EP1348803B1 - Mehrschicht-Stoffauflauf - Google Patents

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EP1348803B1
EP1348803B1 EP03100381A EP03100381A EP1348803B1 EP 1348803 B1 EP1348803 B1 EP 1348803B1 EP 03100381 A EP03100381 A EP 03100381A EP 03100381 A EP03100381 A EP 03100381A EP 1348803 B1 EP1348803 B1 EP 1348803B1
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EP
European Patent Office
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nozzle
length
assigned
chamber
flow direction
Prior art date
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EP03100381A
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EP1348803A3 (de
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Mathias Schwaner
Jürgen Prössl
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • 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
    • D21F1/028—Details of the nozzle section

Definitions

  • the invention relates to a multilayer headbox for a paper machine, with a plurality of nozzle chambers, each associated with one of the different layers and in each of which the respective layer associated Operauspensionsstrom is guided up to an outlet gap provided at the nozzle chamber end, the nozzle chambers at least partially a different Have measured in the flow direction length.
  • a multi-layer headbox is for example from the EP 0 581 051 B1 , of the US 4,376,012 A and the GB 2 119 824 A known.
  • Multi-layer headboxes have so far been built with approximately the same nozzle lengths per layer. Length differences, which result constructively, are well below 1% of the specified nozzle length.
  • the aim of the invention is to provide an improved multi-layer headbox of the type mentioned.
  • the maximum nozzle space length of the longer nozzle spaces is 800 mm and that the minimum nozzle space length of the shorter nozzle spaces is less than or equal to 400 mm, in particular less than or equal to 350 mm and preferably equal to 300 mm.
  • Short nozzles generate higher turbulence than long nozzles. With short nozzles, a significantly lower tenacity ratio and thus a higher transverse strength can be achieved.
  • a preferred expedient embodiment of the multilayer headbox according to the invention is characterized in that it is designed for at least three layers and that the longer nozzle spaces assigned to the two outer layers have a greater length than at least one shorter nozzle space assigned to a middle layer.
  • the two outer layers associated with longer nozzle chambers may in particular have a same length.
  • Such a headbox designed for at least three layers can advantageously be used in particular in conjunction with a gap former.
  • the difference in length between nozzle spaces of different lengths can advantageously be bridged by an intermediate chamber arranged between the respectively shorter nozzle space and the respective cross-flow distributor, viewed in the flow direction.
  • the intermediate chamber can be arranged, viewed in the flow direction, in particular between two turbulence generator sections.
  • a three-layer headbox on a gap former or the like is conceivable which is provided, for example, with two long nozzles for the outer layers and one short nozzle for the middle layer.
  • the turbulently generated middle layer keeps the overall L / Q ratio low and provides high transverse strength.
  • the headbox is designed as a two-layer headbox, wherein the nozzle chambers associated with the two layers have a different length measured in the flow direction.
  • the longer nozzle chamber is preferably assigned to a cover layer and the shorter nozzle chamber to a back layer.
  • the back is thus produced with a short and the ceiling with a long nozzle.
  • the back is driven in this case with low L / Q ratio and the ceiling with an optimal beam for good coverage and formation.
  • the cross-flow distributors assigned to the two different layers can be offset from one another in the flow direction in accordance with the difference in length between the two nozzle spaces of different lengths.
  • the difference in length can, for example, also be bridged again by an intermediate chamber arranged between the shorter nozzle chamber and the respective cross-flow distributor viewed in the flow direction.
  • Such an intermediate chamber can in particular be arranged between two turbulence generator sections viewed again in the flow direction.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a three-layer headbox 10 with two the outer layers associated longer nozzle chambers 12, 14 and a comparatively shorter nozzle chamber 16 for the middle layer.
  • the central nozzle chamber 16 is about 1/3 shorter than the two outer nozzle chambers 12, 14th
  • the respective partial suspension flows are each guided to an exit gap 18-22 provided at the nozzle chamber end.
  • a turbulence generator 30 - 34 can be provided in each case between the nozzle chambers 12 - 16 and the cross-flow distributors assigned to the respective layer.
  • the length difference between the differently long nozzle chambers 12-16 is bridged by an intermediate chamber 36, which is arranged in the flow direction S between the designated for the middle layer cross-flow distributor 28 and the associated nozzle chamber 16.
  • the maximum nozzle space length of the longer nozzle spaces is 800 mm.
  • the minimum nozzle space length of the shorter nozzle spaces is 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 arranged in the present case between two turbulence generator sections 34 ', 34 ".
  • Such a multi-layer headbox 10 can be used in particular in conjunction with a gap former.
  • FIG. 2 shows in a schematic sectional view one with the FIG. 1 Comparable three-layer headbox 10 with two the outer layers associated longer nozzle chambers 12, 14 and a comparatively shorter nozzle chamber 16 for the middle layer.
  • This three-layer headbox 10 differs from that of FIG. 1 merely in that here the intermediate chamber is missing and instead the cross-flow distributors 24-28 assigned to the various layers are offset against one another in the flow direction S corresponding to the longitudinal difference between the shorter central nozzle chamber 16 on the one hand and the two longer nozzle chambers 12, 14 on the other hand.
  • the average cross-flow distributor so compared to the two outer cross-flow distributors 24, 26 to the left, ie offset to the exit slits 18 - 22 out. 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 at least substantially again has the same structure as that of FIG. 1 , Corresponding parts are assigned the same reference numerals.
  • the more turbulently generated middle layer keeps the overall L / Q ratio low and provides high transverse strength.
  • the outer layers With the production of the outer layers by long nozzles, a good coverage and an optimal formation are achieved.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of such a two-layer headbox 38, in which the two layers associated nozzle spaces 40, 42 have a different measured in the flow direction S length.
  • the spine is produced with the nozzle having the shorter nozzle space 40 and the ceiling with the nozzle having the longer nozzle space 42.
  • the back is therefore produced in the present case with a relatively low L / Q ratio, while the ceiling is driven with an optimal jet for good coverage and formation.
  • a turbulence generator 48 or 50 may each be provided again, for example.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Mehrschicht-Stoffauflauf für eine Papiermaschine, mit mehreren Düsenräumen, 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 geführt ist, wobei die Düsenräume zumindest teilweise eine unterschiedliche in Strömungsrichtung gemessene Länge besitzen. Ein solcher Mehrschicht-Stoffauflauf ist beispielsweise aus der EP 0 581 051 B1 , der US 4,376, 012 A und der GB 2 119 824 A 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 maximale Düsenraumlänge der längeren Düsenraume 800 mm beträgt und dass die minimale Düsenraumlänge der kürzeren Düsenraume ist kleiner oder gleich 400 mm, insbesondere kleiner oder gleich 350 mm und vorzugsweise gleich 300 mm ist.
  • 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.
  • Es ergibt sich nämlich eine deutliche Verbesserung der Strahlstabilität mit steigender Düsenlänge bis 800 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 längeren Düsenräume eine größere Länge besitzen als zumindest ein einer mittleren Schicht zugeordneter kürzerer Düsenraum. Dabei können die den beiden Außenschichten zugeordneten längeren 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 der längeren Düsenräume beträgt 800 mm. Die minimale Düsenraumlänge der kürzeren Düsenräume ist 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 (11)

  1. Mehrschicht-Stoffauflauf (10; 38) für eine Papiermaschine, mit mehreren Düsenräumen (12-16; 40, 42), 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 (18-22) geführt ist, wobei die Düsenräume (12-16; 40, 42) zumindest teilweise eine unterschiedliche in Strömungsrichtung (S) gemessene Länge besitzen,
    dadurch gekennzeichet, dass die maximale Düsenraumlänge der längeren Düsenräume (12, 14: 42) 800 mm beträgt und
    dass die minimale Düsenraumlänge des kürzeren Düsenräume (16;40) kleiner oder gleich 400 mm, insbesondere kleiner oder gleich 350 mm und vorzugsweise gleich 300 mm ist.
  2. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass er für zumindest drei Schichten auslegt ist und dass die den beiden Aussenschichten zugeordneten längeren Düsenräume (12, 14) eine größere Länge besitzen als zumindest ein einer mittleren Schicht zugeordneter kürzeren Düsenraum (16).
  3. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die den beiden Aussenschichten zugeordneten längeren Düsenräume (12, 14) eine gleiche Länge besitzen.
  4. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 2 oder 3,
    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.
  5. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zwischenkammer (36) in Strömungsrichtung betrachtet zwischen zwei Turbulenzerzeugerabschnitten (34', 34") angeordnet ist.
  6. 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.
  7. 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.
  8. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der längere Düsenraum (40) einer Deckenschicht und der kürzere Düsenraum (42) einer Rückenschicht zugeordnet ist.
  9. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 7 oder 8,
    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.
  10. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 7 oder 8,
    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.
  11. Mehrschicht-Stoffauflauf nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zwischenkammer in Strömungsrichtung betrachtet zwischen zwei Turbulenzerzeugerabschnitten angeordnet ist.
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EP1348803A3 EP1348803A3 (de) 2004-03-10
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