DE2041108C3 - Stoffauflauf für Papiermaschinen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoffauflauf für Papiermaschinen, mit einem Stoffverteiler, einer Vielzahl von dem Verteiler nachgeschalteten nebeneinander und übereinander angeordneten, der Strömungsberuhigung dienenden, einen spitzen Winkel bildenden Kanälen, und mit einem diesen Beruhigungskanälen nachgeschalteten Auslaufkanal.

Ein derartiger Stoffauflauf ist in der FR-PS 15 41 109 beschrieben. Dabei sind zwei Kanalreihen kreuzweise übereinander angeordnet, so daß sie in der Horizontalen einen spitzen Winkel miteinander bilden. Durch diesen Stoffauflauf soll eine gute Verwirbelung und Vermischung des Stoffes und eihe Entflockung erreicht werden. Eine gleichmäßige Bahnbildung über die do Papiermaschinenbreite soll dabei durch die kreuzweise Anordnung der beiden Kanalseiten erreicht werden. Die plötzliche Quc-schnittserweiterung in der sogenannter. Explosionskamnicr nach den K ;.n.'!reihen bringt jedoch eine zu starke Verwirbelung, so daß sich keine '¹S gleichmäßige Faser verteilung in beiden Ebenen bilden kann.

In der FR-PS 15 60071 ist ein Stoffauflauf beschrieben, bei dem in einem Auslaufkanal flexible Zwischenstege angeordnet sind, die entweder einfache Stangen oder brettförtnige Elemente sind. Dadurch soll die Bildung von Mikrowirbeln, die eine gleichmäßige Faserverteilung bewirken, geförde:t werden. Bei Verwendung von brettförmigen Elementen entstehen dabei üher die gesamte Maschinenbreite einzelne Kanäle und keine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Beruhigungskanälen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoffauflauf der beschriebenen Art derart zu gestalten, daß die Strömung im Auslaufkanal ruhig und frei von groben Wirbeln ist, so daß sich eine homogene Strömung mit gleichmäßiger Faserverteilung bilden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beruhigungskanäle jeder Reihe — in Seitenansicht gesehen — im Bereich ihrer Einmündung in den Auslaufkanal einen spitzen Winkel zueinander bilden.

Der Stoffauflauf nach der Erfindung schafft somit eine Strömung, die die richtigen Scherkräfte zur Bildung und Beibehaltung der gewünschten Feststoffverteilung in der Suspension entwickelt. Die in den zahlreichen Beruhigungskanälen entstandenen Mikrowirbel (Mikroturbulenzen) pflanzen sich nun aufgrund der spitzwinkeligen Anordnung der Beruhigungskanäle zueinander in den Auslaufkanal fort. An den Grenzflächen der ankommenden Einzelstrahlen mit den Mikroturbulenzen verklammern sich diese gegenseitig und pflanzen sich fort. Dadurch wird eine vollkommen gleichmäßig dispergierte Suspension erreicht, sowohl in Maschinenbreite als auch in Richtung der zu bildenden Bahnstärke, so daß eine Papierbahn von hoher Gleichmäßigkeit und vor allen Dingen auch guter Durchsicht entsteht.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mittelachsen der übereinanderliegenden Reihen der Beruhigungskanäle zueinander versetzt sind. Durch diese Anordnung wird das Ineinanderfließen und die ruhige Durchmischung der oberen und unteren Ströme unterstützt.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß der Stoffzufluß in dem Stoffverteiler im wesentlichen senkrecht zum Fluß in den Beruhigungskanälen verläuft, und daß im wesentlichen alle Beruhigungskanäle gekrümmte Eingangsabschnitte aufweisen. Durch diese Maßnahme wird ein Faseraufstau an den Kanaleingängen verhindert.

Von Vorteil ist es auch, wenn die Querschnittsflächen der Beruhigungskanäle über die gesamte Kanallänge ständig kleiner werden. Durch diese Maßnahme wird der Strom auf seinem Weg zum Auslaufkanal beschleunigt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht dabei darin, daß die Beruhigungskanäle einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und über eine wesentliche Länge der Beruhigungskanäle die Breite des rechteckigen Querschnittes größer und die Höhe kleiner wird.

Ist die Herstellung einer Bahn erwünscht, die aus mehreren Stoffschichten besteht, die jedoch in sich sehr gleichmäßig vermischt sind, so ist in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß für jede Schicht ein Stoffauflauf mit Beruhigiingskanälen vorgesehen ist, die in eiiif." gemeinsamen Auslaufkana! münden und daß im Eingangsahschnitt des gemeinsamen Auslaufkanals die Schichten dui ch Scheidewände begrenzt sind.

Nachfolgend sind Ausführungsformen der Erfindung beschrieber Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf

einen Stoffauflauf, der zur Abgabe von Stoff an ein horizontal angeordnetes Langsieb angeordnet ist;

F i g. 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 nach F i g. 1;

F i g. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 nach F i g. 2;

F i g. 4 eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Paare von in Reihen angeordneten Kanälen verwendet werden; und

F i g. 5 die Verwendung der Vorrichtung zur Abgabe von Stoff zwischen vertikal angeordneten Siebbändern.

Bei den in der Zeichnung und insbesondere in den F i g. 1 bis 3 (Hergestellten Ausführungsformen ist ein Stoffauflauf 4 vorgesehen, um einer Papiermaschine Papierstoff zuzuführen. Es sei bemerkt, daß der Stoffauflauf nach der Erfindung auch für andere fasrige Stoffe verwendbar ist Faseriges Papierausgangsmaterial wird in den sich verjüngenden Stoffverteiler 1 durch eine Einlaßleitung 2 gepumpt. Der überschüssige, nicht in Beruhigungskanäle 3 fließende Stoff fließt weiter durch eine Auslaßleitung 6 (Pfeile zeigen den Stofffluß), wo er wieder zur Einlaßleitung 2 rückgeführt wird. Der Stoffverteiler 1 ist verjüngt, damit ein relativ konstanter Druck entlang des Stoffverteilers erreicht wird, wobei wesentliche Mengen des eintretenden Stoffes kontinuierlich aus dem Stoffverteiler abgezogen werden, während der Stoff zur Auslaßleitung 6 fließt. Da das Stoffvolumen, das das schmalere Ende des Stoffverteilers erreicht, beträchtlich kleiner ist als das Eingangsvolumen, muß der Querschnitt des Stoffverteilers verjüngt oder verkleinert sein, damit der gewünschte konstante Druck erreicht wird, der für die gewünschte Einheitlichkeit des Stoffflusses in die Beruhigungskanäle ?. förderlich ist.

Die Beruhigungskanäle 3 sind jeweils in oberen und unteren Reihen 7 und 8 über die Breite des Stoffauflaufs 4 hinweg angeordnet, mit in Abstand zueinander befindlichen Eingängen und ungetrennten Ausgängen, damit die in jeder Kanalreihe fließenden Stoffströme aufeinander zufließen und ineinander aufgehen, während die oberen und unteren Ströme sich gleichzeitig in einem spitzen Winkel schneiden und zur Bildung eines einzigen Stromes oder Strahles vermengen. Der Strahl wird dann in einen Auslaufkanal 9 des Stoffauflaufes zur Bahnbildungszone 11 geführt. Der Auslaufkanal 9 ist, wie auch der übrige Stoffauflauf, im wesentlichen gleich breit wie die zu bildende Bahn, und wenn es gewünscht ist, den Durchgang zur Öffnung hin leicht konvergieren zu lassen, wird eine obere Wand 10 des Auflaufkanals 9 unter Verwendung einer Einstelleinrichtung (nicht gezeigt) nach unten bewegt. Eine in Fig.4 gezeigte Einstellschraube 22 stellt ein geeignetes Anpassungsmittel dar. Die Bahnbildungszone 11 besitzt eine Walze 12 und ein Langsieb 13.

Die Beruhigungskanäle 3 der Reihen 7 und 8 werden durch die Seiten von Strömungstrennelementen S4 und die Wände 16 der Kanalreihen begrenzt. Die Strömungstrennelemente 14 haben (tragfiügelprofilförmig) gekrümmte, den Eingang bildende Abschnitte 17 (Ρ i g. 3), die dem Stoff bei seiner Richtungsänderung und dem Eintreten in die Beruhigungskanäk 3 helfen sollen, ohne daß eine bedeutende Turbulenz oder ein ,0 Faseraufstau an den Trennelementen 14 entsteht. Die den Eingang bildenden Abschnitte 17 umfassen vertikal angeordnete konvexe Oberflächen A, die der Richtung, aus der der Stoffsrrom kommt, im wesentlichen zugewandt sind, und Oberflächen ö, die vom Stoffstrom h< im wesentlichen abgewandt sind. Die Oberfläche A, die größer als Oberfläche B ist. ist so geformt und angeordnet, dal? sie den gewünschten Stoffluß charakteristisch in den unmittelbar vor ihr gelegenen Kanal einbringt

Die Querschnittsstruktur eines jeden Beruhigungskanales 3 ist in der gesamten Länge rechteckig mit verschiedener Gestalt und Fläche an verschiedenen Stellen in Längsrichtung. Die Querschnittsstruktur der Kanäle kann auch anders als rechteckig sein, aber die Rechteckform ist bevorzugt, weil die Ströme sich beim Zusammen- bzw. Ineinanderfließen weniger stören. Das Zusammenfließen vieler Ströme mit rundem Querschnitt würde beispielsweise Zwischenräume zwischen ihnen lassen, in die der Stoff sofort fließen und eine Störung im gewünschten Fließmuster verursachen würde. Wenn man vom Kanaleingang aus in Richtung des Stoffflusses geht, bemerkt man, daß die Querschnittsfläche im Eingangsabschnitt 18, der zum Teil durch die Oberfläche A eines Trennelementes und Oberfläche B eines anderen Trennelementes und Oberfläche B eines anderen Trennelementes begrenzt wird, ständig abnimmt. Hinter den Oberflächen A und B konvergiert der Kanal weiterhin, aber nicht mehr so stark. Die Konvergenz dieses Mittelabschnittes 19 wird durch die Neigung der Wände 16 bewerkstelligt, wobei die parallelen Seitenwände des Kanals zur Erzielung eines stabilisierenden Effektes auf den Stoff belassen werden, der sich eine kurze Strecke gerade fortbewegt, nachdem er beim Eintritt in den Kanal die Richtung geändert hat. Der Strom wird im konvergierenden Kanal weiterhin beschleunigt, und die Schwerwirkung des in einem länglichen Kanal fließenden strömungsfähigen Mediums hält die Fasern in richtiger Suspension. Die Länge des Abschnittes 19 kann variieren, aber es ist bevorzugt, wenn der Kanal etwa zehnmal so lang wie breit ist.

Nach dem Mittelabschnitt 19 kommt der Stoff in den divergierenden-konvergierenden Abschnitt 20, wo die vertikalen Wände divergieren, während die oberen und unteren Wände weiter konvergieren. In diesem Abschnitt wird die rechteckige Querschnittsstruktur des Stromes durch Verringerung seiner Höhe und Vergrößerung seiner Breite verändert. Mit dieser Veränderung der Querschnittsproportionen wird die Querschnittsfläche jedoch stetig größenmäßig verringert, damit der Strom auf seinem Weg zur Einmündung 21 des Auslaufkanals 9 beschleunigt wird. Der divergierende Winkel der vertikalen Wände des Abschnittes 20 sollte weniger als 15° betragen, um eine Trennung des strömungsfähigen Mediums von der Wand und damit eine Turbulenz zu vermeiden. Es ist ein Winkel von etwa 8° bevorzugt.

Die vielen Kanalströme in jeder Reihe 7 und 8 fließen beim Erreichen der Kanalenden zusammen, wobei die Seiten eines jeden Stromes mit den Seiten der benachbarten Ströme zusammenkommen. Die obere und untere Stromreihe gehen dann sofort zur Bildung des zusammengesetzten einheitlichen Stoffstrahls ineinander auf, der den Auslaufkanal entiangfließt, in dem eine weitere Scherwirkun₆· stattfindet, die zur richtigen Feststoffverteilung im Papierstoff beiträgt. Das Ineinanderfließen der oberen und unteren Ströme wird durch die versetzte Anordnung der einzelnen Ströme unterstützt. Hierbei ist ein Strom der oberen Reihe 7 nicht genau über einem Strom der unteren ^;<eiiie 8 angco-'ip.et (siehe F i g. 2). Vom Auslaufkanal 9 wird der Strahl dann auf cL'.s sich bewegende Langsieb 13 gebracht. Den Ausgabewinkel kann man variieren, indem man die Stellung des Stoffauflaufs mit herkömmlichen Mitteln (nicht gezeigt) ändert.

In Fig.4, in der sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszahlen wie in den vorherigen Figuren bezeichnet werden, sind zwei Paar Kanalreihen vereinigt und an einen doppelten Auslaufkanal 27 angeschlossen, der wiederum auf einem Rahmen 26 befestigt ist. Der Auslaufkanal 27 hat einen oberen Eingangsabschnitt 28 zur Aufnahme der zusammenfließenden Stoffströme aus dem oberen Beruhigungskanalpaar 29 und einen unteren Eingangsabschnitt 31 zur Aufnahme der zusammenfließenden Stoffströme aus dem unteren Beruhigungskanalpaar 32.

Die in den Abschnitten 28 und 31 zusammenlaufenden Ströme fließen jeweils durch obere und untere Fließabschnitte 33 und 35 des Auslaufkanals, ehe sie in den Ausgabeabschnitt 36 des Ausiaufkaiiais 27 eintreten. Die Eingangsabschnitte 28 und 31 und die Fließabschnitte 33 und 35 sind durch eine Scheidewand 23 getrennt. Die Abschnitte 33 und 35 haben eine ausreichende Länge und Querschnittsgleichförmigkeit, um eine ausreichende Stabilisierung des Stofffiusses in diesen Abschnitten zu bewirken, so daß dann, wenn der Fluß aus den Abschnitten 33 und 35 in den Ausgabeabschnitt 36 kommt und die zwei Stoffströme ihre Einheitlichkeit im wesentlichen beibehalten, ein Strom als Schicht auf dem anderen durch den noch verbleibenden Abschnitt des Auslaufkanals 27 und auf das Langsieb 13 fließt. Aus dem Förderabschnitt 36 läßt sich ein konvergierender Durchgang bilden, indem man seine obere Wand 38 unter Verwendung einer Einstellschraube 22 nach unten biegt.
Bei Verwendung eines Stoffauflaufs nach Fig.4 läßt sich Mehrschichtpapier herstellen. Die oberen Reihen 29 und die unteren Reihen 32 können beispielsweise Stoff für Kraftpapier liefern, das zur Hälfte aus Weichholzfasern und zur Hälfte aus Hartholzfasern besteht. Es ist auch vorgesehen, daß man drei oder mehr

ίο verschiedene Stoffe einem Auslaufkanal mit einem Eingangs- und Fließabschnitt für jeden Stoff zuführt, um eine Papierbahn mit Schichten aus verschiedener Stoffen herzustellen. Die Stabilität des Stromes unmittelbar vor seiner Ausgabe auf das Langsieb beim mehr- wie beim einschichtigen Strom ist teils auf da; Fließmuster zahlreicher Ströme in den Kanalreihen 3 teils auf den unturbulenten Zusammenschluß dei Ströme in den Abschnitten 28 und 31 und teils auf der stabiliserten Fluß in den Durchgangsabschnitten 33 unc 35 zurückzuführen.

In F i g. 5 wird die Vorrichtung nach F i g. 1 und ': gezeigt, die Stoff nach unten zwischen zwei Langsieber 13 und 13a abgibt. Die Vorrichtung der Erfindung, se auch Ausführungsform nach F i g. 4, ist zur Abgabe vor Stoff auf das bahnbildende Langsieb in jedem Winkel wie etwa horizontal oder vertikal, oder in jeden anderen gewünschten Winkel geeignet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Stoffauflauf für Papiermaschinen, mit einem Stoffverteiler, einer Vielzahl von dem Verteiler nachgeschalteten nebeneinander und übereinander angeordneten, der Strömungsberuhigung dienenden, einen spitzen Winkel bildenden Kanälen, und mit einem diesen Beruhigungskanälen nachgeschalteten Auslaufkanal, dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungskanäle (3) jeder Reihe (7, 8) — in Seitenansicht gesehen — im Bereich ihrer Einmündung (21) in den Auslaufkanal (9, 27) einen spitzen Winkel zueinander bilden.

2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachsen der übereinanderliegenden Reihen der Beruhigungskanäle (3) zueinander versetzt sind.

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffzufluß in dem Stoffverteiler (1) im wesentlichen senkrecht zum Fluß in den Beruhigungskanälen (3) verläuft und daß im wesentlichen alle Beruhigungskanäle (3) gekrümmte Eingangsabschnitte (18) aufweisen.

4. Stoffauflauf nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen der Beruhigungskanäle (3) über die gesamte Kanallänge ständig kleiner werden.

5. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungskanäle (3) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und über eine wesentliche Länge der Beruhigungskanäle die Breite des rechteckigen Querschnittes größer und die Höhe kleiner wird.

6. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur gleichzeitigen Abgabe mehrerer Stoffschichten an eine bahnbildende Einheit, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Schicht ein Stoffauflauf mit Beruhigungskanälen (3) vorgesehen ist, die in einen gemeinsamen Auslaufkanal (27) münden, und daß im Eingangsabschnitt (28, 31) des gemeinsamen Auslaufkanales (27) die Schichten durch Scheidewände (23) begrenzt sind.