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Stoffauflauf für Papiermaschinen I)ie l:rfinduug bezieht sich auf
einen Stoffauflauf oder eine Stoffeinlaßvorrichtung für Papiermaschinen und betrifft
im besonderen die Kopfkasten- oder 13inlaßkammerkonstruktion, die einen vorbestimmten
konstanten Papierstoffspiegel darin aufrechterhält.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung hat die verbesserte Papiermaschine
ein Formsieb mit einem Ablauftrog darunter, einen geschlossenen Stoffkasten zur
Zuführung von Stoff oder Brei auf das Siel, der eine Öffnung in einer Höhe, die
für eine Stoffstauung darin erwünscht ist, und Leitungen hat, die die Öffnung mit
dem Ablauftrog verbinden.
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Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist
der verbesserte Stoffauflauf für Papiermaschinen Einrichtungen auf, die eine geschlossene
Stoffkammer mit einer Stoffzufuhr- und einer Stoffauslaßeinrichtung bestimmen, wobei
diese Einrichtung eine Öffnung in einer Höhe hat, die für den Stoff in der Kammer
erwünscht ist, sowie einen Abscheiderbehälter, der mit der Öffnung verbunden ist,
sowie eine Einrichtung, um den Behälter zu evakuieren und einen barometrischen Schenkelablauf
für diesen Behälter.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
ein verbessertes Verfahren zur Zuführung von Papierstoff zu Papiermaschinen vorgesehen,
bei dem in einer Kammer eine Stoffstauung oder Vorrat gebildet wird, aus dieser
Stauung auf das Sieb einer Papiermaschine Stoff geliefert wird, Stoff in die Kammer
gepumpt wird und Luft und Stoff aus der Kammer bei einem für den Stoffvorrat in
der Kammer erwünschten Spiegel entfernt werden.
Die Geschwindigkeit
des Papierstoffes an der Staulatte wird durch die Gesamtdruckhöhe des Stoffes bestimmt.
Diese Gesamtdruckhöhe wird durch den Druck auf den Stoff plus der Stoffhöhe über
der Staulatte bestimmt. Um optimale Strömungsbedingungen für eine gewählte Strömungsgeschwindigkeit
des Stoffes auf das Papiermaschinensieb aufrechtzuerhalten, ist es erwünscht, einen
konstanten Stoffspiegel in.der Stoffauflauf-oder -einlaßvorrichtung zu halten. Wenn
die Stoffströmungsgeschwindigkeiten während der Arbeit der Papiermaschine geändert
werden, sollten verschiedene Stoffspiegel in dem Stoffauflauf für die günstigste
Arbeitsweise aufrechterhalten werden.
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Die Stoffauflaufvorrichtung gemäß der Erfindung erfordert eine geschlossene
Stoffkammer mit einer Auslaßstaulatte an dem vorderen unteren Rand derselben unmittelbar
neben der Brustwalze einer Langsiebpapiermaschine mit einer Stoffzuführung an dem
unteren rückwärtigen Teil derselben und mit einer Druckgaszuführung an ihrem oberen
Teil. Die Kammer ist durch die Zuführung teilweise mit Stoff gefüllt, und die Atmosphäre
über dem Stoff in der Kammer wird mit Druckgas wie Luft gespeist, so daß die Stoffstauung
in der Kammer unter überatmosphärischem Druck steht. Der Stoff quillt durch die
Öffnung unter der Staulatte auf die Form- oder Siebfläche der Papiermaschine. Für
eine wirksame Papierherstellung muß die Strömungsgesch-,vindigkeit des herausquellenden
Stoffes für irgendeine gegebene Stoffart und Arbeitsgeschwindigkeit der NZaschine
ziemlich konstant gehalten werden. Da, wie oben auseinandergesetzt, die Strömungsgeschwindigkeit
durch die Druckhöhe und den Luft- oder Gasdruck über dem Stoffvorrat bestimmt wird,
ändern Schwankungen des einen oder anderen dieser Drücke die Strömungsgeschwindigkeit
und dadurch die Bahnformungsbedingungen auf der Siebfläche der Papiermaschine. Die
Stoffströmung in der Kammer selbst beeinflußt überdies die Bedingungen für die Bahnbildung,
und weil der Strom in der Kammer mit der Veränderung des Stoffspiegels sich verändert,
ist es erwünscht, einen konstanten Spiegel in der Kammer aufrechtzuerhalten.
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Anstatt Überatmosphärische Drücke über der Stoffstauung vorzusehen,
wird andererseits in einigen Fällen die Aufrechterhaltung verminderter Drücke bevorzugt.
Der verminderte Druck auf den Stoff hält eine ausreichende Stoffhöhe in dem Auflaufkasten
aufrecht, um die Richtwalzen u. dgl. für den Stoff darin zu bedecken, selbst wenn
ein sehr langsamer Ablauf an der Staulatte gewünscht wird und nicht mit einer Stoffhöhe
erhalten werden könnte, die hoch genug ist, um die Walzen u. dgl. zti bedecken.
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Durch diese Erfindung wird eine einfache und billige Steuerung geschaffen,
die selbsttätig eine Änderung der Stoff- und Gaszuführung in die Kammer oder eines
Vakuumsoges auf die Kammer ausgleicht und selbsttätig einen konstanten Stoffspiegel
in der Kammer aufrechterhält. Die selbsttätige Steuerung besteht aus einer Öffnung
in der Stoffkammer bei einem für den Stoffvorrat gewünschten Spiegel. Luft und Stoff
strömen durch diese Öffnung und können leicht in die sogenannte Weißwassersammelanlage
der Papiermaschine geleitet werden. Wenn verminderter Gasdruck auf den Stoffvorrat
gewünscht wird, wird eine Vakuumpumpe mit der Öffnung über eine Abscheiderkammer
verbunden, die den Stoffablauf durch diese Öffnung aufnimmt. Wenn die Stoffzuführung
zunimmt, um den Spiegel in der Kammer zu erhöhen, taucht die Öffnung in dem Stoff
unter. Unter diesen Bedingungen nimmt der Druck über dem Stoff zu, dadurch wird
ein größerer Widerstand für die Stoffzuführung gebildet und die Stoffzuführung selbsttätig
heruntergedrückt, bis der gewünschte Stoffspiegel wiederhergestellt ist, woraufhin
die Öffnung nur teilweise in den Stoff getaucht ist und sowohl Stoff als auch Luft
durch die Öffnung strömen.
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Wenn die Stoffzuführung zu sehr verlangsamt wird und der Stoffspiegel
fällt, wird die ganze Öffnung freigelegt, und der Luftdruck in der Kammer entweicht
unmittelbar in die Atmosphäre, woraufhin der verminderte Luftdruck den Widerstand
gegen die Stoffzuführung herabsetzt und der Stoffspiegel wiederhergestellt wird.
Wenn der Luftdruck fällt, steigt der Stoffspiegel an, schließt dadurch die Öffnung
und sperrt den Luftabfluß ab, woraufhin der Luftdruck wieder aufgebaut wird, um
eine Erniedrigung des Stoffspiegels zu erzwingen.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es dann, eine einfache Einrichtung
zur selbsttätigen Steuerung des Stoffspiegels an dem Kopf- oder Auflaufkasten einer
Papiermaschine unabhängig von den Änderungen der Stoffzuführupgsbedingungen vorzusehen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Aufrechterhaltung einer konstanten
Strömungsgeschwindigkeit für den von dem Stoffauflauf ausströmenden Stoff, indem
ein konstanter Stoffspiegel in der Kammer der Auflaufvorrichtung aufrechterhalten
wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Stoffauflauf für Papiermaschinen
vorzusehen, bei dem eine vorbestimmte Strömungsgeschwindigkeit an der Staulatte
dadurch aufrechterhalten wird, daß selbsttätig Luft und Stoff unter Druck in die
Atmosphäre durch eine Öffnung bei einem Spiegel abgelassen werden, der für eine
günstigste Stoffspiegeltätigkeit ausgewählt wurde.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Vorsehung eines Stoffauflaufes
für eine Papiermaschine mit einer geschlossenen Stoffkammer, die mit einer Auslaßöffnung
bei einem für den Stoffvorrat in der Kammer gewünschten Spiegel versehen ist und
die eine Stoffzuführung und eine Druckluftzufiihrung hat, die selbsttätig durch
die genannte Öffnung gesteuert werden, um den gewählten Stoffspiegel ici der Kammer
aufrechtzuerhalten.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Vorsehung eines geschlossenen
Kopf- oder Auflaufkastens für eine Langsiebpapiermaschine mit einer Anordnung, die
selbsttätig den Luftdruck und den
Stoffzuführungsdruck durch wahlweises
Ablassen von Stoff und Luft durch eine Öffnung regelt.
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Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Stoffspiegelsteuerung
für einen Auflaufkasten, der eine Öffnung bei einem gewünschten Spiegel für den
Stoffvorrat einschließt, einen mit der Off nung verbundenen Abscheider, eine
den Abscheide r absaugende Vakuumpumpe und einen barometrischen oder Wasserschenkelablauf
für den Abscheider aufweist.
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:\n(lei-e und weitere "Ziele der Erfindung ergeben sich für den Fachmann
aus der folgenden ins einzeltie gehenden liesclireil)ung und den Zeichnungen, in
denen mittels bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung eine Ausführungsform
der Erfindung dargestellt ist.
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Fig. i ist eine im wesentlichen schematische Seitenansicht einer Langsiebpapiermaschine,
die mit einem Stoffauflauf mit einer Spiegelsteueranordnung gemäß der Erfindung
ausgerüstet ist, und mit Teilen davon im senkrechten Querschnitt; Fig.2 ist eine
senkrechte Querteilschnittsansicht längs Linie: 11-I1 von Fig. i mitTeilen in Aufsicht;
Fig. 3 ist eine schematische Teilseitenansicht einer Laugsiehpapiermaschine, die
mit einem Stoffauflauf mit einer X'akuumspiegelsteuerung gemäß einer abgewandelten
Ausführungsform der Erfindung ausgerüstet ist.
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Wie in Fig. t dargestellt, bezeichnet io allgemein eineu Stoffauflauf
oder Kopfkasten einer Langsiebpal>ierniaschine einschließlich eines Formsiebes i
i, (las zwischen einer Brustwalze 12 und einer Gautschwalze 13 geführt ist und eine
waagerechte obere Bahn i ja und eine untere Bahn ,lb hat. Der Kasten io liefert
Stoff auf die obere Bahn iia des Siebes ii an den Brustwalzenenden dieser Bahn,
und das sogenannte Weißwasser aus dem Stoff läuft durch leide Bahnen des Siebes
in einen Trog i.4, der wiederum durch ein lZohr 15 in einen Stoffmischkasten i(-)
entleert, welcher mit frischem Stoff aus einem "Zuführungsrohr gespeist wird. Die
Stoff- und Weißwassermischung wird aus dem Kasten 16 durch eine Pumpe 09 Tiber eine
Rohrleitung i9 mit Zweigleitungen 19a und igb auf gegenüberliegende Seiten des Kastens
io gepumpt, aller bei einem Spiegel unter (lern Boden des Kastens. Diese Zweigleitungen
1911 un(1 igb speisen einen Strömungsglätter 20. Dieser Strömungsglätter 20 ist
ein Kasten, der sich quer über die ganze Breite des Kopfkastens io unter diesem
erstreckt und eine Zwischenwand darin hat. die mit den Wänden derselben zusammen
arbeitet, um parallele nebeneinanderliegende Stromdurchgänge 22 und 23 zu bilden.
In (lern Glätter 20 ist eine durchlochte Richtwalze 2.4 über der Sperrwand 21 angeordnet,
und an der Oberseite des Glätterkastens ist ein Schlitz 25 Tiber seine Länge vorgesehen,
der teilweise das obere Ende der Richtwalze 24 aufnimmt. Der Stoff wird an den gegenüberliegenden
Enden der Durchgänge 22 und 23 zugeführt, um im Gegenstrom längs der Länge dieser
Durchgänge und durch die Richtwalze 2:1 zu dem Auslaßschlitz 25 in (lern Oberteil
des Kastens zu fließen. Der Kopfkasten io hat eine Bodenwand 26, die mit der oberen
Bahn i ja des Formsiebes i i in im wesentlichen gleicher Höhe liegt und die nach
rückwärts von der Brustwalze 12 verläuft. Senkrechte Seitenwände 27 erstrecken sich
aufwärts von den Seiten des Bodens 26, und eine Rückwand 28 ist zwischen den Seitenwänden
vorgesehen. Zwischen den Seitenwänden 27 ist auch eine Vorderwand 29 vorgesehen,
und zwar an dem vorderen Ende des Kastens; sie liegt über der oberen Bahn iia des
Formsiebes über der Brustwalze 12. Der Kastenoberteil ist durch eine Deckelwand
3o abgeschlossen, die vorzugsweise eine Öffnung 30a darin hat, welche durch eine
Tür 31 geschlossen ist. Ein Einlaßrohr 32 für Druckluft oder anderes Gas aus einer
Pumpe 33 führt durch die Deckelwand 30, um Druckluft in die durch den Kasten bestimmte
Kammer 34 einzuführen.
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Ein Sumpftei135 ist in dem Kasten vorgesehen und -rstreckt sich über
die ganze Breite desselben an dessen hinterem Ende. Dieser Sumpf 35 steht über die
Länge seines Bodens mit dem Schlitz 25 des Strömungsglätters 20 und ebenso über
die Länge seines Oberteils mit dem Boden der Kammer 34 in Verbindung. Eine horizontale
Sperrwand 36 ist auf der Bodenwand 26 angeordnet und steht über den oberen Teil
des Sumpfes 35 vor, um wahlweise die Breite des Spaltes 37 zwischen dem oberen Teil
des Sumpfes und dem Boden der Kammer 34 zu regeln.
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Ein Schutzblech 38 ist an der Bodenwand 26 angeordnet und steht davon
nach vorwärts vor, um Tiber der oberen Bahn i ia des Formsiebes i i an der Brustwalze
12 zu liegen.
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Eine Staulatte 39 hängt von dem unteren Teil der Vorderwand 29 bis
zu einem Abstand über der oberen Bahn 11a des Siebes ii herab und ist verstellbar
an dieser Vorderwand 29 befestigt, um die Größe des Auslasses 4o an der unteren
Vorderkante des Kastens to zu verändern. Dieser Auslaß4o erstreckt sich über die
ganze Breite der oberen Bahn i ja des Formsiebes.
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Der durch den Strömungsglätter 20 gepumpte Papierstoff strömt durch
den Schlitz 25 und den Spalt 37 in die Kammer 34, um einen Stau oder Vorrat P in
der Kammer 34 zu bilden. Dieser Stau oder Vorrat speist den Auslaß 40 und, wie oben
auseinandergesetzt, sollte der Stauspiegel bei günstigsten Papierbahnbildungsbedingungen
für eine gegebene Strömungsgeschwindigkeit des Ablaufes konstant bleiben.
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Um einen vorbestimmten oder vorgewählten konstanten Spiegel aufrechtzuerhalten,
ist die eine der Seitenwände 27 des Kastens io mit einer oder mehreren Öffnungen
oder Löchern4i ausgestattet. Diese Öffnungen liegen in verschiedenen Höhen, und
nur die eine von ihnen, und zwar in der für den Stoffvorrat gewünschten Höhe, wird
benutzt. Wie in Fig. 2 gezeigt, schließen Stöpsel 42 die Öffnungen ab, die nicht
benutzt werden sollen. Ein Ablaufrohr 43 verbindet die offene Öffnung 41 mit dem
Trog 14.
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Die gewählte Öffnung 41 läßt Luft und Stoff aus der Kammer 34 bei
dem für den Stau P in der
Kammer gewünschten Spiegel entweichen.
Wie in Fig. i gezeigt, liegt der Spiegel des Stoffes oder Vorrats P etwa mitten
zwischen dem Ober- und Unterteil der Mittelöffnung 41. Da die Kammer 34, abgesehen
von dem Stau lattenauslaß 40 und der Öffnung 41, geschlossen ist, und da- es ferner
erwünscht ist, eine konstante Strömungsgeschwindigkeit durch den Auslaß 4o bei irgendeiner
gegebenen Arbeitsbedingung der Papiermaschine aufrechtzuerhalten und einen vorbestimmten
Stoffspiegel für den Stau P aufrechtzuerhalten, läßt die Öffnung 41 sowohl Luft
als auch Stoff aus der Kammer 34 durch das Rohr 43 entweichen, wobei der Stoff in
dem Trog 14 gesammelt wird und die Luft in die Atmosphäre gelassen wird.
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Wenn die Pumpe 18 dem Stau P Stoff mit zu großer Geschwindigkeit zuführt,
so daß der Spiegel des Staus ansteigt, wird die Öffnung 41 untergetaucht, woraufhin
der Luftdruck über dem Stau sich vergrößert, weil die Pumpe 33 weiter Luft in den
nun abgeschlossenen Luftraum über dem Stau drückt. Der vergrößerte Luftdruck vergrößert
den Widerstand gegen die Pumpe 18 und verlangsamt dadurch die Liefergeschwindigkeit
der Pumpe. Wenn die Liefergeschwindigkeit zu sehr absinkt, so daß der Stauspiegel
fällt, wird die Öffnung 41 vollständig frei, und Druckluft entweicht in die Atmosphäre,
wodurch der Widerstand gegen die Pumpe abnimmt und das Ansteigen des Stoffspiegels
erlaubt. Wenn die Druckluft aus der Pumpe 33 ab- oder zunimmt, nimmt der Widerstand
der Pumpe 18 ab oder zu, um den Spiegel des Staues P zu verändern; ein. Gleichgewichtszustand
wird nur erreicht, wenn die Öffnung 41 teilweise untergetaucht ist, um sowohl Stoff
als auch Luft durch das Rohr 43 entweichen zu lassen.
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Bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung sind die Teile, die den in Fig.
i dargestellten Teilen entsprechen und vorstehend beschrieben sind, mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. In Fig. 3 hat der Stoffauflauf oder Kopfkasten io° in der
Rückwand 28 eine Öffnung 41, die durch ein Rohr oder eine Leitung 5o mit dem oberen
Teil eines geschlossenen Abscheidebehälters 51 verbunden ist. Eine Vakuumpumpe ist
mit ihrer Saugseite über ein Rohr 53 mit der Oberseite des Behälters 51 verbunden.
Ein Rohr 54 erstreckt sich von dem Boden des Behälters 51 nach unten, um in den
Weißwassertrog 14 unter dem Spiegel L des Weißwassers in dem Trog auszulaufen. Eine
durchlochte Richtwalze 55 ist in dem Kopfkasten io° nahe dem Staulattenauslaß 4o
angeordnet und nimmt dadurch Stoff auf, wenn dieser zu dem Auslaß strömt.
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Wenn die Papiermaschine langsam läuft, um ein schweres- Blatt S auf
der Siebbahn i i° zu bilden, würde der Kopf oder die Höhe H des Stoffvorrats in
dem Stau P, der zur Bedeckung der Walze 55 ausreicht, normalerweise eine zu große
Stoff auslaufgeschwindigkeit an der Öffnung 4o herbeiführen. Da die Walze 55 vollständig
in dem Stoff untergetaucht sein muß, ist die Höhe H erforderlich.
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Die Wirkung der Höhe H auf die Geschwindigkeit des durch den Auslaß
40 strömenden Stoffes wird durch Evakuierung des _lhscheiders 5 1 gesteuert,
wodurch ein Vakuum durch die Öffnung 41 erzeugt wird, um den Druck in der Kammer
34 zu vermindern. Der Abscheider 51 wird durch die barometrische Schenkelwirkung
des getauchten Ablaufrohres 54 abgeschlossen.
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Wenn es z. B. notwendig ist, 30 cm mehr Höhe in dem Stau P
vorzusehen, als es für die Erzeugung der richtigen Geschwindigkeit an dein Auslaß
40 erforderlich ist, wird die Vakuumpumpe 52 angetrieben, um ein Vakuum von etwa
2,5 cm Quecksilber in dem Kammerraum 34 über dem Stoffvorrat P zu halten. Dadurch
steigt das Wasser in dem Rohr 54 etwa 30 cm, höher als der Spiegel L in dem
Trog 14. Wenn der Vorrat P dann ansteigt, um die Öffnung 41 zu verdecken, wird nur
Stoffwasser in den Separator gesaugt, und keine Luft würde aus dem Raum über dem
Vorrat P der Kammer 34 gesaugt werden. Der Wasserspiegel würde demzufolge gesenkt
werden, um die Öffnung 4i freizugeben, wodurch aus der Kammer 34 Luft gesaugt wird,
um den Wasserspiegel an der Öffnung zu halten. Ein konstanter Spiegel wird dadurch
selbsttätig wie bei der oben beschriebenen Verwendung von Druckgas aufrechterhalten,
aber der Druck des Stoffvorrats an dem Staulattenauslaß wird vermindert, um die
gewünschte Stoffauslaufgeschwindigkeit zu erzeugen.
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Aus den vorstehenden Beschreibungen ist ersichtlich, daß der Stoffauflauf-
oder Kopfkasten der Erfindung Stoff aus zwei entgegengesetzt fließenden Strömen
aufnimmt, einen Stoffvorrat oder Stau unter überatmosphärischem oder unteratmosphärischem
Druck aufrechterhält und den unter Druck stehenden Stoff aus dem Stau mit einer
konstanten vorbestimmten Geschwindigkeit unter dem Staulattenauslaß auslaufen läßt.
Der Stoffspiegel in dem Stau wird konstant gehalten unabhängig von Schwankungen
der Stoffzuführungsgeschwindigkeit und der Druckluft mittels einer Lochanordnung
bei dem für den Stoff in dem Stau gewünschten Spiegel. Dieses Loch ist teilweise
untergetaucht, um sowohl Luft als auch Stoff in die Atmosphäre oder zu einer Vakuumpumpe
entweichen zu lassen, und wenn der Stoffspiegel sich ändert, um entweder die Öffnung
oder das Loch freizugeben oder es gänzlich unterzutauchen, dann wird der Widerstand
gegen die Stoffeinlaßzuführung selbsttätig geändert, um den vorgewählten Stoffspiegel
wieder herzustellen.
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Es versteht sich, daß verschiedene Einzelheiten der Konstruktion weitgehend
geändert werden können, ohne das Wesen und die Grundsätze der Erfindung zu verlassen.