DE3533072A1 - Stoffauflauf-vorrichtung fuer eine papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoffauflauf-Vorrichtung für eine Papiermaschine mit einem Verteilkasten und einer daran angeschlossenen Führungsvorrichtung zur Umlenkung und Führung einer Faserstoff-Suspension in Maschinenrichtung und zur Verteilung der Suspension über die Breite der Papiermaschine, wobei die Führungs­ vorrichtung in einen Düsenraum führt, der zwei Begren­ zungslippen und einen zur Papiermaschine führenden Aus­ trittsspalt aufweist.

Solche Stoffauflauf-Vorrichtungen sind beispielsweise aus CH-5 18 406, CH-5 64 639 oder CH-6 08 049 bekannt. Bei diesen ist die Führungsvorrichtung beispielsweise als Lochplatte oder als Stufendiffusor ausgebildet, so dass die aus dem Verteilkasten in Maschinenrichtung in den Düsenraum umgelenkte Suspension eine gewisse Turbulenz erhält. Die den Düsenraum begrenzenden Lippen sind in der Regel als ebene oder leicht gekrümmte Wände ausge­ bildet. Häufig ist dabei am Ende des Düsenraums am Aus­ trittsspalt eine verstellbare Blende vorgesehen, die zur Querprofilkorrektur sowie zur Turbulenzerhöhung genützt wird. Dabei ist die Blende gegen die Vertikale meist unter einem Winkel von weniger als 35° geneigt und ragt nur eine geringe Strecke in den Düsenraum hinein, beispielsweise weniger als 5 mm, so dass das Verhältnis von Blendenvorsprung zur Spaltweite übli­ cherweise weniger als 0,5 beträgt.

Nachteilig ist bei bekannten Stoffaufläufen die häufig nicht ausreichende Formationsqualität der gebildeten Papierbahn, eine zu grosse Empfindlichkeit der Blattge­ wichtsverteilung in Querrichtung bei Massabweichungen bzw. lokalen Spaltweitenänderungen, eine zu grosse Empfindlichkeit hinsichtlich Strahlgeschwindigkeits­ unterschieden bei Querprofilkorrekturen sowie das Nicht-Erreichen von in manchen Fällen gewünschten hohen Längs/Quer-Werten der Festigkeiten.

Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu besei­ tigen und eine Stoffauflauf-Vorrichtung zu schaffen, mit der eine ausreichende Formationsqualität der Papierbahn, eine verminderte Empfindlichkeit der Blatt­ gewichtsverteilung in Querrichtung bei Massabweichungen der Spaltweite, eine verminderte Empfindlichkeit hin­ sichtlich Strahlgeschwindigkeitsunterschieden bei Quer­ profilkorrekturen, sowie ein erhöhtes Längs/Quer-Festigkeitsverhältnis erreichbar ist.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass wenigstens eine Begrenzungslippe des Düsenraumes zumindest zwei Abschnitte mit unterschiedlicher Neigung gegen die Strömungsrichtung der Suspension im Düsenraum aufweist.

Vorzugsweise ist dabei anschliessend an die Führungs­ vorrichtung ein längerer Abschnitt des Düsenraumes mit einer Neigung von weniger als 30° gegen die Strömungs­ richtung und ein anschliessender kurzer Abschnitt mit einer grösseren Neigung zwischen 60° und 90° gegen die Strömungsrichtung vorgesehen.

Auf die genannte Weise wird erreicht, dass in der ers­ ten Zone mit geringerer Wandneigung eine ausreichende Beruhigung der Suspension nach der Umlenkung und Turbu­ lenzerzeugung zum Dispergieren der Faserflocken ein­ tritt. In der folgenden Zone, kurz vor dem Aus­ trittsspalt, wird dann die Suspension infolge der grös­ seren Neigung der Wand des Düsenraumes sehr stark beschleunigt, und damit werden vorhandene bzw. neu gebildete Flocken verzerrt bzw. aufgerissen. Dadurch entsteht eine "weiche" Formation. Ausserdem wird das Längs/Quer-Verhältnis der Festigkeiten erhöht, da durch die starke Beschleunigung die Fasern bereits am Aus­ trittsspalt aus dem Stoffauflauf in Längsrichtung vor­ orientiert werden. Durch die relativ lange Beruhigungs­ strecke und die vergrösserte Verweilzeit zwischen Tur­ bulenzerzeuger und Auslaufspalt werden weiterhin Stör­ einflüsse des Systems gemildert bzw. eliminiert. Jedoch ist die Beschleunigung nicht so stark gewählt, dass Strömungswirbel entstehen.

Die Erfindung wird anhand des in den Figuren wiederge­ gebenen Ausführungsbeispiels von Stoffauf­ lauf-Vorrichtungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Stoffauflauf-Vorrichtung im Schnitt,

Fig. 2 eine zweite Stoffauflauf-Vorrichtung im Schnitt, und

Fig. 3 eine dritte Stoffauflauf-Vorrichtung im Schnitt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Stoffauflauf-Vor­ richtung wird eine Faserstoff-Suspension einem Verteil­ kasten 1 unter Druck zugeführt. Eine an den Ver­ teilkasten angeschlossene Führungsvorrichtung 2 lenkt die Suspension in Maschinenrichtung M um und verteilt die Suspension über die Breite des Stoffauflaufes und der Papiermaschine. Die Führungsvorrichtung 2 kann dabei aus einer oder mehreren Lochplatten bestehen oder aus einem Stufendiffusor, wie er beispielsweise in CH-5 18 406 oder US-37 25 197 beschrieben ist, oder aus einer anderen geeigneten Führungsvorrichtung.

Aus der Führungsvorrichtung 2 tritt die Suspension in einen Düsenraum 3 ein, welcher an beiden Seiten durch Lippen 4 und 5 begrenzt ist und am Ende einen Aus­ trittsspalt 6 aufweist, aus dem die Faserstoffsus­ pension auf die Nasspartie einer nicht dargestellten Papiermaschine austritt.

Wenigstens eine Begrenzungswand des Düsenraumes 3, bei­ spielsweise die Oberlippe 4, weist in Maschinenrichtung M gesehen zwei verschiedene Zonen 7 und 8 mit unter­ schiedlicher Neigung gegen die Strömungsrichtung der Suspension auf. Die erste an die Führungsvorrichtung 2 anschliessende Zone 7 besitzt eine geringere Neigung α, beispielsweise zwischen 0 und 30°. Die in Strömungsrichtung anschliessende Zone 8 vor dem Aus­ trittsspalt 6 besitzt dagegen eine wesentlich grössere Neigung β gegen die Strömungsrichtung, beispielsweise im Bereich zwischen 60° und 90°. Die Länge x der ersten Zone 7 ist dabei grösser als die Länge y der folgenden Zone, vorzugsweise um ein Vielfaches derselben. Zweck­ mässigerweise ist die Länge y der Zone 8 grösser gewählt als die Spaltweite s.

Statt der Oberlippe 4 des Düsenraumes kann auch die Unterlippe 5 des Düsenraumes in der beschriebenen Weise ausgebildet sein, oder aber auch beide Lippen 4 und 5. In jedem Fall muss gewährleistet sein, dass der Düsen­ raum 3 eine erste Zone 7 aufweist, in der sich die Strömung nach dem Austritt aus der Führungsvorrichtung 2 beruhigen kann, sowie eine Zone 8 unmittelbar vor dem Austrittsspalt 6, in welcher die Strömung der Suspen­ sion stark beschleunigt wird.

Am Austrittsspalt kann zusätzlich eine in bekannter Weise ausgebildete, verstellbare Blende 9 vorgesehen sein. Zweckmässig ist es dabei, den Blendenvorsprung b so zu wählen, dass er in einem Bereich zwischen dem 0,05- und 0,5fachen der Spaltweite s verstellt werden kann.

Fig. 2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem nicht nur die Oberlippe 4 zwei Zonen 7 und 8 mit verschiedener, d.h. mit in Strömungsrichtung zuneh­ mender Wandneigung aufweist, sondern ebenfalls die Unterlippe 15.

Es sei bemerkt, dass die Wände nicht wie in den durch die Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispielen eben ausgebildet und mit einem scharfen Knick als Uebergang zwischen den beiden Zonen versehen sein müs­ sen, sondern, wie in Fig. 3 gezeigt, wenigstens eine Wand 14, z.B. die Oberlippe, eine stetig zunehmende Krümmung aufweisen kann, wobei die Beschleunigung stän­ dig zunimmt. Auch hier werden durch die Ausbildung der Wände im Düsenraum 3 Abschnitte 17 und 18 mit unter­ schiedlicher, d.h. in Strömungsrichtung zunehmender Wandneigung geschaffen, durch welche im Düsenraum eine Beruhigungszone 17 und eine Beschleunigungszone 18 gebildet werden.

Im übrigen können auch mehr als zwei Zonen vorgesehen sein, wobei jede folgende Zone eine grössere Wandnei­ gung aufweist als die vorhergehende.

Wenigstens eine der Begrenzungslippen 4, 5, 14, 15 kann schwenkbar ausgebildet sein, so dass damit die Weite des Austrittsspaltes 6 geändert und an die gestellten Anforderungen angepasst werden kann. Es ist aber auch möglich, nur den letzten Abschnitt 8 einer Begrenzungs­ lippe schwenkbar oder verschiebbar auszubilden. Selbst­ verständlich ist es auch möglich, eine lokale Verstell­ barkeit des Austrittsspaltes 6 über die Arbeitsbreite der Stoffauflaufvorrichtung vorzusehen.

Claims (8)

1. Stoffauflaufvorrichtung für eine Papiermaschine mit einem Verteilkasten (1) und einer daran ange­ schlossenen Führungsvorrichtung (2) zur Führung einer Faserstoff-Suspension in Maschinenrichtung (M) und zur Verteilung der Suspension über die Breite der Papiermaschine, wobei die Führungsvor­ richtung (2) in einen Düsenraum (3) mündet, der zwei Begrenzungslippen (4, 5, 14, 15) und einen zur Papiermaschine führenden Austrittsspalt (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Begrenzungslippe (4, 5, 14, 15) des Düsen­ raumes (3) zumindest zwei Abschnitte (7, 8, 17, 18) mit unterschiedlicher Neigung (α, β) gegen die Strömungsrichtung (M) der Suspension im Düsenraum aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungs­ winkel (α) wenigstens einer Wand (4) des an die Führungsvorrichtung (2) anschliessenden Abschnit­ tes (7) des Düsenraumes zwischen 0 und 30° liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungs­ winkel (β) wenigstens einer Wand (4) des vor dem Austrittsspalt (6) liegenden Abschnittes (8) des Düsenraumes (3) zwischen 60° und 90° liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (x) des auf die Führungsvorrichtung (2) folgenden Abschnit­ tes (7) grösser ist als die Länge (y) des vor dem Austrittsspalt (6) liegenden Abschnittes (8) des Düsenraumes (3) ist, vorzugsweise um ein Viel­ faches grösser.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (y) des vor dem Austrittsspalt (6) liegenden Abschnittes (8) des Düsenraumes (3) grösser ist als die Weite (s) des Austrittsspaltes (6).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass am Austrittsspalt (6) eine Blende (9) vorgesehen ist, welche so beweg­ lich ist, dass der Blendenvorsprung bis etwa die Hälfte der Spaltweite (s) ausmacht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung wenig­ stens einer Wand (14) gegen die Strömungsrichtung (M) im Düsenraum (3) stetig zunimmt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt (7, 8) wenigstens einer Begrenzungslippe (4) zur Einstellung der Weite des Austrittsspaltes (6) schwenkbar oder verschiebbar ausgebildet ist.