FI90889B

FI90889B - Arrangement in the forming part of the paper machine to develop turbulence in the pulp suspension layer

Info

Publication number: FI90889B
Application number: FI913113A
Authority: FI
Inventors: Jouni Koskimies
Original assignee: Valmet Paper Machinery Inc
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1993-12-31
Also published as: FI90889C; FI913113A; FI913113A0

Description

9088990889

Laite paperikoneen muodostusosassa turbulenssin kehittämiseksi massasuspensiokerrokseen Anordning i formningspartiet av en pappersmaskin 5 för att utveckla turbulens i massasuspensionsskiktetDevice for developing turbulence in a pulp suspension layer in a paper machine forming section Anordning i formningspartiet av en pappersmaskin 5 för att utveckla turbulens i pulasuspensionsskiktet

Keksinnön kohteena on laite paperikoneen muodostusosassa turbulenssin 10 kehittämiseksi massarataan, johon laitteella tuodaan huomattava määrä energiaa sen turbulenssitason nostamiseksi tarkoituksena valmistettavan rainan formaation parantaminen ja konesuuntaisen kuituorientaation vähentäminen, ja jossa laitteessa on sille alueelle, jossa massarata kohtaa muodostusviiran tai muodostusviirat, järjestetty olennaisesti 15 viirojen koko leveydelle ulottuva turbulenssinkehitin.The invention relates to an apparatus for generating turbulence 10 in a paper machine forming section to a pulp web to which a substantial amount of energy is applied to increase its turbulence level to improve web formation and reduce machine direction fiber orientation. extending turbulence generator.

Keksintöön lähiten liittyvän tekniikan tason osalta viitataan seuraa-viin patenttihakemuksiin ja patenttijulkaisuihin: US 3 933 966, US 3 970 513, US 4 802 954, FI-hak. 822536, 900872 ja 901527 sekä 20 FI-kuul.julk. 72360.With regard to the state of the art most closely related to the invention, reference is made to the following patent applications and patent publications: US 3,933,966, US 3,970,513, US 4,802,954, FI-hak. 822536, 900872 and 901527 as well as 20 FI-aud. 72360.

Ennestään tunnetuilla paperi- tai kartonkikoneilla on sen rakenteesta riippuen joko pienempi tai suurempi taipumus suunnata kuituja rainan valmistussuuntaan eli konesuuntaan. Kaikilla koneilla on lisäksi perä-25 laatikon huulisuihkun ja muodosviiran tai -viirojen keskinäistä nopeus-eroa säätelemällä tarpeen mukaan mahdollisuus korostaa tai vähentää mainittua taipumusta. Hybridi- ja erityisesti kitaformereilla mainittu orientoiva vaikutus on usein haitallisen suuri, vaikka niillä usein muissa suhteissa on arkinmuodostukseen edullinen vaikutus. Tällaisia 30 edullisia seikkoja ovat mm. pieni tason suuntainen neliömassavaihtelu ja formaation tasaisuus ja valmistetun paperin vähäinen toispuolisuus.Depending on its structure, previously known paper or board machines have either a smaller or greater tendency to orient the fibers in the direction of web production, i.e. in the machine direction. In addition, all machines have the possibility of emphasizing or reducing said tendency by adjusting the speed difference between the lip-jet of the stern-25 box and the forming wire or wires as necessary. For hybrid and especially guitar formers, said orienting effect is often detrimental, although they often have a beneficial effect on sheet formation in other respects. Such advantageous aspects are e.g. small variation in basis weight and flatness of formation and low one-sidedness of the paper produced.

Paperikoneiden perälaatikoissa käytetään erilaisia turbulenssigeneraat-toreita ja diffuusoreja, joilla pyritään aikaansaamaan huulivirtaukseen 35 ja huulisuihkuun sopiva diffuusio- ja turbulenssitaso, mikä on tärkeää paperin hyvän formaation ja riittävän pienen veto-lujuussuhteen (kone-suunta/poikkisuunta - MD/CD) saavuttamiseksi. Perälaatikoissa käytetään ennestään tunnetusti yleisimmin turbulenssin aikaansaamiseen pääasial- 2 lisesti massavirtauksen ja sen suuntaisten seinämien keskinäisen kitkan aikaansaamia nopeuseroja, jotka vaikuttavat poikkisuunnassa massavirtauksen nopeus-, sakeus- ja turbulenssi-intensiteettiprofiileihin ja kuituorientaatioprofiileihin. Tunnetusti massavirtauksen pyörresarjat 5 syntyvät mainittujen seinämien vierelle siten, että pyörteet määrittävä vektori on kohtisuorassa virtauksen suuntaan nähden. Näillä pyörteillä ei voida sanottavasti vaikuttaa kuituorientaatioon muodostusviiralla.Paper machine headboxes use a variety of turbulence generators and diffusers to provide a level of diffusion and turbulence suitable for lip flow 35 and lip jet, which is important to achieve good paper formation and a sufficiently low tensile strength ratio (machine direction / cross direction - MD / CD). It is known that headboxes most commonly use velocity differences to produce turbulence, mainly due to the mutual friction between the mass flow and the parallel walls, which transversely affect the mass flow velocity, consistency and turbulence intensity profiles and the fiber orientation profiles. As is known, the vortex series 5 of mass flow is generated next to said walls so that the vector defining the vortices is perpendicular to the direction of flow. It is said that these vortices cannot affect the fiber orientation on the forming wire.

Voimakkaan kuituorientaation haitta tulee usein esiin heikentyneenä 10 arkin dimensiostabiilisuutena koneen poikittaissuunnassa. Kun arkki ilmastoinnin muuttuessa kostuu tai kuivuu tai sitä esim. kopiokoneessa voimakkaasti ja toispuoleisesti kuumennuskuivataan, sen mittamuutokset poikkisuunnassa johtavat poikkeamiin tasomaisuudesta, kupruiluun tai käyristymiseen. Voimakas kuituorientaatio näkyy myös haitallisesti 15 pienentyneenä poikittaisen CD ja konesuuntaisen MD'lujuuden suhteena CD/MD.The disadvantage of strong fiber orientation often manifests itself as impaired 10-sheet dimensional stability in the transverse direction of the machine. When a sheet gets wet or dry due to a change in air conditioning, or is heavily and unilaterally heated, for example in a copier, its dimensional changes in the transverse direction lead to deviations from flatness, cupping or warping. The strong fiber orientation is also adversely reflected in a decrease in the transverse CD and machine direction MD 'strength CD / MD.

Rainan dimensiosiabiilisuus on tärkeä myös painopapereissa sen vuoksi, että mitä stabiilimpi arkki sitä paremmin väripainatuksessa saadaan eri 20 värit kohdistetuksi riittävän tarkasti kohdalleen.The dimensional stability of the web is also important in printing papers because the more stable the sheet, the better in color printing the different colors can be aligned with sufficient precision.

Tunnetusti paperin kuituorientaation suunnan määrää pääasiallisesti huopautumassa olevan massasuspensiokerroksen ja muodostusviiran välisen relatiivisen nopeusvektorin suunta. Kuituorientaation voimakkuuden taas 25 määrää pääasiallisesti kyseisen relatiivisen nopeusvektorin itseisarvo. Tunnetusti kuituorientaatiota ohjataan paperikoneella säätämällä mainitun nopeusvektorin keskimääräistä suuruutta vedenpoiston aikana, mikä ohjaus yleensä saadaan aikaan perälaatikon painetta asettelemalla.As is known, the direction of the fiber orientation of the paper is mainly determined by the direction of the relative velocity vector between the pulp suspension layer being felted and the forming wire. The strength of the fiber orientation, on the other hand, is mainly determined by the absolute value of the relative velocity vector in question. As is known, the fiber orientation is controlled by a paper machine by adjusting the average magnitude of said velocity vector during dewatering, which control is usually achieved by adjusting the headbox pressure.

30 Oleellinen ero tunnettujen tasoviirakoneiden ja kitaformereiden orientaation säätötuloksessa johtuu siitä, että nopeusero kitaformerilla muuttuu selvästi enemmän vedenpoistovyöhykkeellä ilman, että mainittuun muuttumiseen voidaan vaikuttaa. Nopeuseron keskimääräinen arvo voidaan siis kummassakin konetyypissä asetella nollaksi haluttaessa minimoida 35 orientaatio. Koska nopeuseroalue on tunnetuissa kitaformereissa suurempi kuin tasoviirakoneissa, on huopautuneessa kuitumatossa kerroksia, 90889 3 joissa on hyvinkin voimakas orientaatio ja lopputuloksena on keskimää-räisestikin selvästi voimakkaampi orientaatio kitaformereilla ajetussa paperissa. Tunnetut hybridiformerit asettuvat tasoviiran ja kitaforme-rin väliin minimiorientaatiota tavoiteltaessa.30 The essential difference in the orientation control result of the known flat wire machines and gutter formers is due to the fact that the speed difference with the gutter former changes much more in the dewatering zone without said change being affected. Thus, the average value of the speed difference in both machine types can be set to zero if desired to minimize the orientation. Because the speed difference range is larger in known gutter formers than in flat wire machines, the felted nonwoven mat has layers, 90889 3 with a very strong orientation and the result is on average a much stronger orientation in the paper driven by the gutter formers. Known hybrid formers are sandwiched between a planar wire and a kit forming a minimum orientation.

55

Kun ennestään tunnettuja perälaatikkoja ja niiden turbulenssigeneraat-toreita käytettäessä on perälaatikon huulikanavassa ja siitä purkautuvassa massasuspensiosuihkussa pyrittävä kohtuullisen korkeaan turbu-lenssitasoon, aiheutuu turbulenssista massasuspensiosuihkuun rauhatto-10 muutta, mikä ilmenee esim. pisaroina ja vanoina huulisuihkun pinnoissa. Tästä on seurauksena erilaisia anisotropioita muodostuvassa massaradassa.When the prior art headboxes and their turbulence generators are used to aim for a reasonably high level of turbulence in the lip channel of the headbox and in the pulp suspension jet discharged therefrom, turbulence in the pulp suspension jet causes turbulence and vanity, e.g. This results in various anisotropies in the resulting mass pathway.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusia ratkaisuja 15 edellä kosketeltuihin ongelmiin.It is an object of the present invention to provide new solutions to the problems discussed above.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on luoda sellainen turubulenssike-hitin, jonka avulla voidaan pienentää kuituorientaatiota eli lisätä poikkisuunnassa olevien kuitujen suhteellista osuutta koneensuuntaisen 20 kuituosuuden kustannuksella erityisesti kitatyyppisissä formereissa.It is an object of the present invention to provide a turbulence hit which can reduce the fiber orientation, i.e. increase the relative proportion of fibers in the cross direction at the expense of the machine direction fiber portion, especially in guitar type formers.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen turbulenssinkehitin, jota soveltaen voidaan saada paperirainan vetolujuussuhde MD/CD alueelle MD/CD < 2.0.The object of the invention is to provide a turbulence generator which can be applied to obtain a tensile strength ratio MD / CD of the paper web in the range MD / CD <2.0.

2525

Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada sellainen massasuspen-siovirtauksen turbulenssin kehitin, jolla parannetaan rainan formaa-tiota samalla kun vähennetään kuituorientaatiota.It is also an object of the invention to provide a pulp suspension flow turbulence generator which improves web formation while reducing fiber orientation.

30 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen massasuspension turbulenssinkehitin, jota käyttäen saadaan paperiarkin dimensiopysyvyyttä parannetuksi, kun arkkia äkillisesti kostutetaan tai kuumennetaan esim. kopio- tai painokoneissa.The object of the invention is to provide such a pulp suspension turbulence generator, by means of which the dimensional stability of a sheet of paper can be improved when the sheet is suddenly moistened or heated, e.g. in copying or printing machines.

35 Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnölle on pääasiallisesti tunnus oma i s ta se, että turbulenssin- 4 kehittimessä on vedensyöttöputki, suutinrako tai vastaava suutinaukko-jen sarja, jonka suuttimet on siten suunnattu, että niistä kohdistettavilla tehokkailla vesisuihkuilla on huomattava sen kohdalla kulkevan viiran normaalin suuntainen nopeuskomponentti.In order to achieve the above and later objects, the invention is essentially characterized in that the turbulence generator has a water supply pipe, a nozzle slot or a similar series of nozzle openings, the nozzles of which are oriented so that the effective water jets directed at them have a significant normal velocity component.

55

Keksinnön mukainen turbulenssinkehitin soveltuu etenkin kitaformereiden yhteydessä käytettäväksi, mutta eräissä erikoistapauksissa keksintöä voidaan käyttää myös hybridiformereiden yhteydessä, joissa on lyhyempi tai pitempi yksiviirainen rainanmuodostuksen alkuosuus, minkä jälkeen .10 seuraa kaksiviirainen muodostusvyöhyke.The turbulence generator according to the invention is particularly suitable for use with guitar formers, but in some special cases the invention can also be used with hybrid formers with a shorter or longer single-wire forming section, followed by a two-wire forming zone.

Keksinnön mukaisella laitteella saadaan massakerroksen turbulenssitasoa nostetuksi niin, että kuituorientaatiota saadaan olennaisesti pienennetyksi eli pääasiallisesti konesuuntaisia kuituja käännetyksi enemmän 15 poikkisuuntaisiksi niin, että vetolujuussuhde MD/CD saadaan alueelle MD/CD ^ 2. Keksinnön mukaisesti massasuspensiokerrokseen kehitetään turbulenssia mahdollisimman lähellä vedenpoiston aloituksen aluetta, missä perälaatikossa kehitetty turbulenssi on ehtinyt varsin paljon jo vaimentua ja kuituorientaatio on tavanomaisesti varsin voimakas.The device according to the invention makes it possible to increase the turbulence level of the pulp bed so that the fiber orientation is substantially reduced, i.e. more machine direction fibers are turned more transverse so that the tensile strength ratio MD / CD is the developed turbulence has already dampened quite a bit and the fiber orientation is usually quite strong.

2020

Keksinnön turbulenssinkehittimen avulla voidaan perälaatikosta tulevan huulisuihkun turbulenssitasoa vapaassa suihkussa entisestään pudottaa siinä muodostuvien häiriöiden kuten suihkun hajoamisen ja pisaroinnin vähentämiseksi niin, että saadaan huulisuihku tuoduksi mahdollisimman 25 stabiilisti viirakidan pohjalle.By means of the turbulence generator of the invention, the turbulence level of the lip jet coming from the headbox in the free jet can be further dropped to reduce disturbances such as jet disintegration and dripping so that the lip jet is brought as stably as possible to the bottom of the wire crystal.

Keksinnön mukaisella turbulenssinkehittimellä saadaan massaradan turbulenssitasoa nostetuksi juuri sen kriittisessä kohdassa eli alueella, jossa vedenpoisto rainasta alkaa yleensä molempien viirojen läpi. En-30 nestään tunnettuja perälaatikkoon ja sen huulikanavaan sovitettuja turbulenssigeneraattoreita käytettäessä on massasuihkun turbulenssitaso sen saapuessa mainitulle kriittiselle alueelle jo yleensä ehtinyt alentua sellaiseksi, että sillä ei ole riittävää vaikutusta esim. formaation parantamisessa ja kuituorientaation vähentämisessä.With the turbulence generator according to the invention, the turbulence level of the pulp web can be raised precisely at its critical point, i.e. in the area where the dewatering of the web generally begins through both wires. With the use of the well-known turbulence generators fitted to the headbox and its lip channel, the turbulence level of the pulp jet when it enters said critical area has generally already diminished to such an extent that it does not have a sufficient effect on, for example, improving formation and reducing fiber orientation.

3535

IIII

90889 590889 5

Keksinnön mukaisesta turbulenssinkehittimestä kohdistetuilla voimakkailla vesisuihkuilla saadaan massakerrokseen tuotua huomattava määrä energiaa, joka huomattavalta osaltaan muuttuu turbulenssiksi. Kuitenkin massakerrokseen tarvitsee kohdistaa vain murto-osa sen kokonaisvirtaa-5 man vesimäärästä. Jos paperimassakerroksen päävirtaus on esim. luokkaa 200 1/sm, tarvitaan keksinnön mukaisesta turbulenssinkehittimestä syötettäväksi n. 10 1/sm virtaama. Yleensä keksinnön mukaisesta turbulenssinkehittimestä syötetty vesimäärä on n. 1-10 %, sopivimmin n. 5 %, massaradan kokonaispäävirtaamasta.With the jets of water directed at the turbulence generator according to the invention, a considerable amount of energy is introduced into the mass layer, which in turn contributes to the turbulence. However, only a fraction of its total flow-5 man water needs to be applied to the pulp bed. If the main flow of the pulp layer is, for example, of the order of 200 1 / sm, a flow of about 10 1 / sm is required to be fed from the turbulence generator according to the invention. In general, the amount of water fed from the turbulence generator according to the invention is about 1-10%, preferably about 5%, of the total main flow of the pulp web.

1010

Keksinnön mukaisen turbulenssinkehittimen suuttimet on järjestettävä joko Jatkuviksi rakosuuttimiksi tai reikäsuuttimiksi riittävän tiheällä jaolla ja/tai poikkisuunnassa porrastetuiksi siten, että suihkut eivät aiheuta juovikkuutta muodostuvaan massarataan.The nozzles of the turbulence generator according to the invention must be arranged either as continuous slit nozzles or perforated nozzles with a sufficiently dense distribution and / or stepped in the transverse direction so that the jets do not cause streaks in the mass web to be formed.

1515

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovellus esimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.In the following, the invention will be described in detail with reference to some application examples of the invention shown in the figures of the accompanying drawing, to the details of which the invention is in no way narrowly limited.

2020

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti erästä kaksiviiraformeria, jossa on sovellettu keksinnön mukaista turbulenssinkehitintä.Figure 1 schematically shows a two-wire former in which a turbulence generator according to the invention is applied.

Kuvio 2 esittää konesuuntaisena pystypoikkileikkauksena kuvion 1 mu-25 kaisen formerin muodostuskidan aluetta, johon on sovitettu keksinnön mukainen turbulenssinkehitin.Fig. 2 shows in machine direction a vertical section of the area of the former forming crystal according to Fig. 1, in which the turbulence generator according to the invention is arranged.

Kuvio 3 esittää kuviota 2 vastaavalla tavalla keksinnön erästä toista sovellusesimerkkiä.Fig. 3 shows another embodiment of the invention in a manner similar to Fig. 2.

3030

Kuvio AA esittää ensimmäistä leikkausta IV-IV kuviossa 2.Figure AA shows the first section IV-IV in Figure 2.

Kuvio AB esittää toista vaihtoehtoista leikkausta IV-IV kuviossa 2.Figure AB shows another alternative section IV-IV in Figure 2.

35 Kuvio AC esittää kolmatta vaihtoehtoista leikkausta IV-IV kuviossa 2.Figure AC shows a third alternative section IV-IV in Figure 2.

66

Kuviossa 1 esitetty muodostusosa käsittää peittävän viiran 10 silmukan ja kantavan viiran 20 silmukan. Viiroilla 10,20 on yhteinen juoksu viivojen A ja B välillä, jotka rajoittavat muodostusosan kaksiviiraisen muodostusvyöhykkeen. Raina V seuraa kantavaa viira 20 kaksiviiraisen 5 muodostusvyöhykkeen A-B jälkeen. Perälaatikon huuliosa 60 syöttää mas-sasuihkun J viirojen 10 ja 20 rajoittamaan kitaan G, jonka muodostaa toiselta puolelta pääasiallisesti viiran 10 juoksu telalta 16a viivalle A, jossa viira 10 kohtaa toisen viiran 20 (massakerros on välissä). Toiselta puolen muodostuskitaa G rajoittaa ensimmäisen muodostustelan .10 21 yli kulkeva viira 20.The forming part shown in Fig. 1 comprises a loop of a covering wire 10 and a loop of a supporting wire 20. The wires 10,20 have a common run between lines A and B, which delimit the two-wire forming zone of the forming part. The web V follows the carrier wire 20 after the two-wire 5 forming zone A-B. The lip portion 60 of the headbox feeds a mass jet J bounded by the wires 10 and 20 to a gap G formed on one side essentially by the running of the wire 10 from the roll 16a to the line A where the wire 10 meets the second wire 20 (mass layer in between). On the other side of the forming the G limit of the first forming roll 21 .10 over-the-wire 20.

Kuviosta 1 näkyy muodostuskidan G pohjan alueelle peittävän viiran 10 silmukan sisään sovitettu turbulenssinkehitin 11, jonka suuttimista kohdistetaan viiran 10 läpi voimakkaita vesisuihkuja viiran läpi massa-15 rataan U alueella, jossa kaksipuoleinen vedenpoisto juuri alkaa ja jossa massasuspensiosuihkun J molemmat pinnat ovat kohtaamassa tai juuri kohdanneet viirojen 10,20 pinnat. Keksinnön mukaista turbulens-sinkehitintä 11 ja sen toimintaa selostetaan myöhemmin tarkemmin lähinnä kuvioihin 2 ja 3 viitaten.Figure 1 shows a turbulence generator 11 arranged inside the loop of the wire 10 covering the bottom area of the forming crystal G, the nozzles of which are directed strong jets of water through the wire 10 through the wire to the pulp-15 track U 10.20 surface. The turbulence zinc generator 11 according to the invention and its operation will be described in more detail later, mainly with reference to Figures 2 and 3.

2020

Kuvion 1 mukaisesti ensimmäisenä muodostustelana 21 on avoimella pinnalla 21' varustettu muodostustela, joka on verraten suuriläpimittainen ja imulaatikolla 21a varustettu. Ensimmäisen muodostustelan 21 sektorilla a vedenpoisto tapahtuu pääasiallisesti muodostustelasta 21 pois-25 päin nuolten Fx (kuvio 2) suunnassa ja jossain määrin telan 21 avoimeen pintaan 21'.According to Fig. 1, the first forming roll 21 is a forming roll provided with an open surface 21 ', which is relatively large in diameter and provided with a suction box 21a. In the sector a of the first forming roll 21, the dewatering takes place mainly away from the forming roll 21 in the direction of the arrows Fx (Fig. 2) and to some extent on the open surface 21 'of the roll 21.

Kuviossa 1 esitettyihin kaksiviiraformereihin kuuluu vedenpoisto- ja kannatusyksikkö 50, joita on kaksi yksikköä 50A ja 50B peräkkäin. Yk-30 sikkö 50 tai -yksiköt 50A ja 50B käsittävät vedenpoistolaitteiston 40 ja puristus- ja vedenpoistoyksikön 30, joiden välistä viirat 10 ja 20 ja niiden välissä oleva massarata V kulkevat. Yksikköjen 50A.50B yhteydessä vedenpoisto tapahtuu imu- ja foililaitteistolla varustettuun laitteistoon 40 päin nuolten F3A ja F3B suunnassa. Kuvion 1 mukaisesti 35 yksiköiden 50A,50B jälkeen seuraa kantavan viiran 20 silmukan sisällä oleva toinen muodostustela 24, jonka alueella sektorissa b viirojen li 90889 7 10,20 juoksu käännetään kaartumaan pick-up-kohtaan päin. Toisen muo-dostustelan 24 jälkeen raina W etenee viivalle P, jonka kohdalla se irrotetaan viirasta 20 pick-up-telan 30 ja sen imuvyöhykkeen 30a avulla ja siirretään pick-up-kudokselle 31, joka vie rainan V edelleen paperi-5 koneen puristinosalle (ei esitetty).The twin wire formers shown in Figure 1 include a dewatering and support unit 50, which are two units 50A and 50B in succession. The unit 50 or units 50A and 50B of Yk-30 comprise a dewatering apparatus 40 and a pressing and dewatering unit 30, between which the wires 10 and 20 and the mass path V passing between them pass. In the case of units 50A.50B, the dewatering takes place towards the equipment 40 with suction and foil equipment in the direction of arrows F3A and F3B. According to Fig. 1, 35 units 50A, 50B are followed by a second forming roll 24 inside the loop of the supporting wire 20, in the region of which in sector b the run of the wires li 90889 7 10,20 is turned to bend towards the pick-up point. After the second forming roll 24, the web W advances to the line P, where it is detached from the wire 20 by the pick-up roll 30 and its suction zone 30a and transferred to the pick-up fabric 31 which takes the web V further to the press section of the paper machine 5 (not shown).

Kuvion 2 mukaisesti on muodostuskidan G sille alueelle, jossa massasus-pensiosuihku J kohtaa viirat 10,20 sijoitettu keksinnön mukainen tur-bulenssinkehitin 11, joka käsittää viirojen 10,20 koko leveydelle ulot-10 tuvan vedensyöttöputken 12. Syöttöputkeen 12 tuodaan painevesilähteestä 17 esim. putken 12 molempien päiden kautta syöttöjohdolla 18 puhdasta kiertovettä. Syöttöputkeen 12 on sen koko pituudelle kiinnitetty suu-tinkappale 13, jonka ulkopuolinen tasopinta 15 on peittävän viiran 10 silmukan sisäpintaa vastassa muodostuskidan G pohjan alueella eli sillä 15 alueella, jossa massasuspensiosuihku J iskeytyy viiraan 10. Tällöin massarata W on molempien viirojen 10,20 välittömässä ohjauksessa. Suutinkappaleen 13 vastepinta 15 muodostaa kuvion 2 ratkaisussa pienen fpilikulman b (b » 0...2°) viiran 10 kanssa. Vastepinnan 15 foiliefek-tiliä edistetään osaltaan vedenpoistoa ulkoviiran 10 kautta nuolten F! 20 suunnassa.According to Fig. 2, a turbulence generator 11 according to the invention comprising a water supply pipe 12 extending over the entire width of the wires 10,20 is placed in the area of the forming crystal G where the pulp suspension jet J encounters the wires 10,20. The supply pipe 12 is supplied from a pressurized water source 17 e.g. 12 through both ends with a supply line of 18 clean circulating water. Attached to the feed tube 12 is a nozzle body 13 along its entire length, the outer planar surface 15 of which abuts the inner surface of the loop of the covering wire 10 in the region of the bottom of the forming crystal G, i.e. in the region 15 where the pulp suspension jet impinges on the wire 10. In this case . In the solution of Figure 2, the abutment surface 15 of the nozzle body 13 forms a small angle b (b »0 ... 2 °) with the wire 10. The foiliefek account of the abutment surface 15 contributes to the dewatering through the outer wire 10 by the arrows F! 20 directions.

Kuvion 2 mukaisesti suutinkappaleen 13 suutinreikien 14 kautta kohdistetaan viiran 10 läpi voimakkaat vesisuihkut S viirojen 10,20 väliseen massasuspensiokerrokseen U niin, että vesisuihkut S saavat aikaan mas-25 sasuspensiokerroksessa W turbulenssia, joka vähentää kuituorientaatiota ja parantaa formaatiota. Keksinnön mukaisen turbulenssikehittimen 11 ansiosta voidaan huulisuihkun J perälaatikon yhteydessä synnytettyä turbulenssitasoa entisestään alentaa, jolloin massasuspensiosuihku J saadaan entistä stabiilimmaksi niin, että sen pinnoissa jy ja ja esiin-30 tyy entistä vähemmän rauhattomuutta kuten pisarointia.According to Fig. 2, through the nozzle holes 14 of the nozzle body 13, strong water jets S are applied to the pulp suspension layer U between the wires 10,20 so that the water jets S cause turbulence in the pulp suspension layer W, which reduces fiber orientation and improves formation. Thanks to the turbulence generator 11 according to the invention, the level of turbulence generated in connection with the headbox of the lip jet J can be further reduced, whereby the pulp suspension jet J is made even more stable so that its surfaces are less disturbed, such as dripping.

Keksinnön avulla turbulenssin kehitys suoritetaan edullisimmin vasta silloin kun massasuspensiokerros W on Jo molemmilta pinnoiltaan viirojen 10,20 välissä. Suutinaukkojen 14 kautta kohdistettavien vesisuihku-35 jen S on oltava niin tehokkaita, että ne tunkeutuvat viiran 10 läpi ja aikaansaavat huomattavan turbulenssitason huomattavan nousun myös riit- 8 tävän syvällä massasuspensiokerroksen W sisälle. Suutlnaukkojen 14 rakenteen tai sijoittelun on oltava sellainen, että suihkut S jakautuvat mahdollisimman tasaisesti viirojen 10,20 koko leveydelle niin, etteivät suihkut S synnytä massarataan V juovikkuutta.By means of the invention, the development of turbulence is most preferably carried out only when the pulp suspension layer W is already between the wires 10,20 on both surfaces. The water jets S to be applied through the nozzle openings 14 must be so effective that they penetrate through the wire 10 and cause a considerable increase in the level of turbulence, even deep enough inside the pulp suspension layer W. The structure or arrangement of the nozzle openings 14 must be such that the jets S are distributed as evenly as possible over the entire width of the wires 10,20 so that the jets S do not create streaks in the mass path V.

55

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön sellainen toteutusmuoto, jossa alavii-ra 20 kulkee rintatelan 22 yli ja perälaatikosta 60 kohdistetaan huu-lisuihku J olennaisesti vaakasuunnassa niin, että huulisuihku J kohtaa ensin alaviiran 20 rintatelan 22 ylimmän kohdan alueella. Kuviossa 3 .10 näkyy perälaatikon 60 huulikanavan K ylähuuliseinämä 61 ja alahuu- liseinämä 62 sekä kärkilista 63, joka rajoittaa huuliaukkoa 64. Ylävii-raa 10 ohjaa suutinlista 13A, jossa on kaareva viiranohjauspinta 13k, joka kääntää yläviiran 10 kulun alaviiran 20. suuntaiseksi. Suutinlis-tassa 13A on poraus 12A, josta avautuu sarja suutinreikiä 14 yläviiraan 15 10 ja massasuspensiokerrokseen W päin. Suutinlistan 13A kohdalta alkaa alaviiran 20 silmukan sisällä oleva muodostuskenkä 23, jossa on muodos-tuslistoja 23a, joiden välisten rakojen kautta 23b massaradasta voi poistua vettä alaviiran 20 läpi. Muutoin on kuviossa 3 esitetyn turbulenssin kehitin sekä rakenteeltaan että toiminnaltaan edellä kuvion 2 20 yhteydessä selostetun kaltainen.Figure 3 shows an embodiment of the invention in which the lower wire 20 passes over the breast roll 22 and a lip jet J is applied from the headbox 60 substantially horizontally so that the lip jet J first meets the lower wire 20 in the region of the top of the breast roll 22. Fig. 3 .10 shows the upper lip wall 61 and the lower lip wall 62 of the lip channel K of the headbox 60 and the tip strip 63 delimiting the lip opening 64. The upper wire 10 is guided by a nozzle strip 13A having a curved wire guide surface 13k which turns the upper wire 10 downward. The nozzle attachment 13A has a bore 12A which opens a series of nozzle holes 14 towards the upper wire 15 10 and the pulp suspension layer W. At the nozzle strip 13A, a forming shoe 23 inside the loop of the lower wire 20 begins, with forming strips 23a through which slots 23b water can escape from the pulp web through the lower wire 20. Otherwise, the turbulence generator shown in Fig. 3 is similar in structure and operation to that described above in connection with Fig. 20.

Kuviossa 2 on suutinreikien 14 ja viirojen 10,20 normaalin N välistä suuntakulmaa merkitty a:11a. Suuntakulma a on sopivimmin a - 0...arc cos u/w, missä u - viiran 10 nopeus ja w - vesisuihkujen S 25 nopeus viiran läpi. Kun viiran nopeus u - 20 m/s ja suihkun nopeus w - 60 m/s, on kulma a alueella 0...70°. Mainittu kulma a voidaan tarvittaessa järjestää säädettäväksi esim. n. ± 5° kuviossa 2 esitetystä positiosta. Tämä säätö tapahtuu esim. niin, että putki 12 järjestetään molemmista päistään akselitappien 19 ja kannattimien (ei esitetty) 30 varaan ja putki 12 liitetään voimalaitteeseen esim. hydraulisylinte-riin, jolla kulman a säätö suoritetaan. Kun kulmaa a suurennetaan, suihkujen S massasuspensiokerroksen V kohdistama turbulenssivaikutus pienenee, mutta samalla turbulenssin vaikutus saadaan ulottumaan z-suunnassa syvemmälle suihkujen S pitemmän kantaman vuoksi suspen-35 siokerrokseen V.In Fig. 2, the direction angle between the nozzle holes 14 and the normal N of the wires 10,20 is denoted by a: 11a. The direction angle a is preferably a - 0 ... arc cos u / w, where u is the velocity of the wire 10 and w is the velocity of the water jets S 25 through the wire. When the wire speed u - 20 m / s and the jet speed w - 60 m / s, the angle α is in the range 0 ... 70 °. If necessary, said angle α can be arranged to be adjustable, e.g. by about ± 5 ° from the position shown in Fig. 2. This adjustment takes place e.g. by arranging the tube 12 at both ends on shaft pins 19 and brackets (not shown) 30 and connecting the tube 12 to a power unit, e.g. a hydraulic cylinder, by which the adjustment of the angle α is performed. As the angle α is increased, the effect of turbulence on the mass suspension layer V of the jets S decreases, but at the same time the effect of the turbulence is made to extend deeper in the z-direction due to the longer range of the jets S to the suspension layer V.

li 90889 9li 90889 9

Syöttöveden nopeus w turbulenssinkehittimen 11 suutinaukolssa 14 on yleensä w - 10...100 m/s, sopivimmin w - 20...60 m/s ja vedensyötön kokonaisvlrtaama koneen leveysmetriä kohti on q - 1...50 1/sm, sopivimmin q - 5...10 1/sm. Suuttimien 14 syöttöpaine p valitaan yleensä alu-5 eelta p - 1...50 bar, sopivimmin p - 2...18 bar. Turbulenssikehittimen 11 vedensyötön nettoteho P koneen leveysmetriä kohti on yleensä alueella P - 1...50 kW/m, sopivimmin P - 2...18 kW/m. Kun paperikoneen leveys L - 10 m, valitaan syöttöputken 12 halkaisija D0 yksipuolista veden-syöttöä käytettäessä D0 » 150 mm ja kaksipuolista vedensyöttöä käytettä-10 essä D0 » 100 mm. Edellä esitetyt lukuarvot ovat vain suuntaa antavia ja ne kuvaavat keksinnön eräitä edullisia sovellusmuotoja, eikä keksintöä ole niihin mitenkään rajoitettu.The feed water velocity w in the nozzle opening 14 of the turbulence generator 11 is generally w - 10 ... 100 m / s, preferably w - 20 ... 60 m / s and the total flow of the water supply per meter of machine width is q - 1 ... 50 1 / sm, preferably q - 5 ... 10 1 / sm. The supply pressure p of the nozzles 14 is generally selected from the area 5 to 1 to 50 bar, preferably p to 2 to 18 bar. The net power supply P of the turbulence generator 11 per meter of machine width is generally in the range P - 1 ... 50 kW / m, preferably P - 2 ... 18 kW / m. When the width of the paper machine is L - 10 m, the diameter D0 of the supply pipe 12 is selected D0 »150 mm when using a single-sided water supply and D0» 100 mm when using a double-sided water supply. The above numerical values are indicative only and illustrate some preferred embodiments of the invention, and the invention is in no way limited thereto.

Kuvioissa 4A,4B ja 4C on esitetty eräitä turbulenssinkehittimen 11 suu-15 tinkappaleen 13 suutinjärjestelyjä. Kuvion 4A mukaisesti suutinreikiä 14a on tasajaolla k yhdessä rivissä viirojen 10,20 koko leveydellä. Suutinreikien 14 halkisija d on alueella d - 0,2...3,0 mm, sopivimmin alueella d - 0,5...1,0 mm ja jako alueella k - 1...10 mm, sopivimmin aluella k - 3...5 mm. Kuvion 4B mukaisesti käytetään yhtä viirojen 20 10,20 koko leveydelle ulottuvaa yhtenäistä rakosuutinta 14b, jonka leveys m - 0,2...2,0 mm. Kuvion 4C mukaisesti käytetään kolmea riviä suutinrakoja 14c, jotka ovat vierekkäisissä riveissä porrastetusti niin, että suihkut S saadaan jakautumaan mahdollisimman tasaisesti massasuspensiokerroksen W koko leveydelle niin, ettei rainaan synny 25 suihkujen J takia juovikkuutta.Figures 4A, 4B and 4C show some nozzle arrangements of the mouthpiece 13 of the mouth-15 of the turbulence generator 11. According to Fig. 4A, the nozzle holes 14a are evenly divided k in one row over the entire width of the wires 10,20. The diameter d of the nozzle holes 14 is in the range d - 0.2 ... 3.0 mm, preferably in the range d - 0.5 ... 1.0 mm and the division in the range k - 1 ... 10 mm, preferably in the range k - 3 ... 5 mm. According to Fig. 4B, one uniform slit nozzle 14b extending over the entire width of the wires 20 10,20 is used, the width m - 0.2 ... 2.0 mm. According to Fig. 4C, three rows of nozzle slots 14c are used, which are staggered in adjacent rows so that the jets S are distributed as evenly as possible over the entire width of the pulp suspension layer W so that no streaks occur in the web due to the jets J.

Jotta keksinnön mukaisesta turbulenssinkehittimestä 11 kohdistettavilla suihkuilla S saataisiin tarkoitettu vaikutus, erityistä huomiota on kiinnitettävä sen viiran 10 struktuuriin ja läpäisevyyteen, jonka läpi 30 suihkut kohdistuvat massarataan W. Tarvittaessa kokeellisesti on löydettävissä kyseisen viiran 10 keksinnön kannalta optimaaliset rakenteet.In order for the jets S to be applied from the turbulence generator 11 according to the invention to have the intended effect, special attention must be paid to the structure and permeability of the wire 10 through which the jets 30 apply to the pulp web W. Optimal structures for the wire 10 according to the invention can be found experimentally.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksin-35 nöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetystä.In the following, the claims are set out, within the scope of the inventive idea defined by them, the various details of the invention may vary and differ from those set forth above by way of example only.

Claims

1. Device in the forming portion of a paper machine for developing pulp web turbulence (W), to which a considerable amount of energy is introduced with the apparatus for raising its turbulence level 1 to improve the formation of the web to be produced and to reduce the machine-directed the fiber orientation, and in which device in the area where the pulp web (W) meets the forming wire or the forming wires (10, 20), there is provided a turbulence developer (11) which extends substantially over the entire width of the wires (10, 20), that the turbulence developer has a water supply pipe (12), a nozzle slot (14b) or the corresponding series of nozzle openings (14,14a, 14c), the nozzles (14) thus directed that effective water jets (S) directed therefrom have a significant speed component in the direction of the normal (N) of the wire (10) running on it,

Device according to claim 1, characterized in that the turbulence developer (11) is located on the area of the bottom of the forming gap (G) of a gap former, on which both surfaces (yes and 20y) of the pulp suspension beam (J) are halved pA. to meet or have just met the forming wire (10,20).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that a nozzle 25 (13) with a dragging surface (15) which is connected to the inner surface of the loop of the wire (10) is connected to the water supply pipe (12).

Device according to any one of claims 1-3, characterized in that in the nozzle (13) of the device there is a foil surface (15) which acts against the inner surface of the loop of the wire (10), which foil surface forms a suitable foil angle ( b) towards the wire (10) to promote the dewatering (Fj.

Device according to any one of claims 1-4, characterized in that the angle (a) between the axis direction of the nozzle openings (14,14a, 14c) or the nozzle gap (14b) of the turbulence developer 14 (11) and the normal (N) of the interior the running wire (10) is in the range a - 0 ... arc cos u / w, where the velocity of the u - wire (10) and the w - velocity of the water jets (S) directed through the nozzles (14) through the wire.

Device according to any of claims 1-5, characterized in that the device is integrated in connection with a static wire control means (13A) which controls the course of the second wire (10), in which the wire guide means (13A) has a curved wire guide surface (13k). ), a water supply pipe (12A) is arranged in said wire control means (13A), from which a series of nozzle openings (14) or the corresponding nozzle gap open against the wire (10) of the pulp web (W) (Figure 3).

Device according to any one of claims 1-6, characterized in that the directional angle (a) of said water jets (S) is arranged to be adjustable within a given range, most preferably about ± 5 °.

Device according to any of claims 1-6, characterized in that the diameters of the nozzles (14,14a) of the device are in the range d - 0.2 ... 3.0 mm, most preferably in the range d - 0.5 ... 1.0 mm and the mutual distribution within the range k - 1 ... 10 mm, most preferably in the range k - 3 ... 5 mm.

Device according to any of claims 1-8, characterized in that the water supply pressure (p) of the device is selected from the range 25 p - 1 ... 50 bar, most preferably p - 2 ... 18 bar, that the water feed rate in said nozzles ( 14) is selected in the range w - 10 ... 100 m / s, most preferably w - 20 ... 60 m / s and that the total current (q) of the water supply to the machine's width meter is selected in the range q - 1 ... 50 1 / cm, most preferably q - 5 ... 10 1 / cm and / or that the net power D of the water supply to the machine's width meter is selected within the range P - 1 ... 50 kW / m, most preferably P - 2 ... 18 kW / m.

10. Device according to any of claims 1-9, characterized in that the device is thus dimensioned and its water supply pressure (p) so adjusted, that the current of the spray is sprayed from the device relative to the total current of the pulp web. (W) is 1 ... 10% of this, most preferably about 5%.

Use of the device according to any of claims 1-10 in conjunction with such a gap former where the forming gap (G) is limited between the inner wire (20) guiding the forming roller (21) and the outer wire (10) running with straight course from the guide roller (16a) to said forming roller (21) and the turbulence developer (11) is used during use within the loop of the outer wire (10) so that the nozzle openings (14) of the turbulence developer (11) open towards the inner surface of the loop of the outer wire (10) in an area where the surface of the pulp suspension beam (J) strikes or inclined to face the surface of the outer wire (10) (Figure 2). 15