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Stoffauflaufvorrichtung für eine
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Papiermaschine Die Erfindung betrifft eine Stoffauflaufvorrichtung
für eine Papiermaschine zur Bildung eines Strahles von Stoffflüssigkeit mit einem
Stoffauflaufkanal, der einen sich verjüngenden Abschnitt aufweist, der durch konvergierende
Seitenwände begrenzt ist, sowie einen Endabschnitt,der durch parallele ebene Wände
begrenzt ist und mit einem Ausgangsspalt endet.
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Stoffauflaufvorrichtungen dieser Art wurden in den schweizerischen
Patentanmeldungen (Ges.Nr. 817/76, P.4991, Ges.Nr. 955/76, P.4993, Ges.Nr. 2295/76,
P.5004, Ges.Nrç 5871/76, P.5034)vorgeschlagen.Diese Stoffauflaufvorrichtungen dienen
zur Bildung eines Strahles der Stoffflüssigkeit, welcher in der Regel zwischen zwei
Sieben entwässert wird, wobei die auf einem Sieb aus der Stoffsuspension zurückbleibenden
Fasern
ein Faservlies bilden, aus welchem nach der Trocknung eine Papierbahn entsteht.
Die Stoffauflaufvorrichtung ist in einem solchen Fall in einem keilförmigen Zwischenraum
zwischen den beiden Sieben angeordnet, wobei sich der durch die Vorrichtung gebildete
Strahl der Stoffflüssigkeit entlang einer gewissen Strecke vor seinem Auftreffen
auf die Siebe frei in der Luft bewegt. Dabei ist es wichtig, dass der Strahl der
Stoffflüssigkeit bis zu seinem-Auftreffen möglichst homogen bleibt, d.h. nicht verspritzt
wird.
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In diesem Zusammenhang ist z.B. aus der DT-OS 1.511.218 oder der
US-PS 3.373.080 eine Stoffauflaufvorrichtung bekannt, bei welcher die Bildung eines
derartigen homogenen Strahles durch eine besonders grosse Länge des parallelen Endabschnittes
versucht wird. Es hat sich jedoch erwiesen, dass diese Ausführungsform zur Erzielung
des gewünschten Ergebnisses nicht geeignet ist, da sich im Endabschnitt eine parabolische
Geschwindigkeitsverteilung in der Strömungsrichtung einstellt, die durch eine Bremsung
des Strahles an den parallelen ebenen Wänden verursacht ist. Aus diesem Grunde wurde
bei der erwähnten Ausführungsform durch den langen Endabschnitt des Kanales gleichzeitig
versucht, den Strahl möglichst nahe an die beiden Siebe heranzubringen, damit sich
das unvermeidliche seitliche Verspritzen nicht voll auswirken kann.
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Die Erfindung hat eine Weiterentwicklung der vorher genannten Stoffauflaufvorrichtungen
zum Gegenstand, mit dem Ziel, eine Stoffauflaufvorrichtung zu
schaffen,
welche die Bedingung eines möglichst homogenen Stoffflüssigkeitsstrahles erfüllt,
so dass die Stoffauflaufvorrichtung in einiger Entfernung von der Auftreffstelle
des Strahles auf einem oder zwei Sieben angeordnet werden kann, was aus konstruktiven
Gründen für die Ausbildung der Papiermaschine vorteilhaft ist.
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Die erfindungsgemässe Stoffauflaufvorrichtung, durch welche dieses
Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des durch parallele
Wände begrenzten Endabschnittes das 1- bis 5-fache der Spaltbreite, d.h. des Abstandes
der parallelen Wände voneinander, beträgt1 und dass sich am Anfang des Endabschnittes
eine durch mindestens einen Vorsprung gebildete Verengung befindet, deren lichte
Weite das 0,8- fache bis 0,98-fache der Spaltbreite beträgt.
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Durch die Verengung und die darauf erfolgende Ausweitung des Strömungsquerschnittes
im Endabschnitt wird eine im wesentlichen rechteckige Ausbildung des Strömungsprofiles
im Stoffauflaufkanal erzielt. Durch die entsprechende Dimensionierung der Länge
des parallelen Endabschnittes nach der Verengung wird die erforderliche Führung
der Strömung erhalten, ohne dass sich der Einfluss der Reibung an den Wänden auf
das Strömungsprofil auswirken könnte. Es hat sich erwiesen, dass auf diese Weise
ein Strahl erhalten werden kann, der bei den im Betrieb auftretenden Längen so homogen
ist, dass er die gestellten Bedingungen erfüllt.
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Dabei kann der Uebergang der Vorsprünge in den
parallelen
Abschnitt eine gewölbte Fläche sein. Es ist jedoch auch möglich, den Uebergang der
Vorsprünge in den parallelen Abschnitt scharfkantig und stufenförmig auszubilden.
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Vorzugsweise kann der Stoffauflaufkanal im Querschnitt symmetrisch
ausgebildet sein. Er kann jedoch für besondere Zwecke auch asymmetrisch sein.
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Es ist dabei möglich, die ebenen Wände des Endabschnittes mit Vorsprüngen
gegeneinander um ein kleines Mass versetzbar auszubilden, der-art, dass die Vorsprünge
aus ihrer genau symmetrischen gegenseitigen Lage gebracht werden können. Durch eine
geringfügige Versetzung der Vorsprünge gegeneinander kann auch bei einem im wesentlichen
symmetrisch ausgebildeten Stoffauflaufkanal eine kleine Ablenkung des Flüssigkeitsstrahles
in einer oder der anderen Richtung nach dessen Austritt aus dem Endabschnitt erzielt
werden. Diese Ablenkung kann für Einstellarbeiten an der fertigen'Maschine vorteilhaft
sein.
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Vorzugsweise könen, wie es bereits in den erwähnten schweizerischen
Patentanmeldungen vorgeschlagen wurde, die konvergierenden Seitenwände des Stoffauflaufkanales
und die parallelen ebenen Wände seines Endabschnittes zusammen mit den Vorsprüngen
auf zwei Lippen ausgebildet sein, die zur Veränderung der Grösse des Austrittsspaltes
entlang zweier konvergierender Ebenen verschiebbar sind. Dadurch wird eine Einstellung
der Grösse des Ausgangsspaltes und eventuell auch die erwähnte gegenseitige Versetzung
der Vorsprünge zur Ablenkung des Strahles erhalten, ohne dass die Parallelität der
Wände
im Endabschnitt des Stoffauflaufkanales gestört wird.
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Der Stoffauflaufkanal kann an seinem Anfang durch bogenförmig verlaufende
Wandabschnitte und im Bereich der Verengung ebenfalls durch bogenförmige, zur Verengung
zusammenlaufende Wandabschnitte begrenzt sein.
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Dadurch- werden.- die Strömungsverhältnisse im vorderen Bereich des
Stoffauflaufkanales durch Vermeidung plötzlicher Richtungsänderungen verbessert,
was sich auch günstig- auf die Eigenschaften des austretenden Strahles auswirkt.
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Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter
Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigt: Fig.l einen Schnitt einer erfindungsgemässen Stoffauflaufvorrichtung,
Fig.2 einen Teilschnitt in grösserem Massstab aus der Fig. 1, die Fig.3 und 4 eine
der Fig.2 entsprechende Darstellung weiterer Ausführungsformen des Stoffauflaufkanales
und Fig.5 in der Form eines Ausschnittes aus der Fig.2 die Wirkung bei einer Ablenkung
des Flüssigkeitsstrahles durch Versetzung der Seitenwände des Endabschnittes, Fig.6
einen Teilschnitt einer asymmetrischen Vorrichtung.
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In der Fig.l ist im Schnitt schematisch eine Stoffauflaufvorrichtung
dargestellt, wie sie auch im
wesentlichen in den erwähnten schweizerischen
Patentschriften vorgeschlagen ist. Die Stoffauflaufvorrichtung aus der Fig.l enthält
einen Führungsblock 1, der stufenförmig sich ausweitende Führungskanäle 2 für die
Stoffflüssigkeit aufweist und an einem konisch sich verjüngenden Verteilrohr 3 befestigt
ist, von welchem nur ein Teil dargestellt ist. Am Führungsblock 1 sind Lippen 4
befestigt, welche mit der Hilfe von nicht dargestellten Mitteln in der Richtung
von Pfeilen 5 verstellbar sein können.
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Wie weiter aus der Fig.l hervorgeht, begrenzen die Lippen 4 nach
dem Ausgangsende 6 der Führungskanäle 2 im Block 1 einen sich verjüngenden Stoffauflaufkanal
7, der durch konvergierende Seitenwände 8 begrenzt ist. Der Stoffauflaufkanal 7
enthält einen Endabschnitt 10, welcher an Endkanten 11 der Lippen 4 mit einem Ausgangsspalt
S endet und eine Länge L = 1 bis 5 S hat.
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Am Anfang des parallelen Endabschnittes 10 befindet sich eine Verengung
.12, die durch wulstförmige Vorsprünge 13 gebildet wird und deren lichte Weite W
mindestens das O,o-fache und höchstens das 0,98-fache der Spaltbreite S beträgt
(siehe auch Fig.2).
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Die Fig.2 zeigt die beschriebenen Verhältnisse in etwas grösserem
Massstab. Es ist aus dieser Figur ersichtlich, dass die Vorsprünge 13 durch Kreisbögen
begrenzet sind und auch durch kreisbogenförmige Ueber-13' gänge/mit den konvergierenden
Seitenwänden 8 des Kanales 7 des Stoffauflaufes und mit den parallelen Seitenwänden
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des Endabschnittes 10 verbunden sind. Zur Erzielung eines gleichmässigeren
Ueberganges der Strömung aus den Führungskanälen 2 in den sich verjüngenden Abschnitt
7 des Stoffauflaufkanales sind Leitbleche 15 vorgesehen, die eine gewölbte Form
mit im wesentlichen kreisbogenförmigem Querschnitt aufweisen.
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Die Fig.5 zeigt, wie durch eine Versetzung V der beiden Lippen 4
gegeneinander bei sonst gleichbleibenden Verhältnissen die Ablenkung eines Ausgangsstrahles
Z um einen Winkel Gt erreicht werden kann. Die gegenseitige Versetzung V kann bei
der Ausführungsform nach der Fig.l auf eine einfache Weise durch eine gegenseitige
Verschiebung der Lippen 4 auf den ebenen Führungsflächen 1' des Führungsblocks 1
erzielt werden.
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Die Fig.3 und 4 zeigen weitere mögliche Ausführungsformen des Stoffauflaufkanales
er vorliegenden Stoffauflaufvorrichtung.
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Nach der Fig.3 wird der Querschnitt des sich verjüngenden Abschnittes
10 des Stoffauflaufkanales nicht zum Teil durch ebene Flächen, sondern ausschliesslich
durch kreisbogenförmig gewölbte Flächen 8' und 8" gebildet.
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Nach der Fig.4 ist der sich verjüngende Abschnitt 10 des Stoffauflaufkanales
ausschliesslich durch ebene Flächen 80 begrenzt. Ausserdem ist bei dieser Ausführungsform
der Uebergang der Vorsprünge 13 in den parallelen Abschnitt 10 des Stoffauflaufkanales
scharfkantig und bildet eine Stufe 130.
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Die Fig.6 zeigt eine Stoffauflaufvorrichtung mit asymmetrischem Stoffauflaufkanal,
die z.B. für Langsiebmaschinen des Fourdrinier-Typs geeignet ist. Diese Vorrichtung
enthält eine zur Strömungsrichtung in den Führungskanälen 2 schräge Seitenwand 80
mit einem Vorsprung 13 sowie eine zu dieser Strömungsrichtung parallele Seitenwand
81. Die Wirkungsweise ist im übrigen gleich wie bei den vorherigen Ausführungsformen.