DE19621258C1 - Stoffauflauf für eine Papiermaschine - Google Patents
Stoffauflauf für eine PapiermaschineInfo
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
- D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
- D21F1/026—Details of the turbulence section
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine. Insbesondere
betrifft die Erfindung einen Stoffauflauf mit Einbauten zum Herstellen bzw.
Beeinflussen der Turbulenz in der Strömung.
Relevante Dokumente sind:
- (1) US 3 769 155;
- (2) US 3 514 372;
- (3) DE 43 21 697 A1;
- (4) DE 32 27 218 A1;
- (5) US 3 843 470;
- (6) DE 44 02 625 A1.
Aus diesen Dokumenten ist es bekannt, daß Elemente innerhalb der
Strömungskammer des Stoffauflaufes einen Einfluß auf die
Strömungshydraulik haben. Solche Elemente können beispielsweise
Trennlamellen sein bei Mehrlagen-Stoffaufläufen. Der genannte Einfluß auf die
Strömungshydraulik geht hauptsächlich auf die Fluidreibung zurück. Durch
die genannten Elemente wird insbesondere der Turbulenzgrad in der
Strömung beeinflußt. Dieser hat für die Blattbildung eine große Bedeutung.
Dokument (5) beschreibt einen Stoffauflauf, bei dem die stromabwärtigen
Enden nicht bis in den Bereich des Auslaufspaltes reichen. Dokument (6)
beschreibt einen Stoffauflauf, bei dem die Flächen der Strömungselemente
veränderbar sind, und zwar bezüglich ihrer Lage im Stoffauflauf.
Sämtliche bisher bekannten Stoffaufläufe, die innerhalb der
Strömungskammer Elemente zum Beeinflussen der Turbulenz aufweisen,
haben einen gravierenden Nachteil: Eine Beeinflussung der
Strömungsverhältnisse, insbesondere der Turbulenz, während des Betriebes
ist hierbei nicht möglich. Jeder Stoffauflauf hat eine ganz bestimmte,
unveränderliche Charakteristik. Dies ist deshalb nachteilig, weil während des
Betriebes zahlreiche Betriebsparameter einer ständigen Veränderung
unterliegen. Hierbei sind z. B. die Stoffzusammensetzung, die Temperatur
oder die Strömungsgeschwindigkeit zu nennen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoffauflauf zu schaffen, der
derart gestaltet ist, daß während des Betriebes auf veränderliche Weise
Einfluß genommen werden kann auf die Hydraulik der Stoffsuspension,
besonders auf den Turbulenzgrad.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demgemäß
sind die von der Suspension berührten Flächen der Strömungselemente in
der Auslaufdüse während des Betriebes des Stoffauflaufes veränderbar.
Die Erfinder haben erkannt, daß bereits die Veränderung der Größe der
strömungsberührten Flächen eine ganz erhebliche Auswirkung auf die
Strömungshydraulik haben, somit nicht allein die Gestalt von in der
Strömungskammer befindlichen Einsätzen.
Dokument (4) zeigt und beschreibt einen Mehrlagenstoffauflauf mit einem
düsenartigen Auslaufkanal, der in drei Einzelkanäle unterteilt ist. Die
Einzelkanäle sind dabei durch Zungen gegeneinander abgegrenzt, die in
Strömungsrichtung verschiebbar sind. Das Verschieben dieser Zunge dient
jedoch nicht zum Vergrößern der strömungsberührten Flächen, sondern zum
Einstellen der Weite des Austrittsspaltes des einzelnen Kanales.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine.
Fig. 2 zeigt die Auslaufdüse des Stoffauflaufes, ebenfalls in Seitenansicht mit
erfindungsgemäßen Strömungselementen.
Fig. 3 zeigt den Gegenstand von Fig. 2 in Draufsicht.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, analog der
Darstellung gemäß Fig. 2.
Der in Fig. 1 dargestellte Stoffauflauf umfaßt eine Strömungskammer 1. Diese
weist einen Zulauf 2 auf. Der Strömungskammer 1 ist eine Auslaufdüse 3
nachgeschaltet.
Die Strömungskammer 1 enthält ein Bündel aus einer Vielzahl von Röhrchen
1.1. Diese verlaufen in Strömungsrichtung. Sie dienen in bekannter Weise
dem Erzeugen einer Mikroturbulenz in der Stoffsuspension.
Die Auslaufdüse 3 weist äußere Begrenzungswände 3.1 und 3.2 auf, die an
ihrem stromabwärtigen Ende miteinander einen Auslaufspalt 3.3 bilden.
Die Fig. 2 und 3 zeigen im einzelnen den Aufbau der Auslaufdüse 3 mit
den erfindungsgemäßen Strömungselementen. Fig. 2 zeigt wiederum die
beiden Begrenzungswände 3.1 und 3.2 mit dem Auslaufspalt 3.3. Auf den
beiden Fig. 2 und 3 erkennt man Taschen, in denen erfindungsgemäße
Strömungselemente gelagert sind. Wie man aus Fig. 2 erkennt, sind drei
Zeilen von Taschen mit zugehörenden Strömungselementen übereinander
angeordnet. Dabei handelt es sich um eine obere Zeile von Taschen 3.4 mit
zugehörenden Strömungselementen 3.41, eine mittlere Zeile von Taschen 3.5
mit zugehörenden Strömungselementen 3.51 sowie eine untere Zeile von
Taschen 3.6 mit zugehörenden Strömungselementen 3.61. Die
Strömungselemente sind im vorliegenden Falle Rundstäbe. Sie sind in
Strömungsrichtung ein- und ausfahrbar, was in Fig. 3 durch den Doppelpfeil
veranschaulicht ist.
Mit dem Ein- und Ausfahren der Strömungselemente 3.41, 3.51, 3.61 wird die
Größe von deren strömungsberührten Flächen verändert. Damit wird Einfluß
genommen auf die Strömungshydraulik. Im vorliegenden Falle sind insgesamt
zwölf Rundstäbe mit den zugehörenden Taschen vorgesehen. Man kann
nunmehr alle oder einen Teil der Rundstäbe einer einzigen Zeile von
Rundstäben unterschiedlich weit ausfahren. Man kann aber auch sämtliche
Rundstäbe aller Zeilen von Rundstäben unterschiedlich weit ausfahren. Je
nach dem Maß des Ausfahrens der einzelnen Rundstäbe wird die Strömung
beeinflußt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die Auslaufdüse 3 ganz
andersartig gestaltet. Die Stoffsuspension wird hierbei durch eine Vielzahl von
Kanälen 5.1, 5.2, 5.3 zum Auslaufspalt 3.3 hingeführt. Die Kanäle sind durch
massive Blöcke 6.1, 6.2, 6.3 hindurchgebohrt. Die Begrenzungswände 3.1, 3.2
befinden sich im stromabwärtigen Endbereich der Auslaufdüse 3 und sind
feststehend.
Auch hier sind wiederum Strömungselemente gemäß der Erfindung
vorgesehen, und zwar die Strömungselemente 3.71 und 3.81. Diese
Strömungselemente sind plattenförmig. Sie erstrecken sich jeweils über die
gesamte Arbeitsbreite. Sie sind wiederum in Taschen 3.7 bzw. 3.8 gelagert.
Sie können ebenfalls - genau wie die Rundstäbe gemäß der Fig. 2 und 3 -
in Strömungsrichtung verfahren werden, so daß die Größe der
strömungsberührten Fläche dieser Strömungselemente 3.71, 3.81 verändert
werden kann.
Wie man sieht, lassen sich diese plattenförmigen Strömungselemente 3.71
und 3.81 im vorliegenden Falle bis über den Auslaufspalt 3.3 hinaus
bewegen.
Eine besonders interessante Ausführungsform kann sich daraus ergeben, daß
die Strömungselemente - und Stäbe oder Platten - in Verschieberichtung
gesehen - Bereiche unterschiedlicher Rauhigkeit haben. So kann
beispielsweise ein stromabwärtiger Teil eine besonders niedrige Rauhigkeit
haben, während die Rauhigkeit stromaufwärts gesehen zunimmt. Damit wird
die Wirkung des Ausfahrens der einzelnen Strömungselemente progressiv
gesteigert.
Claims (11)
1. Stoffauflauf für eine Papiermaschine
- 1.1 mit einer Strömungskammer (1), die wenigstens annähernd gleich der Arbeitsbreite des Papiermaschinensiebes ist, und der eine Auslaufdüse (3) mit einem Auslaufspalt (3.3) nachgeschaltet ist;
- 1.2 mit Strömungselementen (3.41, 3.51, 3.61; 3.71, 3.81), die in der Auslaufdüse (3) angeordnet sind;
- 1.3 die von der Suspension berührten Flächen der Strömungselemente sind während des Betriebes im Sinne einer Vergrößerung oder Verkleinerung veränderbar.
2. Stoffauflauf nach Anspruch 1 mit den folgenden Merkmalen:
- 2.1 die Strömungselemente (3.41, 3.51, 3.61; 3.71, 3.81) sind in Taschen (3.4, 3.5, 3.6; 3.7, 3.8) gelagert und aus diesen ganz oder teilweise ausfahrbar;
- 2.2 die ausgefahrenen Teile der Strömungselemente (3.41, 3.51, 3.61; 3.71, 3.81) erstrecken sich in Strömungsrichtung.
3. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Weite des Auslaufspaltes (3.3) während des Betriebes unveränderbar
ist.
4. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Weite des Auslaufspaltes (3.3) während des Betriebes veränderbar ist.
5. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strömungselemente aus Platten (3.71, 3.81)
bestehen, die sich wenigstens über einen Teil der Arbeitsbreite des
Papiermaschinensiebes hinweg erstrecken.
6. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strömungselemente Rundstäbe (3.41, 3.51,
3.61) zylindrische Stäbe sind, und daß die Taschen (3.4, 3.5, 3.6)
entsprechende kreiszylindrische Aussparungen aufweisen.
7. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strömungselemente (3.41, 3.51, 3.61; 3.71,
3.81) biegsam sind, und daß die Taschen (3.4, 3.5, 3.6; 3.7, 3.8) auf
dem Verschiebeweg der Strömungselemente (3.41, 3.51, 3.61; 3.71,
3.81) eine Umlenkung aufweisen.
8. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strömungselemente (3.41, 3.51, 3.61; 3.71,
3.81) starr sind.
9. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die strömungsberührten Flächen der
Strömungselemente (3.41, 3.51, 3.61; 3.71, 3.81) - in
Strömungsrichtung gesehen - Zonen unterschiedlicher Rauhigkeit
aufweisen.
10. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strömungselemente (3.41, 3.51, 3.61; 3.71,
3.81) um 10 bis 300 mm, vorzugsweise um 50 bis 200 mm, aus den
Taschen (3.4, 3.5, 3.6; 3.7, 3.8) ausfahrbar sind.
11. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strömungselemente (3.41, 3.51, 3.61; 3.71,
3.81) hohl sind, und daß die Hohlräume der Strömungselemente an
eine Unterdruckquelle oder eine Überdruckquelle angeschlossen sind.
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