DE4422675C2 - Vorrichtung zur Dämpfung von Druckpulsationen im Stoffzuführsystem einer Papier- oder Kartonmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Verwendung derartiger Vorrichtungen wird es bekanntlich angestrebt, die im Stoffstrom noch vorhandenen Druckpulsationen weitestgehend abzubauen, da sie in vielen Fällen auf die Qualität der gebildeten Papier- oder Kartonbahn einen äußerst negativen Einfluß haben.

Bereits bewährt hat sich z. B. der Dämpfungsbehälter, wie er von der Anmelderin seit langem im Stoffzuführsystem vor dem Stoffauflauf eingesetzt wird. In einem solchen Apparat wird die zur Papierherstellung bestimmte Stoffsuspension durch eine Stufendiffusor-Platte hindurchgepumpt und gelangt dann in einen Raum, in dem sich oben ein Luftposter befindet. Diese Apparate sind besonders bei hohen Impulsfrequenzen gut und wirksam. Wegen der ständig steigenden Anforderungen reicht das allein aber nicht immer aus.

Aus der DE 40 05 281 A1 ist ein Dämpfungssystem bekannt, das einen mit Luftpolster und Lochplatte ausgestatteten Dämpfungsbehälter verwendet, aus dem die Stoffsuspension, radial am Umfang verteilt, in Teilströmen abgezogen wird. Auch diese Anordnung vermag nicht alle Pulsationen zu vernichten und ist zudem unübersichtlich und aufwendig.

Aus der WO 89/04396 ist ein Stoffauflauf bekannt, dem ein Verteiler stromaufwärts vorgeschaltet ist, welcher auch als Dämpfungsbehälter wirkt. Mit dem Luftpolster im Verteiler soll eine Störung durch grobe Turbulenzen und Schwingungen weitgehend vermieden werden. Ferner weist diese bekannte Vorrichtung flexible Leitungen vom Verteiler zum Stoffauflauf auf. Die Dämpfungswirkung dieser Anordnung ist jedoch zu meist nicht ausreichend.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der noch wirksamer gedämpft wird und deren Wirkung ein möglichst breites Frequenzspektrum der Druckpulsationen erfaßt. Die Vorrichtung soll zudem den erforderlichen apparativen Aufwand möglichst gering halten.

Diese Forderungen werden durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 erfüllt.

Die Unteransprüche geben besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung an.

Da die Stoffsuspension aus dem Dämpfungsbehälter durch die erwähnte Dämpfungsplatte abfließt, werden dort die restlichen Druckstöße absorbiert und reflektiert. Reflektierte Wellen wandern unter Abschwächung wieder in den Dämpfungsbehälter zurück und werden durch das Luftpolster gedämpft. Die Aufteilung in viele Teilströme am Auslauf aus dem Dämpfungsbehälter und ihre Führung durch flexible elastische Leitungen verbessert die Dämpfung ebenfalls. Damit wird die zur Verteilung der Suspension auf die Breite des Stoffauflaufes ohnehin günstige Aufteilung in Einzelströme zudem noch vorteilhaft zur Schwingungsdämpfung genutzt. So kann der besonders bei breiten Papiermaschinen aufwendig gebaute Querstromverteiler entfallen. Dennoch ist die Verbindung zwischen Dämpfungsbehälter und Stoffauflauf sehr kompakt, da die Anschlüsse der Leitungen am Dämpfungsbehälter sehr dicht zusammengelegt werden können.

Die Erfindung wird erklärt und erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Anordnung von zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gehörenden Bauteilen, schematisch in Seitenansicht,

Fig. 2 das gleiche in Ansicht von oben,

Fig. 3 Detailansicht zu einer speziellen Lage der Dämpfungsplatte,

Fig. 4 exemplarisches Lochmuster,

Fig. 5 Detailansicht zu einer Ausführung mit 3 Dämpfungsplatten.

Fig. 1 zeigt einen Dämpfungsbehälter 1 sowie die Leitungen 2 zwischen ihm und einem nur angedeuteten Stoffauflauf 3. Der Dämpfungsbehälter wird in diesem Beispiel zentral von unten über ein Einlaufrohr 4 mit der Papierstoff-Suspension S versorgt. Diese fließt danach durch eine mit vielen Öffnungen versehene Lochplatte 5, die mit Vorteil sprunghaft sich erweiternde Stufendiffusoren aufweisen kann, in denen hochfrequente Druckimpulse abgebaut werden. Über dem Flüssigkeitsniveau 6 befindet sich ein Luftpolster 7, das z. B. druckgeregelt sein kann. Seitlich am Dämpfungsbehälter erkennt man ein kastenförmiges Anschlußstück 8 und daran angebracht die Dämpfungsplatte 9. Von der Dämpfungsplatte abgehend sind exemplarisch zwei schlauchartige Leitungen 2 gezeichnet, deren anderes Ende jeweils in einen Teil des Stoffauflaufes 3 mündet. In der Regel liegen alle Einmündungen 10 am Stoffauflauf nebeneinander, so daß sie sich hier in der Seitenansicht verdecken. Die Anzahl der Teilströme richtet sich zumeist nach der Notwendigkeit, die Suspension gleichmäßig über die Papiermaschinenbreite zu verteilen und eventuell die Teilströme mit Hilfe von dosierter Flüssigkeitszugabe in die Profilregelung einzubeziehen. Es kann aber auch von Vorteil sein, die Suspensionsströmung zur Steigerung der Dämpfung noch stärker aufzuteilen, was dann z. B. dazu führen würde, daß am Stoffauflauf Leitungen auch übereinander münden. Es ist denkbar, daß jeweils zwei oder drei Einmündungen 10 versetzt übereinanderliegen, falls die Vorteile einer besonders feinen Unterteilung in Teilströme diesen erhöhten Aufwand rechtfertigen.

Fig. 2 zeigt die Anordnung von oben. Die Leitungen 2 sind zwar nur als Striche angedeutet, man erkennt aber, daß sie nebeneinander in den Stoffauflauf 3 münden. Die dämpfende Wirkung der elastischen Leitungen 2 ist besonders gut, wenn ihre Länge mindestens das zehnfache ihres Innendurchmessers beträgt; so wird jedem Teilstrom eine relativ große flexible Oberfläche angeboten.

Das Anschlußstück 8 dient primär der Befestung der Dämpfungsplatte 9 am Dämpfungsbehälter 1. Dieses Bauteil bildet gleichzeitig einen Strömungskanal für die abfließende Stoffsuspension mit zusätzlichen Wänden 12 (Fig. 4), an denen Reflexion und Dämpfung der Pulsationen stattfindet. Normalerweise stellt sich bei einer Länge A dieses Kanals vom ein- bis fünffachen seines hydraulischen Durchmessers eine sehr gute Dämpfungswirkung ein. Enthalten die Wände des Anschlußstückes elastische Bereiche, so kann deren Dämpfungswirkung weiter verstärkt werden.

Die Dämpfungsplatte 9 kann, wie in Fig. 3 gezeichnet, die Form einer rechteckigen Platte haben aber auch eine runde oder ovale Scheibe sein. Es gibt viele denkbaren Lochmuster für die Dämpfungsplatte 9. Fig. 3 zeigt eine mit drei Reihen von Öffnungen 11 übereinander, was schon eine sehr kompakte Gestaltung dieses Bereiches ermöglicht. Es kann aber auch eine Reihe ausreichen.

In der Regel werden für die Öffnungen 11 Zylinderbohrungen gewählt, je nach Anforderungen sind aber auch andere Querschnitte oder Stufendiffusoren denkbar.

Eine weitere Variante in Form einer schräg statt senkrecht stehenden Dämpfungsplatte 9 zeigt Fig. 4. Auf diese Weise werden an der Dämpfungsplatte 9 reflektierte Wellen noch besser gedämpft und stoßen gegen die Wand 12.

Besonders kompakt läßt sich der Ausflußbereich des Dämpfungsbehälters 1 gestalten, wenn mehrere rechtwinklig zueinander stehende Dämpfungsplatten 9 verwendet werden, wie z. B. drei in Fig. 5. Neben der Kompaktheit ist auch die stärkere Überlagerung von reflektierten Wellen von Vorteil, da sie sich dadurch absorbieren können.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Dämpfung der Druckpulsationen in der Stoffsuspension vor dem Stoffauflauf (3) einer Papier- oder Kartonmaschine,

• 1.1 mit einem Dämpfungsbehälter (1), der von der Suspension durchströmbar ist,
• 1.2 wobei der Dämpfungsbehälter (1) eine von der Suspension durchströmbare Lochplatte (5) enthält,
• 1.3 wobei der Dämpfungsbehälter (1) ein Luftpolster (7) enthält, das durch Zusammenwirken mit der stromaufwärts liegenden Lochplatte (5) dem Abbau von Pulsationen dient,
• 1.4 mit Leitungen (2), durch die die Stoffsuspension in Teilströmen aus dem Dämpfungsbehälter (1) außerhalb des Luftpolsters (7) herausgeleitet werden kann,
• 1.4.1 wobei die Teilströme dem Stoffauflauf (3) durch die Leitungen (2) zugeführt werden können,
• 1.4.2 wobei mehrere Leitungen (2) nebeneinander in den Stoffauflauf (3) einmünden, dadurch gekennzeichnet,
• 1.5 daß der Dämpfungsbehälter (1) mindestens eine mit Öffnungen (11) versehene Dämpfungsplatte (9) aufweist,
• 1.6 daß die Dämpfungsplatte (9) seitlich durch ein Anschlußstück (8) mit dem Dämpfungsbehälter (1) verbunden ist,
• 1.7 daß die Öffnungen (11) in die Leitungen (2) münden, die die Teilströme vom Dämpfungsbehälter (1) zum Stoffauflauf (3) führen, und
• 1.8 daß die Leitungen (2) flexibel und elastisch verformbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsplatte (9) eben ist und daß das Anschlußstück (8) einen kastenartigen Strömungskanal bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (A) der Dämpfungsplatte (9) vom Dämpfungsbehälter (1) das maximal siebenfache des hydraulischen Durchmessers im Anschlußstück (8) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (A) der Dämpfungsplatte (9) vom Dämpfungsbehälter (1) das ein- bis fünffache des hydraulischen Durchmessers im Anschlußstück (8) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsplatte (9) ein Teil der Seitenwand des Dämpfungsbehälters (1) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Leitungen (2) zwischen Dämpfungsplatte (9) und Stoffauflauf (3) mindestens zehnmal so groß ist wie ihr Innendurchmesser.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächennormale der Dämpfungsplatte (9) gegenüber der Anströmungsrichtung einen Winkel (alpha) mit einem Betrag von 15 bis 45 Grad aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsplatte (9) in der Senkrechten mehr als eine Lochreihe aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitten-Abstand benachbarter Öffnungen (11) auf der Dämpfungsplatte (9) maximal das fünffache des hydraulischen Durchmessers der Öffnungen (11) beträgt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (8) elastisch verformbare oder flexible Wände (12) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leitungen (2) bezogen auf einen Meter Papierbahnbreite mindestens sechs ist.

12. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (2) direkt in die Kanäle eines hydraulischen Turbulenzerzeugers im Stoffauflauf (1) münden.