DE1561650C

DE1561650C - Headbox for a paper machine

Info

Publication number: DE1561650C
Authority: DE
Inventors: Jerome Phillip Neenah Wis.; Boyce William Brian Rockton IH.; Brezinski (V.St.A.)
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Publication date: 1972-06-29

Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine an ihren konisch erweiterten Abschnitt unmittelbar Papiermaschine mit einer dem Austrittsspalt vorge- anschließenden zylindrischen Abschnitt aufweisen, schalteten Strömungskammer, in der zur Vergleich- Eine derartige Diffusoranordnung ist aus der USA.-mäßigung der Stoffströmung und Faserverteilung eine Patentschrift 3 272 233 in einer Verteiler- bzw. Stausich quer über die Breite des Auflaufes erstreckende 5 platte bekannt, der eine Lochwalze nachgeschaltet ist. Stauplatte eine Vielzahl paralleler, sich in Richtung Eine weitgehend von Wirbelstrombildungen bedes Austrittsspaltes erweiternder Diffusoren enthält. . freite Vereinigung der aus den Diffusoren kommen-Eine solche Anordnung ist in dem älteren deutschen den Vielzahl von Einzelströmungen wird vorzugs-Patent 1 290 797 vorgeschlagen worden. weise dann erreicht, wenn die Kanäle eine im Ver-The invention relates to a headbox for a directly widened section at its conically Have paper machine with a cylindrical section upstream of the exit gap, switched flow chamber in which, for comparison, such a diffuser arrangement is from the USA the material flow and fiber distribution is a patent specification 3,272,233 in a distribution or storage pool known across the width of the casserole 5 plate, which is followed by a perforated roller. Baffle plate a multitude of parallel, in the direction of a largely bedes of eddy currents Contains exit slit widening diffusers. . free association of the one coming out of the diffusers such an arrangement is preferred in the older German patent 1,290,797. is reached when the channels

Um in einem Stoffauflaufkasten über die Breite io hältnis zu ihrem Querschnitt möglichst großeTo in a headbox across the width io ratio to their cross-section as large as possible

des Austrittsspaltes im. wesentlichen gleiche Stoff- Wandungsfläche aufweisen und zu diesem Zweckof the exit slit in. have essentially the same material wall area and for this purpose

geschwindigkeiten herbeizuführen, ist aus der USA.- nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung derTo bring about speeds is from the USA - according to a further proposal of the invention of

Patentschrift 3 216 892 eine .Stauplatte mit einer Querschnitt der Kanäle polygonal ist,Patent specification 3 216 892 a .Stauplatte with a cross-section of the channels is polygonal,

Vielzahl kleiner Durchtrittsöffnungen bekannt, zu Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der in denThe invention is described below with reference to the in the

denen versetzt in einer oder mehreren nachgeschal- 15 Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher er-which are offset in one or more subsequent embodiments shown in more detail

teten Stauplatten weitere Öffnungen mit größerem läutert.teten stowage plates clears further openings with larger ones.

Durchmesser vorgesehen sind. 'Auf diese Weise soll F i g. 1 zeigt eine etwas schematische perspekti-Diameter are provided. 'In this way, F i g. 1 shows a somewhat schematic perspective

die Stoffströmung über die Breite des Stoffauflaufes vische Ansicht eines Stoffauflaufkastens in aufge-the flow of material across the width of the headbox vical view of a headbox in

vergleichmäßigt werden. Um im Anschluß an die schnittener Darstellung;be leveled out. In order to follow the cut representation;

Mehrfachanordnung von Stauplatten noch vorhandene 20 Fig. 2 zeigt in perspektivischer TeildarstellungMultiple arrangements of stowage plates still present. FIG. 2 shows a partial perspective view

Querströmungen zu vermeiden,. sind senkrechte zu- einen der Leitkanäle des Strömungselementes mitAvoid cross currents. are perpendicular to one of the guide channels of the flow element with

einander parallele Führungsplatten in Maschinen- einem zugeordneten Diffusor;guide plates parallel to one another in machine-an associated diffuser;

richtung angeordnet, wobei die dadurch entstehenden Fig. 3 ist eine Vorderansicht des Strömungsele-arranged direction, the resulting Fig. 3 is a front view of the flow element

nebeneinander verlaufenden Kanäle jeweils eine mentes nach F i g. 1 mit den dazu ausgerichtetenchannels running next to one another each have a mentes according to FIG. 1 with the aligned

Mehrzahl der aus der letzten Stauplatte austretenden 25 Diffusoren; .Most of the 25 diffusers emerging from the last baffle; .

Stoffstrahlen aufnehmen. Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform desRecord material rays. Fig. 4 shows another embodiment of the

Aus der USA.-Patentschrift 3098787 ist schließ- Strömungselementes nach Fig. 3, und . *
lieh ein Stoffauflauf bekannt, bei dem dem Austritts- Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des Ströspalt eine längere jedoch sehr flache Strömungs- mungselementes nach Fig. 3. .
kammer vorgeschaltet ist, in welcher mehrere Di ffu- 3° Entsprechend Fig. 1 ist ein Stoffauflaufkasten 10 sorreihen in Strömungsrichtung hintereinander ange- mit einem Austrittsspalt 11 versehen, über den in ordnet sind. Dabei geht jeder Diffusor der einen Suspension befindlicher Faserstoff auf das Maschinen-Reihe über eine Verengung in den Diffusor der nach- sieb 12 abgegeben wird. Das Maschinensieb 12 ist geschalteten Reihe über, und die Einzelströme ver- um eine Mehrzahl von Walzen, wie z. B. um die einigen sich erst wieder vor dem Austrittsspalt nach 35 Walze 13, geführt.
Verlassen der Diffusoren-Reihenschaltung. Der zum Austrittsspalt 11 gelangende PapierstoffFrom the United States patent specification 3098787 is closing flow element according to Fig. 3, and. *
borrowed a headbox known in which the outlet Fig. 5 is a further embodiment of the flow gap is a longer but very flat flow element according to FIG.
chamber is connected upstream, in which several di ff- 3 ° According to FIG. 1, a headbox 10 is arranged one behind the other in the direction of flow with an outlet gap 11 through which are arranged. Each diffuser of the fibrous material in a suspension goes to the machine row via a constriction into the diffuser, which is discharged after the sieve 12. The machine screen 12 is connected in series, and the individual streams around a plurality of rollers, such as. B. to agree only again in front of the exit gap after 35 roller 13 out.
Leaving the diffuser series connection. The paper stock reaching the exit gap 11

Der Erfindung liegt- die Aufgabe zugrunde, unter' wird dem Auflaufkasten 10 über einen Einlaß 14 zuBeibehaltung der beim Eintritt in die Diffusoren er- geführt und gelangt dabei zunächst in einen Verteiler zielten Vergleichmäßigung der Faserverteilung und 16, der an eine Vielzahl von Diffusoren 18 über eine der in den Diffusoren erzielten Vergleichmäßigung 40 entsprechend große Anzahl von Öffnungen 19 angeder Stoffströmung über Breite und Höhe des Stoff- schlossen ist. Der Verteiler 16 erhält den Papierstoff auflaufs diesen erwünschten Strömungszustand bis mit einem ausreichend hohen Druck zugeführt, dazum Austrittsspalt aufrechtzuerhalten. Gegenüber mit der Papierstoff durch die Diffusoren in Richtung einem Stoffauflauf der eingangs erläuterten Art be- auf den Austrittsspalt hindurchgedrückt werden kann, steht der erfindungsgemäße Unterschied zur Lösung 45 Das stromabwärtige Ende der Diffusoren 18 besteht der gestellten Aufgabe darin, daß stromab hinter den aus einer Vielzahl von Öffnungen 20, aus denen der Diffusoren zueinander parallele, koaxial zu den Papierstoff mit relativ hoher Geschwindigkeit aus-Diffusoren angeordnete Kanäle zum Ausrichten der tritt. Der Gesamtquerschnitt der durch die Öffnungen Strömung angeordnet sind, deren über die Länge 20 gemeinsam gebildeten freien Durchtrittsfläche ist gleichbleibender Querschnitt jeweils größer als der' 5° wesentlich geringer als der offene Durchtrittsquer-Querschnitt am Diffusor-Austritt ist. . schnitt in dem dahinterliegenden Abschnitt des Auf-The invention is based on the object of maintaining the headbox 10 via an inlet 14 which occurs when entering the diffusers and initially reaches a distributor aimed at equalizing the fiber distribution and 16, which is fed to a large number of diffusers 18 via a the equalization achieved in the diffusers 40 correspondingly large number of openings 19 is different Material flow across the width and height of the material closures. The distributor 16 receives the paper stock Auflaufs this desired flow state is supplied to with a sufficiently high pressure for this Maintain exit gap. Opposite with the paper stock through the diffusers in the direction a headbox of the type explained at the beginning can be pushed through onto the outlet gap, is the difference according to the invention to the solution 45. The downstream end of the diffusers 18 is made the task set is that downstream behind the from a plurality of openings 20, from which the Diffusers parallel to each other, coaxial with the paper stock at a relatively high speed from diffusers arranged channels for aligning the occurs. The total cross section of the through the openings Flow are arranged, the free passage area formed jointly over the length 20 is constant cross-section, each greater than the '5 °, significantly smaller than the open passage cross-section is at the diffuser outlet. . cut in the section of the

Durch diesen Vorschlag wird vermieden, daß im laufkastens 10. Aus diesem Grund tritt der Papier-Anschluß an die Diffusoren im Zuge der sich ver- stoff aus den Diffusoren 18 in Form einer Vielzahl einigenden Stoffstrahlen übermäßige Turbulenzen, von Düsenstrahlen hoher Geschwindigkeit aus, die Rück- und Querströme sowie daraus resultierende 55 sich längs ihrer Strömungsrichtung allmählich im Faserzusammenballungen und ein unregelmäßiges Querschnitt erweitern bzw. divergieren und sich auf Strömungsprofil entstehen. Die nachgeschalteten dem Weg zum Austrittsspalt 11 zu einer geschlosse-Richtkanäle mit gleichbleibendem Querschnitt führen nen Masse vereinigen. Bei dieser Vereinigung der zu einer weiteren Geschwindigkeitsverminderung und Düsenstrahlen entstehen jedoch Wirbelströme, die Druckerhöhung, wobei die mit den Diffusoren er- 60 bei der Papierherstellung unerwünschte Wirkungen zielte Vergleichmäßigung der Stoffströmung erhalten mit sich bringen, indem sie zur Bildung von Faserbleibt. Somit können sich die Einzelströme im An- stoffklumpen und anderen Unregelmäßigkeiten der Schluß an die Kanäle zu einer im wesentlichen von auf dem Formsieb entstehenden Papierbahn führen. Turbulenz und Querströmungen freien Längsströ- Um Wirbelströme zu vermeiden, ist hinter der niüng vereinigen. ⁶5 Diffusoranordnung 17 ein Strömungsrichter 21 an-This suggestion avoids excessive turbulence in the barrel box 10. For this reason, the paper connection to the diffusers occurs in the course of the material jets from the diffusers 18 in the form of a large number of unifying jets of substance, from high-speed jet jets, the back - and cross-currents as well as the resulting 55 gradually expand or diverge along their flow direction in the fiber agglomeration and an irregular cross-section and arise on the flow profile. The downstream of the path to the exit gap 11 lead to a closed-straightening channels with a constant cross-section lead NEN mass. With this combination of the further reduction in speed and nozzle jets, however, eddy currents, the pressure increase, occur, whereby the uniformity of the material flow aimed at with the diffusers during papermaking bring with them, by remaining to the formation of fibers. In this way, the individual flows in the lump of material and other irregularities in the vicinity of the channels can lead to a paper web that is essentially produced on the forming wire. Turbulence and cross-currents free longitudinal currents In order to avoid eddy currents, unite behind the niüng. ⁶ 5 Diffuser arrangement 17 a flow straightener 21

Vorgcnannte vorteilhafte Wirkungen werden in geordnet, der eine Vielzahl von Leitkanälen 22 entAusgestaltung der Erfindung dadurch verbessert, hält, die jeweils mit der Öffnung eines Diffusors 18 wenn die Diffusoren, wie an sich bekannt, einen sich fluchten.The aforementioned advantageous effects are arranged in the form of a plurality of guide channels 22 The invention thereby improves, holds, each with the opening of a diffuser 18 when the diffusers, as is known per se, are aligned.

Claims

3 43 4

The passage cross-section of each guide channel, axial length C = 250 mm and an inner diameter 22, is greater than the opening cross-section of a diffuser of 35 mm. The largest inside diameter sors at point 20. The paper stock suspension of the conical section 31 corresponds to the inside nozzle jet, which after the exit diameter of the cylindrical section 32 expands The side walls of the guide channels 22 adjoin, with D = 75 mm downstream. The outer dimension is a substantial proportion of the kinetic energy contained in the nozzle jets solution of the guide channel 22 (side length) is 70 mm. The square, while the axial length E - 300 mm through high-speed jet jets.

As experience shows, called eddy currents occur in the io using the above

upstream area of the guide channels 22. Since dimensioning examples arise within the

however, the paper stock when flowing through the guide diffuser 18 and the flow channel 32 follows

channels loses speed considerably, flow velocities become:

the creation of eddy currents almost completely At a given pressure the velocity is eliminated. When the fiber suspension passes through the guide channels 15 through the cylindrical inlet section 22 leaves, it thus unites essentially 30 flowing paper stock 5.48 m / s. The speed free of eddy currents. It can be assumed that the paper stock will flow through the im the fact that this desired process due to the enlarged diameter of the cylindrical portion The delay caused by the flow straightener 21 instead of 32 the diffuser 18 is 1.79 m / s. The speed and also due to the cross-sectional shape of the paper stock when it emerges from the guide jet following the flow straightener. channel 22 is 0.365 m / s. The guide channel 22 continues If, for example, the cross-section of the diffuser corresponds to the speed of the paper stock im sensors 18 leaving the nozzle jets is cylindrical, head box 10 considerably. down and offers the are initially only their tangential circumference possibility that the paper stock is very gradually areas to each other to unite a relatively free of eddy currents between them. This even To leave large free space in which the nozzle jets unite as they flow through Eddy currents can develop. On the other hand, since the headbox 10 is partially due to the relative the passage cross-section in the guide channels 22 comprises the open passage cross-section at the mouth Fig. 3 is square, is to be traced back between the inlet side of the flow straightener 21, adjacent nozzle jets have a larger circumferential 30 As an example, assume that the passage area available, whereby the free space or cross-section of the flow straightener 21 is 84% of the transverse die open cross-sectional area is markedly reduced, sectional area of the underlying area of the within which eddy currents could develop. Casserole box. A comparison with the other Paper stock is therefore at the exit from the approximately 17% open cross-sectional area Flow straightener 21 essentially free of eddies 35 at the end of the diffusers shows that the flow streams and the outlet gap 11 in the form of straightener21 a considerable improvement in a uniform, stable flow without a fiber view of the mixing of the nozzle jets with it agglomerations or other errors. brings. In addition, a significant proportion

The manifold 16 tapers from its wider one of the kinetic energy of that exiting the diffusers Inlet 14 facing end continuously in 40 the nozzle jets on the side walls of the guide direction to a narrower end near a channel 22 near the exit from the diffuser Outlet 23. Destroyed by these measures 18. Eventually the reflux effects would take at all openings 19 in the area in which the diffusers the flow ' Maintain a substantial constant pressure gradient of the absorbing medium in the statically acting flow, which in turn emits a uniform 45 funnel 21 that the upstream edges Paper stock flow through the diffusers 18 ensures guide channels for fiber build-up or collections perform. The outlet 23 of the distributor 16 is left free via one.

Line 27 attached to a secondary inlet 26. 4 shows another embodiment of the

closed. The paper flow straightener 21 fed to the distributor 16, in which the guide channels 22 'with

material that does not enter the diffusers 18 will have a rectangular cross-section. To

thus again fed to the secondary inlet 26. FIG. 5, the cross section of the guide channels 22 'can also

and thereby mingles with the being hexagonal through the inlet. After all, it is also appropriate

14 paper stock entering the manifold. Inner- Fig. 6 possible, the cross-section of the guide channels 22 '' '

half of the line 27, a pump can be designed to be round,

to increase the flow pressure. 55 _ ..

Fig. 2 shows the details for a patent claim:

Diffuser 18 and for a guide channel 22 of the flow 1. Headbox for a paper machine with

converter 21. In this embodiment, a flow upstream of the outlet gap

of the invention have the following specified mungskammer in which to even out the Dimensions for particularly favorable results 60 Material flow and fiber distribution crosswise

guided. The inlet section 30 of the diffuser is a stagnation that extends across the width of the ramp

with an axial length A = 100 mm and a plate a multitude of parallel, extending in the direction

Internal diameter of 20 mm. the diffusers widening the exit slit

The conical section 31 of the diffuser has holds, characterized in that it has an axial length B - 250 mm, the smaller 65 downstream behind the diffusers (18) to one another

The diameter of the conical section 31 is parallel and coaxially to the diffusers (18).

the diameter of the cylindrical section 30 arranged channels (22) for aligning the flow

is. The section 32 of larger diameter has a mung are arranged over the length

constant cross-section is larger than the cross-section at the diffuser outlet (20).

2. Headbox according to claim 1, characterized in that the diffusers - as on known - a directly adjoining its conically widened section (31) have cylindrical portion (32).

3. headbox according to claim 1 and 2, characterized in that the cross section of the straightening channels (22) is polygonal.

1 sheet of drawings