DE19710295A1 - Stößel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stößel einer Vorrichtung zum Drosseln einer fluiden Strömung, insbesondere von Stoffsuspensionsströmen in Papiermaschinen und Papier­ stoffaufbereitungsanlagen.

Drosselvorrichtungen für feststoffhaltige Fluide, wie sie z. B. in Papiermaschinen eingesetzt werden, neigen sehr häufig zu lokalen Faseranhäufungen, Faserwisch­ bildung und Ablagerungen. Hierdurch kann es zu Ver­ stopfungen der Drosselvorrichtung oder, wenn sich die Faserwische lösen, zu Formationsstörungen der produ­ zierten Papierbahn kommen. Es werden daher in diesem Bereich vermehrt Anstrengungen unternommen solche Drosselvorrichtungen oder Ventile zu entwickeln, die eine möglichst geringe Neigung zur Faserwischbildung oder zu Anlagerungen der in der Suspensionsströmung befindlichen Feststoffe aufweisen.

Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der Deutschen Offen­ legungsschrift DE 44 02 516 A1 bekannt. In dieser Offenlegungsschrift wird eine Ventil- bzw. Drosselvor­ richtung für eine fluide Strömung beschrieben, die aus einem im wesentlichen rotationssymmetrischen, flüssig­ keitsdurchströmenden Hohlkörper besteht, wobei der Hohlkörper eine veränderbare, im wesentlichen rota­ tionssymmetrische Durchtrittsfläche aufweist und die Hauptströmrichtung der fluiden Strömung in diesem Hohlkörper im wesentlichen axial mit der Längsachse des Hohlkörpers verläuft. Die Verstopfungsneigung dieses Ventils wird dadurch reduziert, daß die Ventil­ vorrichtung derart ausgebildet ist, daß der fluiden Strömung eine Rotationskomponente aufgezwungen wird.

Der aus dieser Offenlegungsschrift bekannte Ventil­ stößel (Bezugszeichen 2 der dort gezeigten Fig. 1 und 2) ist im gesamten, zumindest fluidumströmten Bereich rotationssymmetrisch ausgebildet. Dies führt, insbesondere bei kleinen Baugrößen, zu einem großen Fertigungsaufwand und teilweise auch zur Umkehrung des beabsichtigten Effektes. Denn es hat sich gezeigt, daß sich bei kleinen Durchmessern trotz bestehender Rota­ tionskomponente Fasergespinste oder auch Faserringe um den Stößel bilden.

Es ist Aufgabe der Erfindung einen Stößel einer Vor­ richtung zum Drosseln einer fluiden Strömung zu be­ schreiben, der fertigungstechnisch einfacher herstell­ bar ist und auch bei kleinen Baugrößen nicht zur Fa­ serwischbildung bzw. Verstopfung neigt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichneten Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der Erfinder hat folgendes erkannt:
Mit der immer kleiner werdenden Sektionierung des Stoffauflaufes wird es notwendig auch jeweils kleinere Drosselvorrichtungen bzw. Ventile zu entwickeln. Werden diese Drosselvorrichtungen in der Ausführung des Standes der Technik lediglich verkleinert, so führt dies bei feststoffbeladenen fluiden Strömungen, insbesondere bei Stoffsuspensionsströmen einer Papier­ maschine trotz einer Rotationsströmung im Bereich des Stößels zu einer zunehmenden Verstopfungsneigung und Faserwischbildungen. Diese negativen Eigenschaften kleiner Drosselvorrichtungen lassen sich dadurch ver­ meiden oder zumindest verbessern, wenn der Stößel im umströmten Bereich zumindest teilweise rotationsunsym­ metrisch ausgebildet wird. Hierbei kann trotz der rotationsunsymmetrischen Ausbildung des Stößels eine Rotationskomponente des umströmenden Fluids beibehal­ ten werden.

Bei einer derartigen Ausführung des Stößels hat sich gezeigt, daß auch bei kleinen Baugrößen mit Durch­ messern der Ventilstange von kleiner 5 mm und Breite des unsymmetrischen Teils von kleiner 3 mm die Ver­ stopfungsneigung und Faserwischbildungsneigung gegen­ über dem Stand der Technik drastisch reduziert ist. Außerdem reduzieren sich die Herstellungskosten bei derartigen Ventilen wesentlich gegenüber dem Stand der Technik, da sich der schlanke und fluidumströmte Be­ reich des Stößels durch fräsen, schleifen, schmieden oder einfaches pressen herstellen läßt.

Demgemäß weist die erfindungsgemäße Drosselvorrichtung einen Stößel auf, der im Bereich seiner fluiden Strö­ mung zumindest teilweise Querschnitte aufweist, deren Ebene senkrecht zur Längsachse des Stößels liegt, wobei diese über eine begrenzte Anzahl an Symmetrie­ achsen verfügen.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen des Stößels sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Besondere konkrete Ausführungsformen der Erfindung sind in den Fig. näher beschrieben.

Fig. 1+2: Stößel gemäß Stand der Technik;

Fig. 3: erfindungsgemäßer Stößel mit Stößelhals und Stößelführung gleichen Querschnitts;

Fig. 4: erfindungsgemäßer Stößel mit massiver Stö­ ßelführung;

Fig. 5: Stößel mit faßförmiger Kontur des Stößelhal­ ses;

Fig. 6: Stößel mit keilförmigem Querschnitt des Stö­ ßelhalses;

Fig. 7-10: erfindungsgemäßiger Stößel mit verschiedenen Querschnitten des Stößelhalses.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den Stand der Technik be­ züglich der Ausführung von Stößeln in einer Vorrich­ tung zur Drosselung einer Stoffsuspensionsströmung. Es ist in Fig. 1 ein Stößel mit einem breiten runden Stößelteller 1 dargestellt, der durch einen Übergangs­ bereich 2.1 mit dem Stößelhals 2 des Stößels verbunden ist, der in seinem oberen Bereich mit gleicher Dicke als Stößelführung 3 dient.

Neben dem links dargestellten Querschnitt in Längs­ richtung ist rechts der Schnitt A-A dargestellt, der die rotationssymmetrische Ausführung des Stößelhalses 2 zeigt.

Fig. 2 zeigt eine Stößelausführung, bei der die Stö­ ßelführung 3 wesentlich massiver ausgebildet ist als der Stößelhals 2 des Stößels. Zwischen der Stößelfüh­ rung 3 und dem Stößelhals 2 besitzt der Stößel einen Übergangsbereich 2.2.

Die Fig. 3 und die folgenden Figuren zeigen jeweils auf der linken Seite einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stößel, in der Mitte einen Schnitt A-A senkrecht zur Längsachse des Stößels und auf der rechten Seite einen Schnitt B-B entlang der Längsachse des Stößels.

Die erfindungsgemäße Ausführung des Beispiels aus Fig. 3 zeigt im unteren Bereich den Stößelteller 1, der rotationssymmetrisch ausgebildet ist, darüber einen Übergangsbereich 2.1 der zum Stößelhals 2 des Stößels, der erfindungsgemäß keine Rotationsachse aufweist, führt. Der Stößelhals 2 ist in seinem Quer­ schnitt im Wesentlichen rechteckig ausgeführt, wobei in diesem Fall auch die beiden schmalen Seiten einen Radius aufweisen. Der Stößelhals 2 geht bei dieser Ausführung übergangslos in die Stößelführung 3 über. Herstellungstechnisch ist eine derartige Ausführung sehr leicht durch eine Ausfräsung aus einem Rundstahl erreichbar.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausführung eines Stößels mit einem Stößelhals 2, wie er in der Fig. 3 ebenfalls dargestellt ist, wobei jedoch die Stößelführung 3 massiver als der Stößelhals 2 ausgebildet ist und der Stößel ein Übergangsstück 2.2 zwischen Stößelhals 2 und Stößelführung 3 aufweist.

Die in der Fig. 5 dargestellte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Stößels zeigt im Bereich des Stößelhalses 2 (Schnitt B-B) eine faßartige Ausbuch­ tung der Ränder, die die Neigung zur Faserwischbildung weiter reduziert.

Eine weitere Ausbildung der Ausführung aus Fig. 5 ist in Fig. 6 dargestellt. In dieser Ausführungsform weist der Stößelhals 2 im Schnitt A-A eine etwa keil­ förmige Kontur auf, wobei der etwa faßförmige Quer­ schnitt im Schnitt B-B des Stößelhalses 2 beibehalten ist. Eine derartige Ausbildung führt neben der ver­ minderten Faserwischbildungsneigung auch zu einem reduzierten Strömungswiderstand.

Die Fig. 7-10 zeigen unterschiedliche, erfin­ dungsgemäße Formen des Stößelhalses 2. Fig. 7 zeigt eine Dreiecksform mit scharfen Kanten, Fig. 8 zeigt ebenfalls einen Stößelhals mit einer grundsätzlich dreieckigen Form, wobei die Ecken jedoch abgerundet sind. Die Fig. 9 zeigt einen Stößelhals in Form eines scharfkantigen Vierkant und die Fig. 10 zeigt schließlich einen Stößelhals 2 mit ovalem Querschnitt.

Alle Ausführungsformen der Fig. 3-10 weisen zwi­ schen dem Stößelhals 2 und dem Stößelteller 1 und der Stößelführung 3 jeweils Übergangsbereiche 2.1 und 2.2 auf. Erfindungsgemäß können diese kontinuierlichen Übergangsbereiche auch ganz oder teilweise entfallen, so daß ein abrupter Übergang zwischen Stößelteller 1 und/oder Stößelführung 3 zum Stößelhals 2 entsteht. Derartige Ausführungsformen können die Fertigungs­ kosten nochmals reduzieren.

Eine weitere Variante der Ausführung eines Stößels mit den Ausprägungen der Fig. 3 und 10 liegt darin, daß die Stößelführung 3 die gleiche Kontur aufweist wie der Stößelhals 2, so daß durch deren unsymmetrischer Ausbildung ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Stößels vermieden wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele be­ schränkt, sondern daß sie auch beliebige Kombinationen und Unterkombinationen der gezeigten Ausführungsbei­ spiele und Merkmale der Erfindung beinhaltet.

Claims (9)

1. Stößel einer Vorrichtung zum Drosseln einer flui­ den Strömung, insbesondere einer Stoffsuspen­ sionsströmung, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel im Bereich seiner fluiden Umströmung, zumindest teilweise Querschnitte aufweist, deren Ebene senkrecht zur Längsachse des Stößels liegt, wobei diese über keine oder eine begrenzte Anzahl an Symmetrieachsen verfügen.

2. Stößel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der genannten Querschnitte sich über einen überwiegenden Teil der fluiden Umströmung des Stößels erstreckt.

3. Stößel gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Bereich sich über die überwiegende Länge des Stößels erstreckt.

4. Stößel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der genannten Querschnitte genau eine Symmetrieachse aufweist.

5. Stößel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der genannten Querschnitte genau zwei Symmetrieachsen aufweisen.

6. Stößel gemäß einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Querschnitte zumindest teilweise genau drei Symmetrieachsen aufweisen.

7. Drosselvorrichtung für ein feststoffbeladenes Fluid, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest eine Vorrichtung zum Drosseln einer fluiden Strömung mit einem kennzeichneten Merkma­ le der Ansprüche 1-6 aufweist.

8. Stoffauflauf einer Papiermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest eine Vorrichtung zum Drosseln einer fluiden Strömung mit einem kennzeichneten Merkma­ le der Ansprüche 1-6 aufweist.

9. Papiermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest eine Vorrichtung zum Drosseln einer fluiden Strömung mit einem kennzeichneten Merkma­ le der Ansprüche 1-6 aufweist.