DE1561650A1

DE1561650A1 - Method and device for feeding slurries, in particular paper stock, to a paper machine

Info

Publication number: DE1561650A1
Application number: DE19671561650
Authority: DE
Inventors: Boyce William Brian; Brezinski Jerome Phillip
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1966-11-29
Filing date: 1967-11-27
Publication date: 1970-10-01
Also published as: FR1558396A; ES347757A1; FI50556C; FI50556B; GB1213137A; US3514372A

Description

PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

7 STUTTGART I, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 2440037 STUTTGART I, MOSERSTRASSE 8 TELEPHONE (0711) 244003

27. November I967 - BE 224 -November 27, 1967 - BE 224 -

Beloit Corporation, Beloit, Wisconsin, USABeloit Corporation, Beloit, Wisconsin, USA

Priorität: US-Patentanmeldung Ser.No. 597 vom 29. November 1966Priority: US patent application Ser.No. 597 dated November 29, 1966

Verfahren und Vorrichtung zur Zuführung von Aufschlämmungen, insbesondere Papierstoff zu einer Papiermaschine νMethod and device for feeding slurries, in particular paper stock, to a paper machine ν

Die Erfindung bezieht sich auf die Beförderung und Führung von Flüssigkeiten, insbesondere auf die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Faserdispersion in Aufschlämmungen bzw. Suspensionen, die z.B* bei der papierherstellung verwendetwerden. Die Erfindung betrifft im einzelnen ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Steuerung des vermischungsVorgangesThe invention relates to transportation and guidance of fluids, especially on the maintenance a uniform fiber dispersion in slurries or suspensions, which are used, for example, in papermaking. The invention relates in detail to a method and a device for controlling the mixing process

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zwischen einer Vielzahl von Plussigkeitsstrahlen, um die Entwicklung unerwünschter Strömungsverhalten, z.B. Wirbelbildung, in der Flüssigkeit zu verhindern.between a multitude of jets of pleasure to the Development of undesirable flow behavior, e.g. vortex formation, in the liquid to prevent.

Um zu einer gleichmäßigen Faserverteilung-in einer Faserstoffsuspension zu gelangen und diese danach über die Länge des Strömungsweges im Stoffauflaufkasten vor Erreichen des Formsiebes_t in dem Bereich vor dem Austrittsspalt aufrechtzuerhalten, sind komplizierte Zusatzausrüstungen bekannt, mit denen der Papierstoff mechanisch vibriert, geschüttelt oder gerührt wird. Sämtliche dieser Maßnahmen führen jedoch zu hoher Turbulenz in der Fasersuspension.In order to achieve a uniform fiber distribution in a pulp suspension and then to maintain this over the length of the flow path _{in the headbox before reaching the forming wire t} in the area in front of the outlet gap, complicated additional equipment is known with which the paper stock is mechanically vibrated, shaken or stirred . However, all of these measures lead to high turbulence in the fiber suspension.

Dabei handelt es sich um Gleichrichter- und Schaufelwalzen, perforierte Platten, Verengungen durch Stabreihen, Prallbleche usw., um Querströmungen und anderen unerwünschten Strömungsverläufen entgegenzuwirken, die in dem Papierstoff während der Durchströmung des Stoff-Auflaufkastens entstehen. Solohe die Strömung in der Maschinenlängsrichtung ausrichtenden bzw. vergleiohmäßigenden Vorrichtungen, die der Strömung einen Widerstand entgegensetzen, sind nachteilig, weil sie ihrerseits Turbulenzfäden und -Strudel erzeugen, da sich die in Einzelströmungen unterteilte Hauptströmung hinter den Vorrichtungen wieder vereinigen muß. Diese Wirkungen treten um so weniger hervor, Je größer beispielsweise in einer Gleichrichter trommel der freie Durchschnittsquerschnitt ist. DarausThese are straightening and paddle rollers, perforated plates, constrictions through rows of bars, baffle plates, etc. to avoid cross-currents and other undesirable flow courses to counteract, which arise in the paper stock during the flow through the headbox. Solohe the flow in the machine longitudinal direction aligning or comparing devices that the flow oppose a resistance are disadvantageous because they in turn generate threads and vortices of turbulence, since the Must reunite the main flow divided into individual flows behind the devices. These effects occur the less prominent, the larger, for example, in a rectifier drum is the free average cross-section. From it

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ergibt sich jedoch eine unvollständige Strömungsausrichtung, und aufgrund der schmäleren Abstände zwischen den Öffnungen können sich dort Fasern anhäufen und zu Klumpen vereinigen. Darüber hinaus muß eine Gleichrichterwalze rotieren, damit sie sauber bleibt, was einen relativ teueren Aufbau der Trommel und zusätzlich aufwendige Hilfseinrichtungen erfordert. However, the result is an incomplete flow alignment, and due to the narrower spacing between the openings fibers can accumulate there and unite to form clumps. In addition, a rectifier roller must rotate so it remains clean, which requires a relatively expensive structure of the drum and additional expensive auxiliary equipment.

Ein Verfahren zur Beseitigung von Wirbelströmungen in Stoffauf lauf kästen für Papiermaschinen mit großem Durchsatz ist in der US-Patentanmeldung 459 2Ll vom 27. Mai I965 der gleichen Anmelderin angegeben. Auch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, Verfahren und Einrichtungen innerhalb des Auflaufkastens einer Hochleistungspapiermaschine anzugeben, um eine Vielzahl von (Papierstoff-) Strömungsstrahleη so zu vereinigen, daß Wirbelströme oder Querströme im wesentlichen vermieden werden. Um in einer Trägerflüssigkeit faser- , artiges Material in zweckmäßige gleichmäßige Verteilung zu bringen, beispielsweise Fasern innerhalb einer Papierstoffsuspensiön, sollen durch die Stoffströmung selbst beeinflußte Verfahren und Vorrichtung/angegeben werden, wobei wenigstens eine Folge oder ein Satz von Einrichtungen vorgesehen ist, die einen hohen Eintrittsverlust, einen möglichst kleinen Gradienten der Geschwindigkeitshöhe oder eine minimale Geschwindigkeitsänderung in der stromabwärtigen Strömung und an der Ausgangsseite einen großen Durchtrittsquerschnitt bewerkstelligen j um eine stabile Strömung am Austrittsspalt zu erreichen.A method of eliminating turbulence in the pulp Run boxes for paper machines with high throughput is in US Patent Application 459 21 of May 27, 1965 of the same Applicant specified. Also the object of the present invention is seen in procedures and facilities within of the headbox of a high-performance paper machine, around a large number of (paper stock) flow jets to combine so that eddy currents or cross currents are essentially avoided. In order to contain fiber, Bringing like material in an expedient uniform distribution, for example fibers within a paper stock suspension, processes and devices influenced by the material flow itself are to be specified, with at least a series or a set of devices is provided which have a high entry loss, as little as possible Gradients of the speed elevation or a minimal change in speed create a large cross-section in the downstream flow and on the outlet side j to achieve a stable flow at the outlet gap.

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Gemäß der Erfindung wird ein Strömungselement verwendet, das stromab hinter einer ViäLzahl von Diffusoren angeordnet ist und eine gleichförmige Mischung von Düsenstrahlen bei deren Vereinigung gewährleistet.According to the invention, a flow element is used which is arranged downstream behind a multiplicity of diffusers and ensures a uniform mixture of jets when they come together.

Faserartiges Material, das sich in flüssiger Suspension befindet, wird erfindungsgemäß einem Auflaufkasten oder einer anderen vor dem Austrittsspalt angeordneten Kammer zugeführt und gelangt von dort durch den Austrittsspalt auf ein Formsieb. Innerhalb der Kammer iäb ein Verteiler angeordnet, um mit dem Papierstoff eine Vielzahl von Diffusoren oder anderen Strömungswiderstandseinrichtungen zu beaufschlagen. Der Verteiler ist so ausgelegt, daß am Eingang sämtlicher Diffusoren im wesentlichen der gleiche Druck herrscht. Die durch die Düsen gedrückte Papierstoffsuspension gelangt anschließend an ein Strömungselement, das eine Vielzahl einzelner Abteile oder Kanäle aufweist, die jeweils hinter einem zugeordneten Diffusor angeordnet sind. Dieses Strömungselement besitzt eine im Querschnitt größere offene Durchtrittsfläche als diejenige der Diffusoren. Dadurch kann der Papierstoff beim Durchströmen der durch die Seitenwände des Strömungselementes gebildeten Leitkanäle divergieren und verbraucht dabei viel von seiner kinetischen Energie, von der ein Teil in Druck umgewandelt wird. Während der Bewegung des Papierstoffes innerhalb des Strömungselementes wird seine Geschwindigkeit aufgrund dessen großen Durchtrittsquerschnittes erheblich verringert. BeimFibrous material that is in liquid suspension is, according to the invention, a headbox or a another chamber arranged in front of the exit gap and passes from there through the exit gap onto a forming screen. A distributor is arranged within the chamber in order to to act on a plurality of diffusers or other flow resistance devices with the paper stock. The distributor is designed so that there is essentially the same pressure at the inlet of all diffusers. The through the nozzles Pressed paper stock suspension then reaches a flow element that has a large number of individual compartments or Has channels which are each arranged behind an associated diffuser. This flow element has an im Cross-section larger open passage area than that of the diffusers. This allows the paper stock to flow through of the guide channels formed by the side walls of the flow element diverge and use up a lot of it kinetic energy, part of which is converted into pressure. During the movement of the paper stock within the Flow element, its speed is significantly reduced due to its large passage cross-section. At the

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Verlassen des Strömungselementes vereinigt'sich der Papierstoff somit gleichmäßig und bleibt im wesentlichen frei von Wirbelströmungen - im Gegensatz zu der Punktion bekannter Vorrichtungen, bei denen bislang nur die Größe der Wirbelströmungen reduziert werden konnte. 'Leaving the flow element, the paper stock unites thus evenly and remains essentially free of eddy currents - in contrast to the puncture known Devices in which so far only the size of the eddy currents could be reduced. '

Das ortsfest angeordnete Strömungselement nach der Erfindung besitzt einen freien Durchschnittsquerschnitt von annähernd 84 %> was stromab beim Vermischen der Ströme aus den einzelnen Leitkanälen des Strömungselementes zu einer minimalen Turbulenz führt. Die stromaufwärtige Seite des Strömungselementes besitzt ebenfalls einen freien Durchtrittsquerschnitt von 84 %'y die dünnen Trennwände zwischen den Leitkanälen bleiben jedoch vjegen der Turbulenz und des durch die Diffusorstrahlen erzeugten Rückflusses frei von Paseransammlungen. Zwischen den Diffusoren und dem ortsfesten Strömungselement, welches einen Teil der kinetischen Energie der Düsenstrahlen vernichtet, befindet sich eine Zone äußerst hoher Turbulenz. Der verhältnismäßig große Anteil einer festen Oberfläche Innerhalb der· Leitkanäle des Strömungselementes absorbiert ebenfalls kinetische Energie der Diffusorstrahlen und verzögert diese, üü daß auch hier kinetische Energie in Druckenergie umgewandelt wird, .The fixedly arranged flow element according to the invention has a free average cross-section of approximately 84 %, which leads to minimal turbulence downstream when the flows from the individual guide channels of the flow element are mixed. The upstream side of the flow element also has a free passage cross section of 84 % y, the thin partition walls between the guide channels, however, remain free of paser accumulations due to the turbulence and the return flow generated by the diffuser jets. A zone of extremely high turbulence is located between the diffusers and the stationary flow element, which destroys part of the kinetic energy of the nozzle jets. The relatively large proportion of a solid surface within the guide channels of the flow element also absorbs kinetic energy of the diffuser jets and delays them, so that here too kinetic energy is converted into pressure energy.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der in den Figuren gezeigten Auüführungsbe!spiele -näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the examples shown in the figures.

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Fig. 1 zeigt eine etwas s<tematisehe perspektivische Ansicht eines Stoffauflaufkastens in aufgeschnittener Darstellung. ^£ 1 shows a somewhat schematic perspective view of a headbox in a cut-open representation. ^£

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Teildarstellung einen der. Leitkanäle des Strömungselementes mit einem zugeordneten Diffusor.Fig. 2 shows a perspective partial representation of one of the. Guide channels of the flow element with an associated one Diffuser.

Fig. .3 ist eine Vorderansicht des Strömungselementes nach B¹Ig. 1 mit den dazu ausgerichteten Diffusoren.Fig. 3 is a front view of the flow element according to B ¹ Ig. 1 with the aligned diffusers.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Strömungselementes nach B'ig. J<, undFig. 4 shows another embodiment of the flow element after B'ig. J <, and

Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des Strömungselementes nach Fig. J5.Fig. 5 is another embodiment of the flow element according to Fig. J5.

Entsprechend Fig. 1 ist ein Stoffauflaufkasten 10 mit einem Austrittsspalt 11 versehen, über den in Suspension befindliches Fasermaterial auf ein Formsieb oder -band 12 abgegeben wird. Das Formsieb 12 kann als ein kontinuierlich bewegtes Band aufgefaßt werden, das um eine Mehrzahl von Walzen, wie z.B. um die Walze 1J5, geführt ist.According to Fig. 1, a headbox 10 is provided with a Provided outlet gap 11, via which the fiber material in suspension is discharged onto a forming sieve or belt 12 will. The forming screen 12 can be viewed as a continuously moving belt which is wound around a plurality of rollers, such as e.g. around the roller 1J5.

Der zum Austrittsspalt 11 gelangende Papierstoff wird dem Auflaufkasten l_o über einen Einlaß 14 zugeführt und gelangt dabei zunächst in einen Verteiler 16, der an eine Vielzahl von Diffusoren 18 über eine entsprechend große Anzahl von Öffnungen I9 angeschlossen ist. Der Verteiler 16 erhält den Papierstoff mit einem ausreichend hohen Druck zugeführt, da-The paper stock arriving at the outlet gap 11 is fed to the headbox l _o via an inlet 14 and first reaches a distributor 16 which is connected to a plurality of diffusers 18 via a correspondingly large number of openings 19. The distributor 16 receives the paper stock at a sufficiently high pressure so that

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mit der Papierstoff durch die Diffusoren in Richtung auf den Austrittspalt hindurchgedrückt werden kann. Das stromabwärtige Ende der Diffusoren l8 besteht aus einer Vielzahl von Öffnungen 20, aus denen der Papierstoff mit relativ hoher Geschwindigkeit austritt. Der Gesamtquerschnitt der durch die Öffnungen 20 gemeinsam gebildeten freien Durchtrittsfläche ist wesentlich geringer als der offene Durchtrittsquerschnitt in dem dahinterliegenden Abschnitt des Auflaufkastens 10. Aus diesem Grund tritt der Papierstoff aus den Diffusoren 18 in Form einer Vielzahl von Düsenstrahlen hoher Geschwindigkeit aus, die sich längs ihrer Strömungsrichtung allmählich im Querschnitt erweitern bzw. divergieren und sich auf dem Weg zum Austrittsspalt 11 zu einer geschlossenen Masse vereinigen. Bei dieser Vereinigung der DUsenstrahlen entstehen jedoch Wirbelströme, die bei der Papierherstellung unerwünschte Wirkungen mit sich bringen, indem sie zur Bildung von Faserstoffklumpen und anderen Unregelmäßigkeiten der auf dem Formsieb entstehenden Papierbahn führen.with the paper stock through the diffusers towards on the exit gap can be pushed through. The downstream End of the diffusers l8 consists of a plurality of openings 20, from which the paper stock with a relatively high Speed exits. The total cross section of the free passage area formed jointly by the openings 20 is much smaller than the open passage cross-section in the section of the headbox 10 behind it. For this reason, the paper stock emerges from the diffusers 18 in the form of a multitude of high-speed jet jets which gradually expand in cross-section along their direction of flow expand or diverge and unite on the way to the exit gap 11 to form a closed mass. With this union of the DUsenrays, however, arise Eddy currents, which have undesirable effects in papermaking by causing the formation of pulp lumps and other irregularities in the paper web produced on the forming wire.

Um Wirbelströme zu vermeiden, ist hinter der Diffusoranordnung 17 ein Strömungselement 21 angeordnet, das eine Vielzahl von Leitkanälen 22 enthält, die sich jeweils in Ausfluchtung mit der Öffnung eines Diffusors l8 befinden.To avoid eddy currents, is behind the diffuser arrangement 17, a flow element 21 is arranged, which has a plurality of guide channels 22, each in alignment located with the opening of a diffuser l8.

Der Durchtrittsquerschnitt eines jeden Leitkanals 22 ist größer als der Öffnungsquerschnitt eines Diffusors an der Stelle 20. Der aus Papierstoffsuspension bestehende Düsenstrahl, der sichThe passage cross section of each guide channel 22 is larger than the opening cross section of a diffuser at the point 20. The jet consisting of paper stock suspension, which

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nach dem Austritt aus dem Diffusor aufweitet, legt sich demzufolge an die Seitenwandungen der Leitkanäle 22 an, wobei ein wesentlicher Anteil der in den Düsenstrahlen enthaltenen kinetischen Energie vernichtet wird. Die durch Düsenstrahlen hoher Geschwindigkeit hervorgerufenen Wirbelströme treten erfahrungsgemäß im stromaufwärtigen Bereich der Leitkanäle 22 auf. Da jedoch der Papierstoff beim Durchströmen der Leitkanäle erheblich an Geschwindigkeit verliert, wird das Entstehen von Wirbelströmen fast vollständig beseitigt. Wenn die Fasersuspension die Leitkanäle 22 verläßt, vereinigt sie sich somit im wesentlichen frei von Wirbelströmen. Es kann angenommen werden, daß dieser erwünschte Vorgang aufgrund der Verzögerung durch das Strömungsrichtelement 21 stattfindet, ·£*«· und auch aufgrund der Querschnittsform der Düsenstrahlen im Anschluß an das Strömungsrichtelement, Falls beispielsweise der Querschnitt der die Diffusoren 18 verlassenden Düsenstrahlen zylindrisch ist, liegen anfänglich nur ihre tangentialen Umfangsbereiche aneinander, um dazwischen einen relativ großen freien Raum freizulassen, in denen sich Wirbelströme entwickeln können. Da andererseits der Durchtrittsquerschnitt in den Leitkanälen 22 entsprechend Fig· 3 quadratisch ist, steht zwischen benachbarten Düsenstrahlen eine größere Umfangsfläche zur Verfügung, wodurch der freie Raum oder die offene Querschnitts fläche merklich verringert ist, innerhalb der sich Wirbelstr.öme entwickeln könnten. Der Papierstoff ist deshalb beim Austritt aus demexpands after exiting the diffuser, consequently rests against the side walls of the guide channels 22, whereby a substantial part of the kinetic energy contained in the nozzle jets is destroyed. By Experience has shown that eddy currents caused by high-speed jet jets occur in the upstream area of the guide channels 22. Since, however, the paper stock when flowing through the guide channels lose speed considerably, the formation of eddy currents is almost completely eliminated. When the fiber suspension leaves the guide channels 22, it thus unites essentially free of eddy currents. It can be presumed that this desired process is due to the delay caused by the flow directing element 21 takes place, · £ * «· and also due to the cross-sectional shape of the nozzle jets following the flow directing element, If, for example, the cross-section of the nozzle jets exiting the diffusers 18 is cylindrical, these are initially only their tangential circumferences to each other to get in between to leave a relatively large free space in which eddy currents can develop. On the other hand, the The passage cross-section in the guide channels 22 is square according to FIG. 3, stands between adjacent nozzle jets a larger circumferential area available, whereby the free space or the open cross-sectional area is noticeable is reduced, within which eddy currents develop could. The paper stock is therefore at the exit from the

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Strömungsrichtelement 21 im wesentlichen frei von Wirbelströmen und wird dem Austrittsspalt 11 in Form einer gleichmäßigen stabilen Strömung ohne Faserzusammenballungen oder andere Fehler zugeführt.Flow straightening element 21 essentially free of eddy currents and becomes the exit gap 11 in the form of a uniform stable flow without fiber agglomerations or other defects fed.

Der Verteiler 16 verjüngt sich von seinem breiteren dem Einlaß 14 zugekehrten Ende kontinuierlich in Richtung auf ein schmäleres Ende in der Nahe eines nachgeschalteten Auslasses 2j5. Durch diese Maßnahme wird an sämtlichen Öffnungen 19 ein im wesentlichen gleichbleibender Druckgradient aufrechterhalten, der seinerseits eine gleichförmige Papierstoffströmung durch die Diffusoren 18 gewährleistet. Der Auslaß 23 des Verteilers ist über eine Leitung 27 an einem sekundären Einlaß 26 angeschlossen. Der dem Verteiler 16 zugeführte Papierstoff, der nicht in die Diffusoren 18 eintritt, wird somit nochmals dem sekundären Einlaß 26 zugeleitet und vermischt sich dabei mit dem durch den Einlaß 14 in den Verteiler eintretenden Papierstoff. Innerhalb der Leitung 27 kann eine Pumpe vorgesehen werden, um den Strömungsdruck zu erhöhen.The manifold 16 tapers from its wider end facing the inlet 14 continuously in the direction of a narrower end near a downstream outlet 2j5. By this measure, an im is at all openings 19 Maintain a substantially constant pressure gradient, which in turn ensures a uniform flow of paper stock the diffusers 18 ensured. The outlet 23 of the distributor is connected to a secondary inlet 26 via a line 27. The paper stock fed to the distributor 16 which does not enter the diffusers 18 is thus again the secondary inlet 26 and mixes with the paper stock entering the manifold through inlet 14. A pump can be provided within the line 27 to increase the flow pressure.

B¹Ig. 2 zeigt die näheren Einzelheiten für einen Diffusor l8 UId für einen Leitkanal 22 des Richtelementes 21. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung haben die nachfolgend angegebenen Abmessungen zu besonders günstigen Ergebnissen geführt. Der Eintrittsabschnitt ^O des Diffusors ist mit einer axialen Länge A = 100 mm und einem Innendurchmesser von 20 mm ausgeführt.B ¹ Ig. 2 shows the details for a diffuser 18 UId for a guide channel 22 of the straightening element 21. In this exemplary embodiment of the invention, the dimensions given below have led to particularly favorable results. The inlet section ^ O of the diffuser is designed with an axial length A = 100 mm and an inner diameter of 20 mm.

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Der konische Abschnitt 31 des Diffusors besitzt eine axiale Länge B = 250 mm, wobei der keinere Durchmesser des konischen Abschnittes 3I gleich dem Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 30 ist. Der Abschnitt 32 größeren Durchmessers hat eine axiale Länge C = 250 mm und einen Innendurchmesser von 35 mm. Der größte Innendurchmesser des konischen Abschnittes 31 entspricht dem Innendurchmesser des zylindrischen Abschnittes 32. Der Leitkanal 22 ist dem Diffusoraustritt in einem Abstand D = 75 mm nachgeschaltet. Die Außenabmessung des Leitkanals 22 (Seitenlänge) beträgt 70 mm im Quadrat, während die axiale Länge E = 300 mm mißt.The conical section 31 of the diffuser has an axial one Length B = 250 mm, the smaller diameter of the conical section 3I being equal to the diameter of the cylindrical section 30 is. The section 32 of larger diameter has an axial length C = 250 mm and an inner diameter of 35 mm. The largest inside diameter of the conical section 31 corresponds to the inside diameter of the cylindrical section 32. The guide channel 22 is connected downstream of the diffuser outlet at a distance D = 75 mm. The outer dimension of the guide channel 22 (side length) is 70 mm square, while the axial length E = 300 mm.

Unter Verwendung der vorstehend angegebenen Bemessungsbeispiele ergeben sich innerhalb des Diffusors 18 und des strömungskanals 32 folgende Strömungsgeschwindigkeiten: Bei einem gegebenen Druck beträgt die Geschwindigkeit des durch den zylindrischen Eintrittsabschnitt 30 fließenden Papierstoffes 5,48 m/s. Die Geschwindigkeit des Papierstoffes bei Durchströmung des im Durchmesser vergrößerten zylindrischen Abschnittes 32 des Diffusors 18 beträgt 1,79 m/s. Die Geschwindigkeit des Papierstoffes beim Austritt aus dem Leitkanal 22 beträgt Ο,3β5 m/s. Man erkennt, daß der Leitkanal demnach die Geschwindigkeit des Papierstoffes im Auflaufkasten 10 beträchtlich herabsetzt und die Möglichkeit bietet, daß sich der Papierstoff ganz allmählich frei von Wirbelströmen vereinigt. Diese gleichmäßige Vereinigung der DUsenstrahlenUsing the dimensioning examples given above, the result is within the diffuser 18 and the flow channel 32 following flow velocities: At a given pressure the velocity of the 5.48 m / s of the paper stock flowing through the cylindrical inlet section 30. The speed of the paper stock when flowing through the cylindrical section 32 of the diffuser 18, which is enlarged in diameter, is 1.79 m / s. the The speed of the paper stock when it emerges from the guide channel 22 is 0.35 m / s. It can be seen that the guide channel accordingly the speed of the paper stock in the headbox 10 considerably slows down and offers the possibility that the paper stock merges very gradually free of eddy currents. This uniform union of the DUsenstrahl

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beim Durchfluß'durch den Auflaufkasten 10 wird teilweise auf den relativ großen offenen Durchtrittsquerschnitt an der Ausgangsseite des Richtelementes 21 zurückgeführt. Als Beispiel sei angenommen, daß der Durchtrittsquerschnitt des Strömungselementes 21 84 % der Querschnittsfläche.des dahinter liegen- ■ den Bereiches des Auflaufkastens ausmacht. Ein Vergleich mit der annähernd 17 % offenen Durehtrittsquerschnittfläche am Ende der Diffusoren zeigt, daß das Richtelement 21 eine beträchtliche Verbesserung inv Hinblick auf das Vermischen der Düsenstrahlen mit sich bringt. Darüber hinaus wird ein wesentlicherAnteil der kinetischen Energie der die Diffusoren verlassenden Düsenstrahlen an den Seitenwänden der Leitkanäle 22 in der Nähe des Austritts.aus den Diffusoren 18 vernichtet. Schließlich bewirkt der Rückfluß in dem Bereich, in dem die" Diffusoren das Strömungsmedium in das statisch wirkende Richteüanent 21 abgeben, daß die stromauf wärt igen Kanten der Leitkanäle von Faseraufbau bzw. -ansammlungen freibleiben. During the flow through the headbox 10, the relatively large open passage cross section on the outlet side of the straightening element 21 is partly traced back. As an example, it is assumed that the passage cross-section of the flow element 21 makes up 84% of the cross-sectional area of the area of the headbox lying behind it. A comparison with the approximately 17 % open passage cross-sectional area at the end of the diffusers shows that the straightening element 21 brings about a considerable improvement in terms of the mixing of the nozzle jets. In addition, a substantial portion of the kinetic energy of the nozzle jets exiting the diffusers is destroyed on the side walls of the guide channels 22 in the vicinity of the exit from the diffusers 18. Finally, the reflux in the area in which the "diffusers release the flow medium into the statically acting directional unit 21" means that the upstream edges of the guide channels remain free of fiber build-up or collections.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausfuhrungsform des Riehtelementes 21, bei dem die Leitkanäle 22* mit rechteckigem Querschnitt ausgeführt sind. Nach Fig. 5 kann der Querschnitt der-Leitkanäle auch polygonal, entsprechend der dargestellten Ausführungsform bei 22", sechseckig sein. Schließlich ist es auch entsprechend Fig. 6 möglich, den Querschnitt der Leitkanäle 22^HI rund auszuführen.Fig. 4 shows another embodiment of the straightening element 21, in which the guide channels 22 * are designed with a rectangular cross-section. According to FIG. 5, the cross section of the guide channels can also be polygonal, corresponding to the embodiment shown at 22 ″, hexagonal. Finally, according to FIG. 6, it is also possible to make the cross section of the guide channels 22 ^HI round.

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Mit der Erfindung entstehen somit ein verbessertes Verfahren sowie Vorrichtungen, um Wirbelströme in einer Papierstoff suspension während deren Durchströmung eines Auflaufkastens im wesentlichen zu beseitigen bzw. zu verhindern. Obwohl sich in dem zur Erläuterung angegebenen Ausführungsbeispiel das ortsfeste Strömungsrichtelement 21 stromab hinter den Diffusoren 18 befindet, ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung und Reihenfolge beschränkt. Der Divergenzwinkel der Diffusoren 18 kann innerhalb eines Bereiches von 3° bis l8o° liegen, und schließlich bleiben auch weitere Abänderungen und deren Kombinationen im Bereich der vorliegenden Erfindung möglich. The invention thus creates an improved method and devices for generating eddy currents in a paper stock suspension essentially to eliminate or prevent it from flowing through a headbox. Although in the exemplary embodiment given for explanation, the fixed flow directing element 21 is located downstream behind the diffusers 18 is located, the invention is not limited to this arrangement and order. The divergence angle of the Diffusers 18 can be within a range of 3 ° to 18o ° and finally other modifications and combinations thereof remain possible within the scope of the present invention.

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Claims

DIPL.-ING. WILFRID RAECKDIPL.-ING. WILFRID RAECK

7 STUTTGART I, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 2440037 STUTTGART I, MOSERSTRASSE 8 TELEPHONE (0711) 244003

Beloit Corporation,

Beloit, Wisconsin November 27, 1967.

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Claims

1. A method for feeding liquid slurries, _t in particular paper stock to a paper machine, in which the fiber suspension is successively subjected to one or more flow changes, characterized in that a first flow condition in the paper stock in a headbox (10) arranged in front of the outlet gap is established that the flow within the headbox is divided into a plurality of parallel to each other at intervals running individual streams, each having a predetermined relatively high initial speed, that the individual streams accelerated briefly to the said initial speed and immediately thereafter while maintaining the direction of the initial speed an intermediate speed can be delayed so that the individual flows provided with the intermediate speed are each exposed to a flow straightening element (21) for further deceleration to a low speed indigkeit, and that the individual streams are then combined to form a second flow condition in the headbox, in which the direction of the initial velocity is maintained to achieve a homogeneous flow of interlocked fibers in the paper stock suspension and without eddy currents.

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ι j υ ι υ ν »u - ϊ -

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2. Apparatus for performing the method according to claim 1, consisting of one in front of the exit gap of a paper machine arranged headbox, via which a paper stock flow is directed to the forming wire, characterized in that, that a portion of the chamber 10 consists of a transverse baffle with openings (19), which at intervals run axially parallel to each other, the opening cross-sectional areas on the baffle having their lowest value, that parallel to one another extending diffusers (18) are connected to the openings, the inlet cross-section is at least as large as the smallest opening cross-section in the baffle plate, to which a gradually in Cross-section enlarging area (31) and an exit area (32) adjoins, the cross-section of which is larger than the Inlet cross-section, and that downstream behind the diffuser

(21)

sensors a flow straightening element / with constant over its length Cross-section is arranged to reduce the formation of eddy currents in the paper stock suspension.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the diffusers (18) are provided in at least one area of the headbox or at least one device for Form flow condition change.

K. Apparatus according to claim 2, characterized in that the headbox (lo) contains a distributor in front of the diffusers (18) through which the paper stock is at constant pressure

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is introduced, and that a return device on the manifold (27) is connected, which picks up the paper stock not discharged into the diffusers and transfers it to the distributor returns.

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that the flow directing element (21) has a plurality of both Contains ends of open guide channels (22), the openings of which with a corresponding opening of a diffuser is aligned essentially axially, so that the paper stock flows leaving the guide channels in front of the exit gap of the opening • running box while maintaining the direction of the currents in unite the diffusers.

6. Apparatus according to claim 5 * characterized in that the passage cross-section of the guide channels (2) in the flow-directing element (21) is larger than the cross-section at the outlet opening of the assigned diffuser.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the cross section of the guide channels (22) within the flow directing element (21) is square,

8. Apparatus according to claim 6, characterized in that the cross section of the guide channels (22) within the flow direction element is rectangular.

009840/0017 _h

-χ --χ -

9. Apparatus according to claim 6, characterized ^ indicates that the cross section of the guide channels (22) within the flow directing element (21) is polygonal.

10. The device according to claim 6, characterized in that the cross section of the guide channels (22) within the flow direction element (21) is hexagonal.

009840/0017

•ff• ff

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