DE7005673U

DE7005673U - SUBSTANCE TREATMENT WITH A NUMBER OF CHANNELS UPSTANDED BY THE SPOUT NOZZLE.

Info

Publication number: DE7005673U
Application number: DE19707005673
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1970-02-18
Filing date: 1970-02-18
Publication date: 1971-10-07

Description

a ρ/Α 29θ2 j.M. Voith GmbHa ρ / Α 29θ2 j.M. Voith GmbH

Kennwort: "stoffdUse" Heidenhelm (Βτ^Password: "stoffdUse" Heidenhelm (Βτ ^

Stoffauflauf mit einer Vielzahl von der Auslaufdüse vorgeschalteter KanälenHeadbox with a large number of channels upstream of the outlet nozzle

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine, mit einer maschinenbreiten Stoffzufuhrkammer, der mehrere neben- und Übereinanderli2gende,der Strömungsberuhigung dienende Kanäle nachgeschaltet sind, die in einen maschinenbreiten, in Strömungsrichtung konvergierenden, ~xne Austrittsdüse aufweisenden Auslaufkanal einmünden.The invention relates to a headbox for a paper machine, with a machine-wide material feed chamber with several adjacent and superimposed channels that serve to calm the flow downstream are the outlet channel having a machine-wide, converging in the flow direction, ~ xne outlet nozzle merge.

Ein solcher Stoffauflauf ist z.B. aus der US-Patentschrift 3 328 236 bekannt. Bei diesem Stoffauflauf sind die Beruhigungskanäle cus Rohren gebildet, die sich unmittelbar an eine maschinenbreite Stoffzufuhrkammer anschließen. Hierbei verlaufen die Rohre im Anschluß an die Stoffzufuhrkammer enV.l-.ig einem ersten Abschnitt zunächst allesamt parallel zv-i.na/ider, sodann folgt ein zweiter Abschnitt, entlang dem die Rohre in der Draufsicht zwar parallel zueinander verlaufen, in einer Seitenansicht gesehen jedoch zueinander konvergieren, und schließlich folgt ein dritter Abschnitt, entlang welchem die Rohre wie beim ersten Abschnitt sowohl in der Draufsicht als auch in der Seitenansicht parallel zueinander geführt sind.Such a headbox is known, for example, from U.S. Patent 3,328,236. In this headbox, the calming channels are formed by cus tubes that are directly adjacent to the width of the machine Connect the material supply chamber. The pipes run here following the material supply chamber enV.l-.ig a first section initially all in parallel zv-i.na/ider, then follows a second section along which the tubes run parallel to one another in plan view, seen in a side view however, they converge towards one another, and finally a third section follows, along which the tubes as in the first section are guided parallel to one another both in the top view and in the side view.

Diese Bauweise hat zv.ar den Vorteil, recht kompakt zu sein, liefert aber eine Papierbahn, deren Durchsicht und Struktur nicht immer befriedigen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich der Strömungsquerschnitt beim übertritt des Stoffstromes aus den Rohren in die Ausflußkammer schlagartig beträchtlich erweitert, was einen Eintrittsstoß und Wirbelbildung in der Strömung erzeugt und zu einer über dia Bahnbreite, aber auch über die Zeit schwankenden Strömungsgeschwindigkeit führt, die darüber hinaus nocii Querkomponenten aufweist. Um den Strömungsquerschnitt der RohreThis construction has the advantage of being quite compact, but it provides a paper web whose transparency and structure are not always satisfactory. This is due to the fact that the flow cross-section suddenly widens considerably when the material flow passes from the pipes into the outflow chamber, which creates an inlet shock and vortex formation in the flow and leads to a flow velocity that fluctuates over the width of the path, but also over time also has nocii transverse components. To the flow cross-section of the pipes

Im Mündungsbereich möglichst dem Querschnitt der Ausflußkammer anzupassen, legt man die Rohre im Mündungsbereich so eng wie möglich zusammen. Wegen einer erforderlichen Mlndest-Wandstärke der Rohre lassen sich diese jedoch nicht beliebig eng einander annähern, so daß das Problem auf diese Weise nicht zu lösen ist. Man könnte zur Strömungsberuhigung zwar den Auslaufkanal verlängern, doch müßte eine solche Verlängerung derart erheblich sein, daß der Stoffauflauf nicht mehr kompakt wäre. Eine Erhöhung der Anzahl der Rohre und eine gleichzeitige Querschnittsverkleinerung des einzelnen Rohres würde zwar auch die VJ ir bei bildung vermindern, jedoch können sich enge Rohre erfahrungsgemäß leicht verstopfen, und es tritt Batzenbildung an ihrem Einlaufenden auf, welche durch umständliche, nicht immer zuverlässig arbeitende Rührer unterbunden werden muß.In the mouth area to match the cross section of the outflow chamber as much as possible, the tubes are put together as closely as possible in the mouth area. However, because of the minimum wall thickness required for the tubes, they cannot be brought as close as desired to one another, so that the problem cannot be solved in this way. One could indeed lengthen the outlet channel to calm the flow, but such an extension would have to be so considerable that the headbox would no longer be compact. An increase in the number of pipes and a simultaneous reduction in the cross-section of the individual pipe would also reduce the VJ ir during formation, but experience has shown that narrow pipes can easily become clogged and lumps are formed at their inlet ends, which are caused by cumbersome, not always reliable stirrers must be prevented.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoffauflauf der beschriebenen kompakten Art mit im Bereich der Mündungsebene eng zusammengeführten Kanälen derart zu gestalten, daß die Strömung im Auslaufkanal ruhig und wirbelfrei ist, so daß sich dementsprechend ein Blatt von größerer Gleichmäßigkeit und besserer Durchsicht bilden kann.The invention is based on the object of providing a headbox of the compact type described with in the area of the mouth plane to design closely brought together channels so that the flow in the outlet channel is calm and free of eddies, so that accordingly can form a sheet of greater uniformity and clarity.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kanäle im Bereich ihrer Einmündung in den Auslaufkanal - in einer Seitenansicht gesehen - konvergieren, in der Draufsicht gesehen aber parallel zueinander verlaufen. Sind die Kanäle, wie bei dem er;.ahnten bekannten Stof f auf lauf, aus Rohren gebildet, so können diese auf dem größten Tel] ihrer Länge eine durchaus große Wandstärke haben, und lediglich im letzten Bereich bis zur Einmündung in die Auslaufkammer eine sich stetig verringernde Wandstärke aufweisen; die einzelne Wand kann sich sogar derart verjüngen, daß zwischen den Kanälen nur noch messerartige Schneiden verbleiben. Hierdurch gelingt es, das Verhältnis der Querschnittsfläche kurz vor der Mündungsebene zu der Querschnittsfläche kurz hinter der Mündungsebene dem Wert eins anzunähern, so daß sich die dem Suspensionsstrom zur Verfügung stehende Querschnittsfläche beim Durchgang durch die Mündungsebene wenig oder gar nicht vergrößert.This object is achieved according to the invention in that the channels in the region of their confluence with the outlet channel - in a Seen from the side - converge, but seen in the plan view run parallel to one another. Are the channels like that he; .thought known material on course, formed from tubes, so can this on the greatest part of its length has a very large wall thickness have, and only in the last area up to the confluence with the outlet chamber a steadily decreasing wall thickness exhibit; the individual wall can even taper in such a way that only knife-like cutting edges remain between the channels. This makes it possible to reduce the ratio of the cross-sectional area just before the mouth plane to the cross-sectional area just behind it of the orifice plane to approximate the value one, so that the cross-sectional area available to the suspension flow at Passage through the mouth plane is little or not enlarged.

genannte i^intrittsstoß wird hierdurch klein gehalten oder völlig unterbunden, so daß Wirbel und Strömungsschv.ankungen kaum oder gar nicht auftreten und die Papierqualität verbessert wird.The so-called i ^ intritts thrust is hereby kept small or completely prevented, so that eddies and flow fluctuations hardly occur or not at all and the paper quality improves will.

Die genannte Konvergenz der Kanäle braucht zwar nur im letzten Bereich vor der Einmündung in den Auslaufkanal vorgesehen zu werden, sie kann aber auch nuf der gesamten Kanallänge vorhanden sein. Auch ist es ftlr den Erfolg der Erfindung unerheblich, ob den Kanälen der genannte maschinenbreite Zufuhrkanal unmittelbar oder nur mittelbar vorgeschaltet ist.The mentioned convergence of the channels only needs to be provided in the last area before the confluence with the outlet channel, but it can also be present over the entire length of the canal. It is also irrelevant to the success of the invention whether the channels said machine-wide supply channel is connected directly or only indirectly upstream.

Es ist zwar ein Stoffauflauf bekannt (französisches Patent 1 56O 071), bei dem in Strömungsrichtung und in einer Seitenansicht gesehen bis zu ihren Enden konvergierende Kanäle vorgesehen sind, doch erstreckt sich jeder einzelne dieser Kanäle über die gesamte Maschinenbreite, so daß sich im einzelnen Kanal wiederum Wirbel bilden können. Außerdem fehlt bei diesem Stoffauflauf ein Auslaufkanal, vielmehr enden die Kanäle unmittelbar an der Stoffauflaufdüse.Although a headbox is known (French patent 1 56O 071), in which, seen in the direction of flow and in a side view, channels converging up to their ends are provided, but extends Each one of these channels extends across the entire width of the machine, so that eddies can again form in the individual channel. In addition, an outlet channel is missing in this headbox, rather the channels end directly at the headbox nozzle.

In v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, die Kanäle aus massivem Material zu bilden, und zwar entweder durch Herausarbeiten der Kanäle aus dem Vollen mittels Bohren, Fräsen od.dgl. oder durch Gießen. Die Kanäle sind hierbei allseits von Material umschlossen, woraus sich eine sehr stabile Konstruktion ergibt, im Gegensatz zur Bildung der Kanäle aus Rohren. Selbstverständlich brauchen die Kanäle nicht aus einem einzigen massiven Block (beispielsweise aus Edelstahl) gebildet zu werden, sondern es kann wegen der von Zeit zu Zeit erforderlichen Reinigung der Kanäle zY.eckmäßig, oder aus Herstellungsgründen sogar erforderlich sein, mehrere Teile zusammenzufügen.Another embodiment of the invention provides the channels to form from solid material, either by working out the channels from the solid by means of drilling, milling or the like. or by pouring. The channels are enclosed on all sides by material, which results in a very stable construction, in contrast to the formation of the channels from pipes. Of course, the channels do not need to consist of a single solid block (for example stainless steel), but it may be because of the need to clean the ducts from time to time zY.angular, or even necessary for manufacturing reasons, to put several parts together.

Von der Funktion her läßt sich das beste Ergebnis bei rechteckigem oder sechseckigem Kanalprofil erzielen; bei letzteren sind die Kanäle bienenwabenartig zueinander anzuordnen. Bei zwei übereinander angeordneten Kanalreihen ist auch Fünfeckprofil der einzelnen Kanäle möglich. Bei den genannten Profilen können die Materialstärken zwischen den einzelnen Kanälen überall gleich groß gehaltenIn terms of function, the best result can be achieved with rectangular or achieve hexagonal channel profile; in the case of the latter, the channels are to be arranged in a honeycomb-like manner to one another. With two on top of each other arranged rows of channels, a pentagonal profile of the individual channels is also possible. In the case of the profiles mentioned, the material thicknesses kept the same size everywhere between the individual channels

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werden, gleichgültig ob die Kanäle aus Blechrohren oder aus massivem Material gebildet sind. Bei kreisförmigen Kanalprofilen ist dies zwar nicht der Fall, doch ist dieses Profil leichter herstellbar.regardless of whether the channels are made of sheet metal tubes or solid material. With circular duct profiles if this is not the case, this profile is easier to manufacture.

Die Erfindung ist durch die Zeichnung erläutert:The invention is illustrated by the drawing:

Fig. 1 einen Stoffauflauf in einem Längsschnitt; Fig. 2 eine Draufsicht auf den £to.Tauflauf1 shows a headbox in a longitudinal section; Fig. 2 is a plan view of the £ to.Tauflauf

genii ff Fig. 1;
Fig. 3 Querschnitte durch den Stoffauflauf 4a,b gemäß Flg. 1 entsprechend der Schnitt-Sa,b,c linien TIT. TV, V, VIj 6a,b,cgenii ff Fig. 1;
Fig. 3 cross sections through the headbox 4a, b according to Flg. 1 according to the section Sa, b, c lines TIT. TV, V, VIj 6a, b, c

Fig. 7 einen weiteren Stoffauflauf im Längsschnitt; Fig. 8a,b,c Querschnitte durch den Stoffauflauf gemäß Flg. 7 entsprechend der Schnittlinie VIII; Fig. 9 einen weiteren Stoffauflaui." im Längsschnitt;7 shows a further headbox in longitudinal section; Fig. 8a, b, c cross sections through the headbox according to Flg. 7 according to section line VIII; FIG. 9 shows a further headbox in longitudinal section; FIG.

und
Fir 10,11 Querschnitte durch den Stoffauflauf gemäßand
Fir 10.11 cross-sections through the headbox according to

Fig. 9 entsprechend den Schnittlinien X, XI.9 according to the section lines X, XI.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Stoffauflauf weist ein Querrohr 1 auf, das an seinem einen Ende einen Zulauf 2 und an seinem anderen Ende einen mit Regelventil ^ versehenen Ablauf 4 hat, und an das mehrere Verteilerrohre 5 angeschlossen sind. Die Papierstoffsuspension fließt nach Durchströmen der Verteilerrohre 5 durch eine Anschlußplatte 5a und durch eine maschinenbreite Mischkammer 6, sodann durch mehrere, in zwei übereinanderliegenden Reihen angeordnete Beruhigungskanäle 7 in einen raaschinenbreiten Auslaufkanal 8, der sich auf etwa halber Länge nochmals verengt und in einer Schlitzdüse 9 endet. Mischkammer 6, Beruhigungskanäle 7 und Auslaufkanal 8 sind aus dem Vollen herausgearbeitet, und zwar aus mehreren Teilen massiven Materials, näirlich aus einer Unterplatte 10, einer Oberplatte 11, einem Kern 12, einer Unterlippe Ij5 und einer Oberlippe Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Beruhigungskanäle 7The headbox shown in Figures 1 and 2 has a cross tube 1, which has an inlet 2 at one end and an outlet 4 provided with a control valve ^ at its other end, and to which several distribution pipes 5 are connected. The paper stock suspension flows after flowing through the distribution pipes 5 through a connection plate 5a and through a machine-wide mixing chamber 6, then by several, arranged in two superimposed rows Calming channels 7 into a mower-wide outlet channel 8, which narrows again at about half the length and ends in a slot nozzle 9. Mixing chamber 6, calming channels 7 and outlet channel 8 are worked out from the solid, namely from several parts solid material, namely from a lower plate 10, an upper plate 11, a core 12, a lower lip Ij5 and an upper lip It has proven to be advantageous that the calming channels 7

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im Querschnitt kleiner sind als die Verteile! rohre 5.are smaller in cross-section than the distributors! tubes 5.

Die in den Figuren 5_# 4a,b, 5a,b,c und 6a,b,c dargestellten Querschnitte veranschaulichen einige von vielen möglichen Kanalprofilen. Die Verteilerrohre 5 weisen meist Kreisprofil auf, wie in Fig. 3 dargestellt. Hingegen kann das Profil der Beruhigungskanäle 7 sehr unterschiedlich sein, also z.B. kreisrund v.ie gemäß der Figuren 4a, 4b, 5c und 6c veranschaulicht, oder rechteckig, wie gemäß der Figuren 5a und 6a oder fünfeckic v.ie gemäß der Figuren 5b und 6b wie in den Figuren kr. ur.n ^ilb ver.r. ·:.-v.Mcht. Auch können die Beruhigungskanäle 7 gegenür.·-·. ien Verteil·:rrohren 5 auf verschiedene Arten angeordnet werden. Aus den Figure.-. >' -nd 6b erkennt man, daß die Kanäle 7 in der MUndungsebene nur noch durch dünn.·, aus dem Kern 22 gebildete Schneiden 14, 24 voneinander getrennt sind, während zwischen den kreisrunden Kanälen 7 gemäß Fic· 6c noch etwas mehr "Fleisch" ~$k erbleibt. Dies wuixle dadurch erreicht, daß die Kanüle in der Draufsicht gesehen, zwar parallel verlaufen,aber über ihre ganze Länge sehr dicht aneinandergelegt sind, und daß sie in der Seitenansicht gesehen, wie aus Fig. 1 hervorgeht, in Maschinenrichtung konvergieren.The cross-sections shown in Figures 5 _# 4a, b, 5a, b, c and 6a, b, c illustrate some of many possible channel profiles. The distribution pipes 5 mostly have a circular profile, as shown in FIG. 3. On the other hand, the profile of the calming channels 7 can be very different, for example circular as shown in FIGS. 4a, 4b, 5c and 6c, or rectangular, as shown in FIGS. 5a and 6a or pentagonal as shown in FIGS. 5b and 6b as in the figures kr. ur.n ^il b ver.r. ·: .- v.Mcht. The calming channels 7 can also be opposite. · - ·. The distribution pipes 5 can be arranged in various ways. From the Figure.-. >'-nd 6b it can be seen that the channels 7 in the orifice plane are only separated from one another by thin cutting edges 14, 24 formed from the core 22, while between the circular channels 7 according to FIG. 6c there is a little more meat " ~ $ k remains. This was achieved in that the cannula, seen in plan view, run parallel, but are placed very close to one another over their entire length, and in that, seen in side view, as can be seen from FIG. 1, they converge in the machine direction.

Der in Fig. 7 dargestellte Stoffauflauf v.eist gegenüber dem gemäß Fig. 1 drei übereinanderliegende Reihe von Beruhigungskanälen 17a,b auf. Diese sind unmittelbar, also ohne Zwischenschalten einer Wirbelkammer an Verteilerrohre 15 eines Rohrverteilers 10 angeschlossen, bilden also deren Fortsetzung. Die Beruhigungskanäle sind jeweils aus einem ersten Abschnitt 17a und einem zweiten Absahnitt 17b zusammengesetzt. Die ersten Abschnitte 17a der drei Reihen verlaufen parallel zueinander, während die zv.eiten Abschnitte 17t» gegeneinander konvergieren. Die zweiten Abschnitte l"b sind gegenüber den ersten Abschnitten im Querschnitt erweitert. Den Beruhigungskanälen 17 ist wiederum ein Auslaufkanal 18 mit Schlitzdüse 19 nachgeschaltet. Die Kanäle sind durch AusboßreS/ne^f!Stellt und sind aus den massiven Teilen 4l, 42, 45, 44 und 45 gebildet. Die Figuren 8a, 8b und 8c zeigen mögliche Kanalprofile und -anordnungen.The headbox shown in Fig. 7 v.eist compared to that according to Fig. 1 three superimposed series of calming channels 17a, b on. These are connected directly, i.e. without the interposition of a vortex chamber, to manifolds 15 of a manifold 10, thus form their continuation. The calming channels each consist of a first section 17a and a second section 17b composed. The first sections 17a of the three rows run parallel to each other, while the second sections 17t »against each other converge. The second sections l "b are opposite the first sections expanded in cross-section. The calming channels 17, in turn, an outlet channel 18 with a slot nozzle 19 is connected downstream. The canals are through AusboßreS / ne ^ f! Represents and are from the solid parts 4l, 42, 45, 44 and 45 formed. Figures 8a, 8b and 8c show possible channel profiles and arrangements.

Der in den Figuren 9* 10 und 11 dargestellte Stoffauflauf mit Rohrverteiler 20 und Verteilerrohren 25 weist zwei maschinenbreiteThe headbox with manifold 20 and manifold 25 shown in FIGS. 9 * 10 and 11 has two machine widths

Mischkammern l6 auf, die durch einen Kern 32 voneinander getrennt sind. An die Mischkammern l6 schließen sich wiederum Beruhigungskanäle 27 an, ferner ein maschinenbreiter Auslaufkanal 28, der in einer schlitzförmigen Düse 7 9 {■;■■ wet.Mixing chambers 16 which are separated from one another by a core 32. The mixing chambers 16 are in turn connected to calming channels 27, furthermore a machine-wide outlet channel 28 which is in a slot-shaped nozzle 7 9 {■; ■■ wet.

Heidenheim, den 13. Februar 1970 Heidenheim, February 13, 1970

Claims

- Proverbs

1. Headbox for a paper machine, with a machine width Material supply chamber, which is several side by side and channels arranged one above the other, serving to calm the flow, are connected downstream, which are divided into a machine-wide, discharge duct converging in the direction of flow and having an outlet nozzle at its end, characterized in that the channels (7, 17a, 17b, 27) in the region of their confluence with the outlet channel (8, 18, 28) ■ seen in a side view - converge.

2. Headbox according to claim 1, characterized gekennzeicnnet that a multi-pipe distributor is provided in a manner known per se and that two or more calming channels (7, 173, 17b, 27) are connected downstream of each individual pipe of this multi-pipe distributor are.

~ i>. Fabric runner according to Claim 1 or 2, characterized in that the channels (7, 17a, 17b, 27) are formed from solid material, specifically by being worked out from the solid or by casting.

4. Headbox according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the channels (17a, 17b) have an abrupt cross-sectional widening * the one section (17b) constant or decreasing cross-sectional area follows.

5 · Headbox according to claim 4, characterized in that the expansion takes place by a factor of 1: 1.1 to 1: 2.5.

Heidenheim, February 15, 1970 DrW / MRö