WO2016062556A1

WO2016062556A1 - Dosiereinrichtung für einen stoffauflauf

Info

Publication number: WO2016062556A1
Application number: PCT/EP2015/073323
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Ruf; Konstantin Fenkl; Markus Häußler
Original assignee: Voith Patent Gmbh
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2016-04-28

Abstract

Dosiereinnchtung für einen Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, mit einem Verteiler, der mehrere Verteilerkanäle hat, die in eine Zwischenkammer münden, einem Turbulenzerzeuger, der mehrere Strömungskanäle hat, die in einem Anordnungsmuster von Zeilen und Spalten verlaufen, um eine Faserstoffsuspension aus der Zwischenkammer aufzunehmen, und mehreren Zudosierern (30), die in der Zwischenkammer angeordnet sind und jeweils mehrere Dosierkanäle haben, die mit Abstand voneinander übereinander angeordnet sind, um je Zudosierer (30) zwischen zwei jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen aus jeweiligen Austrittsöffnungen (34) der Dosierkanäle ein Fluid in Richtung auf eine Eintrittsfläche der Strömungskanäle auszugeben. Um eine gleichmäßige Fluidzufuhr in die Strömungskanäle des Turbulenzerzeugers auch bei Maßtoleranzen und geometrischen Fehlstellungen sicherzustellen, sind die Austrittsöffnungen der Dosierkanäle der jeweiligen Zudosierer in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Zeilen des Anordnungsmusters der Strömungskanäle jeweils länglich ausgebildet.

Description

Dosiereinrichtung für einen Stoffauflauf

Die Erfindung betrifft eine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildete Dosiereinrichtung für einen Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wie insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn.

Eine Dosiereinrichtung der eingangsgenannten Art ist beispielsweise aus DE 10 2008 054 898 A1 bekannt. Diese Dosiereinrichtung weist einen Verteiler, einen Turbulenzerzeuger und mehrere Zudosierer auf. Der Verteiler hat eine Mehrzahl von Verteilerkanälen, die in einem Anordnungsmuster von Zeilen und Spalten verlaufen, zum verteilten Aufnehmen und Leiten einer Faserstoffsuspension. Der Turbulenzerzeuger ist mit vorbestimmtem Abstand von dem Verteiler angeordnet, so dass zwischen Verteiler und Turbulenzerzeuger eine Zwischenkammer gebildet ist zum Einleiten der Faserstoffsuspension aus dem Verteiler. Der Turbulenzerzeuger hat eine Mehrzahl von Strömungskanälen, die in einem Anordnungsmuster von Zeilen und Spalten verlaufen, um die Faserstoffsuspension aus der Zwischenkammer zur Turbulenzbeaufschlagung aufzunehmen. Die Zudosierer sind in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Zeilen des Anordnungsmusters der Strömungskanäle mit Abstand voneinander in der Zwischenkammer angeordnet und haben jeweils eine Mehrzahl von Dosierkanälen, die mit Abstand voneinander übereinander angeordnet sind, um je Zudosierer zwischen zwei jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen aus jeweiligen kreisförmigen Austrittsöffnungen der Dosierkanäle des Zudosierers ein Fluid in Form eines Rundstrahls in Richtung auf eine Eintrittsfläche der Strömungskanäle auszugeben.

Das Fluid, welches z.B. von Klarwasser oder einer Faserstoffsuspension geringer Faserstoffkonzentration wie Siebwasser gebildet ist, wird sektional in der Zwischenkammer über die Zudosierer geregelt oder gesteuert dem Fluidstrom an Faserstoffsuspension zugeführt, um deren Faserstoffkonzentration und damit das Flächengewicht einer herzustellenden Faserstoffbahn lokal einzustellen. Wichtig ist dabei, dass die Einstellung der Faserstoffkonzentration im jeweiligen Bereich über die Maschinenbreite bzw. Breite der Faserstoffbahn den gewünschten Wert hat, um mittels der Regelung über die Faserstoffbahnbreite ein gleichmäßiges Flächengewicht zu erzielen. Bei einer wie oben beschriebenen Dosiereinrichtung ist zwischen den Paaren von jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen des Turbulenzerzeugers jeweils ein Zudosierer angeordnet, um das die Faserstoffsuspension verdünnende Fluid über die gesamte Maschinenbreite bzw. Faserstoffbahnbreite zuzuführen. Die Austrittsöffnungen der Dosierkanäle eines jeweiligen Zudosierers sollen dabei zeilenkonform (auf gleicher Höhe) zum Anordnungsmuster der Strömungskanäle etwa mittig zwischen jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen angeordnet sein, so dass das Fluid auf die zwischen den benachbarten Strömungskanälen liegende Fläche prallt und dann seitlich in die benachbarten Strömungskanäle verteilt wird.

Allerdings reagiert bei dieser Konstruktion die Aufteilung des Fluids sehr empfindlich auf geometrische Abweichungen. So kann z.B. ein Zudosierer leicht verdreht angeordnet sein, so dass dessen rundstrahlförmige Fluidausgaben nicht senkrecht auf die zwischen benachbarten Strömungskanälen liegende Fläche prallen und damit nicht gleichmäßig in Zeilenrichtung bzw. Querrichtung auf die benachbarten Strömungskanäle aufgeteilt werden. Auch kann ein Zudosierer außermittig zwischen jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen angeordnet sein, wodurch dessen rundstrahlförmige Fluidausgaben ebenfalls nicht gleichmäßig auf die benachbarten Strömungskanäle aufgeteilt werden. Diese ungleichmäßige Aufteilung kann sich negativ auf die Homogenität des Flächengewichts der Faserstoffbahn an der Maschine auswirken, wie z.B. als Sinuswelle, die an der aufgewickelten Faserstoffbahn als regelmäßige Rilligkeit erkennbar ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so fortzubilden, dass damit eine gleichmäßige Fluidzufuhr in die Strömungskanäle des Turbulenzerzeugers auch bei Maßtoleranzen und geometrischen Fehlstellungen sichergestellt werden kann. Dies wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Gemäß der Erfindung weist eine Dosiereinrichtung für einen Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn einen Verteiler, einen Turbulenzerzeuger und mehrere Zudosierer auf. Der Verteiler hat eine Mehrzahl von Verteilerkanälen, die bevorzugt in einem Anordnungsmuster von Zeilen und Spalten verlaufen, zum bevorzugt entsprechend dem Anordnungsmuster verteilten Aufnehmen und Leiten einer Faserstoffsuspension. Der Turbulenzerzeuger ist mit vorbestimmtem Abstand von dem Verteiler angeordnet, so dass zwischen Verteiler und Turbulenzerzeuger eine Zwischenkammer gebildet ist zum entsprechend dem Anordnungsmuster der Verteilerkanäle Einleiten der Faserstoffsuspension aus dem Verteiler. Der Turbulenzerzeuger hat eine Mehrzahl von Strömungskanälen, die in einem Anordnungsmuster von Zeilen und Spalten verlaufen, um die Faserstoffsuspension aus der Zwischenkammer entsprechend dem Anordnungsmuster der Strömungskanäle zur Turbulenzbeaufschlagung aufzunehmen. Die Zudosierer sind in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Zeilen des Anordnungsmusters der Strömungskanäle mit vorbestimmtem Abstand voneinander in der Zwischenkammer angeordnet und haben jeweils eine Mehrzahl von Dosierkanälen, die mit vorbestimmtem Abstand voneinander insbesondere spaltenförmig übereinander angeordnet sind, um je Zudosierer zwischen zwei jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen aus jeweiligen Austrittsöffnungen der Dosierkanäle des Zudosierers ein Fluid in Richtung auf eine Eintrittsfläche der Strömungskanäle auszugeben.

Bevorzugt entspricht dabei ein Anordnungsmuster der Dosierkanäle eines jeweiligen Zudosierers dem Anordnungsmuster einer Spalte der Strömungskanäle und sind die jeweiligen Austrittsöffnungen der Dosierkanäle insbesondere zeilenkonform zum Anordnungsmuster der Strömungskanäle (d.h. auf gleicher Höhe wie jeweilige Eintrittsöffnungen der beiden benachbarten Spalten von Strömungskanälen), jedoch bevorzugt etwa mittig zwischen den jeweils benachbarten beiden Spalten von Strömungskanälen angeordnet. Bevorzugt ist zwischen jedem Paar von jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen des Turbulenzerzeugers ein Zudosierer angeordnet.

Die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass bei den jeweiligen Zudosierern die Austrittsöffnungen der Dosierkanäle in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Zeilen (Zeilenrichtung) des Anordnungsmusters der Strömungskanäle, d.h. in Querrichtung von Maschine und Faserstoffbahn, jeweils länglich ausgebildet sind. Durch diese längliche Ausgestaltung der Austrittsöffnung eines jeweiligen Dosierkanals wird dessen Fluidausgabe beidseitig in Richtung zu den jeweiligen Eintrittsöffnungen der jeweils benachbarten Strömungskanäle aufgefächert, womit erfindungsgemäß die Querverteilung (in Zeilenrichtung) des Fluids maßgeblich über die Form der Austrittsöffnung und nicht maßgeblich über das direkte Aufprallen der Fluidausgabe auf die zwischen benachbarten Strömungskanälen liegende Fläche geschieht.

Dadurch kann eine gleichmäßiger aufgeteilte Fluidzufuhr in die benachbarten Strömungskanäle gewährleistet werden, welche unabhängiger von Maßtoleranzen und geometrischen Fehlstellungen des jeweiligen Zudosierers ist. So kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der jeweiligen Austrittsöffnungen z.B. ein durch einen Querrichtungsversatz (außermittige Anordnung des Zudosierers zwischen jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen) verursachter Verteilfehler im Fluidmengenanteil zweier benachbarter fluidbeaufschlagter Strömungskanäle des Turbulenzerzeugers um mehr als 75 Prozent reduziert werden im Vergleich zu einem üblichen Zudosierer mit rundstrahlförmiger Fluidausgabe.

Schließlich wird mit der Erfindung eine insgesamt homogenere bzw. quer über eine Breite der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn homogenere Einstellung einer Faserstoffkonzentration (Querverteilung bzw. Querkonsistenz) in einer über den Stoffauflauf auszugebenden Faserstoffsuspension erzielt. Ein Abstand der Austrittsöffnungen der Dosierkanäle eines jeweiligen Zudosierers von der Eintrittsfläche der Strömungskanäle liegt bevorzugt im Bereich von 2 mm bis 50 mm und bevorzugter im Bereich von 5 mm bis 25 mm. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Dosierkanäle jeweils so ausgebildet, dass sich ihr fluidströmungsführender Querschnitt - ausgehend von einem etwa kreisförmigen Querschnitt - in einem die Austrittsöffnung aufweisenden Endbereich vorbestimmter Länge zu einem Düsenende verengt, wobei im Endbereich in einer Wandung des jeweiligen Dosierkanals eine längliche Aussparung ausgebildet ist, welche die Austrittsöffnung definiert. Ein Verhältnis einer Austrittsfläche der Austrittsöffnung bzw. der Aussparung zu einer strömungsaufwärtigen Querschnittsfläche des jeweiligen Dosierkanals beträgt dabei bevorzugt 0,2 zu 5 und bevorzugter 0,5 zu 2. Ein Innendurchmesser des jeweiligen Dosierkanals liegt dabei bevorzugt im Bereich von 5 mm bis 25 mm und bevorzugter im Bereich von 9 mm bis 18 mm.

Insbesondere ist die längliche Aussparung in eine der Eintrittsfläche der Strömungskanäle des Turbulenzerzeugers zugewandte Stirnseite der Wandung des jeweiligen Dosierkanals eingebracht. Durch die Querschnittsverengung kommt es im Endbereich bzw. Düsenende zu einer Druckerhöhung, welche das Auffächern der Fluidausgabe aus der als längliche Aussparung ausgebildeten Austrittsöffnung des jeweiligen Dosierkanals begünstigt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Aussparung um eine vorbestimmte Länge über den Endbereich des jeweiligen Dosierkanals hinaus in einen ström ungsaufwärts des Endbereichs befindlichen Zulaufbereich des jeweiligen Dosierkanals hinein. Durch diese Weiterführung der länglichen Aussparung an seitlichen Seiten der Wandung des jeweiligen Dosierkanals kann die Fluidausgabe des Dosierkanals noch weiter seitlich auffächern, so dass die Zuteilung des Fluids zu den Eintrittsöffnungen der jeweils benachbarten Strömungskanäle weiter verbessert wird. Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung weist die Aussparung im Endbereich des jeweiligen Dosierkanals einen Schlitzabschnitt mit in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Spalten des Anordnungsmusters der Strömungskanäle konstanter Weite auf. Ein solcher Schlitzabschnitt lässt sich mit geringem Aufwand einfach in die Wandung des jeweiligen Dosierkanals einbringen und begünstigt vorteilhaft die Ausformung der Fluidausgabe des jeweiligen Dosierkanals als flacher sich auffächernder Fluidstrahl.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Aussparung im Zulaufbereich des jeweiligen Dosierkanals einen Schlitzabschnitt mit in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Spalten des Anordnungsmusters der Strömungskanäle konstanter Weite auf. Auch hier lässt sich der Schlitzabschnitt mit geringem Aufwand einfach in die Wandung des jeweiligen Dosierkanals einbringen und begünstigt vorteilhaft die Ausformung der Fluidausgabe des jeweiligen Dosierkanals als flacher sich auffächernder Fluidstrahl.

Bevorzugt ist die Aussparung über ihren gesamten Erstreckungsbereich schlitzförmig mit in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Spalten des Anordnungsmusters der Strömungskanäle konstanter Weite ausgebildet.

Eine Schlitzweite der jeweiligen Schlitzabschnitte bzw. der schlitzförmigen Aussparung liegt bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 10mm und bevorzugter im Bereich von 2 mm bis 6 mm. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Aussparung im Endbereich des jeweiligen Dosierkanals an entgegengesetzten Längsenden des Schlitzabschnitts jeweils einen mit dem Schlitzabschnitt verbundenen Erweiterungsabschnitt auf. Durch die beiden Erweiterungsabschnitte kann vorteilhaft mehr Fluid so ausgegeben werden, dass es direkt auf die Eintrittsöffnungen der benachbarten Strömungskanäle trifft.

Bevorzugt sind die beiden Erweiterungsabschnitte an den Längsenden des Schlitzabschnitts jeweils als eine Durchgangsöffnung mit einem Querschnitt in Form eines Ovals ausgebildet, dessen Krümmung durch das jeweilige Längsende des Schlitzabschnitts unterbrochen ist. Noch bevorzugter sind die beiden Erweiterungsabschnitte jeweils als Durchgangsöffnung mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung der Austrittsöffnung eines jeweiligen Dosierkanals erhält dessen Fluidausgabe im Querschnitt in etwa eine Knochenform, an deren außenliegenden Verdickungen vorteilhaft mehr Fluid so ausgegeben werden, dass es direkt auf die Eintrittsöffnungen der benachbarten Strömungskanäle trifft. Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist der fluidströmungsführende Querschnitt des jeweiligen Dosierkanals im Endbereich in der Form eines Kugelsegments bzw. einer Kugelkalotte ausgebildet.

Indem der sich im Querschnitt verengende Endbereich bzw. das Düsenende in der Form eines Kugelsegments bzw. einer Kugelkalotte ausgeführt ist, kommt es im Endbereich des jeweiligen Dosierkanals zu einer zusätzlichen Strömungskontraktion in Spaltenrichtung (insbesondere Vertikalrichtung), wodurch der Fluidstrahlaustritt in gerader Strömungsrichtung behindert und somit eine verstärkte Verbreiterung des fächerförmigen Fluidstrahles in Zeilenrichtung der Strömungskanäle des Turbulenzerzeugers bzw. Querrichtung erreicht wird.

Bevorzugt ist auch eine Außenseite des Endbereichs des jeweiligen Dosierkanals in der Form eines Kugelsegments bzw. einer Kugelkalotte ausgebildet. Somit kann das erfindungsgemäße Fächerdüsenende bzw. Flachdüsenende als kostengünstiges und fertigungstechnisch einfach herstellbares Drehteil (z.B. als Düseneinsatz) bereitgestellt werden.

Im Fazit kann durch die erfindungsgemäß ausgestaltete Austrittsöffnung, welche eine Flachdüse bzw. Fächerdüse bildet, deren flacher sich insbesondere auffächernder Fluidstrahl die beiden Eintrittsöffnungen zweier jeweils benachbarter Strömungskanäle bzw. Turbulenzrohre des Turbulenzerzeugers bestreicht bzw. überdeckt, die Sensibilität auf die geometrisch exakte Position um ein Mehrfaches herabgesetzt werden. Zudem wird die Kontaktfläche des Dosierfluidstromes mit dem Stoffstrom der Faserstoffsuspension massiv erhöht und die Qualität der Einmischung des Dosierfluidstromes optimiert.

Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung - soweit dies technisch sinnvoll ist - beliebig miteinander kombiniert sein können.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische schematische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung eines Stoffauflaufs einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Dosiereinrichtung von Fig. 1 .

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern von geometrischen

Abweichungen in der Dosiereinrichtung von Fig. 1 .

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zudosierers der Dosiereinrichtung von Fig. 1 .

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht des Zudosierers (gesehen entlang einer Linie A-

A in Fig. 4) und eines Teils eines Turbulenzerzeugers der

Dosiereinrichtung von Fig. 1 .

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Düseneinsatzes des Zudosierers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht des Düseneinsatzes von Fig. 6.

Fig. 8 zeigt eine Querschnittsform eines von dem Düseneinsatz von Fig. 6 ausgegebenen Fluidstrahls.

Fig. 9 zeigt eine Stirnansicht auf einen Düseneinsatz des Zudosierers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 10 zeigt eine Querschnittsform eines von dem Düseneinsatz von Fig. 9 ausgegebenen Fluidstrahls. Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 10 eine Dosiereinrichtung 10 eines Stoffauflaufs 1 (nicht vollständig gezeigt) einer Maschine (nicht vollständig gezeigt und nicht separat bezeichnet) zur Herstellung einer Faserstoffbahn (nicht vollständig gezeigt) beschrieben werden. Die Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn ist insbesondere zur Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn eingerichtet.

Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, weist die Dosiereinrichtung 10 einen Verteiler 15, einen Turbulenzerzeuger 20 und mehrere Zudosierer 30 auf.

Der Verteiler 15 umfasst einen plattenförmigen Grundkörper 16, in dem eine Mehrzahl von Verteilerkanälen 17 vorgesehen sind. Die Verteilerkanäle 17 verlaufen parallel zueinander in einem Anordnungsmuster von Zeilen und Spalten durch den Grundkörper 16, um entsprechend dem Anordnungsmuster verteilt eine hochkonzentrierte Faserstoffsuspension FS1 in den Verteilerkanälen 17 aufzunehmen und weiter zu leiten. Die hochkonzentrierte Faserstoffsuspension FS1 wird über eine nicht dargestellte Suspensionszuführeinheit bereitgestellt und weist eine hohe Konzentration an Faserstoff auf. Der Turbulenzerzeuger 20 ist mit vorbestimmtem horizontalen Abstand von dem Verteiler 15 angeordnet, so dass zwischen dem Verteiler 15 und dem Turbulenzerzeuger 20 eine Zwischenkammer 25 gebildet ist, in welche die hochkonzentrierte Faserstoffsuspension FS1 aus dem Verteiler 15 entsprechend dem Anordnungsmuster der Verteilerkanäle 17 eingeleitet wird. Obwohl in den Figuren 1 und 2 nicht gezeigt, sind der Verteiler 15, der Turbulenzerzeuger 20 und die Zwischenkammer 25 maschinenbreit ausgebildet und ist die Zwischenkammer 25 mit Begrenzungswänden versehen, um diese fluiddicht zu gestalten.

Der Turbulenzerzeuger 20 umfasst einen plattenförmigen Grundkörper 21 , in dem eine Mehrzahl von Strömungskanälen 23 vorgesehen sind. Genauer sind in den Grundkörper 21 eine Mehrzahl von Turbulenzrohren 22 eingesetzt, welche die Strömungskanäle 23 definieren. Die Turbulenzrohre 22 bzw. die Strömungskanäle 23 verlaufen parallel zueinander in einem Anordnungsmuster von Zeilen und Spalten, um die hochkonzentrierte Faserstoffsuspension FS1 aus der Zwischenkannnner 25 entsprechend dem Anordnungsmuster der Strömungskanäle 23 zur Turbulenzbeaufschlagung aufzunehmen. Eine Richtung des hier horizontalen Verlaufs der jeweiligen Zeilen der Anordnungsmuster von Verteilerkanälen 17 und Strömungskanälen 23 wird im Folgenden als Zeilenrichtung ZR bezeichnet werden. Die Zeilenrichtung ZR entspricht dabei einer Querrichtung der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn bzw. einer Breitenrichtung der Faserstoffbahn. Eine Richtung des hier vertikalen Verlaufs der jeweiligen Spalten der Anordnungsmuster von Verteilerkanälen 17 und Strömungskanälen 23 wird im Folgenden als Spaltenrichtung SR bezeichnet werden.

Die Zudosierer 30 sind in Zeilenrichtung ZR mit vorbestimmtem Abstand voneinander in der Zwischenkammer 25 angeordnet. Jeder Zudosierer 30 weist einen schwertförmig ausgebildeten Grundkörper 31 auf, welcher über eine Befestigungsbohrung 31 .1 und eine Auflagefläche 31 .2, die an einer Unterseite des Grundkörpers 31 vorgesehen sind, in der Zwischenkammer 25 lagefest positioniert ist.

In dem Grundkörper 31 jedes Zudosierers 30 ist ein sich in Spaltenrichtung SR erstreckender Versorgungskanal 32 (siehe Fig. 4) ausgebildet, welcher über eine Versorgungsleitung 32.1 an eine Fluidzuführeinheit (nicht gezeigt) angeschlossen ist. Die Fluidzuführeinheit führt dem Versorgungskanal 31 über die Versorgungsleitung 32 gesteuert (bevorzugt geregelt) ein Fluid FS2 zum Verdünnen der hochkonzentrierten Faserstoffsuspension FS1 zu. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Fluid FS2 von einer Faserstoffsuspension geringer Faserstoffkonzentration wie Siebwasser gebildet. Das Fluid FS2 wird über die Zudosierer 30 dem Fluidstrom an hochkonzentrierter Faserstoffsuspension FS1 zugeführt, um deren Faserstoffkonzentration für eine über den Stoffauflauf 1 auszugebende Faserstoffsuspension FS3 einzustellen und damit das Flächengewicht einer herzustellenden Faserstoffbahn einzustellen. In dem Grundkörper 31 jedes Zudosierers 30 sind außerdem eine Mehrzahl von Dosierkanälen 33 ausgebildet, die parallel zueinander verlaufend mit vorbestimmtem Abstand voneinander spaltenförmig bzw. in Spaltenrichtung SR übereinander angeordnet sind und die jeweils an den Versorgungskanal 31 angeschlossen sind, um mit dem jeweiligen Zudosierer 30 zwischen zwei jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen 23 des Turbulenzerzeugers 20 aus jeweiligen Austrittsöffnungen 34 der Dosierkanäle 33 des Zudosierers 30 das Fluid FS2 in Richtung auf eine Eintrittsfläche 21 .1 der Strömungskanäle 23 auszugeben. Bevorzugt ist zwischen jedem Paar von jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen 23 des Turbulenzerzeugers 20 ein Zudosierer 30 angeordnet.

Ein Anordnungsmuster der Dosierkanäle 33 eines jeden Zudosierers 30 entspricht dabei dem Anordnungsmuster einer Spalte von Strömungskanälen 23 des Turbulenzerzeugers 20. Die jeweiligen Austrittsöffnungen 34 der Dosierkanäle 33 eines jeden Zudosierers 30 sind dabei zeilenkonform zum Anordnungsmuster der Strömungskanäle 23, d.h. in Spaltenrichtung SR auf gleicher Höhe wie jeweilige Eintrittsöffnungen (nicht bezeichnet) der benachbarten Spalten von Strömungskanälen 23, angeordnet. Außerdem sind die jeweiligen Austrittsöffnungen 34 der Dosierkanäle 33 eines jeden Zudosierers 30 etwa mittig zwischen den jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen 23 angeordnet.

Ein horizontaler Abstand der Austrittsöffnungen 34 der Dosierkanäle 33 eines jeden Zudosierers 30 von der Eintrittsfläche 21 .1 der Strömungskanäle 23 des Turbulenzerzeugers 20 liegt dabei bevorzugt im Bereich von 2 mm bis 50 mm und bevorzugter im Bereich von 5 mm bis 25mm.

Bei der Herstellung einer Faserstoffbahn ist es wichtig, dass die Einstellung der Faserstoffkonzentration im jeweiligen Bereich über die Maschinenbreite, beziehungsweise Breite der Faserstoffbahn, den gewünschten Wert hat, um mittels der Regelung über die Faserstoffbahnbreite ein gleichmäßiges Flächengewicht zu erzielen. Allerdings können im Stoffauflauf 1 geometrische Abweichungen auftreten, welche bei üblichen Dosiereinrichtungen eine gleichmäßige Verteilung des verdünnenden Fluids FS2 beeinträchtigen bzw. verhindern. Fig. 3 zeigt beispielhaft mögliche geometrische Abweichungen wie sie auch in der Dosiereinrichtung 10 vorkommen können. So kann z.B. ein Zudosierer 30 (der in Fig. 3 rechte Zudosierer 30) leicht verdreht angeordnet sein. Auch kann ein Zudosierer 30 (der in Fig. 3 linke Zudosierer 30) etwas außermittig zwischen jeweils benachbarten Spalten von Strömungskanälen 23 angeordnet sein. Um den damit zusammenhängenden Effekt, dass die Fluidausgaben dieser Zudosierer 30 nicht gleichmäßig in Zeilenrichtung ZR bzw. Querrichtung auf die benachbarten Strömungskanäle 23 aufgeteilt werden, zu reduzieren bzw. zu vermeiden, weisen die jeweiligen Austrittsöffnungen 34 der Dosierkanäle 33 eines jeden Zudosierers 30 eine spezielle Gestaltung auf, wie in den Figuren 4 bis 8 gezeigt.

Gemäß der Erfindung sind die jeweiligen Austrittsöffnungen 34 der Dosierkanäle 33 eines jeden Zudosierers 30 in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Zeilen (in Zeilenrichtung ZR) des Anordnungsmusters der Strömungskanäle 23, d.h. in Querrichtung von Maschine und Faserstoffbahn, jeweils länglich ausgebildet.

Genauer ist in jeden Dosierkanal 33 ein hülsenförmiger Düseneinsatz 40 eingesetzt, welcher mit seinem Innenraum einen Teil des Dosierkanals 33 bildet und dessen Wandung einen Teil des Dosierkanals 33 umgrenzt, wie in Fig. 5 gezeigt. Wie aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich, welche den Düseneinsatz 40 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen, ist der Düseneinsatz 40 so ausgebildet, dass sich sein fluidströmungsführender Querschnitt - ausgehend von einem etwa kreisförmigen Querschnitt eines Zulaufbereichs 40.1 vorbestimmter Länge - in einem die Austrittsöffnung 34 aufweisenden Endbereich bzw. Auslaufbereich 40.2 vorbestimmter Länge zu einem Düsenende hin verengt.

Im Endbereich 40.2 ist in einer Wandung des Düseneinsatzes 40 eine längliche Aussparung 41 ausgebildet, welche die Austrittsöffnung 34 des jeweiligen Dosierkanals 33 definiert. Genauer ist die längliche Aussparung 41 in eine der Eintrittsfläche 21 .1 der Strömungskanäle 23 des Turbulenzerzeugers 20 zugewandte Stirnseite der Wandung des Düseneinsatzes 40 eingebracht.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Aussparung 41 um eine vorbestimmte Länge über den Endbereich 40.2 des Düseneinsatzes 40 hinaus in den strömungsaufwärts des Endbereichs 40.2 befindlichen Zulaufbereich 40.1 des Düseneinsatzes 40 hinein.

Genauer weist die Aussparung 41 im Endbereich 40.2 des Düseneinsatzes 40 einen ersten Schlitzabschnitt 42 mit in Spaltenrichtung SR konstanter Schlitzweite SW und im Zulaufbereich 40.1 des Düseneinsatzes 40 einen sich an den ersten Schlitzabschnitt 42 anschließenden zweiten Schlitzabschnitt 43 mit gleicher konstanter Schlitzweite SW wie der erste Schlitzabschnitt 42 auf. Somit ist die Aussparung 41 über ihren gesamten Erstreckungsbereich schlitzförmig mit in Spaltenrichtung SR konstanter Schlitzweite SW ausgebildet.

Der fluidströmungsführende Querschnitt (Innenraum) des Düseneinsatzes 40 ist im Endbereich 40.2 in der Form eines Kugelsegments bzw. einer Kugelkalotte ausgebildet. Außerdem ist auch eine Außenseite des Endbereichs des Düseneinsatzes 40 in der Form eines Kugelsegments bzw. einer Kugelkalotte ausgebildet.

Bezugnehmend auf Fig. 7, welche den Düseneinsatz 40 von Fig. 6 entlang einer Schnittlinie B geschnitten im Querschnitt zeigt, liegt ein Innendurchmesser Di des Zulaufbereichs 40.1 des Düseneinsatzes 40 bevorzugt im Bereich von 5 mm bis 25 mm und bevorzugter im Bereich von 9 mm bis 18 mm. Außerdem liegt die Schlitzweite SW der jeweiligen Schlitzabschnitte 42, 43 bzw. der schlitzförmigen Aussparung 41 bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 10mm und bevorzugter im Bereich von 2 mm bis 6 mm. Ein Verhältnis einer Austrittsfläche der Austrittsöffnung 34 bzw. der Aussparung 41 zu einer strömungsaufwärtigen Querschnittsfläche des Zulaufbereichs 40.1 des Düseneinsatzes 40 beträgt dabei bevorzugt 0,2 zu 5 und bevorzugter 0,5 zu 2. Fig. 8 zeigt schließlich eine Querschnittsform eines über die von der Aussparung 41 gebildete Austrittsöffnung 34 des Düseneinsatzes 40 ausgegebenen Fluidstrahls FSS2 an Fluid FS2. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, ist durch die längliche Ausgestaltung der Aussparung 41 (Austrittsöffnung 34) der Fluidstrahl FSS2 als Flachstrahl ausgebildet und fächert sich in Zeilenrichtung ZR auf, womit die Querverteilung (in Zeilenrichtung ZR) des Fluids FS2 über die Form der Austrittsöffnung 34 und nicht über das direkte Aufprallen des Fluidstrahls FSS2 auf die zwischen benachbarten Strömungskanälen 23 liegende Teilfläche der Eintrittsfläche 21 .1 Strömungskanäle 23 geschieht.

Durch die erfindungsgemäß ausgestaltete Austrittsöffnung 34, welche eine Flachdüse bzw. Fächerdüse bildet, deren flacher sich insbesondere auffächernder Fluidstrahl FSS2 die beiden Eintrittsöffnungen zweier jeweils benachbarter Strömungskanäle 23 des Turbulenzerzeugers 20 bestreicht bzw. überdeckt, kann die Sensibilität auf die geometrisch exakte Position des Zudosierers 30 um ein Mehrfaches herabgesetzt werden. Zudem wird die Kontaktfläche des Dosierfluidstromes mit dem Stoffstrom der Faserstoffsuspension FS1 massiv erhöht und wird die Qualität der Einmischung des Dosierfluidstromes optimiert. Im Ergebnis kann eine quer über die Maschinenbreite homogenere Einstellung der Faserstoffkonzentration in der über den Stoffauflauf 1 auszugebenden Faserstoffsuspension FS3 erzielt werden.

Fig. 9 zeigt eine Stirnansicht auf einen gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Düseneinsatz 40' für die Zudosierer 30 der Dosiereinrichtung 10. Der in Fig. 9 gezeigte Düseneinsatz 40' ist bis auf wenige Unterschiede identisch zu dem Düseneinsatz 40 von Fig. 6 ausgebildet. Daher wird im Folgenden nur auf diese Unterschiede eingegangen werden, wobei zum Düseneinsatz 40 von Fig. 6 gleiche Komponenten mit dazu gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

Im Endbereich 40.2 des Düseneinsatz 40' ist in einer Stirnseite von dessen Wandung wieder eine längliche Aussparung 41 ' ausgebildet, welche die Austrittsöffnung 34 des jeweiligen Dosierkanals 33 definiert. Die Aussparung 41 ' weist im Endbereich 40.2 des Düseneinsatzes 40' einen Schlitzabschnitt 42' mit in Spaltenrichtung SR konstanter Schlitzweite SW auf. Außerdem weist die Aussparung 41 ' im Endbereich 40.2 des Düseneinsatzes 40' an entgegengesetzten Längsenden des Schlitzabschnitts 42' jeweils einen mit dem Schlitzabschnitt 42' verbundenen Erweiterungsabschnitt 44' auf. Genauer sind die beiden Erweiterungsabschnitte 44', 44' an den Längsenden des Schlitzabschnitts 42' jeweils als eine Durchgangsöffnung mit einem Querschnitt in Form eines Ovals ausgebildet, dessen Krümmung durch das jeweilige Längsende des Schlitzabschnitts 42' unterbrochen ist. Bevorzugt sind die beiden Erweiterungsabschnitte 44', 44' jeweils als Durchgangsöffnung mit etwa kreisförmigem oder ellipsenförmigem Querschnitt ausgebildet.

Fig. 10 zeigt eine Querschnittsform eines über die von der Aussparung 41 ' gebildete Austrittsöffnung 34 des Düseneinsatzes 40' ausgegebenen Fluidstrahls FSS2' an Fluid FS2. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, ist durch die längliche Ausgestaltung der Aussparung 41 ' (Austrittsöffnung 34) auch der Fluidstrahl FSS2' als Flachstrahl ausgebildet und fächert sich in Zeilenrichtung ZR auf. Durch die Erweiterungsabschnitte 44', 44' erhält der Fluidstrahl FSS2' im Querschnitt in etwa eine Knochenform, an deren außenliegenden Verdickungen vorteilhaft mehr Fluid FS2 so ausgegeben werden kann, dass es direkt auf die Eintrittsöffnungen der benachbarten Strömungskanäle 23 trifft.

Im Fazit wird gemäß den Ausführungsformen der Erfindung, um die erfindungsgemäße flache sich auffächernde Fluidströmung zu erzielen, im Zulaufbereich 40.1 des Düseneinsatzes 40; 40' ein runder oder annähernd runder Zulaufquerschnitt in den sich verengenden Endbereich 40.2 (Verengungsbereich) des Düseneinsatzes 40; 40' überführt, in dem die schlitzförmige oder "knochenförmige" Auslaufkontur in Form der Aussparung 41 ; 41 ' eingebracht ist. Bezugszeichenliste

1 Stoffauflauf

10 Dosiereinrichtung

15 Verteiler

16 Grundkörper

17 Verteilerkanal

20 Turbulenzerzeuger

21 Grundkörper

21 .1 Eintrittsfläche

22 Turbulenzrohr

23 Strömungskanal

25 Zwischenkammer

30 Zudosierer

31 Grundkörper

31 .1 Befestigungsbohrung

31 .2 Auflagefläche

32 Versorgungskanal

32.1 Versorgungsleitung

33 Dosierkanal

34 Austrittsöffnung

40; 40' Düseneinsatz

40.1 Zulaufbereich

40.2 Endbereich

41 ; 41 ' Aussparung

42; 42' Schlitzabschnitt

43 Schlitzabschnitt

44' Erweiterungsabschnitt

Di Innendurchmesser

SW Schlitzweite

ZR Zeilenrichtung

SR Spaltenrichtung

FS1 Faserstoffsuspension

FS2 Fluid

FS3 Faserstoffsuspension

FSS2 Fluidstrahl

FSS2' Fluidstrahl

Claims

Patentansprüche

Dosiereinrichtung (10) für einen Stoffauflauf (1 ) einer Maschine zur

Herstellung einer Faserstoffbahn, aufweisend:

einen Verteiler (15) mit einer Mehrzahl von Verteilerkanälen (17) zum verteilten Aufnehmen und Leiten einer Faserstoffsuspension (FS1 ), einen Turbulenzerzeuger (20), der mit vorbestimmtem Abstand von dem Verteiler (15) angeordnet ist, so dass dazwischen eine Zwischenkammer (25) gebildet ist zum Einleiten der Faserstoffsuspension (FS1 ) aus dem Verteiler (15), und der eine Mehrzahl von Strömungskanälen (23) hat, die in einem Anordnungsmuster von Zeilen und Spalten verlaufen, um die Faserstoffsuspension (FS1 ) aus der Zwischenkammer (25) aufzunehmen, und

mehrere Zudosierer (30), die in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Zeilen des Anordnungsmusters der Strömungskanäle (23) mit vorbestimmtem Abstand voneinander in der Zwischenkammer (25) angeordnet sind und die jeweils eine Mehrzahl von Dosierkanälen (33) haben, die mit

vorbestimmtem Abstand voneinander übereinander angeordnet sind, um je Zudosierer (30) zwischen zwei jeweils benachbarten Spalten von

Strömungskanälen (23) aus jeweiligen Austrittsöffnungen (34) der

Dosierkanäle (33) des Zudosierers (30) ein Fluid (FS2) in Richtung auf eine Eintrittsfläche (21 .1 ) der Strömungskanäle (23) auszugeben,

dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (34) der

Dosierkanäle (33) der jeweiligen Zudosierer (30) in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Zeilen des Anordnungsmusters der Strömungskanäle (23) jeweils länglich ausgebildet sind.

Dosiereinrichtung (10) gemäß Anspruch 1 , wobei die Dosierkanäle (33) jeweils so ausgebildet sind, dass sich ihr fluidströmungsführender

Querschnitt in einem die Austrittsöffnung (34) aufweisenden Endbereich (40.2) vorbestimmter Länge verengt, und wobei im Endbereich (40.2) in einer Wandung des jeweiligen Dosierkanals (33) eine längliche Aussparung (41 ; 41 ') ausgebildet ist, welche die Austrittsöffnung (34) definiert. Dosiereinrichtung (10) gemäß Anspruch 2, wobei sich die Aussparung (41 ) um eine vorbestimmte Länge über den Endbereich (40.2) des jeweiligen Dosierkanals (33) hinaus in einen strömungsaufwärts des Endbereichs (40.2) befindlichen Zulaufbereich (40.1 ) des jeweiligen Dosierkanals (33) hinein erstreckt.

Dosiereinrichtung (10) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Aussparung (41 ; 41 ') im Endbereich (40.2) des jeweiligen Dosierkanals (33) einen Schlitzabschnitt (42; 42') mit in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Spalten des Anordnungsmusters der Strömungskanäle (23) konstanter Weite (SW) aufweist.

Dosiereinrichtung (10) gemäß Anspruch 4, wobei die Aussparung (41 ) im Zulaufbereich (40.1 ) des jeweiligen Dosierkanals (33) einen Schlitzabschnitt (43) mit in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Spalten des

Anordnungsmusters der Strömungskanäle (23) konstanter Weite (SW) aufweist.

Dosiereinrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Aussparung (41 ) über ihren gesamten Erstreckungsbereich schlitzförmig mit in Richtung des Verlaufs der jeweiligen Spalten des Anordnungsmusters der Strömungskanäle (23) konstanter Weite (SW) ausgebildet ist.

Dosiereinrichtung (10) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Aussparung (41 ') im Endbereich (40.2) des jeweiligen Dosierkanals (33) an

entgegengesetzten Längsenden des Schlitzabschnitts(42') jeweils einen mit dem Schlitzabschnitt (42') verbundenen Erweiterungsabschnitt (44') aufweist.

Dosiereinrichtung (10) gemäß Anspruch 7, wobei die beiden

Erweiterungsabschnitte (44') an den Längsenden des Schlitzabschnitts (42') jeweils als eine Durchgangsöffnung mit einem Querschnitt in Form eines Ovals ausgebildet sind, dessen Krümmung durch das jeweilige Längsende des Schlitzabschnitts (42') unterbrochen ist.

Dosiereinrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der fluidströmungsführende Querschnitt des jeweiligen Dosierkanals (33) im Endbereich (40.2) in der Form eines Kugelsegments ausgebildet ist.

Dosiereinrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei eine Außenseite des Endbereichs (40.2) des jeweiligen Dosierkanals (33) in der Form eines Kugelsegments ausgebildet ist.