WO2022069234A1 - Strömungsoptimierte randbehandlung - Google Patents

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WO2022069234A1
WO2022069234A1 PCT/EP2021/075418 EP2021075418W WO2022069234A1 WO 2022069234 A1 WO2022069234 A1 WO 2022069234A1 EP 2021075418 W EP2021075418 W EP 2021075418W WO 2022069234 A1 WO2022069234 A1 WO 2022069234A1
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WO
WIPO (PCT)
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flow
flow body
dividing device
web
fibrous
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/075418
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English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Joos
Daniel Gronych
Wolfgang Ruf
Tobias HENLE
Michael Drescher
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
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Publication of WO2022069234A1 publication Critical patent/WO2022069234A1/de
Priority to US18/129,216 priority patent/US20230235508A1/en

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/56—Deckle frame arrangements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines

Definitions

  • the invention relates to a flow body for a format limitation unit of a fourdrinier wire machine for producing a fibrous web, in particular a paper or cardboard web, the flow body comprising a flow-dividing device which is suitable for separating an edge strip from a fibrous suspension jet, and a format limitation unit with such a flow body and its use in a fourdrinier paper machine
  • Such a format limitation unit is known, for example, from publication DE202011103266U1 and publication US4456502.
  • the edge strip is separated by a metal sheet or a blade, see for example publication DE 20 2011 103 266 U1, paragraph 0012 to paragraph 0017, which dips into the fibrous suspension jet at an advantageous angle.
  • the blade also shows a very direct stall, which results in an unsteady flow.
  • individual fibers can stick to the blade and agglomerate into so-called lumps, which can also cause quality problems when they hit the web. Such chunks can also lead to tears in the web in the following process steps of papermaking.
  • the blade is typically characterized by a sharp edge, wedge-shaped shape and a low wall thickness of less than 4 mm.
  • Another problem of the turbulent edge treatment can also be drops that can arise from the fibrous suspension jet and spread for example, agglomerate on the surface of the format limitation unit or the flow body and can also get onto the web as clumps.
  • the object of the invention is to avoid these described disadvantages and to enable a uniform flow of the fibrous suspension jet and a uniform separation of the edge strip from the fibrous suspension jet.
  • the aim of the invention is in particular to reduce waves in the fibrous suspension jet and on the web. These waves can arise if the flow does not remain parallel to the direction of web travel, but parts of the flow run counter to the direction of web travel.
  • a flow body for a format limitation unit of a fourdrinier wire machine for producing a fibrous web, in particular a paper or board web is advantageous, the flow body comprising a flow-dividing device which is suitable for separating an edge strip from the fibrous suspension jet, in that the flow-dividing device has a rounded edge in the area of the flow division with a Radius of curvature greater than 2 mm, preferably greater than 3 mm to 18 mm.
  • the rounding of the flow-dividing device has shown in tests that a more uniform flow can be achieved in the area of the web edge.
  • fewer fibers from the fibrous suspension jet get stuck on the rounding and the The possibility of a clump formation is reduced.
  • a flow body width of 4 mm to 36 mm has proven particularly effective.
  • the flow body can be designed in such a way that the rounded edge of the flow-dividing device comprises a rounding with the rounding radius in a semicircular cross-section, or at least a rounding which in cross-section comprises a circle segment of greater than 90° to 180°.
  • a rounding of the flow-dividing device has proven to be advantageous since an even flow along the surface is made possible. This applies in particular if the flow body is directly connected tangentially to the flow-dividing device and thus has a width of 5 mm to 15 mm. If the rounding only includes a segment of a circle of more than 90° to 180°, it is important that such a resulting edge on the segment of a circle is arranged on the side of the flow-dividing device that faces away from the center of the path when the flow body is installed as intended, because at this Edge can tear off the steady flow in an uncontrolled manner.
  • the flow body is designed in such a way that the rounded edge of the flow-dividing device is rounded in cross-section in an elliptical or circular shape, the division axis of which comprises twice the length of the rounding radius.
  • the presence of the rounding alone has a balancing function on the flow-dividing device. It is also particularly advantageous if the flow body directly follows the flow-dividing device with the same width. In a particularly preferred embodiment, the pitch axis of the rounding thus has a length of 4 to 36 mm. In a further advantageous embodiment of the invention, the flow body is designed in such a way that the flow body has a lower edge which is arranged at an angle a to the flow-dividing device, the angle a being in the range from 10° to 45°.
  • the flow-dividing device follows a slightly concave or convex curve, the angle a then relates to the theoretical center line (not shown) of the concave or convex shape of the flow-dividing device.
  • the flow body is designed such that the flow-dividing device is arranged above the fibrous material jet and thus has an angle ⁇ of 120° to 170° to the lower edge of the flow body.
  • the flow body is designed in such a way that the flow body has a first side and a second side and the flow-dividing device is connected to a curved discharge element, which is designed to divert a wave following the flow division from the first side derive on the second side of the flow body.
  • the fibrous suspension can flow over the flow at the flow-dividing device in the further course above the flow division or the fibrous suspension jet.
  • This wave can be described with the deflection element described are derived to the sides facing away from the center of the web and are transported away from the web with the edge strips.
  • the flow body is designed in such a way that the flow body has a collecting device which is arranged in the area above the flow-dividing device or the discharge element in such a way that drops that may arise from the fibrous suspension jet and the edge strip in the area of the flow division are collected be, wherein the catching device is geometrically shaped so that the collected drops can be directed away from the pulp suspension jet.
  • the collecting device is advantageously designed in such a way that the collected droplets are guided by the flow speed, an air flow or gravity to the side of the flow-dividing device facing away from the web center and can be discharged there in the format limiting unit.
  • a possible embodiment of the catching device is, for example, a protective plate that is arranged above the flow-dividing device in such a way that the drops can be guided away from the web.
  • the flow body is designed such that the flow body has one or more rinsing devices which can discharge rinsing water on at least one side of the flow body through a supply line and corresponding outlet openings.
  • the flushing device is suitable for reducing the buildup of fiber material or dirt on the side of the flow body and inside the format limiting unit.
  • the transport of the edge trim can also be supported by an advantageous direction of flow of the flushing water.
  • the rinsing water can consist of pure water, process water or water with the addition of cleaning agents, in particular surfactants.
  • the flushing device can be designed as a pipeline with corresponding outlet openings or nozzles, or it can be integrated directly into the flow body through corresponding cavities and outlet openings, as shown for example in FIG. 3 and FIG. In addition, it is also possible to arrange the flushing device below the lower edge of the flow body in such a way that no dirt adheres to the flow body there either. For good integration of the flushing device, it can also be advantageous to produce the flow body in an additive process.
  • the invention also advantageously includes a format limiting unit in a fourdrinier wire machine for producing a fibrous web, in particular a paper, cardboard or packaging paper web, comprising a flow body for immersion in a fibrous suspension jet, the flow body being designed according to one of the aspects of the invention.
  • the format limitation can also be carried out advantageously in that the flow body can be easily replaced when worn, preferably by a screw connection to the format limitation unit and by appropriate form-fitting geometry, the flow of the fibrous suspension jet is suitable for guiding the flow of the fibrous stock suspension jet to the point of occurrence of the screen without disturbances, for example due to larger edges or gaps.
  • the flow body can also be advantageous to manufacture the flow body from plastic or metal at low cost.
  • the wear can occur in particular due to abrasive substances in the fibrous suspension jet and make it necessary to replace the flow body if it loses the advantageous flow properties.
  • a format limiting unit in a fourdrinier machine for producing a fibrous web, in particular a paper, cardboard or packaging paper web, from at least one fibrous suspension, at least comprising an endless fourdrinier wire running in the circumferential direction, a headbox which, via a headbox nozzle, converts the fibrous stock suspension into a applies a fibrous suspension jet over the width of the fourdrinier wire to form a fibrous web, and two format limiting devices which are attached on two opposite sides parallel to the web center of the fourdrinier wire, the format limiting units being suitable for separating one edge strip each from the fibrous web in the area of the fibrous suspension jet and the edge of the fourdrinier wire, whereby the flow-dividing device of the flow body is arranged at an angle a′, in the range from 10° to 45°, in relation to the plane of the wire, or the xy axis.
  • Another advantage is the use of a format limitation unit according to one aspect of the invention, wherein the format limitation unit can be adjusted mechanically and the setting is made in such a way that the flow-dividing device is defined in the range from 10° to 45° in relation to the plane of the fourdrinier wire (x-y axis). can be adjusted.
  • the format limiting unit when using a format limiting unit, it is advantageous to design the format limiting unit to be pivotable.
  • the ability to swing away is particularly important for screen changes, maintenance and cleaning work.
  • a corresponding lever and an adjustment for example by means of locking screws, can also be provided for this.
  • It can be pivoted parallel to the web, so that a distance of 10 cm, for example, between the format limitation unit and the paper web is possible.
  • It is also possible to swivel the format limitation unit away from the track using a tilting axis, so that better accessibility is achieved.
  • the format limitation unit can also be advantageous for the format limitation unit to be connected directly to a lateral boundary boundary, such as an edge boundary sign, for example, or to form a structural unit with it, which can be pivoted together, for example.
  • the fibrous jet flow flows along the format limitation unit or the edge limitation, it can also be advantageous to attach further discharge elements to the format limitation unit or the subsequent edge limitation device in order to divert this flow away from the paper web.
  • Figure 1 shows a schematic perspective partial representation of a first preferred embodiment of the format limiting unit 7 with the flow body 1 and the flow-dividing device 2.
  • the fibrous suspension jet is represented by schematic flow lines 5, 5', with 5' representing the edge strip separated from the fibrous suspension jet.
  • the fibrous suspension jet 5 occurs in the area of the jet impingement point 6 on the fourdrinier wire, not shown in detail, and the paper web is formed, with the web center and running direction being shown at 9 .
  • a coordinate system with x, y and z axes is shown, with the web plane of the wire forming through the x and y axes.
  • the region A shown schematically is shown in different embodiments in the following figures.
  • the flow of the pulp suspension jet 5 takes place in the xz plane until it hits the Flow onto the wire, from then on the fibrous web is moved with the wire in the xy plane.
  • FIG. 2 shows a schematic perspective partial representation of a further preferred embodiment of the flow body 1 and shows a possible detail A from the embodiment shown in FIG.
  • the flow-dividing device 2 is shown and positively connects to a discharge element 3.
  • a collecting device 4 is shown above the discharge element, which is suitable for collecting drops from the fibrous suspension jet 5 and from the area of the edge strip 5' and discharging them with the format limiting unit 7.
  • the area marked B shows a sectional plane for the embodiments shown in cross section in FIG.
  • Figure 3 shows a schematic cross section of three preferred embodiments for the flow body 1 and the flow-dividing device 2.
  • the flow-dividing device 2 is shown with a semicircular cross-section 10, a cross-section of 90° to 180° 11 and an elliptical or circular-like cross-section 11.
  • the embodiment with a cross section of 90° to 180° has an edge on the side facing away from the middle 9 of the track, which leads to a stall.
  • the circular element of the flow-dividing device is positively connected to the flow body and, moreover, to the format limitation unit 7 .
  • the embodiment with the elliptical or circular cross-section is also designed such that a form-fitting transition to the side of the flow body is provided, in particular on the side facing the center 9 of the web.
  • All three preferred embodiments also show a schematic, optionally present flushing device 14 in various advantageous positions.
  • This rinsing device has a supply line and outlet openings on at least one side of the flow body or below the lower edge of the flow body 15.
  • the rinsing device can also be implemented in a separate pipeline (not shown) and has a coupling valve (not shown) that can be connected to a rinsing water supply.
  • Figure 4 shows a schematic perspective partial representation of a further preferred embodiment of the format limiting unit 7 with the flow body 1 and the flow-dividing device 2.
  • the fibrous suspension jet is represented by schematic flow lines 5, 5', with 5' representing the edge strip separated from the fibrous suspension jet.
  • the fibrous suspension jet 5 occurs in the area of the jet impingement point 6 on the fourdrinier wire, not shown in detail, and the paper web is formed, with the web center and running direction being shown at 9 .
  • a coordinate system with x, y and z axes is shown, with the plane of the paper web and the wire forming through the x and y axes.
  • the flow is divided here only in reverse, which means that the flow-dividing device 2 is located above the fibrous suspension jet 5 in relation to the paper web.

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Abstract

Strömungskörper für eine Formatbegrenzungseinheit einer Langsiebmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, wobei der Strömungskörper eine strömungsteilende Vorrichtung umfasst, die geeignet ist einen Randstreifen von einem Faserstoffsuspensionsstrahl abzutrennen, und wobei die strömungsteilende Vorrichtung im Bereich der Strömungsteilung eine gerundete Kante mit einem Rundungsradius aufweist.

Description

Strömungsoptimierte Randbehandlung
Die Erfindung betrifft einen Strömungskörper für eine Formatbegrenzungseinheit einer Langsiebmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, wobei der Strömungskörpereine strömungsteilende Vorrichtung umfasst, die geeignet ist einen Randstreifen von einem Faserstoffsuspensionsstrahl abzutrennen, weiterhin eine Formatbegrenzungseinheit mit einem solchen Strömungskörper sowie deren Verwendung in einer Langsiebpapiermaschine
Eine derartige Formatbegrenzungseinheit ist beispielsweise aus der Druckschrift DE202011103266U1 und der Druckschrift US4456502 bekannt.
Aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeiten von ungefähr 500 - 1500 m/min zeigen sich in der Praxis im Bereich der Formatbegrenzung und Strömungsteilung immer wieder unruhige Strömungsverhältnisse. Diese haben vor allem nachgelagerte Oberflächenwellen zur Folge die vom Bahnrad ausgehend Richtung Bahnmitte verlaufen. Solche oberflächenwellen können sich nachteilig auf die Papierqualität und die Qualität des Papierrandes auswirken.
Im Stand der Technik erfolgt die Abtrennung des Randstreifens durch ein Blech oder eine Klinge, siehe Beispielsweise Druckschrift DE 20 2011 103 266 U1 , Absatz 0012 bis Absatz 0017, die in einem vorteilhaften Winkel in den Faserstoffsuspensionsstrahl eintaucht. In der Praxis zeigt die Klinge jedoch auch einen sehr direkten Strömungsabriss, der eine unruhige Strömung zur folge hat. Zudem können an der Klinge einzelne Fasern anhaften und zu sogenannten Batzen agglomerieren, die, wenn sie auf die Bahn auftreffen, ebenfalls Qualitätsprobleme verursachen können. Solche Batzen können auch in der folgenden Prozessschritten der Papierherstellung zu Rissen der Bahn führen. Die Klinge zeichnet sich typischerweise durch eine scharfe Kante, keilförmige Form und eine geringe Wandstärke kleiner 4 mm aus.
Ein weiteres Problem einer der unruhigen Randbehandlung können auch Tropfen sein, die aus dem Faserstoffsuspensionsstrahl entstehen können und sich beispielsweise an der Oberfläche der Formatbegrenzungseinheit oder dem Strömungskörper agglomerieren und ebenfalls als Batzen auf die Bahn gelangen können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, diese beschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine gleichmäßige Strömung des Faserstoffsuspensionsstrahls und eine gleichmäßige Abtrennung des Randstreifens von dem Faserstoffsuspensionsstrahl zu ermöglichen. Ziel der Erfindung ist es insbesondere dabei auch Wellen im Faserstoffsuspensionsstrahl und auf der Bahn zu vermindern. Diese Wellen können entstehen, wenn die Strömung nicht parallel zur Bahnlaufrichtung bleibt, sondern Teile der Strömung entgegen der Bahnlaufrichtung verlaufen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Strömungskörper entsprechend Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist eine deutliche Vergleichmäßigung der Strömung des Faserstoffsuspensionsstrahls im Randbereich zu erreichen zudem kann durch die weiteren Merkmale der Erfindung eine Reduktion von Batzen oder sonstigen Verschmutzungen im Bereich des Bahnrandes erreicht werden.
Vorteilhaft ist ein Strömungskörper für eine Formatbegrenzungseinheit einer Langsiebmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papieroder Kartonbahn, wobei der Strömungskörper eine strömungsteilende Vorrichtung umfasst, die geeignet ist einen Randstreifen von dem Faserstoffsuspensionsstrahl abzutrennen, indem die strömungsteilende Vorrichtung im Bereich der Strömungsteilung eine gerundete Kante mit einem Rundungsradius größer 2 mm, vorzugsweise größer 3 mm bis 18 mm aufweist.
Die Rundung der strömungsteilenden Vorrichtung hat im Vergleich zu den im Stand der Technik verwendet Klingen im Versuch gezeigt, dass eine gleichmäßigere Strömung im Bereich des Bahnrandes erreicht werden kann. Zudem bleiben an der Rundung weniger Fasern aus dem Faserstoffsuspensionsstrahl hängen und die Möglichkeit einer Batzen-Bildung wird vermindert. Dies gilt insbesondere wenn der strömungsteilenden Vorrichtung ein Strömungskörper mit gleicher Breite folgt, sodass hier ein glatter Übergang gewährleistet ist. Im Versuch hat sich hier besonders eine Breite des Strömungskörpers von 4 mm bis 36 mm bewährt.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann der Strömungskörper so ausgeführt werden, dass die gerundete Kante der strömungsteilenden Vorrichtung eine Rundung mit dem Rundungsradius in einem Halbkreis-Querschnitt umfasst, oder zumindest eine Rundung die im Querschnitt ein Kreissegment von größer 90° bis 180° umfasst.
Eine Rundung an der strömungsteilenden Vorrichtung hat sich vorteilhaft gezeigt, da eine gleichmäßige Strömung entlang der Oberfläche ermöglicht wird. Dies gilt insbesondere wenn der Strömungskörper direkt Tangential an die strömungsteilende Vorrichtung anschließt und somit eine Breite von 5 mm bis 15 mm aufweist. Wenn die Rundung nur ein Kreissegment von größer 90° bis 180° umfasst, ist es wichtig, dass eine so entstehende Kante an dem Kreissegment auf der Seite der strömungsteilenden Vorrichtung angeordnet ist, die bei verwendungsgemäßem Einbau des Strömungskörpers der Bahnmitte abgewandt ist, da an dieser Kante die gleichmäßige Strömung unkontrolliert abreißen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Strömungskörper so ausgeführt, dass die gerundete Kante der strömungsteilenden Vorrichtung eine Rundung die im Querschnitt in einer elliptischen oder kreisähnlichen Form aufweist, deren Teilungsachse die doppelte Länge des Rundungsradius umfasst.
In den Vorversuchen zu der Erfindung hat sich gezeigt, dass allein das Vorhandensein der Rundung eine Ausgleichende Funktion auf die strömungsteilende Vorrichtung hat. Dabei ist auch besonders vorteilhaft wenn der Strömungskörper direkt der Strömung teilenden Vorrichtung in gleicher Breite folgt. Die Teilungsachse der Rundung hat somit in einer besonders bevorzugten Ausführung eine Länge von 4 bis 36 mm. ln einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Strömungskörper so ausgeführt, dass der Strömungskörper eine untere Kante aufweist, die im Winkel a zur strömungsteilende Vorrichtung angeordnet ist, wobei der Winkel a im Bereich von 10° bis 45° ausgeführt ist.
Je nach Strömungsgeschwindigkeit und Strömungseigenschaften der Faserstoffsuspension kann es auch vorteilhaft sein, wenn die strömungsteilende Vorrichtung einer leicht konkaven oder konvexen Krümmung folgt, der Winkel a bezieht sich dann auf die eine nicht bildlich dargestellte theoretische Mittellinie der konkaven oder konvexen Form der strömungsteilenden Vorrichtung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Strömungskörper so ausgeführt, dass die strömungsteilenden Vorrichtung oberhalb des Faserstoffstrahls angeordnet ist, und so zu der unteren Kante des Strömungskörpers einen Winkel a von 120° bis 170° aufweist.
Die Versuche bei der Entwicklung der Erfindung haben gezeigt, dass ein umgekehrter Einbau der strömungsteilenden Vorrichtung ebenfalls zu einer gleichmäßigen Teilungsströmung führen kann, dabei ist eine weitere Spülvorrichtung besonders vorteilhaft, da sonst am unteren Ende der strömungsteilenden Vorrichtung ebenfalls Faseranlagerungen vorkommen können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Strömungskörper so ausgeführt, dass der Strömungskörper eine erste Seite und eine zweite, Seite aufweist und die strömungsteilende Vorrichtung mit einem gekrümmten Ableitungselement verbunden ist, welches dazu eingerichtet ist, eine der Strömungsteilung folgende Welle von der ersten Seite auf die zweite Seite des Strömungskörpers abzuleiten.
Durch die hohen Strömungsgeschwindigkeiten von 500 m/min bis 1500 m/min der Faserstoffsuspension kann die Strömung an der strömungsteilenden Vorrichtung mit Faserstoffsuspension im weiteren Verlauf oberhalb der Strömungsteilung bzw. des Faserstoffsuspensionsstrahl überströmt werden. Diese beschriebene Welle kann mit dem beschriebenen Ableitungselement auf die der Bahnmitte abgewandten Seiten abgeleitet werden und mit dem Randstreifen von der Bahn abtransportiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Strömungskörper so ausgeführt, dass der Strömungskörper eine Auffangvorrichtung aufweist, die im Bereich über der strömungsteilenden Vorrichtung oder dem Ableitungselement so angeordnet ist, dass Tropfen die aus dem Faserstoffsuspensionsstrahl und dem Randstreifen im Bereich der Strömungsteilung entstehen können aufgefangen werden, wobei die Auffangvorrichtung geometrisch so geformt ist, dass die aufgefangenen Tropfen von dem Faserstoffsuspensionsstrahl weggeleitet werden können.
Die Auffangvorrichtung ist dabei vorteilhaft so gestaltet, dass die aufgefangenen Tropfen durch, die Strömungsgeschwindigkeit, eine Luftströmung oder Schwerkraft auf die der Bahnmitte abgewandten Seite der strömungsteilenden Vorrichtung geleitet werden, und dort in der Formatbegrenzungseinheit abgeleitet werden können.
Ein mögliche Ausführungsform der Auffangvorrichtung ist zum Beispiel ein Schutzblech das oberhalb der strömungsteilenden Vorrichtung so angeordnet ist, dass die Tropfen von der Bahn weggeleitet werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Strömungskörper so ausgeführt, dass der Strömungskörper eine oder mehrere Spülvorrichtungen aufweist, die durch eine Zuleitung und entsprechende Austrittsöffn ungen Spülwasser an mindestens einer Seite des Strömungskörpers ausbringen kann.
Die Spülvorrichtung ist dabei geeignet auf der Seite des Strömungskörpers und im inneren der Formatbegrenzungseinheit Anhaftungen von Fasermaterial oder Verschmutzungen zu vermindern. Durch eine vorteilhafte Strömungsrichtung des Spülwassers kann zudem der Transport des Randstreifen unterstütz werden. Das Spülwasser kann aus reinem Wasser, Prozesswasser oder Wasser mit Zusatz von Reinigungsmitteln, insbesondere Tensiden bestehen. Die Spülvorrichtung kann als Rohrleitung mit entsprechenden Austrittsöffnungen oder Düsen ausgeführt werden, oder direkt durch entsprechende Hohlräume und Austrittsöffnungen in den Strömungskörper integriert sein, wie Beispielsweise in Figur 3 und Figur 4 dargestellt. Es ist zudem auch möglich die Spülvorrichtung so unterhalb der unteren Kante des Strömungskörpers anzuordnen, dass die dort ebenfalls keine Verschmutzungen am Strömungskörper anhaften. Für eine gute Integration der Spülvorrichtung kann es weiterhin vorteilhaft sein den Strömungskörper in einem additiven Verfahren herzustellen.
Die Erfindung umfasst weiterhin vorteilhaft eine Formatbegrenzungseinheit in einer Langsiebmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- Karton- oder Verpackungspapierbahn, umfassend einen Strömungskörper zum Eintauchen in einen Faserstoffsuspensionsstrahl, wobei der Strömungskörper gemäß einem der Aspekt der Erfindung ausgeführt ist.
Die Formatbegrenzung kann auch vorteilhaft ausgeführt werden, indem der Strömungskörper bei Verschleiß einfach getauscht werden kann, vorzugsweise durch eine Schraubverbindung zur Formatbegrenzungseinheit und durch entsprechende formschlüssige Geometrie geeignet ist die Strömung des Faserstoffsuspensionsstrahl ohne Störungen etwa durch größere Kanten oder Spalten zum Siebauftrittspunkt zu führen.
Dabei kann es auch vorteilhaft sein, den Strömungskörper aus Plastik oder Metall kostengünstig herzustellen. Der Verschleiß kann insbesondere durch abrasive Stoffe in dem Faserstoffsuspensionsstrahl vorkommen, und es erforderlich machen den Strömungskörper zu tauschen, wenn dieser die vorteilhaften Strömungseigenschaften verliert.
Vorteilhaft ist weiterhin die Verwendung einer Formatbegrenzungseinheit in einer Langsiebmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, wenigstens umfassend ein in Umfangsrichtung umlaufendes endloses Langsieb, einen Stoffauflauf, der über eine Stoffauflaufdüse die Faserstoffsuspension in einem Faserstoffsuspensionsstrahl über die Breite des Langsiebes zu einer Faserstoffbahn aufbringt, und zwei Formatbegrenzungseinrichtungen, die auf zwei gegenüberliegenden Seiten parallel zur Bahnmitte des Langsiebes angebracht sind, wobei die Formatbegrenzungseinheiten geeignet sind im Bereich des Faserstoffsuspensionsstrahles und des Randes Langsiebes je einen Randstreifen von der Faserstoffbahn abzutrennen, wobei die strömungsteilende Vorrichtung des Strömungskörpers in einem Winkel a‘, im Bereich von 10° bis 45°, in Bezug zur Ebene des Langsiebes, bzw. x-y-Achse, angeordnet ist.
Vorteilhaft ist weiterhin die Verwendung einer Formatbegrenzungseinheit nach einem Aspekt der Erfindung, wobei die Formatbegrenzungseinheit mechanisch einstellbar ist und wobei die Einstellung so erfolgt, dass die strömungsteilende Vorrichtung im Bereich von 10° bis 45° in Bezug zur Ebene des Langsiebes (x-y-Achse) definierten eingestellt werden kann.
In Versuchen hat sich gezeigt, dass die genaue Positionierung der strömungsteilenden Vorrichtung in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit und Geometrie des Faserstoffsuspensionsstrahls eingestellt werden muss. Da die Einstellung im Bereich von 10° bis 45 ° relativ klein ist, kann es vorteilhaft sein, die Positionierbarkeit beispielsweise mit einer Feststellschraube oder Klemmvorrichtung zu ermöglichen.
Weiterhin ist es bei der Verwendung einer Formatbegrenzungseinheit vorteilhaft, die Formatbegrenzungseinheit abschwenkbar auszuführen.
Die Abschwenkbarkeit ist insbesondere für Siebwechsel, Wartungs- und Reinigungsarbeiten wichtig. Dafür kann auch ein entsprechender Hebel und eine Justierung, beispielsweise mittels Feststellschrauben vorgesehen werden. Eine Abschwenkung ist parallel zur Bahn möglich, sodass ein Abstand von beispielsweise 10 cm der Formatbegrenzungseinheit zu der Papierbahn ermöglicht wird. Es ist zudem möglich die Formatbegrenzungseinheit über eine Kipp-Achse von der Bahn abzuschwenken, sodass eine bessere Zugänglichkeit erreicht wird. Vorteilhaft kann es zudem sein, dass die Formatbegrenzungseinheit direkt mit einer Seitlichen Randbegrenzung, wie z.B. einem Randbegrenzungs-Schild, verbunden oder mit dieser eine bauliche Einheit bildet, die beispielsweise gemeinsam Abschwenkbar sind.
Sollte die Faserstoffstrahl Strömung an der Formatbegrenzungseinheit oder an der Randbegrenzung entlangfließen kann es zudem vorteilhaft sein weitere Ableitungselemente an der Formatbegrenzungseinheit oder der folgenden Randbegrenzungseinrichtung anzubringen um diese Strömung von der Papierbahn wegzuleiten.
Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Nachfolgend werden die Figuren detaillierter beschrieben.
Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivteildarstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Formatbegrenzungseinheit 7 mit dem Strömungskörper 1 und der strömungsteilenden Vorrichtung 2. Der Faserstoffsuspensionsstrahl ist über schematische Strömungslinien 5, 5‘ dargestellt, wobei 5‘ den aus dem Faserstoffsuspensionsstrahl abgetrennte Randstreifen darstellt. Der Faserstoffsuspensionsstrahl 5 tritt im Bereich des Strahlauftreffpunktes 6 auf das nicht näher dargestellte Langsieb, und es entsteht die Papierbahn, wobei die Bahnmitte und Laufrichtung mit 9 dargestellt ist. Zur Verdeutlichung der perspektivischen Darstellung ist ein Koordinatensystem mit x-, y- und z-Achse dargestellt, wobei die Bahnebene des Langsiebes durch die x- und y-Achse entstehen. Der schematisch gezeigte Bereich A wird in den folgenden Figuren in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Die Strömung des Faserstoffsuspensionsstrahls 5 erfolgt in der x-z Ebene bis zum Auftreffen der Strömung auf das Sieb, ab dann wird die Faserstoffbahn mit dem Sieb in der x-y Ebene bewegt.
Figur 2 zeigt eine schematische Perspektivteildarstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Strömungskörpers 1 und zeigt einen möglichen Ausschnitt A aus der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform. Die strömungsteilenden Vorrichtung 2 ist dargestellt und schließt formschlüssig an ein Ableitungselement 3. Zudem ist oberhalb des Ableitungselementes eine Auffangvorrichtung 4 dargestellt, die geeignet ist aus dem Faserstoffsuspensionsstrahl 5 und aus dem Bereich des Randstreifen 5‘ entstehende Tropfen aufzufangen und mit der Formatbegrenzungseinheit 7 abzuführen. Der mit B gekennzeichnete Bereich zeigt eine Schnittebene für die in Figur 3 im Querschnitt dargestellten Ausführungsformen.
Figur 3 zeigt schematisch im Querschnitt drei bevorzugte Ausführungsformen für den Strömungskörper 1 und die strömungsteilende Vorrichtung 2. Dargestellt ist die strömungsteilende Vorrichtung 2 mit ein Halbkreis-Querschnitt 10, einem Querschnitt von 90° bis 180° 11 und einem elliptischem oder kreisähnlichen Querschnitt 11. Wobei die Ausführung mit einem Querschnitt von 90° bis 180° auf der der Bahnmitte 9 abgewandten Seite eine Kante aufweist, die zu einem Strömungsabriss führt. Auf der Bahnmitte 9 zugewandte Seite ist Kreiselement der Strömungsteilenden Vorrichtung formschlüssig mit dem Strömungskörper und darüber hinaus mit der Formatbegrenzungseinheit 7 verbunden. Die Ausführungsform mit dem elliptischen oder kreisähnlichen Querschnitt ist ebenfalls so ausgeführt, dass insbesondere auf der der Bahnmitte 9 zugewandten Seite ein Formschlüssiger Übergang zur Seite des Strömungskörpers vorgesehen ist. Alle drei bevorzugten Ausführungsformen zeigen zudem eine schematische, optional vorhandene Spülvorrichtung 14 in verschiedenen vorteilhaften Positionen. Diese Spülvorrichtung verfügt über eine Zuleitung und Austrittsöffnungen auf mindestens einer Seite des Strömungskörpers oder unterhalb der unteren Kante des Strömungskörpers 15, die Spülvorrichtung kann in auch in einer nicht dargestellten separaten Rohrleitung ausgeführt werden und verfügt über ein nicht dargestelltes Kopplungsventil mit einer Spülwasserversorgung verbunden werden. Figur 4 zeigt eine schematische Perspektivteildarstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Formatbegrenzungseinheit 7 mit dem Strömungskörper 1 und der strömungsteilenden Vorrichtung 2. Der Faserstoffsuspensionsstrahl ist über schematische Strömungslinien 5, 5‘ dargestellt, wobei 5‘ den aus dem Faserstoffsuspensionsstrahl abgetrennte Randstreifen darstellt. Der Faserstoffsuspensionsstrahl 5 tritt im Bereich des Strahlauftreffpunktes 6 auf das nicht näher dargestellte Langsieb, und es entsteht die Papierbahn, wobei die Bahnmitte und Laufrichtung mit 9 dargestellt ist. Zur Verdeutlichung der perspektivischen Darstellung ist ein Koordinatensystem mit x-, y- und z-Achse dargestellt, wobei die Ebene der Papierbahn und des Langsiebes durch die x- und y- Achse entstehen. Im Vergleich zu Figur 1 erfolgt die Strömungsteilung hier lediglich umgekehrt, das bedeutet die strömungsteilende Vorrichtung 2 befindet sich im Bezug zur Papierbahn oberhalb des Faserstoffsuspensionsstrahls 5.
Bezugszeichenliste
1 Strömungskörper
2 Strömungsteilende Vorrichtung
3 Ableitungselement
4 Auffangvorrichtung
5 Faserstoffsuspensionsstrahl
5‘ Randstreifen
6 Strahlauftreffpunkt
7 Formatbegrenzungseinheit
8 Radius
9 Bahnmitte und Laufrichtung
10 Halbkreis-Querschnitt
11 Querschnitt mit Kreissegment von größer 90° bis 180°
12 Querschnitt mit elliptischer oder kreisähnlicher Form
13 Teilungsachse
14 Spülvorrichtung
15 untere Kante des Strömungskörpers

Claims

Patentansprüche
1. Strömungskörper (1) für eine Formatbegrenzungseinheit (7) einer Langsiebmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, wobei der Strömungskörper (1 ) eine strömungsteilende Vorrichtung (2) umfasst, die geeignet ist einen Randstreifen (5‘) von einem Faserstoffsuspensionsstrahl (5) abzutrennen, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsteilende Vorrichtung (2) im Bereich der Strömungsteilung eine gerundete Kante mit einem Rundungsradius (8) größer 2 mm, vorzugsweise größer 3 mm bis 18 mm aufweist.
2. Strömungskörper (1 ) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die gerundete Kante der strömungsteilenden Vorrichtung (2) eine Rundung mit dem Rundungsradius (8) in einem Halbkreis-Querschnitt (10) umfasst, oder zumindest eine Rundung die im Querschnitt ein Kreissegment von größer 90° (11 ) umfasst.
3. Strömungskörper (1 ) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die gerundete Kante der strömungsteilenden Vorrichtung (2) eine Rundung oder Krümmung umfasst, die im Querschnitt in eine elliptische oder kreisähnlichen Form (12) aufweist, deren Teilungsachse (13) die doppelte Länge des Rundungsradius (8) umfasst.
4. Strömungskörper (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (1 ) eine untere Kante (15) aufweist, die im Winkel (a) zur strömungsteilende Vorrichtung (2) angeordnet ist, wobei der Winkel (a) im Bereich von 10° bis 60°, insbesondere im Bereich von 10° bis 45°ausgeführt ist. Strömungskörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsteilenden Vorrichtung (2) oberhalb des Faserstoffsuspensionsstrahl (5) angeordnet ist, und so zu der unteren Kante des Strömungskörpers (15) einen Winkel (a) von 120° bis 170° aufweist. Strömungskörper (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (1) eine erste Seite und eine zweite, Seite aufweist und die strömungsteilende Vorrichtung (2) mit einem gekrümmten Ableitungselement (3) verbunden ist, welches dazu eingerichtet ist, eine der Strömungsteilung folgende Welle von der ersten Seite auf die zweite Seite des Strömungskörpers abzuleiten. Strömungskörper (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (1) eine Auffangvorrichtung (4) aufweist, die im Bereich über der strömungsteilenden Vorrichtung (2) oder dem Ableitungselement (3) so angeordnet ist, dass Tropfen die aus dem Faserstoffsuspensionsstrahl (5) und dem Randstreifen (5‘) im Bereich der Strömungsteilung entstehen können aufgefangen werden, wobei die Auffangvorrichtung (4) so geformt ist, dass die aufgefangenen Tropfen von dem Faserstoffsuspensionsstrahl (5) und der Papierbahn weggeleitet werden können. Strömungskörper (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (1) eine oder mehrere Spülvorrichtungen (14) aufweist, die durch eine Zuleitung und entsprechende Austrittsöffnungen - 14 -
Spülwasser an mindestens einer Seite des Strömungskörpers (1) ausbringen kann. Formatbegrenzungseinheit (7) in einer Langsiebmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Kartonoder Verpackungspapierbahn, umfassend einen Strömungskörper (1 ) zum Eintauchen in einen Faserstoffsuspensionsstrahl (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche ausgeführt ist. Formatbegrenzungseinheit (7) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (1 ) bei Verschleiß einfach getauscht werden kann, wobei der Strömungskörper vorzugsweise durch eine Schraub- oder Klemm-Verbindung in der Formatbegrenzungseinheit (7) befestigt ist und durch entsprechende formschlüssige Geometrie geeignet ist die Strömung des Faserstoffsuspensionsstrahl (5) ohne Störungen etwa durch größere Kanten oder Spalten zum Siebauftrittspunkt (6) zu führen. Verwendung einer Formatbegrenzungseinheit (7) mit einer strömungsteilenden Vorrichtung (2) umfassend einen Strömungskörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer Langsiebmaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Kartonoder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, wenigstens umfassend ein in Umfangsrichtung umlaufendes endloses Langsieb, einen Stoffauflauf, der über eine Stoffauflaufdüse die Faserstoffsuspension in einem Faserstoffsuspensionsstrahl (5) über die Breite des Langsiebes zu einer Faserstoffbahn aufbringt, und zwei Formatbegrenzungseinheiten (7), die auf zwei gegenüberliegenden Seiten parallel zur Bahnmitte (9) des Langsiebes angebracht sind, wobei die Formatbegrenzungseinheiten (7) - 15 - geeignet sind im Bereich des Faserstoffsuspensionsstrahles (5) und des Randes Langsiebes je einen Randstreifen (5‘) von dem Faserstoffsuspensionsstrahl (5) abzutrennen, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsteilende Vorrichtung (2) des Strömungskörpers (1) in einem Winkel (a‘), im Bereich von 10° bis 45°, in Bezug zur Ebene des Langsiebes (x-y-Achse) angeordnet ist. Verwendung einer Formatbegrenzungseinheit (7) nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Formatbegrenzungseinheit (7) mechanisch einstellbar ist, wobei Einstellung so erfolgt, dass die strömungsteilende Vorrichtung (2) im Bereich von 10° bis 45° in Bezug zur Ebene des Langsiebes (x-y-Achse) definierten eingestellt werden kann. Verwendung einer Formatbegrenzungseinheit (7) nach Anspruch 11 oder Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Formatbegrenzungseinheit (7), von der Bahn abgeschwenkt werden kann.
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