DE3723922C2 - Turbulenzerzeuger für den Stoffauflauf einer Papiermaschine - Google Patents
Turbulenzerzeuger für den Stoffauflauf einer PapiermaschineInfo
- Publication number
- DE3723922C2 DE3723922C2 DE19873723922 DE3723922A DE3723922C2 DE 3723922 C2 DE3723922 C2 DE 3723922C2 DE 19873723922 DE19873723922 DE 19873723922 DE 3723922 A DE3723922 A DE 3723922A DE 3723922 C2 DE3723922 C2 DE 3723922C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- turbulence
- generating elements
- zone
- turbulence generating
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
- D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
- D21F1/028—Details of the nozzle section
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
- D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
- D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
- D21F1/026—Details of the turbulence section
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Turbulenzerzeuger
für den Stoffauflauf einer Papiermaschine,
bei dem an einer von der Fasersuspension in
einer ersten Zone durchströmbaren Lochplatte in einem
Zuführkanal, in ihrer Längsrichtung gesehen etwa stab
förmige Turbulenzerzeugungselemente jeweils in einem
der Eckpunkte eines Dreiecks oder Vierecks befestigt
sind, sich in Strömungsrichtung erstrecken und in wenig
stens einer Querschnittsebene einen zylindrischen Umriß
aufweisen, wobei an der Außenseite der Turbulenzerzeugungs
elemente die Fasersuspension entlangführbar ist und
sich der Durchflußquerschnitt zwischen den Turbulenz
erzeugungselementen in einer zweiten Zone gegenüber dem
Durchflußquerschnitt der zwischen den Turbulenzerzeugungs
elementen endenden Löcher der Lochplatte erweitert.
Bei einem bekannten Turbulenzerzeuger dieser Art (US-PS
37 69 153) sind die Turbulenzerzeugungselemente über
ihre gesamte Länge als massive zylindrische Stäbe,
gegebenenfalls mit einer Verdickung am freien Ende, aus
elastischem Material ausgebildet, so daß sie in der
Strömung zu Schwingungen angeregt werden. Zwischen den
einander unmittelbar benachbarten Löchern der Lochplatte
sind jeweils mehrere Turbulenzerzeugungselemente ange
ordnet. Bei dieser Form und Anordnung der Turbulenzer
zeugungselemente ist jedoch keine hinreichend gleichmäßige
Verteilung der Fasersuspension im Mündungskanal des
Stoffauflaufes zu gewährleisten. Sodann besteht die
Gefahr, daß die Turbulenzerzeugungselemente nach längerem
Dauerschwingungsbetrieb zerbrechen.
Zudem ist aus der DE-OS 17 61 229 ein Turbulenzerzeuger
bekannt, bei dem die Turbulenzerzeugungselemente über
ihre gesamte Länge als massive zylindrische Stäbe aus
biegsamem Material ausgebildet sind, so daß sie in der
Strömung "schwimmen" und zunächst zu Schwingungen an
geregt werden. Zwischen den einander zunächst liegenden
Löchern der Lochplatte ist jeweils ein Turbulenzer
zeugungselement so angeordnet, daß dieses Turbulenzer
zeugungselement und die diesem benachbarten Löcher auf einer
geraden Linie liegen. Die Turbulenzerzeugungselemente haben
daher einen verhältnismäßig großen Abstand voneinander, so daß
in vielen Fällen der Strömungswiderstand quer (in vertikaler
und horizontaler Richtung) in bezug auf die Turbulenz
erzeugungselemente zu gering ist, um eine ausreichende
Verwirbelung der Fasersuspension zur Faserentflockung
sicherzustellen. (Zur Erläuterung der Lage der Löcher 45, 46
und Stäbe 63-65 relativ zueinander sei darauf hingewiesen, daß
in Fig. 2 die Stäbe 50-52 außerhalb der Schnittebene liegen.)
Bei dieser Form und Anordnung der Turbulenzerzeugungselemente
und Löcher in der Lochplatte ist mithin keine hinreichend
gleichmäßige Verteilung der Fasersuspension im Mündungskanal
des Stoffauflaufes gewährleistet. Sodann besteht die Gefahr,
daß die Turbulenzerzeugungselemente nach längerem Dauer
schwingungsbetrieb zerbrechen.
Weiter sind aus der US-PS 37 69 155, US-PS 37 25 197 und US-PS
46 04 164 sich im Querschnitt ändernde Strömungskanäle
bekannt, die allenfalls in horizontaler Querrichtung
miteinander in Verbindung stehen, jedoch nicht in vertikaler
Querrichtung. So zeigen die beiden zuletzt genannten US-PS
lediglich sich über die gesamte Zuführkanalbreite erstreckende
Platten und keine stabförmigen Turbulenzerzeugungselemente,
die allseits umströmt werden. Entsprechend liegen auch die
Löcher der Lochplatte nur in voneinander durch die horizon
talen Platten getrennten Ebenen. Zuletzt zeigen die US-PS
45 39 075 und die DE-AS 26 10 691 lediglich innen durch
strömte rohrförmige Turbulenzerzeugungselemente, so daß
auch hier keine allseitigen Querverbindungen zu den einzelnen
Längsströmungskanälen bestehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Turbulenz
erzeuger der gattungsgemäßen Art anzugeben, der eine gleich
mäßigere Verteilung der Fasersuspension im Mündungskanal des
Stoffauflaufes sicherstellt und die längere Lebensdauer auf
weist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der
Umriß der Turbulenzerzeugungselemente über die Länge außer
halb der Lochplatte in mehreren aufeinanderfolgenden Zonen
abgestuft ist, daß die Turbulenzerzeugungselemente weitge
hend starr sind, daß die Dreiecke gleichseitig und die
Vierecke Quadrate sind und daß die Längsmittelachse jeweils
eines der Löcher durch den Schwerpunkt eines der Dreiecke
oder Quadrate verläuft.
Bei dieser Ausbildung führen die Turbulenzerzeugungselemente
als Ganzes keine Schwingungen aus, so daß sie praktisch nicht
auf Biegung beansprucht werden. Sie haben daher eine verhält
nismäßig lange Lebensdauer. Dennoch ist bereits durch die
Wirbelbildungen an den Abstufungen eine weitgehend gleich
mäßige Verteilung der Faserteilchen der Fasersuspension ohne
Flockenbildung sichergestellt. Die Turbulenzerzeugungselemente
können, in Längsrichtung gesehen, einander und den Löchern in
der Lochplatte sehr viel enger als bisher benachbart sein,
weil zwei benachbarte Turbulenzerzeugungselemente, sei es bei
rundem oder eckigem Querschnitt, zumindest bis in unmittelbare
Nähe zweier gemeinsamer, zueinander paralleler Tangenten
zweier benachbarter Löcher oder sogar bis in den Zwischenraum
zwischen diesen Löchern nebeneinander angeordnet werden können
(vgl. insbesondere Fig. 4, 6, 15-17, 19, 22, 24, 26 und 28 der
vorliegenden Anmeldung), so daß ein verhältnismäßig hoher
Strömungswiderstand in Querrichtung (sowohl senkrecht als auch
horizontal) zu den Turbulenzerzeugungselementen ergibt. Dies
hat eine erhöhte Reibung der Fasersuspension an den Turbulenz
erzeugungselementen, sowohl in Längs- als auch in Quer
richtung, zur Folge, die wiederum zusätzlich kleinere Wirbel
entstehen läßt, die zur besseren Verwirbelung der Fasersus
pension beitragen.
Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die Turbulenzerzeu
gungselemente in der zweiten Zone einen kreisförmigen
Umriß mit in Strömungsrichtung konstantem oder linear
zunehmendem und/oder abgestuftem Durchmesser aufwei
sen. Auf diese Weise werden durch entsprechende Ver
größerung des Durchflußquerschnitts in der zweiten
Zone nach der Gleichrichtung, Dämpfung von Druckschwan
kungen und Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit
innerhalb der durch die Lochplatte gebildeten ersten
Zone starke Stoßverluste bewirkt, die durch Wirbelbil
dung Scherkräfte in der Fasersuspension erzeugen und
aus diesem Grund zu einer guten Faserverteilung führen.
Sodann kann der Umfang der Turbulenzerzeugungselemente
in der sich an die zweite anschließenden dritten Zone
größer als in der zweiten Zone sein. Auf diese Weise
entstehen zwischen den Turbulenzerzeugungselementen
in der dritten Zone besonders enge Durchflußkanäle,
die untereinander verbunden sind sowie eine hohe Strö
mungsgeschwindigkeit und starke Wandreibung bewirken,
die zu einer hohen Mikroturbulenz in der Fasersuspen
sion führt.
Eine besonders hohe Mikroturbulenz ergibt sich, wenn
der Umriß der Turbulenzerzeugungselemente in der drit
ten Zone mehrkantig ist.
Bevor die Fasersuspension über den Auslaufspalt des
Zuführkanals austritt, ist es zweckmäßig dafür zu
sorgen, daß die Fasersuspension, nachdem sie die drit
te Zone passiert hat, ohne Entmischung oder Störströ
mung über die gesamte Kanalbreite gleichförmig ver
teilt wird. Aus diesem Grund ist es günstig, wenn
die Turbulenzerzeugungselemente am Ende der dritten
Zone nicht plötzlich enden, da sich sonst durch die
schlagartige Erweiterung des Durchflußquerschnitts
störende Wirbel bilden, die sich über den Auslaufspalt
hinaus auf das Sieb fortsetzen und dort zu einer Stö
rung der Blattbildung führen. Weiter wären starke
Wandreibungseinflüsse zu befürchten, da bedingt durch
die Wandreibung an den Seitenflächen des Mündungska
nals gegenüber der Kanalmitte unkontrollierbare Quer
strömungen auftreten könnten. Aus diesem Grund ist
dafür gesorgt, daß der Umfang der Turbulenzerzeugungs
elemente in einer sich an die dritte anschließenden
vierten Zone bis zum Ende der Turbulenzerzeugungsele
mente hin abnimmt. Insbesondere kann der Umfang der
Turbulenzerzeugungselemente in der vierten Zone linear
und/oder stufenartig abnehmen. Durch diese gezielte,
stetige und/oder stufenförmige Umfangsverminderung
der Turbulenzerzeugungselemente wird die Fasersuspen
sion als gleichgerichtete Strömung mit guter Faserver
teilung, ohne Wirbel, Entmischung oder Wandreibungsein
flüsse, bis zum Auslaufspalt geführt. Form und Länge
der vierten Zone der Turbulenzerzeugungselemente kön
nen von der Konsistenz, Faserart und Entmischungsten
denz der Stoffsuspension abhängig sein. So kann bei
einer hohen Konsistenz zur Vermeidung von Ausflockun
gen nur eine geringfügige Erweiterung des Durchfluß
querschnitts, bei anderen Stoffsuspensionen dagegen
eine stärkere, eventuell stufige Erweiterung des Durch
flußquerschnitts im Mündungskanal der vierten Zone
erforderlich sein.
Ferner ist es günstig, wenn in einer Querschnittsebene
der Strömung liegende Verbindungslinien der Längsmit
telachsen aller jeweils einem Loch der Lochplatte
in Längsrichtung gesehen unmittelbar benachbarten
Turbulenzerzeugungselemente die Seiten eines Dreiecks
bilden, durch dessen Schwerpunkt die Längsmittelachse
dieses Loches verläuft. Auf diese Weise liegen die
Turbulenzerzeugungselemente in den Eckpunkten gleicher
Rasterdreiecke, in deren Schwerpunkt die Anlauflöcher
in der Lochplatte liegen. Aufgrund dieser Anordnung
ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der Turbulenz
erzeugungselemente und Auslauflöcher über die Loch
platte und damit über den gesamten Zuführkanalquer
schnitt des Stoffauflaufs.
Eine andere Anordnung, die ebenfalls zu einer gleich
mäßigen Verteilung der Anlauflöcher und Turbulenzerzeu
gungselemente über den Querschnitt des Zuführkanals
führt, kann darin bestehen, daß die in einer Quer
schnittsebene der Strömung liegenden kürzesten Verbin
dungslinien der Längsmittelachsen aller jeweils einem
Turbulenzerzeugungselement in Längsrichtung gesehen
unmittelbar benachbarten Löcher der Lochplatte die
Seiten eines Dreiecks oder Vierecks bilden.
Das Dreieck ist als gleichseitiges Dreieck,
das Viereck als Quadrat ausgebildet.
Sodann können einander zugekehrte, zwischen den Kanten
jeweils zweier benachbarter Turbulenzerzeugungselemen
te in der dritten Zone liegende Seitenflächen parallel
sein. Dies ergibt besonders engspaltige, untereinander
verbundene Strömungskanäle mit entsprechend starker
Mikroturbulenz, die zu einer kurzen Bauform beiträgt,
insbesondere bei sechskantiger Ausführung des Umrisses
der Turbulenzerzeugungselemente in der dritten Zone,
bei der die Strömungskanäle im Verlauf der Wände einer
Wabe entsprechen, wobei die in den engen Sechskant
spalten bewirkte doppelte Wandreibung und hohe Strö
mungsgeschwindigkeit zu einer besonders hohen Mikrotur
bulenz führen, die in die Stoffsuspension eingebracht
wird.
Eine besonders günstige Ausführungsform besteht darin,
daß die Turbulenzerzeugungselemente rohrförmig mit
in ihrer Längsrichtung abgestuftem Innendurchmesser
ausgebildet und jeweils in einem Loch einer der Anzahl
der Turbulenzerzeugungselemente entsprechenden Anzahl
weiterer Löcher der Lochplatte befestigt sind. Diese
Ausbildung hat den Vorteil, daß der Turbulenzerzeuger
einen, bezogen auf den Gesamtquerschnitt des Zuström
kanals, größeren Durchflußquerschnitt mit entsprechend
höherem Durchsatz an Fasersuspension aufweist. Hierbei
wird der Gesamtstrom in einen inneren, durch die rohr
förmigen Turbulenzerzeugungselemente strömenden Teil
strom und einen die Turbulenzerzeugungselemente außen
umströmenden äußeren Teilstrom aufgeteilt, wobei auf
jeden Teilstrom gesondert eingewirkt werden kann.
So kann nicht nur der Außenstrom durch entsprechende
Formgebung der Außenkonturen der Turbulenzerzeugungs
elemente verwirbelt und in Turbulenz versetzt, sondern
auch der Innenstrom durch gezielte Querschnittsver
änderungen im Inneren der Turbulenzerzeugungselemente
beeinflußt werden. Da die Durchflußmenge und Strömungs
geschwindigkeit in den Teilströmen eine Funktion der
Strömungswiderstände in den einzelnen Strömungswegen
ist, wird bei höherem Strömungswiderstand im äußeren
Strömungsweg ein Großteil der Fasersuspension auf
den inneren Strömungsweg ausweichen, oder umgekehrt.
Je nach der Differenz der Strömungsgeschwindigkeiten
der Teilströme wird bei der Wiedervereinigung der
Teilströme nach dem Durchströmen des Turbulenzerzeugers
eine weitere Verwirbelung der Fasersuspension bewirkt.
Hierbei kann sich der Innendurchmesser der Turbulenz
erzeugungselemente von der ersten zur zweiten Zone
vergrößern. Dadurch werden Stoßverluste im inneren
Strom verursacht, die infolge hoher Scherkräfte dafür
sorgen, daß Faserflocken im Innenstrom aufgelöst wer
den.
Ferner kann sich der Innendurchmesser der Turbulenz
erzeugungselemente von der zweiten zur dritten Zone
verringern und von der dritten zur vierten Zone ver
größern. Die Verringerung des Durchflußquerschnitts
im Innenkanal erhöht die Wandreibungsverluste und
steigert damit die Bildung von Mikroturbulenzen im
Innenstrom. Durch die anschließende Vergrößerung des
Durchflußquerschnitts des Innenkanals von der dritten
zur vierten Zone werden weitere Stoßverluste erzeugt,
die infolge hoher Scherkräfte dafür sorgen, daß rest
liche Faserflocken im Innenstrom aufgelöst werden.
Sodann ist es möglich, daß der Innendurchmesser der
Turbulenzerzeugungselemente von Zone zu Zone in Strö
mungsrichtung zunimmt, um besonders hohe Stoßverluste
und eine gute Fasermischung zu bewirken.
Vorzugsweise sind die Abstufungen der rohrförmigen
Turbulenzerzeugungselemente durch ineinander gesteckte
Rohrabschnitte gebildet. Dies vereinfacht die Herstel
lung der Abstufungen.
Ferner können die rohrförmigen Turbulenzerzeugungs
elemente in ihren freien Endabschnitten in Längsrichtung
geschlitzt sein, insbesondere ein- oder mehrfach.
Hierbei findet bereits innerhalb der Turbulenzerzeu
gungselemente ein Druck- und Strömungsausgleich zwi
schen der inneren und äußeren Strömung statt.
Besonders wirksam ist eine Ausführung, die aus über-
oder hintereinander angeordneten Turbulenzerzeugern
der vorstehend geschilderten Art besteht.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste
hend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbei
spiele näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Stoffauf
laufs, teilweise im Schnitt,
Fig. 2 einen Turbulenzerzeuger nach Fig. 1 im Schnitt
II-II der Fig. 4 in vergrößertem Maßstab,
Fig. 3 die Ansicht A der Fig. 1 und 2,
Fig. 4 den Schnitt IV-IV der Fig. 2,
Fig. 5 den Schnitt V-V der Fig. 6,
Fig. 6 die Ansicht B der Fig. 1 und 5,
Fig. 7 einen Horizontalschnitt durch einen Teil des
Stoffauflaufs nach Fig. 1 mit etwas abgewandel
tem Querstromerzeuger,
Fig. 8 bis 11 abgewandelte Turbulenzerzeugungselemente
in Seiten- und Vorderansicht,
Fig. 12 bis 14 weitere abgewandelte Turbulenzerzeu
gungselemente in Seitenansicht,
Fig. 15 bis 17 Querschnitte weiterer abgewandelter
Turbulenzerzeuger,
Fig. 18 einen weiteren abgewandelten Turbulenzerzeu
ger im Längsschnitt XVIII-XVIII der Fig. 19,
Fig. 19 die Ansicht C des Turbulenzerzeugers nach
Fig. 18,
Fig. 20 einen weiteren abgewandelten Turbulenzerzeuger
im Längsschnitt XX-XX nach Fig. 21,
Fig. 21 die Ansicht D der Fig. 20,
Fig. 22 den Schnitt XXII-XXII der Fig. 20,
Fig. 23 einen weiteren abgewandelten Turbulenzerzeuger
im Längsschnitt XXIII-XXIII nach Fig. 24,
Fig. 24 in der oberen Hälfte die Ansicht E der Fig.
23 und in der unteren Hälfte den Teilschnitt
XXIV-XXIV der Fig. 23,
Fig. 25 einen weiteren abgewandelten Turbulenzerzeuger
im Längsschnitt XXV-XXV nach Fig. 26,
Fig. 26 die Ansicht F der Fig. 25,
Fig. 27 eine schematische Darstellung eines weiteren
abgewandelten Stoffauflaufs im Längsschnitt,
Fig. 28 den Schnitt XXVIII-XXVIII der Fig. 27,
Fig. 29 den Schnitt XXIX-XXIX der Fig. 27,
Fig. 30 eine Abwandlung des Turbulenzerzeugers nach
Fig. 27,
Fig. 31 die Ansicht G der Fig. 30,
Fig. 32 einen weiteren abgewandelten Turbulenzerzeuger
des Stoffauflaufs nach Fig. 27,
Fig. 33 die Ansicht H der Fig. 32,
Fig. 34 einen weiteren abgewandelten Turbulenzerzeuger
für den Stoffauflauf nach Fig. 27 im Längs
schnitt,
Fig. 35 einen weiteren abgewandelten Turbulenzerzeu
ger,
Fig. 36 den Schnitt XXXVI-XXXVI der Fig. 35 und
Fig. 37 die Ansicht J der Fig. 35.
Der Stoffauflauf einer Papiermaschine nach Fig. 1
hat ein Gestell 1 mit zwei in einem Zuführkanal für
die Fasersuspension hintereinander angeordneten Tur
bulenzerzeugern 2 und 2a, über die die Fasersuspension
aus einem Querstromverteiler 3 auf ein Sieb 4 gelei
tet wird, das über eine Walze 5, die sogenannte "Brust
walze", umläuft. Die Spalthöhe der Mündung des Zuführ
kanals wird durch eine mittels einer Stelleinrichtung
6 verstellbare Blendenklinge 7 bestimmt. Sodann ist
die Neigung einer die Oberseite des Mündungsabschnitts
des Zuführkanals begrenzenden Wand 8 mittels einer
weiteren Stelleinrichtung 9 durch Verschwenken um
ein Gelenk 10 einstellbar. Außerdem ist die Wand 8
mittels einer weiteren Stelleinrichtung 11 etwa hori
zontal verstellbar.
Der Querstromverteiler 3 ist nach Lösen von ihn hal
tenden Muttern um ein Gelenk 13 schwenkbar.
Die Fig. 2 bis 4 lassen den Aufbau des Turbulenzerzeu
gers 2 deutlicher erkennen: Eingangsseitig ist eine
Lochplatte 14 quer zur Strömung der Fasersuspension
in einer ersten Zone I angeordnet. Die Lochplatte
14 enthält Anlaufkanäle bildende durchgehende Löcher
15 in Form von Bohrungen mit kreisförmigem Querschnitt
und zwischen diesen Löchern 15 weitere Bohrungen 16,
in denen Turbulenzerzeugungselemente 17 befestigt
sind, die sich senkrecht zur Lochplatte 14 auf ihrer
stromunterhalb liegenden Seite in Strömungsrichtung
über mehrere Zonen II, III und IV fortsetzen. Wie
die in Fig. 4 dargestellte Schnittansicht IV-IV nach
Fig. 2 zeigt, haben die Turbulenzerzeugungselemente
17 in der zweiten Zone II einen kreisförmigen Quer
schnitt, dagegen in der folgenden Zone III einen mehr
kantigen Umriß, wie die Ansicht A in Fig. 3 zeigt.
Dabei ist der Umfang der Turbulenzerzeugungselemente
17 in der dritten Zone III größer als in der zweiten
Zone II. In der vierten Zone IV ist der Umriß der
Turbulenzerzeugungselemente 17 ebenfalls kreisförmig,
doch nimmt er über mehrere Abschnitte in der Strömungs
richtung stufenweise ab, wobei er im letzten Abschnitt
außerdem konisch abnimmt.
Wie Fig. 4 zeigt, bilden in einer Querschnittsebene
der Strömung liegende Verbindungslinien der Längsmit
telachsen 18 aller jeweils einem Loch 15 der Lochplat
te 14 in Längsrichtung gesehen unmittelbar benachbar
ten Turbulenzerzeugungselemente 17 die Seiten eines
gleichseitigen Dreiecks, durch dessen Schwerpunkt
die Längsmittelachse 19 dieses Loches 15 verläuft.
Während des Betriebs strömt die Fasersuspension zu
nächst durch die Löcher 15 der Lochplatte 14, wobei
die Länge der die Löcher 15 bildenden Bohrungen vor
zugsweise das Vier- bis Zehnfache ihres Durchmessers
und der Gesamtdurchflußquerschnitt der Löcher 15 zwi
schen 15 und 85% der Querschnittsfläche des Zuführ
kanals beträgt.
Durch den Strömungswiderstand der Löcher 15 und ihrer
Anordnung wird eine gute Dämpfung von Druckschwankun
gen, eine weitgehend gleichmäßige Verteilung der Faser
suspension über den Querschnitt des Zuführkanals sowie
eine gleichgerichtete Strömung in den Löchern 15 be
wirkt.
Nach dem Durchströmen der Lochplatte 14 tritt die
Fasersuspension in die durch die Turbulenzerzeugungs
elemente begrenzten Strömungskanäle der Zone II ein.
Die Turbulenzerzeugungselemente 17 sind starr und
so geformt, bemessen und angeordnet, daß sie einen
vorbestimmten Teil der gesamten Querschnittsfläche
des Zuführkanals abdecken.
Vorzugsweise ist der Querschnitt der Turbulenzerzeugungs
elemente 17 in der Zone II so gewählt, daß der
verbleibende Durchflußquerschnitt zwischen den Turbulenz
erzeugungselementen die Gesamtquerschnittsfläche aller
Löcher bis zum Vierfachen überschreitet. Hierbei wird der
durch die Löcher 15 in die Zone II eintretenden Strömung
schlagartig ein größerer Durchflußquerschnitt zur Verfügung
gestellt. Diese gezielte,
schlagartige Durchflußquerschnittserweiterung bewirkt
einen Stoßverlust, der infolge Wirbelbildung zu star
ken Scherkräften und damit zu einer guten Fasermischung
in der Suspension führt.
Darüber hinaus stehen die Strömungskanäle zwischen
den Turbulenzerzeugungselementen 17 in der Zone II
allseitig miteinander in Verbindung, so daß beim Durch
strömen der Zone II in allen Querschnittsebenen ein
Druck- und Strömungsaustausch stattfinden kann.
In der anschließenden Zone III wird infolge hoher
Wandreibung in den engen, mehrkantförmigen Strömungs
kanälen zwischen den Turbulenzerzeugungselementen
17 zusätzlich eine hohe Mikroturbulenz bewirkt. Diese
im wesentlichen durch die doppelte Wandreibung und
hohe Strömungsgeschwindigkeit in dem engen Spalt zwi
schen den Mehrkantabschnitten der Turbulenzerzeugungs
elemente 17 bewirkte Mikroturbulenz beträgt ein Viel
faches dessen, was zum Beispiel im Inneren von her
kömmlichen Rohrbündeln erreichbar ist. Der Grund ist
der kleine äquivalente hydraulische Durchmesser eines
Mehrkantkanals mit geringer Spaltweite im Vergleich
zum hydraulischen Durchmesser einer Rohrform. Die
Wahl dieser engspaltigen, mehrkantigen, an ihren Ecken
untereinander verbundenen Strömungskanäle ergibt fer
ner eine besonders kurze Bauform.
Der stufenweise abnehmende Durchmesser in der Zone
IV nach Fig. 2 hat den Vorteil, daß die in den Zonen
I, II und III gleichmäßig durchmischte Fasersuspension
ohne Entmischung oder Störströmung über die gesamte
Zuführkanalbreite gleichförmig verteilt dem Mündungs
spalt zugeführt wird. Aus diesem Grund enden die Tur
bulenzerzeugungselemente in der Zone III nicht plötz
lich, da sich sonst durch die schlagartige Erweiterung
des Durchflußquerschnitts störende Wirbel bilden,
die sich über den Mündungsspalt hinaus auf das Sieb
4 fortsetzen und dort zu einer Störung der Blattbil
dung führen. Weiter wären starke Wandreibungseinflüsse
zu befürchten, da bedingt durch die Wandreibung an
den Seitenflächen des stromoberhalb liegenden Zuführ
kanalabschnitts gegenüber der Zuführkanalmitte unkon
trollierbare Querströmungen auftreten können. Aus
diesem Grund sind die Turbulenzerzeugungselemente
17 in der Zone IV so gestaltet, daß sie die Faser
suspension durch eine gezielte stufenförmige und ste
tige Querschnittsverminderung in Strömungsrichtung
als gerichtete Strömung mit gleichmäßiger Faservertei
lung, ohne Wirbelbildung, Entmischung oder Wandrei
bungseinflüsse bis zum Mündungsspalt führen. Form
und Länge der Turbulenzerzeugungselemente 17 in der
Zone IV hängen von der Konsistenz, Faserart und Entmi
schungstendenz der Stoffsuspension ab. So würde bei
einer hohen Konsistenz zur Vermeidung von Ausflockungen
nur eine geringfügige Durchflußquerschnittserweite
rung, dagegen bei anderen Stoffsuspensionen eine star
ke, eventuell stufige Durchflußquerschnittserweiterung
in der Zone IV stromoberhalb der Zuführkanalmündung
gewählt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen den dem Turbulenzerzeuger 2
vorgeschalteten Turbulenzerzeuger 2a in größerem Maß
stab. Dieser unterscheidet sich von dem Turbulenzerzeu
ger 2 im wesentlichen nur dadurch, daß der Querschnitt
der Turbulenzerzeugungselemente in allen Querschnitts
ebenen kreisförmig ist und in den Zonen II, III und
IV von Zone zu Zone stufenweise abnimmt, jedoch inner
halb der Zonen konstant ist. Dieser Turbulenzerzeuger
2a bewirkt eine zusätzliche Grobvermischung durch
die Einführung von Stoßverlusten bei jeder Durchfluß
querschnittserweiterung, bevor die Fasersuspension
dem Turbulenzerzeuger 2 zugeführt wird. Auch bei diesem
Turbulenzerzeuger 2a sind die Löcher 15 und Turbulenz
erzeugungselemente 17a in der gleichen Weise wie bei
dem Turbulenzerzeuger 2 verteilt, d.h. die Turbulenz
erzeugungselemente 17a liegen an den Eckpunkten gleich
seitiger Raster-Dreiecke und die Löcher 15 in der
Mitte dieser Dreiecke.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform eines Querstromver
teilers 3a etwa im Horizontalschnitt mit einer weite
ren Abwandlung eines Turbulenzerzeuges 2b, dessen
Turbulenzerzeugungselemente 17b sich von denen nach
Fig. 2 im wesentlichen nur darin unterscheiden, daß
in der Zone IV nur eine Abstufung von einem größeren
zu einem kleineren Durchmesser vorgesehen ist. Der
Querstromverteiler 3a bewirkt - wie auch der Querstrom
verteiler 3 - eine gleichmäßige Druckverteilung über
die gesamte Lochplatte 14, wie es durch die Strömungs
pfeile angedeutet ist, wobei die Fasersuspension über
einen Einlaßstutzen 20 zugeführt und an dem dem Einlaß
stutzen 20 gegenüberliegenden Ende über einen Rücklauf
kanal 21, in dem ein nichtdargestellter Schieber vor
gesehen ist, der den Ausströmquerschnitt bestimmt,
teilweise zurückgeleitet wird, während der Hauptteil
der Fasersuspension in den Turbulenzerzeuger 2b strömt.
Der Rücklaufkanal 21 verhindert einen Stau der Faser
suspension an dem dem Einlaßstutzen 20 gegenüberliegen
den Ende des Querstromverteilers 3a.
Die Fig. 8 bis 14 zeigen weitere Abwandlungen der
Turbulenzerzeugungselemente, die in den Turbulenzerzeu
gern 2, 2a und/oder 2b verwendet werden können, wobei
die Turbulenzerzeugungselemente nicht nur in zwei
übereinanderliegenden Querreihen, sondern auch in
drei, vier und mehr Querreihen übereinander angeordnet
sein können.
Während die Lochplatten 14 der Turbulenzerzeuger nach
den Fig. 8 bis 14 alle gleich ausgebildet sind, ist
das Turbulenzerzeugungselement 17c nach Fig. 8 in
der zweiten Zone II kreiszylindrisch, in der dritten
Zone III als Mehrkant in Form eines regelmäßigen Sechs
ecks mit einer größeren Querschnittsfläche als in
der Zone II und in der vierten Zone IV abgestuft ausge
bildet, so daß der Querschnitt oder Umriß in der vier
ten Zone IV innerhalb jeder Stufe schwertförmig in
Strömungsrichtung abnimmt.
Nach Fig. 9 ist das Turbulenzerzeugungselement 17d
auch in der zweiten Zone II einmal abgestuft, und
zwar von einem größeren kreiszylindrischen auf einen
kleineren kreiszylindrischen Querschnitt, in der drit
ten Zone III wieder mehrkantförmig, jedoch mit einem
größeren Querschnitt als in der zweiten Zone II, und
in der vierten Zone IV ungestuft schwertförmig, d.h.
sich in Strömungsrichtung verjüngend, ausgebildet.
Das Turbulenzerzeugungselement 17e nach Fig. 10 ist
in der zweiten Zone II kegelstumpfförmig mit sich
in Strömungsrichtung stetig bis zur dritten Zone III
vergrößerndem Querschnitt, in der dritten Zone III
wieder sechskantförmig und in der vierten Zone IV
in mehreren kegelstumpfförmigen Stufen in Strömungs
richtung sich verjüngend ausgebildet.
Das Turbulenzerzeugungselement 17f nach Fig. 11 hat
in der zweiten Zone II einen ersten kegelstumpfför
migen Abschnitt mit sich in Strömungsrichtung vergrö
ßerndem Querschnitt und einen zweiten zylindrischen
Abschnitt mit geringerem Querschnitt, in der dritten
Zone III einen sechskantförmigen Umriß mit größerem
Querschnittt als in der zweiten Zone II und in der
vierten Zone IV eine sich zum Ende konisch bzw. kege
lig hin verjüngende Spitze.
Das Turbulenzerzeugungselement 17g hat in der zweiten
Zone II mehrere hintereinander angeordnete kegelstumpf
förmige Abschnitte mit in Strömungsrichtung zunehmen
dem Querschnitt, in der dritten Zone III einen sechs
kantförmigen Umriß und in der vierten Zone IV einen
zylindrischen Abschnitt mit kleinerem Querschnitt
als in der Zone III, an den sich ein kegelstumpfförmi
ger Abschnitt mit in Strömungsrichtung abnehmendem
Querschnitt anschließt.
Das Turbulenzerzeugungselement 17h nach Fig. 13 hat
in der zweiten Zone II einen ersten kegelstumpfförmi
gen Abschnitt mit in Strömungsrichtung zunehmendem
Querschnitt, daran anschließend einen Abschnitt mit
kreiszylindrischem Querschnitt, dessen Durchmesser
dem größten Durchmesser des kegelstumpfförmigen ersten
Abschnitts entspricht, und daran anschließend einen
weiteren kegelstumpfförmigen Abschnitt mit in Strö
mungsrichtung zunehmendem Querschnitt, dessen klein
ster Durchmesser kleiner als der des zweiten Abschnitts
ist, in der dritten Zone III einen sechskantförmigen
Umriß und in der vierten Zone IV zunächst einen ersten
Abschnitt, der ohne Abstufung an die dritte Zone III
anschließt und einen sechskantförmigen Umriß mit
schneiden- oder schwertartig in Strömungsrichtung
konvergierendem Querschnitt aufweist und daran ohne
Abstufung anschließend einen letzten kegelstumpfförmi
gen Abschnitt.
Das Turbulenzerzeugungselement 17i nach Fig. 14 hat
in der zweiten Zone II drei kreiszylindrische Abschnit
te mit in Strömungsrichtung abgestuft abnehmendem
Durchmesser und daran anschließend einen etwa kegel
stumpfförmigen Abschnitt mit sich in Strömungsrichtung
bis auf den des sich in der dritten Zone anschließen
den Sechskantabschnitts vergrößerndem Durchmesser
und in der vierten Zone IV einen kegelstumpfförmigen
Abschnitt, der sich in Strömungsrichtung verjüngt.
Die Fig. 15, 16 und 17 zeigen Turbulenzerzeuger, deren
Turbulenzerzeugungselemente 17j, 17k und 17l in der
dritten Zone III andere Mehrkantformen aufweisen.
So sind die Turbulenzerzeugungselemente 17j und 17k
nach den Fig. 15 und 16 in der dritten Zone III im
Umriß sechseckig und die Turbulenzerzeugungselemente
17l nach Fig. 17 in der dritten Zone III im Umriß
viereckig (quadratisch). Die Anordnung der Turbulenz
erzeugungselemente 17j und 17k sowie der Löcher 15
nach den Fig. 15 und 16 ist so gewählt, daß sie je
weils in den Eckpunkten von Quadraten liegen, wobei
die Löcher 15 jeweils von vier Turbulenzerzeugungs
elementen in gleichen Abständen umgeben sind.
Nach Fig. 17 liegen die Turbulenzerzeugungselemente
17l wieder in den Eckpunkten gleichseitiger Dreiecke
und die Löcher 15 in der Mitte dieser Dreiecke.
Fig. 18 zeigt einen Turbulenzerzeuger, bei dem die
Turbulenzerzeugungselemente 17m rohrförmig ausgebildet
sind. Ihr Umriß ist ebenso wie bei dem Ausführungsbei
spiel nach Fig. 5 abgestuft, während ihr innerer Quer
schnitt zylindrisch ist, jedoch von Zone zu Zone stu
fenweise zunimmt.
Die Verteilung der Turbulenzerzeugungselemente 17m
und Löcher 15 ist der in Fig. 19 dargestellten Ansicht
C zu entnehmen: Die Turbulenzerzeugungselemente 17m
sind wieder in den Eckpunkten gleichseitiger Raster
dreiecke und die Löcher 15 in der Mitte dieser Drei
ecke angeordnet.
Dieser mit rohrförmigen Turbulenzerzeugungselementen
ausgestattete Turbulenzerzeuger hat den Vorteil, daß
die Turbulenzerzeugungselemente 17m außen und innen
umströmt werden. Dies bewirkt, daß der Turbulenzerzeu
ger ein anderes Strömungsverhalten aufweist, weil
der Fasersuspension beim Durchströmen des Turbulenz
erzeugers infolge der rohrförmigen Turbulenzerzeugungs
elemente 17m zwei getrennte Strömungswege zur Verfü
gung stehen. Dadurch wird der Gesamtstrom in zwei
Teilströme aufgeteilt, einen Innen- und einen Außen
strom. Diese Aufteilung des Gesamtstroms erlaubt es,
den Außenstrom beim Durchströmen der durch den Umriß
der Turbulenzerzeugungselemente begrenzten Strömungs
wege wie bei den massiven Turbulenzerzeugungselementen
nach den Fig. 1 bis 17 zu verwirbeln und in Turbulenz
zu versetzen, zusätzlich aber auch den Innenstrom
durch gezielte Querschnittsveränderungen im inneren
Strömungskanal zu beeinflussen. So werden durch die
stufenartigen Querschnittserweiterungen Stoßverluste
im Innenstrom ausgelöst, die infolge hoher Scherkräfte
dafür sorgen, daß Faserflocken im Innenstrom aufgelöst
werden. Es können aber auch durch Querschnittsverengun
gen im Innenkanal Wandreibungsverluste erzeugt werden,
die zu einer hohen Mikroturbulenz im Innenstrom führen.
Die Durchflußmenge und Strömungsgeschwindigkeit in
den inneren und äußeren Teilströmen ist hierbei eine
Funktion der Strömungswiderstände in den einzelnen
Strömungswegen. Das heißt, wenn im äußeren Teilstrom,
z.B. durch Bildung enger sechskantförmiger Kanäle,
hohe Strömungswiderstände gebildet werden, wird ein
Großteil der Fasersuspension durch den mit weniger
Widerstand behafteten inneren Strömungsweg ausweichen,
oder umgekehrt. Je nach Unterschied der Strömungsge
schwindigkeit in den Teilströmen erfolgt bei der Wie
dervereinigung der Teilströme nach dem Durchströmen
des Turbulenzerzeugers eine weitere Verwirbelung der
Fasersuspension. Weitere Vorteile sind darin zu sehen,
daß infolge des größeren Durchflußquerschnitts ein
höherer Durchsatz an Fasersuspension durch den Turbu
lenzerzeuger möglich ist. Auf die inneren und äußeren
Teilströme kann gesondert eingewirkt werden. In jedem
Teilstrom können durch stufenartige Erweiterungen
des Durchflußquerschnitts hohe Stoßverluste hervorge
rufen werden. Durch Verengung der Durchflußquerschnit
te kann in beiden Teilströmen eine hohe Mikroturbulenz
erzeugt werden. Wenn der äußere Durchflußkanal ver
engt und der innere erweitert wird, ergibt sich im
äußeren Teilstrom eine hohe Mikroturbulenz und im
inneren Teilstrom aufgrund von Stoßverlusten eine
gute Fasermischung, oder umgekehrt bei umgekehrter
Querschnittsänderung. Durch das Vermeiden von Zwischen
stegen, die bei den gesamten Zuführkanal bildenden
Lochplatten- oder Rohrbündelkonstruktionen unumgäng
lich sind, kann die Fasersuspension stoßfrei aus dem
Turbulenzerzeuger austreten. Infolge der rohrförmigen
Gestaltung der Turbulenzerzeugungselemente kann die
Fasersuspension beim Durchströmen des Turbulenzerzeu
gers mit der größtmöglichen Wandfläche in Berührung
gebracht werden. Dies bedeutet, daß die Fasersuspen
sion optimal in Bezug auf Faserverteilung und Mikro
turbulenz beeinflußt werden kann.
Die Fig. 20 und 21 zeigen die Form und Anordnung eines
Turbulenzerzeugers mit rohrförmigen Turbulenzerzeu
gungselementen 17n, bei dem zur Vereinfachung der
Herstellung der Abstufung in der ersten Zone I der
Turbulenzerzeugungselemente 17n jeweils eine Büchse
22 mit einer der Dicke der Lochplatte 14 entsprechen
den axialen Länge fest eingesetzt ist. Der Innendurch
messer der innen zylindrischen Turbulenzerzeugungsele
mente 17n vergrößert sich daher von der ersten Zone
I zur zweiten Zone II, ebenso von der zweiten Zone
II zur dritten Zone III, um dann bis nahezu zum Ende
der vierten Zone IV konstant zu bleiben. Nur an den
Enden der vierten Zone IV erweitert sich der Durch
flußquerschnitt der Turbulenzerzeugungselemente 17n
konisch, ebenso wie bei den Turbulenzerzeugungselemen
ten 17m. Außen sind die Turbulenzerzeugungselemente
17n in der dritten Zone III mehrkantig, insbesondere
sechskantig, wie es in der Fig. 21 rechts für die
Zone III dargestellt ist, wobei der Umfang in der
Zone III größer als in den Zonen II und IV ist. Auf
der linken Seite der Fig. 21 ist eine Alternative
der Turbulenzerzeugungselemente 17n mit kreisförmigem
Umriß in der Zone III und im übrigen gleicher Form
wie der Turbulenzerzeugungselemente 17n dargestellt.
Der in Fig. 22 dargestellte Querschnitt XXII-XXII
der Fig. 20 zeigt, daß sich der innere Durchflußquer
schnitt in den Turbulenzerzeugungselementen 17n von
der Zone I zur Zone II um den Betrag Δ Ai und der
äußere Durchflußquerschnitt außerhalb der Turbulenz
erzeugungselemente in der Umgebung jedes Loches 15
um den Betrag Δ Aa von der Zone I zur Zone II vergrö
ßert, wobei der jeweilige Flächenzuwachs in der Zeich
nung schwarz schattiert ist. Vorzugsweise ist der
Flächenzuwachs Δ Aa gleich Δ Ai gewählt. Der Flächenzu
wachs Δ Aa kann aber auch das 0 bis 3fache der lichten
Querschnittsfläche eines Loches 15 betragen. In der
Zone III kann der Durchflußquerschnitt bei der Aus
führungsform nach den Fig. 20 bis 22, bei der der
Umriß der Turbulenzerzeugungselemente 17n einen regel
mäßigen Sechskant bildet, noch etwa 20 bis 80% des
äußeren Durchflußquerschnitts der Zone II betragen,
d. h. die in Fig. 21 dunkel dargestellte Fläche AK
kann etwa 20 bis 80% der Gesamtfläche des Querschnitts
eines Loches 15 und der Fläche Δ Aa betragen. In den
folgenden Zonen kann der Durchflußquerschnitt jeweils
noch 20 bis 100% des Durchflußquerschnitts in der
vorhergehenden Zone betragen. Diese Bemessungen gelten
auch für alle übrigen Ausführungsbeispiele.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 23 und 24
sind zur Vereinfachung der Darstellung verschiedene
rohrförmige Turbulenzerzeugungselemente 17p bis 17s
in einem Turbulenzerzeuger dargestellt, doch ist in
der Praxis jeweils nur eine Ausführungsform der Turbu
lenzerzeugungselemente 17p bis 17s in einem Turbulenz
erzeuger vorgesehen. Nach den Fig. 23 und 24 sind
alle Turbulenzerzeugungselemente 17p bis 17s aus inein
ander gesteckten Rohrabschnitten gebildet, und zwar
das Turbulenzerzeugungselement 17p aus einem sich
über die Zone I bis III mit gleichem Innen- und Außen
durchmesser erstreckenden Rohrabschnitt 23, in den
die Büchse 22 in der Zone I fest eingesetzt und auf
den ein weiterer, sich über die Zonen III und IV er
streckender Rohrabschnitt 24 fest aufgeschoben ist,
wobei der Rohrabschnitt 24 außen über seine gesamte
Länge sechskantförmig ist und sich zu seinen Enden
hin konisch verjüngt. Ähnlich wie das Turbulenzerzeu
gungselement 17p ist das Turbulenzerzeugungselement
17q ausgebildet, nur daß ein sich über die Zonen III
und IV erstreckender Rohrabschnitt 25 von der Zone
III zur Zone IV auf einen geringeren Durchmesser abge
stuft ist. Bei dem Turbulenzerzeugungselement 17r
erstreckt sich ein Rohrabschnitt 26 über die gesamte
Länge des Turbulenzerzeugungselements 17r, wobei sich
innerhalb des Rohrabschnitts 26 über die Zone III
ein eingesetzter Rohrabschnitt 27 und außerhalb des
Rohrabschnitts 26 ein auf diesen aufgeschobener Rohr
abschnitt 27 über die gesamte Zone III und etwa die
Hälfte der Zone IV hinweg erstreckt. Das Turbulenzer
zeugungselement 17s ist ähnlich wie das Turbulenzerzeu
gungselement 17r ausgebildet, nur daß der äußere Rohr
abschnitt 29 im Bereich der Zone IV auf einen kleineren
Durchmesser abgestuft ist und sich bis über die Zone
IV hinaus erstreckt.
Die Fig. 25 und 26 zeigen eine Abwandlung des Turbu
lenzerzeugers nach Fig. 18, bei der die rohrförmigen
Turbulenzerzeugungselemente 17t zwei oder mehr axiale
Schlitze 30 aufweisen, die sich über die Abschnitte
III und IV erstrecken. Derartige Schlitze können auch
bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 20 bis 24
vorgesehen sein. Diese Schlitze haben den Vorteil,
daß sie bereits innerhalb der Turbulenzerzeugungsele
mente 17t einen Druck- und Strömungsausgleich zwischen
den inneren Strömungen und der äußeren Strömung ge
statten.
Fig. 27 zeigt einen Stoffauflauf, der im Prinzip dem
Stoffauflauf nach Fig. 1 entspricht, nur daß anstelle
zweier Turbulenzerzeuger nur ein Turbulenzerzeuger
vorgesehen ist. Dieser Turbulenzerzeuger ist ähnlich
dem Turbulenzerzeuger 2b nach Fig. 7 ausgebildet.
Er weist Turbulenzerzeugungselemente 17u und 17b auf,
deren Länge zur vertikalen Mitte des Turbulenzerzeu
gers hin zunimmt, wobei die oberen und unteren Turbu
lenzerzeugungselemente 17u in ihrem der Zone III ent
sprechenden letzten Abschnitt entsprechend dem zur
Mündung hin divergierenden Verlauf des Zuführkanals
auf ihrer Ober- bzw. Unterseite abgeschrägt sind.
Im übrigen sind alle Turbulenzerzeugungselemente 17u
und 17b in der Zone II kreiszylindrisch, wie es in
Fig. 28 dargestellt ist, in der dritten Zone III sechs
kantig, wie es in Fig. 29 dargestellt ist, und die
Turbulenzerzeugungselemente 17b in der vierten Zone IV
in einen kreiszylindrischen Abschnitt und einen sich
daran abgestuft anschließenden kegelstumpfförmigen
Endabschnitt unterteilt. Auf diese Weise ergibt sich
ebenfalls aufgrund von Stoßverlusten und hoher Mikro
turbulenz in der Zone II bzw. IV eine gute Vermischung
und Aufflockung der Fasersuspension und schließlich
aufgrund der vorgewählten Querschnittsabnahme der
Turbulenzerzeugungselemente in der Zone IV eine gleich
mäßige Verteilung der Fasersuspension im Mündungskanal
ohne Entmischung.
Die Fig. 30 und 31 stellen eine Abwandlung des Turbu
lenzerzeugers nach den Fig. 27 bis 29 dar, bei der
die Turbulenzerzeugungselemente 17v und 17w weitgehend
denen nach Fig. 27 entsprechen, nur daß der abgeschräg
te Teil der Turbulenzerzeugungselemente 17v abgestuft
und bis auf die Abschrägung kreiszylindrisch ist,
während die Endabschnitte der Turbulenzerzeugungsele
mente 17w nicht kegelstumpfförmig, sondern kreiszylin
drisch sind.
Die Fig. 32 und 33 zeigen eine weitere Abwandlung
des Turbulenzerzeugers nach Fig. 27, die sich von
der Ausführungsform des Turbulenzerzeugers nach Fig.
27 im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß
die sich an die im Querschnitt ein regelmäßiges Sechs
eck darstellenden Abschnitte in Strömungsrichtung
anschließenden Abschnitte der vertikal mittleren Turbu
lenzerzeugungselemente 17x in Strömungsrichtung
schwertförmig konvergieren.
Statt die Turbulenzerzeugungselemente 17x unterschied
lich lang auszubilden, können sie auch gleichlang
ausgebildet sein, wie es in Fig. 34 dargestellt ist.
Sodann können die Turbulenzerzeugungselemente 17x
nach Fig. 34 auch durch andere gleichlange Turbulenz
erzeugungselemente ersetzt werden, beispielsweise
durch die Turbulenzerzeugungselemente 17a nach Fig.
5 oder die rohrförmigen Turbulenzerzeugungselemente
17m nach Fig. 18.
Die Fig. 35 bis 37 zeigen einen Ausschnitt eines Drei
schicht-Stoffauflaufs, bei dem drei Turbulenzerzeuger
mit in zwei übereinanderliegenden Reihen angeordneten
Turbulenzerzeugungselementen 17u in gleichen Winkel
abständen übereinander angeordnet und ihre Zuführkanä
le bis kurz vor einer gemeinsamen Mündung, die zwi
schen zwei Walzen 5 liegt, getrennt sind, wobei um
jede Walze 5 ein Sieb 4 herumgeführt ist. Auch hier
sind eine die Mündung begrenzende obere Platte 31
und untere Platte 32 (die sogenannte "Oberlippe" bzw.
"Unterlippe") in ihrer zur Mündung hin konvergieren
den Richtung verschiebbar, um die Weite der Mündung
zu verstellen.
Statt die Turbulenzerzeugungselemente der einzelnen
Turbulenzerzeuger nach Fig. 35 alle gleich auszubil
den, können die einzelnen Turbulenzerzeuger nach Fig.
35 auch mit unterschiedlichen Turbulenzerzeugungsele
menten versehen sein, z.B. der untere Turbulenzerzeu
ger mit den Turbulenzerzeugungselementen 17a nach
Fig. 5, der mittlere Turbulenzerzeuger mit den rohr
förmigen Turbulenzerzeugungselementen 17t nach Fig.
25 und der obere Turbulenzerzeuger mit den Turbulenz
erzeugungselementen 17u.
Andere Abwandlungen der dargestellten Turbulenzerzeu
ger sind ebenfalls möglich. So können die Löcher 15
statt einen kreisförmigen auch einen elliptischen
oder mehrkantigen oder schlitzartigen Querschnitt
aufweisen.
In allen Fällen sind die Turbulenzerzeugungselemente
im wesentlichen starr.
Claims (14)
1. Turbulenzerzeuger für den Stoffauflauf einer Papier
maschine, bei dem an einer von der Fasersuspension
in einer ersten Zone durchströmbaren Lochplatte in
einem Zuführkanal, in ihrer Längsrichtung gesehen
etwa stabförmige Turbulenzerzeugungselemente jeweils
in einem der Eckpunkte eines Dreiecks oder Vierecks
befestigt sind, sich in Strömungsrichtung erstrecken
und in wenigstens einer Querschnittsebene einen zylin
drischen Umriß aufweisen, wobei an der Außenseite der
Turbulenzerzeugungselemente die Fasersuspension entlang
führbar ist und sich der Durchflußquerschnitt zwischen
den Turbulenzerzeugungselementen in einer sich an die
Lochplatte anschließenden zweiten Zone gegenüber dem
Durchflußquerschnitt der zwischen den Turbulenzer
zeugungselementen endenden Löcher der Lochplatte er
weitert, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß der
Turbulenzerzeugungselemente (17-17x) über ihre Länge
außerhalb der Lochplatte (14) gesehen, in mehreren
aufeinanderfolgenden Zonen (II-IV) abgestuft ist, daß die
Turbulenzerzeugungselemente weitgehend starr sind, daß
die Dreiecke gleichseitig und die Vierecke Quadrate sind
und daß die Längsmittelachse jeweils eines der Löcher (15)
der Lochplatte (14) durch den Schwerpunkt eines der
Dreiecke oder Quadrate verläuft.
2. Turbulenzerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Turbulenzerzeugungselemente (17-17x)
in der zweiten Zone (II) einen kreisförmigen Umriß mit
in Strömungsrichtung konstantem oder linear zunehmendem
und/oder abgestuftem Durchmesser aufweisen.
3. Turbulenzerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Umfang der Turbulenzerzeugungs
elemente (17; 17b-17l; 17n-17s; 17u-17x) in der sich an
die zweite anschließenden dritten Zone (III) größer als
in der zweiten Zone (II) ist.
4. Turbulenzerzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Umriß der Turbulenzerzeugungselemente
(17; 17b-17x) in der dritten Zone (III) mehrkantig ist.
5. Turbulenzerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Turbulenz
erzeugungselemente (17; 17b-17l; 17p; 17r; 17u-17x) in
einer sich an die dritte (III) anschließenden vierten Zone
(IV) bis zum Ende der Turbulenzerzeugungselemente hin
abnimmt.
6. Turbulenzerzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Umfang der Turbulenzerzeugungselemente
(17; 17b-17l; 17p; 17r; 17s; 17u-17x) in der vierten
Zone (IV) linear und/oder stufenartig abnimmt.
7. Turbulenzerzeuger nach Anspruch 4 und einem der An
sprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einander
zugekehrte, zwischen den Kanten jeweils zweier benach
barter Turbulenzerzeugungselemente (17; 17b-17x) in der
dritten Zone (III) liegende Seitenflächen parallel sind.
8. Turbulenzerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzerzeugungs
elemente (17m-17t) rohrförmig mit in ihrer Längs
richtung abgestuftem Innendurchmesser ausgebildet und
jeweils in einem Loch einer der Anzahl der Turbulenz
erzeugungselemente entsprechenden Anzahl weiterer
Löcher der Lochplatte (14) befestigt sind.
9. Turbulenzerzeuger nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich der Innendurchmesser der Turbulenz
erzeugungselemente (17m-17t) von der ersten (I) zur
zweiten Zone (II) vergrößert.
10. Turbulenzerzeuger nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich der Innendurchmesser der Turbulenz
erzeugungselemente (17r; 17s) von der zweiten (II) zur
dritten Zone (III) verringert und von der dritten Zone
(III) zur vierten Zone (IV) vergrößert.
11. Turbulenzerzeuger nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Innendurchmesser der Turbulenz
erzeugungselemente (17m-17q; 17t) von Zone zu Zone in
Strömungsrichtung zunimmt.
12. Turbulenzerzeuger nach einem der Ansprüche 8-11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufungen der rohr
förmigen Turbulenzerzeugungselemente (17p-17s) durch
ineinandergesteckte Rohrabschnitte (22-29) gebildet sind.
13. Turbulenzerzeuger nach einem der Ansprüche 8-12,
dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Turbulenz
erzeugungselemente (17t) in ihren freien Endabschnitten
in Längsrichtung geschlitzt sind.
14. Turbulenzerzeuger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 2 dieser Turbulenz
erzeuger (2, 2a; 2, 2d) in Strömungsrichtung parallel oder in Reihe angeordnet
sind.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873723922 DE3723922C2 (de) | 1987-07-18 | 1987-07-18 | Turbulenzerzeuger für den Stoffauflauf einer Papiermaschine |
EP88110914A EP0300288A1 (de) | 1987-07-18 | 1988-07-08 | Turbulenzerzeuger für den Stoffauflauf einer Papiermaschine |
FI883375A FI883375A (fi) | 1987-07-18 | 1988-07-15 | Turbulensalstrare foer inloppslaodan till en pappersmaskin. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873723922 DE3723922C2 (de) | 1987-07-18 | 1987-07-18 | Turbulenzerzeuger für den Stoffauflauf einer Papiermaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3723922A1 DE3723922A1 (de) | 1989-01-26 |
DE3723922C2 true DE3723922C2 (de) | 1993-10-14 |
Family
ID=6331937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873723922 Expired - Fee Related DE3723922C2 (de) | 1987-07-18 | 1987-07-18 | Turbulenzerzeuger für den Stoffauflauf einer Papiermaschine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0300288A1 (de) |
DE (1) | DE3723922C2 (de) |
FI (1) | FI883375A (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19927241A1 (de) * | 1998-10-05 | 2000-04-06 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Stoffauflauf |
DE19845722A1 (de) * | 1998-10-05 | 2000-04-06 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Stoffauflauf |
DE10106538A1 (de) * | 2001-02-13 | 2002-08-22 | Voith Paper Patent Gmbh | Mischvorrichtung |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3927401C2 (de) * | 1989-08-19 | 1996-02-29 | Voith Gmbh J M | Stoffauflauf |
FI84921C (fi) * | 1989-12-22 | 1992-02-10 | Ahlstroem Valmet | En eller flerskikts inloppslaoda med utvidgad reglerzon av genomloppsvolym. |
DE4310223A1 (de) * | 1993-03-30 | 1994-10-06 | Escher Wyss Gmbh | Turbulenzerzeuger für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine |
DE19621258C1 (de) * | 1996-05-25 | 1997-10-16 | Voith Sulzer Papiermasch Gmbh | Stoffauflauf für eine Papiermaschine |
DE19728599A1 (de) * | 1997-07-04 | 1999-01-07 | Voith Sulzer Papiermasch Gmbh | Stoffauflauf |
US6261418B1 (en) | 1998-10-05 | 2001-07-17 | Voith Sulzer Papiertechnik Patent Gmbh | Headbox with flexible support plates |
CN104120615A (zh) * | 2014-07-23 | 2014-10-29 | 西安维亚造纸机械有限公司 | 一种水力式流浆箱 |
CN113463427B (zh) * | 2021-07-20 | 2022-08-09 | 重庆理文造纸有限公司 | 一种环保箱板纸的生产系统 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE28269E (en) * | 1968-01-17 | 1974-12-10 | Papermaking machine headbox having trailing elements in the slice chamber extending in the stock flow direction | |
US3607625A (en) * | 1968-01-17 | 1971-09-21 | Beloit Corp | Headbox |
DE1941424C3 (de) * | 1969-08-14 | 1980-07-10 | Escher Wyss Gmbh, 7980 Ravensburg | Stoffauflauf für eine Papiermaschine |
AT305754B (de) * | 1970-02-18 | 1973-03-12 | Voith Gmbh J M | Stoffauflauf für Papiermaschinen |
US3769153A (en) * | 1971-03-19 | 1973-10-30 | Beloit Corp | Papermaking machine headbox with multiple stiff, vibrational rods or plates extending downstream in the slice chamber |
US3939037A (en) * | 1973-03-27 | 1976-02-17 | Beloit Corporation | Headbox with flexible trailing elements |
CH608050A5 (de) * | 1976-02-25 | 1978-12-15 | Escher Wyss Gmbh | |
FI66931C (fi) * | 1983-01-04 | 1984-12-10 | Tampella Oy Ab | Haolskiva foer en inloppslaoda foer en pappersmaskin |
US4534399A (en) * | 1984-06-27 | 1985-08-13 | Crown Zellerbach Corporation | Paper stock diffuser system |
DE3525760A1 (de) * | 1984-08-22 | 1986-02-27 | Sulzer-Escher Wyss GmbH, 7980 Ravensburg | Fuehrungsteil fuer den stoffauflauf einer papiermaschine |
US4604164A (en) * | 1985-01-30 | 1986-08-05 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Flow restraining elements in the headbox of a paper machine |
-
1987
- 1987-07-18 DE DE19873723922 patent/DE3723922C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-07-08 EP EP88110914A patent/EP0300288A1/de not_active Withdrawn
- 1988-07-15 FI FI883375A patent/FI883375A/fi not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19927241A1 (de) * | 1998-10-05 | 2000-04-06 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Stoffauflauf |
DE19845722A1 (de) * | 1998-10-05 | 2000-04-06 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Stoffauflauf |
DE10106538A1 (de) * | 2001-02-13 | 2002-08-22 | Voith Paper Patent Gmbh | Mischvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI883375A (fi) | 1989-01-19 |
EP0300288A1 (de) | 1989-01-25 |
FI883375A0 (fi) | 1988-07-15 |
DE3723922A1 (de) | 1989-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4320243C2 (de) | Stoffauflauf für eine Papiermaschine | |
EP2379800B1 (de) | Stoffauflauf für eine maschine zur herstellung der faserstoffbahn | |
DE3723922C2 (de) | Turbulenzerzeuger für den Stoffauflauf einer Papiermaschine | |
DE4225297C2 (de) | Stoffauflauf für eine Papiermaschine | |
WO2010069651A1 (de) | Stoffauflauf für eine maschine zur herstellung einer faserstoffbahn | |
DE102008054899A1 (de) | Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn | |
EP3491186B1 (de) | Strömungsmodul und verfahren zur herstellung eines strömungsmoduls für einen stoffauflauf einer papiermaschine | |
EP2454411A1 (de) | Stoffauflauf für eine maschine zur herstellung einer faserstoffbahn | |
EP0892108B1 (de) | Stoffauflauf | |
DE2800547C3 (de) | Stoffauflauf für Papiermaschinen | |
DE3144066C2 (de) | "Stoffauflauf für eine Papiermaschine" | |
EP1659214A1 (de) | Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn | |
EP1083259B1 (de) | Stoffauflauf | |
DE102016015752A1 (de) | Strömunqsqitter und Verfahren zur Herstellunq eines Strömunqsqitters für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine | |
EP1693508A1 (de) | Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn und Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn | |
DE4433445C1 (de) | Stoffauflauf einer Papiermaschine | |
EP0812951B1 (de) | Verfahren und Stoffauflauf für eine Papiermaschine | |
DE4336997C2 (de) | Übergangsstück zwischen Verteiler und Formierkammer des Stoffauflaufs einer Papiermaschine | |
DE2041108C3 (de) | Stoffauflauf für Papiermaschinen | |
EP1811081B1 (de) | Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn | |
DE10140416A1 (de) | Stoffauflauf | |
DE29615057U1 (de) | Stoffauflauf zur Einstellung der Formation einer Papierbahn | |
EP1793035A2 (de) | Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn | |
DE19723861A1 (de) | Stoffauflauf | |
DE102004008651A1 (de) | Stoffauflauf |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: TREFZ, WOLFGANG, DIPL.-ING. (FH), 7410 REUTLINGEN, |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |