EP1348803A2 - Mehrschicht-Stoffauflauf - Google Patents

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EP1348803A2
EP1348803A2 EP03100381A EP03100381A EP1348803A2 EP 1348803 A2 EP1348803 A2 EP 1348803A2 EP 03100381 A EP03100381 A EP 03100381A EP 03100381 A EP03100381 A EP 03100381A EP 1348803 A2 EP1348803 A2 EP 1348803A2
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EP
European Patent Office
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nozzle
flow
layer
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layer headbox
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EP1348803B1 (de
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
Voith Paper Patent GmbH
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/026—Details of the turbulence section
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    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/028—Details of the nozzle section

Definitions

  • the invention relates to a multi-layer headbox for a paper machine, with several nozzle spaces, each assigned to one of the different layers are and in each of which a partial suspension flow assigned to the relevant layer up to an outlet gap provided at the end of the nozzle space is led.
  • a multi-layer headbox is, for example, from EP 0 581 051 B1 known.
  • Multi-layer headboxes have so far been used with approximately the same nozzle lengths Layer built. There are clear differences in length that result from the design less than 1% of the specified nozzle length.
  • the aim of the invention is to provide an improved multi-layer headbox to create the kind mentioned.
  • the maximum nozzle space length is preferably about 800 mm. It follows namely a significant improvement in jet stability with increasing nozzle length up to approx. 800 mm.
  • the minimum nozzle space length is expediently less than or equal to 400 mm, in particular less than or equal to 350 mm and preferably approximately equal to 300 mm. Short nozzles generate higher turbulence than long nozzles. With short Nozzles can have a significantly lower tear length ratio and thus a higher one Cross strength can be achieved.
  • a preferred expedient embodiment of the multilayer headbox according to the invention is characterized by the fact that it is for at least three Layers is designed and that the assigned to the two outer layers Nozzle spaces have a greater length than at least one of a medium size Layer assigned nozzle area.
  • the two outer layers assigned nozzle spaces in particular have the same length.
  • Such a headbox designed for at least three layers can advantageously can be used especially in connection with a gap former.
  • the length difference between differently long nozzle spaces can advantageously viewed in the direction of flow between each shorter nozzle space and the relevant cross-flow distributor arranged Intermediate chamber can be bridged.
  • the intermediate chamber can flow considered in particular between two turbulence generator sections be arranged.
  • the headbox is a two-layer headbox executed, the assigned to the two layers Nozzle spaces a different length measured in the direction of flow have.
  • the longer nozzle space of a ceiling layer is preferred and the shorter nozzle space is assigned to a back layer.
  • the back will with a short nozzle and the ceiling with a long nozzle.
  • the back is in this case with a low L / Q ratio and the ceiling with an optimal one Beam driven for good coverage and formation.
  • the cross flow distributors assigned to the two different layers can according to the difference in length between the two long nozzle spaces in the direction of flow against each other.
  • the length difference can also be caused, for example, by one in the direction of flow considered between the shorter nozzle space and the one in question
  • Cross-flow distributor arranged intermediate chamber are bridged.
  • a such an intermediate chamber can in particular be viewed again in the direction of flow be arranged between two turbulence generator sections.
  • FIG. 1 shows a three-layer headbox 10 in a schematic sectional illustration with two longer nozzle spaces 12, 14 assigned to the two outer layers and a much shorter nozzle space 16 for the middle one Layer.
  • the middle nozzle space 16 about 1/3 shorter than the two outer nozzle spaces 12, 14.
  • the relevant partial suspension flows are in the nozzle spaces 12-16 in each case up to an outlet gap 18-22 provided at the end of the nozzle space guided.
  • a turbulence generator 30-34 can be provided in each case for cross-flow distributors.
  • the difference in length between the different lengths Nozzle spaces 12 - 16 bridged by an intermediate chamber 36, which is in the direction of flow S considered between that determined for the middle layer Cross flow distributor 28 and the associated nozzle space 16 is arranged.
  • the maximum nozzle space length can be approximately 800 mm, for example.
  • the Minimum nozzle space length is, for example, less than or equal to 400 mm, in particular less than or equal to 350 mm and preferably approximately equal to 300 mm.
  • the intermediate chamber 36 is between two turbulence generator sections in the present case 34 ', 34 "arranged.
  • Such a multi-layer headbox 10 can be used in particular in conjunction with a gap former can be used.
  • Figure 2 shows a schematic sectional view of a comparable to that of Figure 1
  • Three-layer headbox 10 with two of the two outer layers assigned longer nozzle spaces 12, 14 and one in comparison clearly shorter nozzle space 16 for the middle layer.
  • This three-layer headbox 10 differs from that of FIG. 1 only in that here the intermediate chamber is missing and instead the different layers assigned cross-flow distributor 24-28 according to the length difference between the shorter middle nozzle chamber 16 on the one hand and the two longer ones
  • nozzle spaces 12, 14 are offset from one another in the flow direction S. are.
  • the middle cross-flow distributor is therefore opposite the two outer cross-flow distributors 24, 26 to the left, i.e. to the exit columns 18 - 22 offset. Is between the cross flow distributor 28 and the nozzle chamber 16 in the present case, therefore, only a single turbulence generator 34 is provided.
  • this three-layer headbox 10 has at least essentially again the same structure as that of Figure 1. Corresponding parts are assigned the same reference numerals.
  • e.g. also be a two-layer headbox.
  • Figure 3 shows a schematic sectional view of such a two-layer headbox 38, in which the nozzle spaces 40, 42 have a different length measured in the flow direction S.
  • the Back is with the shorter nozzle space 40 and the nozzle Cover produced with the nozzle having the longer nozzle space 42.
  • the back in the present case is therefore with a relatively low L / Q ratio produced while the ceiling with an optimal beam for good Cover and formation is driven.

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Abstract

Ein Mehrschicht-Stoffauflauf (10) für eine Papiermaschine umfasst mehrere Düsenräume (12,14,16), die jeweils einer der verschiedenen Schichten zugeordnet sind und in denen jeweils ein der betreffenden Schicht zugeordneter Teilsuspensionsstrom bis zu einem am Düsenraumende vorgesehenen Austrittsspalt (18,20,22) geführt ist. Die Düsenräume besitzen zumindest teilweise eine unterschiedliche in Strömungsrichtung (S) gemessene Länge. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrschicht-Stoffauflauf für eine Papiermaschine, mit mehreren Düsenräumen, die jeweils einer der verschiedenen Schichten zugeordneten sind und in denen jeweils ein der betreffenden Schicht zugeordneter Teilsuspensionsstrom bis zu einem am Düsenraumende vorgesehenen Austrittsspalt geführt ist. Ein solcher Mehrschicht-Stoffauflauf ist beispielsweise aus der EP 0 581 051 B1 bekannt.
Mehrschicht-Stoffaufläufe werden bisher mit annähernd gleichen Düsenlängen pro Schicht gebaut. Längenunterschiede, die sich konstruktiv ergeben, liegen deutlich unter 1 % der angegebenen Düsenlänge.
Ziel der Erfindung ist es, einen verbesserten Mehrschicht-Stoffauflauf der eingangs genannten Art zu schaffen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Düsenräume zumindest teilweise eine unterschiedliche in Strömungsrichtung gemessene Länge besitzen.
Aufgrund dieser Ausbildung werden in dem Mehrschicht-Stoffauflauf die technologischen Vorteile der langen Düsen mit denen der kurzen Düsen miteinander kombiniert. Es versteht sich, dass die betreffenden Längenunterschiede der Düsenräume über die eingangs erwähnten, sich konstruktiv ergebenden Längenunterschiede hinausgehen.
Die maximale Düsenraumlänge beträgt vorzugsweise etwa 800 mm. Es ergibt sich nämlich eine deutliche Verbesserung der Strahlstabilität mit steigender Düsenlänge bis ca. 800 mm.
Die minimale Düsenraumlänge ist zweckmäßigerweise kleiner oder gleich 400 mm, insbesondere kleiner oder gleich 350 mm und vorzugsweise etwa gleich 300 mm. Kurze Düsen generieren höhere Turbulenzen als lange Düsen. Mit kurzen Düsen kann ein deutlich niedrigeres Reißlängenverhältnis und damit eine höhere Querfestigkeit erzielt werden.
Eine bevorzugte zweckmäßige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrschicht-Stoffauflaufs zeichnet sich dadurch aus, dass er für zumindest drei Schichten auslegt ist und dass die den beiden Außenschichten zugeordneten Düsenräume eine größere Länge besitzen als zumindest ein einer mittleren Schicht zugeordneter Düsenraum. Dabei können die den beiden Außenschichten zugeordneten Düsenräume insbesondere eine gleiche Länge besitzen.
Ein solcher für zumindest drei Schichten ausgelegter Stoffauflauf kann vorteilhafterweise insbesondere in Verbindung mit einem Gapformer eingesetzt werden.
Die Längendifferenz zwischen unterschiedlich langen Düsenräumen kann vorteilhafterweise durch eine in Strömungsrichtung betrachtet zwischen dem jeweils kürzeren Düsenraum und dem betreffenden Querstromverteiler angeordnete Zwischenkammer überbrückt werden. Die Zwischenkammer kann in Strömungsrichtung betrachtet insbesondere zwischen zwei Turbulenzerzeugerabschnitten angeordnet sein.
Grundsätzlich ist jedoch auch eine solche Ausführungsform denkbar, bei der die den verschiedenen Schichten zugeordneten Querstromverteiler entsprechend einer jeweiligen Längendifferenz zwischen unterschiedlich langen Düsenräumen in Strömungsrichtung gegeneinander versetzt sind.
So ist beispielsweise ein Dreischicht-Stoffauflauf an einem Gapformer oder dergleichen denkbar, der beispielsweise mit zwei langen Düsen für die Außenschichten und einer kurzen Düse für die Mittelschicht versehen ist. Die turbulenter erzeugte Mittelschicht hält das Gesamt-L/Q-Verhältnis niedrig und sorgt für eine hohe Querfestigkeit. Infolge der Erzeugung der Außenschichten mit langen Düsen werden eine gute Abdeckung sowie eine optimale Formation erreicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Stoffauflauf als Zweischicht-Stoffauflauf ausgeführt, wobei die den beiden Schichten zugeordneten Düsenräume eine unterschiedliche in Strömungsrichtung gemessene Länge besitzen. Dabei sind vorzugsweise der längere Düsenraum einer Deckenschicht und der kürzere Düsenraum einer Rückenschicht zugeordnet. Der Rücken wird also mit kurzer und die Decke mit langer Düse produziert. Der Rücken wird in diesem Fall mit niedrigem L/Q-Verhältnis und die Decke mit einem optimalen Strahl für eine gute Abdeckung und Formation gefahren.
Die den beiden verschiedenen Schichten zugeordneten Querstromverteiler können entsprechend der Längendifferenz zwischen den beiden unterschiedlich langen Düsenräumen in Strömungsrichtung gegeneinander versetzt sein. Die Längendifferenz kann jedoch beispielsweise auch wieder durch eine in Strömungsrichtung betrachtet zwischen dem kürzeren Düsenraum und dem betreffenden Querstromverteiler angeordnete Zwischenkammer überbrückt werden. Eine solche Zwischenkammer kann insbesondere wieder in Strömungsrichtung betrachtet zwischen zwei Turbulenzerzeugerabschnitten angeordnet sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Figur 1
eine schematische Schnittdarstellung eines Dreischicht-Stoffauflaufs mit zwei den beiden Außenschichten zugeordneten längeren Düsenräumen und einem im Vergleich dazu kürzeren Düsenraum für die mittlere Schicht, wobei die Längendifferenz zwischen den unterschiedlich langen Düsenräumen durch eine Zwischenkammer überbrückt ist,
Figur 2
eine schematische Schnittdarstellung eines vergleichbaren Dreischicht-Stoffauflaufs ohne Zwischenraum und
Figur 3
eine schematische Schnittdarstellung eines ZweischichtStoffauflaufs, dessen den beiden Schichten zugeordnete Düsenräume eine unterschiedliche Länge besitzen.
Figur 1 zeigt in schematischer Schnittdarstellung einen Dreischicht-Stoffauflauf 10 mit zwei den beiden Außenschichten zugeordneten längeren Düsenräumen 12, 14 und einem im Vergleich dazu deutlich kürzeren Düsenraum 16 für die mittlere Schicht. Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, ist im vorliegenden Fall der mittlere Düsenraum 16 etwa um 1/3 kürzer als die beiden äußeren Düsenräume 12, 14.
In den Düsenräumen 12 - 16 werden die betreffenden Teilsuspensionsströme jeweils bis zu einem am Düsenraumende vorgesehenen Austrittsspalt 18 - 22 geführt.
Zwischen den Düsenräumen 12 - 16 und den der jeweiligen Schicht zugeordneten Querstromverteilern kann jeweils ein Turbulenzerzeuger 30 - 34 vorgesehen sein.
Im vorliegenden Fall ist die Längendifferenz zwischen den unterschiedlich langen Düsenräumen 12 - 16 durch eine Zwischenkammer 36 überbrückt, die in Strömungsrichtung S betrachtet zwischen dem für die mittlere Schicht bestimmten Querstromverteiler 28 und dem zugeordneten Düsenraum 16 angeordnet ist.
Die maximale Düsenraumlänge kann beispielsweise etwa 800 mm betragen. Die minimale Düsenraumlänge ist beispielsweise kleiner oder gleich 400 mm, insbesondere kleiner oder gleich 350 mm und vorzugsweise etwa gleich 300 mm.
Die Zwischenkammer 36 ist im vorliegenden Fall zwischen zwei Turbulenzerzeugerabschnitten 34', 34" angeordnet.
Ein solcher Mehrschicht-Stoffauflauf 10 kann insbesondere in Verbindung mit einem Gapformer eingesetzt werden.
Figur 2 zeigt in schematischer Schnittdarstellung einen mit dem der Figur 1 vergleichbaren Dreischicht-Stoffauflauf 10 mit zwei den beiden Außenschichten zugeordneten längeren Düsenräumen 12, 14 und einem im Vergleich dazu deutlich kürzeren Düsenraum 16 für die mittlere Schicht. Dieser Dreischicht-Stoffauflauf 10 unterscheidet sich von dem der Figur 1 lediglich dadurch, dass hier die Zwischenkammer fehlt und stattdessen die den verschiedenen Schichten zugeordneten Querstromverteiler 24- 28 entsprechend der Längedifferenz zwischen dem kürzeren mittleren Düsenraum 16 einerseits und den beiden längeren Düsenräumen 12, 14 andererseits in Strömungsrichtung S gegeneinander versetzt sind. In der Figur 2 ist der mittlere Querstromverteiler also gegenüber den beiden äußeren Querstromverteilern 24, 26 nach links, d.h. zu den Austrittsspalten 18 - 22 hin versetzt. Zwischen dem Querstromverteiler 28 und dem Düsenraum 16 ist im vorliegenden Fall also nur ein einziger Turbulenzerzeuger 34 vorgesehen.
Im übrigen besitzt dieser Dreischicht-Stoffauflauf 10 zumindest im wesentlichen wieder den gleichen Aufbau wie der der Figur 1. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
Bei den zuvor beschriebenen Dreischicht-Stoffaufläufen hält die turbulenter erzeugte Mittelschicht das Gesamt-L/Q-Verhältnis niedrig und sorgt für eine hohe Querfestigkeit. Mit der Erzeugung der Außenschichten durch lange Düsen werden eine gute Abdeckung und eine optimale Formation erzielt.
Ähnlich kann z.B. auch ein Zweischicht-Stoffauflauf ausgeführt sein.
Figur 3 zeigt in schematischer Schnittdarstellung einen solchen Zweischicht-Stoffauflauf 38, bei dem die den beiden Schichten zugeordneten Düsenräume 40, 42 eine unterschiedliche in Strömungsrichtung S gemessene Länge besitzen. Der Rücken wird mit der den kürzeren Düsenraum 40 aufweisenden Düse und die Decke mit der den längeren Düsenraum 42 aufweisenden Düse produziert.
Der Rücken wird im vorliegenden Fall also mit einem relativ niedrigem L/Q-Verhältnis produziert, während die Decke mit einem optimalen Strahl für eine gute Abdeckung und Formation gefahren wird.
In Strömungsrichtung S zwischen den Strömungsräumen 40, 42 und den zugeordneten Querstromverteilern 44, 46 kann jeweils beispielsweise wieder ein Turbulenzerzeuger 48 bzw. 50 vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste
10
Dreischicht-Stoffauflauf
12
längerer Düsenraum
14
längerer Düsenraum
16
kürzerer Düsenraum
18
Austrittsspalt
20
Austrittsspalt
22
Austrittsspalt
24
Querstromverteiler
26
Querstromverteiler
28
Querstromverteiler
30
Turbulenzerzeuger
32
Turbulenzerzeuger
34
Turbulenzerzeuger
34'
Turbulenzerzeugerabschnitt
34"
Turbulenzerzeugerabschnitt
36
Zwischenkammer
38
Zweischicht-Stoffauflauf
40
kürzerer Düsenraum
42
längerer Düsenraum
44
Querstromverteiler
46
Querstromverteiler
48
Turbulenzerzeuger
50
Turbulenzerzeuger
S
Strömungsrichtung

Claims (13)

  1. Mehrschicht-Stoffauflauf (10; 38) für eine Papiermaschine, mit mehreren Düsenräumen (12-16; 40, 42), die jeweils einer der verschiedenen Schichten zugeordneten sind und in denen jeweils ein der betreffenden Schicht zugeordneter Teilsuspensionsstrom bis zu einem am Düsenraumende vorgesehenen Austrittsspalt (18-22) geführt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenräume (12-16; 40, 42) zumindest teilweise eine unterschiedliche in Strömungsrichtung (S) gemessene Länge besitzen.
  2. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Düsenraumlänge etwa 800 mm beträgt.
  3. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Düsenraumlänge kleiner oder gleich 400 mm, insbesondere kleiner oder gleich 350 mm und vorzugsweise etwa gleich 300 mm ist.
  4. Mehrschicht-Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass er für zumindest drei Schichten auslegt ist und dass die den beiden Aussenschichten zugeordneten Düsenräume (12, 14) eine größere Länge besitzen als zumindest ein einer mittleren Schicht zugeordneter Düsenraum (16).
  5. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die den beiden Aussenschichten zugeordneten Düsenräume (12, 14) eine gleiche Länge besitzen.
  6. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Längendifferenz zwischen unterschiedlich langen Düsenräumen (12-16) durch eine in Strömungsrichtung betrachtet zwischen dem jeweils kürzeren Düsenraum (16) und dem betreffenden Querstromverteiler (28) angeordnete Zwischenkammer (36) überbrückt ist.
  7. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkammer (36) in Strömungsrichtung betrachtet zwischen zwei Turbulenzerzeugerabschnitten (34', 34") angeordnet ist.
  8. Mehrschicht-Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die den verschiedenen Schichten zugeordneten Querstromverteiler (24-28) entsprechend einer jeweiligen Längendifferenz zwischen unterschiedlich langen Düsenräumen (12-16) in Strömungsrichtung (S) gegeneinander versetzt sind.
  9. Mehrschicht-Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass er als Zweischicht-Stoffauflauf (38) ausgeführt ist und die den beiden Schichten zugeordneten Düsenräume (40, 42) eine unterschiedliche in Strömungsrichtung (S) gemessene Länge besitzen.
  10. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der längere Düsenraum (40) einer Deckenschicht und der kürzere Düsenraum (42) einer Rückenschicht zugeordnet ist.
  11. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die den beiden verschiedenen Schichten zugeordneten Querstromverteiler (44, 46) entsprechend der Längendifferenz zwischen den beiden unterschiedlich langen Düsenräumen (40, 42) in Strömungsrichtung (S) gegeneinander versetzt sind.
  12. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Längendifferenz zwischen den beiden unterschiedlich langen Düsenräumen (42, 40) durch eine in Strömungsrichtung (S) betrachtet zwischen dem kürzeren Düsenraum (40) und dem betreffenden Querstromverteiler (44) angeordnete Zwischenkammer überbrückt ist.
  13. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkammer in Strömungsrichtung betrachtet zwischen zwei Turbulenzerzeugerabschnitten angeordnet ist.
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