DE1561650B - Stoffauflauf für eine Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einer dem Austrittsspalt vorgeschalteten Strömungskammer, in der zur Vergleichmäßigung der Stoffströmung und Faserverteilung eine sich quer über die Breite des Auflaufes erstreckende Stauplatte eine Vielzahl paralleler, sich in Richtung des Austrittsspaltes erweiternder Diffusoren enthält. Eine solche Anordnung ist in dem älteren deutschen Patent 1 290 797 vorgeschlagen worden.

Um in einem Stoffauflaufkasten über die Breite des Austrittsspaltes im wesentlichen gleiche Stoffgeschwindigkeiten herbeizuführen, ist aus der USA.-Patentschrift 3 216 892 eine Stauplatte mit einer Vielzahl kleiner Durchtrittsöffnungen bekannt, zu denen versetzt in einer oder mehreren nachgeschalteten Stauplatten weitere Öffnungen mit größerem Durchmesser vorgesehen sind. Auf diese Weise soll die Stoffströmung über die Breite des Stoffauflaufes vergleichmäßigt werden. Um im Anschluß an die Mehrfachanordnung von Stauplatten noch vorhandene Querströmungen zu vermeiden, sind senkrechte zueinander parallele Führungsplatten in Maschinenrichtung angeordnet, wobei die dadurch entstehenden nebeneinander verlaufenden Kanäle jeweils eine Mehrzahl der aus der letzten Stauplatte austretenden Stoffstrahlen aufnehmen.

Aus der USA.-Patentschrift 3 098 787 ist schließlich ein Stoffauflauf bekannt, bei dem dem Austrittsspalt eine längere jedoch sehr flache Strömungskammer vorgeschaltet ist, in welcher mehrere Diffusorreihen in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Dabei geht jeder Diffusor der einen Reihe über eine Verengung in den Diffusor der nachgeschalteten Reihe über, und die Einzelströme vereinigen sich erst wieder vor dem Austrittsspalt nach Verlassen der Diffusoren-Reihenschaltung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der beim Eintritt in die Diffusoren erzielten Vergleichmäßigung der Faserverteilung und der in den Diffusoren erzielten Vergleichmäßigung der Stoff strömung über Breite und Höhe des Stoffauflaufs diesen erwünschten Strömungszustand bis zum Austrittsspalt aufrechtzuerhalten. Gegenüber einem Stoffauflauf der eingangs erläuterten Art besteht der erfindungsgemäße Unterschied zur Lösung der gestellten Aufgabe darin, daß stromab hinter den Diffusoren zueinander parallele, koaxial zu den Diffusoren angeordnete Kanäle zum Ausrichten der Strömung angeordnet sind, deren über die Länge gleichbleibender Querschnitt jeweils größer als der Querschnitt am Diffusor-Austritt ist.

Durch diesen Vorschlag wird vermieden, daß im Anschluß an die Diffusoren im Zuge der sich vereinigenden Stoffstrählen übermäßige Turbulenzen, Rück- und Querströme sowie daraus resultierende Faserzusammenballungen und ein unregelmäßiges Strömungsprofil entstehen. Die nachgeschalteten Richtkanäle mit gleichbleibendem Querschnitt führen zu einer weiteren Geschwindigkeitsverminderung und Druckerhöhung, wobei die mit den Diffusoren erzielte Vergleichmäßigung der Stoffströmung erhalten bleibt. Somit können sich die Einzelströme im Anschluß an die Kanäle zu einer im wesentlichen von Turbulenz und Querströmungen freien Längsströmung vereinigen.

Vorgenannte vorteilhafte Wirkungen werden in Ausgestaltung der Erfindung dadurch verbessert, wenn die Diffusoren, wie an sich bekannt, einen sich an ihren konisch erweiterten Abschnitt unmittelbar anschließenden zylindrischen Abschnitt aufweisen. Eine derartige Diffusoranordnung ist aus der USA.-Patentschrift 3 272 233 in einer Verteiler- bzw. Stauplatte bekannt, der eine Lochwalze nachgeschaltet ist. Eine weitgehend von Wirbelstrombildungen befreite Vereinigung der aus den Diffusoren kommenden Vielzahl von Einzelströmungen wird vorzugsweise dann erreicht, wenn die Kanäle eine im Verhältnis zu ihrem Querschnitt möglichst große Wandungsfläche aufweisen und zu diesem Zweck nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der Querschnitt der Kanäle polygonal ist.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine etwas schematische perspektivische Ansicht eines Stoffauflaufkastens in aufgeschnittener Darstellung;

F i g. 2 zeigt in perspektivischer Teildarstellung einen der Leitkanäle des Strömungselementes mit einem zugeordneten Diffusor; {

F i g. 3 ist eine Vorderansicht des Strömungselementes nach F i g. 1 mit den dazu ausgerichteten Diffusoren;

F i g. 4 zeigt eine . andere Ausführungsform des Strömungselementes nach F i g. 3, und

F i g. 5 ist eine weitere Ausführungsform des Strömungselementes nach F i g. 3.

Entsprechend Fig. 1 ist ein Stoff auflaufkasten 10 mit einem Austrittsspalt 11 versehen, über den in Suspension befindlicher Faserstoff auf das Maschinensieb 12 abgegeben wird. Das Maschinensieb 12 ist um eine Mehrzahl von Walzen, wie z. B. um die Walze 13, geführt.

Der zum Austrittsspalt 11 gelangende Papierstoff wird dem Auflaufkasten 10 über einen Einlaß 14 zugeführt und gelangt dabei zunächst in einen Verteiler 16, der an eine Vielzahl von Diffusoren 18 über eine entsprechend große Anzahl von Öffnungen 19 angeschlossen ist. Der Verteiler 16 erhält den Papierstoff mit einem ausreichend hohen Druck zugeführt, damit der Papierstoff durch die Diffusoren in Richtung auf den Austrittsspalt hindurchgedrückt werden kann.

Das stromabwärtige Ende der Diffusoren 18 besteht aus einer Vielzahl von Öffnungen 20, aus denen der Papierstoff mit relativ hoher Geschwindigkeit austritt. Der Gesamtquerschnitt der durch die Öffnungen 20 gemeinsam gebildeten freien Durchtrittsfläche ist wesentlich geringer als der offene Durchtrittsquerschnitt in dem darunterliegenden Abschnitt des Auflaufkastens 10. Aus diesem Grund tritt der Papierstoff aus den Diffusoren 18 in Form einer Vielzahl von Düsenstrahlen hoher Geschwindigkeit aus, die sich längs ihrer Strömungsrichtung allmählich im Querschnitt erweitern bzw. divergieren und sich auf dem Weg zum Austrittsspalt 11 zu einer geschlossenen Masse vereinigen. Bei dieser Vereinigung der Düsenstrahlen entstehen jedoch Wirbelströme, die bei der Papierherstellung unerwünschte Wirkungen mit sich bringen, indem sie zur Bildung von Faserstoffklumpen und anderen Unregelmäßigkeiten der auf dem Formsieb entstehenden Papierbahn führen. Um Wirbelströme zu vermeiden, ist hinter der Diffusoranordnung 17 ein Strömungsrichter 21 angeordnet, der eine Vielzahl von Leitkanälen 22 enthält, die jeweils mit der Öffnung eines Diffusors 18 fluchten.

Claims (3)

1. 3 4

   Der Durchtrittsquerschnitt eines jeden Leitkanals axiale Länge C = 250 mm und einen Innendurch-22 ist größer als der Öffnungsquerschnitt eines Diffu- messer von 35 mm. Der größte Innendurchmesser sors an der Stelle 20. Der aus Papierstoffsuspension des konischen Abschnittes 31 entspricht dem Innenbestehende Düsenstrahl, der sich nach dem Austritt durchmesser des zylindrischen Abschnittes 32. Der aus dem Diffusor aufweitet, legt sich demzufolge an 5 Leitkanal 22 ist dem Diffusoraustritt in einem Abdie Seitenwandungen der Leitkanäle 22 an, wobei stand D = 75 mm nachgeschaltet. Die Außenabmesein wesentlicher Anteil der in den Düsenstrahlen sung des Leitkanals 22 (Seitenlänge) beträgt 70 mm enthaltenen kinetischen Energie vernichtet wird. Die im Quadrat, während die axiale Länge E = 300 mm durch Düsenstrahlen hoher Geschwindigkeit hervor- mißt.

   gerufenen Wirbelströme treten erfahrungsgemäß im io Unter Verwendung der vorstehend angegebenen

   stromaufwärtigen Bereich der Leitkanäle 22 auf. Da Bemessungsbeispiele ergeben sich innerhalb des

   jedoch der Papierstoff berm Durchströmen der Leit- Diffusors 18 und des Strömungskanals 32 folgende

   kanäle erheblich an Geschwindigkeit verliert, wird Strömungsgeschwindigkeiten:

   das Entstehen von Wirbelströmen fast vollständig Bei einem gegebenen Druck beträgt die Geschwinbeseitigt. Wenn die Fasersuspension die Leitkanäle 15 digkeit des durch den zylindrischen Eintrittsabschnitt 22 verläßt, vereinigt sie sich somit im wesentlichen 30 fließenden Papierstoffes 5,48 m/s. Die Geschwinfrei von Wirbelströmen. Es kann angenommen wer- digkeit des Papierstoffes bei Durchströmung des im den, daß dieser erwünschte Vorgang auf Grund der Durchmesser vergrößerten zylindrischen Abschnittes Verzögerung durch den Strömungsrichter 21 statt- 32 des Diffusors 18 beträgt 1,79 m/s. Die Geschwinfindet und auch auf Grund der Querschnittsform der ao digkeit des Papierstoffes beim Austritt aus dem Leit-Düsenstrahlen im Anschluß an den Strömungsrichter. kanal 22 beträgt 0,365 m/s. Der Leitkanal 22 setzt Falls beispielsweise der Querschnitt der die Diffu- demnach die Geschwindigkeit des Papierstoffes im soren 18 verlassenden Düsenstrahlen zylindrisch ist, Auflaufkasten 10 beträchtlich herab und bietet die liegen anfänglich nur ihre tangentialen Umfangs- Möglichkeit, daß sich der Papierstoff ganz allmählich bereiche aneinander, um dazwischen einen relativ 25 frei von Wirbelströmen vereinigt. Diese gleichmäßige großen freien Raum freizulassen, in denen sich Vereinigung der Düsenstrahlen beim Durchfluß durch Wirbelströme entwickeln können. Da andererseits den Auflaufkasten 10 ist teilweise auf den relativ der Durchtrittsquerschnitt in den Leitkanälen 22 ent- großen offenen Durchtrittsquerschnitt an der Aussprechend F i g. 3 quadratisch ist, steht zwischen be- gangsseite des Strömungsrichters 21 zurückzuführen, nachbarten Düsenstrahlen eine größere Umfangs- 30 Als Beispiel sei angenommen, daß der Durchtrittsfläche zur Verfügung, wodurch der freie Raum oder querschnitt des Strömungsrichters 21 84 Vo der Querdie offene Querschnittsfläche merklich verringert ist, schnittsfiäche des dahinterliegenden Bereiches des innerhalb der sich Wirbelströme entwickeln könnten. Auflaufkastens ausmacht. Ein Vergleich mit der an-Der Papierstoff ist deshalb beim Austritt aus dem nähernd 17% offenen Durchtrittsquerschnittfläche Strömungsrichter 21 im wesentlichen frei von Wirbel- 35 am Ende der Diffusoren zeigt, daß der Strömungsströmen und wird dem Austrittsspalt 11 in Form richter 21 eine beträchtliche Verbesserung im Hineiner gleichmäßigen stabilen Strömung ohne Faser- blick auf das Vermischen der Düsenstrahlen mit sich zusammenballungen oder andere Fehler zugeführt. bringt. Darüber hinaus wird ein wesentlicher Anteil

   Der Verteiler 16 verjüngt sich von seinem breiteren der kinetischen Energie der die Diffusoren verlassendem Einlaß 14 zugekehrten Ende kontinuierlich in 40 den Düsenstrahlen an den Seitenwänden der Leit-Richtung auf ein schmäleres Ende in der Nähe eines kanäle 22 in der Nähe des Austritts aus den Diffunachgeschalteten Auslasses 23. Durch diese Maß- soren 18 vernichtet. Schließlich bewirkt der Rückfluß nähme wird an sämtlichen Öffnungen 19 ein im in dem Bereich, in dem die Diffusoren das Ströwesentlichen gleichbleibender Druckgradient auf- mungsmedium in den statisch wirkenden Strömungsrechterhalten, der seinerseits eine gleichförmige 45 richter 21 abgeben, daß die stromaufwärtigen Kanten Papierstoffströmung durch die Diffusoren 18 gewähr- der Leitkanäle von Faseraufbau bzw. -ansammlungen leistet. Der Auslaß 23 des Verteilers 16 ist über eine freibleiben.

   Leitung 27 an einem sekundären Einlaß 26 ange- F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des

   schlossen. Der dem Verteiler 16 zugeführte Papier- Strömungsrichters 21, bei dem die Leitkanäle 22' mit

   stoff, der nicht in die Diffusoren 18 eintritt, wird 50 rechteckigem Querschnitt ausgeführt sind. Nach

   somit nochmals dem sekundären Einlaß 26 zugeleitet F i g. 5 kann der Querschnitt der Leitkanäle 22' auch

   und vermischt sich dabei mit dem durch den Einlaß sechseckig sein. Schließlich ist es auch entsprechend

   14 in den Verteiler eintretenden Papierstoff. Inner- F i g. 6 möglich, den Querschnitt der Leitkanäle 22'"

   halb der Leitung 27 kann eine Pumpe vorgesehen rund auszuführen,

   werden, um den Strömungsdruck zu erhöhen. 55 „ ·· r,

   Fig. 2 zeigt die näheren Einzelheiten für einen Patentansprüche:

   Diffusor 18 und für einen Leitkanal 22 des Strö- 1. Stoff auflauf für eine Papiermaschine mit

   mungsrichters 21. Bei diesem Ausführungsbeispiel einer dem Austrittsspalt vorgeschalteten Strö-

   der Erfindung haben die nachfolgend angegebenen mungskammer, in der zur Vergleichmäßigung der

   Abmessungen zu besonders günstigen Ergebnissen 60 Stoffströmung und Faserverteilung eine sich quer

   geführt. Der Eintrittsabschnitt 30 des Diffusors ist über die Breite des Auflaufes erstreckende Stau-

   mit einer axialen Länget = 100mm und einem platte eine Vielzahl paralleler, sich in Richtung

   Innendurchmesser von 20 mm ausgeführt. des Austrittsspalts erweiternder Diffusoren ent-

   Der konische Abschnitt 31 des Diffusors besitzt hält, dadurch gekennzeichnet, daß

   eine axiale Länge B = 250 mm, wobei der kleinere 65 stromab hinter den Diffusoren (18) zueinander

   Durchmesser des konischen Abschnittes 31 gleich parallele, koaxial zu den Diffusoren (18) ange-

   dem Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 30 ordnete Kanäle (22) zum Ausrichten der Strö-

   ist. Der Abschnitt 32 größeren Durchmessers hat eine mung angeordnet sind, deren über die Länge

   gleichbleibender Querschnitt jeweils größer als der Querschnitt am Diffusoraustritt (20) ist.
2. 2. Stoffauflaufkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusoren — wie an sich bekannt — einen sich an ihren konisch erweiterten Abschnitt (31) unmittelbar anschließenden zylindrischen Abschnitt (32) aufweisen.
3. 3. Stoffauflaufkasten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Richtkanäle (22) polygonal ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen