EP2531647A1 - Stoffauflauf und blattbildungseinheit mit einem stoffauflauf - Google Patents

Stoffauflauf und blattbildungseinheit mit einem stoffauflauf

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EP2531647A1
EP2531647A1 EP11702210A EP11702210A EP2531647A1 EP 2531647 A1 EP2531647 A1 EP 2531647A1 EP 11702210 A EP11702210 A EP 11702210A EP 11702210 A EP11702210 A EP 11702210A EP 2531647 A1 EP2531647 A1 EP 2531647A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
unit
headbox
turbulence
volume
Prior art date
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Granted
Application number
EP11702210A
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English (en)
French (fr)
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EP2531647B1 (de
Inventor
Hans Loser
Markus Haeussler
Wolfgang Ruf
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2531647A1 publication Critical patent/EP2531647A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2531647B1 publication Critical patent/EP2531647B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a headbox with at least one feeding device feeding at least one pulp suspension, a nozzle having an outlet slit for dispensing the pulp suspension in a free jet to a downstream functional unit of a forming unit arranged downstream of the headbox and a turbulence generating means directly upstream of the nozzle having a multiplicity of at least a turbulence-generating channels having a fluidization area for guiding the pulp suspension into partial flows and impinging the nozzle, the individual channels being arranged parallel to one another in the transverse direction of the turbulence-generating device to form rows, and the rows being arranged perpendicular to the transverse direction alongside or above one another.
  • the invention further relates to a sheet forming unit for machines for producing fibrous webs, in particular paper, board or tissue webs, comprising a headbox and a forming unit downstream therefrom.
  • the consistency of a pulp suspension decisively determines the quality of a fibrous web present as a result of the production process. It can be observed when using fibrous suspensions with higher consistency a deteriorating, writable by the macroscopic and microscopic distribution of fibers and fillers formation.
  • fibrous suspensions with fabric densities in the range of 0.8 to 1, 0 percent are currently introduced with the known headboxes in a downstream forming unit. Higher fabric densities already result at the exit of the jet the headbox due to the strong fiber flocculation to a coarsely cloudy formation. Therefore, it is necessary to take measures to destroy these unwanted flocs and to fix the flow in time.
  • the aim is to provide a fibrous suspension jet that is as non-flocculated as possible over the entire width of the headbox at the exit slit of the headbox.
  • a variety of means, in particular turbulence generating and hydraulic units are used, which usually have a plurality of channels for better fluidization.
  • These can be designed in various ways and are characterized in the simplest case by step-like cross-sectional changes of the flow cross-section.
  • the adjoining nozzles generally have a length between 600 to 700 mm in order to obtain a sufficient jet stability. The resulting from the lattice wake flow can be sufficiently attenuated within the nozzle over this length.
  • stepwise changes in the cross-sectional areas and lengths of the individual subregions of the flow channels of the turbulence generation device forming the fluidization region are proposed, which constitute an overall Length of the turbulence generating device in a prescribed range result.
  • the document DE 101 06 684 A1 discloses an embodiment of a headbox with specifically designed to avoid flow instabilities within the nozzle and thus a vibrational excitation lamella end having ei ne slope on the side facing the nozzle wall and provided on the side facing away from this with a structure is.
  • the publication WO 2008/077585 A1 discloses the promotion of the formation of symmetrical properties in the Z direction via symmetrically formed headbox nozzles and the design and dimensioning of these.
  • publication DE 297 13 433 U 1 discloses an embodiment of a headbox with a boundary surface extending from the machine width. nozzles, in which at least one of the boundary surfaces is characterized by at least three sections with different Konvergenzwinkel.
  • Document DE 102 34 550 A1 discloses an embodiment of a head box in a sheet forming system, in which the nozzle is characterized by a length greater than 400 mm, wherein the length of the upstream turbulence generator preferably also lies in this range.
  • the known measures are not sufficient to suppress the reflow at higher densities of the pulp suspension, for example, of more than 1, 0 percent, in particular of more than 1, 2 percent, to the desired extent or reduce.
  • the invention is therefore based on the object, a headbox of the type mentioned for use in machines for the production of fibrous webs, especially paper, cardboard or tissue webs, develop such that the d-mentioned disadvantages are avoided and the reflocculation of the pulp suspension after the last fluidizing area is reduced or prevented.
  • a reduction in the residence time of the pulp suspension in the headbox while maintaining the same beam quality should be considered.
  • a fluidization region is understood to mean a region in which there is a homogeneous distribution of the constituents containing the pulp suspension, such as, for example, fibers and fillers.
  • the action can be actively carried out by elements which are controllable with respect to their effect, such as static mixing devices or passively by the geometric design of the flow path and the consequent generation of turbulence on the pulp suspension with the dissolution of accumulations, in particular flakes.
  • the area can be in the flow direction Locally considered to be restricted in line with machinery or extended in the direction of flow.
  • a hydraulic unit is understood to mean a unit for generating one or more lattice streams or partial lattice streams over at least a partial area of the outlet width with a predefined extent in machine cross-section, that is to say the width direction of the turbulence-generating device.
  • the single hydraulic unit acts on the nozzle.
  • the decisive for the description of the cross section of the lattice tracking flow in the nozzle surface is determined by the dimensions of the hydraulic unit, in particular their extent transverse to the flow direction and thus in Maschinenquennchtung and the height perpendicular to the flow direction. This area corresponds the portion of the hydraulic unit associated with the cross-sectional area at the inlet to the nozzle, that is, the nozzle beginning.
  • the solution according to the invention specifically uses the relationship between the cross section of the lattice wake flow of a hydraulic unit in the nozzle and the length of the nozzle and defines the overall nozzle volume as a criterion for a short residence time while maintaining the specifications according to the invention.
  • the length of the nozzle is characterized by the distance between the exit from the upstream turbulence generating device and the exit slit of the nozzle and is measured perpendicular to the exit surface from the turbulence generating device.
  • the length of the nozzle results in dependence of the desired shape of the nozzle volume. The length can thus be varied at given volume on the shape.
  • Vhydr Unit volume of a hydraulic unit.
  • a headbox designed in accordance with the invention is preferably used in a sheet forming unit for machines for producing fibrous webs, in particular paper, board or tissue webs, further comprising a subsequent forming unit in which the pulp suspension from the exit slit of the headbox onto a clothing under definition of a line of impact in a free jet or is introduced, get used.
  • the execution of the headbox according to the invention takes place in such a way that the residence time of the pulp suspension in the nozzle and in the turbulence generating device is kept as low as possible.
  • the forming unit may be embodied as a hybrid former, gap former, comprising two screen belts or a wire screen forming an inlet gap for the pulp suspension, comprising a screen belt, on the surface of which the pulp suspension is applied by means of the head box.
  • FIG. 1 illustrates, by means of a diagram, the relationship between the size of the substance density of the used material
  • FIG. 2 illustrates, on the basis of a section of an axial section of a sheet forming unit of a machine for producing a material web, a headbox according to the invention
  • FIG. 3a shows in detail a section of a headbox according to the invention according to Figure 2;
  • FIG. 3b shows a view AA according to FIG. 3a; and
  • Figures 4a to 4c show different nozzle shapes.
  • FIG. 1 illustrates the influence of the pulp density SD of a pulp suspension FS on the formation on the basis of a diagram.
  • the diagram illustrates in detail the formation of the flake structure FL in the free jet resulting from the exit of the pulp suspension FS from a nozzle of a headbox with respect to the dimension of the flakes FL forming as a function of the pulp density SD.
  • This shows the relationship between high consistency SD and an uneven and coarsely cloudy formation with regard to the arrangement of the fibers and fillers due to increased flocculation (arrow FL +), ie the tendency for larger flocs FL to emerge in the free jet of a pulp suspension FS exiting from the exit slit of a headbox in conventional known headboxes.
  • FIG. 1 illustrates only the basic relationship between the consistency of a fibrous suspension FS and the tendency of the flock to tilt. This is also dependent on the chosen pulp itself-
  • FIG. 2 shows, in a schematized and highly simplified representation, a section of a headbox 1 designed for use in machines for producing material webs, in particular machines for producing fibrous webs in the form of paper, board or tissue webs with the length L of the nozzle according to the invention 4 for reducing the reflocculation, that is, flocculation within the pulp suspension FS before or at the exit from the headbox 1.
  • the headbox 1 is a forming unit 2, which is here only exemplified by a stringing indicated upstream, and forms with this a sheet forming unit 3.
  • the function of the headbox 1 consists in the machine-wide spreading at least one Faserstoffsus- Pension FS in the forming unit 2, which is done via at least one nozzle 4.
  • the X-direction describes the longitudinal direction of the machine and is also referred to as machine direction MD. This coincides with the passage direction of the fibrous web.
  • the Y-direction describes the direction transverse to the direction of passage of the fibrous web F, in particular the width direction of the machine, and is therefore also referred to as the cross-machine direction CD, while the Z-direction corresponds to the height direction.
  • the flow direction coincides in the headbox 1 with the machine direction MD.
  • other arrangements are also conceivable, in particular with an inclination relative to the machine direction MD.
  • the headbox 1 comprises a feed device 5, via which the at least one pulp suspension FS can be distributed over the entire width of the headbox 1.
  • this comprises an element which extends in the cross-machine direction CD and forms a distribution channel, in particular a distributor tube which is tapered in the direction of flow in the direction of the CD in the direction of flow.
  • the pulp suspension FS passes through at least one turbulence generating device 6 to the nozzle 4. Shown here is only one of the nozzle 4 in the flow direction directly upstream turbulence generating device 6.
  • headboxes 1 with a plurality of turbulence generating devices which successively be passed through the interposition of mixers and / or mixing chambers.
  • the nozzle 4 connects to form a nozzle chamber 8, which is suitable to substantially accelerate the flow of the pulp suspension FS during operation and the pulp suspension FS through an exit gap 1 1 to the forming unit 2 for producing a Discard material web.
  • the exit slit 1 1 is limited here by way of example of an aperture 9 and the nozzle walls 10.1, 10.2.
  • the fibrous suspension FS is divided according to a predefined division and distributed in sub-streams out.
  • the turbulence generating device 6 comprises a multiplicity of turbulence-generating channels 7, x extending in the throughflow direction and with at least one direction component in the machine direction MD, which are either machine-width-shaped or parallel to each other in the cross-machine direction CD in rows Rx with x> 1 and in the vertical direction that is, perpendicular to a plane writable by the flow direction and the CD direction CD are arranged in columns SPy with y> 1 parallel to each other.
  • the first index after the reference number describes the arrangement of the single channel in the respective row Rx, while the second index represents the arrangement in the respective column SPy perpendicular to the cross-machine direction CD.
  • channel does not describe any specific, firmly defined structural design and is functionally understood as a flow passage, which can be formed by individual components or through openings integrated into or incorporated into a solid body In the simplest case, this comprises a perforated plate which describes the turbulence-generating channels 7.xy and has through-openings and / or a tube bundle forming the individual turbulence-generating channels 7.xy.
  • the single turbulence-producing channel 7.xy is a flow channel to which means for the generation of turbulences are assigned or integrated in.
  • an energy input into the partial stream guided in the respective channel takes place, with the formation of This area is also referred to as fluidization area 12, wherein within a turbulence-generating channel 7.xy at least one such fluidization area 12, in which a pressure change is generated in the individual partial flow of the pulp suspension FS conducted in the latter, is provided.
  • This can be determined by the geometric design of the individual turbulence-generating channel 7.xy, in particular a local change in the transverse direction which describes it in the flow direction. Section surface and / or the arrangement of additional means for introducing an additional energy input in the individual, in the respective turbulence generating channel 7.xy guided partial flow can be achieved.
  • the headbox 1 is designed and executed such that the residence time of the pulp suspension FS is reduced in the nozzle 4 while maintaining a sufficient quality of the emerging from the exit slit 1 1 free jet.
  • To reduce the residence time in the nozzle 4 with sufficient beam quality in the exit slit 1 1 is determined according to the invention as a function of the nozzle volume V D.
  • the volume V D of the nozzle results from the following relationship:
  • the hydraulic unit E H is understood as meaning the part of turbulence-producing channels 7.xy of a series of channels extending transversely to the throughflow direction, in particular the width direction of the headbox 1, over a predefined length range.
  • the smallest hydraulic unit E H is understood to mean one or a plurality of turbulence-generating channels arranged in a row, preferably arranged over a predefined region of the outlet width AB of 1 m.
  • FIGS. 3a and 3b show the nozzle 4 and the turbulence generating device 6 which precedes it directly in the direction of flow.
  • FIG. 3a shows the nozzle 4 and the turbulence generating device 6 which precedes it directly in the direction of flow.
  • turbulence-generating channels 7.1 1 to 7.41 are shown here in four rows with the fluidization regions 12.1 1 to 12.41. Shown by hatching is the volume of such a hydraulic unit. This is with V hy d r . Unit designates. This volume corresponds to that which is characterized by the individual turbulence-generating flow channels 7.1 1 to 7.xy and which are set by way of example to a predefined length unit of the outlet width AB.
  • the volume of the smallest hydraulic unit per meter outlet width V h ydr.Einheit is determined according to the invention by the following relationship:
  • the nozzle top height D A is calculated from the sum of the individual heights of the hydraulic units ho, whereby in the case of a headbox with lamellae, the heights of the individual lamella holders must be added.
  • FIG. 3b shows a view of the outlet 6A from the turbulence generating device 6 with a single turbulence generating device extending in the machine transverse direction CD, for example in four rows R1 to R4 and the gaps SPy, here SP1 to SPn Channels 7.1 1 to 7.4n, wherein the individual turbulence generating channels 7.1 1 to 7.1 n, 7.21 to 7.2n, 7.31 to 7.3n and 7.41 to 7.4n within a single row R1 to R4 each preferably parallel to each other in machine transverse direction CD with preferably are arranged the same pitch and the arrangement of the rows R1 to R4 perpendicular to the cross-machine direction CD and the Flow direction also preferably takes place parallel to each other.
  • FIGS. 4a to 4c illustrate possible embodiments of the individual nozzles 4, in particular of the nozzle walls 10.1, 10.2 delimiting them parallel to the flow direction.
  • the length L D of the nozzles 4 in the flow direction is different, and this varies between the individual embodiments in Figures 4a to 4c.
  • the respective lengths are denoted L D i, L D 2 and L D 3, the corresponding volumes of the nozzles 4 with V D i, V D 2 and V D 3.
  • Recognizable in Figure 4a is a nozzle 4 with an inclined nozzle wall 10.2 , which is executed on the nozzle wall 1 0.1 tapered.
  • Figure 4c illustrates an embodiment with also constant change of the nozzle cross-section in the flow direction, this being realized by the converging execution of the individual nozzle walls 10.1 and 10.2.
  • FIG. 4b illustrates an embodiment with a jump-like change in the nozzle cross-section due to an abrupt change in the course of the nozzle wall 10.1.
  • the individual nozzle walls 10.1, 10.2 flat or curved or form a combination of the two.
  • FIGS. 4a to 4c are exemplary. However, any other nozzle geometry is also conceivable. The decisive factor is that these conditions also apply to all headboxes with lamellas and / or dilution water technology.
  • the nozzle volumes V D i, V D 2 and V D 3 of all nozzles are the same.
  • the nozzles 4 of Figures 4a to 4c differ only with respect to their lengths, i.e., L D i L D L D 2 ⁇ 3-
  • Such a designed headbox 1 can be further modified in any manner.
  • These can be headboxes which are equipped with lamellae and / or are characterized with the dilution water technology, that is to say at least one metering device for metering in at least one further fluid into the pulp suspension.
  • the headbox 1 according to the invention can also be used in combination with arbitrarily formed from forming units 2, in particular wire, hybrid former and double Siebformer.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf (1) mit mindestens einer, wenigstens eine Faserstoffsuspension (FS) zuführenden Zuführvorrichtung (5), einer einen Austrittsspalt (11) aufweisenden Düse (4) zur Ausgabe der Faserstoffsuspension (FS) in einem Freistrahl an eine nachgeordnete Funktionseinheit einer dem Stofflauf (1) nachgeordneten Formiereinheit (2) und einer in Strömungsrichtung der Düse (4) unmittelbar vorgeordneten Turbulenzerzeugungseinrichtung (6), mit einer Vielzahl von mindestens einen Fluidisierungsbereich aufweisenden turbulenzerzeugenden Kanälen (7, 7.xy, 7.11 -7.4n) zur Führung der Faserstoffsuspension (FS) in Teilströmen und Beaufschlagung der Düse (4), wobei die einzelnen Kanäle (7, 7.xy, 7.11 - 7.4n) in Querrichtung der Turbulenzerzeugungseinrichtung (6) parallel zueinander unter Ausbildung von Reihen (R1-Rx, R1-R4) angeordnet sind und die Reihen (R1-Rx, R1-R4) senkrecht zur Querrichtung neben- oder übereinander angeordnet sind. Der erfindungsgemäße Stoffauflauf (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der die Düse (4) über eine vordefinierte Längeneinheit quer zur Durchströmungsrichtung beaufschlagende Teil einer Reihe (R1-Rx, R1 -R4) turbulenzerzeugender Kanäle (7, 7.xy, 7.11 -7.4n) eine hydraulische Einheit (EH) bildet und dass die Düse (4) und die Turbulenzerzeugungseinrichtung (6) derart ausgebildet sind, dass das als Volumen (Vhydr.Einheit) der hydraulischen Einheit bezeichnete und durch eine einzelne hydraulische Einheit (EH) beaufschlagbare Volumen ≤0,005 m3 / m an Auslaufbreite beträgt.

Description

Stoffauflauf und Blattbildungseinheit mit einem Stoffauflauf
Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf mit mindestens einer, wenigstens eine Faserstoffsuspension zuführenden Zuführvorrichtung, einer einen Austrittsspalt aufweisenden Düse zur Ausgabe der Faserstoffsuspension in einem Freistrahl an eine nachgeordnete Funktionseinheit einer dem Stoffauflauf nachgeordneten Formiereinheit und einer in Strömungsrichtung der Düse unmittelbar vorgeordneten Turbulenzerzeugungseinrichtung mit einer Vielzahl von mindestens einen Fluidi- sierungsbereich aufweisenden turbulenzerzeugenden Kanälen zur Führung der Faserstoffsuspension in Teilströmen und Beaufschlagung der Düse, wobei die einzelnen Kanäle in Querrichtung der Turbulenzerzeugungseinrichtung parallel zueinander unter Ausbildung von Reihen angeordnet sind und die Reihen senk- recht zur Querrichtung neben- oder übereinander angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft ferner eine Blattbildungseinheit für Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahnen, umfassend einen Stoffauflauf und eine diesem nachgeordnete Formiereinheit.
Die Stoffdichte einer Faserstoffsuspension bestimmt maßgeblich die Qualität einer im Ergebnis des Herstellungsprozesses vorliegenden Faserstoffbahn. Dabei kann bei Verwendung von Faserstoffsuspensionen mit höherer Stoffdichte eine sich verschlechternde, durch die makroskopische und mikroskopische Verteilung von Fasern und Füllstoffen beschreibbare Formation beobachtet werden. Um dennoch befriedigende Ergebnisse hinsichtlich der Qualität der Faserstoffbahn zu erzielen, werden derzeit mit den bekannten Stoffaufläufen Faserstoffsuspensionen mit Stoffdichten im Bereich von 0,8 bis 1 ,0 Prozent in eine nachgeordnete Formiereinheit eingebracht. Höhere Stoffdichten führen bereits beim Austritt des Strahls aus dem Stoffauflauf durch die starke Faserflockung zu einer grobwolkigen Formation. Daher ist es erforderlich, Maßnahmen zu treffen, die der Zerstörung dieser unerwünschten Flocken und der rechtzeitigen Fixierung der Strömung dienen. Ziel ist die Bereitstellung eines über die gesamte Breite des Stoffauflaufs möglichst flo- ckenfreien Faserstoffsuspensionsstrahls am Austrittsspalt des Stoffauflaufs. Dazu werden verschiedenartigste Mittel, insbesondere turbulenzerzeugende und hydraulische Einheiten eingesetzt, die gewöhnlich eine Vielzahl von Kanälen zur besseren Fluidisierung aufweisen. Diese können verschiedenartig ausgeführt sein und sind im einfachsten Fall durch stufenartige Querschnittsänderungen des Strömungsquerschnitts charakterisiert. Die sich daran anschließenden Düsen weisen im Allgemeinen eine Länge zwischen 600 bis 700 mm auf, um eine ausreichende Strahlstabilität zu erhalten. Die aus der Gitternachlaufströmung entstehenden Wirbel können dabei innerhalb der Düse über diese Länge ausreichend gedämpft werden. Jedoch wird dadurch die Verweildauer für die Faserstoffsus- pension innerhalb der Düse größer als die Reflockulationszeit, so dass es zu einer erneuten Flockenbildung kommt. Um befriedigende Formationskennwerte für die auszubildende Faserstoffbahn zu erzielen, ist eine Reflockulation der Faserstoffsuspension nach der letzten erfolgten Fluidisierung im Stoffauflauf möglichst gänzlich zu vermeiden. Dies erfordert entsprechend kurz gebaute Einheiten.
Die Problematik der Flockenbildung und deren Auswirkung auf die Qualität der entstehenden Faserstoffbahn ist eingehend in der Druckschrift EP 1 31 3 912 B1 beschrieben. Zur Lösung wird eine Ausführung eines Stoffauflaufs mit einer Modifizierung der Turbulenzerzeugungseinrichtung vorgeschlagen, durch welche innerhalb der Turbulenzerzeugungseinrichtung lediglich einmal in einer Stufe eine Fluidisierung in jedem turbulenzerzeugenden Kanal vorgenommen wird, wodurch eine Beschleunigung der Strömung und kurze Verweildauer der Faserstoffsuspen- sion im Stoffauflauf erzielt wird. Der Fluidisierungsgrad kann dann durch die spezielle Gestaltung der Lamellen innerhalb der Düse beibehalten werden. Zur Fluidisierung werden den Fluidisierungsbereich bildende stufenartige Änderungen der Querschnittsflächen und Längen der einzelnen Teilbereiche der Strömungskanäle der Turbulenzerzeugungseinrichtung vorgeschlagen, welche eine Gesamt- länge der Turbulenzerzeugungseinrichtung in einem vorgeschriebenen Bereich ergeben.
Zur Verbesserung der Formation der entstehenden Faserstoffbahn ist des Weite- ren eine Vielzahl von Maßnahmen vorbekannt, die durch eine Modifikation der Düse oder der Turbulenzerzeugungseinrichtung charakterisiert sind.
Die Druckschrift DE 101 06 684 A1 offenbart eine Ausführung eines Stoffauflaufs mit zur Vermeidung von Strömungsinstabilitäten innerhalb der Düse und damit einer Schwingungsanregung speziell ausgeführten Lamellenende , das ei ne Schräge an der zur Düsenwand gerichteten Seite aufweist und an der von dieser weggerichteten Seite mit einer Struktur versehen ist.
Zur Formationsbeeinflussung innerhalb der Düse ist es gemäß der Druckschrift DE 1 99 02 621 A1 vorbekannt, die Düse mit unterschiedlichen geometrischen Bereichen zur Erzeugung unterschiedlicher Strömungsquerschnitte innerhalb der Düse auszubilden.
Die Druckschrift WO 2008/077585 A1 offenbart die Begünstigung der Ausbildung symmetrischer Eigenschaften in Z-Richtung über symmetrisch ausgebildete Stoffauflaufdüsen und die Ausgestaltung und Dimensionierung dieser.
Maßnahmen zur Verbesserung der Quersteifigkeit durch Ausrichtung der Fasern im Bereich des Austritts aus der Düse sind in der Druckschrift EP 1 022 378 A2 beschrieben. Die Ausbildung der Düse erfolgt mit einem Bereich mit stetiger Querschnittsverringerung und sich daran anschließendem Bereich mit stetiger Querschnittserweiterung.
Um beim Austritt des Freistrahls aus der Düse ein Aufplatzen dessen zu verhin- dem, offenbart die Druckschrift DE 297 13 433 U 1 eine Ausführung eines Stoffauflaufs mit einer aus maschinenbreit verlaufenden Begrenzungsflächen gebilde- ten Düsen, bei welcher zumindest eine der Begrenzungsflächen durch zumindest drei Abschnitte mit unterschiedlichem Konvergenzwinkel charakterisiert ist.
Die Druckschrift DE 102 34 550 A1 offenbart eine Ausführung eines Stoffauflaufs in einem Blattbildungssystem, bei welchem die Düse durch eine Länge größer 400 mm charakterisiert ist, wobei die Länge der dieser vorgeordneten Turbulenzerzeugungseinrichtung vorzugsweise ebenfalls in diesem Bereich liegt.
Die bekannten Maßnahmen reichen nicht aus, die Reflockulation bei höheren Stoffdichten der Faserstoffsuspension, beispielsweise von über 1 ,0 Prozent, insbesondere von über 1 ,2 Prozent, im gewünschten Maß zu unterbinden beziehungsweise zu reduzieren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art für den Einsatz in Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahnen, derart weiterzuentwickeln, dass d ie genannten Nachteile vermieden werden und die Reflockulation der Faserstoffsuspension nach dem letzten Fluidisierungsbereich vermindert oder unterbunden wird. Dabei ist insbesondere auf eine Verringerung der Verweildauer der Faserstoffsuspension im Stoffauflauf bei gleichbleibender Strahlqualität abzustellen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 4 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Ein Stoffauflauf mit mindestens einer, wenigstens eine Faserstoffsuspension zuführenden Zuführvorrichtung, einer einen Austrittsspalt aufweisenden Düse zur Ausgabe der Faserstoffsuspension in einem Freistrahl an eine nachgeordnete Funktionseinheit einer dem Stoffauflauf nachgeordneten Formiereinheit und einer in Strömungsrichtung der Düse unmittelbar vorgeordneten Turbulenzerzeugungseinrichtung mit einer Vielzahl von mindestens einen Fluidisierungsbereich aufwei- senden turbulenzerzeugenden Kanälen zur Führung der Faserstoffsuspension in Teilströmen und Beaufschlagung der Düse, wobei die einzelnen Kanäle in Querrichtung der Turbulenzerzeugungseinrichtung parallel zueinander unter Ausbildung von Reihen angeordnet sind und die Reihen senkrecht zur Querrichtung neben- oder übereinander angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass der die Düse über eine vordefinierte Längeneinheit quer zur Durchströmungsrichtung beaufschlagende Teil einer turbulenzerzeugender Kanäle eine hydraulische Einheit bildet und dass die Düse und die Turbulenzerzeugungseinrichtung derart ausgebildet sind, dass das als Volumen der hydraulischen Einheit bezeichnete und durch eine einzelne hydraulische Einheit beaufschlagbare Volumen < 0,005 m3 / m an Auslaufbreite beträgt.
Unter einem Fluidisierungsbereich wird ein Bereich verstanden, in welchem eine homogene Verteilung der die Faserstoffsuspension enthaltenden Bestandteile, wie beispielsweise Fasern und Füllstoffe, vorliegt. Die Einwirkung kann dabei aktiv durch hinsichtlich ihrer Wirkung steuerbare Elemente, wie beispielsweise statische Mischeinrichtungen oder passiv durch die geometrische Ausgestaltung des Strömungswegs und die dadurch bedingte Erzeugung von Turbulenzen auf die Faserstoffsuspension unter Auflösung von Ansammlungen, insbesondere Flocken erfol- gen. Der Bereich kann in Durchströmungsrichtung betrachtet örtlich auf einer Linie in Maschinenquernchtung beschränkt oder aber sich in Durchströmungsrichtung erstreckend ausgeführt sein.
Unter einer hydraulischen Einheit wird eine Einheit zur Erzeugung eines oder mehrerer Gitterströme oder Gitterteilströme über zumindest einen Teilbereich der Austrittsbreite mit vordefinierter Erstreckung in Maschinenquernchtung, das heißt Breitenrichtung der Turbulenzerzeugungseinrichtung verstanden. Die einzelne hydraulische Einheit beaufschlagt die Düse. Die für die Beschreibung des Querschnitts der Gitternachlaufströmung in der Düse maßgebliche Fläche wird durch die Abmessungen der hydraulischen Einheit, insbesondere deren Erstreckung quer zur Durchströmungsrichtung und damit in Maschinenquernchtung und der Höhe senkrecht zur Durchströmungsrichtung bestimmt. Diese Fläche entspricht der der hydraulischen Einheit zugeordneten Anteilsfläche an der Querschnittsfläche am Eintritt in die Düse, das heißt Düsenanfang.
Die erfindungsgemäße Lösung nutzt gezielt den Zusammenhang zwischen dem Querschnitt der Gitternachlaufströmung einer hydraulischen Einheit in der Düse und der Länge der Düse und definiert darüber das Düsengesamtvolumen als Kriterium für eine kurze Verweildauer bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Vorgaben. Durch die Abstimmung des Düsenvolumens über die einzelnen turbulenzerzeugenden Kanäle beaufschlagbaren Volumenanteile der Düse kann eine opti- mierte Faser- und Füllstoffverteilung und damit Formation in der Faserstoffsuspension beim Austritt dieser in einem Freistrahl in die Formiereinheit durch Vermeid u ng von Faser- und Füllstoffballungen bei gleichzeitig ausreichender Dämpfungswirkung erzielt werden. In einer vorteilhaften Ausführung beträgt das Volumen (Vhydr.Einheit) der Düse (4) als Funktion der Höhe (hD) der einzelnen hydraulischen Einheit (EH) und der Länge (LD) der Düse (4)
Xydr Emheit = ' ) * m an Auslaufbreite < 0 ,005 m3 mit
Vhydr.Einheit Volumen der hydraulischen Einheit;
hD Höhe der hydraulischen Einheit; und
LD Länge der Düse.
Die Länge der Düse ist durch den Abstand zwischen Austritt aus der vorgeordne- ten Turbulenzerzeugungseinrichtung und Austrittspalt der Düse charakterisiert und wird senkrecht zur Austrittsfläche aus der Turbulenzerzeugungseinrichtung gemessen. Die Länge der Düse ergibt sich dabei in Abhängigkeit der gewünschten Formgebung des Düsenvolumens. Die Länge kann damit bei vorgegebenen Volumen über die Formgebung variiert werden.
Das Gesamtvolumen der Düse pro vordefinierter Längeneinheit beträgt dann * D — n * * hydr.Einhe it
mit
n Anzahl der hydraulischen Einheiten; und
Vhydr. Einheit Volumen einer hydraulischen Einheit.
Ein derartig erfindungsgemäß ausgebildeter Stoffauflauf wird vorzugsweise in einer Blattbildungseinheit für Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahnen, umfassend des Weiteren eine dieser nachgeordnete Formiereinheit, in welcher die Faserstoffsuspension aus dem Austrittsspalt des Stoffauflaufs auf eine Bespannung unter Definition einer Auftrefflinie in einem Freistrahl auf- bzw. eingebracht wird, zum Einsatz gelangen. Dabei erfolgt die Ausführung des Stoffauflaufs gemäß der Erfindung derart, dass die Verweildauer der Faserstoffsuspension in der Düse und in der Turbulenzerzeugungseinrichtung möglichst gering gehalten wird.
Die Formiereinheit kann dabei als Hybridformer, Spaltformer, umfassend zwei einen Einlaufspalt für die Faserstoffsuspension bildende Siebbänder oder Langsiebformer ausgeführt sein, umfassend ein Siebband, auf dessen Oberfläche die Faserstoffsuspension mittels des Stoffauflaufs aufgebracht wird.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
Figur 1 verdeutlicht anhand eines Diagramms den Zusammen- hang zwischen der Größe der Stoffdichte der verwendeten
Faserstoffsuspension und der Formation;
Figur 2 verdeutlicht anhand eines Ausschnitts aus einem Axialschnitt einer Blattbildungseinheit einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn einen erfindungsgemäßen Stoffauflauf;
Figur 3a zeigt im Detail einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Stoffauflauf gemäß Figur 2; Figur 3b zeigt eine Ansicht A-A gemäß Figur 3a; und Figuren 4a bis 4c zeigen unterschiedliche Düsenformen.
Die Figur 1 verdeutlicht anhand eines Diagramms den Einfluss der Stoffdichte SD einer Faserstoffsuspension FS auf die Formation. Das Diagramm veranschaulicht im Einzelnen die Ausbildung der Flockenstruktur FL im sich bei Austritt der Faserstoffsuspension FS aus einer Düse eines Stoffauflaufs ergebenden Freistrahl hinsichtlich der Dimension der sich ausbildenden Flocken FL in Abhängigkeit von der Stoffdichte SD. Daraus ersichtlich ist der Zusammenhang zwischen hoher Stoffdichte SD und einer hinsichtlich der Anordnung der Fasern und Füllstoffe ungleichen und grobwolkigen Formation durch erhöhte Flockenbildung (Pfeil FL+), das heißt die Tendenz zum Vorliegen größerer Flocken FL im aus dem Austrittsspalt eines Stoffauflaufs austretenden Freistrahl einer Faserstoffsuspension FS bei herkömmlichen bekannten Stoffaufläufen . Ersichtlich ist ferner, dass bei Faserstoffsuspensionen FS mit geringeren Stoffdichten (Pfeil FL-) unterhalb eines Stoffdichtekennwerts SDk von ca. 1 ,2 % die Flockenbildung geringer ist, das heißt nur noch kleinere Flocken in einem Freistrahl am Austritt aus dem Austrittsspalt des Stoffauflaufs zu beobachten sind. Die Figur 1 verdeutlicht dabei lediglich den Grundzusammenhang zwischen der Konsistenz einer Faserstoffsuspension FS und der Flockenneigung. Diese ist auch vom gewählten Faserstoff selbst abhängig-
Die Figur 2 verdeutlicht in schematisiert stark vereinfachter Darstellung einen Ausschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten Stoffauflaufs 1 für den Einsatz in Maschinen zur Herstellung von Materialbahnen, insbesondere Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen in Form von Papier-, Karton- oder Tissuebah- nen mit erfindungsgemäßer Länge L der Düse 4 zur Reduzierung der Reflockula- tion, das heißt Rückflockung innerhalb der Faserstoffsuspension FS vor oder beim Austritt aus dem Stoffauflauf 1 . Der Stoffauflauf 1 ist einer Formiereinheit 2, welche hier nur anhand einer Bespannung beispielhaft angedeutet ist, vorgeordnet und bildet mit dieser eine Blattbildungseinheit 3. Die Funktion des Stoffauflaufs 1 besteht dabei im maschinenbreiten Ausbringen zumindest einer Faserstoffsus- Pension FS in die Formiereinheit 2, was über zumindest eine Düse 4 erfolgt. Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen wird an den dargestellten Ausschnitt aus der beispielhaft wiedergegebenen Blattbildungseinheit 3 ein Koordinatensystem angelegt. Die X-Richtung beschreibt die Längsrichtung der Maschine und wird auch als Maschinenrichtung MD bezeichnet. Diese fällt mit der Durchlaufrichtung der Faserstoffbahn zusammen. Die Y-Richtung beschreibt die Richtung quer zur Durchlaufrichtung der Faserstoffbahn F, insbesondere Breitenrichtung der Maschine, und wird daher auch als Maschinenquerrichtung CD bezeichnet, während die Z-Richtung der Höhenrichtung entspricht. Im dargestellten Fall fällt die Durchströmungsrichtung im Stoffauflauf 1 mit der Maschinenrichtung MD zusammen. Denkbar sind jedoch auch andere Anordnungen, insbesondere mit Neigung gegenüber der Maschinenrichtung MD.
Der Stoffauflauf 1 umfasst eine Zuführvorrichtung 5, über welche die zumindest eine Faserstoffsuspension FS über die gesamte Breite des Stoffauflaufs 1 verteilt werden kann. Diese umfasst im einfachsten Fall ein sich in Maschinenquerrichtung CD erstreckendes, einen Verteilkanal bildendes Element, insbesondere ein Verteilrohr, das in Durchströmungsrichtung in Masch inenquerrichtung CD verjüngend ausgebildet ist. Von der Zuführvorrichtung 5 gelangt die Faserstoff- Suspension FS über zumindest eine Turbulenzerzeugungseinrichtung 6 zur Düse 4. Dargestellt ist hier lediglich eine der Düse 4 in Strömungsrichtung unmittelbar vorgeordnete Turbulenzerzeugungseinrichtung 6. Denkbar sind jedoch auch Ausführungen von Stoffaufläufen 1 mit einer Mehrzahl von Turbulenzerzeugungseinrichtungen, welche nacheinander unter Zwischenordnung von Mischern und/oder Mischkammern durchlaufen werden. An den Austritt 6A aus der Turbulenzerzeugungseinrichtung 6 schließt sich die Düse 4 unter Ausbildung eines Düsenraums 8 an , der geeignet ist, im Betrieb die Strömung der Faserstoffsuspension FS wesentlich zu beschleunigen und die Faserstoffsuspension FS durch einen Austrittsspalt 1 1 an die Formiereinheit 2 zur Herstellung einer Materialbahn ab- zugeben. Der Austrittsspalt 1 1 wird hier beispielhaft von einer Blende 9 und den Düsenwandungen 10.1 , 10.2 begrenzt. Innerhalb der einzelnen Turbulenzerzeugungseinrichtung, hier der Turbulenzerzeugungseinrichtung 6, wird die Faserstoffsuspension FS entsprechend einer vordefinierten Teilung aufgeteilt und in Teilströmen verteilt geführt. Die Turbulenzerzeugungseinrichtung 6 umfasst dazu eine Vielzahl von sich in Durchströmungs- richtung und mit zumindest einer Richtungskomponente in Maschinenrichtung MD erstreckenden turbulenzerzeugenden Kanälen 7.xy, welche entweder maschinenbreit ausgebildet sind oder in Maschinenquerrichtung CD parallel zueinander in Reihen Rx mit x > 1 und in vertikaler Richtung, das heißt senkrecht zu einer durch die Durchströmungsrichtung und die Maschinenquerrichtung CD beschreibbaren Ebene in Spalten SPy mit y > 1 parallel zueinander angeordnet sind. Der erste Index nach der Bezugsziffer beschreibt die Anordnung des einzelnen Kanals in der jeweiligen Reihe Rx, während der zweite Index die Anordnung in der jeweiligen Spalte SPy senkrecht zur Maschinenquerrichtung CD wiedergibt. Der Begriff „Kanal" beschreibt keine konkrete fest definierte konstruktive Ausführung und ist funktional als Strömungsgang zu verstehen. Dieser kann von einzelnen Komponenten oder in einen Vollkörper integrierten beziehungsweise eingearbeiteten Durchgangsöffnungen gebildet werden. Erkennbar sind hier die einzelnen turbulenzerzeugenden Kanäle 7.1 1 bis 7.31 der ersten Spalte SP1 . Die Turbulenzerzeugungseinrichtung 6 bildet ein Strömungsgitter und kann dazu verschiedenartig ausgeführt sein. Im einfachsten Fall umfasst diese eine die turbulenzerzeugenden Kanäle 7.xy beschreibende und Durchgangsöffnungen aufweisende Lochplatte und/oder ein die einzelnen turbulenzerzeugenden Kanäle 7.xy bildendes Rohrbündel . Der einzelne turbulenzerzeugende Kanal 7.xy ist ein Strömungskanal, welchem Mittel zur Erzeugung von Turbulenzen zugeordnet oder in diesem integ- riert sind. Über die Mittel erfolgt ein Energieeintrag in den im jeweiligen Kanal geführten Teilstrom unter Ausbildung von Turbulenzen. Dieser Bereich wird auch als Fluidisierungsbereich 12 bezeichnet, wobei innerhalb eines turbulenzerzeugenden Kanals 7.xy zumindest ein derartiger Fluidisierungsbereich 12, in welchem eine Druckänderung im in diesen geführten einzelnen Teilstrom der Faserstoff- Suspension FS erzeugt wird, vorgesehen ist. Dieser kann durch die geometrische Ausführung des einzelnen turbulenzerzeugenden Kanals 7.xy, insbesondere eine örtliche Änderung der diesen in Durchströmungsrichtung beschreibenden Quer- schnittsfläche und/oder die Anordnung von zusätzlichen Einrichtungen zum Einbringen eines zusätzlichen Energieeintrags in den einzelnen, im jeweiligen turbulenzerzeugenden Kanal 7.xy geführten Teilstrom erzielt werden. Der erfindungsgemäße Stoffauflauf 1 ist derart ausgebildet und ausgeführt, dass die Verweilzeit der Faserstoffsuspension FS in der Düse 4 unter Beibehaltung einer ausreichenden Qualität des aus dem Austrittsspalt 1 1 austretenden Freistrahls reduziert wird. Zur Reduzierung der Verweildauer in der Düse 4 bei noch ausreichender Strahlqualität im Austrittsspalt 1 1 ist erfindungsgemäß als Funktion des Düsenvolumens VD bestimmt. Das Volumen VD der Düse ergibt sich dabei aus der nachfolgenden Beziehung:
* D — 11 * * hydr.Einhe it
mit
n Anzahl der hydraulischen Einheiten, insbesondere Anzahl der übereinander angeordneten Strömungsgänge, das heißt der Reihe der Rohre oder Kanäle; und
Vhydr. Einheit Volumen einer hydraulischen Einheit frei von Einbauten in der
Düse wie um Beispiel Lamellen usw.
Als hydraulische Einheit EH wird dabei der sich über einen vordefinierten Längenbereich quer zur Durchströmungsrichtung, insbesondere Breitenrichtung des Stoffauflaufs 1 erstreckende Teil turbulenzerzeugender Kanäle 7.xy einer Reihe von Kanälen verstanden. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung wird als kleinste hydraulische Einheit EH ein oder eine Mehrzahl in einer Reihe angeordneter, vorzugsweise über einen vordefinierten Bereich der Auslaufbreite AB von 1 m angeordneten turbulenzerzeugenden Kanälen verstanden.
Die Bestimmung und Darstellung dieser Größen ist in den Figuren 3a und 3b bei- spielhaft anhand eines Ausschnitts aus einem Stoffauflauf 1 gemäß Figur 2 wiedergegeben. Die Figur 3a zeigt die Düse 4 und die dieser unmittelbar in Strömungsrichtung vorgeordnete Turbulenzerzeugungseinrichtung 6. Zur Veranschaulichung sind hier lediglich turbulenzerzeugende Kanäle 7.1 1 bis 7.41 in vier Reihen mit den Fluidi- sierungsbereichen 12.1 1 bis 12.41 dargestellt. Dargestellt mittels Schraffur ist das Volumen einer derartigen hydraulischen Einheit. Dieses ist mit Vhydr. Einheit bezeichnet. Dieses Volumen entspricht dem, welches durch die einzelnen turbulenzerzeugenden Strömungskanäle 7.1 1 bis 7.xy charakterisiert ist und die beispielhaft auf eine vordefinierte Längeneinheit der Auslaufbreite AB festgelegt sind. Das Volumen der kleinsten hydraulischen Einheit pro Meter Auslaufbreite Vhydr.Einheit wird erfindungsgemäß durch nachfolgende Beziehung bestimmt:
-—— ) / Längeneinheit < 0,005 m
Volumen der hydraulischen Einheit;
Höhe der hydraulischen Einheit; und
Länge der Düse. pro vordefinierter Längeneinheit, insbesondere pro m. Die Düsenanfangshöhe DA berechnet sich aus der Summe der einzelnen Höhen der hydraulischen Einheiten ho, wobei bei einem Stoffauflauf mit Lamellen noch die Höhen der einzelnen Lamellenhalter hinzugerechnet werden müssen.
Die Figur 3b zeigt beispielhaft in einer Ansicht A-A gemäß Figur 3a eine Ansicht auf den Austritt 6A aus der Turbulenzerzeugungseinrichtung 6 mit sich in Maschi- nenquerrichtung CD erstreckenden, beispielhaft in vier Reihen R1 bis R4 und den Spalten SPy, hier SP1 bis SPn angeordneten einzelnen turbulenzerzeugenden Kanälen 7.1 1 bis 7.4n, wobei die einzelnen turbulenzerzeugenden Kanäle 7.1 1 bis 7.1 n, 7.21 bis 7.2n, 7.31 bis 7.3n und 7.41 bis 7.4n innerhalb einer einzelnen Reihe R1 bis R4 jeweils vorzugsweise parallel zueinander in Maschinenquerrich- tung CD mit vorzugsweise der gleichen Teilung angeordnet sind und die Anordnung der Reihen R1 bis R4 senkrecht zur Maschinenquerrichtung CD und zur Durchströmungsrichtung ebenfalls vorzugsweise parallel zueinander erfolgt. Wiedergegeben ist eine theoretisch kleinste hydraulische Einheit EH, umfassend im dargestellten Fall in einer Reihe, hier der Reihe R2 angeordneten Strömungskanälen 7.21 bis 7.24. Der von dieser beaufschlagbare Düsenanfangsquer- schnittsbereich und die Länge L der Düse 4 bestimmen das Düsenvolumen.
Für die Ausbildung des erfindungsgemäßen Düsenvolumens ist die Form der Düse 4 selbst nicht relevant. Diese kann verschiedenartig ausgeführt sein. Die Figuren 4a bis 4c verdeutlichen dabei mögliche Ausgestaltungen der einzelnen Düsen 4, insbesondere der diese parallel zur Strömungsrichtung begrenzenden Düsenwände 10.1 , 10.2. Die Länge LD der Düsen 4 in Strömungsrichtung ist dabei unterschiedlich, wobei diese zwischen den einzelnen Ausführungen in den Figuren 4a bis 4c variiert. Die jeweiligen Längen sind mit LDi , LD2 und LD3 bezeichnet, die entsprechenden Volumina der Düsen 4 mit VDi , VD2 und VD3. Erkennbar ist in Figur 4a eine Düse 4 mit einer geneigten Düsenwandung 10.2, die auf die Düsenwandung 1 0.1 zulaufend ausgeführt ist. Bei dieser Ausführung ändert sich der Düsenquerschnitt in Durchströmungsrichtung betrachtet stetig durch Änderung der Neigung nur einer Düsenwandung 10.2. Demgegenüber verdeutlicht die Figur 4c eine Ausführung mit ebenfalls stetiger Änderung des Düsenquerschnitts in Durch- Strömungsrichtung, wobei diese durch die aufeinander zulaufende Ausführung der einzelnen Düsenwände 10.1 und 10.2 realisiert wird. Die Figur 4b verdeutlicht eine Ausführung mit sprungartiger Änderung des Düsenquerschnitts durch sprungartige Änderung des Verlaufs der Düsenwandung 10.1 . Bei allen Ausführungen können die einzelnen Düsenwände 10.1 , 10.2 eben oder gekrümmt oder eine Kombination aus beiden bilden.
Die in den Figuren 4a bis 4c dargestellten Ausführungen sind beispielhaft. Denkbar ist jedoch auch jede andere Düsengeometrie. Entscheidend ist, dass diese genannten Bedingungen auch für alle Stoffaufläufe mit Lamellen und/oder Ver- dünnungswassertechnologie gelten. Die Düsenvolumina VDi , VD2 und VD3 aller Düsen sind gleich. Die Düsen 4 der Figuren 4a bis 4c unterscheiden sich nur hinsichtlich ihrer Längen, das heißt LDi LD2 ^ LD3- Ein derart ausgestalteter Stoffauflauf 1 kann in beliebiger Art und Weise weiter modifiziert werden. Es kann sich dabei um Stoffaufläufe handeln, welche mit Lamellen ausgestattet sind und/oder mit der Verdünnungswassertechnologie, das heißt zumindest einer Zudosiereinrichtung zur Zudosierung mindestens eines weiteren Fluids in die Faserstoffsuspension charakterisiert sind.
Der erfindungsgemäße Stoffauflauf 1 kann ferner in Kombination mit beliebig aus gebildeten Formiereinheiten 2, insbesondere Langsieb, Hybridformer und Doppel siebformer eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste
1 Stoffauflauf
2 Formiereinheit
3 Blattbildungseinheit
4 Düse
4E Eintritt in Düse, insbesondere Düsenanfang
5 Zuführvorrichtung
6 Turbulenzerzeugungseinrichtung
6A Austritt aus der turbulenzerzeugenden Einrichtung
7; 7.xy Turbulenzerzeugender Kanal
, 7.21 -7.2n Turbulenzerzeugender Kanal
, 7.41 -7.4n Turbulenzerzeugender Kanal
8 Düsenraum
9 Blende
10.1 , 10.2 Düsenwandung
1 1 Austrittsspalt
12.1 1 -12.31 Fluidisierungsbereich A-A Ansicht
AB Breite des Düsenanfangsquerschnitts bzw. der Turbulenzerzeugungseinrichtung in Maschinenquerrichtung
CD Maschinenquerrichtung
DA Düsenanfangshöhe
EH Hydraulische Einheit
FL Flocken
FS Faserstoffsuspension
hD Höhe der hydraulischen Einheit
I_D Länge der Düse
LDi , LD2, LD3 Länge der Düse
MD Maschinenrichtung
n Anzahl R1-R4; Rx Reihe
SD Stoffdichte
SDk Stoffdichtekennwert
SP1-SPy Spalte
VDi,VD2, VD3 Düsenvolumina
Vhydr.Einheit Volumen der kleinsten hydraulischen Einheit
X, Y, Z Koordinaten

Claims

Stoffauflauf und Blattbildungseinheit mit einem Stoffauflauf Patentansprüche
Stoffauflauf (1 ) mit mindestens einer, wenigstens eine Faserstoffsuspension (FS) zuführenden Zuführvorrichtung (5), einer einen Austrittsspalt (1 1 ) aufweisenden Düse (4) zur Ausgabe der Faserstoffsuspension (FS) in einem Freistrahl an eine nachgeordnete Funktionseinheit einer dem Stoffauflauf (1 ) nachgeordneten Formiereinheit (2) und einer in Strömungsrichtung der Düse (4) unmittelbar vorgeordneten Turbulenzerzeugungseinrichtung (6) mit einer Vielzahl von mindestens einen Fluidisierungsbereich aufweisenden turbulenzerzeugenden Kanälen (7, 7.xy, 7.1 1 -7.4n) zur Führung der Faserstoffsuspension (FS) in Teilströmen und Beaufschlagung der Düse (4), wobei die einzelnen Kanäle (7, 7.xy, 7.1 1 -7.4n) in Querrichtung der Turbulenzerzeugungseinrichtung (6) parallel zueinander unter Ausbildung von Reihen (R1 - Rx, R1 -R4) angeordnet sind und die Reihen (R1 -Rx, R1 -R4) senkrecht zur Querrichtung neben- oder übereinander angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass der die Düse (4) über eine vordefinierte Längeneinheit quer zur Durchströmungsrichtung beaufschlagende Teil einer Reihe (R1 -Rx, R1 -R4) turbulenzerzeugender Kanäle (7, 7.xy, 7.1 1 -7.4n) eine hydraulische Einheit (EH) bildet und dass die Düse (4) und die Turbulenzerzeugungseinrichtung (6) derart ausgebildet sind, dass das als Volumen (Vhydr.Einheit) der hydraulischen (EH) Einheit bezeichnete und durch eine einzelne hydraulische Einheit (EH) beaufschlagbare Volumen < 0,005 m3 / m an Auslaufbreite beträgt.
2. Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen (Vhycir. Einheit) der Düse (4) als Funktion der Höhe (hD) der einzelnen hydraulischen Einheit (EH) und der Länge (LD) der Düse (4) hydr Emheit = ^Ό ' ) * m an Auslaufbreite < 0 ,005 m3 mit
Vhydr.Einheit Volumen der hydraulischen Einheit (EH);
hD Höhe der hydraulischen Einheit (EH); und
LD Länge der Düse (4)
pro Meter an Auslaufbreite
beträgt.
Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gesamtvolumen (VD) der Düse (4) pro vordefinierter Längeneinheit
mit
n Anzahl der hydraulischen Einheiten (EH); und
Vhydr.Einheit Volumen einer hydraulischen Einheit (EH)
beträgt.
Blattbildungseinheit (3) für Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahnen, umfassend einen Stoffauflauf (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und eine dieser nachgeordnete Formiereinheit (2), in welcher die Faserstoffsuspension (FS) aus dem Austrittsspalt (1 1 ) des Stoffauflaufs (1 ) in einem Freistrahl auf- bzw. eingebracht wird.
Blattbildungseinheit (3) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Formiereinheit (2) als eine der nachfolgenden Einheiten ausgeführt ist:
- Hybridformer; - Spaltfornner, umfassend zwei einen Einlaufspalt für die Faserstoffsuspen- sion (FS) bildende Bespannungen, insbesondere Siebbänder;
- Langsiebformer, umfassend ein Siebband, auf dessen Oberfläche die Faserstoffsuspension (FS) mittels des Stoffauflaufs (1 ) aufgebracht wird.
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