DE1561650B

DE1561650B - Headbox for a paper machine

Info

Publication number: DE1561650B
Authority: DE
Inventors: Jerome Phillip Neenah Wis.; Boyce William Brian Rockton 111.; Brezinski (V.StA.)
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einer dem Austrittsspalt vorgeschalteten Strömungskammer, in der zur Vergleichmäßigung der Stoffströmung und Faserverteilung eine sich quer über die Breite des Auflaufes erstreckende Stauplatte eine Vielzahl paralleler, sich in Richtung des Austrittsspaltes erweiternder Diffusoren enthält. Eine solche Anordnung ist in dem älteren deutschen Patent 1 290 797 vorgeschlagen worden.The invention relates to a headbox for a paper machine with an upstream of the exit gap Flow chamber in which a A multitude of parallel baffles extending across the width of the ramp, extending in the direction contains diffusers widening the exit slit. Such an arrangement is in the older German U.S. Patent 1,290,797.

Um in einem Stoffauflaufkasten über die Breite des Austrittsspaltes im wesentlichen gleiche Stoffgeschwindigkeiten herbeizuführen, ist aus der USA.-Patentschrift 3 216 892 eine Stauplatte mit einer Vielzahl kleiner Durchtrittsöffnungen bekannt, zu denen versetzt in einer oder mehreren nachgeschalteten Stauplatten weitere Öffnungen mit größerem Durchmesser vorgesehen sind. Auf diese Weise soll die Stoffströmung über die Breite des Stoffauflaufes vergleichmäßigt werden. Um im Anschluß an die Mehrfachanordnung von Stauplatten noch vorhandene Querströmungen zu vermeiden, sind senkrechte zueinander parallele Führungsplatten in Maschinenrichtung angeordnet, wobei die dadurch entstehenden nebeneinander verlaufenden Kanäle jeweils eine Mehrzahl der aus der letzten Stauplatte austretenden Stoffstrahlen aufnehmen.To in a headbox across the width of the exit gap essentially the same material speeds To bring about is from the USA. Patent 3,216,892 a baffle plate with a A large number of small through-openings are known, to which one or more downstream ones are offset Storage plates are provided with additional openings with a larger diameter. This is supposed to the flow of material can be evened out across the width of the headbox. In order to follow the Multiple arrangements of baffles to avoid any cross flows that are still present are perpendicular to one another parallel guide plates arranged in the machine direction, the resulting channels running next to one another each have a plurality of those emerging from the last baffle plate Record material rays.

Aus der USA.-Patentschrift 3 098 787 ist schließlich ein Stoffauflauf bekannt, bei dem dem Austrittsspalt eine längere jedoch sehr flache Strömungskammer vorgeschaltet ist, in welcher mehrere Diffusorreihen in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Dabei geht jeder Diffusor der einen Reihe über eine Verengung in den Diffusor der nachgeschalteten Reihe über, und die Einzelströme vereinigen sich erst wieder vor dem Austrittsspalt nach Verlassen der Diffusoren-Reihenschaltung.Finally, from US Pat. No. 3,098,787, a headbox is known in which the outlet gap is preceded by a longer but very flat flow chamber in which several rows of diffusers are connected are arranged one behind the other in the direction of flow. Each diffuser goes for one Row over a constriction in the diffuser of the downstream row over, and the individual streams unite only again in front of the exit gap after leaving the diffuser series connection.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der beim Eintritt in die Diffusoren erzielten Vergleichmäßigung der Faserverteilung und der in den Diffusoren erzielten Vergleichmäßigung der Stoff strömung über Breite und Höhe des Stoffauflaufs diesen erwünschten Strömungszustand bis zum Austrittsspalt aufrechtzuerhalten. Gegenüber einem Stoffauflauf der eingangs erläuterten Art besteht der erfindungsgemäße Unterschied zur Lösung der gestellten Aufgabe darin, daß stromab hinter den Diffusoren zueinander parallele, koaxial zu den Diffusoren angeordnete Kanäle zum Ausrichten der Strömung angeordnet sind, deren über die Länge gleichbleibender Querschnitt jeweils größer als der Querschnitt am Diffusor-Austritt ist.The invention is based on the object, while maintaining the values achieved on entry into the diffusers Uniformity of the fiber distribution and the uniformity achieved in the diffusers the stock flow across the width and height of the headbox to this desired flow state to maintain the exit gap. Compared to a headbox of the type explained above the difference according to the invention for the solution of the problem is that downstream behind the Diffusers parallel to each other, coaxially to the diffusers arranged channels for aligning the Flow are arranged, whose cross-section, which is constant over the length, is greater than that in each case Cross-section at the diffuser outlet is.

Durch diesen Vorschlag wird vermieden, daß im Anschluß an die Diffusoren im Zuge der sich vereinigenden Stoffstrählen übermäßige Turbulenzen, Rück- und Querströme sowie daraus resultierende Faserzusammenballungen und ein unregelmäßiges Strömungsprofil entstehen. Die nachgeschalteten Richtkanäle mit gleichbleibendem Querschnitt führen zu einer weiteren Geschwindigkeitsverminderung und Druckerhöhung, wobei die mit den Diffusoren erzielte Vergleichmäßigung der Stoffströmung erhalten bleibt. Somit können sich die Einzelströme im Anschluß an die Kanäle zu einer im wesentlichen von Turbulenz und Querströmungen freien Längsströmung vereinigen.This proposal avoids that following the diffusers in the course of the unifying Material streams, excessive turbulence, back and cross currents and the resulting Fiber clusters and an irregular flow profile arise. The downstream Straightening channels with a constant cross-section lead to a further reduction in speed and Increase in pressure, with the uniformity of the material flow achieved with the diffusers being preserved remains. In this way, the individual streams can become essentially one of the channels following the channels Combine turbulence and cross flows with free longitudinal flow.

Vorgenannte vorteilhafte Wirkungen werden in Ausgestaltung der Erfindung dadurch verbessert, wenn die Diffusoren, wie an sich bekannt, einen sich an ihren konisch erweiterten Abschnitt unmittelbar anschließenden zylindrischen Abschnitt aufweisen. Eine derartige Diffusoranordnung ist aus der USA.-Patentschrift 3 272 233 in einer Verteiler- bzw. Stauplatte bekannt, der eine Lochwalze nachgeschaltet ist. Eine weitgehend von Wirbelstrombildungen befreite Vereinigung der aus den Diffusoren kommenden Vielzahl von Einzelströmungen wird vorzugsweise dann erreicht, wenn die Kanäle eine im Verhältnis zu ihrem Querschnitt möglichst große Wandungsfläche aufweisen und zu diesem Zweck nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der Querschnitt der Kanäle polygonal ist.The aforementioned advantageous effects are improved in an embodiment of the invention by when the diffusers, as is known per se, have a section directly connected to their conically flared section have subsequent cylindrical portion. Such a diffuser arrangement is from the United States patent 3 272 233 known in a distribution or baffle plate, which is followed by a perforated roller. A union of those coming from the diffusers, largely freed from eddy currents A multiplicity of individual flows is preferably achieved when the channels have a ratio have the largest possible wall surface for their cross-section and for this purpose According to a further proposal of the invention, the cross-section of the channels is polygonal.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures.

F i g. 1 zeigt eine etwas schematische perspektivische Ansicht eines Stoffauflaufkastens in aufgeschnittener Darstellung;F i g. Fig. 1 shows a somewhat schematic perspective view of a headbox in cutaway Depiction;

F i g. 2 zeigt in perspektivischer Teildarstellung einen der Leitkanäle des Strömungselementes mit einem zugeordneten Diffusor; { F i g. 2 shows, in a perspective partial representation, one of the guide channels of the flow element with an associated diffuser; {

F i g. 3 ist eine Vorderansicht des Strömungselementes nach F i g. 1 mit den dazu ausgerichteten Diffusoren;F i g. 3 is a front view of the flow element of FIG. 1 with the aligned Diffusers;

F i g. 4 zeigt eine . andere Ausführungsform des Strömungselementes nach F i g. 3, undF i g. 4 shows a. another embodiment of the flow element according to FIG. 3, and

F i g. 5 ist eine weitere Ausführungsform des Strömungselementes nach F i g. 3.F i g. 5 is a further embodiment of the flow element according to FIG. 3.

Entsprechend Fig. 1 ist ein Stoff auflaufkasten 10 mit einem Austrittsspalt 11 versehen, über den in Suspension befindlicher Faserstoff auf das Maschinensieb 12 abgegeben wird. Das Maschinensieb 12 ist um eine Mehrzahl von Walzen, wie z. B. um die Walze 13, geführt.According to Fig. 1, a headbox 10 is provided with an outlet gap 11 through which in The pulp located in the suspension is discharged onto the machine sieve 12. The machine screen 12 is around a plurality of rollers, such as. B. around the roller 13 out.

Der zum Austrittsspalt 11 gelangende Papierstoff wird dem Auflaufkasten 10 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 19 angeschlossen ist. Der Verteiler 16 erhält den Papierstoff mit einem ausreichend hohen Druck zugeführt, damit der Papierstoff durch die Diffusoren in Richtung auf den Austrittsspalt hindurchgedrückt werden kann.The paper stock reaching the outlet gap 11 is fed to the headbox 10 via an inlet 14 and initially arrives at a distributor 16, which is connected to a plurality of diffusers 18 via a correspondingly large number of openings 19 is connected. The distributor 16 receives the paper stock fed with a sufficiently high pressure to allow the paper stock towards through the diffusers can be pushed through onto the exit gap.

Das stromabwärtige Ende der Diffusoren 18 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 darunterliegenden 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 Düsenstrahlen 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. Um Wirbelströme zu vermeiden, ist hinter der Diffusoranordnung 17 ein Strömungsrichter 21 angeordnet, der eine Vielzahl von Leitkanälen 22 enthält, die jeweils mit der Öffnung eines Diffusors 18 fluchten.The downstream end of the diffusers 18 consists of a plurality of openings 20 from which the Paper stock exits at a relatively high speed. The total cross section of the through the openings 20 jointly formed free passage area is significantly smaller than the open passage cross-section in the underlying section of the headbox 10. Because of this, the pulp occurs from the diffusers 18 in the form of a plurality of high speed jet jets which gradually expand or diverge in cross section along their flow direction and open up unite the way to the exit gap 11 to form a closed mass. With this association of Jet jets, however, create eddy currents, which have undesirable effects in papermaking bring about by leading to the formation of fiber lumps and other irregularities of the guide the resulting paper web on the forming wire. To avoid eddy currents, is behind the Diffuser arrangement 17 a flow straightener 21 is arranged which contains a plurality of guide channels 22, each of which is aligned with the opening of a diffuser 18.

Claims

3 43 4

The passage cross section of each guide channel, axial length C = 250 mm and an inner diameter 22, is larger than the opening cross section of a diffuser of 35 mm. The largest inside diameter sors at point 20. The paper stock suspension of the conical section 31 corresponds to the inside nozzle jet, which after the exit diameter of the cylindrical section 32 expands The side walls of the guide channels 22 adjoin, with D = 75 mm downstream. The outer dimension is a substantial proportion of the kinetic energy contained in the nozzle jets solution of the guide channel 22 (side length) is 70 mm. The square, while the axial length E = 300 mm through high-speed jet jets.

As experience shows, called eddy currents occur in the io using the above

upstream region of the guide channels 22. Since dimensioning examples arise within the

however, the paper stock overflows through the guide diffuser 18 and the flow channel 32 following

channels loses speed considerably, flow velocities become:

the creation of eddy currents almost completely At a given pressure the velocity is eliminated. When the fiber suspension passes through the guide channels 15 through the cylindrical inlet section 22 leaves, it thus unites essentially 30 flowing paper stock 5.48 m / s. The speed free of eddy currents. It can be assumed that the paper stock will flow through the im the fact that this desired process due to the enlarged diameter of the cylindrical portion The delay caused by the flow straightener 21 instead of 32 the diffuser 18 is 1.79 m / s. The speed and also due to the cross-sectional shape of the ao digkeit of the paper stock when exiting the guide nozzle jets following the flow straightener. channel 22 is 0.365 m / s. The guide channel 22 continues If, for example, the cross-section of the diffuser corresponds to the speed of the paper stock im sensors 18 leaving the nozzle jets is cylindrical, headbox 10 down considerably and provides the are initially only their tangential circumference possibility that the paper stock is very gradually areas to each other to unite a relatively free of eddy currents between them. This even To leave large free space in which the nozzle jets unite as they flow through Eddy currents can develop. On the other hand, since the headbox 10 is partly due to the relative the passage cross-section in the guide channels 22 comprises the open passage cross-section at the mouth F i g. 3 is square, is to be traced back between the inlet side of the flow straightener 21, adjacent nozzle jets have a larger circumferential 30 As an example, assume that the passage area available, whereby the free space or cross-section of the flow director 21 84 Vo of the transverse die open cross-sectional area is noticeably reduced, cutting area of the area behind it within which eddy currents could develop. Casserole box. A comparison with the other Paper stock is therefore at the exit from the approximately 17% open cross-sectional area Flow straightener 21 essentially free of eddies 35 at the end of the diffusers shows that the flow streams and the outlet gap 11 in the form of straighteners 21 is a considerable improvement in the inside even, stable flow without a fiber view of the mixing of the nozzle jets with itself clumps or other errors fed. brings. In addition, a significant proportion

The manifold 16 tapers from its wider one of the kinetic energy of that exiting the diffusers Inlet 14 facing end continuously in 40 the nozzle jets on the side walls of the guide direction to a narrower end near a channel 22 near the exit from the diffuser Outlet 23. Destroyed by these measures 18. Eventually the reflux effects would take at all openings 19 in the area in which the diffusers are essential for the flow constant pressure gradient of the absorbing medium in the statically acting flow, which in turn emits a uniform 45 funnel 21 that the upstream edges Paper stock flow through the diffusers 18 ensures guide channels for fiber build-up or collections perform. The outlet 23 of the distributor 16 is left free via one.

Line 27 attached to a secondary inlet 26. 4 shows another embodiment of the

closed. The paper flow straightener 21 fed to the distributor 16, in which the guide channels 22 'with

material that does not enter the diffusers 18 will have a rectangular cross-section. To

thus again fed to the secondary inlet 26 F i g. 5, the cross section of the guide channels 22 'can also

and thereby mingles with the being hexagonal through the inlet. After all, it is also appropriate

14 paper stock entering the manifold. Inner- F i g. 6 possible, the cross-section of the guide channels 22 '"

half of the line 27, a pump can be designed to be round,

to increase the flow pressure. 55 "·· r,

Fig. 2 shows the details for a patent claim:

Diffuser 18 and for a guide channel 22 of the Strö 1. headbox for a paper machine with

converter 21. In this embodiment, a flow upstream of the outlet gap

of the invention have the following specified mungskammer in which to even out the

Dimensions for particularly favorable results 60 Material flow and fiber distribution crosswise

guided. The inlet section 30 of the diffuser is a stagnation that extends across the width of the ramp

with an axial length = 100mm and a plate a multitude of parallel ones, extending in the direction

Internal diameter of 20 mm. the diffusers widening the exit slit

The conical portion 31 of the diffuser has holds, characterized in that

an axial length B = 250 mm, the smaller 65 downstream behind the diffusers (18) to one another

The diameter of the conical section 31 is parallel and coaxially to the diffusers (18).

the diameter of the cylindrical section 30 arranged channels (22) for aligning the flow

is. The section 32 of larger diameter has a mung are arranged over the length

constant cross-section is larger than the cross-section at the diffuser outlet (20).

2. Headbox according to claim 1, characterized in that the diffusers - as on known - a directly adjoining its conically widened section (31) have cylindrical portion (32).

3. headbox according to claim 1 and 2, characterized in that the cross section of the straightening channels (22) is polygonal.

1 sheet of drawings