-
Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von Fasersuspension auf
die Bahnbildungspartie einer Papiermaschine oder dergleichen " Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen von Fasersuspension auf die Bahnbildungspartie
einer Papiermaschine o.dgl., wobei die Fasersuspension zu einem über die gesamte
Arbeitsbreite der Bahnbildungspartie reichenden Suspensionsstrom verteilt wird,
der durchgemischt und, nach einer vorherigen Beruhigungsperiode auf die Bahnbiidungspanie
aufgetragen wird.
-
In Suspension befindliche Fasern neigen bekanntlich zu Flockation
d.h., sie verfilzen sich und bilden Faserzusammenballungen.
-
Um dies zu verhindern, hat man sich bei Papiermaschinen bisher rotierender
Lochwalzen bedient, durch die die Fasersuspension zum Verteilen der Faserzusammenballungen
fließt. Die Wirkung der Lochwalzen, solche Faserzusammenballungen zu zerteilen,
ist jedoch aus folgenden Gründen begrenzt. Die Fasern neigen dazu, sich in den Lochwalzen
anzusammeln, welche, bedingt durch die Dimensionen der Löcher, langwellige Turbulenz
verursachen; darüber hinaus konnten die walten zwischen den Lochwalzen und den Wänden
des Stoffauflaufkastens nicht so dicht gemacht werden, daß zwischen ihnen keine
Suspension in Form laminarer, Faserzusammenballungen enthaltender Strömungen hindurchfließen
könnte. Im Stoffauflaufkasten konnte nicht die gewünschte hohe Faserkonzentration
aufrechterhalten werden, da die Neigung der Fasern, Zusammenballungen zu bilden,
mit zunehmender Faserkonzentration, d.h. mit zunehmender Stoffdichte wächst und
es somit schwierig war, Papier von guter Qualität herzustellen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen
von Fasersuspension auf aie Bahnbildungspartie einer Papiermaschine o.dgl. zu schaffen,
mit welchem auf die Bahnbildungspartie einer Papiermaschine o.dgl. gleichmäßig verteilte,
von Faserzusammenballungen freie, aber doch verhältnismäßig
dicke
Fasersuspension aufgebracht werden kann. Ferner soll ein konstruktionsmäßig einfacher
Stoffauflaufkasten zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaffen werden.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dicke Fasersuspension verwendet
wird, die vor dem Aufbringen auf die Baknbildungspartie durch Einspritzen von Wasser
undjoder Dampf auf die gewünschte Faserkonzentration so verdünnt wird daß es in
der Fasersuspension zu Faserzusammenballungen zerteilenden Wirbelbiidungen kommt.
-
gemäß der vorliegenden Erfindung wird die @ase@suspension mit einer
die gewünschte Stoffdichte über @eigende Dicte Ln den Stoffauflaufkasten eingespeist,
wo sie zur @ Einspitzen von Wasser und/oder Dampf auf die gewünschten definitiven
Dichte gebracht wird. Die Wasser- und Dampfstrahler verursachen Stoffauflaufkasten
starke Wirbelerscheinungen, durch die alle Faserzusammenballungen wirksam zerteilt
werden. Beim Erfindungsgemaßen Verfahren ist die Stoffdichte der Fasersuspension
anfangs so groß, daß es zur Bildung von Faserzusammenballungen kommen kann, die
Dispergierung der Fasern im Stoffauflaufkasten ist jedoch dank den Dampf- oder Wasserstrahlen
eine so intensive, daß samtliche Faserzusammenballungen zerteilt werden. Aus diesem
Grunde kann die Verteilungsvorrichtung, mit welcher die Suspension in den Stoffauflaufkasten
gespweist wird, sehr einfach konzipiert und von geringen Dimensionen sein, denn
die ungewöhnlich
dicke, konzentrierte Suspension enthält auch ungewöhnlich
wenig Wasser, so daß die Förderleistung und die Dimensionen der Pumpen und sonstigen
Hilfseinrichtungen entsprechend kleiner ausgelegt werden können.
-
Um ein gleichmäßiges Flächendurckprofil quer zur Papierbahn zu erzielen,
muß die Suspension auch gleichmäßig über die gesamte Arbeitsbreite der Maschine
aufgetragen werden. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird mit einer verglichen mit
der Fasersuspensionsmenge großen Verdünnungsflüssigkeitsmenge, die ins Verteilersystem
eingespeist wird, gearbeitet, und das Durchmischen erfolgt derat intensiv, daß eventuelle
lokale Fasergehaltsschwankungen mit Sicherheit eliminiert werden. Da das Mischen
sehr intensiv ist, können zusammen mit dem Verdünnungswasser Zusatzstoffe, z.B.
Chemikalien und Füllstoffe, in den Stoffauflaufkasten eingespeist werden. Im Stoffauflaufkasten
soll nach Möglichkeit eine Turbulenz erzeugt werden, bei der die Größe und Intensität
ausreichen, um die Faserzusammenballungen zu zerteilen, die jedoch am Ausfließspalt
des Kastens so gering sinus daß sich der Stoffstrom ruhig auf das Sieb ergießt.
Man hat festgestellt, daß die im Stoffauflaufkasten allgemein verwendete Lochwalze
keine dieser beiden Forderungen einwandfrei erfüllt, denn die Fasern haben das Bestreben,
sich in den Walzen zusammeln, uns die Walze verursacht, bedingt durch die Dimensionen
ihrer Löcher, eine langwellige Turbulenz.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines in der Zeichnung
dargestelltes Ausführungsbeispiel detailliert beschrieben.
-
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in schematischer Form; Fig. 2 eine Vorderansicht der gleichen Vorrichtung,
und Fig. 3 Schnitte längs der Linien b-b und c-c in Fig. 1.
-
In Fig. 1 und 2 ist ein Fasersuspensions-Verteilekasten mit 1 und
mit 2 und 3 sind Verdünnungswasser-Verteilerkästen bezeichnet. Die Wand zwischen
dem Verdünnungswasserkasten 2 und 3 und dem Stoffauflaufkasten wird von Lochblechen
bzw. Lochplatten 4 und 5 gebildet, über die das Verdünnungswasser zufließt. Die
Bezugszahl 6 bezeichnet das Ausflußteil des Stoffauflaufkastens.
-
Die Löcher der Lochbleche sind vorteilhafterweise gegeneinander versetzt,
wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Das Loch 7 ist ein Loch des Oberbleches 4, das Loch
8 ein Loch des Unterbleches 5.
-
Im Wasserkasten herrscht ein größerer Druck, als im Stoffauflaufkasten.
Das mit hoher Geschwindigkeit durch die Löcher fließende Wasser bildet dichte, aus
Wasserstrahlen bestehende Wasserwände, die in dem durch den Stoffauflaufkasten fließenden
Suspensionsstrom
Turbulenz erzeugen. Durch Veränderung des Verdünnungswasserdruckes kann die Intensität
der Turbulenz reguliert werden.
-
Der Wasserkasten kann als Einkammer- oder als Mehrkammerkasten ausgeführt
sein, wobei in letzterem Falle jede Kammer ein eigenes Zuflußrohr besitzt, so daß
auch die Eingangsdrücke in den einzelnen Kammern verschieden groß sein können. Am
besten ist es wenn der Kammerdruck zum Ausflußteil hin abnimmt. Die Löcher 7, 8
des Lochbleches können gleichmäi g über das Lochblech 4, 5 verteilt sein oder in
unterschiedlichen Abständen z.B. in der Form angeordnet sein, daß die Lochdichte
zum Ausflußteil hin zunimmt. Auch die Größe der Löcher 7, 8 kann variieren, z.B.
in der Form, daß der Lochdurchmesser in Längsrichtung des Stoffauflaufkastens von
10 mm auf 0,5 mm sinkt, wobei sich die kleinsten Löcher in der Nähe des Ausflußteils
6 befinden. Die Löcher 7, 8 in den einander gegenüberliegenden Lochblechen 4, 5
können entweder gleiche Richtung haben oder in einem Winkel zueinander stehen. Die
Löcher selbst können zylindrisch oder konisch geformt sein. Um eine homogene Durchmischung
zu gewährleisten, müssen die Löcher in verhältnismäßig geringem Abstand voneinander
angeordnet sein Der Abstand L von Lochmitte zu Lochmitte d ist im allgemeinen kleiner
als 5 d, wobei der Lochdurchmesser ist.
-
Ausführungsbeispiel: H = 80 mm L = 12 mm d = 4 mm 1 = 20 mm Die Lochbleche
4, 5 können entweder parallel zueinander verlaufen oder einen sich zum Ausflußteil
5 nin erweiternden Strömungskanal bilden. Die Lochbleche brauchen auch nicht eben
zu sein. Desgleichen kann gegebenenfalls auf eines ( Lochbleche verzichtet werden.
Ferner können anstelle der Löcher längliche, einer zur Fließrichtung liegende Spalte
verwendet werden.
-
Anstelle von oder zusätzlich zu dem Wasser kann @roh die Öffnungen
7, 8 auch Dampf eingespeist werden, wodurch die @ @e@@ pension erwärmt und der Wasserabgang
auf dem Sie @e@ d @ t wird. Bei dem einzuspeisenden Verdünnungswasser kann um Rückwasser
bzw. Umlaufwasser oder um reines Wasser a @@ Frischwasser nandeln.
-
In den Stoffauflaufkasten kann z.B. Stoff lt einer Lichte von 2,5%
gespeist werden, der dann im Stoffauflaufkasten auf 0,5% verdünnt wird.
-
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird im herkömmlichen Stoffauflaufkasten
die unmittelbar vor dem Ausflußteil angeordnete Lochwalze durch eine Strahl zone
mit kleinen Löchern erersetzt,
deren Hauptaufgabe in der Erzeugung
von Turbulenz besteht, während der Verdünnungseffekt hierbei bedeutungslos ist.
-
Vorzugsweise werden das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Aufbringen von Zellstoffasern verwendet. Jedoch auch Chemiefasern,
z.B. Silikatfasern, kommen in Frage.
-
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde mit einer Geschwindigkeit
von 400 m/min Papier von 50 g/m² hergestellt, wobei der Stoff mit einem Fasergehalt
von 2,5% mit einer Geschwindigkeit von 800 l/min.m in den Stoffauflaufkasten gespeist
wurde. Gleichzeitig wurden in den Stoffauflaufkasten 3200 l/min.m Wasser so eingespeist,
daß das Wasser mit einer Geschwindigkeit von 4,8 m/s durch die Lochbleche trat.
Die Faserkonzentration im Stoffauflaufkasten sank hierdurch auf 0,5% und die Stromungsgeschwindigkeit
stieg auf 4000 l/min.m. Die Stoffströmungsgeschwindigkeit betrug somit vor der Verdünnung
mit Wasser 26 m/min, nach der Verdünnung aber 130 m/min.