FI70060B

FI70060B - INLOPPSLAODA ELLER EN DYLIK ANORDNING FOER EN PAPPERS- ELLER KARTONGMASKIN

Info

Publication number: FI70060B
Application number: FI850161A
Authority: FI
Inventors: Hannu Heikkilae
Original assignee: Tampella Oy Ab
Priority date: 1985-01-15
Filing date: 1985-01-15
Publication date: 1986-01-31
Also published as: FI850161A0; FI70060C

Description

7006070060

Paperi- tai kartonkikoneen perälaatikko tai vastaava laiteHeadbox or similar device of a paper or board machine

Keksinnön kohteena on paperi- tai kartonkikoneen perälaatikko tai vastaava laite, joka käsittää toisiinsa 5 nähden kulmassa olevien alahuulen ja ylähuulen muodostelman huulikartion, jonka kärkeen, ala- ja ylähuulen väliin on muodostettu huulirako massasuspension purkamista varten, jolloin ala- ja/tai ylähuulen massasuspension virtauksen kanssa kosketuksissa olevaan pintaan on sovitettu ainakin 10 yksi turbulenssia synnyttävä porras.The invention relates to a headbox of a paper or board machine or a similar device comprising a lip cone of the lower lip and the upper lip formation at an angle to each other, with a lip gap formed at the tip, lower and upper lip for discharging the pulp suspension, the lower and / or upper lip pulp suspension at least one turbulence generating step is arranged on the contacting surface.

Tällaiset perälaatikot ovat alalla erittäin tunnettuja. Paperikoneen hydraulisten perälaatikoiden yhteydessä on siis täysin tunnettua, että niissä jonkin elimen avulla synnytetään läpimenevään virtaukseen turbulenssia, 15 ts. virtaukseen synnytetään suunnaltaan ja nopeudeltaan vaih- televia virtauskomponentteja. Turbulenssin tunnuslukuja ovat — 2 turbulenssin absoluuttinen intensiteetti u' , jossa u' on hetkittäinen poikkeama tietyn suuntaisesta keskinopeudesta U, suhteellinen turbulenssi-intensiteetti eli turbulenssi- jiä 20 taso, joka voidaan ilmaista kaavalla *—=-, sekä turbulenssin spektri eli käyrä, jolla ilmaistaan turbulenssin kineettisen energian jakaantuminen eri aallonpituuksille. Turbulenssin tärkein tehtävä esimerkiksi perälaatikon yhteydessä on kuituflokkien hajottaminen ja massasuspension 25 pitäminen sellaisessa tilassa, että flokkaantumista ei pääse tapahtumaan. Tämän vaatimuksen täyttämiseksi on edellä mainittujen turbulenssin tunnuslukujen oltava tietyn suuruisia. Yleensä pyritään siihen, että pienimittakaavainen tarbulenssi, ts. turbulenssi, jonka aallonpituus on 30 pieni ja taajuus suuri olisi mahdollisimman intensiivistä, kun taas suurimittakaavainen, ts. suuriaaltoinen turbulenssi vaimentuisi tehokkaasti.Such headboxes are well known in the art. Thus, in connection with the hydraulic headboxes of a paper machine, it is well known that turbulence is generated in the flow through them by means of some element, i.e. flow components of varying direction and speed are generated in the flow. The turbulence parameters are - 2 the absolute intensity u 'of the turbulence, where u' is the instantaneous deviation from the mean velocity U in a given direction, the relative turbulence intensity, i.e. turbulence 20 level, which can be expressed by the formula * - = -, and the turbulence spectrum, distribution of the kinetic energy of turbulence over different wavelengths. The most important function of turbulence, for example in connection with a headbox, is to disintegrate the fiber flocs and to keep the pulp suspension 25 in such a state that flocculation cannot occur. To meet this requirement, the above-mentioned turbulence parameters must be of a certain magnitude. In general, the aim is for small-scale tarbulence, i.e. turbulence with a small wavelength of 30 and a high frequency, to be as intense as possible, while large-scale, i.e. large-wave turbulence, to be attenuated effectively.

Turbulenssin synnyttämiseen on alalla käytetty useitakin erilaisia laitteita. Eräänä esimerkkinä voidaan mai-35 nita porrasdiffuusori, jossa pienihalkaisijäisen putken 2 70060 jälkeen virtaus tulee äkilliseen laajentumaan, jossa tapahtuu virtauksen irtoaminen. Porrasta seuraava osa on lisäksi tehty diffuusorimaiseksi. Toisena esimerkkinä voidaan mainita pitkä putki, joka tavallisesti muuttuu virtauk-5 sen suunnassa pyöreästä kulmikkaaksi ja jossa turbulenssi syntyy seinämäkitkan vaikutuksesta. Kolmantena esimerkkinä voidaan mainita huulikartioon sijoitettu yksi tai useampi levy, joka jakaa huulikartion kapeisiin kanaviin, joissa seinämäkitka synnyttää turbulenssia.Several different devices have been used in the art to generate turbulence. One example is a step diffuser in which, after a small diameter tube 2 70060, the flow enters a sudden expansion where a flow separation occurs. The part following the step is further made diffuser-like. Another example is a long tube, which usually changes from circular to angular in the direction of flow and in which turbulence is generated by wall friction. As a third example, one or more plates placed in the lip cone can be mentioned, which divide the lip cone into narrow channels where wall friction generates turbulence.

10 Esimerkkinä perälaatikon huulikartioon sijoitetuis ta turbulenssia synnyttävistä portaista voidaan mainita US-patenttijulkaisussa 4 445 975 esitetty ratkaisu. Tässä ratkaisussa toisioperän koveran huulen osan valmistusta on helpotettu porrasrakenteella ja samalla saatu aikaan 15 turbulenssitason nousu. Vastaavanlaisia ratkaisuja on esitetty myös US-patenttijulkaisuissa 3 309 264, 3 565 758, 4 021 296, 4 125 429 ja 4 345 970.An example of a turbulence generating step located in the lip cone of a headbox is the solution disclosed in U.S. Patent No. 4,445,975. In this solution, the manufacture of the concave lip portion of the secondary is facilitated by a stepped structure and at the same time an increase in the turbulence level is achieved. Similar solutions are also disclosed in U.S. Patent Nos. 3,309,264, 3,565,758, 4,021,296, 4,125,429 and 4,345,970.

Kaikkien edellä mainittujen tunnettujen ratkaisujen huonona puolena on se, että ne toimivat tehokkaasti 20 aihoastaan suhteellisen kapealla virtausalueella. On nimittäin aivan selvää, että virtaaman laskiessa myös virtausnopeus esimerkiksi porrasdiffuusorin kohdalla laskee eikä huulelle asti säilyvää pienimittakaavaista turbulenssia enää saada aikaan. Vastaavasti virtaaman kasvaessa tietyn 25 rajan yli syntyy portaassa niin intensiivistä turbulenssia, että huulella esiintyy roiskeita.The disadvantage of all the above-mentioned known solutions is that they operate efficiently in a relatively narrow flow range of their skin. Namely, it is quite clear that as the flow rate decreases, the flow rate also decreases, for example in the case of a step diffuser, and the small-scale turbulence that persists up to the lip can no longer be produced. Similarly, as the flow increases above a certain limit, turbulence is generated in the step so intense that splashes occur on the lip.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan perälaatik-ko tai vastaava laite, jossa edellä mainittu epäkohta on eliminoitu. Tähän on päästy keksinnön mukaisen laitteen 30 avulla, joka on tunnettu siitä, että ainakin yksi porras on muodostettu korkeudeltaan säädettäväksi.The object of the invention is to provide a headbox or a similar device in which the above-mentioned drawback is eliminated. This is achieved by means of the device 30 according to the invention, which is characterized in that at least one step is designed to be height-adjustable.

Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että keksinnön avulla voidaan tuottaa kaikille ajo-olosuhteille ihanteellista turbulenssia hyvin laajalla virtaama-alueella. Kek-35 sinnön avulla voidaan lisäksi lyhentää esimerkiksi putki-patterista, reikätelalta tai joltakin muulta vastaavaltaThe main advantage of the invention is that the invention makes it possible to produce ideal turbulence for all driving conditions over a very wide flow range. The Kek-35 invention can also be used to shorten, for example, a tube coil, a perforated roller or some other similar

(I(I

3 70060 laitteelta tulevan vanamaisen virtauksen tasoittumisaikaa. Keksinnön mukainen laite on myös suhteellisen yksinkertainen, joten laitteen käyttö- ja valmistuskustannukset jäävät alhaisiksi.3 Equilibration time of the old flow from the 70060 device. The device according to the invention is also relatively simple, so that the operating and manufacturing costs of the device remain low.

5 Keksintöä ryhdytään seuraavassa kuvaamaan tarkemmin oheisessa piirustuksessa kuvattujen edullisten suoritusesi-merkkien avulla, jolloin kuvio 1 esittää keksinnön ensimmäistä sovellutus-muotoa periaatteellisena sivukuvantona, 10 kuvio 2 esittää keksinnön toista sovellutusmuotoa periaatteellisena sivukuvantona, kuvio 3 esittää keksinnön kolmatta sovellutusmuotoa periaatteellisena sivukuvantona ja kuvio 4 esittää keksinnön neljättä sovellutusmuotoa 15 periaatteellisena sivukuvantona.The invention will now be described in more detail with reference to the preferred embodiments described in the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a first embodiment of the invention in principle side view, Figure 2 shows a second embodiment of the invention in principle side view, Figure 3 shows a third embodiment of the invention in principle and Figure 4 shows in principle a fourth embodiment 15 as a schematic side view.

Kuviossa 1 on periaatteellisesti esitetty osa paperi-tai kartonkikoneen toisioperälaatikosta, joka käsittää ala-huulen 1 ja ylähuulen 2 muodostaman huulikartion. Alahuuli 1 ja ylähuuli 2 on sovitettu kulmaan toisiinsa nähden, 20 jolloin niiden väliin huulikartion kärkeen muodostuu huuli-rako 3 massasuspension esimerkiksi viiralle tapahtuvaa purkamista varten. Massasuspension virtaussuunta on merkitty kuvioon 1 nuolella.Figure 1 shows in principle a part of a secondary headbox of a paper or board machine comprising a lip cone formed by the lower lip 1 and the upper lip 2. The lower lip 1 and the upper lip 2 are arranged at an angle to each other, whereby a lip gap 3 is formed at the tip of the lip cone for unloading the pulp suspension, for example on a wire. The flow direction of the pulp suspension is indicated in Figure 1 by an arrow.

Keksinnön mukaisesti huulikartioon, ala- ja/tai 25 ylähuulen massasuspension virtauksen kanssa kosketuksissa olevaan pintaan on sovitettu ainakin yksi turbulenssia synnyttävä, korkeudeltaan säädettävä porras 4,5.According to the invention, at least one turbulence-generating, height-adjustable step 4.5 is arranged in the lip cone, on the surface in contact with the flow of the lower and / or upper lip mass suspension.

Kuvion 1 toteutusmuodossa alahuulen 1 porras 4 on muodostettu alahuulen 1 ja sen suhteen vaakasuunnassa 30 siirrettävän alahuulen kärkiosan 26 liitoskohtaan. Kärki osaa 26 voidaan tällöin siirrellä esimerkiksi ruuvielimen 6 avulla, jolloin portaan 4 korkeutta voidaan säätää tarpeen mukaan. Ylähuulessa 2 oleva porras on sen sijaan muodostettu palasta tai listasta 7, joka on sovitettu ylähuu-35 Ien 2 runkopalkissa olevaan syvennykseen tai uraan 8 niin, 4 70060 että listan reuna muodostaa portaan 5. Ylähuulen alapintaan on lisäksi sovitettu ohut levy 9, jonka alavirran puoleinen reuna on kiinnitetty listaan 7. Syvennyksessä tai urassa 8 olevaa listaa 7 voidaan siirrellä sopivalla välineellä (ei 5 esitetty kuviossa) syvennyksen tai uran 8 symmetria-akselin 10 suuntaisesti, jolloin portaan 5 korkeus vastaavasti muuttuu. Sopivana siirtovälineenä voi tällöin olla esimerkiksi samanlainen ruuvielin, jota on käytetty kärkiosan 26 siirrossa. Edellä mainitulla järjestelyllä saadaan por-10 taiden 4, 5 korkeus sopivaksi jokaiseen käyttötilanteeseen.In the embodiment of Fig. 1, the step 4 of the lower lip 1 is formed at the junction of the lower lip 1 and the tip portion 26 of the lower lip which is displaceable in the horizontal direction 30 therewith. The tip part 26 can then be moved, for example by means of a screw member 6, whereby the height of the step 4 can be adjusted as required. The step in the upper lip 2 is instead formed by a piece or strip 7 fitted in a recess or groove 8 in the body beam of the upper lip 2 so that the edge of the strip forms a step 5. A thin plate 9 is further arranged in the lower surface of the upper lip. the edge is fixed to the strip 7. The strip 7 in the recess or groove 8 can be moved by suitable means (not shown in the figure) in the direction of the axis of symmetry 10 of the recess or groove 8, whereby the height of the step 5 changes accordingly. A suitable transfer means can then be, for example, a similar screw member used in the transfer of the tip part 26. The above-mentioned arrangement makes the height of the steps 4, 5 suitable for every operating situation.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön perusidean toinen sovellutusmuoto. Kuviossa 2 on alahuulta merkitty viitenumerolla 1 ja ylähuulta viitenumerolla 2. Huulirako on merkitty viitenumerolla 3. Tässä sovellutusmuodossa huulen 15 kärkilista 11 on muotoiltu niin, että ylähuulen 2 jättö- reuna muodostaa portaan 12, joka irrottaa virtauksen juuri ennen ulostuloa. Termillä jättöreuna tarkoitetaan tässä yhteydessä ylähuulen 1 olennaisesti virtauksen suuntaan olevaa reunapintaa. Kärkilista 11 voidaan esimerkiksi 20 viistää niin, että sen kauempana ylähuulen 1 jättöreunasta oleva reuna ulottuu lähemmäksi alahuulta 2 kuin ylähuulen jättöreunaa vasten oleva reuna. Kärkilistaa 11 voidaan siirtää millä tahansa sinänsä tunnetulla tavalla, jolloin portaan 12 korkeus saadaan halutun suuruiseksi. Kärkilistan 25 11 siirtymissuunta on merkitty kuvioon nuolella.Figure 2 shows another embodiment of the basic idea of the invention. In Figure 2, the lower lip is indicated by reference numeral 1 and the upper lip by reference numeral 2. The lip gap is indicated by reference numeral 3. In this embodiment, the tip strip 11 of lip 15 is shaped so that the trailing edge of upper lip 2 forms a step 12 which discharges the flow just before exit. The term leaving edge in this context means the edge surface of the upper lip 1 which is substantially in the direction of flow. For example, the tip strip 11 may be chamfered 20 so that its edge farther from the trailing edge of the upper lip 1 extends closer to the lower lip 2 than the edge against the trailing edge of the upper lip. The top strip 11 can be moved in any manner known per se, whereby the height of the step 12 can be made to the desired size. The direction of travel of the top strip 25 11 is indicated in the figure by an arrow.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön perusidean kolmas sovellutusmuoto. Tässä sovellutusmuodossa on poikkileikkaukseltaan suorakulmion muotoinen pala tai lista 13 sovitettu ylähuulen 2 massasuspension virtaukseen koskettavaan 30 pintaan vinoon asentoon tehtyyn uraan tai syvennykseen 14, jolloin aikaansaadaan porras 15. Tällöin siis uran 14 reuna muodostaa portaan 15. Samassa kuviossa on myös esitetty^ toinen versio, jossa ylähuulen 1 virtaukseen koskettavaan pintaan kohtisuorasti tehtyyn uraan tai syvennykseen 16 on 35 sovitettu vinolla pinnalla varustettu pala tai lista 17.Figure 3 shows a third embodiment of the basic idea of the invention. In this embodiment, a piece or strip 13 of rectangular cross-section is arranged in a groove or recess 14 made in an oblique position on the surface 30 of the pulp suspension flowing into the upper lip 2, thus providing a step 15. Thus, the edge of the groove 14 forms a step 15. The same figure also shows a piece or strip 17 with an oblique surface is arranged in the groove or recess 16 made perpendicular to the flow-contacting surface of the upper lip 1.

Il 5 70060 Tällöin aikaansaadaan kaksi porrasta 18, 19, joista toinen 18 muodostaa uran 16 reunapinnasta ja toinen 19 listan 16 reunapinnasta. Paloja tai listoja 13, 17 voidaan siirrellä urien 14, 16 symmetria-akselien 24, 25 suuntaisesti minkä 5 tahansa sopivan välineen avulla. Siirtosuunnat on myös merkitty nuolilla kuvioon. Esimerkkinä sopivasta siirtovälineestä voidaan tällöin mainita epäkeskoelin 20. Palojen tai listojen 13, 17 edellä mainitun siirtämisen seurauksena saadaan portaiden 15, 18, 19 korkeus halutun suurui-10 seksi, jolloin massavirtaukseen kehitetään ihanteellinen turbulenssi.Il 5 70060 In this case, two steps 18, 19 are provided, one of which 18 forms a groove from the edge surface 16 and the other 19 from the edge surface 16 of the strip. The pieces or strips 13, 17 can be moved parallel to the axes of symmetry 24, 25 of the grooves 14, 16 by any suitable means. The transfer directions are also indicated by arrows in the figure. An example of a suitable transfer means is the eccentric member 20. As a result of the above-mentioned transfer of the pieces or strips 13, 17, the height of the steps 15, 18, 19 is obtained to the desired magnitude, whereby an ideal turbulence is generated in the mass flow.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön perusidean neljäs sovellutusmuoto. Tässä sovellutusmuodossa alahuulen 1 yhdellä tai useammalla porrasosalla varustettu kärkilista 21 15 on sovitettu eri asentoihin käännettäväksi osaksi halutun porraskorkeuden mukaan. Porrasta on kuviossa 4 kuvattu viitenumerolla 22. Kärkilistan kiinnitys voidaan tehdä esimerkiksi ruuvien 23 avulla. Kuten kuviosta voidaan nähdä, kääntämällä kärkilista 21 toisin päin, ts. niin että 20 porrasosalla varustettu pinta kääntyy poispäin massasus-pension virtauksesta, saadaan porras 22 pienemmäksi silloin kun tilanne vaatii pienempää porrasta. On selvää, että kärkilistaan voidaan tehdä myös useampia porrasosia yhden asemasta.Figure 4 shows a fourth embodiment of the basic idea of the invention. In this embodiment, the tip strip 21 15 provided with one or more step parts of the lower lip 1 is adapted to be turned into different parts according to the desired step height. The step is illustrated in Fig. 4 by reference numeral 22. The top strip can be fastened, for example, by means of screws 23. As can be seen from the figure, by turning the tip strip 21 in the opposite direction, i.e. so that the surface with the step portion 20 turns away from the mass-pension flow, the step 22 is made smaller when the situation requires a smaller step. It is clear that several stair sections can also be made in the top strip instead of one.

25 Edellä esitettyjä esimerkkejä ei ole tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa monin eri tavoin. Näin ollen kaikkien kuvioissa esitettyjen portaiden korkeuden säätö voi olla portaatonta tai portaittaista. Säätö voi tällöin 30 tapahtua erilaisten ruuvielinten, epäkeskoelinten, porrasmaisten joustokappaleiden yms. välineiden avulla. Keksintöä ei myöskään ole rajoitettu yhteen laitteeseen, esimerkiksi perälaatikkoon, vaan sitä voidaan soveltaa esimerkiksi hydraulisessa ensiö- tai toisioperälaatikossa, 35 pneumaattisessa perälaatikossa tai toisioperälaatikossa.The above examples are not intended to limit the invention, but the invention may be modified in many different ways within the scope of the claims. Thus, the height adjustment of all the steps shown in the figures can be stepless or stepwise. The adjustment can then take place by means of various screw members, eccentric members, stepped elastic members and the like. The invention is also not limited to a single device, for example a headbox, but can be applied, for example, to a hydraulic primary or secondary headbox, a pneumatic headbox or a secondary headbox.

70060 6 liiman tai muun vastaavan suspension levittimessä jne. Keksinnön mukaista ratkaisua ei myöskään ole rajoitettu sellaiseen ratkaisuun, jossa kaikki portaat ovat korkeudeltaan säädettäviä, vaan myös sellainen ratkaisu on vaa-5 timusten puitteissa mahdollinen, jossa osa portaista on sinänsä tunnettuja kiinteitä portaita.70060 6 glue or other similar suspension in the applicator, etc. The solution according to the invention is also not limited to a solution in which all steps are height-adjustable, but such a solution is also possible within the requirements, in which part of the steps are fixed steps known per se.

ilil

Claims

70060

A headbox or similar device of a paper or board machine, comprising a lip cone formed by an lower lip (1) and an upper lip (2) at an angle 5 to each other, the tip, lower and upper lip (1, 2) of which are provided with a lip gap (3). ) for discharging the pulp suspension, wherein at least one turbulence-generating stage is arranged on the surface 10 in contact with the flow of the pulp suspension of the lower and / or upper lip (1, 2), characterized in that at least one stage (4, 5, 12, 15, 18, 19, 22) are formed to be height-adjustable.

Headbox or similar device according to Claim 1, characterized in that the height of the step (s) (4, 5, 12, 15, 18, 19) is infinitely adjustable.

Headbox or similar device according to Claim 1, characterized in that the height of the step (s) (4, 5, 12, 15, 18, 19, 22) is stepwise adjustable.

Headbox or similar device according to one of the preceding claims, characterized in that the step (s) (5, 15, 18, 19) are formed by a groove made in the surface in contact with the pulp suspension of the lower and / or upper lip (1, 2). (8, 14, 16) and a groove (7, 13, 17) arranged parallel to its axis of symmetry (10, 24, 25) arranged in the groove (8, 14, 16).

Headbox or similar device according to Claim 3, characterized in that the step (s) (22) is formed by a lower lip tip strip (21) provided in at least one step section, the position of which can be selected according to the desired step height.

Headbox or similar device according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that a step (4) is formed at the junction of the lower lip (1) and the tip part (26) of the horizontally displaceable lower lip (1).

Headbox or similar device according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the step (12) is formed by a shaped lip strip (11) and a trailing edge of the upper lip (2) which is known per se. Il 70060