DE19926805A1

DE19926805A1 - Stoffauflauf mit Fluidzudosierung

Info

Publication number: DE19926805A1
Application number: DE1999126805
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ruf; Hans Loser; Thomas Dietz; Klaus Lehleiter; Kostantin Fenkl
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-06-12
Filing date: 1999-06-12
Publication date: 2000-12-14

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf einer Papiermaschine mit Mitteln zur Eindüsung eines Fluids in eine Vielzahl von Turbulenzrohren, wobei diese Mittel (4, 4.1 bis 4.4) zur Eindüsung des Fluids in einem Bereich der Turbulenzrohre (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) vorgesehen sind, in dem die Stoffsuspension zumindest unmittelbar vor dem Ort der Eindüsung, vorzugsweise auch nach dem Ort der Eindüsung, eine Geschwindigkeit von kleiner 9 m/s, vorzugsweise kleiner 5 m/s, aufweist. DOLLAR A Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zudosierung eines Fluids in einen Stoffsuspensionsstrom mindestens eines Turbulenzrohres eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine, wobei die Stoffsuspension zumindest unmittelbar vor dem Ort der Eindüsung, vorzugsweise auch nach dem Ort der Eindüsung, eine Geschwindigkeit von kleiner 9 m/s, vorzugsweise kleiner 5 m/s, aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf einer Papiermaschine mit einer maschinenbreiten Verteilung von Stoffsuspension auf ein Sieb oder zwischen zwei Siebe mit mindestens einem Turbulenzerzeuger, welcher eine Vielzahl von zeilenförmig angeordneten Turbulenzrohren aufweist, wobei die Turbulenzrohre sich stromabwärts stufenförmig zur Bildung einer Turbulenz erweitern, und zwischen Turbulenzrohren Mittel zur Eindüsung eines Fluides in eine Vielzahl der Turbulenzrohre vorgesehen sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zudosierung eines Fluides in einen Stoffsuspensionsstrom mindestens eines Turbulenzrohres eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine.

Ein ähnlicher Stoffauflauf ist beispielsweise aus der Patentschrift DE 43 20 243 C2 der Anmelderin bekannt. Diese Patentschrift zeigt einen Stoffauflauf mit zwei, in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten, Turbulenzerzeugern, die jeweils aus einer Vielzahl von Turbulenzrohren bestehen, wobei - wie aus der Fig. 8 und der Fig. 14 ersichtlich ist - Rohrleitungen zwischen die Turbulenzrohre geführt werden, über die ein zusätzliches Fluid in die einzelnen Turbulenzrohre eingedüst wird.

Bei der Realisierung einer derartiger Zudosierung eines zusätzlichen Fluides in die Turbulenzrohre hat sich herausgestellt, daß eine hohe Abhängigkeit des Gesamtvolumenstromes, der durch ein solches Turbulenzrohr hindurchströmt, zu der zudosierten Fluidmenge besteht. Hierdurch wird die Qualität des hergestellten Papieres negativ beeinflußt, da sich durch unterschiedliche Gesamtvolumenströme in den einzelnen Turbulenzrohren Verschiebungen in der Faserorientierung im Stoffsuspensionsstrahl ergeben. Besonders problematisch wirkt sich die Veränderung des Gesamtvolumenstroms eines Turbulenzrohres aus, wenn der Stoffauflauf nur über einen einzigen Turbulenzerzeuger verfügt beziehungsweise wenn die Zudosierung im letzten Turbulenzerzeuger erfolgt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu beschreiben, der es ermöglicht, eine Zudosierung eines zusätzlichen Fluides in den Volumenstrom der Turbulenzrohre zu erreichen, ohne daß der Gesamtvolumenstrom eines Turbulenzrohres durch eine mehr oder minder starke Zudosierung verändert wird. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Zudosierung eines Fluides in einen Stoffsuspensionsstrom eines Turbulenzrohres zu finden, wobei durch die Zudosierung nur eine möglichst geringe Beeinflussung des Gesamtvolumenstroms des jeweiligen Turbulenzrohres entstehen soll.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die Erfinder haben erkannt, daß sich die Abhängigkeit des Gesamtvolumenstroms eines Turbulenzrohres vom Zudosierstrom wesentlich reduzieren läßt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit im Turbulenzrohr vor dem Ort der Eindüsung des zusätzlichen Fluides kleiner 9 m/s, vorzugsweise kleiner 5 m/s, beträgt.

Demgemäß schlagen die Erfinder vor, einen Stoffauflauf einer Papiermaschine mit einer maschinenbreiten Verteilung von Stoffsuspension auf ein Sieb oder zwischen zwei Siebe mit mindestens einem Turbulenzerzeuger, welcher eine Vielzahl von zeilenförmig angeordneten Turbulenzrohren aufweist, wobei die Turbulenzrohre sich stromabwärts stufenförmig zur Bildung einer Turbulenz erweitern, und zwischen Turbulenzrohren Mittel zur Eindüsung eines Fluides in eine Vielzahl der Turbulenzrohre vorgesehen sind, dahingehend auszugestalten, daß die Mittel zur Eindüsung des Fluides in einem Bereich der Turbulenzrohre vorgesehen sind, in dem die Stoffsuspension zumindest unmittelbar vor dem Ort der Eindüsung, vorzugsweise auch nach dem Ort der Eindüsung, eine Geschwindigkeit von kleiner 9 m/s, vorzugsweise kleiner 5 m/s, aufweist.

Eine weitere, besonders vorteilhafte Reduzierung der Empfindlichkeit des Gesamtvolumenstromes eines Turbulenzrohres auf eine Zudosierung eines zusätzlichen Fluides wird dadurch erreicht, wenn in mindestens einem Turbulenzrohr - in Strömungsrichtung gesehen - anschließend an den Ort der Eindüsung mindestens eine Verengung des Strömungsquerschnittes mit nachfolgend mindestens einer Erweiterung des Strömungsquerschnittes vorgesehen ist.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn das Turbulenzrohr mit dem Mittel zur Eindüsung eines Fluides derart gestaltet ist, daß mehr als 50%, vorzugsweise mehr als 75%, des Gesamtdruckverlustes des Turbulenzrohres stromabwärts zum Ort der Eindüsung stattfindet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Stoffauflaufes sieht vor, daß die mindestens eine Verengung und/oder die mindestens eine Erweiterung im Turbulenzrohr stufenförmig ausgebildet ist. Das heißt, daß die Turbulenzrohre als Stufendiffusoren ausgestaltet sind.

Aufgrund der sehr beengten Platzverhältnisse im Bereich der Turbulenzrohre schlägt der Erfinder weiterhin vor, daß das Turbulenzrohr im Bereich des Mittels zur Eindüsung eine Konturveränderung aufweist, die zwischen zwei benachbarten Turbulenzrohren einer Zeile Freiraum für die Mittel zur Eindüsung schafft. Eine derartige Konturveränderung des Turbulenzrohres kann beispielsweise durch eine Umformung, zum Beispiel eine Kaltumformung, des Turbulenzrohres geschehen. Bei einer solchen Kaltumformung des Turbulenzrohres bleibt im wesentlichen der Querschnittsumfang des Turbulenzrohres gleich, jedoch wird die Form der Querschnittsfläche verändert. Weist das Rohr ursprünglich eine runde Form auf, so kann durch eine derartige Umformung eine annähernd elliptische, halbkreisförmige oder nierenförmige Form entstehen, die zwar eine gewisse geringe Querschnittsreduktion bewirkt, die aber der Funktion des Turbulenzrohres nicht abträglich ist. Die Mittel zur Eindüsung können dann unter leichter Vorspannung zwischen die einzelnen Turbulenzrohre geschoben werden, die aufgrund der Umformung an dieser Stelle biegeweich geworden sind.

Ein Beispiel für ein Mittel zur Eindüsung eines Fluides in den Suspensionsstrom eines Turbulenzrohres kann ein Dosierrohr sein. Das Dosierrohr kann beispielsweise mit mindestens einer seitlichen Öffnung ausgestattet sein, der mindestens eine Öffnung im Turbulenzrohr zugeordnet ist. Durch diese beiden Öffnungen kann die zusätzlich einzudüsende Fluidmenge vom Dosierrohr in das Turbulenzrohr übergeleitet werden. Um eine gute Abdichtung zwischen dem Dosierrohr und dem Turbulenzrohr zu erreichen, kann zwischen dem Dosierrohr und dem Turbulenzrohr ein O-Ring vorgesehen werden. Hierbei kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn das Dosierrohr einen runden Außenquerschnitt aufweist und gegebenenfalls zumindest über einen Teil seiner Länge um seine Längsachse drehbar ausgebildet ist.

Wird das Dosierrohr drehbar ausgestaltet, so ist es vorteilhaft, wenn mindestens eine Öffnung im Dosierrohr und mindestens eine Öffnung im Turbulenzrohr derart gestaltet sind, daß das Drehen des Dosierrohres eine Veränderung der zudosierten Fluidmenge bewirken kann. Dies wird dadurch erreicht, daß durch das Drehen des Dosierrohres eine variable Überlappung der beiden Öffnungen im Dosierrohr und Turbulenzrohr entsteht, so daß die effektive Durchtrittsfläche für das zuzudosierende Fluid in Folge der Drehung verändert wird.

Die Erfinder schlagen weiterhin vor, den Stoffauflauf derart auszugestalten, daß die Verengungen und/oder Erweiterungen im Turbulenzrohr durch Einsätze gebildet werden. Hierdurch können sehr leicht Veränderungen der Strömungsbedingungen durch Auswechseln der Einsätze und damit Anpassungen an die jeweiligen Betriebsbedingungen des Turbulenzeinsatzes beziehungsweise der Turbulenzrohre erreicht werden.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoffauflaufes sieht vor, daß zumindest zwei Eindüsungsorte in mindestens einem Turbulenzrohr in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Das heißt, es besteht innerhalb eines Turbulenzrohres an zwei unterschiedlichen Orten die Möglichkeit, ein gleiches zusätzliches Fluid oder unterschiedliche Fluide einzudüsen und damit die Eigenschaften der Stoffsuspension zu verändern.

Außerdem besteht auch alternativ oder zusätzlich die Möglichkeit, den Stoffauflauf derart zu gestalten, daß zumindest zwei Eindüsungsorte in mindestens einem Turbulenzrohr gegenüberliegend angeordnet sind. Das heißt, zumindest ein Turbulenzrohr des Stoffauflaufes ist derart ausgestaltet, daß die Mittel zur Eindüsung eines zusätzlichen Fluides an zwei Seiten des Turbulenzrohres vorgesehen sind, so daß entweder an beiden Seiten in gleicher Höhe (in Strömungsrichtung gesehen) ein zusätzliches oder zwei unterschiedliche Fluide mit gleicher oder unterschiedlicher Zudosiermenge eingedüst werden können und damit die Stoffsuspension, die das Turbulenzrohr durchfließt, in ihren Eigenschaften beeinflussen.

Bei der Ausgestaltung der Turbulenzrohre des erfindungsgemäßen Stoffauflaufes ist es außerdem vorteilhaft, wenn mindestens in einem Turbulenzrohr stromaufwärts mindestens eines Eindüsungsortes mindestens eine querschnittsverengende Buchse vorgesehen ist. Die Erfinder haben erkannt, daß durch diesen Einsatz einer Buchse in das Turbulenzrohr eine weitere Reduktion des Einflusses der Eindüsungen auf den Gesamtvolumenstrom im Turbulenzrohr erreicht wird. Eine derartige Buchse kann beispielsweise eine stufenförmige Verengung ausbilden.

Handelt es sich bei dem erfindungsgemäß auszugestaltenden Stoffauflauf um einen Stoffauflauf mit mehreren übereinander angeordneten Zeilen von Turbulenzrohren, so kann es vorteilhaft sein, wenn durch ein Mittel zur Eindüsung mehrere Turbulenzrohre aus mehreren übereinander angeordneten Zeilen gespeist werden.

Falls der erfindungsgemäße Stoffauflauf, insbesondere die Eindüsung, dazu verwendet werden, ein Flächengewichtsprofil oder ein sonstiges Eigenschaftsquer- oder -längsprofil zu regeln, so ist es vorteilhaft, die Mittel zur Eindüsung mit einer motorischen Verstellvorrichtung auszustatten, durch welche die zudosierte Menge an Fluid beeinflußbar und an eine Regelung anschließbar ist. Dies kann beispielsweise eine Drosselvorrichtung für das einzudüsende Fluid, also ein Drosselventil in der Zuleitung, sein. Außerdem kann auch die Verdrehung der Dosierrohre motorisch gesteuert werden, so daß auch hierüber eine Regelung der zudosierten Menge an Fluid möglich ist. Für die Einstellung eines bestimmten Eigenschaftslängsprofils ist es ausreichend, wenn die entsprechende motorische Verstellvorrichtung alle maschinenbreit angeordneten Mittel zur Eindüsung gleichzeitig antreibt, während zur Steuerung oder Regelung eines Eigenschaftsquerprofils eine individuelle Ansteuerung der motorischen Verstellvorrichtung oder zumindest eine gruppenweise Ansteuerung der maschinenbreit verteilten Verstellvorrichtungen notwendig ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stoffauflaufes sieht vor, daß die Mittel zur Eindüsung eine Rezirkulationsvorrichtung für nicht zudosiertes, also nicht gebrauchtes Fluid aufweisen. Dies kann beispielsweise so verwirklicht werden, daß ein Dosierrohr eine zusätzliche Ableitung für das nicht gebrauchte Fluid aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß die Fluidströmung immer eine vorgegebene Strömungsgeschwindigkeit aufweist, so daß eine Ablagerung von Feststoffen oder eine Verschleimung in den Zuleitungen oder dem Mittel zur Eindüsung selbst vermieden wird.

Entsprechend dem Erfindungsgedanken schlagen die Erfinder zur Lösung der Aufgabe zusätzlich zum Stoffauflauf selbst eine Verfahren zur Zudosierung eines Fluides in einen Stoffsuspensionsstrom mindestens eines Turbulenzrohres eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine vor, welches dahingehend weiterentwickelt ist, daß die Stoffsuspension zumindest unmittelbar vor dem Ort der Eindüsung, vorzugsweise auch nach dem Ort der Eindüsung, eine Geschwindigkeit von kleiner 9 m/s, vorzugsweise kleiner 5 m/s, aufweist.

Durch diese Art der Zudosierung wird erreicht, daß der Gesamtvolumenstrom, der durch das Turbulenzrohr strömt, aufgrund der zusätzlich eingedüsten Menge sich nur minimal ändert und somit keine negativen Einflüsse auf das Eigenschaftsprofil der erzeugten Papierbahn ausübt.

Vorteilhaft ist es hierbei, wenn bei diesem Verfahren der Ort der Eindüsung derart gewählt wird, daß der Druckverlust innerhalb des Turbulenzrohres auf der stromabwärtigen Seite des Ortes der Eindüsung mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 75%, des Gesamtdruckverlustes im Turbulenzrohr beträgt.

Erreicht werden kann dieses beispielsweise dadurch, daß die Stoffsuspensionsströmung in mindestens einem Turbulenzrohr - in Strömungsrichtung gesehen - anschließend an den Ort der Eindüsung mindestens eine Beschleunigung mit nachfolgend mindestens einer Verzögerung und Turbulenzbildung erfährt.

Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn die Durchflußmenge des zudosierten Fluides einstellbar, vorzugsweise je Eindüsungsort individuell einstellbar, ist. Hierdurch kann erreicht werden, daß ein Eigenschaftsprofil der hergestellten Papierbahn einerseits in Längsrichtung der Papierbahn korrigiert beziehungsweise geregelt wird, oder auch ein Eigenschaftsquerprofil, beispielsweise ein Flächengewichtsquerprofil, durch eine entsprechende Steuerung oder Regelung der Eindüsung des Fluides beeinflußt wird.

Die Eindüsungen des Fluides oder unterschiedlicher Fluide kann an mehreren Eindüsungsorten in einem Turbulenzrohr erfolgen. Beispielsweise kann in mindestens einem Turbulenzrohr an mindestens zwei Eindüsungsorten, die in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, eine Eindüsung erfolgen. Alternativ oder zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, daß die Eindüsung in das Turbulenzrohr nebeneinander, zum Beispiel in entgegengesetzter Richtung, erfolgt.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch die Erfinder zusätzlich vorgeschlagen, daß in mindestens einem Turbulenzrohr stromaufwärts mindestens eines Eindüsungsortes mindestens eine widerstandsbildende Beschleunigung und Verzögerung des Stoffsuspensionsstromes im Turbulenzrohr vorgenommen wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man eine querschnittsverengende Buchse in das Turbulenzrohr an der Eintrittsseite einsetzt.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellen dar:

Fig. 1 Horizontaler Längsschnitt durch eine Zeile eines Rohrbündels mit drei unterschiedlichen Turbulenzrohrpaaren;

Fig. 2a bis 2c Variationen der Anordnung von Dosierrohren in einer Zeile von Turbulenzrohren;

Fig. 3 Vertikaler Längsschnitt durch einen Stoffauflauf im Bereich eines Rohrbündel- Turbulenzerzeugers und einer anschließenden Stoffauflaufdüse in schematischer Darstellung mit Dosierrohren;

Fig. 4 Vertikaler Längsschnitt durch einen Stoffauflauf mit drehbaren Dosierrohren;

Fig. 5 Detailansicht eines drehbaren Dosierrohres mit Turbulenzrohr.

Die Fig. 1 zeigt einen horizontalen Längsschnitt durch eine Zeile eines Rohrbündels eines Turbulenzerzeugers in einem Stoffauflauf, mit beispielhaft dargestellten Turbulenzrohrpaaren I, II und III. Zwischen den Turbulenzrohren 1.1 und 1.2 des Turbulenzrohrpaares I befindet sich ein Dosierrohr 4.1 mit rundem Innenquerschnitt und achteckigem Außenquerschnitt. Das Dosierrohr 4.1 liegt seitlich an den Wandungen der beiden Turbulenzrohre 1.1 und 1.2 an, die im Bereich des Dosierrohres 4.1 eine Verformung aufweisen und somit Platz für die Durchführung des Dosierrohres 4.1 schaffen. Im Dosierrohr 4.1 befindet sich seitlich jeweils eine Bohrung 5, die mit einer Bohrung 6 im jeweils benachbarten Turbulenzrohr korrespondiert und die Eindüsung eines zusätzlichen Fluides aus dem Dosierrohr in das Turbulenzrohr ermöglicht. Umlaufend um die Bohrungen 5 befindet sich eine Nut 7, in die beispielsweise ein O-Ring oder ein sonstiges Dichtungsmaterial eingelegt werden kann und somit einen Austritt des einzudüsenden Fluides über das Dosierrohr in den Zwischenraum zwischen die Turbulenzrohre 1.1 und 1.2 verhindert.

Stromabwärts des Eindüsungsortes in jedem Turbulenzrohr 1.1 und 1.2 befinden sich Einsätze 8, die für eine plötzliche Verengung des Strömungsquerschnittes und einer anschließenden stufenförmige Erweiterung des Querschnittes, mit dem Ziel einer Turbulenzbildung sorgen. Beispielhaft ist im Turbulenzrohr 1.1 eine zusätzliche Buchse 16 eingesetzt, die eine zusätzliche Querschnittsverengung stromaufwärts des Eindüsungsortes bewirkt.

Im Bereich des Dosierrohres 4.1 weisen die Turbulenzrohre 1.1 und 1.2 eine Verformung auf, die allerdings nur eine geringe Querschnittsveränderung des Strömungsquerschnittes im Bereich der Eindüsung gegenüber dem stromaufwärts und stromabwärts liegenden Strömungsquerschnitt bedeutet. Die Strömungsgeschwindigkeit des stromaufwärts und stromabwärts des Eindüsungsortes gelegenen Bereiches des Turbulenzrohres beträgt weniger als 9 m/s, vorzugsweise weniger als 5 m/s.

Das Turbulenzrohrpaar II mit den Turbulenzrohren 2.1 und 2.2 zeigt gegenüber dem Turbulenzrohrpaar I die Möglichkeit an, daß auch ohne eine besondere Abdichtung durch einen O-Ring eine ausreichend dichte Anlage des Dosierrohres 4.2 an die benachbarten Turbulenzrohre 2.1 und 2.2 gegeben sein kann. Allerdings ist hier für höhere Paßgenauigkeit bei der Herstellung zu sorgen.

Das Turbulenzrohrpaar III mit den Turbulenzrohren 3.1 und 3.2 zeigt ein Dosierrohr 4.3, welches neben dem runden Innenquerschnitt auch einen runden Außenquerschnitt aufweist und ebenso wie die Rohre 4.1 und 4.2 zwei seitliche Öffnungen 6 hat, die die zuzudosierende Flüssigkeit in die Turbulenzrohre 3.1 und 3.2 leitet. Durch die runde Ausführung des Dosierrohres 4.3 besteht die Möglichkeit dieses drehbar zu gestalten.

Weiterhin zeigt diese Ausführungsvariante, daß nicht notwendigerweise stromabwärts der Eindüsungsstelle Einsätze vorgesehen sein müssen, um den gewünschten Zweck der Erfindung zu erreichen.

In den Fig. 2a bis 2c sind unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten von Dosierrohren in Rohrbündeln gezeigt. Die Fig. 2a bis 2c zeigen schematisch horizontale Längsschnitte durch Rohrbündel eines Turbulenzeinsatzes eines Stoffauflaufes mit unterschiedlich angeordneten Dosierrohren.

In der Fig. 2a wird eine Dosierrohr-Anordnung gezeigt, in der die Dosierrohre 4 im Schnitt gesehen zick-zack-förmig angeordnet sind und auf diese Weise den Turbulenzrohren 1 an - in Strömungsrichtung gesehen - unterschiedlichen Stellen ein zusätzliches Fluid zuführen können.

Die Fig. 2b zeigt eine andere Variante. Hier werden - in Strömungsrichtung gesehen - jeweils zwei Dosierrohre hintereinander angeordnet dargestellt, die beide jeweils in das gleiche Turbulenzrohrpaar Fluid eindüsen, wobei die Eindüsungsorte in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Jedes Dosierrohr versorgt hierbei gleichzeitig zwei nebeneinander liegende Turbulenzrohre.

Die Fig. 2c zeigt die einfachste Variante der Anordnung von Dosierrohren in Rohrbündeln, wobei die Rohrbündel paarweise aufgeteilt sind und jedes Paar durch ein einziges Dosierrohr mit Fluid beschickt wird.

Neben der horizontalen Verteilungsmöglichkeit der Mittel zur Eindüsung beziehungsweise der Dosierrohre in einem Rohrbündel eines Stoffauflaufes besteht auch die Möglichkeit, bei mehrzeilig angelegten Turbulenzrohren eines Turbulenzerzeugers die einzelnen Dosierrohre allen, mehreren oder nur einer einzigen Zeile zuzuordnen.

Derartige Variationen sind in der Fig. 3 dargestellt, die einen vertikalen Längsschnitt durch einen Turbulenzerzeuger mit vier Zeilen Turbulenzrohren 1.1 bis 1.4 zeigt. Der Einfachheithalber sind mögliche Verteilungsschematas der Turbulenzrohre in einem Bild dargestellt, wobei diese jedoch in ihrem Verteilungsschema des zuzudosierenden Fluides einzelnen oder auch in Kombinationen angewendet werden können. Das erste Dosierrohr 4.1 führt das zuzudosierende Fluid 9 ausschließlich in die beiden unteren Zeilen der Turbulenzrohre 1.3 und 1.4 ein. Stromabwärts ist eine weitere Möglichkeit mit zwei Dosierrohren 4.2 und 4.3 dargestellt, wobei das untere Dosierrohr 4.2 das zuzudosierende Fluid 9 ausschließlich in die Zeile der Turbulenzrohre 1.4 eindüst, während das oben liegende Turbulenzrohr 4.3 für eine Zudosierung des Fluides 9 in den drei oben liegenden Zeilen der Turbulenzrohre 1.1 bis 1.3 sorgt.

Schließlich ist eine weitere Variante eines Dosierrohres 4.4 dargestellt, welches im Gegensatz zu den übrigen Dosierrohren nicht blind endet, sondern das zudosierte Fluid 9.1 durch das Dosierrohr hindurchleitet, wobei in den Zeilen der Turbulenzrohre 1.1 bis 1.4 Abzweige vorhanden sind, in die Fluidteilströme 10 eingeleitet werden und anschließend das überschüssige Fluid 9.2 durch eine Rezirkulationsleitung abgeführt wird. Durch diese Ausgestaltung wird dafür gesorgt, daß immer eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit im Dosierrohr 4.4 und auch in den zuführenden Leitungen, die hier nicht dargestellt sind, aufrecht erhalten werden kann, damit keine Ablagerungen oder Verschleimungen in diesen Leitungen entstehen.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Zudosierung eines Fluides in die Turbulenzrohre eines Stoffauflaufes. Dargestellt ist ein vertikaler Längsschnitt durch einen schematisch gezeigten Stoffauflauf mit einer Verteilvorrichtung 11 für die Stoffsuspension und einem anschließend Turbulenzerzeuger mit Rohrbündeln, dem die Stoffauflaufdüse 15 folgt. In dem vierzeilig ausgeführten Turbulenzerzeuger mit den Turbulenzrohren 1.1 bis 1.4 je Zeile werden über zwei Dosierrohre 4.1 und 4.2 Fluid in die einzelnen Turbulenzrohre zugeführt. Die Dosierrohre 4.1 und 4.2 sind drehbar ausgeführt, wobei die notwendige Rotationsbewegung über die Hebel 13 an die Dosierrohre übertragen werden kann. Entsprechend dem Erfindungsgedanken können diese Hebel beispielsweise motorisch betrieben werden.

Die Dosierrohre 4.1 und 4.2 stehen in Verbindung mit jeweils einer Verteilvorrichtung 12.1 und 12.2, über die das zu verteilende Fluid an die einzelnen Dosierrohre abgegeben wird. Diese Verteilvorrichtungen können beispielsweise die Form eines an sich bekannten Querverteilers für eine Stoffsuspension für einen Stoffauflauf aufweisen. Alternativ können allerdings auch Zentralverteiler mit entsprechenden Zuleitungen zwischen Verteiler und Dosierrohr verwendet werden.

Die Drehung der verdrehbaren Dosierrohre bewirkt eine Veränderung des offenen Querschnittes zwischen dem Dosierrohr und dem jeweils benachbarten oder den benachbarten Turbulenzrohren, so daß auf diese Weise eine Einstellung der zudosierten Menge des Fluides möglich ist. Im Detail ist eine derartige Ausführung in der Fig. 5 dargestellt, die ein Dosierrohr 4 mit einer seitlichen Öffnung 5 zeigt, welche in einem bestimmten Drehwinkel des Dosierrohres 4 mit einer Öffnung 6 im Turbulenzrohr übereinstimmt. Eine Verdrehung des Dosierrohres 4 gegenüber dem Turbulenzrohr 1 bewirkt eine nur noch teilweise Überschneidung der freien Querschnitte der beiden Öffnungen 5 und 6 und somit eine Verringerung des Durchschnittsquerschnittes aus dem Dosierrohr in das Turbulenzrohr, wodurch eine Einstellung der zudosierten Menge ermöglicht wird. Zusätzlich ist mit dem Bezugszeichen 14 ein O-Ring angedeutet, der die Abdichtung zwischen Turbulenzrohr 1 und Dosierrohr 4 sicherstellen soll.

Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stoffauflaufes und des Zudosierverfahrens erreicht, daß trotz Zudosierung eines Fluides in den Suspensionsstrom innerhalb eines Turbulenzrohres nur geringe Veränderungen des Gesamtvolumenstroms innerhalb des Turbulenzrohres entstehen.

Bezugszeichenliste

1

Turbulenzrohr

1.1

bis

1.4

Turbulenzrohre

2.1

bis

2.2

Turbulenzrohre

3.1

bis

3.2

Turbulenzrohre

4

,

4.1

bis

4.4

Dosierrohre

5

Bohrung im Dosierrohr

6

Bohrung im Turbulenzrohr

7

Nut für O-Ring

8

Einsatz für Turbulenzrohr

9

,

9.1

,

9.2

Fluid

10

Fluidteilströme

11

Querverteiler

12.1

,

12.2

Verteilvorrichtung für zudosiertes Fluid

13

Hebelarm

14

O-Ring

15

Stoffauflaufdüse

16

Buchse
I, II, III Turbulenzrohrpaare

Claims

1. Stoffauflauf einer Papiermaschine mit einer maschinenbreiten Verteilung von Stoffsuspension auf ein Sieb oder zwischen zwei Siebe mit mindestens einem Turbulenzerzeuger, welcher eine Vielzahl von zeilenförmig angeordneten Turbulenzrohren aufweist, wobei die Turbulenzrohre sich stromabwärts stufenförmig zur Bildung einer Turbulenz erweitern, und zwischen Turbulenzrohren Mittel zur Eindüsung eines Fluides in eine Vielzahl der Turbulenzrohre vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (4, 4.1 bis 4.4) zur Eindüsung des Fluides in einem Bereich der Turbulenzrohre (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) vorgesehen sind, in dem die Stoffsuspension zumindest unmittelbar vor dem Ort der Eindüsung, vorzugsweise auch nach dem Ort der Eindüsung, eine Geschwindigkeit von kleiner 9 m/s, vorzugsweise kleiner 5 m/s, aufweist.

2. Stoffauflauf gemäß dem voranstehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) in Strömungsrichtung gesehen anschließend an den Ort der Eindüsung mindestens eine Verengung des Strömungsquerschnittes mit nachfolgend mindestens einer Erweiterung des Strömungsquerschnittes vorgesehen ist.

3. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort der Eindüsung derart gewählt ist, daß nachfolgend mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 75%, des Gesamtdruckverlustes im Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) entstehen.

4. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Verengung und/oder die mindestens eine Erweiterung stufenförmig ausgebildet ist.

5. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) im Bereich des Mittels (4, 4.1 bis 4.4) zur Eindüsung eine Konturveränderung aufweist, die zwischen zwei benachbarten Turbulenzrohren (1.1, 1.2; 2.1, 2.2; 3.1, 3.2) einer Zeile Freiraum für die Mittel (4, 4.1 bis 4.4) zur Eindüsung schafft.

6. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Mittel (4, 4.1 bis 4.4) zur Eindüsung eines Fluides in den Stoffsuspensionsstrom eines Turbulenzrohres (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) ein Dosierrohr ist.

7. Stoffauflauf gemäß dem voranstehenden Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierrohr (4, 4.1 bis 4.4) mit mindestens einer seitlichen Öffnung ausgestattet ist, der mindestens eine Öffnung im Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) zugeordnet ist.

8. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dosierrohr (4, 4.1 bis 4.4) und dem Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) ein O-Ring (14) vorgesehen ist, der den Durchtritt zwischen Dosierrohr (4, 4.1 bis 4.4) und Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) abdichtet.

9. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierrohr (4, 4.1 bis 4.4) zumindest auf einem Teil seiner Länge einen runden Außenquerschnitt aufweist.

10. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosierrohr (4, 4.1 bis 4.4) zumindest über einen Teil seiner Länge um seine Längsachse drehbar ausgebildet ist.

11. Stoffauflauf gemäß dem voranstehenden Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Öffnung (5) im Dosierrohr und die mindestens eine Öffnung (6) im Turbulenzrohr derart ausgestaltet sind, daß durch das Drehen des Dosierrohres (4, 4.1 bis 4.4) eine Veränderung der zudosierten Fluidmenge möglich ist.

12. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengungen und/oder Erweiterungen durch Einsätze (8) gebildet werden.

13. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) mehrere Eindüsungsorte für ein Fluid aufweist.

14. Stoffauflauf gemäß dem voranstehenden Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Eindüsungsorte in mindestens einem Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.

15. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Eindüsungsorte in mindestens einem Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) gegenüberliegend angeordnet sind.

16. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) stromaufwärts mindestens eines Eindüsungsortes mindestens eine querschnittsverengende Buchse (16) vorgesehen ist.

17. Stoffauflauf gemäß dem voranstehenden Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine querschnittsverengende Buchse (16) eine stufenförmige Verengung ausbildet.

18. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Mittel (4, 4.1 bis 4.4) zur Eindüsung mehrere Turbulenzrohre aus mehreren übereinander angeordneten Zeilen gespeist werden.

19. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (4, 4.1 bis 4.4) zur Eindüsung eine motorische Verstellvorrichtung aufweisen, durch welche die zudosierte Menge an Fluid beeinflußbar ist.

20. Stoffauflauf gemäß dem voranstehenden Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die motorische Verstellvorrichtung individuell je Mittel (4, 4.1 bis 4.4) zur Eindüsung gesteuert oder geregelt werden kann.

21. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (4, 4.1 bis 4.4) zur Eindüsung eine Rezirkulationsvorrichtung für nicht zudosiertes Fluid aufweisen.

22. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzrohre (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) im Bereich der Mittel (4, 4.1 bis 4.4) zur Eindüsung eines Fluides biegeweich ausgeführt sind.

23. Stoffauflauf gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzrohre (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) im Bereich der Mittel (4, 4.1 bis 4.4) zur Eindüsung eines Fluides einen Strömungsquerschnitt aufweisen, dessen Umfang dem Strömungsquerschnitt des Turbulenzrohres vor und/oder nach dem Eindüsungsort ist, dessen Querschnittsfläche jedoch eine veränderte Form aufweist.

24. Verfahren zur Zudosierung eines Fluides in einen Stoffsuspensionsstrom mindestens eines Turbulenzrohres eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffsuspension zumindest unmittelbar vor dem Ort der Eindüsung, vorzugsweise auch nach dem Ort der Eindüsung, eine Geschwindigkeit von kleiner 9 m/s, vorzugsweise kleiner 5 m/s, aufweist.

25. Verfahren gemäß dem voranstehenden Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 75%, des Gesamtdruckverlustes stromabwärts des Ortes der Eindüsung entstehen.

26. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 24 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffsuspensionsströmung in mindestens einem Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) - in Strömungsrichtung gesehen - anschließend an den Ort der Eindüsung mindestens eine Beschleunigung mit nachfolgend mindestens einer Verzögerung und Turbulenzbildung erfährt.

27. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge des zudosierten Fluides einstellbar, vorzugsweise je Eindüsungsort individuell einstellbar, ist.

28. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindüsung von Fluid an mehreren Eindüsungsorten in einem Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) erfolgt.

29. Verfahren gemäß dem voranstehenden Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindüsung an zumindest zwei Eindüsungsorten in mindestens einem Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) in Strömungsrichtung hintereinander erfolgt.

30. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 28 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindüsung an zumindest zwei Eindüsungsorten in mindestens einem Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) in Strömungsrichtung nebeneinander erfolgt.

31. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Turbulenzrohr (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) stromaufwärts mindestens eines Eindüsungsortes mindestens eine widerstandsbildende Beschleunigung und Verzögerung des Stoffsuspensionsstromes im Turbulenzrohr vorgenommen wird.

32. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Eindüsung aufgrund nachfolgender Messungen an der entstehenden oder fertigen Papierbahn gesteuert oder geregelt wird.

33. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche 24 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Fluide an unterschiedlichen Eindüsungsorten der Turbulenzrohre (1, 1.1 bis 1.4, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) zudosiert werden.