DE4336997C2 - Übergangsstück zwischen Verteiler und Formierkammer des Stoffauflaufs einer Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Übergangsstück gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Wie insbesondere aus der WO 89/04396 ersichtlich ist, umfaßt der Stoffauflauf einer Papiermaschine u. a. einen Ver­ teiler, in welchem die Stoffsuspension, die in einer Rohrlei­ tung herangeführt wird, auf die Arbeitsbreite des Maschine verteilt wird. An den Verteiler schließt sich - mittelbar oder unmittelbar - eine Formierkammer an, auch "Reststoffauflauf" bezeichnet, die das Herz des Stoffauflaufes darstellt, im all­ gemeinen einen Turbulenzeinsatz enthält und mit einer maschi­ nenbreiten Stoffauflauflaufdüse endet, und die dazu dient, einen maschinenbreiten Stoffstrahl zu bilden.

Der Verteiler kann ein sogenannter Zentralverteiler sein. Dies ist ein stehendes Rohr, das eine relativ große lichte Weite aufweist, und an welchem sich eine Vielzahl von relativ engen Rohrleitungen anschließt, die radial vom stehenden Rohr abzwei­ gen und über die Breite der Maschine hinweg parallel nebenein­ ander in einer Ebene gruppiert werden, um in der Formierkammer zu münden. Alternativ hierzu kennt man den horizontalen Ver­ teiler, der ein horizontal verlaufendes Hauptrohr aufweist, welches sich quer zur Maschinenrichtung erstreckt und in Strö­ mungsrichtung verjüngt. Von diesem horizontalen Hauptrohr zwei­ gen wiederum mehrere enge Rohrleitungen ab, die in einer Ebene parallel nebeneinander angeordnet sind und ebenfalls in der Formierkammer münden.

Eine besonders moderne Ausführungsform sieht vor, den genann­ ten, zahlreichen Rohrleitungen, die in der Formierkammer mün­ den, jeweils Verdünnungswasserstrahlen einzudüsen, um somit eine der Zahl der Rohrleitungen entsprechende Anzahl von Sus­ pensionsströmen geregelter Stoffdichte zuzuführen.

Die Formierkammer ist, wie bereits vorerwähnt, im wesentlichen mit einem sogenannten Turbulenzeinsatz ausgerüstet. Dieser weist eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Strö­ mungskanälen auf, im allgemeinen aus einem Bündel vieler enger Rohre gebildet.

Ungeachtet dessen, welche Bauart des Verteilers, und welche Bauart der Formierkammer im einzelnen gewählt wird, kann es zweckmäßig sein, zwischen Verteiler und Formierkammer ein Über­ gangsstück zwischenzuschalten. Dieses Übergangsstück bildet einen maschinenbreiten Strömungskanal, in welchem die bezüglich ihrer Stoffdichte geregelte Suspension zur Formierkammer hin strömt. Handelt es sich um einen der genannten modernen Stoff­ aufläufe, bei welchem der Verteiler ein Zentralrohr (vertikal oder horizontal) aufweist, sowie eine Vielzahl enger Rohrlei­ tungen, so schließt sich das Übergangsstück an diese engen Rohrleitungen an.

Ein fundamentales Erfordernis an Stoffaufläufe ganz allgemein besteht darin, daß ein maschinenbreiter Stoffstrahl gebildet wird, der in jeder Beziehung gleichförmig ist. Der aus der Düse der Formierkammer austretende Stoffstrahl soll eine absolut gleichförmige Stärke haben, über die Maschinenbreite hinwegge­ sehen. Auch soll die Strömungsgeschwindigkeit an jeder Seite der Maschinenbreite dieselbe sein. Es wurden immer wieder große Anstrengungen darauf verwandt, dieses Erfordernis zu erreichen. Ein Problem besteht darin, alle beteiligten Elemente, welche stromführende Innenwände aufweisen, möglichst genau, d. h. mit engen Toleranzen zu fertigen. Ein anderes Problem besteht dar­ in, daß die stromführenden Wände unter einem erheblichen Innen­ druck der Suspension stehen. In der Praxis ist es schwierig, die Wände der beteiligten Elemente derart zu gestalten, daß sich diese Wände über die Maschinenbreite gesehen nicht un­ gleichförmig verformen. Diese Erfordernisse wurden bisher nicht immer befriedigend gelöst. Insbesondere bei dem Übergangsstück gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ließ sich dies nicht er­ reichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stoffauf­ lauf für eine Papiermaschine ein Übergangsstück gemäß dem Ober­ begriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß ohne übermäßig großen Herstellungsaufwand eine ungleichförmige Verformung der stromführenden Wände unter dem Einfluß des Druckes der Suspen­ sion vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von An­ spruch 1 gelöst.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht ein Übergangsstück 1 eines Stoff­ auflaufes. Das Übergangsstück 1 ist zwischen den Verteiler und die Formierkammer dieses Stoffauflaufes geschaltet. Vom Ver­ teiler erkennt man nur eines von einer Vielzahl von Rohrlei­ tungen 2. Die einzelnen Rohrleitungen führen Stoffsuspension mit sich, die bezüglich der Verdünnung bereits eingeregelt ist.

Wie man sieht, bildet das Übergangsstück 1 einen Strömungska­ nal, der einen Venturikanal beinhaltet. Dieser weist einen sich verjüngenden Abschnitt, eine Engstelle und einen sich erwei­ ternden Abschnitt auf.

Die Weite der Engstelle des Venturikanales ist einstellbar, und zwar mittels zweier Ventilschieber 3, 4, die von beiden Seiten her die Weite der Engstelle verändern können. Die beiden Ven­ tilschieber 3, 4 weisen jeweils ein Gehäuse 3.1, 4.1 sowie eine Schieberplatte 3.2, 4.2 auf.

Die beiden Schieberplatten 3.2, 4.2 haben im vorliegenden Falle Stirnflächen 3.3, 4.3, die in Seitenansicht - wie man sieht - konvex gekrümmt sind. Über die Breite des Strömungskanals hin­ weg sind sie im allgemeinen geradlinig ausgebildet. Sie können jedoch auch - in Richtung der Strömung gesehen - konkav oder konvex ausgebildet sein.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der sich verjüngende Strömungsabschnitt abgekröpft, so daß er einen ersten Abschnitt aufweist, an den sich unter einem bestimmten Winkel ein zweiter Abschnitt anschließt.

Bei er Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind die stromführenden Flächen des Venturikanales aus Körpern gebildet, die in dieser Schnittansicht dreieckig sind. Dabei handelt es sich im vorlie­ genden Falle um massive Körper 5, 6, die aber auch als Hohlkör­ per und somit kastenförmig ausgebildet sein können.

Wie man sieht, ist der Körper 5 in Strömungsrichtung verschieb­ bar. Zu diesem Zweck ist eine Platte 7 mit dem Körper 5 starr verbunden. In die Platte ist eine Gewindespindel 8 einge­ schraubt, die mittels eines Handrades 9 verdreht werden kann. Bei Verdrehen des Handrades wird die Platte 7 entweder in die Position 8 oder in die Position C oder in irgendeine Zwischen­ position verschoben, womit auch der Körper 5 verschoben wird. Die Strömungsgeometrie im Venturikanal läßt sich somit in jeg­ licher gewünschter Weise ändern.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind wiederum dreieckför­ mige Körper 5, 6 vorgesehen sowie eine Platte 7, eine Gewinde­ spindel 8 und ein Handrad 9. Wegen der Funktionsgleichheit sind auch die Bezugszeichen gleich gewählt. Der Unterschied zwischen der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und jener gemäß Fig. 4 liegt, wie man sieht, in der Gestaltung der Körper 5, 6. Diese sind im vorliegenden Falle derart gestaltet, daß jeweils zwei einander zugewandte stromführende Flächen dieser beiden Körper parallel zueinander verlaufen, und zwar ungeachtet der Position der Platte 7 und damit des verschiebbaren Körpers 5.

Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfas­ sen:

• 1. Der einstellbare Spalt erlaubt es, den Druckverlust des Stoffauflaufes den physikalisch-technologischen Anforderungen der Blattbildung anzupassen. Eine Blattbildung mit hoher Stoff­ dichte, z. B. 15 g/l bei 300 g/m², erfolgt in der Regel bei niedrigeren Geschwindigkeiten und damit niedrigeren Drucksät­ zen. Zur Entflockung ist aber eine hohe Turbulenzenergie not­ wendig, die ich durch einen schmalen Spalt einstelle. Das heu­ tige Turbulenzgitter hat dann nur noch Gleichrichterfunktionen. Auf der gleichen Maschine würde ein Produkt mit 80 g/m² mit SD = 6 g/l gefahren, was aufgrund geringerer Retention zur glei­ chen Suspensionsmenge führt für einen Quadratmeter, z. B. 22 l. Das Blatt kann jedoch mit dreifacher Geschwindigkeit gefahren werden, d. h. durch den Stoffauflauf geht der dreifache Durch­ satz. Dies führt bei dem klassischen Hydraulikstoffauflauf zum neunfachen Druckverlust. Über den Spalt gemäß Erfindung läßt sich der Druckverlust reduzieren. Zur Blattformation wird in­ folge der höheren Verdünnung auch keine hohe Turbulenzenergie benötigt.
• 2. Aus dem Obengesagten folgt: Man kann die heute auseinander­ klaffende Schere von Pumpen- und Anlagenkennlinie schließen und bei breitem Durchsatzbereich wirtschaftlicher fahren.
• 3. Der Spalt vor der Lochplatte kann gemäß Erfindung auch über Breite auch ungleichmäßig eingestellt werden, z. B. zum Aus­ gleich des Randschrumpfes.
• 4. Mit dem Spalt gemäß Erfindung läßt sich ein Teil der heuti­ gen Blendeneinstellung übernehmen, ohne jedoch die technologi­ schen Nachteile durch Querströmungen zu haben, denn der Gleich­ richter folgt nach.
• 5. Die Erfindung führt zu dem Stoffauflauf mit gleichbleibender Spaltweite, die nicht nur infolge der Nachverdünnung unverformt bleibt, sondern zusätzlich starr und unbeweglich bleibt.

Claims (9)

1. Übergangsstück, das zwischen dem Verteiler und der Formierkammer eines Stoffauflaufes zur Bildung eines maschinenbreiten Strömungskanales angeordnet ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 1. 1.1 der Strömungskanal hat wenigstens annähernd - in einer Seitenansicht gesehen - die Gestalt eines Venturikanales mit einem sich verjüngenden Abschnitt, einer Engstelle und einem sich erweiternden Abschnitt;
• 2. 1.2 die Weite der Engstelle des Venturikanales ist einstellbar.

2. Übergangsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Engstelle ein Ventil vorgesehen ist.

3. Übergangsstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Schieberplattenventil ist.

4. Übergangsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante des freien Endes der Schieberplatte - in Draufsicht und in Strömungsrichtung gesehen - eine konkave oder konvexe Form hat.

5. Übergangsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführenden Flächen des Venturikanales wenigstens auf der einen Kanalseite aus Wänden gebildet sind, die im Sinne einer Veränderung des Kanalprofiles verschiebbar sind.

6. Übergangsstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Wände in Strömungsrichtung verschiebbar sind.

7. Übergangsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Wände Teil eines Körpers (5, 6) sind, die - in einem in Strömungsrichtung sowie senkrecht zu den Kanal- Breitseiten gelegten Schnitt gesehen - ein Dreieck bilden.

8. Übergangsstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreieck ein gleichseitiges oder ein gleichschenkliges Dreieck ist.

9. Übergangsstück nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die stromabwärts gelegene Seite des einen Körpers (5) parallel zur stromaufwärtigen Seite des anderen Körpers (6) angeordnet ist.