DE4106764A1 - Kanalwand, insbesondere fuer einen papiermaschinen-stoffauflauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kanalwand, insbesondere für einen Papiermaschinen-Stoffauflauf, im einzelnen mit den im Oberbe­ griff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen, bekannt aus DE-GM 89 09 939 (Akte P 4644).

In einem Papiermaschinen-Stoffauflauf ist eine derartige Kanal­ wand vorzugsweise die sogenannte Oberlippe, die zusammen mit einer Unterlippe (und zusammen mit Seitenwänden) einen düsenar­ tigen Auslaufkanal begrenzt. Während die Unterlippe in der Re­ gel unbeweglich, also Teil eines stationären Stoffauflauf-Ge­ häuses ist, ist die (die Oberlippe bildende) Kanalwand beweg­ lich, vorzugsweise an ihrem stromaufwärtigen Ende schwenkbar gelagert. Hierdurch kann die lichte Weite des Austrittsspaltes mittels einer Hubeinrichtung variiert werden, deren Stützkraft dem auf die Kanalwand wirkenden Suspensionsdruck entgegenwirkt.

Die Länge der Kanalwand (in der Maschinen-Querrichtung) ent­ spricht im wesentlichen der sogenannten Kanalbreite, welche die Breite der zu produzierenden Papierbahn bestimmt. Die Kanal­ breite kann beträchtliche Ausmaße annehmen (Größenordnung 10 m). Die Hubeinrichtung umfaßt in aller Regel zwei Spindeln, die mit den Enden der Kanalwand verbunden sind, die also in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der im wesentlichen der Kanalbreite entspricht.

Aufgrund der großen Länge der Kanalwand und aufgrund des hohen Flüssigkeitsdruckes im Auslaufkanal besteht die Tendenz, daß die Kanalwand eine beträchtliche Durchbiegung erleidet. Bei bekannten Konstruktionen wird dieser Durchbiegung dadurch entgegengewirkt, daß die Kanalwand mit einem steifen, vorzugs­ weise kastenförmigen Balken starr verbunden, vorzugsweise ver­ schweißt ist. Außerdem ist zwischen dem steifen Balken und einem zusätzlichen Stützträger ein Druckpolster angeordnet, das der Durchbiegung der Kanalwand unter dem Suspensionsdruck ent­ gegenwirkt. Man versucht auf diese Weise, die lichte Höhe des Austrittsspaltes über die Maschinenbreite möglichst weitgehend konstantzuhalten, damit Papier mit möglichst gleichmäßigem Flächengewicht-Querprofil produziert wird.

Um dieses Ziel mit möglichst hoher Genauigkeit zu erreichen, macht man u. a. die Länge des Druckpolsters gleich der Kanal­ breite. Hierdurch kann erreicht werden, daß sich der auf der Kanalwand lastende Suspensionsdruck und der Druck im Druck­ polster (und gegebenenfalls das Eigengewicht der Kanalwand und des steifen Balkens) gegenseitig aufheben. Zusätzlich ist schon vorgeschlagen worden, die Stützkräfte der Hubeinrichtung mög­ lichst derart auf die Kanalwand zu übertragen, daß hierdurch kein Biegemoment in die Kanalwand eingeleitet wird.

Schließlich hat man auch noch versucht, thermisch bedingte Ver­ formungen der Kanalwand und des mit ihm starr verbundenen Bal­ kens zu vermeiden. Zu diesem Zweck hat man im Inneren des Bal­ kens, nämlich einerseits entlang der Kanalwand und andererseits entlang der gegenüberliegenden Längswand, Temperierkanäle vor­ gesehen, die von einer Temperierflüssigkeit durchströmt werden. Üblicherweise strömt nämlich die Stoffsuspension mit einer er­ höhten Temperatur von beispielsweise 60°C durch den Auslaufka­ nal. Mit Hilfe der Temperierkanäle wird nun versucht, daß nicht nur die Kanalwand, sondern auch der gesamte mit ihr starr ver­ bundene Balken dauernd eine Temperatur aufweist, die der Stoff­ temperatur entspricht.

Eine Schwierigkeit besteht nun aber darin, daß sich die Suspen­ sionstemperatur gelegentlich verändert. Man hat deshalb ver­ sucht, die Temperatur der Temperierflüssigkeit mit Hilfe einer Regeleinrichtung kontinuierlich an die Suspensionstemperatur anzupassen. Regelsysteme dieser Art arbeiten jedoch in der Re­ gel zu langsam.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kon­ struktion anzugeben, bei der die Kanalwand durchbiegungsfrei gehalten werden kann, ohne daß die Temperatur des die Kanalwand stützenden steifen Balkens an die Temperatur der Kanalwand (= Suspensionstemperatur) angepaßt werden muß.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruches 1 gelöst. Diese besagen mit anderen Worten folgendes: Der zur Stützung der Kanalwand vorgesehene steife Balken ist nun nicht mehr starr mit der Kanalwand verbunden, sondern nur noch über eine Reihe (oder vorzugsweise über zwei Reihen) von biegeweichen Stäben. Die Stäbe müssen hauptsächlich in der Ma­ schinen-Querrichtung biegeweich sein. Hierdurch bleibt der steife Balken thermisch unabhängig von der Kanalwand. Somit kann sich die Kanalwand unter den wechselnden Suspensions-Tem­ peraturen beliebig, insbesondere in der Maschinen-Querrichtung, ausdehnen oder wieder zusammenziehen, ohne daß dies die Form des steifen Balkens verändern würde. Somit bleibt die Kanal­ wand, obwohl sie gemäß der Erfindung nur aus einer biegeweichen Platte besteht, auch dann durchbiegungsfrei, wenn sie eine thermische Längen-Änderung erleidet.

Mit nochmals anderen Worten: Bei der erfindungsgemäßen Bauweise kann die Baueinheit, bestehend aus der Kanalwand und aus dem mit ihr mittels der biegeweichen Stäbe verbundenen steifen Bal­ ken, als ein schubweicher Balken angesehen werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man die Kanalwand schon bei der Montage (d. h. ohne Vorhandensein des Suspensions­ druckes) durch Justieren der Länge der biegeweichen Stäbe sehr genau in einen durchbiegungsfreien Zustand ausrichten kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt einen Teillängsschnitt durch einen Papierma­ schinen-Stoffauflauf.

Die Fig. 2 ist teils ein Schnitt entlang der Linie II der Fig. 1, überwiegend jedoch eine Vorderansicht.

Der dargestellte Stoffauflauf dient in bekannter Weise zum Zu­ führen eines maschinenbreiten Stoffsuspensionsstrahles auf das (in der Zeichnung weggelassene) endlose Siebband einer Papier­ herstellungsmaschine. Zum Bilden des Stoffsuspensionsstrahles hat der Stoffauflauf einen düsenartigen Auslaufkanal 4, der be­ grenzt ist durch eine untere feststehende Kanalwand 22 (= "Un­ terlippe") und durch eine obere Kanalwand 25, 26. Der stromauf­ wärtige Teil 25 der oberen Kanalwand ist im dargestellten Bei­ spiel ebenfalls feststehend; der stromabwärtige Teil 26 (= "Oberlippe") ist dagegen beweglich, um hierdurch die lichte Weite des Austrittsspaltes 23 variieren zu können. Diese Beweg­ lichkeit wird vorzugsweise dadurch realisiert, daß der stromab­ wärtige Teil 26 mittels eines Scharnieres 27 am stromaufwärti­ gen Teil 25 befestigt ist. Die "Länge" des Austrittsspaltes 23 (in Maschinen-Querrichtung), das ist die sogenannte Kanalbrei­ te, ist in Fig. 2 mit KB bezeichnet. Die Strömungsrichtung durch den Auslaufkanal 4 ist vorzugsweise (aber nicht notwen­ dig) horizontal.

Um die bewegliche und als relativ biegeweiche Platte ausgebil­ dete Kanalwand 26 zu versteifen, ist auf ihrer Oberseite ein kastenförmiger steifer Balken 16 angeordnet. Oberhalb dieses Balkens 16 ist ein z. B. ebenfalls kastenförmiger Stützträger 31 angeordnet. Beide Balken 16 und der Stützträger 31 erstrecken sich über die gesamte Kanalbreite; sie sind nur an ihren beiden Enden (d. h. auf Führerseite und auf Triebseite der Papierma­ schine) mit Hilfe von biegeweichen Verbindungselementen 30 mit­ einander verbunden (diese sind durch gepunktete Linien nur schematisch dargestellt). Ein Verschwenken der Kanalwand 26 (mit Kanalwandträger 16 und Stützträger 31) um die Achse des Scharnieres 27 erfolgt mittels einer Hubeinrichtung 13. Diese ist ebenfalls nur schematisch angedeutet und greift an zwei starr mit den Stirnwänden des Stützträgers 31 verbundenen Zapfen 33 an. Die Wirkungslinien der Hubeinrichtung 13 liegen etwas außerhalb der Kanalbreite KB. Die hierdurch auftretenden Biegemomente werden vom Stützträger 31 nicht auf den steifen Balken 16 übertragen, weil die Verbindungselemente 30 (wie oben erwähnt) biegeweich sind.

Zwischen dem Kanalwandträger 16 und dem Stützträger 31 ist ein Druckpolster 32 angeordnet, das sich ebenfalls über die gesamte Kanalbreite KB erstreckt.

Der steife Balken 16 ist zusammengesetzt aus einer unteren Längswand 5, einer mittleren Längswand 6, einer oberen Längs­ wand 7 sowie aus vorderen und hinteren Längswänden 8 und 9. Die mittlere Längswand 6 ragt über die vorderen und hinteren Längs­ wände 8 und 9 hinaus und bildet dort je eine Leiste. Mit diesen Leisten 6 sind zahlreiche biegeweiche Stäbe 10 formschlüssig verbunden. Die Verbindung ist justierbar, z. B. mittels Gewinde und Muttern 10a. Mit ihren unteren Enden sind die Stäbe 10 formschlüssig mit der Kanalwand 26 verbunden. Die Stäbe 10 erstrecken sich senkrecht zur Kanalwand 26 und sind im Betrieb auf Druck beansprucht; sie sind sowohl entlang der vorderen Längswand 8 als auch entlang der hinteren Längswand 9 gleich­ mäßig über die Kanalbreite KB verteilt. Jede der beiden Stab- Reihen könnte ersetzt werden durch ein Verbindungsblech, das durch eine Vielzahl von Schlitzen, die sich senkrecht zur Ka­ nalwand 26 erstrecken, in der Maschinen-Querrichtung biegeweich gemacht ist.

Man beachte, daß die Stäbe 10 die einzige Verbindung darstellen zwischen der Kanalwand 26 und dem steifen Balken 16. Insbeson­ dere ist zwischen der unteren Längswand 5 und der Kanalwand 26 ein freier Zwischenraum vorhanden. Somit wird eine eventuelle thermische Längsdehnung der Kanalwand 26 (in der Maschinen- Querrichtung) nicht auf den steifen Balken 16 übertragen, so daß die Kanalwand 26 durchbiegungsfrei bleibt. Der Balken 16 erhält die erforderliche Steifigkeit dadurch, daß (wie aus Fig. 1 ersichtlich) seine Höhe um ein Vielfaches größer ist als sei­ ne Breite. Bei Raummangel kann es erforderlich werden, die Höhe des Balkens 16 kleiner zu machen als dargestellt, so daß er et­ was weniger steif ist. In diesem Falle bleibt aber die Kanal­ wand 26 trotzdem noch mit ausreichender Genauigkeit durchbie­ gungsfrei.

Der in dem schon erwähnten Druckpolster 32 herrschende Druck ist veränderbar; er kann unter Berücksichtigung des im Auslauf­ kanal 4 herrschenden Flüssigkeitsdruckes und unter Berücksich­ tigung des Eigengewichtes der Kanalwand 26 und des steifen Bal­ kens 16 so bemessen werden, daß der steife Balken und somit auch die Kanalwand 26 durchbiegungsfrei bleiben. Hierbei wird der Stützträger 31 unter dem Polster-Druck ein wenig nach oben durchgebogen. Zweckmäßig ist eine Regelung des Polster-Druckes in Abhängigkeit von einer kontinuierlichen Messung der Durch­ biegung der Kanalwand 26, im mittleren Bereich der Kanalbreite KB (ähnlich einer von bekannten Stoffaufläufen bekannten Metho­ de).

Im Inneren des steifen Balkens 16 sind entlang der unteren Längswand 5 und entlang der oberen Längswand 7 Zwischenwände 11 und 12 vorgesehen zur Begrenzung von Temperierkanälen 14 bzw. 15. Diese sind im Betrieb von einer Temperierflüssigkeit durch­ strömt, deren Temperatur in beiden Temperierkanälen gleich ist. Hierdurch wird erreicht, daß der steife Balken isotherm ist und somit keine thermisch bedingte Durchbiegung erleidet. Um dieses Ziel mit noch größerer Sicherheit zu erreichen, können alle Außenflächen des steifen Balkens 16 mit einem wärmeisolierenden Material 17 abgedeckt werden. Als Temperierflüssigkeit kann ohne weiteres Kalt-Wasser verwendet werden. Ein Erwärmen der Temperierflüssigkeit ist unnötig. Somit wird - verglichen mit bekannten Stoffaufläufen - Heizenergie eingespart.

Wie an sich bekannt, ist am äußeren Ende der Kanalwand eine lineal-förmige Blende 18 angeordnet. Mit deren Hilfe kann die lichte Weite des Austrittsspaltes 23 örtlich entlang der Kanal­ breite KB feinjustiert werden. Die Blende 18 ist zu diesem Zweck verformbar, und zwar mit Hilfe einer Vielzahl von Spin­ deln 19, die gleichmäßig über die Kanalbreite KB verteilt sind. Jeder Spindel 19 ist ein Spindelantrieb 20 und ein Anzeige­ instrument 21 zugeordnet.

Abweichend von der Zeichnung könnte die Hubeinrichtung 13 auch am steifen Balken 16, z. B. an der mittleren Längswand 6 angrei­ fen. Voraussetzung hierfür wäre allerdings, daß die Wirkungs­ linien der Hubeinrichtung möglichst exakt durch die Endpunkte der Kanalbreite KB verlaufen, so daß keine Biegemomente in den steifen Balken 16 eingeleitet werden.

Claims (7)

1. Kanalwand (26), insbesondere für einen Papiermaschi­ nen-Stoffauflauf, mit den folgenden Merkmalen:

• a) die Kanalwand (26) erstreckt sich über die gesamte Breite (Kanalbreite KB) eines düsenartigen Strömungska­ nals (4), in dem ein bestimmter Überdruck herrscht, und ist quer zur Strömungsrichtung (zwecks Veränderung des Strömungsquerschnitts) mittels einer Hubeinrichtung (13) verstellbar;
• b) zur Stützung der Kanalwand (26) gegen den Überdruck ist zwischen der Kanalwand und einem Stützträger (31) ein steifer Balken (16) angeordnet;
• c) der steife Balken (16) ist an seinen beiden Enden mit­ tels biegeweicher Elemente (30) mit dem Stützträger (31) verbunden und über seine Länge mittels eines Druckpolsters (32), dessen Druck steuerbar ist, derart am Stützträger (31) abgestützt, daß der steife Balken (16) wenigstens angenähert durchbiegungsfrei ist;
• d) dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwand (26) als bie­ geweiche Platte ausgebildet und mit dem steifen Balken (16) nur über mehrere biegeweiche Stäbe (10) verbunden ist, die in einer Reihe über die Länge der Kanalwand (d. h. über die Kanalbreite KB) verteilt angeordnet sind.

2. Kanalwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der steife Balken (16) etwa in der Mitte seiner Höhe eine Leiste (6) aufweist, die sich über die Kanalbreite (KB) er­ streckt und mit der die Stäbe (10) formschlüssig verbunden sind.

3. Kanalwand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der steife Balken (16) - im Querschnitt gesehen - auf beiden Seiten je eine Leiste (6) aufweist, und daß jeder Leiste eine Reihe von biegeweichen Stäben (10) zugeordnet ist.

4. Kanalwand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (6) Teil einer mittleren Längswand des steifen Balkens (16) sind.

5. Kanalwand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Inneren des steifen Balkens (16), entlang seiner oberen Längswand (7) und entlang seiner unteren Längswand (5) je ein Temperierkanal (14, 15) vorgesehen ist, der von einer Temperierflüssigkeit durchströmt ist.

6. Kanalwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Außenflächen des steifen Balkens (16) durch ein wärmeisolierendes Material (17) abgedeckt sind.

7. Kanalwand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wirksame Länge jedes einzelnen der Stäbe (10) justierbar ist.