DE4019235A1 - Stoffauflauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung von Papier, Karton oder dergleichen, im einzelnen mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Ein derartiger Stoffauflauf ist bekannt aus der GB-PS 13 61 083. Seine wesentlichen Elemente sind ein düsenartiger maschinenbreiter Stoffkanal, der in einem maschinenbreiten Auslaufspalt endet. Dem Stoffkanal vorgeschaltet ist ein Turbulenzerzeuger in Form eines maschinenbreiten Bündels zahlreicher Turbulenzrohre. Diese Turbulenzrohre erstrecken sich in Strömungsrichtung vorzugs­ weise gerade, wobei sie - in einem Längsschnitt gesehen - in Strömungsrichtung zueinander konvergieren. Die Erfindung ist jedoch auch bei anderen Turbulenzrohr-Anordnungen anwendbar, z. B. dort, wo die Turbulenzrohre parallel zueinander liegen.

Bekanntlich dient der Turbulenzgenerator zu dem Zweck, die durch den Stoffauflauf strömende Faserstoffsuspension in einen mikroturbulenten Zustand zu versetzen. Hierdurch soll vermieden werden, daß sich in der Fasersuspension Flocken bilden, die eine ungleichmäßige Faserverteilung in der sich (auf dem nachfolgenden Papiermaschinen-Sieb) bildenden Bahn erzeugen würden.

Bisher hat man dafür gesorgt, daß die geometrische Form aller Turbulenzrohre eines Turbulenzgenerators möglichst einheitlich ist (mit Ausnahme höchstens der Randzonen). Es besteht nämlich oft die Gefahr einer streifigen Faserab­ lagerung auf dem Papiermaschinensieb und somit das Entstehen von Längsstreifen in der fertigen Papierbahn. Diese Gefahr konnte bisher noch nicht mit genügend hoher Sicherheit be­ seitigt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Stoffauflauf dahingehend zu ver­ bessern, daß die Gefahren des Entstehens von Längsstreifen in der Papierbahn mit noch höherer Sicherheit als bisher vermieden wird, so daß die Gleichmäßigkeit der Faserver­ teilung in der fertigen Bahn erhöht wird (d. h. Verbesserung der "Formation").

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Danach besteht der Kern der Erfindung darin, das Turbulenzrohr-Bündel in mehrere, übereinander­ liegende Schichten zu unterteilen, also mehrere (vorzugs­ weise zwei oder drei) Turbulenzrohrschichten zu bilden. Diese Turbulenzrohrschichten unterscheiden sich untereinan­ der durch unterschiedliche geometrische Form der Turbulenz­ rohre. In diesem Zusammenhang ist besonders wichtig, daß die lichte Weite der Turbulenzrohre in den übereinanderliegen­ den Turbulenzrohrschichten unterschiedlich ist. Denn die lichte Weite der Turbulenzrohre ist maßgebend für die Höhe des entstehenden Turbulenzgrades.

Gemäß der Erfindung wird also dafür gesorgt, daß der Turbulenzerzeuger in der durch den Stoffkanal strömenden Fasersuspension übereinanderliegende Schichten erzeugt, in denen unterschiedliche Turbulenzgrade (genauer gesagt: unterschiedliche Mikroturbulenzgrade) vorhanden sind. Es versteht sich, daß wie bisher sogenannte Makroturbulenzen (das sind großräumige Wirbel) vermieden werden sollen, weil diese wieder eine ungleichmäßige Faserverteilung in der fertigen Bahn verursachen würden. Innerhalb jeder einzelnen Turbulenzrohrschicht haben die Turbulenzrohre wie bisher einheitliche geometrische Form, so daß auch der Turbulenz­ grad über die Maschinenbreite einheitlich ist.

Die übereinanderliegenden Schichten mit unterschiedlichen Mikroturbulenzgraden haben nun zur Folge, daß in der fertigen Papierbahn übereinanderliegende Schichten ent­ stehen, die sich durch eine unterschiedliche bevorzugte Faserorientierung unterscheiden. Beispielsweise kann die bevorzugte Faserorientierung in einer der Schichten über­ wiegend parallel zur Laufrichtung sein und in einer anderen Schicht überwiegend schräg zur Bahnlaufrichtung. Im Ergebnis erzielt man eine Papierbahn mit einer gegenüber bisher unregelmäßigeren Faserorientierung, so daß die sogenannte Durchsicht des fertigen Papiers viel gleichmäßiger erscheint als bisher.

Verschiedene Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stoffauf­ laufs und einige Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt einen Stoffauflauf im Längsschnitt.

Die Fig. 2 zeigt eine Teilansicht auf die Einlässe der Turbulenzrohre, gesehen in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1.

Die Fig. 3 zeigt eine Teilansicht auf die Auslässe der Turbulenzrohre, gesehen in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen einige mögliche Abwandlungen der Fig. 3.

Der in Fig. 1 dargestellte und weitgehend bekannte Stoffauflauf umfaßt ein Einlaßrohr 1, das sich quer zur Maschinenrichtung erstreckt und an das ein Bündel ungefähr senkrecht angeordneter Verteilerrohre 2 angeschlossen ist. Die Verteilerrohre 2 münden in einen Strömungskanal 3, der die Fasersuspension den vorzugsweise kreisrunden Einlässen 5 der Turbulenzrohre 4 zuführt. Oberhalb dieser Einlässe bildet der Strömungskanal 3 einen maschinenbreiten Auslaßschlitz 6, durch den überschüssige Fasersuspension in einen Druckluftraum 7 mit Überlauf 8 ausströmen kann. Die Turbulenzrohre 4 münden in einen maschinenbreiten und düsenartigen Stoffkanal 10, der einen maschinenbreiten Austrittsspalt 12 bildet. Der hier austretende Suspensionsstrahl gelangt in bekannter Weise auf ein endloses Papiermaschinensieb 9, das u. a. um eine Brustwalze 11 läuft. Die übrigen Teile des dargestellten Stoffauflaufs sind ebenfalls bekannt und werden deshalb im einzelnen nicht erläutert.

Die Turbulenzrohre 4 erstrecken sich vorzugsweise gerade und konvergieren in Strömungsrichtung zueinander. Ihre gemäß Fig. 2 vorzugsweise kreisrunden Einlässe 5 liegen in gewissen Abständen voneinander. Aus Fig. 3 ist dagegen er­ sichtlich, daß sich die Auslässe der Turbulenzrohre 4 gegen­ seitig berühren und eckige, sich ineinanderfügende Profile aufweisen. Gemäß den Fig. 3 bis 5 sind dies überwiegend Fünf- oder Sechs-Eckprofile. Gemäß den Fig. 6 und 7 können es aber auch Rechteckprofile sein.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist der Turbulenzerzeuger 4 aus drei Turbulenzrohrschichten 14, 24 und 34 zusammengesetzt. Die oberste und die unterste Turbulenzrohrschicht umfaßt je zwei Reihen von Turbulenzrohren, deren lichte Weite (Innendurch­ messer d) relativ klein ist; genauso ist ihr Achsabstand a relativ klein. Verglichen hiermit sind Innendurchmesser D und Achsabstand A bei den Turbulenzrohren der (aus fünf Reihen bestehenden) mittleren Turbulenzrohrschicht 24 größer.

Bei der Variante gemäß Fig. 4 sind insgesamt nur vier Reihen von Turbulenzrohren vorhanden, die eine obere Turbulenz­ rohrschicht 15 und die eine untere Turbulenzrohrschicht 25 umfassen. Wie man sieht, ist die lichte Weite (also der Strömungsquerschnitt) der Turbulenzrohre der oberen Schicht 15 größer als diejenige der Turbulenzrohre der unteren Schicht 25. Die Achsabstände zwischen benachbarten Turbulenzrohren sind jedoch in beiden Schichten gleich.

Der in Fig. 5 dargestellte Turbulenzgenerator hat drei Schichten 16, 26 und 36 mit je zwei Reihen von Turbulenzrohren. Wie man sieht, wird der Strömungsquer­ schnitt der einzelnen Turbulenzrohre, ausgehend von der obersten Turbulenzrohrschicht 16, von Schicht zu Schicht kleiner. Die Achsabstände zwischen benachbarten Turbulenz­ rohren sind in den beiden oberen Turbulenzrohrschichten 16 und 26 gleich, in der untersten Turbulenzrohrschicht 36 jedoch etwas kleiner als in den beiden oberen Schichten.

Ein relativ einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Die Auslaßquerschnitte haben hier alle Rechteck-Form. Eine mittlere Turbulenzrohrschicht 27 umfaßt drei übereinanderliegende Reihen von Turbulenzrohren mit relativ großem Strömungsquerschnitt. Außerdem ist eine obere, einzeilige Turbulenzrohrschicht 17 und eine ebenfalls einzeilige untere Turbulenzrohrschicht 37 vorhanden. Die Turbulenzrohre der beiden zuletzt genannten Schichten 17 und 37 haben relativ kleine Strömungsquerschnitte. Die Achsab­ stände zwischen benachbarten Turbulenzrohren sind in allen Schichten gleich.

Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform entspricht im wesentlichen derjenigen gemäß den Fig. 2 und 3. Unterschiede sind nur insoweit vorhanden, als die Auslässe der Turbulenz­ rohre in Fig. 7 rechteckig sind (wie in Fig. 6) und daß die mittlere Turbulenzrohrschicht (ebenfalls wie in Fig. 6) nur drei Reihen von Turbulenzrohren umfaßt.

Gemäß Fig. 1 ist die Strömungsrichtung durch den Turbulenz­ generator 4 und durch den Stoffkanal 10 im wesentlichen horizontal. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch anwendbar ist in Stoffaufläufen, die eine beliebige andere Ausströmrichtung haben können, beispielsweise schräg oder im wesentlichen senkrecht nach oben.

Claims (3)

1. Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung von Papier, Karton oder dergleichen mit einem maschinen­ breiten und einen Austrittsspalt (12) aufweisenden Stoff­ kanal (10), dem ein Turbulenzerzeuger (4) vorgeschaltet ist in Form eines maschinenbreiten Bündels zahlreicher Turbulenzrohre, die sich in Strömungsrichtung erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbulenzerzeuger (4) aus wenigstens zwei maschinenbreiten Schichten (14, 24, 34) von Turbulenzrohren ("Turbulenzrohrschichten") zusammen­ gesetzt ist, wobei die lichte Weite (D) jedes Turbulenz­ rohres einer der Turbulenzrohrschichten (14) kleiner ist als die lichte Weite (d) jedes Turbulenzrohres einer benachbarten Turbulenzrohrschicht (24).

2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) zwischen den Achsen zweier nebeneinander­ liegender Turbulenzrohre in einer der Turbulenzrohr­ schichten (15) kleiner ist als in einer benachbarten Turbulenzrohrschicht (25).

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) zwischen den Achsen zweier nebeneinander­ liegender Turbulenzrohre in einer der Turbulenzrohr­ schichten (14) gleich groß ist wie in einer benachbarten Turbulenzrohrschicht (24).