Sekundärströme und eine unkontrollierbare Turbulenz verbleiben. Die gewünschte Strahlvermischung verschwindet, wenn die Lochwalze 21 nicht in richtiger Weise angeordnet ist,

/ wobei dann die Strahlen nicht mehr aufeinander ein-

a5 wirken und sich nicht mehr vermischen, sondern getrennte Strahlen hoher Energie werden, die die Neigung haben, starke Wirbel und ungleichförmigen Strömungsverlauf zu erzeugen.

Die Lochwalze 21 hat drei verschiedene und wichtige Funktionen. Erstens schafft sie eine Fläche, weiche die Strahlen des Papierstoffes zwingt, sich in geregelter gleichförmiger Weise zu vermischen, bevor sie Gelegenheit haben, ungleichmäßiges Strömungsmuster zu erzeugen. Zweitens wird Energieumwandlung erhalten, ohne daß der Papierstoff einer übermäßigen Ausdehnung unterworfen und umgelenkt wird, wodurch die Möglichkeit der Bildung unkontrollierbarer Turbulenz beseitigt ist, wie sie bei Einrichtungen, die Umlenkkammern enthalten, auftritt. Drittens zwingt die Lochwalze 21 den Stoff, durch eine zusätzliche Geschwindigkeitsvergleichmäßigungszone zu fließen, die innerhalb der Lochwalze 21 liegt, wodurch die Geschwindigkeitsprofile in der Verteilereinrichtung weiter vergleichmäßigt werden.

Die Lochwalze 21 soll von den Auslaßenden der Rohre 19 in einem Abstand von ungefähr 13 cm und nicht mehr als ungefähr 51 cm liegen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß ein Abstand von 30 cm in den meisten Fällen geeignet ist. Die genaue Lage wird am besten dadurch bestimmt, daß die Lochwalze 21 eingestellt und die Wirkung auf die Auslaufstrahlgeschwindigkeit beobachtet wird.

Die Lochwalze 21 soll einen Außendurchmesser haben, der gerade etwas kleiner als die Breite des Mischraumes der Einlaßkammer 20 ist, und die Länge der Lochwalze 21 soll im wesentlichen gleich der Länge der Einlaßkammer 20 sein. Dadurch wird die Möglichkeit der Entstehung großer Strömungen von Papierstoff zwischen der Oberfläche der Lochwalze 21 und den Wänden 25 bis 28 des Mischraumes der Einlaßkammer 20 beseitigt, die sonst für die Wirksamkeit der Lochwalze 21 nachteilig sein würden. ·

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Stoffauflauf für Papiermaschinen mit einer über eine Verteilerleitung gespeisten Mehrzahl

von Rohren gleichen Durchmessers mit verhältnismäßig großer Länge zum Durchmesser, die in mehreren Reihen angeordnet sind und deren Austrittsenden die stromoberseitige Begrenzung einer im Querschnitt rechtwinkligen Einlaßkammer für den Stoffauflaufkastcn bilden, deren Begrenzungswände — in Strömungsrichtung gesehen — parallel zueinander verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsenden der Rohre (19) in einer die Einlaßkammer (20) rechtwinklig zur Strömungsrichtung begrenzenden Übergangswand (24) enden und daß in der Einlaßkammer (20) eine verstellbar gelagerte Lochwalze (21) an der Stelle angeordnet ist, an der die aus den Rohren (19) in die Einlaßkammer tretenden Strahlen sich berühren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Rohren (19) untereinander doppelt so groß ist wie der Abstand der in den äußeren Reihen liegenden Rohre von den Abschlußwänden (25 bis 28) der Einlaßkammer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen