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Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoffauflauf für Papiermaschinen
mit wenigstens einer quer zur Strömungsrichtung des Papierstoffs im Auslaufspalt
des Stoffauflaufkastens vorgesehenen gewölbten, perforierten Platte und wenigstens
einem dieser Platte zugeordneten drehbaren Flügel, welcher an der Innenseite der
perforierten Platte entlangstreicht und auf seiner Bewegungsbahn vor und hinter
sich - wie bei einem Drucksortierer - abwechselnd Druckbereiche und
Unterdruckbereiche erzeugt.
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Bei den bekannten Konstruktionen dieser Art erfolgt die Zuführung
des Papierstoffs zur gewölbten, perforierten Platte in axialer Richtung. Dadurch
wird die Möglichkeit geschaffen, daß eine gewisse Entmischung des Papierstoffs hinsichtlich
seiner flüssigen und festen Bestandteile eintritt, insbesondere derart, daß durch
die perforierte Platte zunächst hauptsächlich die rein flüssigen Bestandteile mit
geringstem Strömungswiderstand hindurchgehen, während sich nach den in Zuströmrichtung
hintenliegenden Bereichen der perforierten Platte eine gewisse Anreicherung an festen
Bestandteilen einstellt, was schließlich dazu führt, daß eine über die Breite nicht
völlig gleichmäßige Papierbahn erzeugt wird.
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Im Sinne einer Entmischung wirkt sich auch der Umstand aus, daß bei
axialer Zuführung des Papierstoffs zur gewölbten, perforierten Platte die Strömungsgeschwindigkeit
vor dieser Platte entsprechend dem bereits durchgegangenen Papierstoffanteil ab-nimmt.
Dieser Ursache einer Entmischung des Papierstoffs im Bereiche vor der gewölbten,
perforierten Platte hat man dadurch entgegenzuwirken versucht, daß ein über die
Breite sich erstreckender konischer Zylindereinsatz vorgesehen wurde, der nicht
perforiert ist und zugleich als Träger für die rotierenden Flügel mit aerodynamischer
Forrngebung dienen kann. Es ist aber zu berücksichtigen, daß eine bestimmte Konizität
dieses Einsatzes nur für eine bestimmte Beschaffenheit des Papierstoffs optimale
Wirkungen hinsichtlich der Vermeidung einer Entmischung hervorruft. Es ist aber
praktisch nicht möglich, die Konizität ohne völligen Ausbau dieser Teile und den
Austausch eines konischen Einsatzes durch einen anderen zu verändern.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, das Auftreten von Entmischungen
des Papierstoffs vor der gewölbten, perforierten Platte sowie das dortige bevorzugte
Auftreten örtlicher Feststoffzusammenballungen zu vermeiden. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß
bei einem Stoffauflauf für Papiermaschinen der eingangs beschriebenen Art erreicht
durch einen sich über die gesamte Breite der gewölbten, perforierten Platte erstreckenden
Eintrittsschlitz für den Papierstoff in den von der Innenseite der perforierten
Platte begrenzten Raum des Stoffauflaufkastens, wobei der Eintrittsschlitz das Austrittsende
eines tangential zu dem drehbaren Flügel gerichteten Zuströmkanals für den Papierstoff
bildet. Es gibt nunmehr über die axiale Breite keine bevorzugten oder benachteiligten
Stellen hinsichtlich der Durchlassung von Papierstoffanteilen unterschiedlichen
Flüssigkeitsgehalts.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
der Eintrittsschlitz für den Papierstoff auf seiner einen Seite durch einen parallel
zur Achse des drehbaren Flügels verlaufenden Rand einer gewölbten Platte mit geschlossener
Oberfläche begrenzt wird, welche die gewölbte, perforierte Platte zylinderartig
ergänzt.
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Es ist zweckmäßig, daß der über die ganze Breite der gewölbten, perforierten
Platte sich erstreckende Zuströmkanal für den Papierstoff sich nach dem Eintrittsschlitz
hin verjüngt.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß im Rohrverteiler
des Zuströmkanals ein Zuführungsrohr für den Papierstoff angeordnet ist, dessen
Austrittsöffnungen nach der dem Zuströmkanal abgewandten Seite hin gerichtet sind.
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Das Wesentliche einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht
darin, daß in Drehrichtung des drehbaren Flügels hinter der gewölbten, perforierten
Platte ein sich über die ganze Breite dieser Platte erstreckender spaltartiger Abführungsschlitz
für grobe Feststoffbestandteile des Papierstoffs tangential aus dem Bereiche des
drehbaren Flügels abgezweigt ist. Dabei ist es zweckmäßig, daß die über die ganze
Breite der gewölbten, perforierten Platten sich erstreckenden Eintrittsschlitze
und Abführungsschlitze übereinanderliegend angeordnet sind, wobei die Eintrittsschlitze
im oberen Wirkungsbereich der drehbaren Flügel einmünden, die Abführungsschlitze
im unteren Wirkungsbereich der drehbaren Flügel ausmünden.
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Schließlich ist eine weitere Ausführungsfonn der Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß zwei gewölbte, perforierte Platten übereinander angeordnet sind,
welche je einen drehbaren Flügel aufweisen, und ferner dadurch, daß diese
beiden Einheiten von Gehäusen umgeben sind, welche in ein Doppelmundstück für die
Papierstoffabgabe auf das Sieb münden, wobei die Eintrittskanäle und die Ablaufkanäle
für jedes Gehäuse parallel zueinander angeordnet sind.
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In der Beschreibung sind mehrere AusführungsbeispieIe der Erfindung
an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt
durch den erflndungsgemäßen Stoffauflaufkasten, F i g. 2 einen Vertikalschnitt,
der eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, bei der eine einstellbare
Düse für den Stoffauflaufkasten verwendet wird, F i g. 3 einen Vertikalschnitt
durch einen Stoffauflaufkasten, bei dem der Stoff zum Auslauf durch einen kurvenförmigen
Strömungskanal geführt wird, F i g. 4 eine Schnittansicht, bei welcher der
Stoff zu einem Kanal geleitet wird, der zu seinem Abfluß parallel verläuft, F i
g. 5 eine Draufsicht auf eine Strömungskanalanordnung, teilweise im Schnitt,
F i g. 6 eine Ansicht im Vertikalschnitt entlang der Linie VI-VI von F i
g. 5,
F i g. 7 eine Ansicht eines Stoffauflaufkastens im Vertikalschnitt,
bei dem der Papierstoff durch eine Doppeldüse fließt, und F i g. 8 eine Schnittansicht
einer alternativen Ausführungsforin der Doppeldüse nach F i g. 7.
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F i g. 1 zeigt den gesamten Aufbau des Stoffauflaufkastens
1 B mit einer Stoffzuführung durch einen Eingang 2 nach einem Ausgang
3, der sich über einer üblichen Brustwalze 5 befindet; die Brustwalze
trägt das Sieb 4 einer Langsiebpapiermaschine. Der Ausgang 3 kann mit einer
üblichen einstellbaren Stauvorrichtung 3 a versehen sein.
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Der Stoffauflaufkasten besitzt eine Vorderwand 6,
eine Rückwand
7-, ein offenes oder geschlossenes
Oberteil 8, die Seitenwände
9, von denen eine in F i g. 1 erscheint, und einen Boden
10. Der Boden 10 kann eine Schürze 11 aufweisen und mit der
spitz zulaufenden Wandung 12 einen zum Ausgang 3 hin konvergierenden Fließweg
begrenzen.
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Der Papierbrei hat in dem Stoffauflaufkasten einen Oberflächenstand
L, der mittels einer Höhenstandsreguliervorrichtung 8 a beibehalten werden
kann. Bei einem unter Druck stehenden Stoffauflaufkasten ist die Höhenstandsreguliervorrichtung
eine Öffnung, die ein ausgeglichenes Entweichen von Flüssigkeit und Luft ermöglicht.
Bei der offenen Papiermaschinenbütte ist die Höhenstandsreguliervorrichtung ein
üblicher Überlauf. Sprühstrahler 8 b unterbinden eine Schaumbildung und tragen
zum Erzielen einer sauberen Oberfläche bei.
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In dem Stoffauflaufkasten befindet sich neben dem Ausgang
3 ein drehbar gelagerter Flügel mit einem Rotor 13, welcher von einer
Welle 14 getragen wird; die Welle ist durch nicht gezeigte Antriebsmittel entgegen
dem Uhrzeigersinn drehbar, durch welche die Geschwindigkeit, mit der der Rotor
13 umläuft, verändert werden kann. In F i g. 1 ist zu erkennen, daß
der Rotor 13 vollkommen unter den Papierstoffpegel L untertaucht, Der in
F i g. 1 dargestellte Rotor 13 trägt vier sich radial nach auswärts
erstreckende Arme 15 bis 18. Am Ende eines jeden der Arme
15 bis 18 und im gleichen Abstand von der Welle 14 befindet sich eine
tragflügelartig geformte Profilstange 19 bis 22.
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Eine perforierte Platte 23 erstreckt sich über die gesamte
Breite des Stoffauflaufkastens und ist an ihrem oberen Rand 25 mit der Wand
12 und an ihrem unteren Rand 26 mit dem Boden 10 verbunden. Die Platte
23 ist, von der Welle 14 aus gesehen, konkav und besitzt eine Anzahl Löcher
24, durch welche der Stoff zum Ausgang 3 fließt.
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Die Flügel bzw. Stangen 19 bis 22 sollen lang genug sein, um
an der gesamten Breitenerstreckung der Platte 23 entlangzustreichen, damit
der Papierstoff durch die Öffnungen 24 hindurchtritt.
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Jede der Stangen 19 bis 22 ist mit einer Vorderkante und einer
Abflußkante versehen, und ein Teil der Außenfläche der Stangen an der Zuführseite
der Platte 23 ist, von dem Rotor 13 aus gesehen, im Querschnitt konkav
gekrümmt.
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Die Außenflächen der Stangen 19 bis 22 liegen von der Zuführungsseite
der Platte 23 ein wenig nach innen, so daß, wenn die Stangen an der Innenwand
der Platte vorbeistreichen, die Vorderkante eine positive Druckwelle auslöst, um
den Stoff von dem Raum zwischen der Platte 23 und den Außenflächen der Stangen
19 bis 22 durch die Öffnungen 24 der Platte hindurchzudrücken und zum Stoffaustritt
3 des Stoffauflaufkastens zu führen.
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Die hinteren Flächen der Stangen 19 bis 22 entwickeln zwischen
der Zuführungsseite der gelochten Platte 23 und ihren Außenseiten eine Welle
verminderten Druckes, verglichen mit dem Staudruck zwischen der Vorderkante einer
jeden Stange und der Platte. Dieser Unterdruck neigt dazu, große Klumpen, Knoten
oder Flocken, die sich ansammeln und die Platte zu verstopfen drohen, von der Plattenoberfläche
wegzuziehen. Das Rotieren der Stangen 19
bis 22 bewirkt, daß diese Zusammenballungen
von Faserstoffen nach unten und durch eine Abflußrinne A, die durch eine
gebogene Führungsplatte 30
und das Ende des Bodens 10 begrenzt wird,
nach außen gefördert werden. Eine Verteilerwalze 27 üb-
licher Ausführung,
welche Löcher 28 besitzt, ist für eine weitere Verbesserung der Faserverteilung
im Papierstoff vorgesehen.
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Mehrere Sprühdosen 8 b sind oberhalb des Flüssigkeitsstandes
L des Papierstoffs angeordnet. Eine Abflußöffnung 8 a zur Regelung
des Höhenstandes ist ebenfalls vorgesehen. Die Verwendung solcher Öffnungen zur
Stoffstandregelung ist bekannt. Sie sind nicht Bestandteil der Erfindung.
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Bei der in F i g. 1 veranschaulichten Ausführungsform strömt
der Papierstoff zur Platte 23 tangential vom Oberteil der Kammer durch einen
Zuströmkanal 72 und dann durch einen Eintrittsschlitz 36,
der von einer
Wand 12 a und einem Ende einer weiteren gebogenen Platte 37 begrenzt wird.
Eine Platte 37 a schließt sich an die Platte 37 an. Sobald der Papierstoff
in die Kammer, die von der perforierten Platte 23 und der gewölbten Platte
37 begrenzt wird, eingeführt ist, wird der Papierstoff durch die öffnungen
24 der Platte geleitet, und Stoffbatzen werden durch die Abflußrinne A abgefühft
In F i g. 2 ist eine gewölbte Kammer 71 gezeigt, in welche der Papierstoff
über einen Kanal 72 geleitet wird und welche von der oberen Führungswand
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und einer gewölbten festen Platte 74, die sich über die Gesamtbreite der
Kammer erstreckt, begrenzt ist. Der Papierstoff wird durch eine gelochte Platte
75 in einen konvergierenden Strömungskanal 76 geführt, der von einer
oberen Wandung 77 und einer unteren Wandung 78 begrenzt ist. Der Kanal
76 erstreckt sich über die Gesamtbreite des Papiermaschinensiebes 4, und
der feinverteilte Stoffbrei fließt durch den Ausgang 79 zum Papiermaschinensieb.
Um die Höhe des Ausganges verändern zu können, ist die obere Wand 77 mittels
einer Gelenkverbindung 80 drehbar gelagert.
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Die Rückstände und Grobstoffe werden tangential durch eine Öffnung
81 in eine Kammer 81 a abgeführt, die in eine Ouerflußleitung
81 b und in einen abwärts gerichteten Abführungskanal 40 a übergeht.
Die Kammer 81 a wird von dem Boden 10 und einem Teil 74
a der gekrümmten Wand 74 begrenzt. Eine Seitenwand 83 bildet zusammen
mit dem Ende der Wand 73 den Kanal 72.
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Bei der in F i g. 3 gezeigten Anordnung ist der Stoffauflaufkasten
1 B so konstruiert, daß der Abflußkanal 66 von einer Außenwand
67, einer im wesentlichen halbzylindrischen perforierten Platte
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und einem vorgeformten, eingesetzten Wandteil 69
begrenzt wird. Der
eingesetzte Wandteil 69 ermöglicht es, dem Abflußkanal 66 eine gewünschte
Querschnittsgestalt zu geben. Er bewirkt im wesentlichen eine Querschnittsverengung
des Abflußkanals 66 und damit eine Beschleunigung des Papierstoffs, was eine
Erhöhung der Turbulenz der Faserstoffe und eine Verbesserung der Ausbildung der
Papierbahn zur Folge hat. Je nach der Art des herzustellenden Papiers kann der eingesetzte
Wandteil eine unterschiedliche Gestalt haben, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
Es ist daher zweckmäßiger, den jeweils günstigsten separaten Wandteil
69 einzusetzen, als entsprechende Verformungen der üblicherweise vorhandenen
Metallwand vorzunehmen. Bei dieser Ausführungsform ist die Strömung des Papierstoffs
durch den Eingang 2 nach oben gerichtet, und die Stangen 19 haben das Bestreben,
den Stoff nach oben und durch die Öffnungen der Platte 68 zu leiten.
Grobstoffe
werden tangential durch den Ausgang 58 a abgeführt, der eine Anzahl Leitungen
aufweist, die sich über die gesamte Breite des Stoffauflaufkastens erstrecken und
somit mit der Fließrinne A
gemäß F i g. 1 funktionsmäßig verglichen
werden können. Einer der Vorteile dieser besonderen Anordnung ist, daß die Richtung
der Hauptströmung nirgends einer plötzlichen Änderung unterliegt.
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Gemäß F i g. 4 wird der Papierstoff tangential in den Oberteil
der Kammer geführt, die von den Stangen 19 und der Platte 68 begrenzt
ist, und Grobstoffe werden tangential über den Ausgang 58 a abgeführt,
der einen Querkanal 58 b besitzt. Der gereinigte Papierstoff strömt durch
einen konvergierenden Kanal 70, der ebenfalls einen eingesetzten Wandteil
69, wie zuvor beschrieben, besitzt, durch den Ausgang 3 und auf das
Papierinaschinensieb 4.
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Aus F i g. 4 ist zu ersehen, daß der Papierstoff in einer Richtung
zugeführt und zum Papierinaschinensieb in einer diametral entgegengesetzten Richtung
abgeführt wird, ohne daß dabei eine plötzliche Richtungsänderung eintritt.
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In der in den F i g. 5 und 6 erscheinenden Ausführungsform
ist der Stoffauflaufkasten in Gestalt eines kompakten trommelartigen Gefäßes
95 gezeigt, welches durch Ständer 103 und Sockel 104 abgestützt und
so angeordnet ist, daß es, wie in F i g. 6
mit gestrichelten Linien angedeutet,
um eine waagerechte Achse schwenkbar ist, die zugleich die Achse der Rotationsvorrichtung
15, 19 ist. Die Kombination der translatorischen Bewegungen (seitlich und
senkrecht, durch nicht gezeigte Mittel) mit der Drehbewegung ermöglicht die genaue
Plazierung der Strahldüsen auf dem Maschinensieb 4. Der trommelartige Stoffauflaufkasten
95 besteht aus einer Mittelkammer 96, welche wieder-um von Armen
15
getragene Profilstangen bzw. Flügel 19 aufweist. Nicht gezeigte
Mittel sind zum Antrieb der die Arme 15 tragenden Welle 100 vorgesehen.
Ferner kann der Stoffauflaufkasten 95 um seine horizontale Achse geschwenkt
werden. Diese Vorrichtung ist besonders für unter Druck arbeitende Vorrichtungen
vorteilhaft, wobei die Düsenrichtung sehr genau eingestellt werden muß.
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Die Stangen 19 üben wiederum eine pulsierende Wirkung mit einer
Druckwelle vor und einem verminderten Druck hinter der Stange auf den Papierstoff
aus, der somit durch die Löcher 24 in der Platte 23 hindurchgedrückt wird,
während zugleich Klumpen, Knoten oder Flocken von den Löchern 24 abgezogen werden.
Vom Kanal 106 fließt der feinverteilte Papierstoff direkt durch den Ausgang
3 zum Maschinensieb 4.
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Papierstoff wird in den Oberteil der Kammer 96
über den Zuströmkanal
107 eingeführt, dessen Breite nach der Kammer 96 bemessen ist. Papierstoff
gelangt in den Kanal 107 von einer Ringkammer 108,
die in ihrer Bauweise
dem Querverteiler entspricht. Die Kammer 108 ist von einem als halbzylinderförmiges
Gehäuse ausgebildeten Rohrverteiler 109 und einem im wesentlichen konzentrisch
gehaltenen inneren Zuführungsrohr 110 für den Papierstoff be-
grenzt,
welches eine Verbindung zu dem Eingangsrohr 111 herstellt und sich vorzugsweise
über die Gesamtbreite des Gehäuses 109 erstreckt.
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Das innere Rohr 110 ist mit einer Anzahl von Austrittsöffnungen
112 versehen, von denen eine Öffnung in F i g. 6 gezeigt ist. Diese sind
derart bemessen und angeordnet, daß sie für eine gleichmäßige Druckverteilung in
der Ringkammer 108
sorgen. F i g. 6 zeigt, daß die Öffnungen 112 im
Rohr 110 an derjenigen Seite vorgesehen sind, die dem Strömungskanal
107 gegenüberliegt. Auf diese Weise wird der Druck der Düsenstrahlen, die
aus den öffnungen 112 entweichen, abgedämpft und der größte Teil ihrer Energie wieder
in Druckenergie umgewandelt. Die Fasern werden in dem Stoff, welcher die Öffnungen
112 durchströmt und in der durch die Pfeile angegebenen Weise in zwei Richtungen
weiterströmt, weitgehend verteilt. Dadurch, daß der Papierstoff sich über zwei Strömungswege
verteilt und im Kanal 107 wieder zusammengeführt wird, ergibt sich eine weiterhin
verbesserte Faserverteilung in der Aufschwemmung, bevor diese zur Kammer
96 gelangt.
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In F i g. 7 ist ein Stoffauflaufkasten für zwei Strömungswege
darge3tellt, welcher zwei Hauptteile 115 und 116 umfaßt, die den Papierstoff
von einer Anzahl Zuflußleitungen 117 und 118 aufnehmen und den Stoffbrei
einer doppelten Staulippe oder einem Doppelmundstück 119 zuführen. Die Hauptteile
115 und 116 umfassen stabile gewölbte Wandteile 120 bzw. 121, die
an ihren Enden die Lippen 122 bzw. 123 bilden und deren andere Enden 124
und 125 mit den Eingangsleitungen über einen Verteiler in direkter Verbindung
stehen.
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Im Stoffauflaufkasten sind zwei stabile gewölbte Wände 126
und 127 befestigt, die in der Mitte zu einer aemeinsamen Wand 128
zusammenlaufen. Zwei gewölbte Anschlußwände 129 und 130 der beiden
Wände 126 und 127 konvergieren gegen eine Kante 133 und bilden
mit den gewölbten Außenwänden 120 und 121 zwei Strömungskanäle 131 und
132. Mehrere Stege 134 sind an den Gliedern 126,
129 und
130 als Stütze angebracht.
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Zwei halbzylindrische perforierte Platten 135 und
136, die eine Anzahl Löcher 137 und 138 aufweisen, sind an
den Wänden 115 bzw. 116 befestigt. Konzentrisch zu den beiden perforierten
Platten 135 und 136 sind Scheiben 139 bzw. 140 angebracht,
die von den Wellen 141 bzw. 142 getragen werden. Jede dieser Scheiben
139 und 140 besitzt radial sich erstreckende Arme 143 bzw. 144, die an ihren
Kopfenden Stangen bzw. Flügel 145 bzw. 146 mit profiliertem Querschnitt tragen.
Die Stangen 145 und 146 sind wieder im gleichen Abstand von den Scheiben
139 und 140 montiert und streichen über die gesamte Breite an den perforierten
Platten 135 bzw. 136 entlang, um den Durchgang des Papierstoffs durch
die Löcher 137, 138 zu verbessern. Die Grobstoffe oder Rückstände werden
von den beiden Teilen 115 und 116 über eine Anzahl Ausgangsrohre 147
und 148 abgeführt.
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In F i g. 8 ist eine weitere Ausführungsform des Stoffauflaufkastens
mit Doppeldüse dargestellt. Der Kasten besitzt eine doppelte Staulippe, von denen
die obere Staulippe 150 an einer drehbar gelagerten Welle 151 und
die untere Staulippe 152 an einer drehbar gelagerten Welle 153 befestigt
ist. Diese beiden Lippen 150 und 152 sind mit Stangen 154 und 154'
verbunden, welche die vertikale Stellung der Lippen 150 und 152 verändern.
Diese beiden Stangen 154 und 154' können an einen nicht gezeigten Motor angeschlossen
sein, wie beispielsweise einen pneumatischen oder hydraulischen Motor.
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Eine Zunge 155 ist zwischen den beiden Lippen
150
und 152 auf einer drehbaren Welle 156 angebracht. Diese Zunge verjüngt
sich zur Kante 157 hin, die sich zwischen den beiden Lippen 150 und
152
befindet. In der Zunge 155 sind wenigstens zwei Schlitze
158 vorgesehen, durch welche Wasser oder eine andere Flüssigkeit für Schmierungszwecke
eingespritzt werden kann.
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Durch Bewegung der Stangen 154 und 154'können die beiden Lippen
150 und 152 um die Achsen der Wellen 151 und 153 geschwenkt
werden, um die Breite des Stoffaustritts 159 zu verändern. Ferner kann die
Lage der Zunge 155 verändert werden, um einen unterschiedlichen Prozentsatz
des Papierstoffs aus den beiden Anlageteilen zuströmen zu lassen.