DE4437181C2 - Stoffauflauf für eine Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Stoffauflauf für eine Papiermaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2.

Bekanntlich ist es bei modernen Stoffaufläufen erforderlich, die am Austrittsspalt austretende Suspensionsmenge über die Breite einstellen zu können. Durch diese Maßnahme kann z. B. das Flächengewichtquerprofil geregelt oder das Auftreten von Querströmungen im Stoffauflauf verhindert werden. Üblicherweise werden zu diesem Zweck geometrische Veränderungen des Austrittsspaltes vorgenommen; und/oder es wird, über die Breite verteilt, an mehreren Stellen in eine der Verteileinrichtung stromab folgende Zwischenkammer eine Flüssigkeit mit einer Stoffdichte zugeführt, wird, die von der der Suspensionsströmung abweicht, z. B. Verdünnungswasser.

Die Patentschrift US 5,196,091 A informiert über einen derartigen Stoffauflauf, bei dem das Verdünnungswasser in den der Führungseinrichtung stromauf vorgeschalteten Verteiler eingespritzt wird. Dazu ist eine größere Anzahl von Versorgungsleitungen nötig, um genügend exakt auf das Querprofil einwirken zu können. Dann und bei zeitlich gleichbleibenden Suspensionsströmen hat ein solcher Stoffauflauf den gewünschten Effekt.

Durch die DE-OS 35 14 554 A1 ist ein Stoffauflauf bekannt mit einer Führungseinrichtung, die eine Vielzahl von Rohren für die Stoffsuspension aufweist. Es sind ferner Leitungen vorhanden, um an mehreren Stellen Zusatzflüssigkelt zuzugeben. Zu diesem Zweck sind in die Rohre der Führungsvorrichtung Bohrungen eingebracht, die mit Zuführleitungen in Verbindung stehen. Bei der normalerweise großen Anzahl von Zugabestellen ist das ein aufwendiger Weg.

Die deutsche Patentschrift 40 19 593 C2 zeigt einen Stoffauflauf, bei dem die Zumischung des Fluids durch Einlauföffnungen in der Wand einer zusätzlichen Zwischenkammer erfolgt.

Trotz der bekannten Lösungen bleibt also die Aufgabe, einen Stoffauflauf zu schaffen, mit dem bei möglichst geringem Aufwand eine bei allen Betriebszuständen genaue Zudosierung von Fluid, z. B. Verdünnungswasser, möglich ist.

Diese Aufgabe wird sowohl durch die Kennzeichen des Anspruchs 1 als auch die des Anspruchs 2 in vollem Umfang gelöst. Die sich anschließenden Unteransprüche beschreiben besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Tatsache ausgenutzt, daß die die Kanäle beinhaltenden Einsätze ihrerseits in Führungsrohren eingesteckt sein können. Dabei werden, wie an sich bekannt, die Einsätze so gestaltet, daß ihre Außenkontur Absätze enthält, die nach dem Einstecken in ein Führungsrohr zu Hohlräumen führen. Gerade diese Hohlräume können aber vorteilhaft zur Zuspeisung von Verdünnungswasser benutzt werden. Vergleichbare Möglichkeiten ergeben sich auch dann, wenn sich die Einsätze stromaufwärts berühren und aufgrund ihrer Außenflächenkontur dabei Hohlräume entstehen.

Durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 und 2 aufgeführten Maßnahmen kann aus den genannten Hohlräumen das Verdünnungswasser direkt in den Einlauf des zugehörigen Kanales gelangen. Das hat mehrere Vorteile: Erstens erfolgt die Zuspeisung im Einlaufbereich des Kanales, wonach eine besonders gute Vermischung möglich ist , da sich diesem Einlauf die maximal mögliche Mischstrecke, nämlich die gesamte Kanallänge, anschließt. Zweitens verändert die Zuspeisung an dieser Stelle nicht die Gesamtmenge der den Kanal durchströmenden Suspension, da an dieser Stelle z. B. die Vergrößerung der Wassermenge automatisch zu einer Verringerung der Suspensionsmenge führt. Drittens ist gewährleistet, daß das Verdünnungswasser auch dann in den beabsichtigten Kanal strömt, wenn sich die Geschwindigkeit der in der Verteileinrichtung herrschenden Suspensionsströmung infolge von unterschiedlichen Blattgewichten auf der Papiermaschine ändert. Viertens kann, weil die Einsätze in einem Block meistens neben- und übereinander liegend angeordnet sind, mit einfachen Mitteln eine Verbindung der zwischen Einsätzen und Führungsrohren bzw. benachbarten Einsätzen sich befindenden Hohlräume hergestellt werden, um wunschgemäß die Verteilung der Verdünnungsflüssigkeit zu steuern. D.h., bei der Herstellung einer solchen Verteileinrichtung ist es möglich, entsprechende Verbindungen zwischen den Hohlräumen zu bilden, die an die Zuführleitungen angeschlossen sind, und dabei mit relativ einfachen Mitteln die Verdünnung über den ganzen Block von Kanälen so aufzuteilen, wie es entsprechend den Anforderungen am zweckmäßigsten ist. Eine Vielzahl von eingesetzten Rohren, nur um das Verdünnungswasser an die entsprechenden Stellen zu bringen, ist nicht erforderlich.

Als weiterer Vorteil bestimmter Ausführungsformen ist noch zu nennen, daß im Falle einer Verstopfung der der Zuleitung des Verdünnungswassers dienenden Hohlräume eine einfache Reinigung möglich ist, da sich die Einsätze in der Regel leicht entfernen lassen. Die sich anschließenden Unteransprüche beschreiben besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Der Erfindungsgegenstand wird beschrieben und seine Vorteile weiter erläutert anhand von Zeichnungen, welche darstellen:

Fig. 1 Teilansicht eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufes;

Fig. 2 Aufsicht des in Fig. 1 gezeigten Stoffauflaufes;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Stoffauflaufes in Seitenansicht;

Fig. 4 Aufsicht des in Fig. 3 gezeigten Stoffauflaufes;

Fig. 5 vereinfacht: Stoffauflauf in Seitenansicht;

Fig. 6 vereinfacht: Mehrschichtstoffauflauf in Seitenansicht;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des Stoffauflaufes in Seitenansicht;

Fig. 8 Aufsicht des in Fig. 7 gezeigten Stoffauflaufes.

Ein Teil der Führungseinrichtung 2 eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufes ist in Fig. 1 als Schnittzeichnung vereinfacht dargestellt. Man erkennt einen Abschnitt der Zuführ- und Verteileinrichtung 1, in der bei Betrieb des Stoffauflaufes die Suspensionsströmung S in dieser Darstellung von rechts nach links fließt. Bei derartigen Stoffaufläufen wird diese Suspensionsströmung beim Einlauf in die Führungseinrichtung 2 in eine Vielzahl von Einzelströmen aufgeteilt. Dazu dienen die Kanäle 3, von denen hier drei im Schnitt zu sehen sind. Die Kanäle 3 befinden sich im Innern von Einsätzen 5. Sie können, wie hier dargestellt, zumindest zu Anfang kreisrunde Querschnitte haben, die sich an mindestens einer Stelle sprunghaft vergrößern. Solche Stoffaufläufe werden auch Stufendiffusor-Stoffaufläufe genannt. Die Erfindung ist allerdings auch bei Kanälen verwendbar, die keine sprungförmigen Querschnittserweiterungen aufweisen. Man erkennt, daß die Einsätze in geschnitten gezeigten Führungsrohren 6 stecken. Dabei bilden sich zwischen der Außenkontur der Einsätze und den Führungsrohren Hohlräume 7. Solche Hohlräume sind allein schon deshalb vorteilhaft, weil sie Material und Fertigungszeiten einsparen. Erfindungsgemäß wird nun mindestens ein Hohlraum 7 pro Einsatz 5 dazu herangezogen, um die Stoffverdünnungsflüssigkeit in die Stoffsuspension einzuleiten. Dazu werden die Zuführleitungen 4 flüssigkeitsleitend mit den Hohlräumen 7 verbunden. Die Fig. 1 und 2 zeigen, wie besonders vorteilhaft mit einer Verbindung zwei benachbarte Hohlräume 7 versorgt werden können. Dazu wird nämlich direkt unterhalb der Zuführleitung 4 eine Bohrung zur Erzeugung der Öffnung 4′ so abgesenkt, daß sie die Wandungen von benachbarten Führungsrohren 6 gerade im Bereich der Hohlräume 7 von benachbarten Einsätzen schneidet. Dadurch werden beide Hohlräume gemeinsam an eine Zuführungsleitung 4 angeschlossen. Aus dem Hohlraum 7 gelangt die Stoffverdünnungsflüssigkeit durch die Verbindung 8 in eine Ausnehmung 9, die hier als offene Nut direkt zum Einlauf 10 in den Kanal 3 verläuft. Somit gelangt die Verdünnungsflüssigkeit gemeinsam mit der Stoffsuspension in den Einlauf 10. Wie bereits erwähnt, ist auf diese Weise die Zuordnung, in welchen Kanal die Flüssigkeit einläuft, eindeutig und nicht von der Größe der Strömungsgeschwindigkeit in der Zuführ- und Verteileinrichtung 1 abhängig.

Der in der Fig. 1 rechts gezeigte Einsatz 5 ist nicht geschnitten gezeichnet.

Fig. 2 zeigt im wesentlichen den in Fig. 1 dargestellten Teil in Aufsicht. Die Blickrichtung liegt in Richtung der Kanalströmung. Man erkennt, daß bei dem hier gewählten Beispiel die Führungsrohre 6 einen quadratischen Querschnitt haben, was der Stabilität des Blockes dient. Selbstverständlich sind diese konstruktiven Details für die Ausführung der Erfindung frei wählbar, sofern nur die erwähnten Hohlräume 7 gebildet werden können.

Ebenso gut können nämlich auch, wie in Fig. 3 gezeigt, Führungsrohre verwendet werden, deren Querschnitt stromaufwärts rund und stromabwärts eckig ist. Eventuell muß in einem solchen Fall dafür gesorgt werden, daß die Öffnung 4′ jeweils zwei benachbarte Rohre anschneidet. Diese in Fig. 3 gezeigte Konstruktion hat den Vorteil relativ kurzer Einsätze 5, da die Führungsrohre stromabwärts selbst medienführend sind.

Aus Fig. 4 geht hervor, daß die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform stromaufwärts eine Lochplatte 12 aufweisen kann, um quer zur Maschinenlaufrichtung liegende Hohlräume 7 trennen zu können.

In Fig. 5 wird der ganze Stoffauflauf von der Seite stark vereinfacht gezeigt. Als Alternative oder auch Ergänzung ist eine unten angebrachte Zuführleitung 4 erkennbar.

Fig. 6 zeigt stark vereinfacht einen erfindungsgemäßen Zweischichtstoffauflauf, ungeschnitten, von der Seite. Man erkennt die Zuführ- und Verteileinrichtungen 1, die Führungseinrichtungen 2, die Zuführleitungen 4 und die Düsenräume 11. Dieser Stoffauflauf dient dazu, einen Stoffstrahl senkrecht nach oben austreten zu lassen, kann also in Doppelsiebgaßformern mit senkrechter Formierstrecke Verwendung finden. Das Beispiel zeigt, daß die bisher anhand eines waagrechten Stoffauflaufes beschriebene Erfindung ohne weiteres auf davon abweichende Lage des Stoffstrahles anwendbar ist.

Fig. 7 stellt eine in Anspruch 3 beschriebene Ausführungsform dar. Man erkennt, daß die Hohlräume 7 zweier benachbarter Einsätze 5 direkt aneinandergrenzen. In solchen Hohlräumen kann eine Bohrung zur Erzeugung der Öffnungen 4′ eingesenkt sein. Die Führungsrohre 6 erstrecken sich nicht bis zum stromaufwärtigen Ende der Einsätze 5. Sie können gegebenenfalls auch völlig entfallen, wenn die Einsätze 5 so gestaltet sind, daß sie miteinander verbunden werden können.

Fig. 8 zeigt, teilweise geschnitten, die Aufsicht auf die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform. Der Hohlraum 7 eines Einsatzes 5 ist in zwei Kammern 7′, 7′′ aufgeteilt. Es hängt von den Erfordernissen des Stoffauflaufes ab, wie fein verteilt, über die Breite des Stoffauflaufes betrachtet, die Stoffverdünnungsflüssigkeit zugegeben werden soll. Der in Fig. 8 geschnitten gezeigte Einsatz 5, der in zwei Kammern 7′, 7′′ unterteilt ist, trennt zwei voneinander unabhängig über Zuführleitungen 4 beschickbare Verdünnungszonen. Wenn sich diesem genannten Einsatz einer oder mehrere weitere Einsätze ohne eine solche Trennung in zwei Kammern anschließen, werden mehrere senkrecht stehende Reihen solcher Einsätze zu einer weiteren Zone zusammengefaßt.

Bei der Vielzahl von bekannten Grundkonstruktionen sind auch weitere nicht im Detail gezeichnete Ausführungen vorstellbar, mit denen die in den Ansprüchen definierte Erfindung realisierbar ist. Die Anwendung auf Gap-Former, Langsiebformer oder Hybridformer ist denkbar.

Claims (7)

1. Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einer Zuführ- und Verteileinrichtung (1) für die Stoffsuspension, mit einer sich stromab der Verteileinrichtung (1) anschließenden Führungseinrichtung (2), die eine Vielzahl von Kanälen (3) für die Stoffsuspension sowie eine Mehrzahl von quer verteilten Zuführleitungen (4) für eine Stoffverdünnungsflüssigkeit aufweist, wobei die Kanäle (3) für die Stoffsuspension sich in länglichen parallel liegenden Einsätzen (5) befinden, mit einem sich der Führungseinrichtung (2) stromabwärts anschließenden, einen Austrittsspalt für die Stoffsuspension bildenden Düsenraum (11), dadurch gekennzeichnet, daß sich die länglichen parallel liegenden Einsätze (5) in Führungsrohren (6) befinden und an ihrer Außenfläche so geformt sind, daß sich zwischen ihrer Außenfläche und der Innenfläche der Führungsrohre (6) Hohlräume (7) bilden, daß die Zuführleitungen (4) für die Stoffverdünnungsflüssigkeit je an mindestens einen dieser Hohlräume (7) angeschlossen sind, daß die derart mit Flüssigkeit versorgten Hohlräume (7) mindestens eine Verbindung (8) aufweisen zu einer zur Verteileinrichtung (1) offenen Ausnehmung (9), die sich vom Einlauf (10) zu einem der Kanäle (3) in Richtung stromaufwärts zu der während des Betriebes in der Verteileinrichtung herrschenden Suspensionsströmung (Pfeil S) erstreckt.

2. Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einer Zuführ- und Verteileinrichtung (1) für die Stoffsuspension, mit einer sich stromab der Verteileinrichtung (1) anschließenden Führungseinrichtung (2), die eine Vielzahl von Kanälen (3) für die Stoffsuspension sowie eine Mehrzahl von quer verteilten Zuführleitungen (4) für eine Stoffverdünnungsflüssigkeit aufweist, wobei die Kanäle (3) für die Stoffsuspension sich in länglichen parallel liegenden Einsätzen (5) befinden, mit einem sich der Führungseinrichtung (2) stromabwärts anschließenden, einen Austrittsspalt für die Stoffsuspension bildenden Düsenraum (11), dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen parallel liegenden Einsätze (5) an ihrer Außenfläche so geformt sind, daß sich an ihren Außenflächen nach außen offene Hohlräume (7) befinden, daß die Zuführleitungen (4) für die Stoffverdünnungsflüssigkeit je an mindestens einen dieser Hohlräume (7) angeschlossen sind, daß die derart mit Flüssigkeit versorgten Hohlräume (7) mindestens eine Verbindung (8) aufweisen zu einer zur Verteileinrichtung (1) offenen Ausnehmung (9), die sich vom Einlauf (10) zu einem der Kanäle (3) in Richtung stromaufwärts zu der während des Betriebes in der Verteileinrichtung herrschenden Suspensionsströmung (Pfeil S) erstreckt.

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verteileinrichtung (1) offene Ausnehmung (9) eine Nut ist.

4. Stoffauflauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen offenen Hohlräume (7) mindestens eines Teiles der Einsätze (5) jeweils in mindestens 2 Kammern (7′, 7′′) unterteilt sind.

5. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu parallel nebeneinanderliegenden Einsätzen (5) gehörende mit Flüssigkeit versorgte Hohlräume (7) dadurch miteinander verbunden sind, daß die an die Hohlräume (7) grenzenden Wandungen der Führungsrohre (6) durchbrochen sind, wodurch solche Hohlräume (7) gemeinsam an eine Zuführleitung (4) angeschlossen sind.

6. Stoffauflauf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Flüssigkeit versorgten Hohlräume (7) von parallel zueinanderliegenden Einsätzen (5) mit mindestens einer Zuführleitung (4) dadurch verbunden sind, daß durch das Einbringen einer von der Zuführleitung (4) ausgehenden Bohrung mindestens eine an den jeweiligen Hohlraum (7) grenzende Wandung des Führungsrohres (6) durch eine Öffnung (4) durchbrochen ist.

7. Stoffauflauf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (3) an mindestens zwei Stellen sich sprungförmig erweiternde Strömungsquerschnitte aufweisen.