DE2548795B2 - Maschine zur Herstellung von bahnförmigem Material - Google Patents
Maschine zur Herstellung von bahnförmigem MaterialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung von bahnförmigem Material, insbesondere Papier, aus
einer schaumförmigen Suspension von Fasern in Wasser, mit einer Stoffzuleitung, welche die Stoffsuspension
aus einem Behälter einer Stoffauflaufvorrichtung zuführt, welche zur Verteilung der Stoffsuspension
auf einem für Wusser durchlässigen Element dient und mit Gaskanälen zur Einführung von Gas in die
Strömung der Stoffsuspension sowie einer Wirbelvorrichtung zur Vermischung der Stoffsuspension mit dem
Gas versehen ist.
Aus der DE-OS 24 55 722 ist es bekannt, bei einer Papiermaschine der Stoffsuspension Luft bzw. ein Gas
zuzuführen, das mit der Suspension einen Schaum mit fein verteilten Luftbläschen bildet. Dadurch wird
einerseits eine Verbesserung der Qualität des gebildeten Papiers, andererseits eine bedeutende Energieeinsparung
erzielt, da kleinere Wassermengen in der Papiermaschine umgewälzt werden.
Die bekannte Maschine hat eine Stoffauflaufvorrichtung mit einem über die ganze Breite der Maschine sich
erstreckenden Spalt, dem durch über die Breite verteilte Kanäle das Gas, normalerweise Luft, zugeführt wird.
Dabei bestehen Schwierigkeiten mit einer intensiven Verwirbelung der Stoffflüssigkeit und einer gleichmäßigen
Vermischung der Luft mit der Flüssigkeit. Außerdem bestehen bei einem derartigen länglichen
Schlitz Probleme mit der Abstützung der beiden Teile über die ganze Breite der Maschine sowie mit der
Einhaltung eines gleichmäßigen Spaltes.
Die Erfindung hat die Schaffung einer Maschine zum Ziel, bei welcher eine intensivere Turbulenz der
Stoffflüssigkeit erzielt wird, die einerseits einer gleichmäßigeren
Verteilung der Fasern und andererseits einer besseren Vermischung der Luft mit der Flüssigkeit dient.
Gleichzeitig soll das Fcstigkeitsproblem der Verbindung der den Flüssigkeitskanal begrenzenden Teile
gelöst werden und eine gleichmäßigere Verteilung der Fasern wie auch der Luftblasen über die Breite der
Maschine erzielt werden.
> Die erfindungsgemäße Maschine, durch welche dieses
Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelvorrichtung aus einer Mehrzahl parallel durchströmter
Suspensionskanälc besteht, von denen jeder mit mindestens einer stufenartigen Ausweitung verse-1»
hen ist, und daß die Zufuhr von Gas in jeden der parallel durchströmten Suspensionskanäle durch mindestens
einen Kanal erfolgt.
Durch die parallel durchströmten Suspensionskanäle mit stufenartigen Ausweitungen wird eine besonders
'·> intensive Mikroturbulenz in der Stoffflüssigkeit erhalten,
die einerseits eine gute Verwirbelung der Stoffsuspension und andererseits eine intensive Vermischung
mit dem durch die Gaskanäle zugeführten Gas ermöglicht. Dadurch kann eine höhere Stoffdichte der
-><> Stoffflüssigkeit verwendet werden, was vor allem energetische Vorteile bietet. Die Luft ist dabei in
kleineren Blasen in der Stoffflüssigkeit enthalten, was eine bessere Verteilung der Fasern in der vertikalen
Richtung senkrecht zur Papierebene fZ-Richtung) -'■>
gestattet. Dabei entfallen die Festigkeitsprobleme, da keine langen Lippen vorhanden sind, welche miteinander
verbunden werden müßten. Außerdem wird, da jeder Süspensionskanal eine eigene Gaszufuhr enthält,
eine absolut gleichmäßige Verteilung des Gases über κι der Breite der Maschine erzielt.
Suspensionskanäle von Papiermaschinen mit stufenartigen Ausweitungen sind z. B. aus der DE-AS
12 20 247 und der US-PS 37 25 197 bekannt, in beiden
Fällen dienen diese Suspensionskanäle zur intensiven r>
Verwirbelung der Stoffflüssigkeit, nicht jedoch zur Beimischung von Gas bzw. Luft.
Jeder Gaskanai kann in den zugehörigen Suspensionskanal
an der Stelle einer stufenartigen Ausweitung münden. Dadurch wird das Gas direkt in den
i" Wirbelbereich eingeführt, in welchem die Vermischung
erfolgt. Es ist jedoch auch die Zufuhr des Gases in den Abschnitt mit kleinstem Querschnitt des Suspensionskanals
möglich.
Schließlich können in jeden Suspensionskanal min-4r>
destens zwei Gaskanäle münden, die in einer Linie diametral entgegengesetzt verlaufen. Durch derart
gegeneinander gerichtete Luftströmungen kann unter Umständen eine Verbesserung der Vermischung der
Luft mit der Stoffflüssigkeit erreicht werden.
w Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt
w Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Teilschnitt einer erfindungsgemäßen Papiermaschine mit der Stoffauflaufvorrichtung und
r>r> einem Teil des für Wasser durchlässigen Elementes,
entsprechend dem Schnitt l-l in der F i g. 2,
Fig. 2 einen Grundriß zur Fig. 1,
Fi g. 3 ein Regelschema der Papiermaschine mit den Teilen nach den F i g. I und 2,
wi Fig.4 einen Teilschnitt, welcher einem Ausschnitt
aus der Fig. 1 entspricht, einer anderen Ausführungsform der Stoffauflaufvorrichtung mit der Mischvorrichtung
und
F i g. 5 den Schnitt V-V aus der F i g. 4.
h"> Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Stoffauflaufvorrichtung
I einer weiter nicht dargestellten Papiermaschine. Die Stoffauflaufvorrichtung 1 dient zur Bildung eines
Papiervlieses auf einem Sieb 2, das über einen Zylinder 3
geführt ist Das Sieb 3 kann in bekannter Weise entlang verschiedener Entwässerungsvorrichtungen zu einer
Stelle führen, wo die aus dem Vlies gebildete Papierbahn abgehoben und einer weite-en Bearbeitung
zugeführt wird.
Der Stoffauflauf 1 ist über eine Stoffleitung 4 an eine Vorrichtung zur Bildung und Speicherung der Stoffsuspension
angeschlossen, welche Fasern enthält, die in Wasser fein und gleichmäßig verteilt sind. Die
Stoffsuspension kann in bekannter Weise auch weitere Materialien, wie z. B. Füllstoffe, Farbstoffe usw.
enthalten.
Aus der Stoffleitung 4 strömt die zugeführte Stoffsuspension in der Stoffauflaufvorrichtung in einen
Verteilkanal 5, aus welchem sie in einzelne Stoffkanäle 6 einer Wirbelvorrichtung 7 gelangt. Die Stoffkanäle 6
enthalten Abschnitte 8, 9, 10, zwischen welchen sich stufenartige Ausweitungen 11, 12 befinden. Der Kanal
10 endet kurz vor einem Ausgangsspalt 13 der Stoffaufldufvorrichtung 1, dessen Breite durch einen
Schieber 14 einstellbar ist.
An die Abschnitte 8 der Stoffkanäle 6 sind Luftkanäle 15 angeschlossen, die von einer gemeinsamen Luftleitung
16 führen.
Im Betrieb wird die Stoffsuspension durch die Stoffleitung 4 dem Verteilkanal 5 zugeführt und gelangt
aus diesem gleichmäßig verteilt durch die St'
>ffkanäle 6 zum Ausgangsspalt 13 der Stoffauflaufvorri^htung und
aus dieser auf das Sieb 2. Gleichzeitig wird durch die Luftleitung 16 Luft zugeführt, die in den Kanalabschnitten
8,9 und 10 intensiv mit der Stoffflüssigkeit ver.nischt und dabei in Form von feinen Bläschen gleichmäßig
verteilt wird. Die Vermischung erfolgt durch die intensive Wirbelbildung im Bereich der stufenartigen
Ausweitungen 11 und 12. Nach jeder Ausweitung entstehen in der Strömung intensive Wirbel, die in der
Strömung noch in einer gewissen Entfernung nach der betreffenden Stufe erhalten bleiben.
Bei der vorliegenden Stoffauflaufvorrichtung sind die Verhältnisse so gewählt, daß die an der Stufe 12
gebildete Turbulenz im wesentlichen unvermindert bis zur Ausgangsöffnung 13 bestehen bleibt, so daß in
diesem Bereich eine Ausscheidung der Luftbläschen aus dem Wasser der Stoffsuspension vermieden wird.
Wie insbesondere aus der F i g. 1 ersichtlich ist, ist zu diesem Zweck die Ausgangsöffnung 13 von der
stufenartigen Ausweitung 12 um eine Entfernung A entfernt, die weniger als das lOfache der vertikalen
Dimension D des Kanalabschnittes 10 beträgt. Dieses Verhältnis bestimmt ungefähr den Grenzbereich, bis zu
welchem die Turbulenz in der Strömung im wesentlichen ungeschwächt bestehen bleibt.
Die F i g. 3 zeigt ein Regelschema der Maschine nach den Fig. 1 und 2. Nach der Fig. 3 wird die
Stoffflüssigkeit einer Bütte 20 mit einem Überlauf 21 entnommen und durch eine Pumpe 22 in die Stoffleitung
4 gefördert. In der Stoffleitung 4 befindet sich ein Druckregler 23 mit einer Drosselvorrichtung 24. Aus
der Stoffleitung 4 gelangt die Stoffflüssigkeit, wie bereits erwähnt, in den Verteilkanal 5 der Stoffauflaufvorrichtung
1. Aus dem Verteilkanal 5 führt eine Rückleitung 5' (siehe auch F i g. 2) in die Bütte 20 zurück.
Der Luftleitung 16 wird nach der F i g. 3 Luft durch ein Gebläse 25 zugeführt, in dessen Förderleitung 26 ein
Druckregler 27 mit einer Drosselvorrichtung 28 geschaltet sind.
Eine Regelvorrichtung nach der Fig. 3, wonach die
Stoffflüssigkeit wie auch die Luft der Wirbelvorrichtung 7 mit genau eingehaltenen Drücken zugeführt werden,
gewährleistet die Beibehaltung eines konstanten Mischverhältnisses von Luft und Stoffflüssigkeit.
Es sei besonders darauf hingewiesen, daß bei der erfindungsgemäßen Maschine unter Umständen auf die
sonst bei Papiermaschinen erforderliche Zufuhr von Siebwasser und dessen Beimischung zur aus der Bütte
20 entnommenen Stoffflüssigkeit der Wirheivorrichtung 7 mit der Stoffdichte zuzuführen, wie sie in der Bütte 20
besteht Die gleichmäßige Verteilung der Fasern in der Stoffflüssigkeit, die bisher durch die Beimischung von
großen Mengen von Siebwasser erreicht wurde, kann im vorliegenden Fall durch die Beimischung von Luft
erhalten werden.
Dadurch wird nicht nur der Energieaufwand stark vermindert, sondern es wird zusätzlich noch die
Entwässerung des auf dem durchlässigen Element 2 gebildeten Vlieses erleichtert.
Bei geeigneter Dichte der Stoffflüssigkeit ist es sogar möglich, das bisher zur Vliesbildung erforderliche Sieb
wegzulassen und das Vlies direkt auf einen Filz, z. B. einer Filzpresse, zu legen. Dadurch kann die Maschine.
z. B. eine Papiermaschine, besonders vereinfacht werden.
Die F i g. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausfühningsform
der Erfindung. Bei dieser schließen sich an einen Verteilkanal 5 zwei übereinander angeordnete Reihen
von Stoffkanälen 6 an, welche mit stufenförmigen Ausweitungen 11 und 12 versehen sind. Es ist eine
Luftleitung 40 vorgesehen, aus welcher Luftkanäle 41 zu den einzelnen Stoffkanälen 6 führen. Von den
Luftkanälen 41 sind Verbindungskanäle 42 abgezweigt, welche jeweils im Bereich der stufenartigen Ausweitungen
11 münden. Die Kanäle 42 sind dabei so ausgebildet,
daß jeweils zwei in einer Linie liegen und an diametral entgegengesetzten Stellen in den Stoffkana! 6 münden.
Es versieht sich, daß die als Ausführungsbeispiel dargestellte Vorrichtung in verschiedener Weise abgeändert
werden kann. So kann z. B. ein Gebläse für die Zufuhr von Luft in die Leitung 16 entfallen, da die
Saugwirkung der Strömung der Stoffflüssigkeit zum Ansaugender zuzuführenden Luft ausreichen kann.
Die Wirbelvorrichtung 7 kann eine andere Anzahl von Stufen und Abschnitten aufweisen als die
dargestellten drei Abschnitte 8, 9 und 10. Auch können mehr Stoffkanäle 6 übereinander angeordnet sein als
dargestellt. Zur Zufuhr von Luft in die Stoffkanäle kann eine andere Anzahl von Luftkanälen vorgesehen sein,
unter Umständen auch ein ringförmiger Kanal, der einen geeigneten Abschnitt des betreffenden Stoffkanals
6 umschließt.
Wie erwähnt, kann das in der Zeichnung dargestellte Sieb 2 durch ein anderes durchlässiges Element, z. B.
einen Filz, ersetzt werden. Die Maschine kann auch eine Doppelsiebmaschine sein, bei welcher das Faservlies
zwischen zwei zusammenlaufende Siebe bzw. durchlässige Elemente gelegt wird.
Schließlich kann bei der Anordnung nach der Fig. 3 in bekannter Weise der Leitung 5 vor oder nach der
Pumpe 22 Siebwasser zur Verdünnung des aus der Bütte zugeführten Stoffes beigefügt werden.
Die zur Regelung der Stoffzufuhr vorgesehene Prosseivorrichtung 24 braucht nicht, wie dargestellt, in
der Stoffleitung 4 angeordnet zu sein, sondern kann sich auch in einer Bypassleitung befinden, die parallel zur
Pumpe 22 führt. Schließlich kann die Pumpe 22 auch mit einer Drehzahlregelung versehen sein, durch welche die
Stoffzufuhr zum Stoffaudauf 1 geregelt werden kann.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Maschine zur Herstellung von bahnförmigem Material, insbesondere Papier, aus einer schaumförmigen
Suspension von Fasern in Wasser, mit einer Stoffzuleitung, welche die Stoffsuspension aus einem
Behälter einer Stoffauflaufvorrichtung zuführt, welche zur Verteilung der Stoffsuspension auf einem für
Wasser durchlässigen Element dient und mit Gaskanälen zur Einführung von Gas in die Strömung
der Stoffsuspension sowie einer Wirbelvorrichtung zur Vermischung der Stoffsuspension mit dem Gas
versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelvorrichtung (7) aus einer Mehrzahl
parallel durchströmter Suspensionskanäle (6) besteht, von denen jeder mit mindestens einer
stufenartigen Ausweitung (M, 12) versehen ist, und daß die Zufuhr von Gas in jeden der parallel
durchströmten Suspensionskanäle durch mindestens einen Kanal (15) erfolgt
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Gaskanal (41, 42) in den zugehörigen Suspensionskanal (6) an der Stelle einer
stufenartigen Ausweitung (11) mündet.
3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeden Suspensionskanal (6) mindestens
zwei Gaskanäle (42) münden, die in einer Linie diametral entgegengesetzt verlaufen (F i g. 5).
Applications Claiming Priority (1)
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Owner name: SULZER-ESCHER WYSS GMBH, 7980 RAVENSBURG, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SCHULTZ, HANS-JOACHIM, DR.-ING., 6983 KREUZWERTHEI |
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