DE1461065B - StofTauflauf fur eine Papiermaschine - Google Patents

Description

nungen der Kanalbodenwand etwa rechtwinklig gegenüberliegend in den Kanal münden und daß die in den Kanal zu Turbulenzerzeugungsstufen zusammengefaßten, querschnittsverengenden Körper in Strömungsrichtung zunächst aus die Deck- und Bodenwand des Kanals auf Abstand haltenden, senkrechte Wirbel erzeugenden Bolzen und in den nachfolgenden Stufen aus sich über die Kanalbreite erstreckenden, an der Deckwand des Kanals befestigten, Querwirbel erzeugenden Dreieckprismen bestehen.

In den senkrechten Rohren wird demnach die Suspension zunächst in eine Mehrzahl senkrechter Fallströme unterteilt, die beim Aufprall auf den Kanalboden unter intensiven Verwirbelungen schroff um 90'

etwa die gleiche Geschwindigkeit wie das Langsieb W, beispielsweise 12 m/sec. Der Austrittsspalt 14 besitzt entsprechend F i g. 3 eine Höhe bzw. einen Lippenabstand A₁₃. . .

5 Unter Vernachlässigung von Reibungsverlusten kann man annehmen, daß die lineare Strömungsgeschwindigkeit an jeder Stelle zwischen den Kanalwänden 11, 12 umgekehrt proportional dem Verhältnis zwischen Querschnittsfläche der betrachteten Stelle ίο und der Querschnittsfläche des Austrittsspaltes ist. Die Kanalhöhe nimmt von der Abmessung A₁₃ am Austrittsspalt allmählich zu bis zur Abmessung A₁ an dem in Fig. 1 eingezeichneten Einlaßbereich 13. Unter der Voraussetzung eines gleichbleibenden Rückdruckes

umgelenkt werden und sich anschließend zu einer 15 und der oben angegebenen Siebgeschwindigkeit hat flachen, allmählich beschleunigten Strömung verei- die Stoff strömung an der Stelle A₁ die Geschwindigkeit nigen. Der primären Geschwindigkeitszunahme der
Strömung in Richtung auf den Austrittsspalt werden
dann sekundäre kurzzeitige Geschwindigkeitsänderungen überlagert. Dazu dienen die im Kanal hinter- 20
einander angeordneten Turbulenzerzeugerstufen bzw.
die durch diese im Kanal erzeugten Querschnittsverengungen, um sowohl das Geschwindigkeitsprofil über
die Breite der Strömung zu vergleichmäßigen als auch
um die Bildung von Knoten und Zusammenballungen 25 etwa parallel zum Langsieb austreten soll, und andevon Fasern zu verhindern. Anschließend werden in der rerseits nach Abschalten der Maschine der Kanal Strömung durch vorübergehende Querschnittsver- selbständig leerlaufen soll, wird ein Neigungswinkel engungen in der Höhe sich über die Maschinenbreite 5₄ von 2° bevorzugt. Der in den Austrittsspalt 14 erstreckende Querwirbel erzeugt, um die zuvor indu- übergehende vordere Kanalabschnitt R₃ besteht aus zierten senkrechten Wirbel zu beseitigen und die 30 zwei zueinander parallelen Wandabschnitten 11b, 12b Strömung allmählich zu beruhigen und" Ablösungen im Abstand A₁₃. Der obere Wandabschnitt 116 ist mit an den Kanalseitenwänden zu vermeiden. Auf Grund
der nacheinarider angewendeten Maßnahmen der
schroffen Umlenkung der Fallströme, der Erzeugung

12 ■ A₁JA₁, nämlich 6 m/sec, wenn die Kanalhöhe an der Stelle A_x zweimal so groß wie die Austrittsspalthohe A₁₃ ist.

Die mit glatter Oberfläche 12a ausgeführte Kanalbodenwand 12 ist in Richtung auf den Austrittsspalt unter einem Winkel 5₄ leicht abwärts geneigt, der im Bereich zwischen Y₂ bis 5° liegt und in Sonderfällen bis zu 10° betragen kann. Da jedoch die Stoff strömung

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dem Wandabschnitt lic des Kanalabschnittes R₂ fest verbunden, beispielsweise durch Schweißung oder durch nicht dargestellte Schrauben, die an Rahmenvon senkrechten Wirbeln und schließlich der Erzeu- 35 teilen F₁, F₂ gehaltert sind. Diese Rahmenteile ergung von Querwirbeln läßt sich der Stoffauflauf auch strecken sich über die Maschinenbreite und sind durch unter Berücksichtigung hoher Strömungsgeschwindigkeiten in einer verhältnismäßig geringen Länge aus

führen. Gleichzeitig wird mit Hilfe dieser Maßnahmen

Schrauben oder Schweißnähte miteinander verbunden, so daß der obere Wandabschnitt 11b sich frei tragend über die Länge des Austrittsspaltes erstreckt. Die eine Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindig- 40 Außenseite des Wandabschnittes 11b trägt mehrere keiten über die Maschinenbreite erreicht. Ansätze 17, an denen mittels Gelenkbolzen 18 Stan-

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in der gen 19 angelenkt sind. Die Stangen 19 sind an einem Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher Flanschabschnitt 20 des Rahmens F₁ mit zwei Sicheerläutert. Es zeigt rungsmuttern 21 und 22 verstellbar verbunden, um

Fig. 1 einen Stoff auflauf nach der Erfindung in 45 begrenzte feinfühlige Verstellungen des Abstandes schematischer, teilweise geschnittener Seitenansicht, zwischen den Wandabschnitten 115, 125 im Kanal-

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-IIin Fig. 1, abschnitt R₃ zu ermöglichen.

Fig. 3 eine Übersicht über die Querschnittsände- Die eigentliche Konvergenz erfolgt jedoch im Bereich

rungen im Stoff auf lauf nach Fi g. 1, . des ersten und zweiten Kanalabschnittes Rl bzw. Rl

Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung des Mittel- 50 mit einem Konvergenzwinkel B₁ zwischen 3 und 5°, abschnittes des Stoff auf lauf es nach F i g. 1. vorzugsweise von 3°. Zusätzlich zu der begrenzten

In einem Stoff auf lauf kasten 10 bilden obere und Verstellmöglichkeit des Wandabschnittes HB mit untere Wandungen 11 bzw. 12 einen über die Maschi- Hilfe der Stangen 19 ist der Wandabschnitt 115 über nenbreite sich bis zum Austrittsspalt 14 erstreckenden den fest angeschlossenen Zwischenabschnitt HC an Kanal R. Die in einem Einlaßbereich 13 schon in 55 einem quer zur Maschine verlaufenden Schwenkrelativ geringem Abstand stehenden Kanalwände 11
und 12 konvergieren in Richtung der Stoffströmung
unter einem Winkel B₁ zwischen 1 und 10° (3° im
gezeigten Ausführungsbeispiel), der nach F i g. 3 sich

aus den Halbwinkeln B₂, und B₃ zusammensetzt. Die 60 ersten Kanalabschnittes R₁ sitzt. Die miteinander Breite des Kanals richtet sich nach derjenigen der verbundenen Rahmenteile F₁ und F₂ tragen zu beiden Papiermaschine und liegt zwischen 380 und etwa Seiten der Maschine jeweils einen Ansatz 31 mit 860 cm. Die Länge des Kanals zwischen dem Einlaß- Schwenkzapfen 32, die über angedeutete Stellmotoren bereich 13 und dem Austrittsspalt 14 beträgt normaler- 33 mit Stangen 34 verbunden sind, welche ihrerseits weise ¹J₃ bis V10 der Maschinenbreite, Der Papierstoff 65 an einem ortsfesten Rahmenteil F₄ mit Schwenkgelangt vom Austrittsspalt 14 auf ein vorbeilaufendes zapfen 35 aufgehängt sind. Die Motoren 33 dienen zum Langsieb oder wird zwischen zwei Sieben aufgenom- Anheben der Wandabschnitte HC, 115 und damit men. Die Stoffströmung besitzt am Austrittsspalt 14 zum Freilegen der ineinander übergehenden unteren

zapfen 30 angelenkt. Der Schwenkzapfen 30 ist in Halbschalen 30a und 30έ am vorderen Ende eines starren Rahmenteils F₃ gelagert, an dem auch das vordere Ende des oberen Wandabschnittes HD des

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Wandabschnitte 12c und 12b, welche die Bodenwand In F i g. 2 erkennt man die unteren öffnungen der

12a vom Einlaß 13 aus fortsetzen. nebeneinander angeordneten Rohre 52/, 52g und 52/z

Im Bereich des Kanalabschnittes R₁ sind Turbulenz im Anschlußteil 56, ferner eine Seitenwand 57 des erzeugende Körper angeordnet, die aus einer Vielzahl Stoffauflaufes und eine verstärkte querverlaufende relativ kleiner Stauflächen bestehen und sich als 5 Abschlußwand 58. Die Rohre 52 besitzen einen Abstandshalter zwischen den Wandungen 11 und 12 Durchmesser D₁ und stehen bezüglich ihrer Mittelerstrecken. Diese querschnittsverengenden Körper punkte in einem Abstand M₁ so zueinander, daß die bestehen aus Bolzen 40, 41, die an ihrer stromabwärts gesamte offene Fläche A₀ etwa 50 bis 100% der liegenden Seite eine erwünschte Wirbelbildung im Querschnittsflächen A₁₃ ausmacht. Die Rohre 52 Papierstoff hervorrufen. Die der Strömung züge- io haben vorzugsweise kleine Durchmesser von etwa kehrten Seiten der Bolzen sind glatt und abgerundet, 2,5 cm und eine Länge von etwa 30 cm, um die erso daß sich dort keine Fasern ansammeln können. wünschte Beschleunigung der Strömung zu gewähr-

Oberhalb des Kanalabschnittes ^₁ ist nach F i g. 1 leisten. Die Abstände der Rohre und die offene

ein Verteilerbehälter 50 angeordnet, in dem der Pegel- Querschnittsfläche können verändert werden, wobei die

stand L angegeben ist. Der dort quer zur Maschine 15 Durchmesser D₁ von 1,3 bis etwa 3,8 cm variieren

zufließende Papierstoff 50 strömt durch einen Anschluß und die Abstände M₁ zwei- bis dreimal D₁ betragen.

51 abwärts, in dem eine Vielzahl in Querrichtung unter Je kleiner die offene Fläche A₀ in diesem Bereich ist, Abstand stehender Rohre 52 angeordnet ist. Die desto größer ist die Geschwindigkeit der auf den Rohre bestehen aus einer korrosionsbeständigen Aus- Boden 12c? auftreffenden Strömung. Die Stoffstrahlen kleidung 53, die in zylindrische Abstandshalter 54 20 gelangen nach ihrer Umlenkung in einen größeren aus rostfreiem Stahl eingelegt ist. Die Abstandshalter Kanalquerschnitt A₁, der im Verhältnis A₀-A₁ Werte 54 sind auf die Öffnungen oben und unten quer ver- im Bereich von 7:20 bis 60 aufweist und sich vorzugslaufender Anschlußteile 55, 56 ausgerichtet. Jedes weise wie 7:40 verhält. Dadurch wird beim Aufprall, Rohr besitzt ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser in der Verzögerungs- und Umlenkkammer R₀ (F i g. 3) wenigstens von 7:1, vorzugsweise von 10 bis 15:1 25 die Strahlgeschwindigkeit auf V₅ bis V₆ verzögert,
oder mehr. Die Homogenisierung der Faserverteilung Die Wandungen 11 und 12 stehen zueinander in in der Papierstoffsuspension hängt hier in erster Linie einem Konvergenzwinkel zwischen etwa 3 und 5°, der von dem Verhältnis von Länge zu Durchmesser der !unter bestimmten Bedingungen auf 1 bis 10° ausgedehnt Rohre ab. In diesem Bereich des Stoffauflaufes wird werden kann. Würden die Turbulenzen erzeugenden eine Vielzahl einzelner Strahlen erzeugt, deren Achsen 3° Körper fehlen, müßten die unter engem Abstand zusich innerhalb paralleler bis zum Austrittsspalt rei- einander verlaufenden Wandungen 11 und 12 sehr chender Ebenen befinden, von denen eine die Schnitt- lang ausgeführt werden (wesentlich größer als die im ebene in F i g; 1 bildet. Ausführungsbeispiel beschriebenen 1,2 bis 1,5 m), um

, Die Ausrichtung des Papierstoffes zu Teilströmen in der Strömung ein über die Breite der Maschine

in.den Rohren 52 ist die erste Stufe der Umwandlung 35 ungefähr gleichförmiges Geschwindigkeitsprofil sowie

der dem Verteilerbehälter 50 zufließenden Quer- die erwünschte Suspensionshomogenität zu errei-

strömung in eine Längsströmung, worauf der Papier- chen.

stoff aus den Rohren 52 auf den Kanalboden Hd In den Düsenstrahlen innerhalb der Rohre 52 ist

aufprallt und dann seitlich sowie längs gerichtete die nach vorn gerichtete Längskomponente gleich

Strömungskomponenten bildet. Der Aufprall des 4° Null, obwohl sie bereits bzgl. des Verteilerbehälters in

Papierstoffes auf die Bodenwandung 12c? führt zu zur Längsrichtung parallele Ebenen umgelenkt worden

einer Richtungsänderung von wenigstens 90°, wobei sind. Danach folgen die schroffe Umlenkung auf der

auch die gewünschte Umlenkung der seitlichen Strö- Prallfläche lld und eine Reihe von Turbulenzerzeu-

mungskomponenten erfolgt, so daß der Papierstoff gern 40, 41, 15, 16 bzw. eine Mehrzahl von Stufen, in

in den Kanaleinlaß 13 mit im wesentlichen gleich- 45 denen die Fasersuspension sich vergleichsweise schnell

förmigem Druckprofil einströmt und somit über die ändernde Querschnitte des Kanals R durchströmt,

Kanalbreite die gleiche Lineargeschwindigkeit auf- wobei der insgesamt ansteigenden Primärgeschwindig-

weist. keit erhebliche Sekundärgeschwindigkeitsänderungen

»Der durch die Anordnung der Rohre 52 entste- überlagert werden. Diese sekundären Geschwindig-

hende lichte Querschnitt A₀ (F i g. 3) ist vorzugsweise 5° keitsänderungen in den Stufen S₁, S₂, S₃, S₄ (F i g. 2)

so gewählt, daß die Geschwindigkeit der Strömung bewirken quer zur Maschine eine Vergleichmäßigung

durch diesen Querschnitt im Bereich zwischen dem der Geschwindigkeit.

einfachen und dem doppelten Wert der Strömungs- Es ist zweckmäßig, daß wenigstens die beiden ersten

geschwindigkeit am Austrittsspalt entspricht. Das Stufen S₁ und S₂ durch Prallkörper gebildet werden,

Querschnittsverhältnis A₀:A₁₃ beträgt demnach etwa 55 die an der stromabwärts liegenden Seite ohne Übergang

1:1 bis 1:2, vorzugsweise 7:12. Die wirksamste enden, um Wirbelungen zu erzeugen. Dazu dient eine

Beeinflussung der Strömung stellt sich ein bei Rohren Anzahl von Reihen, in denen jeder Bolzen 40/, 40g·,

52 mit einem großen Verhältnis von Länge zu Durch- 40/z usw. einen etwa zylindrischen Querschnitt und im messer, das je nach verfügbarem Platz bis zu 30:1 Falle der Stufe S₁ einen Durchmesser D₂ von etwa beträgt. Günstige Ergebnisse werden noch erzielt, 6° 3,8 cm besitzt. Der Abstand Ai₂ der Bolzenmittelwenn das Verhältnis wenigstens 7:1 beträgt. punkte beträgt etwa das Doppelte des Durchmessers

Die Turbulenz erzeugenden Körper 40 und 41 be- D₂, um eine offene Durchgangsfläche von etwa 50%

stehen aus Schrauben 40a und 41a, die durch die und damit die gewünschte Turbulenz zu erzielen. Die

Bodenwand 12 laufen und in die Deckwand 11 ein- offene Fläche liegt im Bereich zwischen 25 bis 75 % des

geschraubt sind, um die Ausnehmungen 40 und 41b 65 Kanalquerschnitts, wobei 50% bevorzugt wird; der

der Deckwandhülsen 40c und 41c aus korrosions- Abstand Af₂ ist auch dafür kennzeichnend, daß die

beständigem Material, beispielsweise einem Elastomer, einzelnen Bolzen der ersten Reihe 40 Wirbelbahnen

zu haltern. in der Suspension hinterlassen, die jedoch noch nicht

vollständig innerhalb des Bereiches L₁ verschwunden sind, dessen Länge etwa 2- bis 5mal M₂ beträgt. Wesentlich ist, daß eine noch nicht abgeklungene Turbulenz verbleibt, wenn die Strömung auf die relativ kleineren abgerundeten Flächen der Bolzen der zweiten Reihe 41 trifft, welche die einzelnen Bolzen 41/, 41g, 41/?, 41i enthält. Die Bolzen dieser Reihe sind etwa 2,5 cm dick. Die Durchmesser D₂:D₃ verhalten sich wie 1:0,9 bis 0,5, vorzugsweise wie 3:2.

Austrittsbereiches X ausreichende Turbulenzen, um die Suspension homogen zu halten.

Die in den Stufen S₃ und S₄ angeordneten Turbulenz erzeugenden Körper wirken durch Scherung auf die 5 Strömung ein. Zwischen den Kanalquerschnitten A₁ und A-, (F i g. 3) sind bereits zwei Stufen S₁ und S₂ durchströmt worden, in denen die langsam zunehmende Geschwindigkeit auf Grund der vorübergehenden Verringerungen der Querschnittsfläche an den Stellen A₃

Wenn die Stoffströmung sich der ersten Bolzenreihe 10 und A₆ verdoppelt worden ist. Die Verringerung des

nähert, hat sich der Querschnitt des Kanals R auf den Kanalquerschnitts von der Stelle A₁ bis A₁ und somit

Wert A₂ leicht verringert. In der Mittelebene der die Erhöhung der Geschwindigkeit der Strömung von

Bolzenreihe 40 ist der . Querschnitt A₃ beträchtlich A₁ nach A₁ entsprichteinem Verhältnis von 4:3 bzw.

verringert, im vorliegenden Fall auf etwa 50%. Daraus von. 30:35 bis 50. In den dritten und vierten Stufen S₃

ergibt sich eine Geschwindigkeitserhöhung von 100%. 15 und S₄ ändern sich die Kanalquerschnitte von A₈ über Nach der ersten Stufe S₁ gelangt die Strömung in
einen erweiterten Querschnitt A₁₁. Die Querschnitte A₁,

Q ₁ Qs ₁

A₂, A_t verhalten sich etwa wie 40:35 bis 39:33 bis 38, d

A₉ nach A₁₀ wie von. einem Maximum zu einem Minimum und wieder zu einem . Maximum' derart, wobei das Querschnittsverhältnis A₉:A_s 1:4 bis 3:4,

so daß bereits auf Grund der Kanalabmessungen eine vorzugsweise 1:2, beträgt. . Daraus . resultiert eine primäre Erhöhung der Geschwindigkeit eintritt, die 20 angenäherte -doppelte Geschwindigkeit im Bereich A₉, dann durch die Querschnittsverengung der. Stufe S₁ eine Halbierung der Geschwindigkeit im Bereich A₁₀, bis A₃ plötzlich beschleunigt wird. Das Verhältnis der eine weitere Verdoppelung in der, Stufe S₄ im Bereich Querschnittsflachen A₂:A₃ liegt im Bereich zwischen ^i₁₁ sowie eine anschließende ■ Halbierung, der GeT 4:1 und 4:3, vorzugsweise bei 2:1. In den Stufen S₁, schwüidigkeit an der Stelle ^₁₂.. Die die Strömung auf S₂ usw. wird ,die Suspensiorisgeschwindigkeit somit 25 Scherurig ,beeinflussenden Körper 15 und 16 erzeugen von einem Minimum auf ein Maximum und anr einen .niedrigen Grad an Turbulenz, der noch für schließend wieder auf ein Minimum verändert. Ih eine gute .Faserverteilung bis zum Austrittsspalt 14 jeder Stufe strömt'die Fasersuspension von einer sorgt. ■■.,.■:.. . ■ ■■ ■ ■-,

maximalen in eine minimale und anschließend wieder . ..Wie schon beschrieben, könnte der gesamte Kanal R in eine maximale, Querschnittsfläche, wobei die 30 etwa die gleichen Merkmale wie der Austrittsbereich X nachfolgende maximale Querschnittsfläche etwas klei- aufweisen, .wenn er in Längsrichtung groß genug wäre, ner als die vorangehende ist. Man erkennt aus F i g. 2, Da bei Papiermaschinen nicht genügend Platz zur daß jede Stufe'S₁, S₂, S₃, S₄ eine Längsausdehnung Verfügung steht, muß die Vorrichtung zur Überbesitzt, die für die Stufe S₁ entsprechend F i g. 3 führung der quer zur Maschine zufließenden Strödurch die Querschnitte A₂, A₃, A± wiedergegeben ist. 35 mung in eine längsgerichtete Strömung mit Der genaue Wert dieser Länge ist nicht wesentlich, ' besonderen Turbulenzerzeugern ausgestattet werden, Durch die beiden Bolzenreihen 40 und 41 .entsteht die zwar den Austrittsbereich X nicht überflüssig vorzugsweise jeweils die gleiche offene Querschnitts- machen, aber dessen .Länge wesentlich verkürzen;, fläche, die bei etwa 50% des Kanalquerschnittes liegt, Bei der Entwicklung von .Turbulenzerzeugersystemen so daß dort die Strömungsgeschwindigkeit verdoppelt 40 dieser Art,hat sich herausgestellt, daß wenigstens die wird. Die zweite Bolzenreihe 41 empfängt eine bereits beiden ersten Stufen S₁ und S₂ vorzugsweise Wirbel

--·■-■■ erzeugen.und die beiden, letzten Stufen S₃ und·S₄ dahingehend wirken sollten, daß die Strömung noch mit einer geringeren Turbulenz in den Austrittsbereich 45.<■.,;X> gelangtfrper starke Aufprall in der Umlenkkammer Rc sowie die Wirbelerzeugung an den Bolzen 40 und 41 lösen Faserknoten und andere Inhomogenitäten auf, so daß wieder die Zufallsverteilung der Fasern in der Suspension erreicht wird. Die Aufrechterhaltung dieser

und unter engem gleichbleibendem Abstand stehenden 50 Zufallsverteilung wie auch die eines gleichmäßigen Wandungen, die eine Turbulenz nur auf Grund Längsgeschwindigkeitsprofils über die Breite des der Tatsache erzeugen, daß der Papierstoff dort mit Stoffauflaufes sind nicht einfach, und es hat sich großer Geschwindigkeit entlangströmt. Der Austritts- herausgestellt, daß die prismenförmigen Körper 15, bereich X ist wenigstens, genauso lang wie die letzte 16 besonders dann zweckmäßig sind, wenn sie als Stufe S₄, vorzugsweise aber zweimal so lang oder 55 Turbulenzerzeuger vor dem Austrittsbereich X liegen, länger als die letzte Stufe S₄. Beim gezeigten Aus- Sie bewirken im Kanal R eine steile Konvergenz und führungsbeispiel entspricht die Länge des Austritts- eine ebenso steile Divergenz der Wandungen, um der bereiches X der dreifachen Länge der letzten Stufe S₄. Strömung eine plötzliche Geschwindigkeitsänderung Diese Maßnahme führt zu einem Abklingen der Tür- zu erteilen, die etwa Vi₀ bis ⁷/₁₀ der Geschwindigkeitsbulenz. Das Abklingen der Turbulenz hängt von der 60 änderung ausmacht, die durch die stromauf angeord-Geschwindigkeit des Papierstoffes in dem Kanal R neten Bolzenreihen 40 und 41 hervorgerufen wird. Ein ab. Bei geringer Geschwindigkeit müssen die Turbulenzerzeuger in engerer Folge angeordnet werden, und die
Ausgangskammer X darf nicht zu lang sein, damit die

erwünschten Wirkungen der Turbulenz hinsichtlich 65 S₃ und S₄ von den Wandungen ablöst, einer Entflockung nicht verlorengehen. Wenn anderer- F i g. 4 zeigt, daß der Konvergenzwinkel 15a etwa

seits die Stoff geschwindigkeit relativ hoch ist, entstehen an den dicht gegenüberstehenden Wandungen des

turbulente Strömung von der stromaufwärtigen Bolzenreihe 40, so daß die Anströmseiten der Bolzen 41 sauber bleiben und mit relativ kleinerem Durchmesser D₃ ausgeführt werden können. ■ _: wt

An Stelle von Reihen mit immer kleineren Bolzen in jeder Stufe wird für die letzten Stufen S₃ und S₄ eine andere Art der Turbulenzerzeugung verwendet. Der Austrittsbereich X (F i g. 2, 4) besteht aus zwei glatten

weiterer Zweck der Schereinrichtungen besteht darin, die Wirbelturbulenz möglichst klein zu halten, wenn sich die Strömung in divergenten Bereich der Stufen

15° beträgt. Dabei handelt es sich um einen relativ steilen Winkel, der in bestimmten Fällen auf 3° ver-

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ringert oder auf 20° erhöht werden kann. Der Diver- Konvergenz in dem Bereich hervorruft, in dem die

genzwinkel 15b hat unter dem Gesichtspunkt der Turbulenz aus dem Prisma 15 nur teilweise abgeklun-

Vermeidung von Strömungsablösungen größere Be- gen ist.

deutung und beträgt für den Körper 15 15°, kann in Im Divergenzbereich 15e und 16e entstehen trotz der

Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit je- 5 schnellen Strömung keine Ablösungen von den Kanal-

doch auch niedriger zwischen 3 und 5° liegen. wänden. Es ist bekannt, daß sich bei relativ großen

F i g. 4 zeigt ferner, daß die Deckwand mit zwei Geschwindigkeiten reines Wasser von einer Wandung

quer zur Maschine verlaufenden Nuten versehen ist, ablöst, wenn der Divergenzwinkel bezüglich der Mit-

in denen Halteabschnitte 15c und 16c der sich über die telebene des Kanals größer als etwa 7° ist. Wenn der

gesamte Breite des Kanalabschnittes R₂ erstreckenden io bei 15e und 16e angedeutete Winkel größer als 7°

Dreieckprismen 15 und 16 eingeschoben und befestigt wäre, so würde sich reines Wasser von der divergie-

sind. Gemäß F i g. 3 ist der Querschnitt A₁₁ etwas renden Seite der Prismen 15 und 16 ablösen. Beim

kleiner als der Querschnitt A₉, und in beiden Fällen gezeigten Beispiel besitzen die Divergenzwinkel 15e

besteht ein Verhältnis zur Abmessung A₁₃ wie zwischen und 16e den Maximalwert von 7° oder darüber, wobei

1:4 bis 3:4, so daß die Geschwindigkeiten in den 15 jedoch auch noch ein Ablösen der Strömung vermieden

Querschnitten A₉ und A₁₁ größer sind als die Ge- wird, weil eine Fasersuspension, selbst mit einem rela-

schwindigkeit am Austrittsschlitz 14. tiv geringen Prozentsatz von Faser, sich nicht mehr

Die Bodenwand im Kanalabschnitt .R₂ verläuft wie eine echte Flüssigkeit verhält. Dies Verhalten

annähernd unter einem Winkel von etwa 2° zur stellt vielmehr insofern einen Sonderfall dar, als damit

Horizontalen in Richtung zum Austrittsspalt. Die 20 Divergenzwinkel bis zu 12° oder gar 14° zulässig sind.

Deckwand UC verläuft in Fortsetzung der Deckwand Ablösungen können zwar hierbei in geringem Umfang

11a des ersten Kanalabschnittes R₁ annähernd unter auftreten, bewirken jedoch keine Störungen der aus-

einem Winkel von 5° zur Horizontalen, so daß der tretenden Strömung, weil der Austrittsbereich X

Konvergenzwinkel der Kanalwände in der gezeigten zwei- bis dreimal langer als die Länge der letzten

Ausführungsform etwa 3° und der Winkel der Mittel- 25 Stufe S₄ ist. Die Dreieckprismen 15 und 16 sind so

ebene P (F i g. 4) zur Horizontalen etwa -3,5° beträgt. ausgelegt, daß eine maximale Turbulenz erreicht wird,

Die durch die Dreieckprismen 15 und 16 in derStrö- ohne daß in dem Austrittsschlitz 14 störende Ein-

mung erzeugte Konvergenz und Divergenz liegt nicht flüsse auf Grund von Ablösungen auftreten. Dies

symmetrisch zu dieser Ebene, wodurch eine Ver- wird erreicht, mit Hilfe großer Divergenzwinkel,

besserung der gesamten Faserverteilung erreicht wird. 30 vorzugsweise in Verbindung mit einer vernünftigen

Dadurch ist es andererseits möglich, die Prismen 15 Länge des Austrittsbereiches X.

und 16 nur an-der oberen Wandung zu befestigen, so Die im vorliegenden Beispiel gezeigten prismatischen

daß sie bei Wartung aus ihrer Betriebsstellung schwenk- Körper 15 und 16 lassen sich dadurch verändern, daß

bar sind. Die engste Stelle in der Stufe S₃ ist der man an der Divergenzseite Material abnimmt oder

Scheitel 15d des Prismas 15. Dieser Scheitel ist nicht 35 hinzufügt. Auch der Konvergenzwinkel des Kanals R

scharfkantig, sondern abgerundet und liegt in einer selbst kann vergrößert oder verkleinert werden. Am

Entfernung L₂ (F i g. 2) von der stromaufwärts ange- Übergang in den Austrittsbereich X zwischen den

ordneten Bolzenreihe 41, wobei die Länge L₂ etwa zwei- Querschnitten A₁₂ und A₁₃ ist eine abgerundete

bis fünfmal der Abmessung M₃ entspricht, so daß die Stufung X₀ (F i g. 4) vorgesehen, die mit der letzten

Wirbelbahnen der Bolzen 14 noch nicht ganz abge- 40 Stufe S₄ zusammenwirkt, um die beste Faserverteilung

klungen sind. Das gleiche gilt für den Scheitel 16d des bei Maschinen zu erreichen, die mit hoher Geschwin-

letzten. Dreieckprismas 16, der ebenfalls eine schroffe digkeit arbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 fen, ausgehend von etwa dem einfachen Wert, bis Patentansprüche: auf etwa Y2 bis % des Wertes des Auslaßquerschnittes abnehmen.

1. Stoff auf lauf für eine Papiermaschine, bestehend 9. Stoff auf lauf nach Anspruch 1, dadurch geaus einem quer zur Maschinenrichtung angeord- 5 kennzeichnet, daß sich die Querschnittshöhe des neten Verteilerbehälter und einem sich daran an- Kanals in Strömungsrichtung mit einem Konverschließenden, bis zum Austrittsspalt gleich breit genzwinkel zwischen 1 und 10° verringert, bleibenden, in der Höhe allmählich abnehmenden 10. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch geKanal, der in aufeinanderfolgenden Bereichen an kennzeichnet, daß die Kanalbodenwand (12) in den Kanalwänden befestigte, Turbulenzen erzeu- io Strömungsrichtung abwärts in einem Winkel gende Körper aufweist, dadurch gekenn- zwischen ]/₂ bis 5° zur Horizontalen geneigt ist. zeichnet, daß, von der Unterseite des Ver- 11. Stoff auf lauf nach Anspruch 1 bis 10, dadurch teilerbehälters (50, 52) ausgehend, nebeneinander- gekennzeichnet, daß die lichte Weite der nebeneinstehende Rohre (52), mit ihren Öffnungen der Ka- anderstehenden Rohre (52) und die kleinsten nalbodenwand (12d) etwa rechtwinklig gegenüber- i₅ Kanalquerschnitte innerhalb der Turbulenzerzeuliegend, in den Kanal (R) münden und daß die in den gerstufen (S₂, S₄) jeweils etwa 50 bis 100% des Kanal zu Turbulenzerzeugungsstufen (S₁ bis S₄) Auslaßquerschnittes betragen, zusammengefaßten, querschnittsverengenden Körper in Strömungsrichtung zunächst aus die Deck-

und Bodenwand des Kanals auf Abstand haltenden, ₂o

senkrechte Wirbel erzeugenden Bolzen (40, 41) Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine und in den nachfolgenden Stufen (S₃ und S₄) aus Papiermaschine, bestehend aus einem quer zur sich über die Kanalbreite erstreckenden, an der Maschinenrichtung angeordneten Verteilerbehälter und Deckwand des Kanals befestigten, Querwirbel einem sich daran anschließenden, bis zum Austrittserzeugenden Dreieckprismen (15,16) bestehen. 25 spalt gleich breit bleibenden, in der. Höhe allmählich

2. Stoff auf lauf nach Anspruch 1, dadurch ge- abnehmenden Kanal, der in aufeinanderfolgenden kennzeichnet, daß die nebeneinanderstehenden . Bereichen an den Kanalwänden befestigte, Turbulen-Rohre (52) ein Verhältnis von Länge zu Durch- zen erzeugende Körper aufweist.

messer zwischen 7:1 bis 30:1 aufweisen. Bei einem aus der USA.-Patentschrift 3 092 540

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch ge- ₃₀ bekannten Stoffauflauf vorbezeichneter Bauart wird kennzeichnet, daß die Deck- und Bodenwände des die Faserstoffsuspension durch eine im Boden des Kanals über eine Länge (X) vor dem Austrittsspalt Stoff auflauf kastens quer zur Maschinenrichtung ver-(14) glattwandig und etwa parallel zueinander laufende Öffnung eingepumpt, und zwar gegen ein verlaufen, die ein- bis dreimal so groß ist wie die innerhalb des Stoffauflaufkastens auf die Flüssigkeits-Länge der letzten Turbulenzerzeugerstufe (S₄). ₃₅ oberfläche wirkenden Druckpolsters. Innerhalb des

4. Stoff auf lauf nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch sich zum Austrittsspalt in der Höhe allmählich vergekennzeichnet, daß die sich bis zum Austritts- jungenden Stoffauflaufkastens sind mehrere quer zur spalt erstreckende Kanaldeckwand (lift, lic) Maschinenrichtung verlaufende Reihen senkrechter stromab hinter den senkrechten Abstandsbolzen Stäbe hintereinander angeordnet, die in der Faser-

[ 40, 41) um eine Querachse (30) schwenkbar ge- 40 Stoffsuspension Verwirbelungen hervorrufen, um Fa-

1 agert ist. serzusammenballungen zu beseitigen bzw. zu ver-

5. Stoffauflauf nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch hindern, und um über die Breite des Austrittsspaltes gekennzeichnet, daß der Kanal durch die einge- eine möglichst gleichmäßige Geschwindigkeitsverteibauten Abstandsbolzen und Dreieckprismen jeweils lung zu erreichen. Dem gleichen Zweck dienen z. B.

■ m gleichen Querschnittsverhältnis verengt ist und 45 aus der französischen Patentschrift 1 346 226 oder ,daß die in Strömungsrichtung gemessene Länge USA.-Patentschrift 2 911 041 bekannte, innerhalb des der vorübergehenden Verengung in der ersten der Stoffauflaufes quer zur Maschinenrichtung drehbar aus Bolzen bzw. aus Prismen gebildeten Turbulenz- angeordnete Lochwalzen, welche die zum Austrittserzeugerstufen (S₁ bzw. S₃) größer ist als diejenige spalt gerichtete Suspensionsströmung vergleichmäin der jeweils nachfolgenden Stufe (S₂ bzw. S₄). 50 ßigen und beruhigen.

6. Stoff auflauf nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch Bei größeren Maschinen- bzw. Siebgeschwindigkeigekennzeichnet, daß die an der Kanaldeckwand ten, die naturgemäß einen größeren Durchsatz und (11) gehalterten Dreieckprismen (15, 16) jeweils eine schnellere Durchströmung des Stoffauflaufkastens eine vordere zum Kanalboden (12) konvergierende erfordern, reichen die bekannten Maßnahmen nicht und eine hintere divergierende Oberfläche auf- 55 mehr aus, um sowohl die Homogenität der Faserstoffweisen, wobei der Divergenzwinkel größer als der suspension als auch eine vergleichmäßigte und beru-Konvergenzwinkel ist. higte Strömung im Austrittsspalt zu gewährleisten.

7. Stoffauflauf nach Anspruch 6, dadurch ge- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, kennzeichnet, daß der bezüglich der Kanalmittel- einen Stoffauflauf der eingangs bezeichneten Art linie (P-P) gemessene Divergenzwinkel (15e, 16e) 60 dahingehend auszubilden, daß er die Forderungen geringer ist als der Strömungsablösewinkel. nach homogener Faserverteilung in der Suspension

8. Stoffauflauf nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch und gleichmäßiger Geschwindigkeit im Austrittsspalt gekennzeichnet, daß die maximalen Kanalquer- auch bei hohem Durchsatz und großen Strömungsschnitte innerhalb der einzelnen Turbulenzer- geschwindigkeiten erfüllt, ohne daß dazu die Gesamtzeugerstufen, ausgehend von dem etwa zwei- bis 65 abmessungen vergrößert werden müssen, vierfachen Wert des Auslaßquerschnittes, all- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, mählich abnehmen und daß die minimalen Kanal- daß von der Unterseite des Verteilerbehälters ausgequerschnitte innerhalb der Turbulenzerzeugerstu- hend nebeneinander stehende Rohre mit ihren öff-