FI66039B

FI66039B - HYDRAULIC INLOPPSLAODA FOER EN PAPPERSMASKIN

Info

Publication number: FI66039B
Application number: FI823823A
Authority: FI
Inventors: Seppo Holkko; Kari Salminen
Original assignee: Tampella Oy Ab
Priority date: 1982-11-08
Filing date: 1982-11-08
Publication date: 1984-04-30
Also published as: FI66039C; FI823823A0

Description

6603966039

Paperikoneen hydraulinen perälaatikko Tämän keksinnön kohteena on hydraulinen perälaatikko 5 paperikonetta varten, johon perälaatikkoon kuuluu huulira-koon päättyvä huulikammio, jakoputki massasulpun syöttämiseksi huulikammioon sekä huulikammion ja jakoputken välissä sijaitseva reikälevy, joka ulottuu massavirtauksen poikki ja jossa on useita massavirtauksen suuntaisia, huulira-10 koa päin porrasmaisesti laajenevia virtauskanavia.The present invention relates to a hydraulic headbox 5 for a paper machine, the headbox comprising a lip chamber terminating in a lip size, a manifold for feeding pulp stock to the lip chamber and a perforated plate between the lip chamber and the manifold extending through stepwise expanding flow channels.

Tasaisen paperilaadun valmistamiseksi on tärkeätä, että perälaatikko jakaa massasulpun tasaisesti koneen poikki- ja pituussuunnassa sekä kehittää tarvittavan turbulenssin, joka homogenisoi sulpun ja mahdollisimman tehokkaasti 15 estää kuitukasautumien uudelleenmuodostumisen. Näiden toimintojen toteuttamiseen käytetään tunnetuissa hydraulisissa perälaatikoissa pääasiassa kahta periaatetta.In order to produce a uniform paper quality, it is important that the headbox distributes the pulp stock evenly across the machine and in the longitudinal direction of the machine and develops the necessary turbulence to homogenize the stock and prevent fiber build-up from forming again as effectively as possible. In order to carry out these functions, two main principles are used in known hydraulic headboxes.

Yleisemmin käytössä on ns. kaksiportainen järjestelmä, jossa sisääntuloputkiston jälkeen on sijoitettu painehävi-20 öitä aiheuttava virtausvastus eli ns. turbulenssigeneraatto-ri. Esimerkkinä tällaisesta on suomalaisessa patentissa 50 260 esitetty "lamelli"-tyyppinen turbulenssin muodostaja. Näillä järjestelmillä on esiintynyt vaikeuksia perälaatikon puhtaanapysymisen suhteen, koska jokainen virtauskanavassa 25 sijaitseva elementti muodostaa uuden likaantumiskohdan.More commonly, the so-called a two-stage system in which a flow resistor causing a pressure drop of 20 nights, i.e. the so-called turbulenssigeneraatto-ri. An example of this is the "lamella" type turbulence generator disclosed in Finnish patent 50,260. These systems have experienced difficulties in keeping the headbox clean because each element in the flow channel 25 forms a new contamination site.

Parannuksena edelliseen nähden on esitetty ns. yksiportainen järjestelmä, jossa massasulpun jakaminen ja turbulenssin muodostus saadaan aikaan yhdessä vaiheessa. Likaan-tumiskohtia on vähemmän, ja perälaatikon hinta on alhaisem-30 pi kuin kaksiportaisen järjestelmän perälaatikolla. Tunnetuin esimerkki tällaisesta perälaatikosta on esitetty US-patentissa 3,725,197. Virtausta tasaava painehäviö ja turbulenssi aiheutetaan reikälevyllä, jonka reiät laajenevat portaittain ainakin kahdessa vaiheessa virtauksen kulku-35 suuntaan mentäessä. Myös tällaisen perälaatikon haittapuole- 2 66039 na on likaantuminen ja pienihalkaisijäisten reikien tukkeentuminen, josta seuraa virtausvirheitä, jotka puolestaan aiheuttavat haitallisia vanoja paperiin. Lisäksi on todettu, että kyseinen perälaatikko toimii hyvin vain ka-5 pealla virtausalueella.As an improvement on the previous one, the so-called a single-stage system in which the distribution of the pulp stock and the generation of turbulence are achieved in one step. There are fewer dirt points, and the price of a headbox is lower -30 pi than with a headbox of a two-stage system. The best known example of such a headbox is disclosed in U.S. Patent 3,725,197. The pressure-compensating pressure drop and turbulence are caused by a perforated plate, the holes of which expand stepwise in at least two stages as they flow in the direction of flow 35. Also a disadvantage of such a headbox is the fouling and clogging of small diameter holes, which in turn results in flow defects, which in turn cause harmful scraps to the paper. In addition, it has been found that this headbox works well only in the ka-5 flow range.

SE-patenttijulkaisussa 334 287 on esitetty turbulens-sigeneraattori, jossa on sileäseinäiset, kartiomaisesti tai monikulmion muotoisesti laajenevat putket tai reiät.SE 334 287 discloses a turbulence generator with smooth-walled, conically or polygonically expanding tubes or holes.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada perälaa-10 tikko, joka välttää edellä mainitut epäkohdat ja jossa mas-sasulpun jakaminen ja saattaminen turbulenssiin voidaan aikaansaada edullisemmalla virtauskanavarakenteella. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella perälaatikolla, jolle on tunnusomaista se, että kussakin virtauskanavassa on 15 kanavan sisäpintaa kiertävä, jatkuva porrasmainen laajennus .It is an object of the present invention to provide a headland which avoids the above-mentioned disadvantages and in which the distribution and turbulence of the pulp stock can be achieved by a more advantageous flow channel structure. This object is achieved by a headbox according to the invention, which is characterized in that each flow channel has a continuous stepwise expansion around the inner surface of the channel 15.

Keksintö perustuu edellä kuvattuun ns. yksiportaiseen järjestelmään, ja keksinnön perusajatuksena on se, että kussakin virtauskanavassa aikaansaadaan jatkuva turbulenssin 20 muodostus sopivimman massasulpun sisääntulokohdasta alkaen sen poistokohtaan asti. Jatkuvan turbulenssiportaan ansiosta haluttu massan homogenisointiaste voidaan saavuttaa massasulpun pienemmälläkin virtausnopeudella reikälevyssä kuin aikaisemmin tunnetulla tekniikalla. Tästä seuraa se, että 25 reiät voivat olla suurempia kuin aiemmin, jolloin niiden tuk-keentumistaipumus vähenee. Suuremmista rei'istä on lisäksi seurauksena perälaatikon kokonaispainehäviön putoaminen, olettaen että reikien lukumäärä ei muutu, jolloin perä toimii stabiilimmin laajalla virtausalueella. Samalla säästyy 30 myös pumppausenergiaa. Keksinnön etuina ovat siten kompakti ja halpa rakenne, edullinen turbulenssi, laaja toiminta-alue ja hyvä puhtaanapysyvyys.The invention is based on the so-called to a single-stage system, and the basic idea of the invention is to provide continuous turbulence generation in each flow channel from the inlet point of the most suitable pulp stock to its outlet point. Thanks to the continuous turbulence stage, the desired degree of homogenization of the pulp can be achieved even with a lower flow rate of the pulp stock in the perforated plate than with the prior art. As a result, the holes 25 may be larger than before, reducing their tendency to clog. Larger holes also result in a drop in the total pressure drop in the headbox, assuming that the number of holes does not change, allowing the stern to operate more stably over a wide flow range. At the same time, 30 pumping energy is also saved. The advantages of the invention are thus a compact and inexpensive structure, advantageous turbulence, a wide operating range and good cleanliness.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa 35 kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen perä- laatikon erästä edullista toteutusmuotoa pystyleikkauksena 1· 66039 3 pitkin kuviossa 2 olevaa viivaa I-I, kuvio 2 esittää perälaatikkoa vaakaleikkauksena pitkin kuviossa 1 olevaa viivaa II-II, kuvio 3 esittää suuremmassa koossa reikälevyn virtaus-5 kanavaa aksiaalileikkauksena ja kuvio 4 esittää virtauskanavaa massan virtaussuuntaa vasten katsottuna.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 schematically shows a preferred embodiment of a headbox according to the invention in vertical section 1 · 66039 3 along line II in Fig. 2, Fig. 2 shows a headbox in horizontal section along line II-II in Fig. 3, Fig. 3 shows in a larger size the flow-5 channel of the perforated plate in axial section and Fig. 4 shows the flow channel in the direction of flow of the mass.

Piirustusten kuvioissa 1 ja 2 esitettyyn perälaatik-koon 1 kuuluu huulirakoon 2 päättyvä huulikammio 3 ja jako-10 putki 4 massasulpun syöttämiseksi huulikammioon. Jakoputken ja huulikammion välissä on reikälevy 5, joka toimii yhdistettynä massavirtauksen jako- ja turbulenssielimenä. Massa-sulppu poistuu huuliraosta rintatelan 6 ympäri liikkuvalle viiralle 6a, jonka päällä massasulppu muodostaa kuiturainan 15 7.The headbox 1 shown in Figures 1 and 2 of the drawings comprises a lip chamber 3 terminating in a lip gap 2 and a manifold 10 for feeding a pulp stock to the lip chamber. Between the manifold and the lip chamber there is a perforated plate 5 which acts as a combined mass flow distribution and turbulence member. The pulp stock leaves the lip gap for a wire 6a moving around the breast roll 6, on which the pulp stock forms a fibrous web 15 7.

Reikälevy sijaitsee kohtisuorasti massasulpun virtaus-suuntaa A vastaan ja ulottuu koko perälaatikon poikki. Rei-kälevyssä on lukuisia vierekkäisissä ja päällekkäisissä riveissä sijaitsevia reikiä, jotka muodostavat läpimeneviä, 20 massavirtauksen suuntaisia virtauskanavia 8. Kussakin vir-tauskanavassa on jatkuva, sisäpintaa spiraalimaisesti kiertävä, porrasmainen laajennus 9, joka suurenee virtauksen ete-nemissuunnassa ja muodostaa aksiaalileikkauksessa peräkkäisiä spiraaliportaita 9a.The perforated plate is located perpendicular to the flow direction A of the pulp stock and extends across the entire headbox. The perforated plate has a plurality of holes in adjacent and overlapping rows which form through 20 mass flow parallel flow channels.

25 Virtauskanavan spiraali voi olla sellainen, että spi- raaliportaan 9a nousukulma B, kuvio 3, on vakio, jolloin spiraaliportaiden aksiaalinen välimatka eli leveys C kasvaa spiraaliportaan halkaisijan D kasvaessa. Vaihtoehtoisesti voi spiraali olla sellainen, että spiraaliportaiden 9a le-30 veys C pysyy vakiona, jolloin spiraaliportaan nousukulma B pienenee spiraaliportaan halkaisijan D kasvaessa. Kuviossa 3 esitetty virtauskanava kuvaa jälkimmäistä toteutustapaa. Spiraali voi myös olla näiden molempien toteutustapojen välimuoto.The spiral of the flow channel may be such that the angle of inclination B of the helical step 9a, Fig. 3, is constant, whereby the axial distance or width C of the helical steps increases as the diameter D of the helical step increases. Alternatively, the helix may be such that the width C of the helix step 9a remains constant, whereby the pitch angle B of the helix step decreases as the diameter D of the helix step increases. The flow channel shown in Figure 3 illustrates the latter embodiment. The spiral can also be an intermediate form of both of these embodiments.

35 Sen asemesta, että spiraaliportaan leveys on vakio, voi leveys olla tietyssä suhteessa laajennuksen 9 sillä kohdalla olevaan poikkipinta-alaan t.m.s.35 Instead of the constant width of the spiral step, the width may be in a certain proportion to the cross-sectional area at that point of the extension 9, i.e.

4 66039 Käytännön kokemusten mukaan spiraaliportaan 9a sä-teettäisen korkeuden E tulisi olla alueella, joka vastaa massasulpun kuidun pituutta, siis noin 1-4 mm.4 66039 According to practical experience, the radial height E of the spiral step 9a should be in the range corresponding to the length of the pulp fiber, i.e. about 1-4 mm.

Virtauskanavan laajennuksen avautumiskulma F, kuvio 5 3, ei saa olla niin suuri, että tapahtuu massavirtauksen hallitsematonta irtoamista virtauskanavan seinämistä. Edullinen kulman arvo on alle 10°.The opening angle F of the flow channel extension, Fig. 5 3, must not be so large as to cause uncontrolled detachment of the mass flow from the walls of the flow channel. The preferred angle value is less than 10 °.

Spiraalimainen laajennus voi alkaa aivan virtauskanavan tuloaukon 10 viereisestä seinästä, kuten kuviossa 3 on 10 esitetty, tai vähän matkan päästä tuloaukosta, jolloin tu-loaukko on muodoltaan pyöreä. Laajennus jatkuu virtauskanavan poistoaukkoon 11 asti.The helical expansion may start right next to the wall of the flow channel inlet 10, as shown in Figure 3, or a short distance from the inlet, the inlet being circular in shape. The expansion continues up to the flow channel outlet 11.

Virtauskanavien keksinnön mukaisen muotoilun ansiosta saadaan virtauskanaviin jatkuva, uutta turbulenssia läpi-15 virtaavaan massasulppuun kehittävä porrasmainen laajennus, mistä johtuen massan haluttu homogenisointiaste voidaan saavuttaa pienelläkin virtausnopeudella.Thanks to the design of the flow channels according to the invention, a continuous, stepwise expansion into the flow channels, which develops new turbulence in the pulp stock, is obtained, as a result of which the desired degree of homogenization of the pulp can be achieved even at low flow rates.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskoh-20 diltaan voi keksinnön mukainen perälaatikko vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä vir-tauskanavat voidaan tehdä erillisistä putkista, joiden sisäpintaa pitkin porrasmainen laajennus kiertää. Virtauskanavan pyöreän tuloaukon asemesta voidaan käyttää kulmikasta 25 aukkoa, jolloin esim. spiraalimaisesti kiertävä, porrasmainen laajennus vastaavasti on kulmikas. On mahdollista käyttää edellä kuvattua virtauskanavaa myös kaksiportaisen massan jakojärjestelmän elementtinä.The drawings and the related explanation are only intended to illustrate the idea of the invention. The details of the headbox according to the invention can vary considerably within the scope of the claims. Thus, the flow channels can be made of separate tubes along the inner surface of which a stepped expansion circulates. Instead of the circular inlet of the flow channel, an angular opening 25 can be used, in which case, for example, a helically rotating, stepped extension is correspondingly angular. It is also possible to use the flow channel described above as an element of a two-stage mass distribution system.

Claims

66039

A hydraulic headbox for a paper machine, the headbox comprising a lip chamber (3) terminating in a lip gap (2), a manifold (4) for feeding pulp stock to the lip chamber and a perforated plate (5) between the lip chamber and the manifold extending across the pulp flow (A) and having a plurality of mass flow parallel flow channels (8) extending stepwise towards the lip gap, characterized in that each flow channel (8) has a continuous stepped expansion (9) rotating around the inner surface of the channel.

Headbox according to Claim 1, characterized in that the stepped extension (9) is helical.

Headbox according to Claim 2, characterized in that the angle of inclination (B) of the helical step (9a) of the extension (9) is constant.

Headbox according to Claim 2, characterized in that the axial width (C) of the spiral step (9a) 20 of the extension (9) is constant.

Headbox according to Claim 2, characterized in that the axial width (C) of the helical step (9a) of the extension (9) is in a certain proportion to the cross-sectional area of the channel or the like.

Headbox according to one of the preceding claims, characterized in that the radial height (E) of the helical step (9a) of the extension (9) is substantially equal to the length of the pulp fibers, preferably 1 to 4 mm.

Headbox according to one of the preceding claims, characterized in that the opening angle of the stepped extension (9) is less than 10 °. ______ - Γ ”66039

Headbox according to one of the preceding claims, characterized in that the stepped extension (9) starts at the inlet (10) of the flow channel (8).

Headbox according to Claim 8, characterized in that the inlet (10) of the flow channel (8) and the stepped extension (9) are circular. Patent: £ 6,039