DE60128241T2 - Stoffauflauf für papiermaschine - Google Patents

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DE60128241T2
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Maarit Tukiainen
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stoffauflaufkasten einer Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Die Herstellung von Papier mit einer guten Qualität und ein stabiler Herstellprozess bringen hohe Anforderungen in Bezug auf den Stoffauflaufkasten der Papiermaschine mit sich. Insbesondere wird von einem Stoffauflaufkasten, der die qualitativen Anforderungen und Produktionsanforderungen erfüllt, erwartet, dass er dazu in der Lage ist, eine homogene und schwierigkeitsfreie Lippenabgabe zu erzeugen.
  • Verschiedene Anwendungen im Betrieb und bei weiteren Verfeinerungsprozessen stellen hohe qualitative Anforderungen an Papier- und Kartonerzeugnisse. In der Praxis betreffen diese Anforderungen die strukturellen, physikalischen und optischen Eigenschaften der Erzeugnisse. Um Eigenschaften zu erzielen, die für jeden individuellen Zweck geeignet sind, werden die Produktionsprozesse zu jedem Zeitpunkt für einen bestimmten Arbeitsbereich optimiert, was Grenzen setzt, wobei üblicherweise auch die Quantität der Herstellung begrenzt ist. Somit kann ein Erzeugnis der erwünschten Art lediglich in einem engen Arbeitsbereich des Produktionsprozesses hergestellt werden.
  • Aufgrund der Einschränkungen, die durch den Arbeitsbereich gemacht werden, ist es sehr schwierig, derartige Änderungen bei dem Prozess auszuführen, die eine Steigung der Produktion und eine Verbesserung der Qualität des Erzeugnisses anstreben. Signifikante Änderungen erfordern üblicherweise eine langfristige Forschung und technologische Entwicklung. Prozessänderungen, die für eine erhöhte Produktivität von dem Herstellprozess erwünscht sind, sind beispielsweise neue Techniken in Bezug auf eine erhöhte Maschinengeschwindigkeit und eine minimierte Anwendung von Wasser (eine erhöhte Blattbildungskonsistenz).
  • Um Papier in guter Qualität herzustellen, sind Anstrengungen unternommen worden, zu verhindern, dass verschiedene Störungen wie beispielsweise Wirbel und Konsistenzstreifen aus dem Stoffauflaufkasten entweichen.
  • Derartige Störungen können beispielsweise in Verbindung mit einer Fluidisierung (eine starke geometrische Änderung) und bei den Abgabeenden der Rohre von dem Turbulenzgenerator (Störungen von den Rohrwänden, wie beispielsweise Wirbel und Konsistenz- und Geschwindigkeitsprofile) auftreten.
  • Aus diesem Grund sind
    • 1) eine Fluidisierung mit kleinen geometrischen Absätzen und
    • 2) eine geringe rohrspezifische Strömungsrate typischerweise in dem Stoffauflaufkasten angewendet worden.
  • Aus einer niedrigen Strömungsrate folgt, dass die durchschnittliche Verweilzeit der Faserpulpe in dem Stoffauflaufkasten nach der Fluidisierung zu lang ist in Bezug auf das Vermeiden einer Rückflockung. Somit wird die Faserpulpe nicht aus dem Stoffauflaufkasten in dem fluidisierten Zustand abgegeben, der für eine gute Blattbildung erforderlich ist. Um die Fluidisierung zu verbessern, sind Lamellen in der Tat für die Anwendung in dem Stoffauflaufkasten eingeführt worden. Diese Lamellen sind in dem Lippenkanal montiert und sie bringen mehr Reibungsfläche in dem Kanal mit sich. Jedoch bezieht sich der wichtigste die Fluidisierung unterstützende Effekt der Lamellen auf ihre Endstückturbulenzen. Obwohl diese Turbulenzen für die Fluidisierung von Vorteil sind, verursachen sie kohärente Strömungsstrukturen, die sich langsam abschwächen, die aber in dem erzeugten Papier sogar sichtbar sind. In der Praxis sind die hinzugefügte Reibungsfläche, die durch die Lamellen mit sich gebracht wird, und die erhöhte Ausstoßrate der Grenzlagenturbulenz nicht ausreichend, die Strömung zu fluidisieren. Jedoch ist es mit der Hilfe der Strömungsflächen in den Strömungskanälen und mit der Hilfe der Grenzlagenturbulenz möglich, den stark fluidisierten Zustand zu halten, der in dem Turbulenzgenerator mit sich gebracht wird. Eine unvollständige (zögerliche) Fluidisierung, die in vielen Stufen ausgeführt wird, führt zu einer noch nachteilhafteren Flockenstruktur als eine Fluidisierung, die auf Anhieb ausgeführt wird und auf einer gesteuerten Verweilzeit basiert.
  • Ein Stoffauflaufkasten gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in der Druckschrift FI 69 330 B offenbart.
  • Der Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von den Lösungen des Standes der Technik dahingehend, dass bei dem Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fluidisierung lediglich einmal in einer Stufe in jeder Rohrleitung ausgeführt wird. Somit hat jede Rohrleitung lediglich ein Fluidisierelement. Wenn die Fluidisierung effektiv ausgeführt worden ist, wird die Strömung beschleunigt und wird die Fluidisierungshöhe beibehalten, indem Lamellen und geeignete Strömungsflächen angewendet werden. Durch das Beschleunigen der Strömung wird die Verweilzeit der Pulpe in dem Stoffauflaufkasten nach dem Fluidisierungspunkt so kurz wie möglich gehalten, so dass die Fluidisierungshöhe gut bleibt, auch wenn die Pulpe an dem Blattbildungssieb beispielsweise in dem Spalt zwischen den Blattbildungssieben des Spaltformers eintrifft. Somit hat der Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung in seinem Turbulenzgenerator 12 in jeder Reihe von Rohren lediglich einen Fluidisierer, d.h. ein Fluidisierelement, das zum Fluidisieren der Pulpe verwendet wird. Danach wird die Pulpe in der Strömungsrichtung entlang derartiger Strömungsbahnen geführt, die keinerlei Absätze oder andere Stellen aufweisen, die Störungen bei der Strömung verursachen würden.
  • Der Stoffauflaufkastenaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die Angaben in den Ansprüchen gekennzeichnet.
  • Bei dem Aufbau des Stoffauflaufkastens gemäß der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass, indem die rohrspezifischen Strömungen von dem Turbulenzgenerator des Stoffauflaufkastens erhöht werden, die Papierqualität verbessert wird und die Blattbildungskonsistenz erhöht werden kann. Dies ist möglich, indem mehr Turbulenz in dem Fluidisierer erzeugt wird und somit eine vollständigere Fluidisierung als bei herkömmlichen Stoffauflaufkastenlösungen mit sich gebracht wird. Die schädlichen Effekte der erhöhten Turbulenzhöhe werden beseitigt, indem das Ausmaß der Wirbelgröße der erzeugten Turbulenz begrenzt wird.
  • Mit Fluidisierung ist gemeint, dass die Strömungseigenschaften der Fasersuspension so gestaltet werden, dass sie den Eigenschaften der Wasserströmung entsprechen. Das heißt, eine Strömung in mehreren Phasen verhält sich wie eine Strömung in einer einzelnen Phase. Hierbei verhalten sich die Holzfasern, Füllstoffe und Feinstoffe in der Fasersuspensionsströmung wie Wasser. Faserklumpen, d.h. Faserflocken in der Fluidisierung werden aufgebrochen.
  • Somit wird in dem Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fluidisierung lediglich einmal ausgeführt, und ihre Höhe ist hierbei höher als bei einem herkömmlichen Stoffauflaufkasten. Die Fluidisierung wird in einer drehsymmetrischen Rohrerweiterung ausgeführt. Jedoch ist die angewendete Gesamtdruckenergie nicht unbedingt höher als zuvor, da andere Fluidisierungselemente wie beispielsweise Absätze an den Enden der Turburohre und an den Endstücken der Lamellen minimal gestaltet sind. Die Fluidisierungshöhe und somit die minimale Flockengröße werden gesteuert, indem die Einheit gewählt wird, die durch die Fluidisierprimärrohre, die Absatzerweiterung und die Wirbelkammer ausgebildet wird, um die erwünschte Verlustenergie zu erzeugen. Eine höhere Fluidisierungshöhe wird mit einer erhöhten Energiezufuhr erzielt.
  • Die vorliegende Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und die grafischen Darlegungen beschrieben. Die Beschreibung der erfinderischen Theorie ist auf die grafischen Darstellungen gegründet, und die Darstellungen der Ausführungsbeispiele des Stoffauflaufkastens der vorliegenden Erfindung zeigen einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung, obgleich die vorliegende Erfindung nicht lediglich auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll.
  • 1 zeigt eine grafische Darstellung von dem Arbeitsbereich des Standes der Technik (ein Oval) und dem Arbeitsbereich (ein Rechteck) gemäß der vorliegenden Erfindung, und die Darstellungen zeigen die Fluidisierungsleistung von dem Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung als eine Funktion der Verlustenergie des Fluidisierers. Die vertikalen Koordinaten zeigen die Flockengröße, während die horizontalen Koordinaten den Druckverlust zeigen. Die durch verschiedene Markierungen angezeigten Deskriptoren zeigen verschiedene Aufbauarten.
  • 2 zeigt den Rückfluidisierprozess nach dem Fluidisierer und die zugehörige Verringerung der Fasermobilität. Die Darstellung ist hierbei so zu lesen, dass die Flockengröße, die sich auf jeden mit einer durchgehenden Linie gezeigte Deskriptor bezieht, von der vertikalen Achse der linken Seite zu lesen ist, während die Verweilzeit von der horizontalen Koordinate zu lesen ist. Die vertikale Achse an der rechten Seite zeigt die Fasermobilität in Bezug auf die Verweilzeit. Die Deskriptoren, die durch die gestrichelten Linien gezeigt sind, sind hierbei zu lesen. Die Deskriptoren stellen verschiedene Aufbauarten und dadurch verschiedene Druckverluste dar. Identische Markierungen beziehen sich auf den gleichen Stoffauflaufkastenaufbau und somit auf den gleichen Druckverlust.
  • 3A zeigt eine Querschnittsansicht von der Seite des Stoffauflaufkastens gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3B zeigt eine Ansicht entlang einer Schnittlinie I-I von dem Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3C zeigt eine Ansicht in einem größeren Maßstab von dem Turbulenzgenerator, der zu dem Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung zugehörig ist, der ein Fluidisierelement gemäß der vorliegenden Erfindung hat.
  • 4 zeigt den Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Spaltformer.
  • 5 zeigt ein Rohr 15 nach dem Fluidisierelement gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Rohr ein Rohrteil 15a mit einem kreisartigen Querschnitt und benachbart ein Rohrteil 15b, das sich zu einem rechtwinkligen Querschnitt ändert, hat.
  • 6 zeigt eine axonometrische Ansicht von dem Fluidisierer, d.h. von dem Fluidisierungselement gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 7 zeigt, wie die Lamelle mit dem Turbulenzgenerator verbunden ist.
  • 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel von dem Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Pulpe von der Bypasssammelleitung direkt in den Turbulenzgenerator gemäß der vorliegenden Erfindung geführt wird.
  • 1 zeigt eine Fluidisierung (ein Oval), das sich durch den Fluidisierer eines herkömmlichen Stoffauflaufkastens aus dem Stand der Technik ergibt, und den Arbeitsbereich (ein Rechteck) von dem Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Fluidisierungselement von dem Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung, beispielsweise in einem röhrenartigen Turbulenzgenerator, ist so dimensioniert, dass der untere Grenzwert von seinem Arbeitsbereich im Großen und Ganzen dem Optimum der im Hinblick auf den Druckverlust minimalen Flockengrößenkurve (Neigung = –1) entspricht.
  • Da die minimale Flockengröße logarithmisch verkleinert wird, wenn die Verlustenergie (die Strömungsrate) zunimmt, wird fast die gleiche Fluidisierungshöhe mit Strömungsraten erzielt, die den Dimensionierungspunkt überschreiten, der dem vorstehend erwähnten Optimum entspricht. Jedoch wird aufgrund der höheren Strömungsrate eine kürzere Verweilzeit hierdurch sich ergeben, und somit wird eine bessere Fluidisierungshöhe in dem Ausfluss von dem Stoffauflaufkasten erzielt. Das Maximum von dem Strömungsratenbereich wird durch die Zeitspanne erzeugt, die in dem Lippenkanal benötigt wird, damit die Störung bei den Verzögerungen der Turborohre und der Lamellen abstirbt. In dem Stoffauflaufkasten der vorliegenden Erfindung ist dieses Maximum von dem Strömungsratenbereich erheblich höher als bei dem herkömmlichen Stoffauflaufkasten, da in Verbindung mit der Fluidisierung eine hohe Höhe an Turbulenz mit sich gebracht wird, die mit der Hilfe einer hohen Strömungsrate und einer kleinen Kanalgröße beibehalten wird.
  • Aufgrund des effizienten Fluidisierers wird eine kräftige Turbulenz in dem Stoffauflaufkasten der vorliegenden Erfindung erzielt. Ein derartiger Absatz wird als Fluidisierer angewendet, dessen Dimension größer als die durchschnittliche Faserlänge ist. In dieser Weise wird eine Wirbelgröße, die zum Aufbrechen der Flocken ausreichend ist, zusammen mit einer effizienten Lieferung an Energie erzielt. Nach dem Fluidisierer beginnt die Turbulenz sofort abzusterben. Obwohl Wirbel, die größer als die durchschnittliche Faserlänge sind, zum Aufbrechen der Flocken benötigt werden, verursachen diese eine schnelle Rückflockung nach der Fluidisierung.
  • 2 zeigt den Rückflockungsprozess nach dem Fluidisierer und auch die zugehörige Abnahme der Fasermobilität. Diese Darstellung ist hierbei in einer derartigen Weise zu lesen, dass die Flockengröße, die sich auf jeden Deskriptor bezieht, die durch eine durchgehende Linie gezeigt ist, von der vertikalen Achse an der linken Seite gelesen werden kann, während die Verweilzeit von der horizontalen Koordinate zu lesen ist. Die vertikale Achse an der rechten Seite zeigt die Fasermobilität in Bezug auf die Verweilzeit. Die Darstellung ist hierbei in einer derartigen Weise zu lesen, dass die Fasermobilität von der vertikalen Koordinate an der rechten Seite zu lesen ist und die Verweilzeit von der horizontalen Koordinate zu lesen ist. Die mit den gestrichelten Linien gezeigten Deskriptoren sind hierbei zu lesen. Die Deskriptoren, die durch verschiedene Markierungen gezeigt sind, zeigen verschiedene Aufbauarten und somit verschiedene Druckverluste. Die gleichen Markierungen beziehen sich auf den gleichen Stoffauflaufkastenaufbau und somit auf den gleichen Druckverlust. Die maximale Fasermobilität kann an dem Punkt beobachtet werden, bei dem die Flockengröße bei jedem Aufbau minimal ist.
  • Bei dem Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Fasermobilität oder die Fluidisierungshöhe unter Anwendung der folgenden Prozeduren gehalten:
    • a) Die Verweilzeit wird durch eine hohe rohrspezifische Strömungsrate verkürzt,
    • b) die Verweilzeit wird verkürzt, indem die Strömung beschleunigt wird,
    • c) die Turbulenzgröße wird verringert, indem der Kanalquerschnitt verkleinert wird,
    • d) die Verweilzeit wird verkürzt, indem der Abstand von dem Fluidisierungselement zu dem Sieb minimal gestaltet wird.
  • Mit der Hilfe von keilartigen Lamellen 16a1 , 16a2 wird die Beschleunigung der Strömung fortgesetzt und somit wird die Verweilzeit nach der automatischen Fluidisierungseinheit in dem Stoffauflaufkasten verkürzt, und die Verringerung von dem Querschnitt des Kanals (die Steuerung des Ausmasses) wird in dem Lippenkanalteil des Stoffauflaufkastens fortgesetzt. Gleichzeitig wird das gemeinsam erfolgende Benutzen der Wandoberfläche in dem Lippenkanal optimal gestaltet. Mit Hilfe der Wand wird eine Reibungsturbulenz mit sich gebracht, die verwendet wird, um das Absterben der hohen Turbulenzhöhe, die in dem Fluidisierer mit sich gebracht wird, zu verlangsamen oder sogar aufzuhalten. Außerdem findet die erzielte Turbulenz in dem Lippenkanal, der durch Lamellen geteilt ist, in dem erwünschten kleinen Ausmaß statt.
  • In dem Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Schwierigkeitsquellen mit der Hilfe einer hohen Turbulenzhöhe gesteuert, d.h. die Fasermobilität, durch die Anwendung der folgenden Prinzipien:
    • a) Die Steuerung des Ausmaßes mit der Hilfe einer kleinen Kanalgröße verringert die Größe und die Stärke von den größten Führungsstrukturen.
    • b) Die hohe Turbulenzhöhe, die in dem Fluidisierer mit sich gebracht wird, zerlegt die kohärenten Strukturen (beispielsweise die Nachlaufrandstrukturen), die kleiner als ihr eigener Umfang sind, zu einer stochastischen Turbulenz. Ein übermäßiges Absterben der Turbulenz wird mit einer kurzen Verweilzeit, einer hohen Strömungsrate und der Ausstoßrate einer Grenzlagenturbulenz unter Verwendung von Lamellen und der Strömungsflächen von dem Lippenkanal zum Erzeugen einer Turbulenz gesteuert.
    • c) Die hohe Turbulenzhöhe fängt schnell Konsistenzstreifen von Wänden an den Enden der Turbulenzrohre oder Lamellen ab.
    • d) Eine hohe Reynolds-Zahl, d.h. eine hohe Rohrströmungsrate und Beschleunigung der Strömung halten die Grenzlagen dünn und stabil.
    • e) Die Fluidisierung wird effizient lediglich einmal ausgeführt und der fluidisierte Zustand wird durch die vorstehend erwähnten Maßnahmen aufrechtgehalten. Die Störungen, die durch Punkt c) bewirkt werden, werden hierbei vermieden.
    • f) Die Strömung wird in dem gesamten Teil nach dem Fluidisierer beschleunigt, indem konische Lamellen mit sich verringernder Dicke angewendet werden.
    • g) Die Amplitude von den kohärenten Strukturen der Nachlaufränder wird gering gehalten und die Frequenz wird hoch gehalten, indem dünne und scharfe Lamellenendstücke angewendet werden.
  • 3A zeigt eine Seitenquerschnittsansicht von dem Stoffauflaufkasten 10 gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Papiermaschine oder eine Kartonmaschine oder dergleichen. Wie dies in 3A gezeigt ist, wird eine Pulpe M1 von einer Bypasssammelleitung J1 durch Rohre 11a1.1 , 11a1.2 , ..., 11a2.1 , 11a2.2 des Rohrsatzes 11 in eine Zwischenkammer E und weiter in einen Turbulenzgenerator 12 geleitet. Von dem Turbulenzgenerator 12 wird die Pulpeströmung in einen Lippenkonus K und weiter zwischen Blattbildungssiebe H1 und H2 zu einem Former, vorzugsweise einem Spaltformer 20 geführt.
  • 3B zeigt eine Seitenquerschnittsansicht gemäß 3A von dem Stoffauflaufkasten 10 entlang der Schnittlinie I-I von 3A. Wie dies in 3B gezeigt ist, führt eine sich verengende Bypasssammelleitung J1 eine Pulpeströmung L1 in Rohre 11a1.1 , 11a1.2 , ...; 11a2.1 , 11a2.2 ..., 11a3.1 , 11a3.2 ... von dem Rohrsatz 11 und weiter von den Rohren des Rohrsatzes 11 in eine Zwischenkammer E und weiter in einen Turbulenzgenerator 12 und an Lamellen 16a1 , 16a2 vorbei in einen Lippenkonus K und weiter zu einem Blattbildungssieb H1, vorzugsweise zwischen Blattbildungssieben H1und H2 eines Spaltformers 20, wie dies in 4 gezeigt ist.
  • 3C zeigt in einem größeren Maßstab den Turbulenzgenerator 12 und die folgenden Strukturen in dem Stoffauflaufkasten von 3A. Wie dies in 3C gezeigt ist, ist das Rohr 12a1.1 , 12a1.2 ...; 12a2.1 , 12a2.2 ... von jeder Reihe an Rohren des Turbulenzgenerators 12 wie folgt ausgebildet. In die Zwischenkammer E, die in der Strömungsrichtung schmaler wird, öffnet sich ein Drosselrohr 13, dessen Länge zumindest 150 mm beträgt und dessen Innendurchmesser (Φ2) in dem Bereich von 10 mm bis 20 mm ist. Die Zwischenkammer E kann außerdem eine genormte Querschnittsströmungsfläche in der Strömungsrichtung L1 haben. Nach dem Rohr 13 befindet sich in der Strömungsrichtung ein Fluidisierer 14, der durch einen absatzartigen Aufbau mit einem kreisartigen Querschnitt ausgebildet ist, wie dies in einem größeren Detail in 6 gezeigt ist. Die Höhe h1 von einem Absatz wird durch die Differenz zwischen den Innendurchmessern eines Mischrohrs 15a und eines Drosselrohrs 13 bestimmt, die durch zwei geteilt wird, das heißt
    Figure 00130001
    und die Absatzhöhe h1 ist zumindest gleich der durchschnittlichen Faserlänge, vorzugsweise größer, vorzugsweise in einem Bereich von 1 mm bis 12 mm, wobei am ehesten ein Bereich von 1 mm bis 6 mm bevorzugt wird. Die durchschnittliche Faserlänge ist typischerweise in einem Bereich von 1 mm bis 3 mm in Abhängigkeit von der angewendeten Pulpe. Nach dem Fluidisierer, das heißt nach dem Fluidisierelement 14 befindet sich ein Rohr 15 des Turbulenzgenerators, wobei dieses Rohr ein drehsymmetrisches Mischrohrteil 15a von eine Länge von nicht weniger als 50 mm und dann ein Beschleunigungs- und Rückformteil 15b hat, das angewendet wird, um die Pulpenströmung zu beschleunigen, und dessen Länge nicht mehr als 200 mm beträgt, so dass die Intensität der Turbulenz ausreichend ist, um die Absätze in der Auslassströmung von dem Rohr 15b zu ermöglichen. Die Länge von dem Lippenkanal K wird so gewählt, dass die Strömungen, die von den Rohren 15 eintreffen, Zeit haben, sich in ihm zu vermischen, aber so, dass eine Rückflockung verhindert wird. Die Länge von dem Lippenkanal K wird innerhalb eines Bereiches von 100 mm bis 800 mm gewählt. Der Querschnitt von dem Rohr 15a wendet sich von kreisartig nach viereckig in dem Rohr 15b. Der Innendurchmesser Φ1 von dem Rohrteil 15a ist in dem Bereich von 20 mm bis 40 mm. Das Verhältnis Φ12 zwischen den Innendurchmessern der Rohre 15a und 13 ist in dem Bereich von 1,1 – 4,0. Die Strömung kommt dann aus dem Rohr 15b des Turbulenzgenerators, um die Lamellen 16a1 , 16a2 in einer derartigen Weise zu erreichen, dass zwischen dem Rohr 12a1.1 , 12a2.1 ... und der Lamelle 16a1 , 16a2 kein Absatz vorhanden ist oder er nicht größer als 2 mm ist, das heißt gleich der Dicke der Rohrwand des Turbulenzgenerators ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden derartige Lamellen 16a1 , 16a2 angewendet, die sich in einer keilartigen Weise in der Strömungsrichtung verengen und in einem scharfen Endstück enden, wobei die Höhe h2 von diesem Endstück in dem Bereich von 0 – 2 mm ist, vorzugsweise geringer als 1 mm ist. Somit hat der Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Turbulenzgenerator lediglich einen Fluidisierungspunkt und nach diesem Beschleunigungsaufbauarten und Lamellenaufbauarten, um die Fluidisierung der Strömung nach dem Fluidisierungspunkt zu halten und um die Verweilzeit in dem Stoffauflaufkasten vor den Blattbildungssieb H1, H2 minimal zu gestalten.
  • Nach dem Fluidisierelement 14 wird die Pulpeströmungsgeschwindigkeit im Wesentlichen die ganze Zeit den ganzen Weg bis zu der Lippenöffnung beschleunigt. Nach dem Fluidiserelement 14 ist die maximale zulässige Absatzerweiterung in dem Strömungskanal in der Richtung z geringer als die durchschnittliche Faserlänge. Die minimale Länge von dem Rohr 13 von dem Turbulenzgenerator 12 beträgt 150 mm, die minimale Länge von dem rotationssymmetrischen Teil des Rohrs 15a beträgt 50 mm und die maximale Länge von dem Rohrteil 15b beträgt 200 mm.
  • 4 zeigt einen Stoffauflaufkasten 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit Walzen 21 und 22 des Formers 20. Die Pulpenabgabe wird von dem Stoffauflaufkasten 10 in einem Spalt T zwischen Sieben H1 und H2 ausgeführt. Der Stoffauflaufkasten 10 hat eine Endstückleiste 30 und Spindeln 31a1 , 31a2 ..., die diese entlang der Endstückleistenlänge an verschiedenen Punkten der Breite des Stoffauflaufkastens steuern. Die Pulpe wird von der Bypasssammelleitung J1 direkt in einen Turbulenzgenerator 12 gemäß der vorliegenden Erfindung geleitet.
  • 5 zeigt in einem Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung ein Turbulenzrohr 15, das in seinem Turbulenzgenerator 12 angewendet wird, wobei das Rohr ein Rohrteil 15a mit einem kreisartigen Querschnitt hat, das in einem rechteckigen Querschnitt 15b endet. Die Wanddicke beträgt ungefähr 2 mm. In dem kreisartigen Querschnitt ist der Grad der Fluidisierung zu ihrem Maximum entwickelt, und danach wird die Strömung in dem Rohrteil 15b beschleunigt, um die Verweilzeit in dem Stoffauflaufkasten minimal zu gestalten. Das besagte Rohrteil 15b ist auch ein so genanntes Rückformteil, wobei der kreisartige Querschnitt sich in einen rechteckigen Querschnitt wendet, was die vorteilhafteste Endform für die Rohre des Turbulenzgenerators ist. Wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, ist eine Lamelle 16a1 , die in einer keilartigen Weise schmaler wird, zwischen den Rohrreihen 12a1.1 und 12a1.2 des Turbulenzgenerators angeordnet, und eine zweite Lamelle 16a2 , die in einer keilartigen Weise zu einem Lippenkonus K schmaler wird, ist zwischen den Rohrreihen 12a1.2 und 12a1.3 des Turbulenzgenerators angeordnet.
  • 6 zeigt das Fluidisierelement 14 oder den Fluidisierer gemäß der vorliegenden Erfindung, der durch eine Rohrerweiterung ausgebildet ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung hat das Fluidisierelement, das in der Zeichnung gezeigt ist, nach dem Rohrteil 13 eine Kanalerweiterung das heißt einen Absatz, der einer Wandstruktur D1, vorzugsweise eine ringartige Platte, hat, deren Ebene unter rechten Winkeln zu der Längsachse X des Rohres 11 und zu der Strömungsrichtung L1 steht, und wobei der ringartige Wandteil D1 in der inneren Wand des Rohres 15a endet, die einen kreisartigen Querschnitt hat. Die Höhe h1 von der Absatzerweiterung von dem Fluidisierelement 14 ist in dem Bereich von 1 – 12 mm und ist zumindest gleich der durchschnittlichen Faserlänge. Bei dem in 6 gezeigten Fluidisierer wird die Pulpeströmung L1 somit von dem Rohr 13 zu einem radial sich erweiternden Punkt inklusive dem ringartigen Wandaufbau D1 geleitet, der in der inneren Fläche von dem Rohr 15a endet, das einen kreisartigen Querschnitt hat. Unter diesen Umständen wird die radial laufende Strömung durch den Wandaufbau oder die Wandstruktur D1 und durch die Innenwandfläche des Rohrs 15a, die einen kreisartigen Querschnitt hat, begrenzt.
  • 7 zeigt den Aufbau der Lamelle gemäß der vorliegenden Erfindung und wie sie mit der Endfläche von dem Auslassende des Turbulenzgenerators 12 verbunden ist. Wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist, wird die Lamelle in einer keilartigen Weise schmaler und endet sie in einem scharfen Endstück 16b, dessen maximale Höhe eine Größe von 2 mm hat. Es ist im wesentlichen kein Absatz zwischen der Lamelle 16a1 , 16a2 und der Endfläche von dem Rohr des Turbulenzgenerators vorhanden. Wenn ein Absatz vorhanden ist, beträgt dieser nicht mehr als 2 mm, das heißt von der Wanddicke von dem Rohr des Turbulenzgenerators.
  • 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel von der vorliegenden Erfindung, bei dem der Stoffauflaufkasten der Papiermaschine eine Bypasssammelleitung J1 und nach der Bypasssammelleitung einen Turbulenzgenerator 12 gemäß der vorliegenden Erfindung hat. Somit wird eine Pulpe M1, wie dies durch Pfeile L1 gezeigt ist, direkt in einen Turbulenzgenerator 12 in die Rohre 12a1.1 , 12a1.2 ...; 12a2.1 , 12a2.2 von seinen Rohrreihen geleitet. Der Turbulenzgenerator 12 hat einen Aufbau, der demjenigen ähnlich ist, der in dem Ausführungsbeispiel der 3A, 3B und 3C gezeigt ist. Somit wird die Pulpe in derartige Rohre 12a1.1 , 12a1.2 ...; 12a2.1 , 12a2.2 ... der Rohreihen des Turbulenzgenerators geleitet, wobei jedes Rohr ein Fluidisierelement oder Fluidisierer 14 hat. Die Pulpe wird von der Bypasssammelleitung J1 erst in ein Rohr 11 und dann durch die radiale Erweiterung das heißt den Fluidisierer in das Rohr 15a mit einem größeren Durchmesser geleitet, der einen Teil 15a mit einem kreisartigen Querschnitt hat, der in dem Teil 15b sich in einen schmaler werdenden rechteckigen Querschnitt wendet. Das Teil 15b ist der Pulpebeschleunigungsteil, von dem die Pulpe weiter in die Lippenkammer K geleitet wird, die Lamellen 16a1 , 16a2 hat, die an ihren Oberflächen mit der Ebene der Endrohre des Turbulenzgenerators im Wesentlichen ohne einen Absatz verbunden sind. Somit treten nach dem Fluidisierungspunkt so geringe Turbulenzen wie möglich in der Strömung nach dem Fluidisierungspunkt auf, und die Strömung wird beschleunigt, so dass die Verweilzeit der Pulpe in dem Stoffauflaufkasten so kurz wie möglich ist, und die Pulpe wird mit einem guten Fluidisierungsgrad weiter zu dem Blattbildungssieb oder den Blattbildungssieben gebracht.
  • Der Stoffauflaufkasten gemäß der vorliegenden Erfindung kann nicht nur in einer Papiermaschine sondern auch in Kartonmaschinen, Weichtissuemaschinen und Trockenmaschinen angewendet werden.

Claims (10)

  1. Stoffauflaufkasten (10) einer Papier- oder Kartonmaschine zum Leiten von Pulpe zu einem Former (20) mit: einer Bypass-Sammelleitung (J1), einem Turbulenzgenerator (12) und einem Lippenkonus (K) mit einer Lippenöffnung, wobei die Pulpe (M1) zu dem Turbulenzgenerator (12) entweder direkt oder durch einen Satz an Rohren (11) und eine Zwischenkammer (E) zwischen dem Satz an Rohren (11) und dem Turbulenzgenerator (12) geleitet wird, und wobei die Pulpenströmung (L1) von dem Auslassende des Turbulenzgenerators (12) in den Lippenkonus (K) geführt wird, wobei der Turbulenzgenerator (12) Reihen von Rohren (12a) aufweist, von denen jedes ein stromaufwärtiges Rohr (13) und ein stromabwärtiges Rohr (15) und ein einzelnes Fluidisierelement (14) aufweist, das sich zwischen dem stromaufwärtigen Rohr (13) und dem stromabwärtigen Rohr (15) befindet und durch eine absatzartige Rohrerweiterung ausgebildet ist, und wobei das stromabwärtige Rohr (15) ein erstes Rohrteil (15a), das einen rotationssymmetrischen Querschnitt an seinem Einlassende hat, und ein zweites Rohrteil (15b) aufweist, das sich stromabwärtig von dem ersten Rohrteil (15a) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass Lamellen (16a1 , 16a2 ), die in dem Lippenkonus (K) angeordnet sind, mit dem Auslassende von dem Turbulenzgenerator (12) zwischen den Reihen der Rohre (12a) von dem Turbulenzgenerator (12) verbunden sind, wobei die Oberflächen von den Lamellen (16a1 , 16a2 ), an ihren Einlassenden mit den Oberflächen von den zweiten Rohrteilen (15b) an ihren Auslassenden im Wesentlichen ohne einen Absatz verbunden sind, so dass die Pulpeströmung (L1) stromabwärtig von den Fluidisierelementen (14) entlang der Oberflächen der Rohre (12a) von dem Turbulenzgenerator (12) bis zu den Oberflächen der Lamellen (16a1 , 16a2 ) ohne Absatz ist.
  2. Stoffauflaufkasten gemäß Anspruch 1, wobei die Höhendifferenz zwischen den Oberflächen der Lamellen (16a1 , 16a2 ) an ihren Einlassenden und den Oberflächen der zweiten Rohrteile (15b) an ihren Auslassenden höchstens 2 mm beträgt.
  3. Stoffauflaufkasten gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eine Wand an der absatzartigen Rohrerweiterung in einer Ebene angeordnet ist, die senkrecht zu der Mittelachse (X) des stromaufwärtigen Rohres (13) ist, wobei die Wand mit dem ersten Rohrteil (15a) von dem stromabwärtigen Rohr (15) verbunden ist.
  4. Stoffauflaufkasten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Höhe (h1) von dem Absatz der absatzartigen Rohrerweiterung in dem Bereich von 1 mm bis 12 mm ist, vorzugsweise in dem Bereich von 1 mm bis 6 mm.
  5. Stoffauflaufkasten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Rohrteil (15a) einen kreisartigen Querschnitt hat und wobei das zweite Rohrteil (15b) in der Richtung der Pulpeströmung (L1) schmaler wird.
  6. Stoffauflaufkasten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lamellen (16a1 , 16a2 ), die sich in dem Lippenkonus (K) befinden, zu ihren stromabwärtigen Enden hin schmaler werden.
  7. Stoffauflaufkasten gemäß Anspruch 6, wobei die Lamellen (16a1 , 16a2 ) in einer keilartigen Weise zu ihren stromabwärtigen Enden hin schmaler werden, und wobei die Höhe (h2) von den Lamellen (16a1 , 16a2 ) an ihren stromabwärtigen Enden höchstens 2 mm beträgt, vorzugsweise unter 1 mm ist.
  8. Stoffauflaufkasten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verhältnis (Φ12) zwischen dem Innendurchmesser (Φ1) von dem ersten Rohrteil (15a) und dem Innendurchmesser (Φ2) von dem stromaufwärtigen Rohr (13) in dem Bereich von 1,1 bis 4,0 ist.
  9. Stoffauflaufkasten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Länge von dem stromaufwärtigen Rohr (13) zumindest 150 mm beträgt, die Länge von dem ersten Rohrteil (15a) zumindest 50 mm beträgt und die Länge von dem zweiten Rohrteil (15b) nicht größer als 200 mm ist.
  10. Stoffauflaufkasten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das zweite Rohrteil (15b) und die Lamellen (16a1 , 16a2 ) derart geformt sind, dass die Pulpeströmung (L1) den ganzen Weg bis zu der Lippenöffnung von dem Lippenkonus (K) beschleunigt wird.
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