EP1403423A1 - Stoffauflauf mit Drallerzeuger - Google Patents

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Publication number
EP1403423A1
EP1403423A1 EP03102711A EP03102711A EP1403423A1 EP 1403423 A1 EP1403423 A1 EP 1403423A1 EP 03102711 A EP03102711 A EP 03102711A EP 03102711 A EP03102711 A EP 03102711A EP 1403423 A1 EP1403423 A1 EP 1403423A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
swirl
headbox according
headbox
turbulence
lamella
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP03102711A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Ruf
Jürgen Prössl
Mathias Schwaner
Joachim Henssler
Ralf Wischmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1403423A1 publication Critical patent/EP1403423A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • D21F1/028—Details of the nozzle section
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a headbox with a turbulence generator and a nozzle.
  • Such a headbox serves to generate a machine-wide suspension jet in a machine used to produce a material web.
  • the material web formed from the suspension can in particular be a paper or cardboard web.
  • a corresponding headbox is described, for example, in the publications EP 0 211 607 A2 and DE 43 29 810 A1.
  • the headroom of the headboxes can a. for example, be divided by slats.
  • the slats currently used are essentially designed as flat plates.
  • the quality of the paper or cardboard is significantly influenced by relative movements between the fiber suspension and the sieve (s).
  • the formation and the burst pressure improve to an optimum with increasing difference between jet and sieve speed (
  • Shaking trestles are sometimes used in paper machines for graphic papers in order to improve the formation by additional shear stress.
  • this now has the disadvantage that the formation changes periodically at twice the shaking frequency.
  • the shaking frequency f For example, 300 1 / min and the machine speed v, for example 900 m / min, the screen moves between maximum and minimum lateral acceleration by 0.75 m.
  • the invention has for its object to provide a headbox of the type mentioned, with the properties of the fibrous web produced, in particular paper or cardboard, which require increased fiber orientation in the cross-machine direction, can be improved without noticeably affecting the properties of benefit from greater shear stress on the fiber suspension during sheet formation.
  • a swirl-generating device for introducing rotary currents having a flow component extending transversely to the machine direction into the fiber suspension within the nozzle space.
  • the swirl-generating device is installed and / or designed such that that there is no stowage point for the fiber suspension within the nozzle area.
  • the swirl-generating device can thus in particular be installed and / or designed in such a way that stagnation points at which fibers, filler, fine material, dirt and / or the like can accumulate or accumulate can be avoided.
  • the swirl-generating device can in particular comprise at least one lamella and / or at least one, in particular, fixed separating element, which, at least in regions, serves to generate the swirl.
  • the lamella or the separating element is preferably arranged between turbulence channel rows and / or gaps in the turbulence generator. Stagnation points at which fibers, filler, fine material, dirt and / or the like can accumulate or deposit are thus avoided again.
  • the designs described in EP 0 211 607 A2 have stagnation points which entail the risk of dirt accumulating or the formation of fabric specks.
  • the twist-producing internals are attached either to the side walls of the headbox or by means of tabs in the tubes of the flow grid.
  • spacers are described in this publication, which again also have stagnation points and, if attached to the side walls, may also cause problems with regard to possible deformations due to thermal changes in length.
  • the lamella or the separating element can extend in particular from the turbulence generator into the nozzle space.
  • the number of lamellae or separating elements can be selected, for example, as a function of the number of turbulence channel rows and / or gaps in the turbulence generator.
  • a preferred practical embodiment of the headbox according to the invention is characterized in that the lamella or the separating element is provided with incisions on its or its rear edge, as viewed in the direction of flow, and the resulting lamella or separating element ends serve to generate swirl.
  • the ends of the lamellae or separating elements can be limited, in particular with the formation of swirl blades.
  • the swirl blades can be restricted in the same direction, for example.
  • swirl blades are at least partially restricted in different directions.
  • the swirl blades can, for example, be alternately set in opposite directions.
  • the angle at which a respective swirl vane is set with respect to the non-set lamella or separating element part is advantageously in a range from 0 ° to a multiple of 360 ° (several complete revolutions) and preferably in a range from 30 ° to five times 360 ° (five full rotations).
  • the pitch of a respective swirl blade can vary in the machine direction.
  • the gradient of a respective swirl blade in the machine running direction can, for example, increase steadily.
  • the slope and / or the length of a respective swirl vane measured in the machine running direction can be selected in particular as a function of the respectively desired intensity of the rotary flow.
  • the lamella or the separating element is provided with at least one non-restricted swirl-producing guide element.
  • the division of the swirl blades or swirl-producing guide elements is preferably selected as a function of the division of the turbulence channels of the turbulence generator.
  • the division of the swirl blades or swirl-producing guide elements can in particular be an integer multiple or an integer fraction, e.g. B .... 3, 2, 1, 1/2, 1/3, 1/4, ..., correspond to the division of the turbulence channels of the turbulence generator.
  • the division of the swirl blades or swirl-producing guide elements can, for example, also be the same as the division of the turbulence channels of the turbulence generator.
  • the swirl vanes or swirl-producing guide elements can be aligned with the turbulence channels of the turbulence generator.
  • the swirl blades or swirl-producing guide elements viewed in the transverse direction, are offset relative to the turbulence channels of the turbulence generator.
  • the offset can correspond to half the division, for example.
  • the division of the swirl blades or swirl-producing guide elements can, however, in principle also be selected independently of the division of the turbulence channels of the turbulence generator.
  • the swirl blades or swirl-producing guide elements are designed so differently that there are different natural frequencies for them, so that vibrations are damped.
  • the swirl vanes or swirl-producing guide elements can at least partially also consist of vibration-damping material.
  • a respective lamella or a respective separating element is designed in such a way that forces introduced by the swirl vanes or the swirl-producing guide elements are absorbed and applied to holding elements of the headbox, such as e.g. the turbulence generator, a side wall delimiting the nozzle space, a separate support and / or the like are released.
  • the headbox can in principle be designed as a single-layer headbox or as a multi-layer headbox.
  • the number of fins used in the headbox depends on the number of turbulence channel lines of the turbulence generator or blocks.
  • the lateral edges of a respective lamella can have a respective distance from the relevant nozzle side wall.
  • an asymmetry with respect to the driver side and the drive side is also conceivable.
  • the slat ends can have any tip contour, e.g. B. have any conventional tip contour.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of part of a lamella 14 which is arranged in the nozzle space 10 of a headbox 12 and which serves in part to generate the swirl.
  • the lamella 14 extends from the last turbulence block of a turbulence generator 16 of the headbox 12 into the nozzle chamber 10, which is laterally delimited by nozzle walls 18, of which only one can be seen in FIG. 1.
  • An aperture 22 is provided in the area of the outlet gap of the relevant nozzle 20 of this headbox 12.
  • the direction of flow of the fiber suspension is indicated by "S". It corresponds to the machine direction L.
  • the headbox 12 comprises a swirl-generating device, here at least one lamella 14 serving at least in regions to generate the swirl, for introducing rotary flows into the fiber suspension within the nozzle space 10 having a flow component extending transversely to the machine direction L.
  • a swirl-generating device here at least one lamella 14 serving at least in regions to generate the swirl
  • the swirl-producing lamella 14 is provided with incisions 24 on its rear edge, as viewed in the direction of flow L, which results in a plurality of lamella ends 26, which in the present case are set at least in regions to produce swirl, with the formation of swirl vanes 28.
  • "I 4 " in FIG. 1 thus indicates the length of a respective swirl blade 28.
  • the lamella ends 26 can, for example, all be mutually limited in the same direction or alternately. If a plurality of lamellae 14 are installed in the headbox 12, then all, part of them or only one can be designed in the manner specified for generating swirl.
  • FIG. 2 shows exemplary shapes of the swirl vanes 28, the swirl vane shape in each case being shown before the cabinets. The respective setting directions are indicated below the respective swirl vane shape.
  • the lamella ends 28 can thus, for example, have a triangular shape (see FIGS. 2a, d, e with a triangle tapering in the machine direction L (see FIGS. 2a, d) or a triangle that widens in the machine direction L (see FIG. 2e), have a rectangular shape (cf. FIG. 2b), the shape of a truncated cone (cf. FIG. 2c) or a shape shown in FIG. 2f in which the initially generally strip-shaped lamella end 28 is provided with a semicircular recess 30 at the free end.
  • a respective lamella end 28 can also be jagged on its rear edge in the machine running direction L, for example.
  • the lamellae 14 can also have structured tips, for example.
  • FIG. 3 shows a schematic perspective illustration of a further embodiment of a lamella 14 used to generate the swirl.
  • the width B 1 of the non-restricted lamella section can, for example, be equal to the division of the turbulence channels of the turbulence generator 16.
  • this width B 1 of the non-set slat section can be, for example, the same, larger or smaller than the width B 2 of the free end of the set area or of the swirl vane 28.
  • the length L 1 of the non-restricted slat section can be ⁇ 0.
  • the respective swirl strength can be specified via the length L 2 of the restricted area or the swirl vane 28.
  • the length L 3 of the calming area is decisive for the calming that arises.
  • the free end of the restricted area or of the swirl vane 28 can be provided at a distance from the screen 22 (cf. FIG. 1).
  • the set row or swirl vanes 28 of the lamella 14 can be offset in the transverse direction to the turbulence channels of the turbulence generator 16, wherein the offset can correspond in particular to half the division of the turbulence channels of the turbulence generator 16.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of another embodiment of a lamella 14, in which this lamella 14 is provided with attached and / or attached twist scoops 28 '.
  • the headbox in question can in particular at least essentially be designed as described in connection with FIG. 1.
  • the swirl vane 28 'attached or attached can in principle, for example, at least essentially be designed in the same way as was described in connection with the swirl vane 28 by way of example with reference to FIG. 1.
  • FIG. 5 shows a schematic front view of a further embodiment of a lamella 14, which in the present case, however, has a "straight", i.e. is not provided twist-generating guide elements 32 is provided.
  • FIG. 6 shows a schematic side view of a guide element 32 of the design according to FIG. 5 which does not form a swirl.
  • the machine direction is in each case “MD”
  • the transverse direction is in each case “CD”
  • VD vertical direction
  • FIG. 7 shows a schematic sectional partial view of a multi-layer headbox 12 with at least one separating element 34 and several swirl-producing lamellae 14.
  • a respective separating element 34 can also be designed as a swirl-generating element in the manner described above in connection with the lamellae or can be provided with swirl blades.

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Abstract

Ein Stoffauflauf (12) mit einem Turbulenzerzeuger (16) und einer Düse (20) umfasst eine Drall erzeugende Einrichtung (14,28,32,54) zur Einleitung von eine sich quer zur Maschinenlaufrichtung erstreckende Strömungskomponente aufweisenden Drehströmungen in die Faserstoffsuspension innerhalb des Düsenraumes (10). <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf mit einem Turbulenzerzeuger und einer Düse.
  • Ein solcher Stoffauflauf dient der Erzeugung eines maschinenbreiten Suspensionsstrahls in einer der Herstellung einer Materialbahn dienenden Maschine. Bei der aus der Suspension gebildeten Materialbahn kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln. Ein entsprechender Stoffauflauf ist beispielsweise in den Druckschriften EP 0 211 607 A2 und DE 43 29 810 A1 beschrieben.
  • Die Düsenräume der Stoffaufläufe können u. a. beispielsweise durch Lamellen unterteilt sein. Die derzeit eingesetzten Lamellen sind im Wesentlichen als ebene Platten ausgeführt.
  • Die Qualität des Papiers bzw. Kartons wird maßgeblich von Relativbewegungen zwischen der Faserstoffsuspension und dem bzw. den Sieben beeinflusst. So verbessern sich die Formation und der Burstdruck mit zunehmender Differenz zwischen Strahl- und Siebgeschwindigkeit (| v| = |vStrahl― vSieb|) bis zu einem Optimum. Andere Kennwerte wie z.B. SCTquer besitzen ihr Maximum etwa bei v = 0 m/min. Dies gilt unabhängig vom jeweiligen Formerkonzept.
  • Bei Papiermaschinen für graphische Papiere werden teilweise Schüttelböcke eingesetzt, um durch zusätzliche Scherbeanspruchung die Formation zu verbessern. Dies bringt nun aber den Nachteil mit sich, dass sich die Formation mit der zweifachen Schüttelfrequenz periodisch ändert. Beträgt die Schüttelfrequenz f beispielsweise 300 1/min und die Maschinengeschwindigkeit v beispielsweise 900 m/min, so bewegt sich das Sieb zwischen maximaler und minimaler Querbeschleunigung um 0,75 m weiter.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem Eigenschaften der erzeugten Faserstoffbahn, insbesondere Papier oder Karton, die eine verstärkte Faserausrichtung in Maschinenquerrichtung benötigen, verbessert werden können, ohne dabei die Eigenschaften spürbar zu beeinträchtigen, die von einer stärkeren Scherbeanspruchung der Faserstoffsuspension während der Blattbildung profitieren.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch eine Drall erzeugende Einrichtung zur Einleitung von eine sich quer zur Maschinenlaufrichtung erstreckende Strömungskomponente aufweisenden Drehströmungen in die Faserstoffsuspension innerhalb des Düsenraumes.
  • Aufgrund dieser Ausbildung werden quer zur Maschinenlaufrichtung weisende Strömungskomponenten in der Faserstoffsuspension erzeugt, wodurch eine erhöhte Faserausrichtung in Maschinenquerrichtung erreicht wird. Durch die Querströmungen in der Faserstoffsuspension relativ zu dem bzw. den Sieben erhöhen sich die Querfestigkeiten. So setzen diese Querströmungen die Faserstoffsuspension zusätzlichen Scherbeanspruchungen aus, die vorhandene Faserflocken aufreißen und eine stärkere Faserausrichtung in Maschinenquerrichtung bewirken.
  • Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs ist die Drall erzeugende Einrichtung so eingebaut und/oder ausgeführt, dass sich für die Faserstoffsuspension innerhalb des Düsenraumes keine Staustelle ergibt.
  • Die Drall erzeugende Einrichtung kann also insbesondere so eingebaut und/oder ausgeführt sein, dass Staupunkte, an denen es zu einer An- oder Ablagerung von Fasern, Füllstoff, Feinstoff, Schmutz und/oder dergleichen kommen kann, vermieden werden.
  • Die Drall erzeugende Einrichtung kann insbesondere wenigstens eine Lamelle und/oder wenigstens ein insbesondere festes Trennelement umfassen, die bzw. das zumindest bereichsweise der Drallerzeugung dient.
  • Dabei ist die Lamelle bzw. das Trennelement vorzugsweise zwischen Turbulenzkanalzeilen und/oder-spalten des Turbulenzerzeugers angeordnet. Staupunkte, an denen es zu einer An- bzw. Ablagerung von Fasern, Füllstoff, Feinstoff, Schmutz- und/oder dergleichen kommen kann, werden somit wieder vermieden.
  • Demgegenüber weisen die in der EP 0 211 607 A2 beschriebenen Ausführungen Staupunkte auf, die die Gefahr einer Anlagerung von Schmutz bzw. einer Bildung von Stoffbatzen mit sich bringen. Bei diesen bekannten Stoffaufläufen erfolgt die Befestigung der Drall erzeugenden Einbauten entweder an den Seitenwänden des Stoffauflaufs oder mittels Laschen in den Rohren des Strömungsgitters. Überdies werden in dieser Druckschrift Abstandshalter beschrieben, die ebenfalls wieder Staupunkte und überdies bei einer Befestigung an den Seitenwänden eventuell auch Probleme im Hinblick auf eventuelle Verformungen durch thermisch bedingte Längenänderungen mit sich bringen.
    Die Lamelle bzw. das Trennelement können sich insbesondere ausgehend vom Turbulenzerzeuger in den Düsenraum erstrecken. Die Anzahl von Lamellen bzw. Trennelementen kann zum Beispiel in Abhängigkeit von der Anzahl von Turbulenzkanalzeilen und/oder -spalten des Turbulenzerzeugers gewählt sein.
  • Eine bevorzugte praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs zeichnet sich dadurch aus, dass die Lamelle bzw. das Trennelement an ihrem bzw. seinem in Durchflussrichtung betrachtet hinteren Rand mit Einschnitten versehen ist und die dadurch entstandenen Lamellen- bzw. Trennelementenden der Drallerzeugung dienen.
  • Dabei können die Lamellen- bzw. Trennelementenden insbesondere unter Ausbildung von Drallschaufeln geschränkt sein.
  • Grundsätzlich ist jedoch auch eine solche Ausführung denkbar, bei der die Lamelle bzw. das Trennelement mit angesetzten und/oder aufgesetzten Drallschaufeln versehen ist.
  • Die Drallschaufeln können beispielsweise in die gleiche Richtung beschränkt sein.
  • Grundsätzlich ist jedoch auch eine solche Ausführung denkbar, bei der die Drallschaufeln zumindest teilweise in unterschiedliche Richtungen geschränkt sind. Dabei können die Drallschaufeln beispielsweise alternierend gegensinnig geschränkt sein.
  • Sind mehrere Lamellen und/oder mehrere Trennelemente vorgesehen, so können lediglich ein Teil der Lamellen bzw. Trennelemente oder alle Lamellen bzw. alle Trennelemente der Drallerzeugung dienen.
  • Der Winkel, über den eine jeweilige Drallschaufel gegenüber dem nicht geschränkten Lamellen- bzw. Trennelementteil geschränkt ist, liegt vorteilhafterweise in einem Bereich von 0° bis zu einem Mehrfachen von 360° (mehrere ganze Umdrehungen) und vorzugsweise in einem Bereich von 30° bis zu einem Fünffachen von 360° (fünf ganze Umdrehungen).
  • Die Steigung einer jeweiligen Drallschaufel kann in Maschinenlaufrichtung variieren. Dabei kann die Steigung einer jeweiligen Drallschaufel in Maschinenlaufrichtung beispielsweise stetig zunehmen.
  • Die Steigung und/oder die in Maschinenlaufrichtung gemessene Länge einer jeweiligen Drallschaufel kann insbesondere in Abhängigkeit von der jeweils gewünschten Intensität der Drehströmung gewählt sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs ist die Lamelle bzw. das Trennelement mit wenigstens einem nicht geschränkten Drall erzeugenden Leitelement versehen.
  • Die Teilung der Drallschaufeln bzw. Drall erzeugenden Leitelemente ist vorzugsweise in Abhängigkeit von der Teilung der Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers gewählt. Dabei kann die Teilung der Drallschaufeln bzw. Drall erzeugenden Leitelemente insbesondere einem ganzzahligen Vielfachen oder einem ganzzahligen Bruch, z. B.... 3, 2, 1, 1/2, 1/3, 1/4, ..., der Teilung der Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers entsprechen. Dabei kann die Teilung der Drallschaufeln bzw. Drall erzeugenden Leitelemente beispielsweise auch gleich der Teilung der Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers sein.
  • Die Drallschaufeln bzw. Drall erzeugenden Leitelemente können, in Maschinenlaufrichtung betrachtet, mit den Turbulenzkanälen des Turbulenzerzeugers fluchten. Grundsätzlich ist jedoch auch eine solche Ausführung denkbar, bei der die Drallschaufeln bzw. Drall erzeugenden Leitelemente in Querrichtung betrachtet gegenüber den Turbulenzkanälen des Turbulenzerzeugers versetzt sind. Dabei kann der Versatz beispielsweise der halben Teilung entsprechen.
  • Die Teilung der Drallschaufeln bzw. Drall erzeugenden Leitelemente kann grundsätzlich jedoch auch unabhängig von der Teilung der Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers gewählt sein.
  • Bei einer weiteren bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs sind die Drallschaufeln bzw. Drall erzeugenden Leitelemente derart unterschiedlich ausgeführt, dass sich für diese unterschiedliche Eigenfrequenzen ergeben, so dass Schwingungen gedämpft werden. Die Drallschaufeln bzw. Drall erzeugenden Leitelemente können zumindest teilweise auch aus schwingungsdämpfendem Material bestehen.
  • Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn eine jeweilige Lamelle bzw. ein jeweiliges Trennelement so ausgeführt ist, dass durch die Drallschaufeln bzw. die Drall erzeugenden Leitelemente eingeleitete Kräfte aufgenommen und an haltende Elemente des Stoffauflaufs, wie z.B. den Turbulenzerzeuger, eine den Düsenraum begrenzende Seitenwand, eine separate Abstützung und/oder dergleichen, abgegeben werden.
  • Der Stoffauflauf kann grundsätzlich als Einschicht-Stoffauflauf oder auch als Mehrschicht-Stoffauflauf ausgeführt sein.
  • Die Anzahl der im Stoffauflauf eingesetzten Lamellen hängt von der Anzahl der Turbulenzkanalzeilen des Turbulenzerzeugers oder-blocks ab.
  • Die seitlichen Ränder einer jeweiligen Lamelle können einen jeweiligen Abstand zur betreffenden Düsenseitenwand aufweisen. Dabei ist beispielsweise auch eine Unsymmetrie bezüglich der Führerseite und der Triebseite denkbar.
  • Die Lamellenenden können eine beliebige Spitzenkontur, z. B. jede beliebige herkömmliche Spitzenkontur, aufweisen. Es sind beliebige Lamellenaufhängungen und insbesondere beliebige herkömmliche Lamellenaufhängungen denkbar. Auch im übrigen ist eine Kombination der erfindungsgemäßen Lamellenausführung mit den bisher üblichen Lamellenausführungen, z.B. Gelenk innerhalb der Lamelle usw., denkbar.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Draufsicht eines Teils einer im Düsenraum eines Stoffauflaufs angeordneten, bereichsweise der Drallerzeugung dienenden Lamelle,
    Figur 2
    beispielhafte Formen der Drallschaufeln, wobei jeweils die Drallschaufelform vor dem Schränken dargestellt ist,
    Figur 3
    eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer der Drallerzeugung dienenden Lamelle,
    Figur 4
    eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Lamelle mit angesetzten und/oder aufgesetzten Drallschaufeln,
    Figur 5
    eine schematische Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform einer Lamelle mit nicht geschränkten Drall erzeugenden Leitelementen,
    Figur 6
    eine schematische Seitenansicht eines nicht geschränkten Drall erzeugenden Leitelements der Ausführung gemäß Fig. 5 und
    Figur 7
    eine schematische geschnittene Teildarstellung eines Mehrschicht-Stoffauflaufs mit der Drallerzeugung dienenden Lamellen.
  • Figur 1 zeigt in schematischer Draufsicht einen Teil einer im Düsenraum 10 eines Stoffauflaufs 12 angeordneten, bereichsweise der Drallerzeugung dienenden Lamelle 14.
  • Die Lamelle 14 erstreckt sich ausgehend vom letzten Turbulenzblock eines Turbulenzerzeugers 16 des Stoffauflaufs 12 in den Düsenraum 10, der seitlich durch Düsenwände 18 begrenzt ist, von denen in der Fig. 1 lediglich eine zu erkennen ist. Im Bereich des Austrittsspaltes der betreffenden Düse 20 dieses Stoffauflaufs 12 ist eine Blende 22 vorgesehen.
  • In dieser Fig. 1 sind bestimmte Größen mit den folgenden Abkürzungen bezeichnet:
    • L0 =
    Düsenlänge
    L1 =
    Lamellenlänge
    I2 =
    Länge des Lamellengrundkörpers
    I3 =
    ungeschränkte Länge der Drallschaufel
    I4 =
    geschränkte Länge der Drallschaufel
    B0 =
    lichte Kastenweite des Stoffauflaufs
    bs =
    Randspalt zwischen Düsenwand und Lamelle
    bra =
    Randabstand eines jeweiligen äußeren Lamellenendes zur betreffenden seitlichen Düsenwand, wobei beispielsweise auch eine Unsymmetrie zwischen der Führerseite und der Triebseite möglich ist
    bL =
    Lamellenbreite
    b1 =
    Breite der Drallschaufel an der Wurzel
    b2 =
    gegenseitiger Abstand der Drallschaufeln
  • Die Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension ist mit "S" angegeben. Sie entspricht der Maschinenlaufrichtung L.
  • Der Stoffauflauf 12 umfasst eine Drall erzeugende Einrichtung, hier wenigstens eine zumindest bereichsweise der Drallerzeugung dienende Lamelle 14, zur Einleitung von eine sich quer zur Maschinenlaufrichtung L erstreckende Strömungskomponente aufweisenden Drehströmungen in die Faserstoffsuspension innerhalb des Düsenraumes 10.
  • Die Drall erzeugende Lamelle 14 ist an ihrem in Durchflussrichtung L betrachtet hinteren Rand mit Einschnitten 24 versehen, wodurch sich eine Mehrzahl von Lamellenenden 26 ergibt, die im vorliegenden Fall zur Drallerzeugung jeweils zumindest bereichsweise unter Ausbildung von Drallschaufeln 28 geschränkt sind. Mit "I4" ist in der Figur 1 also die Länge einer jeweiligen Drallschaufel 28 angegeben.
  • Die Lamellenenden 26 können beispielsweise alle in die gleiche Richtung oder alternierend gegenseitig geschränkt sein. Sind mehrere Lamellen 14 in den Stoffauflauf 12 eingebaut, so können alle, ein Teil davon oder auch nur eine in der angegebenen Weise zur Drallerzeugung ausgeführt sein.
  • Die zuvor angegebenen Größen können beispielsweise die folgenden Werte besitzen:
    • L0 (Düsenlänge) =300 bis 1200 mm, vorzugsweise 400 bis 1000 mm
    • l1 (Lamellenlänge)= von einem Wert nahe 0 bis zum 1,2-fachen der Düsenlänge L0, wobei im Fall L1 > L0 vorzugsweise aufgesetzte Drallelemente oder-schaufeln im Düsenraum vorgesehen sein können (siehe weiter unten)
    • l2 (Länge Lamellengrundkörper) = 0,01 bis 0,95 · L0, vorzugsweise 0,02 bis 0,5 · L0
    • l3 (ungeschränkte Länge der Drallschaufel) = 0,00 bis 0,95 · L2
    • l4 (geschränkte Länge der Drallschaufel) = 1,00 bis 0,05 · L2
    • bs (Randspalt zwischen Düsenwand und Lamelle) = z.B. 0,5 bis 10 mm
    • bL (Lamellenbreite): Maximum = entsprechend dem bisher üblichen Wert, Minimum = B0 - 2 · (b2 + b2)
    • b1 (Breite der Drallschaufel an der Wurzel) = 3 bis 100 mm, vorzugsweise 5 bis 50 mm
    • b2 (Abstand der Drallschaufeln bzw. Drallelemente) = 0 bis b1
    • t (Teilung) = 0 bis 100 mm, vorzugsweise 5 bis 50 mm
  • Figur 2 zeigt beispielhafte Formen der Drallschaufeln 28, wobei jeweils die Drallschaufelform vor dem Schränken dargestellt ist. Unterhalb der jeweiligen Drallschaufelform sind die jeweiligen Schränkrichtungen angedeutet.
  • Die Lamellenenden 28 können also beispielsweise eine Dreiecksform (vgl. die Figuren 2a, d, e mit einem sich in Maschinenlaufrichtung L zuspitzenden Dreieck (vgl. die Figuren 2a, d) oder einem in Maschinenlaufrichtung L breiter werdenden Dreieck (vgl. Figur 2e), eine Rechteckform (vgl. Figur 2b), die Form eines Kegelstumpfes (vgl. Fig. 2c) oder eine in der Fig. 2f gezeigte Form besitzen, bei der das zunächst allgemein streifenförmige Lamellenende 28 am freien Ende mit einer halbkreisartigen Ausnehmung 30 versehen ist. Gemäß Fig. 2g kann ein jeweiliges Lamellenende 28 an seinem in Maschinenlaufrichtung L hinteren Rand beispielsweise auch gezackt sein.
  • Wie insbesondere anhand der Figur 2h zu erkennen ist, können die Lamellen 14 beispielsweise auch strukturierte Spitzen aufweisen.
  • Figur 3 zeigt in schematischer perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsform einer der Drallerzeugung dienenden Lamelle 14.
  • In dieser Figur 3 sind bestimmte Größen mit den folgenden Bezeichnungen versehen:
    • B1 =
    Breite des nicht geschränkten Lamellenabschnitts
    B2 =
    Breite des freien Endes des geschränkten Bereichs bzw. der Drallschaufel 28
    L1 =
    Länge des nicht geschränkten Lamellenabschnitts
    L2 =
    Länge des geschränkten Bereichs bzw. der Drallschaufel 28
    L3 =
    Länge eines Beruhigungsbereichs
  • Die Breite B1 des nicht geschränkten Lamellenabschnitts kann beispielsweise gleich der Teilung der Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers 16 sein. Zudem kann diese Breite B1 des nicht geschränkten Lamellenabschnitts beispielsweise gleich, größer oder kleiner als die Breite B2 des freien Endes des geschränkten Bereichs bzw. der Drallschaufel 28 sein.
  • Die Länge L1 des nicht geschränkten Lamellenabschnitts kann ≥ 0 sein. Über die Länge L2 des geschränkten Bereichs bzw. der Drallschaufel 28 kann die jeweilige Drallstärke vorgegeben werden. Die Länge L3 des Beruhigungsbereichs ist maßgeblich für die sich einstellende Beruhigung.
  • Das freie Ende des geschränkten Bereichs bzw. der Drallschaufel 28 kann in einem Abstand zur Blende 22 (vgl. Figur 1) vorgesehen sein.
  • Die geschränkten Bereihe bzw. Drallschaufeln 28 der Lamelle 14 können in Querrichtung versetzt zu den Turbulenzkanälen des Turbulenzerzeugers 16 sein, wobei der Versatz insbesondere der halben Teilung der Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers 16 entsprechen kann.
  • In der Figur 3 sind oben rechts rein beispielhaft verschiedene mögliche Drehrichtungen für die beschränkten Bereiche bzw. Drallschaufeln 28 angegeben, wobei mit "+" jeweils eine Rechtsdrehung und mit "-" jeweils eine Linksdrehung oder umgekehrt gemeint ist.
  • Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung eine andere Ausführungsform einer Lamelle 14, bei der diese Lamelle 14 mit angesetzten und/oder aufgesetzten Drallschaufeln 28' versehen ist.
  • Im übrigen kann der betreffende Stoffauflauf insbesondere zumindest im Wesentlichen wieder so ausgeführt sein, wie dies im Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben wurde. Das heißt u.a., dass insbesondere auch die an- bzw. aufgesetzte Drallschaufel 28' grundsätzlich beispielsweise zumindest im Wesentlichen wieder so ausgeführt sein kann, wie dies im Zusammenhang mit der Drallschaufel 28 anhand von Figur 1 beispielhaft beschrieben wurde.
  • Figur 5 zeigt in schematischer Vorderansicht eine weitere Ausführungsform einer Lamelle 14, die im vorliegenden Fall jedoch mit "geraden", d.h. nicht geschränkten Drall erzeugenden Leitelementen 32 versehen ist. Figur 6 zeigt eine schematische Seitenansicht eines nicht geschränkten Drall erzeugenden Leitelements 32 der Ausführung gemäß Figur 5. In den beiden Figuren 5 und 6 ist die Maschinenlaufrichtung jeweils mit "MD", die Querrichtung jeweils mit "CD" und die Vertikalrichtung jeweils mit "VD" angedeutet.
  • Figur 7 zeigt in schematischer geschnittener Teilansicht einen Mehrschicht-Stoffauflauf 12 mit wenigstens einem Trennelement 34 und mehreren Drall erzeugenden Lamellen 14.
  • Grundsätzlich kann auch ein jeweiliges Trennelement 34 in der zuvor im Zusammenhang mit den Lamellen beschriebenen Art und Weise als Drall erzeugendes Element ausgeführt bzw. mit Drallschaufeln versehen sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Düsenraum
    12
    Stoffauflauf
    14
    Lamelle
    16
    Turbulenzerzeuger
    18
    Düsenwand
    20
    Düse
    22
    Blende
    24
    Einschnitt
    26
    Lamellenende
    28
    Drallschaufel
    28'
    Drallschaufel
    30
    Ausnehmung
    32
    nicht geschränktes Leitelement
    34
    Trennelement
    L
    Maschinenlaufrichtung, Durchflussrichtung
    S
    Strömungsrichtung

Claims (31)

  1. Stoffauflauf (12) mit einem Turbulenzerzeuger (16) und einer Düse (20),
    gekennzeichnet durch
    eine Drall erzeugende Einrichtung (14, 28, 32, 34) zur Einleitung von eine sich quer zur Maschinenlaufrichtung (L) erstreckende Strömungskomponente aufweisenden Drehströmungen in die Faserstoffsuspension innerhalb des Düsenraumes (10).
  2. Stoffauflauf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drall erzeugende Einrichtung (14, 28, 32, 34) so eingebaut und/oder ausgeführt ist, dass sich für die Faserstoffsuspension innerhalb des Düsenraumes (10) keine Staustelle ergibt.
  3. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drall erzeugende Einrichtung wenigstens eine Lamelle (14) und/oder wenigstens ein insbesondere festes Trennelement (34) umfasst, die bzw. das zumindest bereichsweise der Drallerzeugung dient.
  4. Stoffauflauf nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lamelle (14) bzw. das Trennelement (34) zwischen Turbulenzkanalzeilen und/oder-spalten des Turbulenzerzeugers (16) angeordnet ist.
  5. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich die Lamelle (14) bzw. das Trennelement (34) ausgehend vom Turbulenzerzeuger (16) in den Düsenraum (10) erstreckt.
  6. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anzahl von Lamellen (14) bzw. Trennelementen (34) in Abhängigkeit von der Anzahl von Turbulenzkanalzeilen und/oder -spalten des Tur-bulenzerzeugers (16) gewählt ist.
  7. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lamelle (14) bzw. das Trennelement (34) an ihrem bzw. seinem in Durchflussrichtung (L) betrachtet hinteren Rand mit Einschnitten (24) versehen ist und die dadurch entstandenen Lamellen- bzw. Trennelementenden (26) der Drallerzeugung dienen.
  8. Stoffauflauf nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lamellen- bzw. Trennelementenden (26) unter Ausbildung von Drallschaufeln (28) geschränkt sind.
  9. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lamelle (14) bzw. das Trennelement (34) mit angesetzten und/oder aufgesetzten Drallschaufeln (28') versehen ist.
  10. Stoffauflauf nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drallschaufeln (28, 28') in die gleiche Richtung geschränkt sind.
  11. Stoffauflauf nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drallschaufeln (28, 28') zumindest teilweise in unterschiedliche Richtungen geschränkt sind.
  12. Stoffauflauf nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drallschaufeln (28, 28') alternierend gegensinnig geschränkt sind.
  13. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere Lamellen (14) und/oder mehrere Trennelemente (34) vorgesehen sind und lediglich ein Teil der Lamellen (14) bzw. Trennelemente (34) der Drallerzeugung dient.
  14. Stoffauflauf nach Anspruch 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere Lamellen (14) und/oder mehrere Trennelemente (34) vorgesehen sind und alle Lamellen (14) bzw. alle Trennelemente (34) der Drallerzeugung dienen.
  15. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Winkel, über den eine jeweilige Drallschaufel (28. 28') gegenüber dem nicht geschränkten Lamellen- bzw. Trennelementteil geschränkt ist, in einem Bereich von 0° bis zu einem Mehrfachen von 360° und vorzugsweise in einem Bereich von 30° bis zu einem Fünffachen von 360° liegt.
  16. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steigung einer jeweiligen Drallschaufel (28, 28') in Maschinenlaufrichtung (L) variiert.
  17. Stoffauflauf nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steigung einer jeweiligen Drallschaufel (28, 28') in Maschinenlaufrichtung (L) stetig zunimmt.
  18. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steigung und/oder die in Maschinenlaufrichtung L gemessene Länge einer jeweiligen Drallschaufel (28, 28') in Abhängigkeit von der jeweils gewünschten Intensität der Drehströmung gewählt ist.
  19. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lamelle (14) bzw. das Trennelement (34) mit wenigstens einem nicht geschränkten Drall erzeugenden Leitelement (32) versehen ist.
  20. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Teilung der Drallschaufeln (28, 28') bzw. Drall erzeugenden Leitelemente (32) in Abhängigkeit von der Teilung der Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers (16) gewählt ist.
  21. Stoffauflauf nach Anspruch 20,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Teilung der Drallschaufeln (28, 28') bzw. Drall erzeugenden Leitelemente (32) einem ganzzahligen Vielfachen oder einem ganzzahligen Bruch der Teilung der Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers (16) entspricht.
  22. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Teilung der Drallschaufeln (28, 28') bzw. Drall erzeugenden Leitelemente (32) gleich der Teilung der Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers (16) ist.
  23. Stoffauflauf nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drallschaufeln (28, 28') bzw. Drall erzeugenden Leitelemente (32) in Maschinenlaufrichtung L betrachtet mit den Turbulenzkanälen des Turbulenzerzeugers (16) fluchten.
  24. Stoffauflauf nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drallschaufeln (28, 28') bzw. Drall erzeugenden Leitelemente (32) in Querrichtung betrachtet gegenüber den Turbulenzkanälen des Turbulenzerzeugers (16) versetzt sind.
  25. Stoffauflauf nach Anspruch 24,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Versatz der halben Teilung entspricht.
  26. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Teilung der Drallschaufeln(28, 28') bzw. Drall erzeugenden Leitelemente (32) unabhängig von der Teilung der Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers (16) gewählt ist.
  27. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drallschaufeln (28, 28') bzw. Drall erzeugenden Leitelemente (32) derart unterschiedlich ausgeführt sind, dass sich für diese unterschiedliche Eigenfrequenzen ergeben.
  28. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Drallschaufeln (28. 28') bzw. Drall erzeugenden Leitelemente zumindest teilweise aus schwingungsdämpfendem Material bestehen.
  29. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine jeweilige Lamelle (14) bzw. ein jeweiliges Trennelement (34) so ausgeführt ist, dass durch die Drallschaufeln (28, 28') bzw. die Drall erzeugenden Leitelemente (32) eingeleitete Kräfte aufgenommen und an haltende Elemente des Stoffauflaufs (12), wie z.B. den Turbulenzerzeuger (16), eine den Düsenraum (10) begrenzende Seitenwand (18), eine separate Abstützung und/oder dergleichen, abgegeben werden
  30. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass er als Einschicht-Stoffauflauf ausgeführt ist.
  31. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 29,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass er als Mehrschicht-Stoffauflauf ausgeführt ist.
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