DE20015471U1

DE20015471U1 - Turbulence bar to be installed in the lip channel of a headbox of a paper machine

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Publication number: DE20015471U1
Application number: DE20015471U
Authority: DE
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2000-11-16
Anticipated expiration: 2010-09-08

Description

PATENTANWALT Fasanenstr. 7PATENT ATTORNEY Fasanenstr. 7 DR.-ING. WERNER LORENZ D-89522 HeidenheimDR.-ING. WERNER LORENZ D-89522 Heidenheim

06.09.200006.09.2000

Akte: FOR 4994GM/DEFile: FOR 4994GM/DE

Anmelder:Applicant:

Valmet Corporation
Fabianinkatu 9 A
FIN-00130 Helsinki
FinnlandValmet Corporation
Fabianinkatu 9 A
FIN-00130 Helsinki
Finland

To be installed in the lip channel of a paper machine headbox

TurbulenzbarteTurbulence beard

Gegenstand der Erfindung ist eine im Lippenkanal eines Stoffauflaufs einer Papiermaschine oder dergleichen anzubringende Turbulenzbarte, deren beide ebenen Flächen in Strömungsrichtung verlaufende Nuten aufweisen, die sich nur über einen Teil der Länge der Barte erstrecken, beginnend an einer zwischen ihrer Einlaufkänte und ihrer Auslaufkante liegenden Stelle und endend an der Spitze der Barte.The subject matter of the invention is a turbulence beard to be installed in the lip channel of a headbox of a paper machine or the like, the two flat surfaces of which have grooves running in the direction of flow, which extend only over a part of the length of the beard, starting at a point between its inlet edge and its outlet edge and ending at the tip of the beard.

Es ist bekannt, im Lippenkanal eines Stoffauflaufs eine oder mehrere sich über dessen ganze Breite erstrekkende Barten anzuordnen, die in Strömungsrichtung gesehen mit ihrer Einlaufkante hinter dem sich in den Lippenkanal öffnenden Turbulenzrohrsystem befestigtIt is known to arrange one or more baleens extending over the entire width of a headbox in the lip channel, which are attached with their inlet edge behind the turbulence tube system opening into the lip channel, as seen in the direction of flow.

sind und die an ihrer Auslaufkante frei in der durch den Lippenkanal vorwärtsdringenden Stoffsuspensionsströmung schwimmen. Diese Barten haben nicht nur die Aufgabe, die einzelnen Schichten der aus den Rohren des Turbulenzgenerators austretenden Stoffströmung voneinander getrennt zu halten (Mehrschichtstoffauflaufe) , sondern auch Turbulenz großen Maßstabs zu verhindern und in der Strömung eine Turbulenz kleinen Maßstabs zu erzeugen, was zur Erzielung einer guten Formation in der auf den Stoffauflauf folgenden Bahnformationspartie beiträgt.and which float freely at their outlet edge in the stock suspension flow advancing through the lip channel. These baleen not only have the task of keeping the individual layers of the stock flow emerging from the tubes of the turbulence generator separate from one another (multi-layer headboxes), but also of preventing large-scale turbulence and generating small-scale turbulence in the flow, which contributes to achieving good formation in the web formation section following the headbox.

Vom Stand der Technik sind Turbulenzbarten bekannt, bei denen eine oder beide ebenen Flächen der Barte in Strömungsrichtung verlaufende Nuten aufweisen, die sich über die ganze Länge der Barte oder nur einen Teil davon erstrecken können (US 4,941,950). Mit Hilfe der Nuten wird der Strömungswiderstand der Bartenfläche in Querrichtung der Maschine vergrößert und die Turbulenz in Maschinenrichtung verringert, wodurch die Steifigkeit der herzustellenden Mehrschichtbahn abnimmt. Bei einer zweiten bekannten Lösung (US 5,639,352) sind an der Spitze der Turbulenzbarte kleinere Strömungskanäle vorgesehen, die die an der Barte vorbeiströmende Stoffströmung in mehrere Teilströmungen aufteilen und diese zu einer auf die Bartenspitze folgende hinsichtlich der Strömung toten Stelle führen. Diese Strömungskanäle zeichnen sich dadurch aus, daß deren Tiefe entweder in Richtung der Bartenspitze zunimmt oder in Strömungsrichtung auf der ganzen Strecke konstant bleibt.Turbulence beards are known from the prior art in which one or both flat surfaces of the beard have grooves running in the direction of flow, which can extend over the entire length of the beard or only part of it (US 4,941,950). With the help of the grooves, the flow resistance of the beard surface in the cross direction of the machine is increased and the turbulence in the machine direction is reduced, which reduces the stiffness of the multi-layer web to be produced. In a second known solution (US 5,639,352), smaller flow channels are provided at the tip of the turbulence beard, which divide the material flow flowing past the beard into several partial flows and lead these to a dead spot in terms of flow following the tip of the beard. These flow channels are characterized by the fact that their depth either increases in the direction of the tip of the beard or remains constant in the direction of flow along the entire length.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turbulenzbarte neuer Gattung zu schaffen, mit der die Turbulenz der Stoffsuspension im Lippenkanal des Stoffauflaufs kontrolliert werden kann derart, daß sich als Ergebnis eine in der Formation gleichmäßige Bahn bildet. The invention is based on the object of creating a new type of turbulence beard with which the turbulence of the stock suspension in the lip channel of the headbox can be controlled in such a way that a uniform web is formed as a result.

Beide ebenen Flächen der erfindungsgemäßen Turbulenzbarte weisen in an sich bekannter Weise in Strömungsrichtung verlaufende Nuten auf, die sich nur über einen Teil der Länge der Barte erstrecken, beginnend an einer zwischen ihrer Einlaufkante und ihrer Auslaufkante liegenden Stelle und endend an der Spitze der Barte. Bei dieser Lösung ist neu, daß sowohl die Dicke der Barte als auch die Tiefe der Nuten sich an der Spitze der Barte verjüngen.Both flat surfaces of the turbulence beard according to the invention have grooves running in the direction of flow in a manner known per se, which extend over only part of the length of the beard, starting at a point between its inlet edge and its outlet edge and ending at the tip of the beard. What is new in this solution is that both the thickness of the beard and the depth of the grooves taper at the tip of the beard.

Die Dicke der Barte ist vorzugsweise auf dem Hauptteil ihrer Länge im wesentlichen konstant und sie wird nur in der Nähe der Spitze kleiner.The thickness of the beard is preferably essentially constant along the main part of its length and it only becomes smaller near the tip.

Die Nutung der Auslaufkante der Turbulenzbarte verhindert die Bildung großer Turbulenzen und vorzeitige Ablösung der Strömung von der Oberfläche der Barte und verbessert somit die herzustellende Papierqualität. Sie gibt der Bahn gleichmäßige Formation und verhindert Streifenbildung. Durch Änderung der Nutenbreite kann die Größe der Flocken beeinflußt werden. Im allgemeinen sollte die Breite der Nuten aufgrund der Faserlänge des zu speisenden Stoffs gewählt werden der-Grooving the exit edge of the turbulence beard prevents the formation of large turbulences and premature detachment of the flow from the surface of the beard and thus improves the quality of the paper produced. It gives the web a uniform formation and prevents streaking. The size of the flakes can be influenced by changing the groove width. In general, the width of the grooves should be selected based on the fiber length of the material to be fed.

art, daß bei langfaserigem Stoff eine größere Nutenbreite verwendet wird als bei kurzfaserigem Stoff.type that a larger groove width is used for long-fibre fabric than for short-fibre fabric.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Figuren genauer erläutert.In the following, the invention is explained in more detail with reference to the attached figures.

Fig. 1 zeigt einen mit Turbulenzbarten ausgerüsteten Stoffauflauf.Fig. 1 shows a headbox equipped with turbulence whiskers.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Turbulenzbarte von oben gesehen.Fig. 2 shows a turbulence beard according to the invention seen from above.

Fig. 3 zeigt den Längsschnitt I-I durch die Turbulenzbarte nach Fig. 2.Fig. 3 shows the longitudinal section I-I through the turbulence beard according to Fig. 2.

Fig. 4 zeigt den Teil II-II der Turbulenzbarte nach Fig. 2 gegen die Spitze gesehen.Fig. 4 shows part II-II of the turbulence beard according to Fig. 2 seen towards the tip.

Der in Fig. 1 gezeigte Stoff auf lauf 10 besteht in Strömungsrichtung der Stoffsuspension gesehen aus Verteiler 11, Rohrsystem 12, Ausgleichskammer 13, Turbulenzgenerator 14 und Lippenkanal 15, wonach die Stoffsuspensionsströmung durch eine Lippenöffnung 16 auf die Siebpartie (nicht dargestellt) ausströmt. Im Lippenkanal 15 des Stoffauflaufs befindet sich eine Reihe von Turbulenzbarten 20, die mit ihrer Einlaufkante hinter den Strömungskanälen des Turbulenzgenerators 14 befestigt sind derart, daß sie die aus den übereinander liegenden Strömungskanalreihen austretenden Stoffsuspensionsströmungen voneinander trennen. Die Auslaufkante jeder Barte 20 schwimmt frei auf der Stoff-The headbox 10 shown in Fig. 1 consists of distributor 11, pipe system 12, compensation chamber 13, turbulence generator 14 and lip channel 15, viewed in the direction of flow of the stock suspension, after which the stock suspension flow flows out through a lip opening 16 onto the wire section (not shown). In the lip channel 15 of the headbox there is a row of turbulence whiskers 20, which are attached with their inlet edge behind the flow channels of the turbulence generator 14 in such a way that they separate the stock suspension flows emerging from the rows of flow channels lying one above the other. The outlet edge of each whisker 20 floats freely on the stock

Suspensionsströmung im Lippenkanal 15.Suspension flow in the lip canal 15.

In Fig. 2 bis 4 ist die erfindungsgemäße Turbulenzbarte 20 aus drei Richtungen gesehen. Die Richtung der StoffSuspensionsströmung im Stoffauflauf ist durch den Pfeil 30 gekennzeichnet. An der Einlaufkante der Barte 20 ist ein Gelenk 22, mit dem die Barte hinter dem Turbulenzgenerator schwenkbar befestigt werden kann. Beide in Strömungsrichtung verlaufenden ebenen Flächen 23a und 23b der Barte 20 sind am auslaufseitigen Ende mit Nuten 21a und 21b versehen, deren Richtung im wesentlichen die gleiche ist wie die Richtung 30 der an den ebenen Flächen 23a und 23b entlang fließenden Strömung. Die Dicke der Barte 20, d.h. der Abstand zwischen den ebenen Flächen 23a und 23b, ist über den größten Teil der Länge der Barte 20 im wesentlichen konstant. Ganz in der Nähe der Bartenspitze 24 ändert sich die Dicke des Plattenmaterials jedoch und mit der Verjüngung der Barte 20 verringert sich auch die Tiefe der Nuten 21a und 21b. Es können auch Barten verwendet werden, deren Dicke sich die ganze Zeit in Strömungsrichtung auf einer Strecke verringert, auf der die Stoffsuspension mit der Turbulenzbarte in Berührung ist.In Fig. 2 to 4, the turbulence beard 20 according to the invention is seen from three directions. The direction of the stock suspension flow in the headbox is indicated by the arrow 30. At the inlet edge of the beard 20 there is a joint 22 with which the beard can be pivotally attached behind the turbulence generator. Both flat surfaces 23a and 23b of the beard 20 running in the direction of flow are provided with grooves 21a and 21b at the outlet end, the direction of which is essentially the same as the direction 30 of the flow flowing along the flat surfaces 23a and 23b. The thickness of the beard 20, i.e. the distance between the flat surfaces 23a and 23b, is essentially constant over most of the length of the beard 20. However, very close to the tip of the whisker 24, the thickness of the plate material changes and as the whiskers 20 taper, the depth of the grooves 21a and 21b also decreases. It is also possible to use whiskers whose thickness decreases all the time in the direction of flow over a section where the material suspension is in contact with the turbulence whisker.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Nuten 21a und 21b an der oberen Fläche 23a und unteren Fläche 23b der Barte zueinander zickzackförmig angeordnet sind derart, daß die Dicke und Steifigkeit der Barte 20 auch im Bereich der Spitze 24 ausreichend groß bleiben. Die Nuten 21a und 21b sind auf beiden ebenen Flächen 23aFrom Fig. 4 it can be seen that the grooves 21a and 21b on the upper surface 23a and lower surface 23b of the beard are arranged in a zigzag shape relative to one another such that the thickness and rigidity of the beard 20 remain sufficiently large even in the area of the tip 24. The grooves 21a and 21b are on both flat surfaces 23a

und 23b dicht nebeneinander liegend angeordnet derart, daß zwischen ihnen keine in Richtung der ebenen Flächen 23a und 23b verlaufenden glatten Kufen bleiben. Der genutete Bereich erstreckt sich vorzugsweise über die ganze Breite der Barte 20.and 23b are arranged close to one another in such a way that no smooth runners remain between them running in the direction of the flat surfaces 23a and 23b. The grooved area preferably extends over the entire width of the beards 20.

Die Länge der Turbulenzbarte 20 beträgt im allgemeinen ca. 500 bis 600 mm, wovon der genutete Bereich eine Länge von 20 bis 200 mm, vorzugsweise ca. 100 mm, ausmacht. Die Breite der Nuten 21a und 21b wird vorzugsweise aufgrund der Faserlänge des Stoffs gewählt. Durch Änderung der Nutenbreite kann die Größe der Flocken beeinflußt werden. Üblicherweise liegt die Nutenbreite in einer Größenordnung von 2 bis 3 mm. Der Querschnitt der Nuten hat vorzugsweise U- oder V-Form, damit sich an der Oberfläche der Barte keine Stellen bilden können, an denen sich Fasern festsetzen können. Die Dicke der Barte 20 beträgt auf dem Hauptteil ihrer Länge z.B. ca. 3 mm und sie verjüngt sich in der Nähe der Bartenspitze derart, daß an der Spitze 24 der Abstand zwischen den ebenen Flächen 23a und 23b nur 0,5 mm beträgt. Wegen der Nuten 21a und 21b kann die effektive Materialdicke an der Bartenspitze 24 sogar 0,1 bis 0,2 mm klein sein.The length of the turbulence beard 20 is generally about 500 to 600 mm, of which the grooved area is 20 to 200 mm long, preferably about 100 mm. The width of the grooves 21a and 21b is preferably selected based on the fiber length of the material. The size of the flakes can be influenced by changing the width of the grooves. The width of the grooves is usually in the order of 2 to 3 mm. The cross section of the grooves is preferably U- or V-shaped so that no spots can form on the surface of the beard where fibers can become stuck. The thickness of the beard 20 is, for example, about 3 mm along the main part of its length and it tapers off near the tip of the beard in such a way that at the tip 24 the distance between the flat surfaces 23a and 23b is only 0.5 mm. Due to the grooves 21a and 21b, the effective material thickness at the beard tip 24 can even be as small as 0.1 to 0.2 mm.

Wenn die die am Ende der Barte 20 parallelen Stoffsuspensionsströmungen voneinander trennende Plattenmaterialschicht dünn ist, treffen die Strömungen im wesentlichen parallel gegeneinander und bei deren gegenseitigem Zusammenstoß bilden sich sehr wenig Strömungsstörungen. Mit Hilfe der Nutung kann die Flocken-If the plate material layer separating the parallel stock suspension flows at the end of the beard 20 is thin, the flows meet essentially parallel to each other and very little flow disturbance occurs when they collide. With the help of the grooving, the flake

größe in der StoffSuspensionsströmung in der gewünschten Größe gehalten werden und es sind keine unkontrollierten Turbulenzen bestrebt, sich mitten auf der Strecke aus den den Bartenflächen 23a und 23b folgenden Strömungen zu lösen.size in the substance suspension flow can be kept at the desired size and there are no uncontrolled turbulences that try to break away from the flows following the baleen surfaces 23a and 23b in the middle of the route.

Turbulenzbarten werden üblicherweise aus Kunststoff hergestellt, wobei die Nuten in die Oberfläche des Plattenmaterials eingearbeitet werden. Das zu verarbeitende Kunststoffmaterial muß hart, fest, bruchfest, zäh und leicht zu bearbeiten sein. Barten können auch aus Kohlenstoffaser hergestellt werden, wobei die Fertigung durch Gießen erfolgt.Turbulence bales are usually made of plastic, with the grooves being machined into the surface of the sheet material. The plastic material to be processed must be hard, strong, break-resistant, tough and easy to work with. Bales can also be made of carbon fiber, with the production being carried out by casting.

Claims

1. Turbulence beard ( 20 ) to be fitted in the lip channel ( 15 ) of a headbox ( 10 ) of a paper machine or the like, the two flat surfaces ( 23a , 23b ) of which have grooves ( 21a , 21b ) running in the direction of flow, which extend over only part of the length of the beard ( 20 ), starting at a point lying between its inlet edge and its outlet edge and ending at the tip ( 24 ) of the beard, characterized in that both the thickness of the beard ( 20 ) and the depth of the grooves ( 21a , 21b ) taper towards the tip ( 24 ) of the beard.

2. Turbulence beard according to claim 1, characterized in that the thickness of the beard ( 20 ) is substantially constant over the main part of the beard length and the beard tapers only in the vicinity of the tip ( 24 ).