EP2531651A1 - Ventil zum regulieren eines fluidstroms - Google Patents

Ventil zum regulieren eines fluidstroms

Info

Publication number
EP2531651A1
EP2531651A1 EP10798533A EP10798533A EP2531651A1 EP 2531651 A1 EP2531651 A1 EP 2531651A1 EP 10798533 A EP10798533 A EP 10798533A EP 10798533 A EP10798533 A EP 10798533A EP 2531651 A1 EP2531651 A1 EP 2531651A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
cavity
hollow body
cylindrical
confuser
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.)
Withdrawn
Application number
EP10798533A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Ruf
Konstantin Fenkl
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 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 Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2531651A1 publication Critical patent/EP2531651A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • D21F1/06—Regulating pulp flow
    • 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
    • D21F1/024—Details of the feed chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/12—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means

Definitions

  • the invention relates to a valve for regulating a fluid flow, in particular a preferably in a machine for producing a fibrous web, in particular a paper, cardboard or packaging paper web, guided pulp suspension flow comprising a hollow body with a substantially at least partially rotationally symmetrical and a longitudinal axis aufwei- send Cavity having at least one, having a longitudinal axis inlet opening, a rotationally symmetric Konfusor and a cylindrical or approximately cylindrical bottleneck, and a preferably by means of at least one actuating means coaxially movable in the cavity of the hollow body, the open Konfusor Structure as a result of a displacement variable, in particular a valve disk a valve disk diameter having and preferably rotationally symmetrical valve rod.
  • Such a valve for a liquid is known for example from the document EP 0 633 416 A1.
  • the liquid is a stock suspension which can be fed to a headbox of a paper machine.
  • This valve consists of a substantially rotationally symmetrical cavity with a constriction.
  • a plunger is mounted axially, which is provided on the side facing the constriction with an extension.
  • the plunger is slidably provided in the axial direction, so that a cross-sectional constriction similar to a needle valve, so even a complete closure of the valve is effected by an axial displacement of this plunger.
  • a similar valve namely a device for controlling a dilution fluid in a fabric for a paperboard or board production machine, is also known from document EP 1 591 585 B1.
  • a preferably exchangeable casing element having a valve sealing surface and converging on the inside is arranged at an outlet of an outlet or its vicinity. Furthermore, a plunger is mounted axially in the hollow space, which is provided on the side facing the shell element with an extension. The plunger is slidably provided in the axial direction, so that an axial displacement of this plunger a cross-sectional constriction, so even a complete closure of the valve is effected upon contact of the plunger on the casing element.
  • valves of the two cited publications are also distinguished by the fact that in the respective cavity a flow main direction for the liquid is realized, which extends substantially coaxially with the longitudinal axis of the cavity.
  • a liquid supply to the confuser is provided such that a rotational component about the flow main direction is added to the liquid with respect to the main flow direction. This can reduce the tendency of this valve to clog.
  • a disadvantage of this valve with too small dimensions of the valve stem having a plunger can be a reversal of the intended positive effect, that is, the reduction of the tendency to blockage.
  • rule gaps are unsuitable for small quantities, since they are often designed crescent-shaped and / or have shear edges on which pinch fibers. Furthermore, they have Strömungsototsammlung and Strömungsstaualle, possibly also flow divisions with sharp pitch contours on which may possibly be deposited in the fluid flow, in particular pulp suspension flow solids located on. Also, relatively high demands are placed on these components in terms of controllability and low pressure drop.
  • the affected liquid must constantly flow in a minimum flow in order, on the one hand, to prevent the penetration of another fluid from a higher-order line into the valve and, on the other hand, the valve to adhere to biological coverings.
  • the fluid stream preferably pulp suspension stream
  • the valve to adhere to biological coverings.
  • the fluid stream preferably pulp suspension stream
  • an object of the invention to improve a valve of the type mentioned in such a way that the mentioned disadvantages of the prior art are largely reduced, preferably even completely avoided.
  • an improved and practical valve is to be specified whose characteristic is as linear as possible and which has a minimum pressure loss at a high throughput ratio of maximum flow rate to minimum flow rate.
  • it should be able to operate without cavitation in a wide variety of operating conditions.
  • the cylindrical or approximately cylindrical constriction in the cavity of the hollow body is dimensioned such that at least in an operating position, preferably in a closed operating position of the valve, a minimum volume flow between the sliding valve rod and the cylindrical or approximately cylindrical constriction can be generated when generating an open minimum annular surface, which assumes a value of> 0.1%, preferably of> 1%, in particular of> 4% of the maximum volumetric flow of the valve.
  • the inventive dimensioning of the cylindrical or approximately cylindrical constriction allows in an operating position, preferably in a closed operating position of the valve according to the invention a minimum volume flow, on the one hand, the penetration of a further fluid from a Parent line in the valve according to the invention and on the other hand, the joining of the valve according to the invention with biological deposits whose basic materials are to be found in the fluid stream, preferably pulp suspension flow, completely avoids.
  • the valve according to the invention has as linear a characteristic as possible and a minimum pressure loss at a high throughput ratio of maximum throughput to minimum throughput. Likewise, it can be operated without cavitation even under very different operating conditions.
  • the cylindrical or approximately cylindrical constriction in the hollow space of the hollow body preferably has a diameter in the range of 5 to 30 mm, preferably 10 to 20 mm, and a length of 0.1 to 50 mm, preferably 2 to 20 mm. These diameter ranges provide the advantage of maximum practicality of the valve according to the invention, and even over a large volume flow range.
  • valve disk diameter of the valve disk of the preferably rotationally symmetrical valve rod is preferably dimensioned such that at least in the operating position, preferably in the closed operating position of the valve according to the invention, the open minimum annular area between the confuser and the valve disk has a ring width of at least 0.2 mm, preferably at least 0 , 5 mm, in particular of at least 0.75 mm.
  • ring widths are fully sufficient to produce an effective minimum volume flow to avoid the problems mentioned.
  • they ensure the risk of blockages with great process reliability.
  • valve disk can, in principle, have any desired outer contour, for example an outer contour known to the person skilled in the art or any possible, in particular conical outer contour.
  • maximum open cross-sectional area of the confuser and the open cross-sectional area of the cylindrical or approximately cylindrical constriction in the cavity of the hollow body preferably have a cross-sectional area ratio in the range of 1.0 to 4.0, preferably 1.2 to 3.0, in particular 1 , 5 to 2.5 on. Among other things, these areas ensure that minimal pressure loss is achieved, even under very different operating conditions.
  • the open cross-sectional area of the confuser and the open cross-sectional area of the cylindrical or approximately cylindrical constriction in the cavity of the hollow body preferably have a cross-sectional area ratio in the range of 1.09 to 2.0, preferably 1.22 to 1.58.
  • the open cross-sectional area is calculated from the difference between the cross-sectional area of the confuser and the valve disk surface of the valve disk. Among other things, these areas promote the achievement of a minimum pressure loss even under very different operating conditions.
  • the cylindrical or approximately cylindrical constriction in the cavity of the hollow body in the flow direction of the fluid flow, in particular pulp suspension flow preferably directly or indirectly downstream of a diffuser.
  • at least one transition piece between the cylindrical or approximately cylindrical constriction may be arranged in the hollow space of the hollow body and the diffuser.
  • the diffuser preferably also the at least one transition piece, is preferably a separate component. This results in both constructive and manufacturing advantages.
  • the diffuser preferably has a length in the range of 10 to 100 mm, preferably 20 to 50 mm, and an angle of 60 to 90 °, preferably from 70 to 80 °. This embodiment provides the advantage of a relatively low pressure loss.
  • the diffuser is preferably designed as a single-stage diffuser or as a multi-stage diffuser with preferably at least one incremental step.
  • This embodiment provides the advantage of a relatively simple construction.
  • the regions of the hollow space of the hollow body which are arranged in the flow direction of the fluid flow, in particular the pulp suspension flow preferably have at least one of the following properties:
  • the inlet opening having a longitudinal axis has a diameter in the range of 10 to 60 mm, preferably 15 to 50 mm;
  • a transition region has a transition angle in the range of 60 to 120 °, preferably from 80 to 100 °, in particular from 85 to 95 °;
  • a cylindrical or approximately cylindrical region has a diameter in the range of 10 to 60 mm, preferably 15 to 50 mm, and a Length in the range of 0.1 to 50 mm, preferably 0.1 to 20 mm, (or 0.5 to 1.5, preferably 0.8 to 1.2, diameter); and or
  • the rotationally symmetric Konfusor has a length in the range of 1 0 to 100 mm, preferably from 20 to 50 mm, and an angle of 60 to 90 °, preferably from 70 to 80 ° on.
  • the inlet opening in the hollow body is preferably arranged such that its longitudinal axis intersects with the longitudinal axis of the cavity of the hollow body in an intersection; and that the cavity of the hollow body is formed such that the flow direction having a flow idstrom, in particular pulp suspension flow stasis free or almost free of stagnation and rotationally free or approximately rotationally with respect to the longitudinal axis of the cavity flows through it.
  • This arrangement of the two longitudinal axes, the longitudinal axis of the inlet opening and the longitudinal axis of the cavity of the hollow body causes a rotation-free, stagnation-point and cavitation-free guidance of the fluid flow, in particular pulp suspension flow with the lowest possible pressure loss in the fluid flow, in particular pulp suspension flow.
  • the cavity of the hollow body thus undergoes a central and stagnation-free flow without any swirl flow.
  • the longitudinal axis of the inlet opening is the center vertical of the inlet opening.
  • the valve according to the invention preferably has only one inlet opening having a longitudinal axis with an inlet channel upstream in the flow direction, the longitudinal axis of which may in turn be arranged coaxially or at an angle to the longitudinal axis of the inlet opening.
  • the two longitudinal axes intersecting at the point of intersection namely the longitudinal axis of the inlet opening and the longitudinal axis of the hollow space of the hollow body, preferably have a cutting angle in the range from 60 to 120 °, preferably from 80 to 100 °, in particular from 85 to 95 °.
  • These cutting angle ranges provide spatial advantages, in particular with regard to the immediate juxtaposition of a plurality of valves according to the invention.
  • the hollow space of the hollow body is free of surfaces and / or edges lying perpendicular to the flow direction of the fluid flow, in particular pulp suspension flow.
  • the region of the preferably rotationally symmetrical valve rod which projects at least in regions into the hollow space of the hollow body is preferably free of surfaces and / or edges perpendicular to the main flow direction of the fluid flow, in particular fibrous suspension flow. This in turn is advantageous in view of a low pressure loss in the fluid flow, in particular pulp suspension flow.
  • the valve according to the invention can also be used in an outstanding manner in a headbox for a machine for producing a fibrous web, in particular a paper, board or packaging paper web, from at least one fibrous stock suspension.
  • the headbox may in this case be designed as a sectioned dilution water headbox with a pitch width of N x 25 mm or N x 33.3 mm, where N is a natural number, and in at least one, preferably in each dilution water line at least one inventive Valve be arranged.
  • the valve according to the invention can also be used in an outstanding manner in a machine for producing a fibrous web, in particular a paper, board or packaging paper web, from at least one fibrous stock suspension.
  • the machine can be constructed according to the prior art and have all known machine areas.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of a valve according to the invention for regulating a fluid flow, in particular pulp suspension flow in an open operating position;
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a second embodiment of a valve according to the invention for regulating a fluid flow, in particular pulp suspension flow in a closed open operating position;
  • Figure 3 is a schematic and partially longitudinal sectional view of the first embodiment of the valve of the invention of Figure 1;
  • Figure 4 is a schematic sectional view of a third embodiment of a valve according to the invention for regulating a fluid flow, in particular pulp suspension flow in a closed open operating position;
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of a known sectioned dilution water headbox comprising at least one valve according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration through a first embodiment of a valve 1 according to the invention for regulating a fluid flow 2 (arrow), in particular pulp suspension flow 2.1 (arrow) in an open operating position B.
  • the pulp suspension flow 2.1 can be carried out, for example, in a machine 200 known to the person skilled in the art for the production of a fibrous web, in particular a paper, cardboard or packaging paper web be guided (see Figure 5).
  • the valve 1 comprises a hollow body 3 with a substantially at least partially rotationally symmetrical (and a longitudinal axis L.4 (dashed) having) cavity 4, the at least one, a longitudinal axis L.5 having inlet opening 5, a rotationally symmetric Konfusor 6 and a cyl English or approximately cylindrical bottleneck 7 has.
  • valve 1 comprises a preferably by means of at least one actuating means 10 coaxially movable in the cavity 4 of the hollow body 3, the open Konfusorisation A.6 due to a shift V (double arrow) changeable, a valve plate 9 having a valve disc diameter D.9 and preferably rotationally symmetrical valve rod 8.
  • the cylindrical or approximately cylindrical constriction 7 in the cavity 4 of the hollow body 3 is dimensioned such that at least in an operating position B, preferably in a closed operating position BG of the valve 1 according to the invention a minimum volume flow V min (see FIG 2) can be generated between the movable valve rod 8 and the cylindrical or approximately cylindrical constriction 7 when an open minimum ring surface A min is produced (see FIG. 2), which has a value of> 0.1%, preferably of> 1%, in particular of> 4% of the maximum volume flow V max of the valve 1 assumes.
  • the cylindrical or approximately cylindrical constriction 7 in the cavity 4 of the hollow body 3 has a diameter D.7 in the range of 5 to 30 mm, preferably from 10 to 20 mm, and a length L.7 of 0.1 to 50 mm, preferably from 2 to 20 mm, on.
  • valve disk diameter D.9 of the valve disk 9 of the preferably rotationally symmetrical valve rod 8 is dimensioned such that, at least in the operating position B, preferably in the closed operating position BG of the valve 1 according to the invention, the open minimum annular surface A min between the confuser 6 and the valve disk 9 has a ring width b of at least 0.2 mm, preferably of at least 0.5 mm, in particular of at least 0.75 mm (see Figure 2).
  • the maximum open cross-sectional area A.6 max of the confuser and the open cross-sectional area A.7 of the cylindrical or approximately cylindrical constriction 7 in the cavity 4 of the hollow body 3 has a cross-sectional area ratio AV in the range of 1.0 to 4.0, preferably of 1 , 2 to 3.0, in particular from 1, 5 to 2.5.
  • the open cross-sectional area a.6 of the confuser 6 and the open cross-sectional area A.7 of the cylindrical or approximately cylindrical knuckle 7 in the hollow 4 d of the hollow body 3 have a cross-sectional area ratio av im Range of 1, 09 to 2.0, preferably from 1, 22 to 1, 58, wherein the open cross-sectional area A.6 is the difference between the cross-sectional area a.6 of the Confusor 6 and the valve head surface A.9 of the valve disk 9 calculated.
  • the cylindrical or approximately cylindrical constriction 7 in the cavity 4 of the hollow body 3 is downstream of a diffuser H in the flow direction S (arrow) of the fluid flow 2, in particular pulp suspension stream 2.1.
  • the designed as a one-stage diffuser diffuser 1 1 has a length L.1 1 in the range of 10 to 100 mm, preferably from 20 to 50 mm, and an angle ⁇ of 60 to 90 °, preferably from 70 to 80 °.
  • the regions of the cavity 4 of the hollow body 3 which are arranged in the flow direction S (arrow) of the fluid flow 2, in particular the pulp suspension flow 2.1 have the following properties:
  • the inlet opening 5 having a longitudinal axis L.5 has a diameter D.5 in the range of 10 to 60 mm, preferably from 15 to 50 mm;
  • a transition region 12, which may optionally be provided with radii (see Figure 3), has a transition angle ß in the range of 60 to 1 20 °, preferably from 80 to 100 °, in particular from 85 to 95 °;
  • a cylindrical or approximately cylindrical region 13 has a diameter D.13 in the range of 10 to 60 mm, preferably 15 to 50 mm, and a length L.13 in the range of 0.1 to 50 mm, preferably of 0.1 to 20 mm, (or 0.5 to 1.5, preferably 0.8 to 1.2, diameter D.13); and
  • the rotationally symmetric Konfusor 6 has a length L.6 in the range of 10 to 100 mm, preferably from 20 to 50 mm, and an angle ⁇ of 60 to 90 °, preferably from 70 to 80 ° on.
  • the inlet opening 5 in the hollow body 3 is arranged such that its longitudinal axis L.5 intersects with the longitudinal axis L.4 of the cavity 4 of the hollow body 2 at an intersection point P.
  • the two intersecting in the intersection P longitudinal axes L.5, L.4 have a cutting angle ⁇ in the range of 60 to 120 °, preferably from 80 to 100 °, in particular from 85 to 95 °.
  • the cutting angle ⁇ for example, a value of 90 °, that is, it is rectangular.
  • the cavity 4 of the hollow body 3 is also designed in such a way that the fluid stream 2, in particular the pulp suspension stream 2.1 having a flow direction S (arrow), is free from dumbbells or nearly stagnant and rotationally free or nearly free of rotation with respect to the longitudinal axis L.4 of the hollow space 4 through it flows.
  • 2 shows a schematic sectional view through a second embodiment of a valve 1 according to the invention for regulating a fluid flow 2 (arrow), in particular pulp suspension flow 2.1 (arrow) in a closed operating position BG.
  • This pulp suspension stream 2.1 can also be guided, for example, in a machine 200 known to the person skilled in the art for producing a pulp, into a paper, board or packaging paper web (see FIG. 5).
  • the again formed as a one-stage diffuser diffuser 1 1 has a length L.1 1 in the range of 10 to 100 mm, preferably from 20 to 50 mm, and an angle ⁇ of 60 to 90 °, preferably from 70 to 80 ° on.
  • the valve head diameter D .9 of the valve disk 9 of the preferably rotationally symmetrical valve rod 8 is dimensioned such that in the closed operating position BG of the valve 1 according to the invention the open minimum annular surface A min between the confuser 6 and the Valve plate 9 has a ring width b of at least 0.2 mm, preferably of at least 0.5, in particular of at least 0.75 mm.
  • FIG. 3 shows a schematic and partially longitudinal sectional illustration of the first embodiment of the valve 1 according to the invention of FIG. 1.
  • the preferably rotationally symmetrical valve rod 8 itself is guided into the cavity 4 of the hollow body 3 by means of a cam 16 having a guide opening 15, in particular a guide bore 15. 1 and shown only schematically.
  • the cam 1 1 is mounted stationarily in the hollow body 3.
  • the cam 1 1 is dimensioned and arranged such that it reduces the existing local open flow cross section Q v in comparison with the theoretical local open flow cross section Q t by a maximum of 60%, preferably by a maximum of 50%, in particular by a maximum of 40%.
  • the theoretical local open flow cross section Q t is the open flow cross section without cams.
  • transition region 12 which has a transition angle ß in the range of 60 to 120 °, preferably from 80 to 100 °, in particular from 85 to 95 °, provided with radii 17.
  • the fluid flow 2 (arrow) is guided outside the cam 16, preferably with the radius of 0.5 to 5, preferably of 1 to 2.5, the diameter D.5 of the inlet opening 5 (see FIG. 4 shows a schematic sectional view of a third embodiment of a valve 1 according to the invention for regulating a fluid flow 2 (arrow), in particular pulp suspension flow 2.1 (arrow) in a closed open operating position BG.
  • This pulp suspension stream 2.1 can also be guided, for example, in a machine 200 known to the person skilled in the art for producing a fibrous web, in particular a paper, board or packaging paper web (see FIG. 5).
  • the indirect Nach extract provides that designed as a separate component transition piece 14 between the cylindrical or approximately cylindrical constriction 7 in the cavity 4 of the hollow body 3 and the diffuser 1 1 is arranged (see Figure 2).
  • the transition piece 14 in this case has a diameter D.14, which corresponds in terms of value to the diameter D.7 of the cylindrical or approximately cylindrical constriction 7 (see Figure 2).
  • the designed as a multi-stage iffusor 1 1 .1 diffuser 1 1 has a length L.1 1 in the range of 10 to 100 mm, preferably from 20 to 50 mm, and an initial angle ⁇ of 60 to 90 °, preferably from 70 to 80 °, up.
  • the multi-stage diffuser 1 1 .1 is formed with a step jump 18.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional illustration of a known sectioned dilution water headbox 100, which comprises a multiplicity of spaced-apart valves 1 according to the invention.
  • the illustrated dilution water headbox 100 is part of a not further illustrated, but the skilled person known machine 200 for r producing a fibrous web, in particular a paper, cardboard or packaging paper web, from at least one pulp suspension. It comprises a feed device 102 feeding at least one pulp suspension 101 and a turbulence generating means 103 in which, during operation of the dilution headbox 100, the at least one pulp suspension 101 flows through a plurality of flow channels 104 arranged in rows and in columns, thereby having a flow direction Faserstoffsuspensi- onsteilteilströme split and after exiting the turbulence generating agent 1 03 in a preferably mash inen wide chamber 1 05 is merged again.
  • a plurality of means 106 which have a respective longitudinal direction and are spaced apart from one another in the width direction of the headbox, for preferably controllable metering of a fluid 2 into partial fluid streams 2 .T into the at least one pulp suspension 101.
  • HPA14252 EN - "MJ M Edge Modules"
  • HPA14263 EN - "MJ II-Slat-Free Excipient Addition"
  • HPA14265 EN - "MJ M-DoS-TE Geometry"
  • HPA14310 EN - "MJ Il distribution well plate thickness"
  • HPA14466 EN - "MJ ll-W-STA"
  • HPA14569 EN - "MJ ll-W-STA (Dosing Tube)”.
  • the illustrated dilution water headbox 100 preferably has a pitch width T (section width) of the means 106 of N x 25 mm or N x 33.3 mm, where N is a natural number.
  • the valve 1 thus serves to regulate the fluid flow 2, in particular partial fluid flow 2.T.
  • the fluid stream 2, in particular pulp suspension stream 2.1 is a dilution water stream or white water stream which contains fractions of solids of a pulp suspension.
  • a valve of the aforementioned types is provided by the invention, which reduces the disadvantages of the prior art as far as possible, preferably even completely avoids.
  • an improved and practical valve is specified whose characteristic is as linear as possible and which has a minimal pressure loss at a high throughput ratio of maximum flow rate to minimum flow rate.
  • it can be operated cavitation-free under a wide variety of operating conditions.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (1) zum Regulieren eines Fluidstroms (2), insbesondere eines vorzugsweise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, geführten Faserstoffsuspensionsstroms (2.1), umfassend einen Hohlkörper (3) mit einem im Wesentlichen zumindest streckenweise rotationssymmetrischen und eine Längsachse (L.4) aufweisenden Hohlraum (4), der zumindest eine, eine Längsachse (L.5) aufweisende Ein lassöffnung (5), einen rotationssymmetrische Konfusor (6) und eine zylindrische oder annähernd zylindrische Engstelle (7) aufweist, und eine vorzugsweise mittels wenigstens eines Betätigungsmittels (10) koaxial in dem Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) bewegbare, die offene Konfusorfläche (A.6) infolge einer Verschiebung (V) veränderbare, insbesondere ein Ventilteller (9) mit einem Ventiltel lerdurchmesser (D.9) aufweisende und vorzugsweise rotationssymmetrische Ventilstange (8). Das erfindungsgemäße Ventil (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische oder annähernd zylindrische Engstelle (7) in dem Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) derart dimensioniert ist, dass zumindest in einer Betriebsposition (B), vorzugsweise in einer geschlossenen Betriebsposition (BG) des Ventils (1) ein Minimalvolumenstrom (Vmin) zwischen der bewegbaren Ventilstange (8) und der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle (7) bei Erzeugung einer offenen Mindestringfläche (Amin) erzeugbar ist, der einen Wert von ≥ 0,1 %, vorzugsweise von ≥ 1 %, insbesondere von ≥ 4 % des Maximalvolumenstroms (Vmax) des Ventils (1) annimmt.

Description

Ventil zum Regulieren eines Fluidstroms
Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Regulieren eines Fluidstroms, insbesondere eines vorzugsweise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, geführten Faserstoffsuspensionsstroms, umfassend einen Hohlkörper mit einem im Wesentlichen zumindest streckenweise rotationssymmetrischen und eine Längsachse aufwei- senden Hohlraum, der zumindest eine, eine Längsachse aufweisende Einlassöffnung, einen rotationssymmetrischen Konfusor und eine zylindrische oder annähernd zylindrische Engstelle aufweist, und eine vorzugsweise mittels wenigstens eines Betätigungsmittels koaxial in dem Hohlraum des Hohlkörpers bewegbare, die offene Konfusorfläche infolge einer Verschiebung veränderbare, insbesondere ein Ventilteller mit einem Ventiltellerdurchmesser aufweisende und vorzugsweise rotationssymmetrische Ventilstange.
Ein derartiges Ventil für eine Flüssigkeit ist beispielsweise aus der Druckschrift EP 0 633 416 A1 bekannt. Bei der Flüssigkeit handelt es sich um eine Stoffsuspension, welche einem Stoffauflauf einer Papiermaschine zuführbar ist.
Dieses Ventil besteht aus einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen Hohlraum mit einer Einschnürung. In dem Hohlraum ist axial ein Stößel angebracht, der an der der Einschnürung zugewandten Seite mit einer Einweiterung versehen ist. Der Stößel ist in Achsrichtung verschiebbar vorgesehen, so dass durch ein axiales Verschieben dieses Stößels eine Querschnittverengung ähnlich eines Nadelventils, so gar eine vollständige Schließung des Ventils bewirkt wird. Ein ähnliches Ventil, namentlich eine Vorrichtung zur Steuerung eines Verdun- n u n g sfl ü ss i g ke i ts stro m s e i n es Stoffa ufl a u fs e i n e r P a p i e r- oder Kartonherstellungsmaschine, ist auch aus der Druckschrift EP 1 591 585 B1 bekannt.
Bei diesem einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Hohlraum aufweisenden Ventil ist ein vorzugsweise austauschbares, eine Ventildichtungsoberfläche aufweisendes und innenseitig konvergentes Hüllenelement an einem Ausgang eines Auslasses oder seines Nahbereichs angeordnet. Weiterhin ist in dem Hohl- räum axial ein Stößel angebracht, der an der dem Hüllenelement zugewandten Seite mit einer Einweiterung versehen ist. Der Stößel ist in Achsrichtung verschiebbar vorgesehen, so dass durch ein axiales Verschieben dieses Stößels eine Querschnittverengung, so gar eine vollständige Schließung des Ventils bei Anlage des Stößels an dem Hüllenelement bewirkt wird.
Die Ventile der beiden genannten Druckschriften zeichnen sich überdies dadurch aus, dass in dem jeweiligen Hohlraum eine Strömungshauptrichtung für die Flüssigkeit realisiert wird, die im Wesentlichen koaxial mit der Längsachse des Hohlraums verläuft. Zusätzlich ist eine Flüssigkeitszuführung zu dem Konfusor derart vorgesehen, dass der Flüssigkeit bezogen auf die Strömungshauptrichtung eine Rotationskomponente um die Strömungshauptrichtung zugefügt ist. Dadurch kann die Verstopfungsneigung dieses Ventils reduziert werden. Ein Nachteil dieses Ventils bei einer zu kleinen Dimensionierung der einen Stößel aufweisenden Ventilstange kann jedoch eine Umkehrung der beabsichtigten positiven Wirkung, das heißt der Reduzierung der Verstopfungsneigung sein. Denn es hat sich gezeigt, dass sich bei einer zu kleinen Dimensionierung der Ventilstange trotz bestehender Rotationskomponente in der Flüssigkeit Fasergespinste oder Faserringe um den Stößel der Ventilstange bilden können. Weiterh in können zum Regul ieren eines Flu idstroms, insbesondere eines vorzugsweise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbeson- dere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, geführten Faserstoff- suspensionsstroms auch aus dem älteren Stand der Technik bekannte Kugelhähne, Schieber, Regelklappen, Membranventile, Quetschventile, Nadelventile oder dergleichen eingesetzt werden. Die Bauelemente neigen jedoch sehr häufig zu lokal en Faseran h äufu ngen , Faserwisch b ild u ng en u nd Ablagerungen. Hierdurch kann es zu Verstopfungen des Ventils kommen oder, wenn sich die Faserwische lösen, zu Formationsstörungen in der hergestellten Faserstoffbahn kommen. Zudem sind die Regelspalte bei kleinen Mengen ungeeignet, da sie oft sichelförmig ausgebildet sind und/oder Scherkanten aufweisen, an denen sich Fasern einklemmen. Ferner weisen sie Strömungstoträume und Strömungsstaupunkte, gegebenenfalls auch Stromteilungen mit scharfen Teilungskonturen, an denen sich möglicherweise in dem Fluidstrom, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom befindliche Feststoffe ablagern können, auf. Auch werden an diese Bauelemente relativ hohe Anforderungen hinsichtlich Regelbarkeit und niedrigem Druckverlust gestellt.
Somit wurden in der Vergangenheit vermehrt Anstrengungen unternommen, solche Ventile zu entwickeln, die die soeben genannten Eigenschaften erfüllen und die eine möglichst geringe Neigung zu einer Faserwischbildung oder zu Anla- gerungen der in dem Fluidstrom, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom befindl ichen Feststoffe aufweisen . Ein Ergebnis d ieser Anstrengungen ist beispielsweise das in der bereits genannten Druckschrift EP 0 633 416 A1 offenbarte Ventil für eine Flüssigkeit. Bei weiteren Untersuchungen des in der erstgenannten Druckschrift offenbarten Ventils für eine Flüssigkeit wurde nun in Erfahrung gebracht, dass eine vollständige Schließung des Ventils in der betrieblichen Praxis nachteilhaft, ja sogar vollkommen abwegig und zudem teuer ist. Die betroffene Flüssigkeit muss im Betrieb des Ventils fortwährend in einem Minimalstrom fließen, damit einerseits ein Eindringen eines weiteren Fluids aus einer übergeordneten Leitung in das Ventil und andererseits ein Zuwachsen des Ventils mit biologischen Belägen, deren Grundstoffe in dem Fluidstrom, vorzugsweise Faserstoffsuspensionsstrom zu finden sind, gänzlich vermieden wird. Bei einer Erhöhung werden die Ablagerungen oder Sedimente in den Prozess hineingebracht, was letztlich zu Störungen führen kann. Außerdem ist eine Schließfunktion an dem Ventil immer nur mit einem teuren Ventilsitz zu bewerkstelligen.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Ventil der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich vermieden werden. Insbesondere soll ein verbessertes und praxistauglicheres Ventil angegeben werden, dessen Kennlinie möglichst linear verläuft und das einen minimalen Druckverlust bei einem großen Durchsatzverhältnis von Maximaldurchsatz zu Minimaldurchsatz aufweist. Zudem soll es bei unterschiedlichsten Betriebsbedingungen kavitationsfrei betrieben werden können.
Diese Aufgabe wird bei einem Ventil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die zylindrische oder annähernd zylindrische Engstelle in dem Hohlraum des Hohlkörpers derart dimensioniert ist, dass zumindest in einer Betriebsposition, vorzugsweise in einer geschlossenen Betriebsposition des Ventils ein Minimalvolumenstrom zwischen der verschiebbaren Ventilstange und der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle bei Erzeugung einer offenen Mindestringfläche erzeugbar ist, der einen Wert von > 0,1 %, vorzugsweise von > 1 %, insbesondere von > 4 % des Maximalvolumenstroms des Ventils annimmt.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Die erfindungsgemäße Dimensionierung der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle erlaubt in einer Betriebsposition, vorzugsweise in einer geschlossenen Betriebsposition des erfindungsgemäßen Ventils einen Minimalvolumenstrom, der einerseits das Eindringen eines weiteren Fluids aus einer übergeordneten Leitung in das erfindungsgemäße Ventil und andererseits das Zuwachsen des erfindungsgemäßen Ventils mit biologischen Belägen, deren Grundstoffe in dem Fluidstrom, vorzugsweise Faserstoffsuspensionsstrom zu finden sind, gänzlich vermeidet.
Das erfindungsgemäße Ventil weist zudem eine möglichst lineare Kennlinie und einen minimalen Druckverlust bei einem großen Durchsatzverhältnis von Maximaldurchsatz zu Minimaldurchsatz auf. Gleichfalls kann es selbst bei unterschiedlichsten Betriebsbedingungen kavitationsfrei betrieben werden. Die zylindrische oder annähernd zylindrische Engstelle in dem Hohlraum des Hohlkörpers weist bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 5 bis 30 mm, vorzugsweise von 10 bis 20 mm, und eine Länge von 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise von 2 bis 20 mm, auf. Diese Durchmesserbereiche erbringen den Vorteil einer größtmöglichen Praxistauglichkeit des erfindungsgemäßen Ventils, und dies selbst über einen großen Volumenstrombereich hinweg.
Hierbei ist der Ventiltellerdurchmesser des Ventiltellers der vorzugsweise rotationssymmetrischen Ventilstange bevorzugt derart dimensioniert, dass zumindest in der Betriebsposition, vorzugsweise in der geschlossenen Betriebsposition des erfindungsgemäßen Ventils die offene Mindestringfläche zwischen dem Konfusor und dem Ventilteller eine Ringbreite von mindestens 0,2 mm, vorzugsweise von mindestens 0,5 mm, insbesondere von mindestens 0,75 mm aufweist. Diese Ringbreiten sind voll und ganz ausreichend, um eine wirkungsvollen Minimalvolumenstrom zur Vermeidung der genannten Probleme zu erzeugen. Zudem gewährleisten sie mit großer Prozesssicherheit die Gefahr von Verstopfungen. Zudem ist zu beachten, dass im Falle einer zu kleinen Wahl der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle hohe Strömungsgeschwindigkeiten mit der Gefahr entstehen, dass sich Kavitation ausbildet. Die geschieht insbesondere dann, wenn die Herstellungsmaschine langsam läuft und der Druck in der Zuführung einen niedrigen Wert annimmt. Der Ventilteller kann im Prinzip jede beliebige Außenkontur aufweisen, beispielsweise eine dem Fachmann bekannte Außenkontur oder jede mögliche, insbesondere konische Außenkontur. Weiterhin weisen die maximale offene Querschnittsfläche des Konfusor und die offene Querschnittsfläche der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle in dem Hohlraum des Hohlkörpers bevorzugt ein Querschnittsflächenverhältnis im Bereich von 1 ,0 bis 4,0, vorzugsweise von 1 ,2 bis 3,0, insbesondere von 1 ,5 bis 2,5 auf. Diese Bereiche stellen unter anderem das Erreichen eines minimalen Druckverlusts selbst bei unterschiedlichsten Betriebsbedingungen sicher.
Die offene Querschnittsfläche des Konfusors und die offene Querschnittsfläche der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle in dem Hohlraum des Hohlkörpers weisen bevorzugt ein Querschnittsflächenverhältnis im Bereich von 1 ,09 bis 2,0, vorzugsweise von 1 ,22 bis 1 ,58, auf. Die offene Querschnittsfläche errechnet sich dabei aus der Differenz zwischen der Querschnittsfläche des Konfusors und der Ventiltellerfläche des Ventiltellers. Auch diese Bereiche fördern unter anderem das Erreichen eines minimalen Druckverlusts selbst bei unterschiedlichsten Betriebsbedingungen.
Überdies ist der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle in dem Hohlraum des Hohlkörpers in Strömungsrichtung des Fluidstroms, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms bevorzugt unmittelbar oder mittelbar ein Diffusor nachgeordnet. Im Falle einer mittelbaren Nachordnung kann wenigstens ein Übergangsstück zwischen der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle in dem Hohlraum des Hohlkörpers und dem Diffusor angeordnet sein. In dem erfindungsgemäßen Ventil wird in der geschlossenen Betriebsposition an der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle eine hohe Strömungsge- schwindigkeit in dem Fluidstrom, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom erzeugt, da die offene Querschnittsfläche durch den Konfusor reduziert wurde. Diese hohe Strömungsgeschwindigkeit muss zur Vermeidung von hohen Druckverlusten in dem Fluidstrom, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom nach der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle mit einem geeigneten Diffusor möglichst verlustfrei wieder reduziert werden. Ein Hintergrund hierfür ist, dass jeder Druckverlust in dem Fluidstrom, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom in der Regelstrecke die Kennlinie beschneidet und damit das Regelergebnis verschlechtert.
Der Diffusor, vorzugsweise auch das wenigstens eine Übergangsstück ist bevor- zugt ein separates Bauteil. Dadurch ergeben sich sowohl konstruktive als auch fertigungstechnische Vorteile.
Und der Diffusor weist bevorzugt eine Länge im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm, und einen Winkel von 60 bis 90°, vorzugsweise von 70 bis 80°, auf. Diese Ausgestaltung erbringt den Vorteil eines relativ geringen Druckverlusts.
Zudem ist der Diffusor bevorzugt als ein Einstufendiffusor oder als ein Mehrstu- fendiffusor mit vorzugsweise mindestens einem Stufensprung ausgebildet. Diese Ausgestaltung erbringt den Vorteil einer relativ einfachen Bauweise.
Weiterhin weisen die in Strömungsrichtung des Fluidstroms, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms geordneten Bereiche des Hohlraums des Hohlkörpers bevorzugt zumindest eine der folgenden Eigenschaften auf:
- die eine Längsachse aufweisende Einlassöffnung weist einen Durchmesser im Bereich von 10 bis 60 mm, vorzugsweise von 15 bis 50 mm, auf;
- ein Übergangsbereich weist einen Übergangswinkel im Bereich von 60 bis 120°, vorzugsweise von 80 bis 100°, insbesondere von 85 bis 95° auf;
- ein zylindrischer oder annähernd zylindrischer Bereich weist einen Durchmes- ser im Bereich von 10 bis 60 mm, vorzugsweise von 15 bis 50 mm, und eine Länge im Bereich von 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 20 mm, (bzw. 0,5 bis 1 ,5, vorzugsweise 0,8 bis 1 ,2, · Durchmesser) auf; und/oder
- der rotationssymmetrische Konfusor weist eine Länge im Bereich von 1 0 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm, und einen Winkel von 60 bis 90°, vorzugsweise von 70 bis 80°, auf.
Die Einlassöffnung in dem Hohlkörper ist bevorzugt derart angeordnet, dass deren Längsachse sich mit der Längsachse des Hohlraums des Hohlkörpers in einem Schnittpunkt schneidet; und dass der Hohlraum des Hohlkörpers derart ausgebildet ist, dass der eine Strömungsrichtung aufweisende Flu idstrom , insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom staupunktsfrei oder annähernd staupunktsfrei und rotationsfrei oder annähernd rotationsfrei in Bezug auf die Längsachse des Hohlraums durch ihn strömt. Diese Anordnung der beiden Längsachsen, der Längsachse der Einlassöffnung und der Längsachse des Hohlraums des Hohlkörpers, bewirkt eine rotationsfreie, Staupunktfreie und kavitationsfreie Führung des Fluidstroms, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms mit einem möglichst geringen Druckverlust in dem Fluidstrom, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom. Der Hohlraum des Hohlkörpers erfährt also eine mittige und Staupunktsfreie Durchströmung ohne jegliche Drallströmung.
Die Längsachse der Einlassöffnung ist hierbei definitionsgemäß die Mittensenkrechte der Einlassöffnung. Zudem weist das erfindungsgemäße Ventil bevorzugt nur eine, eine Längsachse aufweisende Einlassöffnung mit einem in Strömungs- richtung vorgeordneten Einlasskanal auf, dessen Längsachse wiederum koaxial oder unter einem Winkel zu der Längsachse der Einlassöffnung angeordnet sein kann.
Die beiden sich in dem Schnittpunkt schneidenden Längsachsen, namentlich die Längsachse der Einlassöffnung und d ie Längsachse des Hohlraums des Hohlkörpers, weisen bevorzugt einen Schnittwinkel im Bereich von 60 bis 120°, vorzugsweise von 80 bis 100°, insbesondere von 85 bis 95° auf. Die Längsachse der Einlassöffnung kann also konvergent zu der Strömungsrichtung des Fluidstroms in dem Hohlkörper (Schnittwinkel > 90°), senkrecht zu der Strömungsrichtung des Fluidstroms in dem Hohlkörper (Schnittwinkel = 90°) oder d ivergent zu der Strömu ngsrichtu ng des Flu idstroms in dem Hoh l körper (Schnittwinkel < 90°) ausgerichtet sein. Diese Schnittwinkelbereiche erbringen räumliche Vorteile, insbesondere im Hinblick auf die unmittelbare Aneinanderreihung von mehreren erfindungsgemäßen Ventilen.
Weiterhin ist es im Hinblick auf einen geringen Druckverlust in dem Fluidstrom, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom von Vorteil, wenn zumindest der Hohlraum des Hohlkörpers frei von senkrecht zu der Strömungsrichtung des Fluidstroms, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms liegenden Flächen und/oder Kanten ist. Auch ist der in den Hohlraum des Hohlkörpers zumindest bereichsweise hineinragende Bereich der vorzugsweise rotationssymmetrischen Ventilstange bevorzugt frei von senkrecht zu der Strömungshauptrichtung des Fluidstroms, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms l iegenden Flächen und/oder Kanten. Dies ist wiederum im Hinblick auf einen geringen Druckverlust in dem Fluidstrom, insbe- sondere Faserstoffsuspensionsstrom von Vorteil.
Das erfindungsgemäße Ventil lässt sich in hervorragender Weise auch in einem Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faser- Stoffsuspension verwenden . Der Stoffauflauf kann hierbei als ein sektionierter Verdünnungswasser-Stoffauflauf mit einer Teilungsbreite von N · 25 mm oder N · 33,3 mm ausgebildet sein, wobei N eine natürliche Zahl ist, und in mindestens einer, vorzugsweise in jeder Verdünnungswasser-Leitung kann wenigstens ein erfindungsgemäßes Ventil angeordnet sein. Auch lässt sich das erfindungsgemäße Ventil in hervorragender Weise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, verwenden. Die Maschine kann gemäß dem Stand der Technik aufgebaut sein und alle bekannten Maschinenbereiche aufweisen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils zum Regulieren eines Fluidstroms, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms in einer offenen Betriebsposition;
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils zum Regulieren eines Fluidstroms, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms in einer geschlossenen offenen Betriebsposition;
Figur 3 eine schematische und teilweise Längsschnittdarstellung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils der Figur 1 ;
Figur 4 eine schematische Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils zum Regulieren eines Fluidstroms, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms in einer geschlossenen offenen Betriebsposition; und
Figur 5 eine schematische Schnittdarstellung eines bekannten sektionier- ten Verdünnungswasser-Stoffauflaufs, der wenigstens ein erfindungsgemäßes Ventil umfasst. Die Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine erste Ausfüh- rungsform eines erfindungsgemäßen Ventils 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil), insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms 2.1 (Pfeil) in einer offenen Betriebsposition B. Der Faserstoffsuspensionsstrom 2.1 kann beispielsweise in einer dem Fachmann bekannten Maschine 200 zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn geführt sein (vgl. Figur 5).
Das erfindungsgemäße Ventil 1 umfasst einen Hohlkörper 3 mit einem im Wesentlichen zumindest streckenweise rotationssymmetrischen (und eine Längsachse L.4 (gestrichelt) aufweisenden) Hohlraum 4, der zumindest eine, eine Längsachse L.5 aufweisende Einlassöffnung 5, einen rotationssymmetrischen Konfusor 6 und eine zyl indrische oder annähernd zyl indrische Engstelle 7 aufweist.
Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Ventil 1 eine vorzugsweise mittels wenigstens eines Betätigungsmittels 10 koaxial in dem Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 bewegbare, die offene Konfusorfläche A.6 infolge einer Verschiebung V (Doppelpfeil) veränderbare, ein Ventilteller 9 mit einem Ventiltellerdurchmesser D.9 aufweisende und vorzugsweise rotationssymmetrische Ventilstange 8.
Es ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zylindrische oder annähernd zylindrische Engstelle 7 in dem Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 derart dimensioniert ist, dass zumindest in einer Betriebsposition B, vorzugsweise in einer geschlossenen Betriebsposition BG des erfindungsgemäßen Ventils 1 ein Minimalvolumenstrom Vmin (vgl. Figur 2) zwischen der bewegbaren Ventilstange 8 und der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle 7 bei Erzeugung einer offenen Mindestringfläche Amin (vgl. Figur 2) erzeugbar ist, der einen Wert von > 0,1 %, vorzugsweise von > 1 %, insbesondere von > 4 % des Maximalvolu- menstroms Vmax des Ventils 1 annimmt. Die zylindrische oder annähernd zylindrische Engstelle 7 in dem Hohlraum 4 des Hohl körpers 3 weist einen Durchmesser D.7 im Bereich von 5 bis 30 mm, vorzugsweise von 10 bis 20 mm , und eine Länge L.7 von 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise von 2 bis 20 mm, auf.
Ferner ist der Ventiltellerdurchmesser D.9 des Ventiltellers 9 der vorzugsweise rotationssymmetrischen Ventilstange 8 derart dimensioniert, dass zumindest in der Betriebsposition B, vorzugsweise in der geschlossenen Betriebsposition BG des erfindungsgemäßen Ventils 1 die offene Mindestringfläche Amin zwischen dem Konfusor 6 und dem Ventilteller 9 eine Ringbreite b von mindestens 0,2 mm, vorzugsweise von mindestens 0,5 mm, insbesondere von mindestens 0,75 mm aufweist (vgl. Figur 2).
Und die maximale offene Querschnittsfläche A.6max des Konfusor und die offene Querschnittsfläche A.7 der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle 7 in dem Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 weist ein Querschnittsflächenverhältnis AV im Bereich von 1 ,0 bis 4,0, vorzugsweise von 1 ,2 bis 3,0, insbesondere von 1 ,5 bis 2,5 auf. Zudem weist die offene Querschnittsfläche a.6 des Konfusors 6 und die offene Querschnittsfläche A.7 der zylindrischen oder annähernd zyl i nd ri sch en E ng stel l e 7 i n d em Hoh l ra u m 4 d es Hoh l körpers 3 e i n Querschnittsflächenverhältnis av im Bereich von 1 ,09 bis 2,0, vorzugsweise von 1 ,22 bis 1 ,58, auf, wobei die offene Querschnittsfläche A.6 sich aus der Differenz zwischen der Querschnittsfläche a.6 des Konfusors 6 und der Ventiltellerfläche A.9 des Ventiltellers 9 errechnet.
Der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle 7 in dem Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 ist in Strömungsrichtung S (Pfeil) des Fluidstroms 2, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms 2.1 unmittelbar ein Diffusor H nachgeordnet. Der als ein Einstufendiffusor ausgebildete Diffusor 1 1 weist eine Länge L.1 1 im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm, und einen Winkel α von 60 bis 90°, vorzugsweise von 70 bis 80°, auf. Überdies weisen die in Strömungsrichtung S (Pfeil) des Fluidstroms 2, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms 2.1 geordneten Bereiche des Hohlraums 4 des Hohlkörpers 3 folgende Eigenschaften auf:
- die eine Längsachse L.5 aufweisende Einlassöffnung 5 weist einen Durchmesser D.5 im Bereich von 10 bis 60 mm, vorzugsweise von 15 bis 50 mm, auf; - ein Übergangsbereich 12, der gegebenenfalls mit Radien versehen sein kann (vgl. Figur 3), weist einen Übergangswinkel ß im Bereich von 60 bis 1 20°, vorzugsweise von 80 bis 100°, insbesondere von 85 bis 95° auf;
- ein zyl indrischer oder annähernd zyl indrischer Bereich 1 3 weist einen Durchmesser D.13 im Bereich von 10 bis 60 mm, vorzugsweise von 15 bis 50 mm, und eine Länge L.13 im Bereich von 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 20 mm, (bzw. 0,5 bis 1 ,5, vorzugsweise 0,8 bis 1 ,2, · Durchmesser D.13) auf; und
- der rotationssymmetrische Konfusor 6 weist eine Länge L.6 im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm, und einen Winkel γ von 60 bis 90°, vorzugsweise von 70 bis 80°, auf.
Die Einlassöffnung 5 in dem Hohlkörper 3 ist derart angeordnet, dass deren Längsachse L.5 sich mit der Längsachse L.4 des Hohlraums 4 des Hohlkörpers 2 in einem Schnittpunkt P schneidet. Die beiden sich in dem Schnittpunkt P schneidenden Längsachsen L.5, L.4 weisen einen Schnittwinkel δ im Bereich von 60 bis 120°, vorzugsweise von 80 bis 100°, insbesondere von 85 bis 95° auf. In vorliegender Ausführungsform weist der Schnittwinkel δ beispielsweise einen Wert von 90° auf, das heißt er ist rechtwinklig.
Der Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 ist zudem derart ausgebildet, dass der eine Strömungsrichtung S (Pfeil) aufweisende Fluidstrom 2, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom 2.1 staupunktsfrei oder annähernd staupunktsfrei und rotati- onsfrei oder annähernd rotationsfrei in Bezug auf die Längsachse L.4 des Hohlraums 4 durch ihn strömt. Die Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine zweite Ausfüh- rungsform eines erfindungsgemäßen Ventils 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil), insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms 2.1 (Pfeil) in einer geschlos- senen Betriebsposition BG. Auch dieser Faserstoffsuspensionsstrom 2.1 kann beispielsweise in einer dem Fachmann bekannten Maschine 200 zur Herstellung e i n e r F a se rstoffba h n , i n s be so n d e re e i n e r Pa p i e r-, Karton- oder Verpackungspapierbahn geführt sein (vgl. Figur 5). Da der konstruktive Grundaufbau dieser zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils 1 im Wesentlichen dem Grundaufbau der in der Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils 1 entspricht, wird hiermit auf die Beschreibung der Figur 1 verwiesen. Im Unterschied zu der in der Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils 1 ist in der vorliegenden zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils 1 der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle 7 in dem Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 in Strömungsrichtung S (Pfeil) des Fluidstroms 2, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms 2.1 mittelbar ein als separates Bauteil ausgebildeter Diffusor 1 1 nachgeordnet. Die mittelbare Nachordnung sieht vor, dass ein als separates Bauteil ausgebildetes Übergangsstück 14 zwischen der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle 7 in dem Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 und dem Diffusor 1 1 angeordnet ist. Das Übergangsstück 14 weist hierbei einen Durchmesser D.14 auf, der wertmäßig dem Durchmesser D.7 der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle 7 entspricht.
Der wiederum als ein Einstufendiffusor ausgebildete Diffusor 1 1 weist eine Länge L.1 1 im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm, und einen Winkel α von 60 bis 90°, vorzugsweise von 70 bis 80°, auf. Auch ist deutl ich erken n bar, dass der Ventiltel lerd urch messer D .9 des Ventiltellers 9 der vorzugsweise rotationssymmetrischen Ventilstange 8 derart dimensioniert ist, dass in der geschlossenen Betriebsposition BG des erfindungsgemäßen Ventils 1 die offene Mindestringfläche Amin zwischen dem Konfusor 6 und dem Ventilteller 9 eine Ringbreite b von mindestens 0,2 mm, vorzugsweise von mindestens 0,5, insbesondere von mindestens 0,75 mm aufweist.
Die Figur 3 zeigt eine schematische und teilweise Längsschnittdarstellung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils 1 der Figur 1 .
Die vorzugsweise rotationssymmetrische Ventilstange 8 selbst ist mittels eines eine Führungsöffnung 15, insbesondere Führungsbohrung 15.1 aufweisenden und lediglich schematisch dargestellten Nockens 16 in den Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 hineingeführt. Der Nocken 1 1 ist ortsfest in dem Hohlkörper 3 gelagert.
Der Nocken 1 1 ist derart dimensioniert und angeordnet, dass er den vorhandenen örtlichen offenen Strömungsquerschnitt Qv im Vergleich mit dem theoretischen örtlichen offenen Strömungsquerschnitt Qt um maximal 60 %, vorzugsweise um maximal 50 %, insbesondere um maximal 40 % verkleinert. Der theoretische örtliche offene Strömungsquerschnitt Qt ist hierbei definitionsgemäß der offene Strömungsquerschnitt ohne Nocken.
Auch ist der Übergangsbereich 12, der einen Übergangswinkel ß im Bereich von 60 bis 120°, vorzugsweise von 80 bis 100°, insbesondere von 85 bis 95° aufweist, mit Radien 17 versehen.
Der Fluidstrom 2 (Pfeil) ist außerhalb des Nockens 16 vorzugsweise mit dem Radius von 0,5 bis 5, vorzugsweise von 1 bis 2,5 · dem Durchmesser D.5 der Einlauföffnung 5 geführt (vgl. Figur 1 ). Die Figur 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer dritten Ausführungs- form eines erfindungsgemäßen Ventils 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil), insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms 2.1 (Pfeil) in einer geschlossenen offenen Betriebsposition BG. Auch dieser Faserstoffsuspensionsstrom 2.1 kann beispielsweise in einer dem Fachmann bekannten Maschine 200 zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn geführt sein (vgl. Figur 5).
Da der konstruktive Grundaufbau dieser dritten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Ventils 1 im Wesentlichen dem Grundaufbau der in der Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils 1 entspricht, wird hiermit auf die Beschreibung der Figur 1 verwiesen.
Im Unterschied zu der in der Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils 1 ist in der vorliegenden zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils 1 der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle 7 in dem Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 in Strömungsrichtung S (Pfeil) des Fluidstroms 2, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms 2.1 mittelbar ein als separates Bauteil ausgebildeter Diffusor 1 1 nachgeordnet (vgl . Figur 2). Die mittelbare Nachordnung sieht vor, dass ein als separates Bauteil ausgebildetes Übergangsstück 14 zwischen der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle 7 in dem Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 und dem Diffusor 1 1 angeordnet ist (vgl. Figur 2). Das Übergangsstück 14 weist hierbei einen Durchmesser D.14 auf, der wertmäßig dem Durchmesser D.7 der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle 7 entspricht (vgl. Figur 2).
Der als ein Mehrstufend iffusor 1 1 .1 ausgebildete Diffusor 1 1 weist eine Länge L.1 1 im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm, und einem anfänglichen Winkel α von 60 bis 90°, vorzugsweise von 70 bis 80°, auf. Der Mehrstufendiffusor 1 1 .1 ist mit einem Stufensprung 18 ausgebildet. Und die Figur 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines bekannten sektionierten Verdünnungswasser-Stoffauflaufs 100, der eine Vielzahl von zueinander beabstandeten erfindungsgemäßen Ventilen 1 umfasst. Der dargestellte Verdünnungswasser-Stoffauflauf 100 ist Bestandteil einer nicht weiters dargestellten, dem Fachmann jedoch bekannten Maschine 200 zu r Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension. Er umfasst eine wenigstens eine Faserstoffsuspension 101 zuführenden Zuführvorrichtung 102 und ein Turbulenzerzeugungsmittel 103, in welchem beim Betrieb des Ver- dünnungswasser-Stoffauflaufs 100 die wenigstens eine Faserstoffsuspension 101 durch eine Vielzahl von in Zeilen und in Spalten angeordneten Strömungskanälen 104 strömt, dadurch in eine Strömungsrichtung aufweisende Faserstoffsuspensi- onsteilströme aufgeteilt und nach dem Austritt aus dem Turbulenzerzeugungs- mittel 1 03 in einer vorzugsweise masch inen breiten Kammer 1 05 wieder zusammengeführt wird.
Stromaufwärts des Turbulenzerzeugungsmittels 103 sind mehrere eine jeweilige Längsrichtung aufweisende und in Breitenrichtung des Stoffauflaufs zueinander beabstandete Mittel 106 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid 2 in Fluidteilströmen 2.T in die wenigstens eine Faserstoffsuspension 101 vorgesehen. Hinsichtlich der konstruktiven und funktionalen Ausgestaltung der Mittel wird auf die nachfolgenden acht deutschen Patentanmeldungen des Anmelders verwiesen, deren Offenbarungsgehalte hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht werden:
1 . DE 10 2008 054 893.6 vom 18.12.2008:
HPA14251 DE -„MJ ΙΙ-3-Spalten";
2. DE 10 2008 054 894.4 vom 18.12.2008:
HPA14252 DE -„MJ M-EdgeModule";
3. DE 10 2008 054 896.0 vom 18.12.2008:
HPA14253 DE -„MJ Il-Druckverlustverteilung"; 4. DE 10 2008 054 897.9 vom 18.12.2008:
HPA14263 DE -„MJ Il-Schichtenlose Hilfsstoffzugabe";
5. DE 10 2008 054 898.7 vom 18.12.2008:
HPA14265 DE -„MJ M-DoS-TE-Geometrie";
6. DE 10 2008 054 899.5 vom 18.12.2008:
HPA14310 DE -„MJ Il-Verteilrohrlochplattendicke";
7. DE 10 2009 027 013.2 vom 18.06.2009:
HPA14466 DE -„MJ ll-W-STA"; und
8. DE 10 2009 027 721 .8 vom 15.07.2009:
HPA14569 DE -„MJ ll-W-STA (Dosierrohr)".
Der dargestellte Verdünnungswasser-Stoffauflauf 100 weist bevorzugt eine Teilungsbreite T (Sektionsbreite) der Mittel 106 von N · 25 mm oder N · 33,3 mm auf, wobei N eine natürliche Zahl ist.
Das erfindungsgemäße Ventil 1 dient also zum Regulieren des Fluidstroms 2, insbesondere Fluidteilstroms 2.T. In dargestellter Ausführung ist der Fluidstrom 2, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom 2.1 ein Verdünnungswasser-Strom bzw. Siebwasser-Strom, der Anteile an Feststoffen einer Faserstoffsuspension enthält.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Ventil der eingangs genannten Arten geschaffen wird, welches die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich vermeidet. Insbesondere wird ein verbessertes und praxistauglicheres Ventil angegeben, dessen Kennlinie möglichst linear verläuft und das einen minimalen Druckverlust bei einem großen Durchsatzverhältnis von Maximaldurchsatz zu Minimaldurchsatz aufweist. Zudem kann es bei unterschiedlichsten Betriebsbedingungen kavitationsfrei betrieben werden. Bezuqszeichenliste
1 Ventil
2 Fluidstrom (Pfeil)
2.1 Faserstoffsuspensionsstrom (Pfeil)
2.T Fluidteilstrom
3 Hohlkörper
4 Hohlraum
5 Einlassöffnung
6 Konfusor
7 Engstelle
8 Ventilstange
9 Ventilteller
10 Betätigungsmittel
1 1 Diffusor
1 1 .1 Mehrstufendiffusor
12 Übergangsbereich
13 Bereich
14 Übergangsstück
15 Führungsöffnung
15.1 Führungsbohrung
16 Nocken
17 Radius
18 Stufensprung
100 (Verdünnungswasser-)Stoffauflauf
101 Faserstoffsuspension
02 Zuführvorrichtung
103 Turbulenzerzeugungsmittel
104 Strömungskanal
105 Kammer
106 Mittel 200 Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
A.6 Querschnittsfläche (Konfusor)
a.6 Offene Querschnittsfläche (Konfusor)
A.6max Maximale offene Querschnittsfläche (Konfusor)
A.7 Offene Querschnittsfläche (Engstelle)
A.9 Ventiltellerfläche
Amin Offene Mindestringfläche
AV Querschnittsflächenverhältnis
av Querschnittsflächenverhältnis
B Betriebsposition
b Ringbreite
BG Geschlossene Betriebsposition
D.5 Durchmesser (Einlassöffnung)
D.7 Durchmesser (Engstelle)
D.9 Ventiltellerdurchmesser
D.13 Durchmesser (Bereich)
D.14 Durchmesser (Übergangsstück)
L.4 Längsachse
L.5 Längsachse
L.6 Länge (Konfusor)
L.7 Länge (Engstelle)
L.1 1 Länge (Diffusor)
L.13 Länge (Bereich)
P Schnittpunkt
Qt Theoretischer örtlicher offener Strömungsquerschnitt
Qv Vorhandener örtlicher offener Strömungsquerschnitt
S Strömungsrichtung (Pfeil)
T Teilungsbreite (Sektionsbreite)
V Verschiebung (Doppelpfeil)
Vmax Minimalvolumenstrom
Vmin Minimalvolumenstrom α Winkel (Diffusor) ß Übergangswinkel γ Winkel (Konfusor) δ Schnittwinkel

Claims

Patentansprüche Ventil (1 ) zum Regulieren eines Fluidstroms
(2), insbesondere eines vorzugsweise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, geführten Faserstoffsuspensionsstroms (2.1 ), umfassend einen Hohlkörper
(3) mit einem im Wesentlichen zumindest streckenweise rotationssymmetrischen und eine Längsachse (L.
4) aufweisenden Hohlraum (4), der zumindest eine, eine Längsachse (L.5) aufweisende Einlassöffnung (5), einen rotationssymmetrische Konfusor (6) und eine zylindrische oder annähernd zylindrische Engstelle (7) aufweist, und eine vorzugsweise mittels wenigstens eines Betätigungsmittels (10) koaxial in dem Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) bewegbare, die offene Konfusorfläche (A.6) infolge einer Verschiebung (V) veränderbare, insbesondere ein Ventilteller (9) mit einem Ventiltellerdurchmesser (D.9) aufweisende und vorzugsweise rotationssymmetrische Ventilstange (8),
dadurch gekennzeichnet,
dass die zylindrische oder annähernd zylindrische Engstelle (7) in dem Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) derart dimensioniert ist, dass zumindest in einer Betriebsposition (B), vorzugsweise in einer geschlossenen Betriebsposition (BG) des Ventils (1 ) ein Minimalvolumenstrom (Vmin) zwischen der bewegbaren Ventilstange (8) und der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle (7) bei Erzeugung einer offenen Mindestringfläche (Amin) erzeugbar ist, der einen Wert von > 0,1 %, vorzugsweise von > 1 %, insbesondere von > 4 % des Maximalvolumenstroms (Vmax) des Ventils (1 ) annimmt. Ventil (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zylindrische oder annähernd zylindrische Engstelle (7) in dem Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) einen Durchmesser (D.7) im Bereich von 5 bis 30 mm, vorzugsweise von 10 bis 20 mm, und eine Länge (L.7) von 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise von 2 bis 20 mm, aufweist.
Ventil (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventiltellerdurchmesser (D.9) des Ventiltellers (9) der vorzugsweise rotationssymmetrischen Ventilstange (8) derart dimensioniert ist, dass zumindest in der Betriebsposition (B), vorzugsweise in der geschlossenen Betriebsposition (BG) des Ventils (1 ) die offene Mindestringfläche (Amin) zwischen dem Konfusor (6) und dem Ventilteller (9) eine Ringbreite (b) von mindestens 0,2 mm, vorzugsweise von mindestens 0,5 mm, insbesondere von mindestens 0,75 mm aufweist.
Ventil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die maximale offene Querschnittsfläche (A.6max) des Konfusor (6) und die offene Querschnittsfläche (A.7) der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle (7) in dem Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) ein Querschnittsflächenverhältnis (AV) im Bereich von 1 ,0 bis 4,0, vorzugsweise von 1 ,2 bis 3,0, insbesondere von 1 ,5 bis 2,
5 aufweisen.
Ventil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die offene Querschnittsfläche (a.6) des Konfusors (6) und die offene Querschnittsfläche (A.7) der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle (7) in dem Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) ein Querschnittsflächenverhältnis (av) im Bereich von 1 ,09 bis 2,0, vorzugsweise von 1 ,22 bis 1 ,58, aufweisen, wobei die offene Querschnittsfläche (a.6) des Konfusors sich aus der Differenz zwischen der Querschnittsfläche (A.6) des Konfusors (6) und der Ventiltellerfläche (A.9) des Ventiltellers (9) errechnet.
6. Ventil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle (7) in dem Hohlraums (4) des Hohlkörpers (3) in Strömungsrichtung (S) des Fluidstroms (2), insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms (2.1 ) unmittelbar oder mittelbar ein Diffusor (1 1 ) nachgeordnet ist, wobei im Falle einer mittelbaren Nachordnung wenigstens ein Übergangsstück (14) zwischen der zylindrischen oder annähernd zylindrischen Engstelle (7) in dem Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) und dem Diffusor (1 1 ) angeordnet sein kann.
7. Ventil (1 ) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest der Diffusor (1 1 ), vorzugsweise auch das wenigstens eine Übergangsstück (14) ein separates Bauteil ist.
8. Ventil (1 ) nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Diffusor (1 1 ) eine Länge (L.1 1 ) im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm , und einen Win kel (a) von 60 bis 90°, vorzugsweise von 70 bis 80°, aufweist.
9. Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Diffusor (1 1 ; 1 1 .1 ) als ein Einstufendiffusor (1 1 ) oder als ein Mehrstufendiffusor (1 1 .1 ) mit vorzugsweise mindestens einem Stufensprung (18) ausgebildet ist.
10. Ventil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in Strömungsrichtung (S) des Fluidstroms (2), insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms (2.1 ) geordneten Bereiche des Hohlraums (4) des Hohlkörpers (3) zumindest eine der folgenden Eigenschaften aufweisen:
- die eine Längsachse (L.5) aufweisende Einlassöffnung (5) weist einen Durchmesser (D.5) im Bereich von 10 bis 60 mm, vorzugsweise von 15 bis 50 mm, auf;
- ein Übergangsbereich (12) weist einen Übergangswinkel (ß) im Bereich von 60 bis 120°, vorzugsweise von 80 bis 100°, insbesondere von 85 bis 95° auf;
- ein zylindrischer oder annähernd zylindrischer Bereich (13) weist einen Durchmesser (D.13) im Bereich von 10 bis 60 mm, vorzugsweise von 15 bis 50 mm, und eine Länge (L.13) im Bereich von 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 20 mm, auf; und/oder
- der rotationssymmetrische Konfusor (6) weist eine Länge (L.6) im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm, und einen Winkel (γ) von 60 bis 90°, vorzugsweise von 70 bis 80°, auf.
1 1 . Ventil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einlassöffnung (5) in dem Hohlkörper (3) derart angeordnet ist, dass deren Längsachse (L.5) sich mit der Längsachse (L.4) des Hohlraums (4) des Hohlkörpers (3) in einem Schnittpunkt (P) schneidet; und dass der Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) derart ausgebildet ist, dass der eine Strömungsrichtung (S) aufweisende Fluidstrom (2), insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom (2.1 ) staupunktsfrei oder annähernd staupunktsfrei und rotationsfrei oder annähernd rotationsfrei in Bezug auf die Längsachse (L.4) des Hohlraums (4) durch ihn strömt.
12. Ventil (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden sich in dem Schnittpunkt (P) schneidenden Längsachsen (L.5, L.4) einen Schnittwinkel (δ) im Bereich von 60 bis 120°, vorzugsweise von 80 bis 100°, insbesondere von 85 bis 95° aufweisen.
13. Stoffauflauf (100) für eine Maschine (200) zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (101 ),
dadurch gekennzeichnet,
dass er wenigstens ein Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.
14. Stoffauflauf (100) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass er als ein sektionierter Verdünnungswasser-Stoffauflauf (100) mit einer Teilungsbreite (T) von N · 25 mm oder N · 33,3 mm ausgebildet ist, wobei N eine natürliche Zahl ist, und dass in mindestens einer, vorzugsweise in jeder Verdünnungswasser-Leitung wenigstens ein Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 angeordnet ist.
15. Maschine (200) zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faser- stoffsuspension (101 ),
dadurch gekennzeichnet,
dass sie wenigstens ein Ventil (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.
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