NL8101516A

NL8101516A - Verdeelorgaan voor een inrichting voor het maken van papier.

Info

Publication number: NL8101516A
Application number: NL8101516A
Authority: NL
Original assignee: Ahlstroem Oy
Priority date: 1970-06-15
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1981-08-03
Also published as: DE2129717A1; FI51116B; NL167485C; CA945413A; NO140938B; SU458138A3; DE2129717B2; GB1338518A; NL7108181A; AT322350B; SU562209A3; FR2097903A5; JPS5529198B1; FI51116C; SE355615B; ES392224A1; NL167485B; NO140938C; DE2129717C3

Description

f J

Verdeelorgdan voor een inrichting voor het maken van papier.

De uitvinding heeft betrekking op een verdeelorgaan voor een inrichting voor het maken van papier of soortgelijke continue baan van vezeldeeltjes, omvattende een van een eind-wand voorziene kamer die is aangesloten op een toevoerleiding 5 voor een suspensie, welke kamer zodanige afmetingen heeft dat de stroming van de suspensie turbulent kan zijn, terwijl bij de eindwand een aantal doorgangen is aangebracht die de suspensie uit de kamer kunnen af voeren naar een vormorgaan.

Aan het "natte" einde van de inrichting is de 10 conventionele werkwijze voor het vervaardigen van papier in hoofdzaak. als volgt: een vezelsuspensie, dat wil zeggen cellulosevezels in water worden ruwweg verdeeld over de machine-breedte in het verdeelsysteem, bijvoorbeeld een verdeelsysteem van een dwarsmaehine. De hoofdkast heeft als doeleen gelijk-15 matige verdeling van de vezels op kleine schaal door middel van de onregelmatige bewegingen van het transportmedium. Cm bepaalde nadelen in net verdeelsysteem te elimineren (bijvoorbeeld een aflopend snelheidsprofiel in de hoofdkast, welke met een niet gelijkmaig snelheidsprofiel van de papierbaan indi-20 reet eveneens aanleidinggeeft tot een onstabiele stroom met turbulenties op grote schaal,weLke tot uitdrukking komt in het draadgedeelte en de vorming van net vel verstoort) wordt in de meeste gevallen een aantal (twee of vijf) geperforeerde rollen geplaatst in de baan van de stroom. De in suspensie 25 verkerende vezels hebben om mechanisch geometrische redenen de neiging uit te vlokken. Een ander doel van deze geperforeerde rollen is hierin gelegen dat een turbulent afschuif-gebied wordt verkregen om de gevormde vezelvlokken te verbreken. Als gevolg van het uitvlokken van de vezels in het bij-30 zonder bij een toegenomen concentratie moet de vezelconcentra-tie niet gaan boven ongeveer 0,5% om acceptabel papier te verkrijgen. (0,5% komt overeen met 5 gram vezels per kg water).

\ 8101516 . ** 4 -2-

Bij optimaal gelijkmatig verdeelde vezels stroomt de suspensie vanuit de hoofdkast door een nauwe ruimte als een nagenoeg horizontale straal naar een draad ( een min of meer open metaal of plastic draadbekleding) bewegende met 5 ongeveer dezelfde snelheid als de baan» De dikte van de straal kan variëren van enkele millimeters tot ongeveer 50 millimeter. Uit de draad moet zoveel mogelijk het water verwijderd worden. Voor het vastleggen van de vezels in een vezelbed moet de concentratie toenemen van 0,5# tot ongeveer 10#. Bij een 10 straalhoogte van Uo mm en bij een oorspronkelijke vezelconcen-tratie van 0,5# moet dus ongeveer U0 liter water per m draad verwijderd worden. Bij de machinesnelheid behorende bij een machine welke bij hoge snelheid werkt moet dit verwijderen plaatsvinden binnen een periode van ongeveer 1 seconde. Het 15 water wordt verwijderd met behulp van verschillende ontwater-ingseenheden, die al naar gelang de omstandigheden het vormen van het vel kunnen verbeteren of slechter maken. In elk geval is dit proces zeer moeilijk te regelen.

Op het moment van aanraking tussen de straal en de 20 draad heeft de draad nagenoeg dezelfde snelheid als de straal. De eigenlijke vorming van het vel kan daarom vergeleken worden met een filtreringsproces gepaardgaande met afzettingen teweeggebracht door de ontwateringseenheden. Het vel wordt van benedenaf zodanig opgebouwd, dat het water, dat het langst 25 overblijft, afgevoerd moet worden via nagenoeg het gehele vel. De vezels in het vel hebben een bepaalde afmetingsverdeling, die steeds een groter is kleiner aantal fijne, dat wil zeggen vezelfragmenten bevat, die zo klein zijn, dat deze meegaan met het water dat afgevoerd moet worden. Het gedeelte van het 30 vezelachtige materiaal dat achterblijft op de draad bedraagt vaak slechts 50# of zelfs minder. Als gevolg van dit mechanisme krijgt het vel aldus een bepaalde tweezijdigheid, dat wil zeggen dat de onderkant of de draadzijde van het vel te weinig fijn verdeeld is, terwijl tegelijkertijd het bovenvlak van 35 het vel teveel materiaal bevat. Deze tweezijdigheid treedt v \ ’ 8101516 ? 3 -3- in het hijzonder naar voren, wanneer bepaalde vulstoffen zoals klei worden toegevoegd aan de suspensie zoals in het geval bij het drukken van bepaalde papiersoorten. Deze tweezijdigheid is eveneens een eigenschap van bepaalde papier-5 soorten die ligno-eellulose bevatte, bijvoorbeeld krantenpapier, dat zeer fijn verdeeld is. Dit geeft aan de twee oppervlakken van het vel verschillende irukeigenschappen. Als gevolg van de voorgenoem.de analogie tussen het mechanisme voor het vormen van het vel en het filtreren met afzettingen krijgt 10 het vel een speciale twee dimensionale structuur. Yanwege hun geometrische vorm (lengte 1 tot 5 mm, diameter 30 tot 50 μ) worden alle vezels zodanig afgezet dat hun hoofdrek in wezen evenwijdig loopt aan het vlak van het vel. Het vel kan dus opgebouwd worden uit een aantal in hoofdzaak evenwijdige la-15 gen. Dit zal natuurlijk zijn invloed hebben op de eigenschappen van het papier, zoals sterkte, stijfheid, etc.

De bovengenoemde beschrijving betreft ruwweg het proces van het vormen van. het vel volgens de thans geldende werkwijze voor het vervaardigen van het papier. Er bestaan 20 andere werkwijzen, echter deze verschillen in principe niet veel van de bovengenoemde beschrijving. De cellulosevezels worden op een of andere manier neergelegd op een draadgaas of tussen twee draadgazen. Wanneer het ontwateringsproces zover is voortgeschreden als de sterkte van het gevormde vel 25 toelaat, wordt dit overgebracht naar het persgedeelte voor een verder ontwateren. Het uiteindelijk droge papier wordt vervolgens verkregen door het drogen van het papier tegen een aantal verwarmde cilinders.

De voorgenoemde nadelen worden -weggenomen door 30 de onderhavige werkwijze en uitvoering.

In het Finse octrooi ho.263 is een papiermachine hcofdkast beschreven, waarbij een suspensiestroom verdeeld wordt door deze te laten gaan door een vaste van openingen voorziene plaat die dwars ten opzichte van de papiermachine 35 loopt. Aan de onderzijde dichtbij deze van openingen voorziene plaat bevindt zich een tweede van. openingen voorziene plaat

F

V 8101516 »- * -u met hetzelfde aantal openingen als de eerstgenoemde plaat, echter versprongen ten opzichte hiervan, waardoor het totale dwarsdoorsnede oppervlak van de openingen in de tweede plaat groter is dan dat van de eerstgenoemde plaat.

5 Een dergelijke machine werkt slechts met suspensies met een geringe concentratie, waarbij de neiging tot uitvlokken betrekkelijk laag is, echter opgemerkt zij dat de vezels los zijn,wanneer deze als een suspensiestroom uit het verdeel-orgaan worden afgegeven.

10 De onderhavige uitvinding beoogt nu een verdeelor- gaan te leveren, dat de baan tot een drie dimensionaal netwerk met hierin een vloeistof verstevigt. De in water gesuspendeerde vezels hebben zoals boven is vermeld de neiging op te hopen en uit te vlokken tot plaatselijke netwerken. Deze 15 neiging is het gevolg van verschillende factoren. Een factor van beslissende invloed is de grote lengte-straalverhouding van de vezels en het feit dat de vezels een bepaalde stijfheid onder bepaalde omstandigheden bezitten. De vezels kunnen dan mechanisch ten opzichte van elkaar vastkomen en deze vas-20 te stand behouden. Deze omstandigheid, die bij de gebruikelijke papierfabricage veel moeilijkheden veroorzaakt, wordt bij de onderhavige uitvinding gebruikt voor het vormen van het vel. In plaats van te proberen het uitvlokken te voorkomen, wordt het uitvlokken zoveel mogelijk in de hand gewerkt 25 en wel zodanig dat een continu netwerk ontstaat. Om een dergelijk netwerk te doen ontstaan is een voldoende groot aantal zezels per eenheid van volume nodig, dat wil zeggen de concentratie moet hoog zijn Om een continu netwerk te verkrijgen moeten alle plaatselijke netwerken bij een hoge dichtheid 30 gedispergeerd worden waardoor de individuele vezels een nieuwe plaats kunnen innemen in het continue netwerk. Dit betekent dat betrekkelijk grote afschuifkrachten opgewekt moeten worden om het nieuwe netwerk te kunnen vormen. Wanneer eenmaal het nieuwe netwerk is gevormd, dat wil zeggen wanneer de vezels 35 bun plaats hebben ingenomen, moeten alle krachten, die deze scheiding teweeg brachten, zo snel mogelijk ophouden te bestaan.

\ 8101516 * f —y—

Het is dit nieuwe netwerk dat in een meer samengedrukte toestand het vel papier vormt. De dikte van het netwerk hangt af van het gewenste basisgewicht van het papier en de vezel- concentratie welke hierbij wordt gebruikt. Bij een basisge- 2 5 wicht van bijvoorbeeld 50 g per m en een vezelconeentratie van 5% zal de dikte 1 mm bedragen.

In een turbulente stroom treden afschuifkrachten op. De turbulentie is gewoonlijk een maat voor de grootte van een willekeurige snelheid, waarbij in een stroom onder bepaal-10 de omstandigheden variaties in werking optreden. Bij een turbulente stroom treden wervelingen met een bepaalde verdeling van afmetingen gelijktijdig op in het stromingsveld. De af-metingverdeling hangt grotendeels, af van de geometrie van de strocmleiding. Indien de stromingsruimte beperkt is worden 15 de afmetingen van de wervels die hierbij optreden eveneens beperkt. De intensiteit van de wervelingen is direct evenredig aan het vermogen per eenheid volume van de turbulentie teweeg gebracht door het gedeelte van de stroom waar deze ontstaan, dat wil zeggen in vele gevallen tegen het drukver-20 lies binnen het gedeelte. De mate van demping van de turbulentie hangt op de eerste plaats af van de grootte van de wervelingen en van de viscositeit en de mogelijke sterkte van een vezelnetwerk in de stroom (de energie hiervan wordt omgezet in warmte via een visceuze dissipatie).

25 Overeenkomstig de uitvinding wordt een zeer ge- concetreerde suspensie gebruikt, waarbij de concentratie van de vezeldeeltjes kleiner is dan de dubbele concentratie van het bezinksel, hetgeen geformuleerd wordt door de volgende formule: 30 C = 108 TT (r/l)^, s waarbij C de concentratie van het bezinksel is, r de straal 3 van de vezel, en 1 de lengte van de vezel is. Cg bedraagt 35 bijvoorbeeld voor pijnboomcellulose 0,2 tot 0,k% en voor hout i Λ * 8101516 *> * -6- 0,6 tot 0,9%' Een geschikt concentratiegebied ligt tussen 1,0-6$, bij voorkeur tussen ^ tot 9%, hetgeen ongeveer 10 keer groter is dan de normaal gebruikte concentratie. Dit betekent dat aanzienlijk minder water uit de baan verwijderd 5 moet worden met als gevolg dus oom een minder fijne verdeling.

De lengte van de vezels in de suspensie ligt bij voorkeur tussen 1 en 5 mm, terwijl de breedte bij voorkeur ligt tussen 30 en 50 μ meter. De gebruikte soort vezels kan variëren binnen zeer brede grenzen van natuurlijke vezels 10 tot synthetische vezels en dergelijke.

Vergeleken met de vellen vervaardigd met behulp van eerder bekende werkwijzen en inrichtingen verschaft het drie dimensionale vel vervaardigd overeenkomstig de onderhavige uitvinding verbeterde sterkte eigenschappen in een rich-15 ting loodrecht op een vlak van het vel. De afmeting van de inrichting overeenkomstig de uitvidning is drastisch terug-gerbacht vergeleken bij eerder helende conctructies, zodat de kosten ook aanzienlijk zijn verminderd.

Het is duidelijk dat de intensiteit en de grootte 20 van de turbulente stroom nodig om alle vezelvlokken te verspreiden afhangt van de concentratie van de suspensie, echter toegegeven wordt dat de grootte van het inspuiten nodig om de verstevigde netwerkstructuur te verkrijgen gemakkelijk bepaald kan worden door de bedieningsman zonder uitgebreide proef-25 nemingen.

Na de openingen, waarin de intensiteit van de turbulente stroom toeneemt en de afzetting afneemt, is er een kamer, waarin de stroom kan ophouden te bestaan om de versterkte drie dimensionale netwerkstructuur te vormen, die 30 afgevoerd wordt via een afvoerkanaal, dat bij voorkeur di vergeert naar de afvoer van de hoofdkast, waardoor wrijving tussen de kanaalwanden en de gevormde baan wordt voorkomen zodat de driedimensionale netwerkstructuur van de baan niet vernield wordt. Het doel van dit divergerend kanaal is dus 3*. / 35 geheel verschillend van dat van soortgelijke kanalen in i i i 8101516 -7- f * eerder genoemds hoofdkasten, waarin de vezels steeds gescheiden zijn.

Een uitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de beschrij-5 ving en bijgevoegde tekeningen, waarbij: de fig. 1 en 2 een zijaanzicht, respectievelijk een doorsnede volgens de lijn II-II in fig. 1 zijn van het deel waar de baan gevormd wordt; de fig. 1a en 2a een andere uitvoeringsvorm van 10 dit gedeelte in zijaanzicht, respectievelijk volgens de doorsnedelijn II-II in fig. Ia weergeven; de fig. 3 en k een verdeeleenheid in zijaanzicht, respectievelijk volgens de doorsnedelijn Γ7-Ι7 in fig. 3 weergeven; 15 fig. 5 schematisch de inrichting voor het vormen van het gehele vel weergeeft, waarbij het deel voor de vorming hiervan en de groepen verdeeleenheden zijn samengevoegd; fig. 5 een zijaanzicht is van een voorkeursuitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding, waarbij de delen 20 voor het verdelen en het vormen van de baan gecombineerd zijn tot een enkele compacte eenheid; fig. 7 een doorsnede is volgens de lijn c-c in fig. 6; fig. 3 twee doorsneden -volgens de lijnen a-a en 25 b-b in fig. 7 weergeeft.

Bij de onderhavige werkwijze voor het vormen van het vel wordt de vezelsuspensie gespoten door dicht bij elkaar geplaatste mondstukken 1 (zie fig. 1 en 2) in een nauw kanaal 2 met een aan de voorzijde gelegen eindgedeelte of 3C kamer 3 (de zone waar het vel gevormd wordt) van een speciale constructie zoals blijkt uit fig. 1 om aldus te komen tot de bepaalde gewenste effecten. Het beoogde doel is het verkrijgen van een turbulente stroom met een bpaalde verdeling van de grootte van de wervelingen. De intensiteit van de 35 wervels hangt af van de injectiegrootte van de vezelsuspensie.

t J 8101516 -8-

De grootte en de intensiteit van de wervels moeten zodanig in evenwicht zijn, dat de turbulentie nagenoeg ophoudt te bestaan, wanneer de vezelsuspensie de nauwe ruimte h passeert, die het begin vormt van het eigenlijke kanaal 2.

5 De werkwijze voor het vormen van het vel wordt thans meer in details beschreven. Bij het injecteren wordt een groot gedeelte van de kinetische energie van de vezelsuspensie omgezet in een turbulentie-energie, hetgeen blijkt uit de vorm van kleine wervels. Als gevolg van de kleine af-10 metingen en de hoge intensiteit van deze wervels wordt elke individuele vezel hierin betrokken waardoor de vezels zich kunnen opstellen in een netwerk, waarvan de sterkte spoedig groter wordt dan de afschuifkrachten van het turbulentieveld dat ophoudt te bestaan. Tijdens de eerste fase van het 15 vormingsproces zal al het materiaal stromen (te vergelijken met het vormen door middel van spuiten) en de vezels kunnen naar keuze zelf aldus hun plaats innemen in de structuur, zodat het resulterend netwerk zo homogeen mogelijk zal zijn (dit betekent een betrekkelijk hoge vezelconcentratie, waar- 3 . .

20 bij 100.000 tot 500.000 vezels aanwezig zijn per cm bij een concentratie van 5$)·

Wanneer het netwerk aldus is gevormd , mag dit niet onderworpen worden aan krachten die de sterkte hiervan te boven gaan zodat het vernietigd wordt. Het netwerk wordt 25 bij de doorgang door het nauwe gedeelte k samengedrukt en als gevolg van de spanningen die hier optreden en tijdens het vormingsproces zal het netwerk in de loop van de tijd uitzetten. Tijdens de doorgang van het netwerk door het kanaal 2 kunnen de vezels geleidelijk gedrukt worden tegen de 30 kanaalwanden. De aan de omtrek gelegen lagen, die min of meer vrij zijn van vezels bij een geringe concentratie, kunnen niet de mechanische druk van het uitzettend netwerk weerstaan. Indien geen speciale maatregelen worden genomen, kunnen de wrijvingskrachten tussen de vezels en de wanden van 35 het kanaal een dergelijke grootte bereiken, dat het netwerk ~'·\810 1516 -Sigedeeltelijk vernield -wordt. Door het kanaal 2 een ietwat divergerende vorm te geven is er ruimte over voor het uitzetten van het netwerk. Als gevolg van de afnemende snelheid van de stroom wordt een ander positief effect verkregen doordat 5 het netwerk samengedrukt wordt in de bewegingsrichting. Dit kan cp de microstructuur van het uiteindelijke vel een balancerend effect hebben. Als gevolg van de mechanische sterkte van het netwerk zal de stroom niet onstabiel worden. Bij het uitstromen uit het kanaal kan het vezelnetwerk geplaatst 10 worden op de draad onder een willekeurige hoek ten opzichte van het horizontale vlak in overeenstemming met de gebruikelijke techniek voor het vormen van het vel, echter vanwege de grote droogte van het netwerk of het vel in dit stadium kan in bepaalde gevallen de straal direct gericht worden op 15 sen drukvilt, tussen twee volten of een dergelijke uitvoering voor het behandelen van de baan, voor verder transport naar een pers of een ander orgaan voor een verder ontwateren hiervan.

De fig. 1a en 2a tenen een andere uitvoeringsvorm 20 van het deel voor het vormen hiervan. Door tenminste nog eens de vezelsstraal af te breken achter de mondstukken 1 en de kamer 3 en voor het binnenkomen in het kanaal 2 kan een verbeterd gelijkmatig eindprodukt verkregen worden. In verband met het afbreken is het gunstig gebleken de bewegingsrichting 25 van de suspensie te laten veranderen voor of na dat deze binnenkomt in het kanaal 2.

In de fig. 1 en 2 betreft het verwijzingscijfer 1 dichtbij elkaar geplaatste mondstukken, die overgaan in de kamer 3, welke zich uitstrekt langs de rij mondstukken. In 30 plaats van een kanaal, dat zich uitstrekt in de hoofdbewegingsrichting van de uspensie uit de kamer 3, dat wil zeggen nagenoeg loodrecht op de bewegingsrichting in de mondstukken, is het kanaal 2 overeenkomstig fig. 1a en 2a zodanig opgesneld, dat deze zich uitstrekt vanaf de kamer 3 nagenoeg onder een 35 hoek van 90° ten opzichte van de algemene bewegingsrichting, s l. 81 0 1 5 1 6 -10- welke de suspensie bezit vanneer deze de kamer 3 verlaat. Tussen de kamer 3 en het kanaal 2 bevindt zich een verbreding 5, velke zich uitstrekt over de breedte van het kanaal 2, zoals aangegeven is in de figuren. De verbinding tussen de 5 kamer 3 en de ruimte 5 en tussen deze ruimte en het kanaal 2 is een nauv gedeelte ^ en 6.

In de fig. 1a en 2a loopt het kanaal 2 nagenoeg evenwij dig aan de bevegingsrichting van de suspensie in de mondstukken, dat wil zeggen ongeveer 90° ten opzichte van 10 de algemene bevegingsrichting van de suspensie in het nauwe gedeelte U. Hierdoor wordt een compacte en dus gunstige uitvoeringsvorm van het deel voor het vormen van het vel verkregen. Aan het kanaal 2 kan evenwel ook een andere passende richting gegeven worden ten opzichte van de stroom in het 15 nauwe gedeelte i+. Afhankelijk van het gewenste resultaat ten opzichte van het uiteindelijke produkt kunnen ook extra verbredingen 5 in serie voor het kanaal 2 worden aangebracht.

De verdeling over de machine van een suspensie met een hoge vezel-concentratie levert een speciaal probleem.

20 Het is niet juist een gebruikelijk verdeelsysteem te gebruiken, bijvoorbeeld een taps verdeelsysteem. De zeer onstabiele stromingsomstandigheden, welke optreden, wanneer de sterkte van het netwerk grotendeels de stroom regelt, zoals het geval is wanneer de concentratie van lange deeltjes hoog is, maakt 25 het moeilijk een gelijkmatige verdeling te verkrijgen. Een verdeeleenheid, die deze problemen oplost, is weergegeven in de fig. 3 en b. De hoofdstroom wordt versneld door een convergerend gedeelte 5 in een pijp 6 en ontmoet bij een hoge snelheid een wand 7, die de stroom dwingt een radiale richting 30 aan te nemen. In de wand 7 zijn radiale afvoeren 8 aangebracht, waardoor de suspensie stroomt. Het doel hiervan is dat in de vormingszone 1,3 zeer sterke turbulerende velden ontstaan zodat de vezels zo veel mogelijk de drukgradiënt kunnen volgen. Met 9 wordt een inlaat voor vers water aangegeven, 35 welke aan het begin gebruikt wordt.

f I 8101516 -11-

Het aantal afvoeren 8 alsook de noodzakelijke af= stand hiertussen hangt op de eerste plaats af van de vorm. van de vezels. De vezellengte hangt samen met de keuze van de afstand tussen de afvoeren voor zover de vezels niet de afstand 5 tussen twee gaten kunnen overbruggen waardoor de afvoeren 8 verstopt kunnen raken. Het stollingsmechanisme is echter niet geheel ondubbelzinnig, maar hangt eveneens af van de intensiteit van de turbulerende velden aan de afvoeren. Door het proces van het dempen van de turbulentie zal dus de afstand 10 bepaald worden tussen het midden en de omtrek van de pijp. Dus afhankelijk van de afstand tussen de afvoeren 8 en de straal van de pijp 6 is het aantal afvoeren bepaald. Het dempen kan teweeg gebracht worden door de stromingsruimte zoals boven is vermeld te variëren, echter ook hier is het wenselijk een 15 bepaalde turbulentie te hebben, (een verdeling van de wervels).

Het verdeelsysteem voor een grote machine kan zijn zoals aangegeven is in fig. 5· Hierin is het gedeelte waar het vel wordt gevormd aangegeven met 10 en de verdeel-eehheden opgesteld in groepen overeenkomstig de fig. 3 en ί 20 zijn aangegeven met de groep 1, groep 2 en groep 3. De voorwaard en voor de verdeeleenheden in groep 1 en 2 zijn niet zo kritisch als voor groep 3. De afvoerdiameters zijn groot en bijgevolg zal er geen neiging tot stollen optreden. Echter de mater van turbulentie moet klein zijn om een gelijkmatige 25 vezel en een strcomverdeling te verkrijgen zelfs indien deze niet zo klein is als in het vormingsgedeelte. De hoofdstroom komt binnen in groep 1 omvattende een enkele verdeel-eenheid met een aantal n^ afvoeren, wordt hier verdeeld naar groep 2 (omvattende n^ eenheden met elk afvoeren) en van 30 daar naar groep 3 (omvattende n^ eenheden met elk n^ afvoeren) en van daar voor een verdere verdeling naar het vormingsgedeelte 10. Het aantal verdeeleenheden hangt dus af van het aantal afvoeren in de voorgaande groep. Het aantal afvoeren en de afmetingen van de verdeeleenheden zijn zoals 35 boven is vermeid afhankelijk van de vorm en de concentratie j 8101516

* V

12 van de vezels.

Voor het transport van de suspensie tussen de verschillende groepen 1-3 en naar het vormingsgedeelte 10 kunnen plastic huizen hij voorkeur van dezelfde lengte ge-5 hruikt worden. De belangrijkste factoren zijn dat de druk-val over de verbindingen gelijk moet zijn en een energieabsorbtie-capaciteit aanwezig moet zijn om de meeste drukpulzen te elimineren, die kunnen ontstaan uit eerdere bestanddelen zoals schermen, pompen etc. Bepaalde belangrijke punten be-10 treffende het vormen van het vel bij een hoge concentratie overeenkomstog de hierboven beschreven werkwijze zijn de volgende: de eenheid voor het vormen van het vel zal zeer klein zijn en weinig ruimte vergen. De fabricage hiervan zal even eenvoudig zijn als bij een machinebreedte van ongeveer 10 15 meter. De keuze van het materiaal is niet kritisch vanwege het kleine oppervlak dat onderworpen is aan de druk, hetgeen aanleiding geeft tot een betrekkelijk lage totaalbelasting. Plastics zoals bijvoorbeeld plexiglas kan in aanmerking komen. Behalve bepaalde voordelen ten aanzien van het uiteindelijke 20 produkt, namelijk het papier, is waarschijnlijk het grootste voordeel hierin gelegen dat de werkwijze de mogelijkheid biedt het draadgedeelte radicaal te verkleinen of zelfs geheel weg te laten. Omdat een baan of velstructuur reeds gevormd is en slechts een kleine hoeveelheid water steeds aanwezig is, 25 is er niets dat belet het vel direct naar een pers te voeren. Door af te zien van de hoofdkast en het draadgedeelte wordt de lengte van de papiermachine met ongeveer 25% verminderd.

De kosten van een papiermachine worden zelfs meer kleiner " omdat de hoofdkast en het draadgedeelte meer dan het gemiddel-30 de van de kosten zijn. Het papier zal in bepaalde opzichten betere eigenschappen hebben dan die van het gebruikelijke papier.

Een van de belangrijkste papiereigenschappen verkregen met het vel dat vervaardigd is overeenkomstig de u 35 onderhavige uitvinding is hierin gelegen dat een drie dimensio- 8101516 » 13 nale structuur aanwezig is welke verkregen wordt doordat de vezels bij toeval hun plaats innemen in het netwerk en dus niet noodzakelijkerwijs gelegen zijn in het vlak van de baan. Wanneer het netwerk in de pers wordt samengedrukt en hierna 5 wordt gedroogd zal de chemische bindingssterkte in het papier vergroot worden door een zuiver mechanische sterkte vanwege het in elkaar zitten van de vezels. Een sterkte-eigenschap, welke ongetwijfeld verbeterd is, is de z-sterkte, dat wil zeggen de sterkte loodrecht op het vlak van het vel. Voorts 10 kan een verbetering van de poreusiteit en het volume verwacht worden, hetgeen ook gunstig is voor bepaalde soorten. In de inleiding is vermeld dat bij een gebruikelijk vel van bepaalde soorten een geringe fijne verdeling aanwezig was. In het vel gevormd overeenkomstig de onderhavige werkwijze behoeft slechts 15 een kleine hoeveelheid water verwijderd te worden. De stroom door het vel is dus klein en bijgevolg zal het verdwijnen van de fijne verdeling minder worden. Hierdoor wordt de grootte van het materiaaltransport verkleind, hetgeen zal resulteren in verbeterde omstandigheden zowel ten aanzien van de 20 tweezijdigheid als ten aanzien van het uiterlijk, omdat minder fijne delen zullen worden afgevoerd met het water. Het vel gevormd overeenkomstig de onderhavige werkwijze biedt voorts de mogelijkheid van een betere controle bij het vormen van het vel waardoor een betere gewichtsverdeling verkregen wordt 25 dan mogelijk was bij de gebruikelijke werkwijzen.

Een speciale voorkeursuitvoeringsvorm is weergegeven in de fig. 6 tot 8, waarbij het verdeelgedeelte 20 en het gedeelte 21 voor het vormen van de baan gecombineerd zijn tot een enkele compacte eenheid met een inlaat aan de ene 30 zijde hiervan en een afvoerspleet 23 aan de achterzijde hiervan.

Het verdeelgedeelte 20 omvat een lange buisvormige leiding 19, welke zich uitstrekt over de gehele breedte van de hoofdkast en voorzien is van een zijwand met afvoeren 15s e 35 waarbij de ene afvoer verplaatst is ten opzichte van de \ % % 8101516 1½ aangrenzende afvoer in het horizontale middenvlak. Elke afvoer 15 komt uit in een coaxiale cirkelvormige schotelvormige holte 16 met een wand 1J tegenover de afvoer 15 en geplaatst op regelmatige afstanden op de omtrek van de holte 16. De ope- 5 ningen 18 vertinden het verdeelgedeelte 20 met het gedeelte 21 dat de haan vormt, en omvat een gemeenschappelijke kamer 13 verdeeld in een onderste en een bovenste gedeelte door middel van de plaat 11+, welke horizontaal loopt vanaf een wand tegenover de invoer naar het afvoerkanaal 12.

10 Uit fig. 8 blijkt dat de openingen 18 zijn aange bracht in twee horizontaal boven elkaar geplaatste rijen op regelmatige afstanden van elkaar.

De diameter van de afvoeren 15 is in dit speciale geval V3 keer de diameter van de openingen 18 dat wil zeggen 15 het dwarsdoorsnedeoppervlak van de afvoeren 15 is gelijk aan het totale dwarsdoorsnedeoppervlak van de opeingen 18. De diameter van de openingen 18 is op zijn minst drie keer de gemiddelde lengte of kleiner.

Bij het vormen wordt vereist dat een zo goed 20 mogelijke dispersie van de vezels wordt verkregen en dat vervolgens deze dispersie wordt omgezet in een continu vezelnet-werk. De meest belangrijke factor, die de mate van dispersie bepaalt en welke verkregen kan worden, is het dispersiever-mogen (turbulentie-energie) per volume-eenheid. Dit is analoog 25 aan het vermogen afgegeven bijvoorbeeld door een roerorgaan, dat in de suspensie werkt.

Het per volume-eenheid afgegeven vermogen wordt bepaald door de drukval over en de gemiddelde verblijftijd in de vormingszone. Dit wordt duidelijk uit het volgende.

3 30 Stel dat de strommgshoeveelheid q m per seconde 3 .

bedraagt, het volume vaoor het vormen V 3 m is en de druk over dit volume p H/m bedraagt. Het in de vormingszone afgegeven vermogen is dan gelijk aan het vermogen nodig om de g*. suspensie door de zone te bewegen. Dit vermogen is pq (N/m )

Q

35 (m /s) is gelijk (Nm/s)= watt.

J

f 8101516 15

Gedurende deze tijd is de totaal afgegeven energie pqt. Deze energie wordt afgegeven in het volume van de suspensie qt.

Daarom bedraagt de gemiddelde energie afgegeven per volume- 3 3 eenheid suspensie p(= Nm/m ) (=ws/m ). Gebleken is echter dat 5 deze energie bij een bepaalde hoeveelheid groter moet zijn dat wil zeggen dat het vermogen (niet de energie) per volume-eenheid de bepalende factor is. Aldus redenerend verkrijgt men:

Vermogen per volume-eenheid= P/t = pq/V.

10 Indien dus het volume van de vormingszone V klein is, wordt de drukval p of de stroomhoeveelheid q. groot. Hierdoor verkrijgt men grote vrijheid bij het ontwerpen van de vormingszone voor verschillende doeleinden.

Indien slechts een minimale dispersie nodig is 15 bijvoorbeeld in een vormingszone van een machine voor het drogen van pulp blijkt een drukval P in de ordegrootte van 0,5 tot 1 atmosfeer geschikt te zijn in verband met het totale 6 <3 vermogen per volume-eenheid van twee tot zes keer 10 w/m .

Indien anderzijds een zeer goede dispersie gewenst is zoals 20 voor papieren zakken moet het afgegeven vermogen per volume- 3 eenheid liggen tussen 5 en 15 w/m .

De drukval in de vormingszone kan gewijzigd worden zonder nadelig in te werken op de eigenschappen van het vel.

Een goed werkingsgebied blijkt te liggen tussen 3 en 12 N/m .

25 Zoals boven is aangegeven kunnen de afmetingen van de inrichting aanzienlijk gewijzigd worden zolang de bovengenoemde parameters gehouden worden binnen de gewenste gebieden.

30 (f± 81015 16 _j

Claims

1. Verdeelorgaan voor een inrichting voor het maken van papier of soortgelijke continue haan van vezeldeel-tjes, omvattende een van een eindwand voorziene kamer die is aangesloten op een toevoerleiding voor een suspensie, welke 5 kamer zodanige afmetingen heeft dat de stroming van de suspensie turbulent kan zijn, terwijl bij de eindwand een aantal doorgangen is aangebracht die de suspensie uit de kamer kunnen afvoeren naar een vormorgaan, met het kenmerk, dat het vorm-orgaan een afvoerkanaal omvat bestaande uit een kamer (2,12) 10 met dusdanige afmetingen dat voorkomen wordt dat een deeltje met een diameter groter de de gemiddelde drievoudige lengte van het deeltje hierdoorheen gaat.

2. Orgaan volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het dwarsdoorsnedeoppervlak van het afvoerkanaal toeneemt 15 in de richting van de afvoer waardoor de snelheid van de stroom van de vezelstruetuur af neemt tot de snelheid van de af-gegeven baan.

3. Orgaan volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de kleinste afmeting van het afvoerkanaal loodrecht op 20 de stromingsrichting niet groter is dan het dubbele van de gemiddelde lengte van de vezelachtige deeltjes. 25 ' 8101516 \