DE3047997C2 - Stoffauflauf für eine Papiermaschine - Google Patents

Description

schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Stoffaufiauf in einem Teilquerschnitt,

Fig. 2 bis 4 weitere Stoffaufläufe in entsprechenden Teilschnitten, je in einer anderen Ausführungsform und Fig. 5. 6 und 7 Einzelheiten aus den Fig. 1,2 und 3, je in einer größeren Darstellung.

Den Stoffauflauf nach der F i g. 1 enthält eine Verteilleitung 1, welche an eine nicht weiter dargestellte Zuführleitung für die Stoffflüssigkeit angeschlossen ist und an welche sich seitlich eine Führungseinrichtung 2 mit zylindrischen Öffnungen 3 anschließt. Eine entsprechende Verteilleituni;, welche nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört, ist z. B. aus der DE-AS 26 07 823 bzw. der entsprechenden US-PS 40 87 321 bekannt.

Die Achsen der öffnungen 3 stehen in einem spitzen Winkel Θ zu einer gemäß Pfeil 16 beweglichen, bandförmigen Entwässerungsfläche 17 einer nicht weiter dargestellten Bahnbildungseinric^tung einer Papiermaschine. An die Führungseinrichtung 2 schließt \ich ein zu einem Ausgangsspalt 4 konvergierender Düsenkanal 5 an, welcher durch zwei an der Führungseinrichtung 2 befestigte starre Lippen 6 und 7 begrenzt ist. Die in der F i g. 1 obere Lippe 6 weist eine parallel zu den Achsen der öffnungen 3 verlaufende ebene Innenfläche auf und ist an ihrer Spitze mit einer entsprechend den Pfeilen 8 verschiebbaren und feststellbaren Blende 10 versehen, durch welche die Bretie 5 des Ausgangsspaites 4 eingestellt wird. Die in der F i g. 1 untere Lippe 7 weist an ihrer Innenfläche einen zur Stoffflüssigkeit konkaven Abschnitt 11 auf, welcher durch in der Hauptströmungsrichtung gemäß Pfeil 12 verlaufende, gekrümmte Bezugslinien 13 bestimmt ist und welcher in in eine gegen den Ausgangsspalt 4 hin sich erstreckende, zur Entwässerungsfläche 17 parallel verlaufende ebene Teilfläche Td der Innenfläche der Lippe 7 übergeht.

Der konkave Abschnitt 11 der Innenfläche weist drei in der Strömungsrichtung hintereinander liegende Stufen 14 auf. welche je durch eine ebene Teilfläche Ta bzw. Tb bzw. 7c der Innenfläche und eine dem Ausgangsspalt 4 zugekehrte, zu diesem parallel verlaufende Stirnfläche 15 gebildet sind. Dabei liegen die zwischen den Stirnflächen 15 und den an sie stromabwärts anschließenden Teilflächen Tb. 7c und Td gebildeten, bezüglich der Krümmung peripheren Ecken der Stufen 14 im Bereich der Bezugslinien 13.

Die Teilfläch'n Ta. Tb und 7c sind je in einem stromabwärts abnehmenden Winkel gegen die Teilfläche Td geneigt und bilden mit der gegenüberliegenden Partie der Innenfläche der Lippe 6 je einen konvergierenden Kanalabschnitt.

Bei dieser Ausführung wird eine durch die Bezugslinien 13 bestimmte, gedachte konkave Bezugsflüche durch die drei hintereinander liegenden Stufen 14 und die Spitze der Lippe 7 ersetzt.

Im Betrieb wird dem Stoffauflauf durch die Verteilleitung 1 Stoffflüssigkeit zugeführt, welche durch die öffnungen 3 gleichmäßig über die in der Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene gemessene Breite des Düsenkanals 5 verteilt, im Bereich des konkaven Abschnitts 11 in die Richtung parallel zur Entwässerungsfläche 17 umgelenkt und durch den Ausgangsspalt 4 auf die Entwässerungsfläche aufgebracht wird.

Beim Durchströmen des Düsenkanals 5 wird die .Stoffflüssigkeit jeweils in den Bereichen der Teilflächen Ta. Tb. Tc und Td kontinuierlich beschleunigt, wobei

aufgrund der starren Ausbildung der Lippen 6 und 7 die Querschnitte des Düsenkanals 5 und des Ausgangsspaltes 4 konstant gehalten werden und ein Ausweichen einer der Lippen 6 und 7 verhindert wird. In den Entlang den Stufen 14 strömenden Randbereichen der StoffflüE-sigkcit werden jeweils im Bereich der Strinflächen 15 Mikroturbulenzen erzeugt, welche bei entsprechend scharfkantig ausgebildeten freien Ecken der Stufen 14 ein Ablösen der Strömung zumirdest von den Stirnflächen 15 bewirken.

Dadurch werden vorteilhaft nahe dem Ausgangsspalt 4, d. h. praktisch unmittelbar vor der Bahnbildung, im Randbereich der Strömung hohe Scherspannungen erzeugt, welche eine besonders intensive Verwirbelung der in der Stoffflüssigkeit suspendierten Stoffasern, und damit eine gleichmäßige, streifenfreie Formation der Stoffasern gewährleisten.

Wie insbesondere aus der F i g. 5 hervorgeht, schließen die Stirnflächen 15 mit den stromaufwärts benachbarten Teilflächen Ta, Tb und 7c je einen Winkel öl, und mit den stromabwärts benachbarten Teilflächen Tb. Tc und Td je einen Winkel β ein. In der voll gezeichneten Stellung der Strinfläche 15 betragen die Winkel <x und β je je etwas über 90°. Entsprechend den gestrichelt gezeichneten Stellungen 15' und 15" können die Winkel α und β je etwa 40° bis 150° betragen. Ais besonders slrömungsgünstig haben sich Ausführungen mit einer im Vergleich zur Darstellung in der Fig. 1 größeren Anzahl Stufen erwiesen, deren Höhen H mindestens 2 mm. und deren in der Strömungsrichtung gemessene Längen L je mindestens das Dreifache, vorzugsweise das Fünf- bis Zehnfache, der Höhe // betragen.

Entsprechend der Darstellung nach der F i g. 2 ist die Verteilleitung 1 mit einer Führungseinrichtung 18 verbunden, welche mit stufenartig ausgeweiteten Durchtrittsöffnungen 20 versehen ist. Der untere Teil der Führungseinrichtung 18 geht in eine starre untere Lippe 21 über. Am oberen Teil der Führungseinrichtung 18 ist in an sich bekannter Weise eine den Düsenkanal 5 begrenzende, starre obere Lippe 22 um einen parallel zum Ausgangsspalt 4 verlaufenden zylindrischen Teil 23 schwenkbar angelenkt. Die Lippe 22 weist eine konvexe Unterseite auf und ist gegenüber der Lippe 21 über ein Gestänge 24 verstellbar, das mit einer nicht dargestellten Einstellvorrichtung verbunden ist. Bei dieser Ausführung liegen die bezüglich der Krümmung inneren, freien Kanten der Stufen 14 im Bereich der Bezugslinien 13. Über das Gestänge 24 wird in bekannter Weise die Breite S des Ausgangsspaltes 4 eingestellt.

Bei der Ausführung nach der F i g. 3 ist die Führungseinrichtung 18 als offener Verbindungskanal ausgebildet, der z.B. an einen nicht dargestellten Behälter angeschlossen ist. Der untere Teil der Führungseinrichtung 18 geht in eine Lippe 27 über, welche in dem durch die Bezugslinien 13 bestimmten, gewölbten Bereich ihrer Innenfläche mit Stufen 28 versehen ist, die je durch eine der Hauptströmungsrichtung gemäß Pfeil 12 entgegengerichtete Stirnfläche 30 und eine an diese stromabwärts anschließende Teilfläche 27£>bzw. 27c bzw. 2Tdder Innenfläche der Lippe 27 gebildet sind. Auch die Teilflächen 276 und 27csind je im "ergleich zur stromaufwärts benachbarten Teilfläehe 27a bzw. 2Tb - in einem kleineren Winkel gegen die zum Ausgangsspalt 4 führende Teilfläche 2Td geneigt. Im Bereich dieser Stufen 28 wird eine besonders intensive Verwirbelung der in der Randströmung

befindlichen Stoffascrn - bei im übrigen praktisch ungestörtem Verlauf der Randströmung — erzielt, wenn die Stirnflächen 30 je in einem Winkel von etwa 40° bis 90° zur jeweils stromaufwärtigen Teilfläche 27;i bzw. 27 b bzw. 27c stehen.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungen erweisen sich als besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit Sekundärstoffaufiäufen, durch welche die zu bildende Schicht in bekannter Weise jeweils auf eine bereits auf der Entwässerungsfläche 17 befindliche erste Schicht aufgebracht wird.

Der Stoffauflauf nach der Fig.4 enthält einen Zuführkanal 33 für die Stoffflüssigkeit, welcher durch eine Trennwand 34 in zwei parallele Teilkanäle unterteilt ist und an welchen ein zum Ausgangsspalt 4 konvergierender Düsenkanal 35 anschließt. Der Düsenkanal 35 ist durch zwei zueinander symmetrische Lippen 36 begrenzt, welche je einen an den Zuführkanal 33 anschließenden konkaven Abschnitt 11 und einen an diesen stromabwärts anschließenden, zur Strömung konvexen Abschnitt 37 aufweisen. Bei dieser Ausführung sind die beiden konkaven Abschnitte 11 je durch die ebenen Teilflächen 7a, 7b und 7c und Stirnfläche 15 gebildet.

Entsprechend der Darstellung in den F i g. 6 und 7 können die Stirnflächen 15 und 30 der Stufen 14 bzw. 28 jeweils auch über eine hohlkehlenartige Eckpartie 40 in die an sie bezüglich der Krümmung peripher anschließende Teilfläche der Innenfläche übergehen. Anstelle derartiger Abrundungen können an den entsprechenden Ecken auch etwa kehlnahtartige Füllungen vorgesehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Stoffauflauf für eine Papiermaschine, mit einem gegen eine bandförmige Bewegliche Entwässerungsfläche orientierten, zu einem Ausgangsspalt konvergierenden Düsenkanal für die Stoffflüssigkeit, welcher durch zwei Linien begrenzt ist, von denen eine an ihrer Innenseite mindestens eine quer zur Hauptströmungsrichtung der Stoffflüssigkeit verlaufende Stufe aufweist, welche durch eine in einer der Hauptströmungsrichtung entsprechenden Längsrichtung verlaufende, im wesentlichen ebene Teilfläche der Innenfläche und eine quer zur Hauptströmungsrichtung gestellte Stri.ifläche gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (14, 28) in einem zur Stoffflüssigkeit konkaven Abschnitt (H) der Innenfläche angeordnet ist, welcher durch in der Hauptströmungsrichtung (Pfeil 12) gekrümmt verlaufende, gedachte BezugsJinien (13) bestimmt ist, in deren Bereich eine Ecke der Stufe (14,28) liegt.

2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (14, 28) zwischen einer in einem spitzen Winkel (Θ) zur Entwässerungsfläche geneigt verlaufenden Führungsfläche einer dem Düsenkanal stromaufwärts vorgeschalteten Führungseinrichtung (3, 18, 20) für die Stoffflüssigkeit und einer zumindest annähernd parallel zur Entwässerungsfläche (17) gegen den Ausgangsspalt (4) hin w verlaufenden Partie (7c/, 27d) der Innenfläche des Düsenkanals angeordnet ist.

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die an die Stufe (14, 28) stromaufwärts und stromabwärts anschließenden r> Partien (7a, 27a, 7b, 2Td) der Innenfläche je durch eine ebene Teilflache gebildet sind.

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine, mit einem gegen eine bandförmige bewegliche Entwässerungsfläche orientierten, zu einem Ausgangsspalt konvergierenden Düsenkanal für die Stoffflüssigkeit, welcher durch zwei Lippen begrenzt ist, von denen eine an ihrer Innenseite mindestens eine quer zur Hauptströmungsrichtung der Stoffflüssigkeit verlaufende Stufe aufweist, welche durch eine in einer der Hauptströmungsrichtung entsprechenden Längsrichtung verlaufende, im wesentlichen ebene Teilfläche der Innenfläche und eine quer zur Hauptströmungsrichtung gestellte Stirnfläche gebildet ist.

Bei einem bekannten Stoffauflauf der genannten Art sind die Stufen an der Unterseite einer zur Stoffflüssigkeit konvex gekrümten, von oben nach unten verlaufenden oberen Lippe ausgebildet, welche über das Ende der unteren Lippe hinausragt und eine an diese stromabwärts anschließende flexible, folienartige Lippenpartie überdeckt, die mit ihrem freien Ende auf einer beweglichen Bahn einer Blattbildungsvorrichtung aufliegt (Europäische Patentanmeldung 00 15 670). Bei dem bekannten Stoffauflauf soll durch Wirbelbildung im Bereich der Stufen die Stoffflüssigkeit der konvexen Unterseite der oberen Lippe entlang geführt, d. h. ein Ablösen der Strömung von der Unterseite verhindert werden. Im Bereich der stromabwärtigen Endpartie der oberen Lippe wird die aus dem Ausgangsspalt

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65 austretende Strömung durch die flexible untere Lippenartie nachgiebig geführt, so daß eine Beeinflussung der Strömung in diesem Bereich nicht möglich ist.

Aus den US-Patentschriften 38 53 694 und 41 25 429 sind auch Stoffaufläufe mit Zuführkanalen für die Stoffflüssigkeit bekannt, welche je durch zueinander parallele Wandpartien begrenzt sind, von denen mindestens eine mit einem quer zur Strömungsrichtung verlaufenden schwellenartigen Einbauteil versehen ist, welcher den durchströmbaren Querschnitt verengt. Bei diesen bekannten Anordnungen kann durch die jeweils im Bereich des Einbauteils erzwungene Änderung der Stromungsrichtung die Stabilität der Strömung auf unerwünschte Weise beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Strömungsführung im Bereich einer zur Stoffflüssigkeil konkav verlaufenden Wandpartie des Düsenkanals zu verbessern und einen einfach herzustellenden Stoffauflauf der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Entstehung von im Bereich konkaver Wandpartien auftretenden, in Strömungsrichtung sich ausbildenden Wirbelfäden verhindert und damit die gleichmäßige Verteilung der dem Austrittsspalt zuströmenden Stoffflüssigkeit und eine entsprechend gleichbleibende Qualität des zu erzeugenden Papiers gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stufe in einem zur Stoffflüssigkeit konkaven Abschnitt der Innenfläche angeordnet ist, welcher durch in der Hauptströmungsrichtung gekrümmt verlaufende, gedachte Bezugslinien bestimmt ist, in deren Bereich eine Ecke der Stufe liegt.

Durch die im Bereich der erfindungsgemäß angeordneten Stufe erzeugten Mikroturbulenzen werden die im Bereich der Randströmung befindlichen Stoffasern verwirbelt, und es wird im Bereich des konkaven Abschnitts der Innenfläche ein teilweises Ablösen der Randströmung erzielt. Entsprechend werden die durch die in der Stoffflüssigkeit wirkende Fliehkraft verursachten Sekundärströmungen gestört, wodurch eine Verdrängung der Grenzschicht der Randströmung und damit die Bildung der erwähnten Wirbelfäden verhindert wird, welche sich in der zu erzeugenden Papierbahn z. B. als störende Streifen bemerkbar machen können.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Stufe zwischen einer in einem spitzen Winkel zur Entwässerungsfläche geneigt verlaufenden Führungsfläche einer dem Düsenkanal stromaufwärts vorgeschalteten Führungseinrichtung für die Stoffflüssigkeit und einer zumindest annähernd parallel zur Entwässerungsfläche gegen den Ausgangsspalt hin verlaufenden Partie der Innenfläche des Düsenkanals angeordnet sein. Diese Ausführung eignet sich insbesondere für möglichst nahe an den Bahnbildungsbereich heranzuführende Sekundärstoffaufläufe, durch welche jeweils die zu bildende Schicht auf eine oder mehrere bestehende Schichten aufgebracht werden soll.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können auch die an die Stufe stromaufwärts und stromabwärts anschließenden Partien der Innenfläche je durch eine ebene Teilfläche gebildet sein. Auf diese Weise kann der ganze konkave Abschnitt der Innenfläche durch die Stufe - oder auch eine Serie aufeinanderfolgender Stufen — ersetzt werden, so daß die ganze Innenfläche aus ebenen Flächenpartien zusammengesetzt ist. Entsprechend kann von der relativ aufwendigen Bearbeitung einer gekrümmten Innenfläche abgesehen werden, was die Herstellung der Lippe wesentlich vereinfacht.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung