EP2758591A1 - Stoffauflauf für eine maschine zur herstellung einer faserstoffbahn - Google Patents

Stoffauflauf für eine maschine zur herstellung einer faserstoffbahn

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Publication number
EP2758591A1
EP2758591A1 EP12756678.4A EP12756678A EP2758591A1 EP 2758591 A1 EP2758591 A1 EP 2758591A1 EP 12756678 A EP12756678 A EP 12756678A EP 2758591 A1 EP2758591 A1 EP 2758591A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
headbox
generating means
nozzle
flow channels
turbulence generating
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Withdrawn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
EP12756678.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Ruf
Hans Loser
Markus Häußler
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 EP2758591A1 publication Critical patent/EP2758591A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • D21F1/02—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

Definitions

  • Headbox for a machine for producing a fibrous web
  • the invention relates to a headbox for a machine for producing a fibrous web, in particular a paper, cardboard, packaging paper or tissue web, from at least one pulp suspension, with a at least one pulp suspension feeding distributor, arranged downstream and both an inlet side and outflow-side turbulence generating means having a plurality of flow-side outlets arranged in rows and in columns and having a headbox jet immediately adjacent to the turbulence-generating means and having a nozzle gap.
  • Such a headbox is known for example from the document DE 30 28 186 C2.
  • This headbox for paper machines with an approximately horizontal and perpendicular to the mesh direction, tubular distributor, in particular transverse distributor comprises a plurality of this pipe immediately downstream and curved distribution pipes or flow channels.
  • the distributor pipes extend in the machine direction between a grid plate formed from the pipe distributor and an outlet channel.
  • the distributor tubes are arranged parallel to one another; viewed in the side view, they are arranged alternately in different horizontal planes in the region of the grid plate and approximately horizontally parallel to one another in the region of the run-up channel.
  • the longitudinal axes of the distributor tubes lie in their mouth region at least approximately in the same horizontal plane (“one-line”) and each distributor tube is curved in only one direction.
  • the outlet side divide facing the headbox must now be small in a row of adjacent flow channels in order to ensure a good flow care of the lattice wake flow.
  • the flow channels of the turbulence generating means are arranged on the outlet side in at least two rows, that the outlet side arranged in a horizontal plane flow channels of a row of turbulence generating means inlet side preferably alternately in at least two, preferably two, different Horizontal planes are arranged and that the outlet side arranged in a horizontal plane Flow channels of a row of turbulence generating means have a pitch of ⁇ 25 mm, preferably of ⁇ 20 mm.
  • the inventive combination of the three features mentioned causes even at an outlet side, the headbox facing division of less than 25 mm inlet side nor the presence of a sufficiently large web between two adjacent in a row flow channels. Although the individual bridge size is minimal on the outlet side, it is still completely sufficient on the inlet side and in the course of the two flow channels adjacent in one line. Also, the arrangement of all flow components provides optimal flow maintenance of the lattice wake flow.
  • the distribution device basically adopts two preferred embodiments that have proven themselves in practice:
  • the first embodiment it is designed as a transverse distribution device extending at least over the width of the headbox. Its immediately downstream is then arranged a plurality of flow channels having manifold hole plate and between the Verteilrohrlochplatte and the turbulence generating means is preferably arranged over the width of the headbox extending intermediate chamber.
  • it is designed in the second embodiment as a rotary distributor, which comprises a plurality of outgoing and preferably flexible lines, in particular hoses, which optionally open by means of a perforated plate in a preferably extending over the width of the headbox intermediate chamber.
  • a trained headbox is referred to in professional circles as "headbox with hose design”.
  • the respective means may be, for example, a dosing sword.
  • the outlet channels arranged in a horizontal plane flow channels of a row of the turbulence generating means preferably have a straight course and a pitch of ⁇ 25 mm, preferably of ⁇ 20 mm.
  • a separating lamella extending into the nozzle space of the headbox nozzle is preferably arranged between two outlet-side rows of flow channels of the turbulence-generating means.
  • the separator material may be a high performance polymer such as, in particular, PPSU, PSU, PES, PEI, PPS, PTFE, PA, POM, or the like, a modified polyphenylene ether product such as Noryl® (PPE + PS), Noryl EP ® (PPE + EPS), Noryl GTX® (PPE + PA) from General Electric, Luranyl® (PPE + PS) and Ultranyl® (PPE + PA) from BASF or Xyron® (PPE + PE) from Asahi Chemical, or a polycarbonate (PC) such as Makralon® from Bayer AG or Lexan® from General Electric.
  • a polycarbonate such as Makralon® from Bayer AG or Lexan® from General Electric.
  • the separating blade extending into the nozzle space of the headbox nozzle preferably has a length in the range from 30 to 120%, preferably from 50 to 100%, in particular from 60 to 95%, of the nozzle length of the headbox jet.
  • the turbulence generating means having a multiplicity of flow channels preferably has a length of ⁇ 700 mm, preferably of ⁇ 650 mm, in particular of ⁇ 600 mm.
  • the turbulence generating means preferably has a geometric unit of ⁇ 625 mm 2 , wherein the geometric unit is by definition the quotient of the outlet side nozzle head section of the headbox nozzle and the number of flow channels of the turbulence generating means. Because the smaller the pitch of two adjacent in a row flow channels, the easier it is to control the lattice tracking flow.
  • the open area of the flow channel of the turbulence generating means is preferably> 30%, preferably> 35%, in particular> 40% of the geometric area, wherein the geometric area is by definition a rectangle with a width and a height. Because the higher the rectangle, the easier it is to control the lattice tracking flow.
  • the headbox according to the invention is also outstandingly suitable for use in a machine for producing a fibrous web, in particular in particular a paper, board or packaging paper web, from at least one pulp suspension.
  • Figure 1 is a schematic side view of two alternative embodiments of a known headbox
  • Figure 2 is a schematic longitudinal sectional view of a preferred embodiment
  • Figure 3 is a schematic representation of the inlet side of the turbulence generating means of the headbox shown in Figure 2;
  • Figure 4 is a schematic representation of the outlet side of the turbulence generating means of the headbox shown in Figure 2;
  • Figure 5 is a schematic representation of a flow channel on the
  • the headbox 1 shows a schematic side view of two alternative embodiments of a known headbox 1 for a machine 100 for producing an at least single-layer fibrous web 2 (representation of the pulp suspension jet) from at least one pulp suspension 3.
  • the fibrous web 2 to be produced is in particular a paper web. , Cardboard or packaging paper web.
  • the headbox 1, which is shown only schematically and known, comprises a distributing device 4 which distributes and feeds the at least one pulp suspension 3, has a downstream and both an inlet side 5.E and a discharge side 5.A having turbulence generating means 5 with a plurality of outflow side in rows Z and in columns S arranged flow channels 6 and the turbulence generating means 5 immediately adjacent and a nozzle gap 8 having headbox 7th
  • the distribution device 4 is formed as a transverse distribution device 9 extending at least over the width B (arrow) of the head box 1.
  • the transverse distribution device 9 immediately downstream of the transverse distribution device 9 is preferably a plurality of flow channels 1 1 having distribution well plate 10 is arranged.
  • the distribution tube plate 10 and the turbulence generating means 5 is again preferably a preferably over the width B (arrow) of the headbox 1 extending intermediate chamber 12 is arranged.
  • the presence of both the Verteilrohrlochplatte 10 and the intermediate chamber 12 is therefore optional.
  • the distribution device 4 is formed as a round distributor 13, which comprises a plurality of outgoing and preferably flexible lines 14, in particular hoses 14.1, which optionally by means of a perforated plate 15 in a preferably over the width B (arrow ) of the headbox 1 extending intermediate chamber 12 open.
  • a perforated plate 15 in a preferably over the width B (arrow ) of the headbox 1 extending intermediate chamber 12 open.
  • the headbox 1 is provided with an intermediate chamber 12 which preferably extends across the width B (arrow) of the headbox 1, then a plurality of means 16, preferably spaced apart from each other, and having a respective longitudinal direction in the width direction of the headbox 1 can be arranged upstream of the turbulence-generating means 5 Metering of a fluid 17 in partial fluid streams 17.T be provided in the at least one pulp suspension 3.
  • the headbox 1 is downstream of a wire section 18 in a known manner.
  • This wire section 18 may comprise a Einsiebformer, a Zweisiebformer (hybrid or Spaltformer [Roll Blade or Blade Roll]) or a Mehrsiebformer.
  • FIG. 2 now shows a schematic longitudinal section of a preferred embodiment of a headbox 1 according to the invention for a machine 100 for producing an at least single-layer fibrous web 2 (representation of the fibrous suspension jet) from at least one fibrous stock suspension 3.
  • the headbox 1 comprises at least one distributor 4 supplying the at least one pulp suspension 3, a turbulence generating means 5 arranged downstream and having both an inlet side 5.E and an outlet 5.A with a multiplicity of flow channels 6 arranged on the outlet side in rows Z and in columns S. and with a headbox jet 7 immediately adjacent to the turbulence generating means 5 and having a nozzle gap 8.
  • the flow channels 6 of the turbulence generating means 5 are now arranged on the outlet side in two rows Z.1, Z.2. Furthermore, the outflow side in a horizontal plane HA.1, HA.2 arranged flow channels 6 a row Z.1, Z.2 of the turbulence generating means 5 upstream alternately in two different horizontal levels He ⁇ He.1 1, HE.12, HE.21, HE.22 arranged.
  • the alternating arrangement of the flow channels can take any pattern. Of course, more than two horizontal planes can also be used be provided and / or the alternating arrangement can be made according to a specific pattern.
  • the individual flow channels 6 of the turbulence generating means 5 each have a straight course.
  • the headbox nozzle 7 having a nozzle gap 8 has a nozzle length 7.L of ⁇ 600 mm, preferably of ⁇ 550 mm, in particular of ⁇ 500 mm, and the plurality of flow channels 6 having turbulence generating means 5 has a length of fifth L of ⁇ 700 mm, preferably of ⁇ 650 mm, in particular of ⁇ 600 mm.
  • a separating lamella 19 extending into the nozzle space 7.R of the headbox nozzle 7 is arranged between the two outflow lines Z.1, Z.2 on flow channels 6 of the turbulence generating means 5.
  • the separating blade 19 has a length 19.L in the range of 30 to 120%, preferably from 50 to 100%, in particular from 60 to 95%, of the nozzle length 7.L of the headbox nozzle 7.
  • the turbulence generating means 5 has a geometric unit 20 of ⁇ 625 mm 2 , wherein the geometric unit 20 is the quotient of the outlet side nozzle start section 7.QA of the headbox nozzle 7 and the number of flow channels 6 of the turbulence generating means 5 (see Figure 5).
  • the open area 6.FO of the single flow channel 6 of the turbulence generating means 5 is> 30%, preferably> 35%, in particular> 40% of geometric area F, wherein the geometric area F is a rectangle with a width b and a height h (see Figure 5).
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the inlet side 5.E of the turbulence generating means 5 of the headbox 1 shown in FIG. The view thus takes place in the direction of flow R (arrow) of the pulp suspension 3 onto the turbulence generating means 5.
  • the flow channels 6 of the turbulence generating means 5 arranged in two rows Z.1, Z.2 are, as already mentioned, arranged alternately on the inlet side in two different horizontal planes HE.1 1, HE.12, HE.21, HE.22.
  • HE.1 1, HE.12, HE.21, HE.22 Of course, more than two horizontal planes can be provided and / or the alternating arrangement can take place according to a specific pattern.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the outlet side 5.A of the turbulence generating means 5 of the headbox 1 shown in FIG. The view thus takes place counter to the flow direction R (arrow) of the pulp suspension 3 onto the turbulence generating means 5.
  • the flow channels 6 of the turbulence generating means 5 are now arranged on the outlet side in two rows Z.1, Z.2, wherein the flow channels 6 of a line Z.1, Z.2 form a respective horizontal plane HA.1, HA.2 on the outlet side. Furthermore, the outflow side in a horizontal plane HA.1, HA.2 arranged flow channels 6 a row Z.1, Z.2 of the turbulence generating means 5 a pitch 6.T of ⁇ 25 mm, preferably of ⁇ 20 mm on.
  • the turbulence generating means 5 shows a schematic representation of a flow channel 6 on the outlet side 5.
  • the turbulence generating means 5 has, as already mentioned, a geometric unit 20 of ⁇ 625 mm 2 , the geometric unit 20 being the quotient of the outlet-side nozzle start section 7 .QA of the headbox nozzle 7 and the number of flow channels 6 of the turbulence-generating means 5.
  • the open area 6.FO of the individual flow channel 6 of the turbulence generating means 5 is> 30%, preferably> 35%, in particular> 40% of the geometric area F, where the geometric area F is a rectangle with a width b and a Height is h.
  • a headbox of the type mentioned is further developed by the invention that even at an outlet side, the headbox facing division of two adjacent in a row flow channels of less than 25 mm on the inlet side yet sufficiently large web between two adjacent in a row flow channels is present. Also, the arrangement of all flow components provides optimal flow maintenance of the lattice wake flow.

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Abstract

Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2) aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (3), mit einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension zuführenden Verteilvorrichtung (4), mit einem stromabwärts angeordneten und sowohl eine Einlaufseite als auch eine Auslaufseite aufweisenden Turbulenzerzeugungsmittel (5) mit einer Vielzahl von auslaufseitig in Zeilen und in Spalten angeordneten Strömungskanälen (6) und mit einer sich dem Turbulenzerzeugungsmittel unmittelbar anschließenden und einen Düsenspalt (8) aufweisenden Stoffauflaufdüse (7). Die Strömungskanäle (6) des Turbulenzerzeugungsmittels (5) sind auslaufseitig in mindestens zwei Zeilen angeordnet, die auslaufseitig in einer Horizontalebene angeordneten Strömungskanäle (6) einer Zeile des Turbulenzerzeugungsmittels (5) sind einlaufseitig in wenigstens zwei unterschiedlichen Horizontalebenen angeordnet und die auslaufseitig in einer Horizontalebene angeordneten Strömungskanäle (6) einer Zeile des Turbulenzerzeugungsmittels weisen eine Teilung von < 25 mm auf.

Description

Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoff bahn
Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, Verpackungspapier- oder Tissuebahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, mit einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension zuführenden Verteilvorrichtung, mit einem stromabwärts angeordneten und sowohl eine Einlaufseite als auch eine Auslaufseite aufweisenden Turbulenzerzeugungsmittel mit einer Vielzahl von auslaufseitig in Zeilen und in Spalten angeordneten Strömungskanälen und mit einer sich dem Turbulenzerzeugungsmittel unmittelbar anschließenden und einen Düsenspalt aufweisenden Stoffauflaufdüse.
Ein derartiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 30 28 186 C2 bekannt. Dieser Stoffauflauf für Papiermaschinen mit einem annähernd horizontalen und senkrecht zur Maschenrichtung verlaufenden, rohrförmigen Verteiler, insbesondere Querverteiler umfasst eine Mehrzahl von diesem Rohr unmittelbar nachgeschalteten und gekrümmten Verteilrohren bzw. Strömungskanälen. Die Verteilrohre verlaufen in Maschinenrichtung zwischen einer aus dem Rohrverteiler gebildeten Gitterplatte und einem Auslaufkanal. In der Draufsicht gesehen sind die Verteilrohre parallel zueinander angeordnet, in der Seitenansicht gesehen sind sie im Bereich der Gitterplatte abwechselnd in verschiedenen Horizontalebenen und im Bereich des Auflaufkanals annähernd horizontal zueinander parallel liegend angeordnet. Zudem liegen die Längsachsen der Verteilrohre in ihrem Mündungs- bereich wenigstens annähernd in derselben Horizontalebene („Einzeiler") und jedes Verteilrohr ist nur in einer einzigen Richtung gekrümmt. Sowohl bei diesem Stoffauflauf als auch bei den weiterhin bekannten Stoffaufläufen mit durchwegs in einer Ebene angeordneten Strömungskanälen wird durch die Kombination von Teilung zwischen zwei in einer Zeile benachbarten Strömungskanälen und Einlaufdurchmesser des einzelnen Strömungskanals gewährleistet, dass ein ausreichend großer Steg zwischen zwei in einer Zeile benachbarten Strömungskanälen verbleibt.
Bei einer kurzen Stoffauflaufdüse eines Stoffauflaufs muss nun die auslaufseitige, der Stoffauflaufdüse zugewandte Teilung von in einer Zeile benachbarter Strömungskanäle klein sein, um eine gute Strömungspflege der Gitternachlaufströmung zu gewährleisten.
Bei einer Umsetzung einer kleinen auslaufseitigen, der Stoffauflaufdüse zugewandten Teilung von unter 25 mm ergeben sich bei den bekannten Anordnungen der Strömungskanälen keine ausreichend großen Stege zwischen zwei in einer Zeile benachbarten Strömungskanälen mehr.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass selbst bei einer auslaufseitigen, der Stoffauflauf- düse zugewandten Teilung von zwei in einer Zeile benachbarten Strömungskanälen von unter 25 mm einlaufseitig noch ein ausreichend großer Steg zwischen zwei in einer Zeile benachbarten Strömungskanälen vorhanden ist. Auch soll die Anordnung von allen Strömungskomponenten eine optimale Strömungspflege der Gitternachlaufströmung bewirken.
Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Strömungskanäle des Turbulenzerzeugungsmittels auslaufseitig in mindestens zwei Zeilen angeordnet sind, dass die auslaufseitig in einer Horizontalebene angeordneten Strömungskanäle einer Zeile des Turbulenzerzeugungsmittels einlaufseitig vorzugsweise abwechselnd in wenigstens zwei, vorzugsweise zwei, unterschiedlichen Horizontalebenen angeordnet sind und dass die auslaufseitig in einer Horizontalebene angeordneten Strömungskanäle einer Zeile des Turbulenzerzeugungsmittels eine Teilung von < 25 mm, vorzugsweise von < 20 mm, aufweisen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Die erfindungsgemäße Kombination der drei genannten Merkmale bewirkt selbst bei einer auslaufseitigen, der Stoffauflaufdüse zugewandten Teilung von unter 25 mm einlaufseitig noch das Vorhandensein eines ausreichend großen Stegs zwischen zwei in einer Zeile benachbarten Strömungskanälen. Die einzelne Steggröße ist zwar auslaufseitig minimal, einlaufseitig und im Verlauf der beiden in einer Zeile benachbarten Strömungskanäle ist sie jedoch noch völlig ausreichend. Auch bewirkt die Anordnung von allen Strömungskomponenten eine optimale Strömungspflege der Gitternachlaufströmung. Die Verteileinrichtung nimmt grundsätzlich zwei bevorzugte, in der Praxis vielfach bewährte Ausführungsformen an:
Sie ist in erster Ausführung als eine sich zumindest über die Breite des Stoffauflaufs erstreckende Querverteilvorrichtung ausgebildet. Ihr unmittelbar stromabwärts ist dann eine eine Vielzahl von Strömungskanälen aufweisende Verteilrohrlochplatte angeordnet und zwischen der Verteilrohrlochplatte und dem Turbulenzerzeugungsmittel ist eine sich vorzugsweise über die Breite des Stoffauflaufs erstreckende Zwischenkammer angeordnet. Alternativ ist sie in zweiter Ausführung als ein Rundverteiler ausgebildet, der eine Vielzahl von aus ihm abgehenden und vorzugsweise flexiblen Leitungen, insbesondere Schläuchen umfasst, die gegebenenfalls mittels einer Lochplatte in einer sich vorzugsweise über die Breite des Stoffauflaufs erstreckenden Zwischenkammer münden. Ein derartig ausgebildeter Stoffauflauf wird in Fachkreisen als „Stoffauflauf mit Schlauchdesign" bezeichnet. Weiterhin ist in der sich vorzugsweise über die Breite des Stoffauflaufs erstreckenden Zwischenkammer bevorzugt eine Vielzahl von beabstandeten Mitteln zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung eines Fluids in Fluid- teilströmen angeordnet. Das jeweilige Mittel kann beispielsweise ein Dosierschwert sein. Diese Mittel ermöglichen die Realisierung eines verdünnungs- wassergeregelten Stoffauflaufs, der die bisherigen Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise vollständig vermeidet und die Erfüllung der insbesondere technologischen Anforderungen wesentlich verbessert. Weiterhin ist dieses Zudosiersystem technisch einfach und zuverlässig, welches zudem noch kostengünstig und technisch einfach auszuführen ist. Hinsichtlich der konstruktiven und funktionalen Ausgestaltung der Mittel wird auf die Druckschriften DE 10 2008 054 893 A1 , DE 10 2008 054 894 A1 , DE 10 2008 054 896 A1 , DE 10 2008 054 897 A1 , DE 10 2008 054 898 A1 , DE 10 2008 054 899 A1 , DE 10 2009 027 013 A1 , DE 10 2009 027 721 A1 und DE 10 2010 001 541 A1 verwiesen, deren diesbezügliche Offenbarungsgehalte hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht werden.
Die auslaufseitig in einer Horizontalebene angeordneten Strömungskanäle einer Zeile des Turbulenzerzeugungsmittels weisen bevorzugt einen geraden Verlauf und eine Teilung von < 25 mm, vorzugsweise von < 20 mm, auf. Hierdurch wird selbst bei einer kurzen Stoffauflaufdüse des Stoffauflaufs, beispielsweise mit einer Düsenlänge von < 600 mm, vorzugsweise von < 550 mm, insbesondere von < 500 mm, eine optimale Strömungspflege der Gitternachlaufströmung zu gewährleistet. Ferner ist zwischen zwei auslaufseitig angeordneten Zeilen an Strömungskanälen des Turbulenzerzeugungsmittels bevorzugt eine sich in den Düsenraum der Stoffauflaufdüse hinein erstreckende Trennlamelle angeordnet. Sollten mehrere Trennlamellen in der Stoffauflaufdüse des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs angeordnet sein, so können sie selbstverständlich unterschiedliche Längen und gegebenenfalls auch unterschiedliche Eigenschaften, wie Oberflächenkonturen und dergleichen, aufweisen. Bei dem Material der Trennlamelle kann es sich um ein Hochleistungspolymer wie insbesondere PPSU, PSU, PES, PEI, PPS, PTFE, PA, POM oder dergleichen, um ein modifiziertes Polyphenylenether-Produkt, wie beispielsweise Noryl® (PPE + PS), Noryl EP® (PPE + EPS), Noryl GTX® (PPE + PA) von General Electric, Luranyl® (PPE + PS) und Ultranyl® (PPE + PA) von BASF oder Xyron® (PPE + PE) von Asahi Chemical, oder um ein Polycarbonat (PC), wie beispielsweise Makralon® der Bayer AG oder Lexan® von General Electric, handeln.
Weiterhin weist die sich in den Düsenraum der Stoffauflaufdüse hinein erstreckende Trennlamelle bevorzugt eine Länge im Bereich von 30 bis 120 %, vorzugsweise von 50 bis 100 %, insbesondere von 60 bis 95 %, der Düsenlänge der Stoffauflaufdüse auf.
Und das eine Vielzahl von Strömungskanälen aufweisende Turbulenz- erzeugungsmittel weist bevorzugt eine Länge von < 700 mm, vorzugsweise von < 650 mm, insbesondere von < 600 mm, auf.
Auch weist das Turbulenzerzeugungsmittel bevorzugt eine geometrische Einheit von < 625 mm2 auf, wobei die geometrische Einheit per Definition der Quotient aus dem auslaufseitigen Düsenanfangsquerschnitt der Stoffauflaufdüse und der Anzahl der Strömungskanäle des Turbulenzerzeugungsmittels ist. Denn je kleiner die Teilung von zwei in einer Zeile benachbarten Strömungskanälen ist, desto einfacher ist die Gitternachlaufströmung zu beherrschen. Überdies ist die offene Fläche des Strömungskanals des Turbulenzerzeugungsmittels bevorzugt > 30 %, vorzugsweise > 35 %, insbesondere > 40 % der geometrischen Fläche, wobei die geometrische Fläche per Definition ein Rechteck mit einer Breite und einer Höhe ist. Denn je höher das Rechteck ist, desto einfacher ist die Gitternachlaufströmung zu beherrschen.
Der erfindungsgemäße Stoffauflauf eignet sich in hervorragender Weise auch zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, ins- besondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension. Hierbei ergeben sich die bereits erwähnten erfindungsgemäßen Vorteile. 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 Seitenansicht von zwei alternativen Ausführungsformen eines bekannten Stoffauflaufs;
Figur 2 eine schematische Längsschnittdarstellung einer bevorzugten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs;
Figur 3 eine schematische Darstellung der Einlaufseite des Turbulenzerzeugungsmittels des in der Figur 2 dargestellten Stoffauflaufs; Figur 4 eine schematische Darstellung der Auslaufseite des Turbulenzerzeugungsmittels des in der Figur 2 dargestellten Stoffauflaufs; und
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Strömungskanals auf der
Auslaufseite des Turbulenzerzeugungsmittels des in der Figur 4 dargestellten Stoffauflaufs.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht von zwei alternativen Ausführungsformen eines bekannten Stoffauflaufs 1 für eine Maschine 100 zur Herstellung einer zumindest einschichtigen Faserstoffbahn 2 (Darstellung des Faserstoffsuspensionsstrahls) aus wenigstens einer Faserstoffsuspension 3. Bei der herzustellenden Faserstoffbahn 2 handelt es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn. Der lediglich schematisch dargestellte und bekannte Stoffauflauf 1 umfasst eine die wenigstens eine Faserstoffsuspension 3 verteilende und zuführende Verteilvorrichtung 4, ein stromabwärts angeordnetes und sowohl eine Einlaufseite 5.E als auch eine Auslaufseite 5.A aufweisendes Turbulenzerzeugungsmittel 5 mit einer Vielzahl von auslaufseitig in Zeilen Z und in Spalten S angeordneten Strömungskanälen 6 und eine sich dem Turbulenzerzeugungsmittel 5 unmittelbar anschließende und einen Düsenspalt 8 aufweisende Stoffauflaufdüse 7.
Bei der ersten alternativen Ausführungsform ist die Verteilvorrichtung 4 als eine sich zumindest über die Breite B (Pfeil) des Stoffauflaufs 1 erstreckende Querverteilvorrichtung 9 ausgebildet. Dabei ist unmittelbar stromabwärts der Querverteilvorrichtung 9 bevorzugt eine eine Vielzahl von Strömungskanälen 1 1 aufweisende Verteilrohrlochplatte 10 angeordnet. Und zwischen der Verteil- rohrlochplatte 10 und dem Turbulenzerzeugungsmittel 5 ist wiederum bevorzugt eine sich vorzugsweise über die Breite B (Pfeil) des Stoffauflaufs 1 erstreckende Zwischenkammer 12 angeordnet. Das Vorhandensein sowohl der Verteilrohrlochplatte 10 als auch der Zwischenkammer 12 ist also optional.
Und bei der zweiten alternativen Ausführungsform ist die Verteilvorrichtung 4 als ein Rundverteiler 13 ausgebildet, der eine Vielzahl von aus ihm abgehenden und vorzugsweise flexiblen Leitungen 14, insbesondere Schläuchen 14.1 umfasst, die gegebenenfalls mittels einer Lochplatte 15 in einer sich vorzugsweise über die Breite B (Pfeil) des Stoffauflaufs 1 erstreckenden Zwischenkammer 12 münden. In Fachkreisen bezeichnet man einen derartigen bekannten Stoffauflauf 1 als einen „Stoffauflauf mit Schlauchdesign".
Ist der Stoffauflauf 1 mit einer sich vorzugsweise über die Breite B (Pfeil) des Stoffauflaufs 1 erstreckenden Zwischenkammer 12 versehen, so können stromaufwärts des Turbulenzerzeugungsmittels 5 mehrere eine jeweilige Längsrichtung aufweisende und in Breitenrichtung des Stoffauflaufs 1 zueinander beabstandete Mittel 16 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid 17 in Fluidteilströmen 17.T in die wenigstens eine Faserstoffsuspension 3 vorgesehen sein. Hinsichtlich der konstruktiven und funktionalen Ausgestaltung der Mittel 16 wird auf die Druckschriften DE 10 2008 054 893 A1 , DE 10 2008 054 894 A1 , DE 10 2008 054 896 A1 , DE 10 2008 054 897 A1 , DE 10 2008 054 898 A1 , DE 10 2008 054 899 A1 , DE 10 2009 027 013 A1 , DE 10 2009 027 721 A1 und DE 10 2010 001 541 A1 verwiesen, deren diesbezügliche Offenbarungsgehalte hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht werden.
Dem Stoffauflauf 1 ist in bekannter Weise eine Siebpartie 18 nachgeordnet. Diese Siebpartie 18 kann einen Einsiebformer, einen Zweisiebformer (Hybrid- oder Spaltformer [Roll-Blade oder Blade-Roll]) oder einen Mehrsiebformer umfassen.
Die Figur 2 zeigt nun eine schematische Längsschnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 für eine Maschine 100 zur Herstellung einer zumindest einschichtigen Faserstoffbahn 2 (Darstellung des Faserstoffsuspensionsstrahls) aus wenigstens einer Faserstoffsuspension 3.
Der Stoffauflauf 1 umfasst zumindest eine die wenigstens eine Faserstoffsuspension 3 zuführenden Verteilvorrichtung 4, ein stromabwärts angeordnetes und sowohl eine Einlaufseite 5.E als auch eine Auslaufseite 5.A aufweisendes Turbulenzerzeugungsmittel 5 mit einer Vielzahl von auslaufseitig in Zeilen Z und in Spalten S angeordneten Strömungskanälen 6 und mit eine sich dem Turbulenzerzeugungsmittel 5 unmittelbar anschließende und einen Düsenspalt 8 aufweisenden Stoffauflaufdüse 7.
Die Strömungskanäle 6 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 sind nun auslaufseitig in zwei Zeilen Z.1 , Z.2 angeordnet. Weiterhin sind die auslaufseitig in einer Horizontalebene HA.1 , HA.2 angeordneten Strömungskanäle 6 einer Zeile Z.1 , Z.2 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 einlaufseitig abwechselnd in zwei unterschied- liehen Horizontalebenen HE.1 1 , HE.12, HE.21 , HE.22 angeordnet. Die abwechselnde Anordnung der Strömungskanäle kann jedes beliebige Muster annehmen. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Horizontalebenen vorgesehen sein und/oder die abwechselnde Anordnung kann nach einem bestimmten Muster erfolgen. Auch weisen die einzelnen Strömungskanäle 6 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 jeweils einen geraden Verlauf auf. Weiterhin weisen die auslaufseitig in einer Horizontalebene HA.1 , HA.2 angeordneten Strömungskanäle 6 einer Zeile Z.1 , Z.2 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 eine Teilung 6.T von < 25 mm, vorzugsweise von < 20 mm, auf (vgl. Figur 4). Da die Strömungskanäle 6 einer Zeile Z.1 , Z.2 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 in Draufsicht parallel zueinander verlaufen, ist auch die einlaufseitige Teilung der Strömungskanäle 6 einer Zeile Z.1 , Z.2 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 gleich der auslaufseitigen Teilung 6.T
Die einen Düsenspalt 8 aufweisende Stoffauflaufdüse 7 weist eine Düsenlänge 7.L von < 600 mm, vorzugsweise von < 550 mm, insbesondere von < 500 mm, auf und das eine Vielzahl von Strömungskanälen 6 aufweisende Turbulenz-erzeugungs- mittel 5 weist eine Länge 5.L von < 700 mm, vorzugsweise von < 650 mm, insbesondere von < 600 mm, auf.
Ferner ist zwischen den beiden auslaufseitig angeordneten Zeilen Z.1 , Z.2 an Strömungskanälen 6 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 eine sich in den Düsenraum 7.R der Stoffauflaufdüse 7 hinein erstreckende Trennlamelle 19 angeordnet. Die Trennlamelle 19 weist dabei eine Länge 19.L im Bereich von 30 bis 120 %, vorzugsweise von 50 bis 100 %, insbesondere von 60 bis 95 %, der Düsenlänge 7.L der Stoffauflaufdüse 7 auf.
Auch weist das Turbulenzerzeugungsmittel 5 eine geometrische Einheit 20 von < 625 mm2 auf, wobei die geometrische Einheit 20 der Quotient aus dem auslaufseitigen Düsenanfangsquerschnitt 7.QA der Stoffauflaufdüse 7 und der Anzahl der Strömungskanäle 6 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 ist (vgl. Figur 5). Und die offene Fläche 6.FO des einzelnen Strömungskanals 6 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 ist > 30 %, vorzugsweise > 35 %, insbesondere > 40 % der geometrischen Fläche F, wobei die geometrische Fläche F ein Rechteck mit einer Breite b und einer Höhe h ist (vgl. Figur 5).
Die Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Einlaufseite 5.E des Turbulenzerzeugungsmittels 5 des in der Figur 2 dargestellten Stoffauflaufs 1 . Die Ansicht erfolgt also in Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 auf das Turbulenzerzeugungsmittel 5.
Die in zwei Zeilen Z.1 , Z.2 angeordneten Strömungskanäle 6 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 sind, wie bereits erwähnt, einlaufseitig abwechselnd in zwei unterschiedlichen Horizontalebenen HE.1 1 , HE.12, HE.21 , HE.22 angeordnet. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Horizontalebenen vorgesehen sein und/oder die abwechselnde Anordnung kann nach einem bestimmten Muster erfolgen.
Da die Strömungskanäle 6 einer Zeile Z.1 , Z.2 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 in Draufsicht parallel zueinander verlaufen, ist auch die einlaufseitige Teilung der Strömungskanäle 6 einer Zeile Z.1 , Z.2 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 gleich der auslaufseitigen Teilung 6.T. Auch ist klar erkennbar, dass zwischen zwei in einer Zeile Z.1 , Z.2 benachbarten Strömungskanälen 5 noch ausreichend große Stege 21 vorhanden sind.
Die Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der Auslaufseite 5.A des Turbulenzerzeugungsmittels 5 des in der Figur 2 dargestellten Stoffauflaufs 1 . Die Ansicht erfolgt also entgegen der Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 auf das Turbulenzerzeugungsmittel 5.
Die Strömungskanäle 6 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 sind nun auslaufseitig in zwei Zeilen Z.1 , Z.2 angeordnet, wobei die Strömungskanäle 6 einer Zeile Z.1 , Z.2 auslaufseitig eine jeweilige Horizontalebene HA.1 , HA.2 ausbilden. Weiterhin weisen die auslaufseitig in einer Horizontalebene HA.1 , HA.2 angeordneten Strömungskanäle 6 einer Zeile Z.1 , Z.2 des Turbulenz- erzeugungsmittels 5 eine Teilung 6.T von < 25 mm, vorzugsweise von < 20 mm, auf.
Und zwischen den beiden auslaufseitig angeordneten Zeilen Z.1 , Z.2 an Strömungskanälen 6 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 eine sich in den Düsenraum 7.R der Stoffauflaufdüse 7 hinein erstreckende Trennlamelle 19 angeordnet.
Die Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Strömungskanals 6 auf der Auslaufseite 5.A des Turbulenzerzeugungsmittels 5 des in der Figur 4 dargestellten Stoffauflaufs 1 . Die Turbulenzerzeugungsmittel 5 weist, wie bereits erwähnt, eine geometrische Einheit 20 von < 625 mm2 auf, wobei die geometrische Einheit 20 der Quotient aus dem auslaufseitigen Düsenanfangsquerschnitt 7.QA der Stoffauflaufdüse 7 und der Anzahl der Strömungskanäle 6 des Turbulenzerzeugungsmittels 5 ist. Und die offene Fläche 6.FO des einzelnen Strömungskanals 6 des Turbulenz-er- zeugungsmittels 5 ist > 30 %, vorzugsweise > 35 %, insbesondere > 40 % der geometrischen Fläche F, wobei die geometrische Fläche F ein Rechteck mit einer Breite b und einer Höhe h ist.
Der in den Figuren 2 bis 5 zumindest teilweise dargestellte Stoffauflauf 1 eignet sich in hervorragender Weise auch zur Verwendung in einer Maschine 100 zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension 3.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart weiterentwickelt wird, dass selbst bei einer auslaufseitigen, der Stoffauflaufdüse zugewandten Teilung von zwei in einer Zeile benachbarten Strömungskanälen von unter 25 mm einlaufseitig noch ein ausreichend großer Steg zwischen zwei in einer Zeile benachbarten Strömungskanälen vorhanden ist. Auch bewirkt die Anordnung von allen Strömungskomponenten eine optimale Strömungspflege der Gitternachlaufströmung.
Bezugszeichenliste
1 Stoffauflauf
2 Faserstoffbahn
3 Faserstoffsuspension
4 Verteilvorrichtung
5 Turbulenzerzeugungsmittel
5.A Auslaufseite
5.E Einlaufseite
5. L Länge
6 Strömungskanal
6. FO Offene Fläche
6. T Teilung
7 Stoffauflaufdüse
7. L Düsenlänge
7. QA Düsenanfangsquerschnitt
7.R Düsenraum
8 Düsenspalt
9 Querverteilvorrichtung
10 Verteilrohrlochplatte
Strömungskanal
12 Zwischenkammer
13 Rundverteiler
14 Leitung
14.1 Schlauch
15 Lochplatte
16 Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension
17 Fluid
17.T Fluidteilstrom
18 Siebpartie
19 Trennlamelle 19.L Länge
20 Geometrische Einheit
21 Steg
100 Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
B Breite (Pfeil)
b Breite
F Geometrische Fläche
HA.1 Horizontalebene (auslaufseitig)
HA.2 Horizontalebene (auslaufseitig)
HE.1 1 Horizontalebene (einlaufseitig)
HE.12 Horizontalebene (einlaufseitig)
HE.21 Horizontalebene (einlaufseitig)
HE.22 Horizontalebene (einlaufseitig)
h Höhe
R Strömungsrichtung (Pfeil)
S Spalte
Z Zeile
Z.1 Zeile
Z.2 Zeile

Claims

Patentansprüche
Stoffauflauf (1 ) für eine Maschine (100) zur Herstellung einer Faserstoffbahn
(2), insbesondere einer Papier-, Karton-, Verpackungspapier- oder Tissue- bahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (3), mit einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension
(3) zuführenden Verteilvorrichtung (4), mit einem stromabwärts angeordneten und sowohl eine Einlaufseite (4.E) als auch eine Auslaufseite (4.A) aufweisenden Turbulenzerzeugungsmittel (5) mit einer Vielzahl von auslaufseitig in Zeilen (Z; Z.1 , Z.2) und in Spalten (S) angeordneten Strömungskanälen (6) und mit einer sich dem Turbulenzerzeugungsmittel (5) unmittelbar anschließenden und einen Düsenspalt (8) aufweisenden Stoffauflaufdüse (7),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strömungskanäle (6) des Turbulenzerzeugungsmittels (5) auslaufseitig in mindestens zwei Zeilen (Z.1 , Z.2) angeordnet sind, dass die auslaufseitig in einer Horizontalebene (HA.1 , HA.2) angeordneten Strömungskanäle (6) einer Zeile (Z.1 , Z.2) des Turbulenzerzeugungsmittels (5) einlaufseitig vorzugsweise abwechselnd in wenigstens zwei, vorzugsweise zwei, unterschiedlichen Horizontalebenen (HE.1 1 , HE.12, HE.21 , HE.22) angeordnet sind und dass die auslaufseitig in einer Horizontalebene (HA.1 , HA.2) angeordneten Strömungskanäle (6) einer Zeile (Z.1 , Z.2) des Turbulenzerzeugungsmittels (5) eine Teilung (6.T) von < 25 mm, vorzugsweise von < 20 mm, aufweisen.
Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verteilvorrichtung
(4) als eine sich zumindest über die Breite (B) des Stoffauflaufs (1 ) erstreckende Querverteilvorrichtung (9) ausgebildet ist, dass unmittelbar stromabwärts der Querverteilvorrichtung (9) eine eine Vielzahl von Strömungskanälen (1 1 ) aufweisende Verteilrohrlochplatte (10) angeordnet ist und dass zwischen der Verteilrohrlochplatte (10) und dem Turbulenzerzeugungsmittel
(5) eine sich vorzugsweise über die Breite (B) des Stoffauflaufs (1 ) erstreckende Zwischenkammer (12) angeordnet ist.
Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verteilvorrichtung (4) als ein Rundverteiler (13) ausgebildet ist, der eine Vielzahl von aus ihm abgehenden und vorzugsweise flexiblen Leitungen (14), insbesondere Schläuchen (14.1 ) umfasst, die gegebenenfalls mittels einer Lochplatte (15) in einer sich vorzugsweise über die Breite (B) des Stoffauflaufs (1 ) erstreckenden Zwischenkammer (12) münden. Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der sich vorzugsweise über die Breite (B) des Stoffauflaufs (1 ) erstreckenden Zwischenkammer (12) eine Vielzahl von beabstandeten Mitteln (16) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung eines Fluids (17) in Fluidteilströmen (17.T) angeordnet ist.
Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strömungskanäle
(6) des Turbulenzerzeugungsmittels (5) geraden Verlauf aufweisen.
Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einen Düsenspalt (8) aufweisende Stoffauflaufdüse (7) eine Düsenlänge (7.L) von < 600 mm, vorzugsweise von < 550 mm, insbesondere von < 500 mm, aufweist.
7. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen zwei auslaufseitig angeordneten Zeilen (Z.1 , Z.2) an Strömungskanälen (6) des Turbulenzerzeugungsmittels (5) eine sich in den
Düsenraum (7.R) der Stoffauflaufdüse (7) hinein erstreckende Trennlamelle (19) angeordnet ist.
8. Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die sich in den Düsenraum (7.R) der Stoffauflaufdüse (7) hinein erstreckende Trennlamelle (19) eine Länge (19.L) im Bereich von 30 bis 120 %, vorzugsweise von 50 bis 100 %, insbesondere von 60 bis 95 %, der Düsenlänge (7.L) der Stoffauflaufdüse (7) aufweist.
9. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das eine Vielzahl von Strömungskanälen (6) aufweisende Turbulenzerzeugungsmittel (5) eine Länge (5.L) von < 700 mm, vorzugsweise von < 650 mm, insbesondere von < 600 mm, aufweist.
10. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Turbulenzerzeugungsmittel (5) eine geometrische Einheit (20) von < 625 mm2 aufweist, wobei die geometrische Einheit (20) der Quotient aus dem auslaufseitigen Düsenanfangsquerschnitt (7.QA) der Stoffauflaufdüse (7) und der Anzahl der Strömungskanäle (6) des Turbulenzerzeugungsmittels (5) ist.
1 1 . Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die offene Fläche (6.FO) des Strömungskanals (6) des Turbulenz- erzeugungsmittels (5) > 30 %, vorzugsweise > 35 %, insbesondere > 40 % der geometrischen Fläche (F) ist, wobei die geometrische Fläche (F) ein Rechteck mit einer Breite (b) und einer Höhe (h) ist.
Maschine (100) zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2), insbesondere Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faser- stoffsuspension (3) mit wenigstens einem Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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