DE20011456U1

DE20011456U1 - Stoffauflauf zur Herstellung einer Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE20011456U1
Application number: DE20011456U
Authority: DE
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2000-09-07
Anticipated expiration: 2010-06-30

Description

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Anmelderin: Akte: PA11127DEG

Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH "Lochplattenanströmung"

D-89510 Heidenheim/Brenz

Stoffauflauf zur Herstellung einer Faserstoffbahn

&iacgr;&ogr; Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer Zufuhrvorrichtung für die Faserstoffsuspension in den Stoffauflauf, mit mindestens einer maschinenbreiten Vorrichtung zur Erzeugung von Mikroturbulenzen (&ldquor;Turbulenzerzeuger"), mit mindestens einer maschinenbreiten, dem Turbulenzerzeuger in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension vorgeschalteten und in Maschinenquerrichtung sektionierten Vorrichtung zum Mischen der sektionierten Faserstoffsuspensionsströme (&ldquor;Hauptteilströme") mit je mindestens einem Zusatzstrom (&ldquor;Zusatzteilströme") zu sektionierten Mischteilströmen (&ldquor;Mischer"), mit einem maschinenbreiten, in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension nach dem Mischer und vor dem Turbulenzerzeuger angeordneten Zwischenkammer und mit einer maschinenbreiten, dem Turbulenzerzeuger in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension nachgeschalteten Auslaufdüse zum Verteilen der Faserstoffsuspension auf mindestens einem Sieb.

Ein Stoffauflauf der vorgenannten Art ist seit längerem bekannt, beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 19 531 A1 (PA04598 DE) der Anmelderin.

Der Turbulenzerzeuger, zuweilen auch als Turbulenzeinsatz bezeichnet, eines solchen Stoffauflaufs muss aufgrund der Erfordernisse an die Auslegung auf seiner Einströmseite relativ langsam durch die Faserstoffsuspension (Mischteilströme) angeströmt werden. Beispielsweise sollte bei axialer Anströmung der Einströmseite des Turbulenzerzeugers die Anströmgeschwindigkeit nicht unter einen Mindestwert fallen, der ungefähr bei 1m/s liegt. Allgemein gesprochen müssen

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alle Lochplatten von Stoffaufläufen zur Vermeidung von Verstopfungen oder Verschmutzungen in einer besonderen Weise angeströmt werden.
Hingegen muss die Strömungsgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension (Mischteilströme) im Mischer eines solchen Stoffauflaufs aus hydraulischen Gründen, unter anderem aufgrund der Kontinuitätsgleichung, um ein Mehrfaches höher sein, da die Strömungsquerschnitte im Mischer entsprechend klein sind. Diese hohe Strömungsgeschwindigkeit im Mischer wird in der Regel in geeigneter Weise durch Diffusoren auf die Anströmgeschwindigkeit des Turbulenzerzeugers reduziert.

Nachteilhaft an dieser Art der Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension in der maschinenbreiten Zwischenkammer ist, dass eine Faserwischbildung bei gleichzeitiger Erreichung einer bestmöglichen Mischwirkung zwischen Haupt- und Zusatzteilströme nicht ausreichend vermieden wird.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der genannten Art zu schaffen, mittels dessen die vorgenannten Nachteile des Stands der Technik vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Stoffauflauf der genannten Art dadurch gelöst, dass in der maschinenbreiten Zwischenkammer mindestens ein maschinenbreiter Strömungskörper angebracht ist. Durch diesen Strömungskörper wird die Strömung der Faserstoffsuspension gezielt geführt und dabei eine Kreisströmung um die CD-Achse (cross direction, Maschinenquerrichtung) durch Nutzung der hohen Strömungsgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension aus dem sektionierten Mischer heraus generiert. Diese Strömung speist den Turbulenzerzeuger und fließt teilweise an ihm vorbei. Die vorbeifließende Strömung wird im Kreis geführt und erhöht dadurch bestmöglich die Mischungsturbulenz (Mischwirkung) zwischen Haupt- und Zusatzteilströmen.

In Fortführung des Erfindungsgedankens weist der Strömungskörper eine im wesentlichen rotationssymmetrische Außenkontur auf, wobei die Rotationsachse

vorzugsweise in der CD-Richtung liegt. Durch diese spezielle Außenkontur wird sichergestellt, dass der Strömungskörper den hydraulischen und strömungstechnischen Anforderungen ausreichend genügt und beispielsweise zur Vermeidung des Entstehens von zusätzlichen Wirbeln beiträgt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Strömungskörper um seine Längsachse rotatorisch antreibbar ist. Durch diesen Antrieb kann beispielsweise gezielt Einfluss auf den Turbulenzcharakter der Faserstoffsuspension genommen werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Strömungskörper mit einer Vielzahl an Leitelementen versehen ist, die bevorzugterweise die Form von Ringscheiben aufweisen und zwischen den Sektionen des Mischers auf dem Strömungskörper angebracht sind. Diese Leitelemente reduzieren einerseits die Vermischung der Faserstoffsuspension in CD-Richtung (cross machine direction, Maschinenquerrichtung), andererseits verbessern sie die Vermischung sowohl in MD- (machine direction, Maschinenlängsrichtung) als auch in z-Richtung. Durch den Anbringungsort unterstützen sie femer das Prinzip des sektionierten Stoffauflaufs.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Strömungskörper mit Verwirbelungselementen versehen ist, die bevorzugterweise die Form einer Erhebung aufweisen, wobei die Erhebung einen stumpfen und/oder einen mit mindestens einem Radius abgerundeten Anfangsbereich aufweist. Diese Verwirbelungselemente in ihrer Ausgestaltung unterstützen weiterhin die Mischwirkung in den bevorzugten Richtungen und reduzieren dabei einer Verstopfungsgefahr, insbesondere bei Verwendung von langfasrigen Faserstoffsuspensionen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombina-

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tion, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran-Sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigen

Figur 1: eine schematisierte Teilseitenansicht in Schnittdarstellung einer &iacgr;&ogr; ersten vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Stoffauflaufs zur Herstellung einer Faserstoffbahn;

Figur 2: eine schematisierte Teildraufsicht in Schnittdarstellung einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs; und

Figur 3: eine schematisierte Teilseitenansicht in Schnittdarstellung einer

dritten vorteilhaften Ausführungsform.

Die Figur 1 zeigt in Schnittdarstellung eine schematisierte Teilseitenansicht einer ersten vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Die sektionierten Mischströme 2 werden in maschinenbreiten, dem schematisiert dargestellten und maschinenbreiten Turbulenzerzeuger 3 in Strömungsrichtung S der Faserstoffsuspension 4 vorgeschalteten, in Maschinenquerrichtung sektionierten und in Figur 1 nicht dargestellten Vorrichtungen 5 (&ldquor;Mischer") durch Mischen der sektionierten Faserstoff-Suspensionsströme (&ldquor;Hauptteilströme") und der Zusatzteilströme hergestellt. Mischventile des Mischers 5 sind beispielsweise aus den beiden deutschen Offenlegungsschriften DE 42 11 291 A1 (PA04928 DE) und DE 42 11 290 A1 (PA04949 DE) der Anmelderin bekannt. Zwischen dem Mischer 5 und dem Turbulenzerzeuger 3 ist eine maschinenbreite Zwischenkammer 6 angeordnet, die bevorzugterweise eine strömungstechnisch optimale Innenkontur, beispielsweise die eines Kreises oder eines Polygons, aufweist. Es versteht sich von selbst, dass

die Zwischenkammer aufgrund der Auslegung auch in Maschinenbreite sektioniert ausgebildet sein kann. Dem schematisiert dargestellten und maschinenbreiten Turbulenzerzeuger 3 ist in Strömungsrichtung S der Faserstoffsuspension 4 eine nicht dargestellte, dem Fachmann wohl bekannte Auslaufdüse zum Verteilen der Faserstoffsuspension 4 auf mindestens einem nicht dargestellten Sieb nachgeschaltet.

Erfindungsgemäß ist in der maschinenbreiten Zwischenkammer 6 mindestens ein maschinenbreiter Strömungskörper 7 angebracht, wodurch die Strömung der Faserstoffsuspension 4 gezielt geführt und dabei eine Kreisströmung, angedeutet

&iacgr;&ogr; durch halbe Kreispfeile, um die CD-Achse durch Nutzung der hohen Strömungsgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension 4 aus dem sektionierten Mischer 5 heraus generiert wird.

Der Strömungskörper 7 weist eine im wesentlichen rotationssymmetrische Außenkontur AK auf und kann um seine Längsachse rotatorisch antreibbar sein, wobei ein solcher Antrieb in Figur 1 nicht dargestellt ist und wobei der Antrieb beispielsweise mittels eines Elektromotors erfolgt. Weiterhin ist der Strömungskörper 7 mit einer Vielzahl an Leitelementen 8 versehen, die bevorzugterweise die Form von Ringscheiben 9 aufweisen und zwischen den Sektionen S₁...S_n des Mischers 5 auf dem Strömungskörper 7 angebracht sind.

In Figur 2 ist prinzipiell der erfindungsgemäße Stoffauflauf 1 der Figur 1 in schematisierter Teildraufsicht in Schnittdarstellung dargestellt.

Erfindungsgemäß ist der Strömungskörper 7 mit Verwirbelungselementen 10 versehen ist, die bevorzugterweise die Form einer Erhebung aufweisen, wobei die Erhebung einen stumpfen und/oder einen mit mindestens einem Radius abgerundeten Anfangsbereich aufweist. Die Anordnung der Verwirbelungselemente 10 kann vielfältig, beispielsweise strukturiert, sein. Die Verwirbelungselemente 10 sind zwischen den als Ringscheiben 9 ausgebildeten Leitelementen 8 angeordnet, die wiederum zwischen den Sektionen S₁...S₄ des Mischers 5 auf dem Strömungskörper 7 angebracht sind. Die Verwirbelungselemente 10 können zwischen allen benachbarten Leitelementen 8 angebracht sein, sie können jedoch auch nur

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zwischen ausgewählten und benachbarten Leitelementen 8, wie beispielsweise in Figur 2 für die Sektion S₂ dargestellt, angebracht sein.

Eine dritte vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 zur Herstellung einer Faserstoffbahn ist in Figur 3 in schematisierter Teilseitenansicht und Schnittdarstellung dargestellt.

Es ist dabei klar erkennbar, dass mindestens ein Zusatzmedium 11...11^IV, beispielsweise Siebwasser, Dickstoff oder Retentionsmittel, direkt in die maschinenbreite Zwischenkammer 6, dass heisst in die Kreisströmung, oder in mindestens &iacgr;&ogr; eine Sektion S₁...S_n des Mischers 5 zudosiert wird.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Lochplatte der genannten Art zu schaffen, durch deren Anströmgeometrie eine Faserwisch- oder Brückenbildung auch bei verschiedenen Zusammensetzungen der zugeführten Faserstoffsuspension weitestgehend vermieden wird und somit die Teilung der Bohrungen nach unten hin verkleinert werden kann.

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Bezugszeichenliste

1	Stoffauflauf
2	Mischstrom
3	Turbulenzerzeuger
4	Faserstoffsuspension
5	Mischer
6	Zwischenkammer
7	Strömungskörper
8	Leitelement
9	Ringscheibe
10	Verwirbelungselement
i...ir	Zusatzmedium
AK	Außenkontur
S	Strömungsrichtung
S₁-S_n	Sektion

Claims

1. Stoffauflauf (1) zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit:

1. 1.1 mindestens einer Zufuhrvorrichtung für die Faserstoffsuspension (4) in den Stoffauflauf (1),

2. 1.2 mindestens einer maschinenbreiten Vorrichtung zur Erzeugung von Mikroturbulenzen ("Turbulenzerzeuger") (3),

3. 1.3 mindestens einer maschinenbreiten, dem Turbulenzerzeuger (3) in Strömungsrichtung (S) der Faserstoffsuspension (4) vorgeschalteten und in Maschinenquerrichtung sektionierten Vorrichtung zum Mischen der sektionierten Faserstoffsuspensionsströme ("Hauptteilströme") mit je mindestens einem Zusatzstrom ("Zusatzteilströme") zu sektionierten Mischteilströmen ("Mischer") (5),

4. 1.4 einer maschinenbreiten, in Strömungsrichtung (S) der Faserstoffsuspension (4) nach dem Mischer (5) und vor dem Turbulenzerzeuger (3) angeordneten Zwischenkammer (6),

5. 1.5 einer maschinenbreiten, dem Turbulenzerzeuger (3) in Strömungsrichtung (S) der Faserstoffsuspension (4) nachgeschalteten Auslaufdüse zum Verteilen der Faserstoffsuspension (4) auf mindestens einem Sieb, dadurch gekennzeichnet, dass

6. 1.6 in der maschinenbreiten Zwischenkammer (6) mindestens ein maschinenbreiter Strömungskörper (7) angebracht ist.

2. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (7) eine im wesentlichen rotationssymmetrische Außenkontur (AK) aufweist, wobei die Rotationsachse vorzugsweise in der CD- Richtung liegt.

3. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (7) um seine Längsachse rotatorisch antreibbar ist.

4. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (7) mit einer Vielzahl an Leitelementen (8) versehen ist, die bevorzugterweise die Form von Ringscheiben (9) aufweisen und zwischen den Sektionen des Mischers (5) auf dem Strömungskörper (7) angebracht sind.

5. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (7) mit Verwirbelungselementen (10) versehen ist, die bevorzugterweise die Form einer Erhebung aufweisen, wobei die Erhebung einen stumpfen und/oder einen mit mindestens einem Radius abgerundeten Anfangsbereich aufweist.