DE29713272U1 - Headbox to form a fiber suspension layer - Google Patents
Headbox to form a fiber suspension layerInfo
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Description
PA Or. A. Binder, Neue Bahnhofstraße 16,89335 Ichenhaüsen # m · · # · · ^2. Oktober 1997PA Or. A. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16,89335 Ichenhaüsen # m · · # · · ^2 October 1997 97068»Voith Sulzer Papiermaschinen GmbK« S^ Ö97068»Voith Sulzer Paper Machines GmbK« S^ Ö
Stoffauflauf zur Bildung einer FaserstoffSuspensionsschichtHeadbox for forming a fiber suspension layer
Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf zur Bildung einer Faserstoffsuspensionsschicht gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a headbox for forming a fibrous suspension layer according to the preamble of claim 1.
Ein Stoffauflauf mit sektionaler Stoffdichte-Beeinflussung und Volumenstrom-Beeinflussung ist beispielsweise aus den Patentanmeldungen DE 40 19 593 C2 und EP 0 690 167 A2 bekannt.A headbox with sectional stock density control and volume flow control is known, for example, from patent applications DE 40 19 593 C2 and EP 0 690 167 A2.
Die DE 40 19 593 beschreibt einen Stoffauflauf und ein Verfahren zur unabhängigen Beeinflussung des Flächengewichts- und Faserorientierungsquerprofils bei der Herstellung einer Papierbahn, wobei dem Stoffauflauf über die Maschinenbreite verteilt, Teilströme mit zwei unterschiedlichen Dichten zugeführt werden und die Dichte der Gesamtstoffsuspension eines Maschinenabschnittes durch die Einstellung der Zuströmverhältnisse der einzelnen Teilströme, unterschiedlicher Dichte, bestimmt wird (Flächengewichts-Querprofilsteuerung) und weiterhin die Querströmungen im Stoffauflauf durch Einstellen der Sektionsströme (Faserorientierungs-Querprofilsteuerung) beeinflußt werden.DE 40 19 593 describes a headbox and a method for independently influencing the basis weight and fiber orientation cross-profile during the production of a paper web, whereby partial flows with two different densities are fed to the headbox distributed over the width of the machine and the density of the total stock suspension of a machine section is determined by setting the inflow ratios of the individual partial flows of different densities (basis weight cross-profile control) and the cross-flows in the headbox are also influenced by setting the section flows (fiber orientation cross-profile control).
Einen ähnlichen Stoffauflauf zeigt die EP 0 690 167 A2. In dieser Patentanmeldung wird in der Zufuhrleitung der Stoffsuspension vom Verteiler zum Stoffauflauf, beziehungsweise den Sektionen des Stoffauflaufes, Flüssigkeit - vorzugsweise Stoffsuspension oder Verdünnungswasser - derart eingedüst, daß ein Impulsaustausch zwischen derA similar headbox is shown in EP 0 690 167 A2. In this patent application, liquid - preferably stock suspension or dilution water - is injected into the feed line of the stock suspension from the distributor to the headbox, or the sections of the headbox, in such a way that an exchange of momentum between the
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PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 89.$3§ !chentauseh. : *': * * \\2. Oktober 1997 97068«Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH> "Däsefifofjni/ £&Mgr;&thgr;&dgr;&bgr;08: PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 89.$3§ !chentauseh. : *' : * * \\ 2 October 1997 97068«Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH>"Däsefifofjni/£&Mgr;&thgr;&dgr;&bgr;08:
Hauptströmung und der Nebenströmung stattfindet und die Summe der Gesamtströme trotz zunehmendem Durchsatz der Nebenströmung gleich bleibt, während die Konzentration des Gesamtstromes der Stoffsuspension verändert wird. So kann über unterschiedliche Zuführung von Verdünnungswasser das Flächengewicht sektionsweise beeinflußt werden und damit das Flächengewichtsquerprofil bestimmt werden. Andererseits kann auch gemäß dieser Erfindung der Volumenstrom einer Sektion beeinflußt werden, so daß gewünschte Querströmungen im Stoffauflauf eingestellt werden können, beziehungsweise vorhandene Querströmungen kompensiert werden können. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit die Faserorientierung, beziehungsweise das Faserorientierungsquerprofil, einzustellen.main flow and the secondary flow and the sum of the total flows remains the same despite the increasing throughput of the secondary flow, while the concentration of the total flow of the stock suspension is changed. The basis weight can be influenced section by section by adding different amounts of dilution water, and the basis weight cross-section profile can thus be determined. On the other hand, the volume flow of a section can also be influenced according to this invention, so that desired cross-flows in the headbox can be set, or existing cross-flows can be compensated. This makes it possible to set the fiber orientation, or the fiber orientation cross-section.
Die beiden obengenannten Vorrichtungen beschreiben gute Möglichkeiten das Faserorientierungsquerprofil, beziehungsweise das Flächengewichtsquerprofil, zu beeinflussen. Es fehlt jedoch bei beiden Verfahren die Möglichkeit die Formation und/oder das Reißlängenverhältnis der entstehenden Papierbahn zu beeinflussen, beziehungsweise die entsprechenden Querprofile hierzu verändern zu können.The two devices mentioned above describe good possibilities for influencing the fiber orientation cross-section, or the basis weight cross-section. However, both processes lack the possibility of influencing the formation and/or the tear length ratio of the resulting paper web, or of being able to change the corresponding cross-sections for this purpose.
Es ist Aufgabe der Erfindung einen Stoffauflauf gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend weiter zu entwickeln, daß zusätzlich eine Möglichkeit zur Beeinflussung des Reißlängenverhältnisses und der Formation der Papierbahn geschaffen wird.It is the object of the invention to further develop a headbox according to the preamble of claim 1 in such a way that an additional possibility for influencing the tear length ratio and the formation of the paper web is created.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches gelöst.This problem is solved by the features of the claim.
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PA.Dr. k. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 89335 lchenhajjsen. .··, *"t2. Oktober 1997 97068 · Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH** "PCSsepforfrry EM00S88 ;* PA.Dr. k. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 89335 lchenhajjsen. .··, *"t2. October 1997 97068 · Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH** "PCSsepforfrry EM00S88 ;*
Die Erfinder haben folgendes erkannt:The inventors recognized the following:
Bisher wurde die Blende dazu genutzt, die Strahldicke
des Stoffsuspensionsstrahls einzustellen und damit bei sonst gleichbleibender Stoffsuspensionsdichte auch das
Flächengewichtsquerprofil einzustellen. Bei einem
Stoffauflauf, der dazu geeignet ist das
Flächengewichtsquerprofil und das
Faserorientierungsquerprofil über die sektionaleUntil now, the aperture was used to control the beam thickness
of the stock suspension jet and thus also adjust the basis weight cross-section while keeping the stock suspension density constant.
Headbox suitable for the
Basis weight cross-section and the
Fiber orientation cross-section over the sectional
Steuerung der Volumenströme und ihrer DichteControl of volume flows and their density
einzustellen ist es nun möglich, die Blende für andere
Aufgaben heranzuziehen. Da die Blende, in Abhängigkeit ihres Blendenvorstandes und ihres Winkels in Relation
zur entsprechenden Düsenober- bzw. Unterseite, amIt is now possible to use the aperture for other tasks. Since the aperture, depending on its aperture protrusion and angle in relation
to the corresponding nozzle top or bottom, on the
Stoffauflaufdüsenende unterschiedlicheHeadbox nozzle end different
Beschleunigungen und unterschiedliche Reibungseffekte
in der Stoffsuspension erzeugt, kann durch eine
Variation des Blendenvorstandes und/oder des
Blendenanstellwinkels das Reißlängenverhältnis und die Formation beeinflußt werden. Die Formation wird im
wesentlichen durch unterschiedliche Reibungseffekte
und durch bedingte Mikroturbulenzen beeinflußt,
während das Reißlängenverhältnis im wesentlichen durch Beschleunigungseffekte und die damit verbundeneAccelerations and different friction effects
in the stock suspension can be generated by a
Variation of the aperture projection and/or the
The tear length ratio and the formation are influenced by the aperture angle. The formation is determined in
essentially due to different friction effects
and influenced by conditioned microturbulence,
while the breaking length ratio is mainly determined by acceleration effects and the associated
Ausrichtung der Fasern beeinflußt wird.Alignment of the fibers is influenced.
Eine Änderung des, durch die Einstellungen an der
Blende, Flächengewichtsquerprofils oder des
Faserorientierungsquerprofils kann bei einem
sektionierten und stoffdichte- undA change in the settings on the
Panel, basis weight cross-section or
Fiber orientation cross-section can be
sectioned and fabric density and
volumenstromgeregeltem Stoffauflauf wieder kompensiert
werden. Sektionierte Stoffdichteregelungen und
Volumenstromregelungen sind aus diversen Anmeldungen
der Patentanmelderin bekannt. Insbesondere wird aufvolume flow controlled headbox. Sectioned stock consistency controls and
Volume flow controls are available from various applications
of the patent applicant. In particular,
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PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 8§§3£ lchenhguseh. .**. *#'32. Oktober 1997 97068«Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH:» OusenfomiV gM0beQ8 ;* PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 8§§3£ lchenhguseh. .**. * # '32 October 1997 97068«Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH:» OusenfomiV gM0beQ8 ;*
die Anmeldungen DE 37 41 603, DE 40 19 593, DE 43 23 263, DE 44 22 907 und DE 44 37 181 hingewiesen. Der Inhalt dieser Anmeldungen bezüglich der Stoffdichte- und Volumenstrom-Beeinflussung soll zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gehören.the applications DE 37 41 603, DE 40 19 593, DE 43 23 263, DE 44 22 907 and DE 44 37 181. The content of these applications regarding the influence of material density and volume flow should be included in the content of the present application.
Die Größe des Einflußes der Änderung eines Anstellwinkels der Blende und der jeweiligen Größe des Blendenvorstandes auf das Reißlängenverhältnis und die Formation kann nicht exakt vorausgesagt werden. Der Einfluß ist abhängig von der jeweiligen Geometrie des Stoffauflaufes, insbesondere der Düsenform und den Stoffsuspensionseigenschaften, wie zum Beispiel der Holzhaltigkeit. Es besteht eine Kopplung zwischen der Beeinflussung der Formation und der Beeinflussung des Reißlängenverhältnisses, die abhängig von den jeweiligen Eigenschaften des Stoffauflaufes, dessen Geometrie, der Stoffsuspensionsgeschwindigkeit und der Stoffsuspension selbst ist. Hierdurch wird eine Anpassung der Steuerung an den jeweils spezifischen Stoffauflauf im Versuch notwendig.The extent of the influence of the change in the angle of attack of the orifice and the respective size of the orifice projection on the breaking length ratio and the formation cannot be predicted exactly. The influence depends on the respective geometry of the headbox, in particular the nozzle shape and the stock suspension properties, such as the wood content. There is a link between the influence on the formation and the influence on the breaking length ratio, which depends on the respective properties of the headbox, its geometry, the stock suspension speed and the stock suspension itself. This makes it necessary to adapt the control to the specific headbox in the test.
Gemäß dem Erfindungsgedanken ist der Querschnittsverlauf der Düse derart gestaltet, daß beispielsweise durch ein sehr frühes Einschnüren der Düse ein wesentlich längerer Bereich der Ober- und Unterlippe der Düse mit hoher Geschwindigkeit durchfahren wird, wodurch sich eine wesentlich höhere Mikroturbulenz an den Wänden aufbaut und somit eine feinere Formation entsteht.According to the inventive concept, the cross-sectional shape of the nozzle is designed in such a way that, for example, by constricting the nozzle very early, a much longer area of the upper and lower lips of the nozzle is passed through at high speed, whereby a much higher microturbulence builds up on the walls and thus a finer formation is created.
Andererseits kann die Düse auch so gestaltet werden, daß der Querschnitt zunächst über einen weiten Bereich groß bleibt, beziehungsweise sich nur geringfügigOn the other hand, the nozzle can also be designed in such a way that the cross-section initially remains large over a wide area, or only changes slightly
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PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 89335 lchenh^us.en. .··, ***12. Oktober 1997 97068 «Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH &igr; "PiSseoforCrrV amo06€fe ;* PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 89335 lchenh^us.en. .··, ***12 October 1997 97068 «Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH &igr;"PiSseoforCrrVamo06€fe;*
verkleinert, und erst am Ende der Düse eine starke Konfraktion stattfindet. Dies hat zur Folge, daß einerseits die Effekte durch Wandreibung in den Hintergrund treten, da die Wandreibung bei geringerer Geschwindigkeit reduziert wird, während gegen Ende der Düse eine starke Beschleunigung der Stoffsuspension erzwungen wird, was zu einer erhöhten Ausrichtung der Fasern in der Stoffsuspension führt und damit das Reißlängenverhältnis stark beeinflußt. Auch hierbei treten erfahrungsgemäß negative Einflüße auf das Flächengewichtsquerprofil und das Faserorientierungsquerprofil auf. Diese können jedoch problemlos über die sektionierte Volmenstrom- und Stoffdichte-Regelung des Stoffauflaufes ausgeglichen werden.reduced, and only at the end of the nozzle does a strong confraction take place. This means that, on the one hand, the effects of wall friction fade into the background, since the wall friction is reduced at lower speeds, while towards the end of the nozzle a strong acceleration of the stock suspension is forced, which leads to an increased alignment of the fibers in the stock suspension and thus strongly influences the breaking length ratio. Experience has shown that negative influences on the basis weight cross-section and the fiber orientation cross-section also occur here. However, these can easily be compensated for by the sectioned volume flow and stock density control of the headbox.
Mit den zuvor und auch später beschriebenen Ausgestaltungen des Stoffauflaufes ist es möglich ein Verfahren zur Bildung einerWith the headbox designs described above and later, it is possible to implement a process for forming a
Faserstoffsuspensionsschicht mit einem Stoffauflauf mit sektionaler Stoffdichte-Beeinflussung und
gegebenenfalls Volumenstrom-Beeinflussung und einer Düse mit Auslaufspalt und mindestens einer Blende
durchzuführen, welches das Flächengewichtsquerprofil über die sektionale Stoffdichte-Beeinflussung
einstellt und gegebenenfalls das
Faserorientierungsquerprofil über die sektionale Volumenstrom-Beeinflussung einstellt und das
Reißlängenverhältnis und/oder die Formation durch eine Variation des Blendenvorstandes beeinflußt.Fibre suspension layer with a headbox with sectional stock density control and, if necessary, volume flow control and a nozzle with outlet gap and at least one orifice, which adjusts the basis weight cross-section via the sectional stock density control and, if necessary, the
The fiber orientation cross-section is adjusted via the sectional volume flow control and the tear length ratio and/or the formation are influenced by varying the aperture projection.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Blende sektioniert ist, so daß sektionsweise der Blendenvorstand einstellbar ist und damit das Querprofil bezüglich desIt can be advantageous if the diaphragm is sectioned so that the diaphragm projection can be adjusted section by section and thus the cross-section with respect to the
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PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 89g3£ lchenbausöri : M. '#*Ji2. Oktober 1997PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 89g3£ lchenbausöri : M . '# *Ji2. October 1997
97068·Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH:« OSeenfogmg / |M006g8:97068·Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH:« OSeenfogmg / |M006g8:
Reißlängenverhältnisses und/oder der Formation beeinflußt werden kann.tear length ratio and/or formation can be influenced.
Eine andere alternative Möglichkeit, die auch in Kombination mit dem obengenannten Verfahren angewendet werden kann, besteht darin, den Anstellwinkel der Blende zu verändern, um das Reißlängenverhältnis und/oder die Formation zu beeinflussen. Auch hierbei kann es vorteilhaft sein, die Einstellung des Anstellwinkels sektioniert über die Maschinenbreite einzustellen, so daß wiederum die entsprechenden Querprofile beeinflußbar sind.Another alternative option, which can also be used in combination with the above-mentioned method, is to change the angle of attack of the screen in order to influence the tear length ratio and/or the formation. Here too, it can be advantageous to adjust the angle of attack sectionally across the machine width, so that the corresponding cross-sections can be influenced.
Ein besonderer Vorteil dieser Kombination von Einstellung des Blendenvorstandes und des Blendenanstellwinkels liegt darin, daß das Verhältnis der Stärke der Beeinflussung des Reißlängenverhältnisses und der Formation bei einer Änderung des Blendenvorstandes einer anderen Funktion folgt, als bei einer Änderung des Blendenanstellwinkels. Mit einer entsprechenden Kombination dieser Einstellmöglichkeiten wird eine gewünschte Veränderung nur eines der beiden Parameter (Reißlängenverhältnis oder Formation) möglich.A particular advantage of this combination of setting the aperture projection and the aperture angle is that the ratio of the strength of the influence on the tear length ratio and the formation follows a different function when the aperture projection is changed than when the aperture angle is changed. With an appropriate combination of these setting options, a desired change in just one of the two parameters (tear length ratio or formation) is possible.
Wird beispielsweise ein Stoffauflauf mit zwei Blenden (Oberseite/Unterseite) eingesetzt, so kann die erste Blende zur Änderung der Formation genutzt werden, wobei die gleichzeitige Änderung des Reißlängenverhältnisses von der gegenüberliegenden Blende kompensiert wird. Entsprechendes gilt in umgekehrter Weise.If, for example, a headbox with two baffles (top/bottom) is used, the first baffle can be used to change the formation, with the simultaneous change in the tear length ratio being compensated by the opposite baffle. The same applies in reverse.
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&Rgr;&lgr; Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 89.335 lchenh&jsgn1. .*'. **\\2. Oktober 1997 97068»Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH j "Pifeemforen^ &10068g t* &Rgr;&lgr; Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 89.335 lchenh&jsgn 1 . .*'. **\\2 October 1997 97068»Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH j "Pifeemforen^ &10068g t*
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der obengenannten Verfahren, beziehungsweise eine Möglichkeit zur separaten Nutzung, besteht darin, daß durch die Änderung des Querschnittsverlaufes des Beschleunigungsbereiches - in Strömungsrichtung gesehen - bei gleichzeitiger Beibehaltung der Auslaufspalthöhe, das Verhältnis der geschwindigkeitsabhängigen Reibungseffekte {Formationsbeeinflussung) zu den beschleunigungsabhängigen Effekte (Beeinflussung des Reißlängenverhältnisses) beeinflußt wird.A further advantageous embodiment of the above-mentioned methods, or a possibility for separate use, is that by changing the cross-sectional profile of the acceleration area - seen in the direction of flow - while simultaneously maintaining the outlet gap height, the ratio of the speed-dependent friction effects (formation influence) to the acceleration-dependent effects (influence on the tear length ratio) is influenced.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 und in den nachfolgenden Figurenbeschreibungen dargestellt.Further embodiments of the invention are shown in the subclaims to claim 1 and in the following figure descriptions.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It is understood that the features of the invention mentioned above and to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further features and advantages of the invention emerge from the following description of preferred embodiments with reference to the drawing.
Figur 1: Längsschnitt durch den Düsenbereich eines Stoffauflaufes mit einer erfindungsgemäßenFigure 1: Longitudinal section through the nozzle area of a headbox with an inventive
Blende.
Figur 2: Längsschnitt durch den Düsenraum mit zweiCover.
Figure 2: Longitudinal section through the nozzle chamber with two
erfindungsgemäßen Blenden.inventive apertures.
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PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 8§£3£ lchenbfuseh .". ft*!i2. Oktober 1997 97068«Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH:« OSJsenfown»/ EfM0t)e|8t* PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 8§£3£ lchenbfuseh .". ft *!i2. October 1997 97068«Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH:« OSJsenfown»/ EfM0t)e|8t*
Figur 3: Längsschnitt wie Figur 1, jedoch mitFigure 3: Longitudinal section as Figure 1, but with
Gelenken in der Ober- und Unterlippe. Figur 4: Längsschnitt entsprechend der Figur 2, jedoch mit Gelenken in Ober- und Unterlippe. Figur 5: Stoffauflauf mit flacher Unterlippe undJoints in the upper and lower lip. Figure 4: Longitudinal section corresponding to Figure 2, but with joints in the upper and lower lip. Figure 5: Headbox with flat lower lip and
beweglicher Oberlippe.movable upper lip.
Figur 6: Erfindungsgemäßer Stoffauflauf mit Lamelle. Figur 7: Stoffauflauf mit symetrischer Ober- und Unterlippe mit Gelenken und ohne Blende. ' Figur 8: Stoffauflauf ähnlich Figur 7 mitFigure 6: Headbox according to the invention with lamella. Figure 7: Headbox with symmetrical upper and lower lip with joints and without cover. ' Figure 8: Headbox similar to Figure 7 with
zusätzlicher Lamelle.additional slat.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen schematisch dargestellten Stoffauflauf 1 mit dem Ende des turbulenzerzeugenden Bereiches 2, der in den Düsenraum 3 übergeht. Der Düsenraum 3 wird begrenzt durch die Unterlippe 3.2 und die Oberlippe 3.1. An der Oberlippe 3.1 befindet sich eine Blende 4.1. Die Blende 4.1 bildet mit der Oberlippe 3.1 einen Anstellwinkel &agr;. Die Blende 4.1 ist in die Pfeilrichtungen 5.1 verschiebbar, beziehungsweise sektionsweise einstellbar. Weiterhin kann die Blende 4.1 in ihrem unteren Bereich durch entsprechende Aktuatoren {zum Beispiel Verstellmotore, Druckkissen oder ähnliches) in Richtung der Pfeile 6.1, in ihrem Anstellwinkel verstellt werden. Diese Verstellung kann auch sektional vorgenommen werden.Figure 1 shows a longitudinal section through a schematically illustrated headbox 1 with the end of the turbulence-generating area 2, which merges into the nozzle chamber 3. The nozzle chamber 3 is delimited by the lower lip 3.2 and the upper lip 3.1. There is a baffle 4.1 on the upper lip 3.1. The baffle 4.1 forms an angle of attack α with the upper lip 3.1. The baffle 4.1 can be moved in the direction of the arrows 5.1 or adjusted section by section. Furthermore, the baffle 4.1 can be adjusted in its lower area by appropriate actuators (for example adjustment motors, pressure pads or similar) in the direction of the arrows 6.1, in terms of its angle of attack. This adjustment can also be carried out section by section.
Zwischen der Unterlippe 3.1 und dem Ende der Blende 4.1 bildet sich ein Düsenauslaufspalt b. Der Blendenvorstand ist mit a bezeichnet. Im erfindungsgemäßen Sinne ist der Stoffauflauf 1 in bekannter Weise sektionsweise stoffdichtegeregelt und/oder auch volumenstromgeregelt, so daß mit HilfeA nozzle outlet gap b is formed between the lower lip 3.1 and the end of the orifice plate 4.1. The orifice plate projection is designated a. In the sense of the invention, the headbox 1 is section-by-section stock density-controlled and/or volume flow-controlled in a known manner, so that with the help of
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PAv Dc. A. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 89^35 lchenh^jaln. .**; *"\2. Okiober 1997PAv Dc. A. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 89^35 lchenh^jaln. .**; *"\2. Okiober 1997
97068*Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH«"Sxfeenforgn"*/ E3MO06SB ;97068*Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH«"Sxfeenforgn"*/ E3MO06SB ;
der Änderung des Blendenanstellwinkels beziehungsweise des Blendenvorstandes die Formation und das Reißlängenverhältnis, unabhängig von dem Flächengewichtsquerprofil undthe change in the aperture angle or the aperture projection, the formation and the tear length ratio, independent of the basis weight cross-section and
Faserorientierungsquerprofil, eingestellt werden können. Zur besseren Übersicht wurde auf eine Darstellung der sektionierten Stoffdichte- und Volumenstrom-Regelung verzichtet. Dem Fachmann sind diese Varianten der sektionierten Stoffsuspensionszuführung und Regelung/Steuerung beispielsweise aus den, in der Beschreibungseinleitung zitierten, Patentanmeldungen der Anmelderin bekannt.Fiber orientation cross-profile, can be adjusted. For a better overview, a representation of the sectioned material density and volume flow control has been omitted. The person skilled in the art is familiar with these variants of the sectioned material suspension feed and control, for example from the applicant's patent applications cited in the introduction to the description.
Figur 2 zeigt eine Ausführung der Stoffauflaufdüse, die der Figur 1 ähnelt, jedoch ist in diesem Beispiel sowohl die Oberlippe 3.1 als auch die Unterlippe 3.2 jeweils mit einer Blende versehen. Beide Blenden 4.1, 4.2 sind bezüglich ihres Blendenüberstandes und ihres Anstellwinkels einstellbar. Für die Einstellungen des Anstellwinkels &agr;, beziehungsweise der sektionierten Einstellung des Anstellwinkels &agr;, können bekannte Techniken, wie Druckpolster oder ähnliches, im vorderen Bereich der Blende eingesetzt werden.Figure 2 shows a design of the headbox nozzle that is similar to Figure 1, but in this example both the upper lip 3.1 and the lower lip 3.2 are each provided with a baffle. Both baffles 4.1, 4.2 are adjustable in terms of their baffle projection and their angle of attack. For the settings of the angle of attack α, or the sectioned setting of the angle of attack α, known techniques, such as pressure pads or similar, can be used in the front area of the baffle.
Figur 3 zeigt eine Weiterentwicklung des Stoffauflaufes aus Figur 1. In diesem Ausführungsbeispiel ist sowohl die, mit einer BlendeFigure 3 shows a further development of the headbox from Figure 1. In this exemplary embodiment, both the headbox with a baffle
4.1 versehene, Oberlippe 3.1 mit zwei Gelenken 8.1 und4.1, upper lip 3.1 with two joints 8.1 and
8.2 versehen. Die Unterlippe 3.2 verfügt über drei Gelenke 7.1, 7.2 und 7.3. Bei der Oberlippe und der Unterlippe ist das jeweils erste Gelenk unmittelbar am Ende des turbulenzerzeugenden Bereiches angesetzt. Somit kann die Kontraktion der Düse 3, direkt hinter dem Ausgang der Stoffsuspension auf den8.2. The lower lip 3.2 has three joints 7.1, 7.2 and 7.3. In the upper lip and the lower lip, the first joint is placed directly at the end of the turbulence-generating area. This means that the contraction of the nozzle 3, directly behind the exit of the substance suspension, can be
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PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhof straße 16, 89S3S ichenhf ufenj · : .12. Oktober 1997 97068 · Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH;« ^Ösenfbart/ &Bgr;&Mgr;0&udiagr;538» PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 89S3S ichenhf ufenj · : .12. October 1997 97068 · Voith Sul zer Papiermaschinen GmbH;« ^Ösenfbart/ &Bgr;&Mgr;0&udiagr;538»
&Pgr; -t- M · Π -t- M ·
turbulenzerzeugenden Bereich, eingestellt werden und es kann auf diese Weise ein unterschiedliches Geschwindigkeitsprofil in der Stoffauflaufdüse 3 erzeugt werden. In der durchgehend gezeichneten Variante der Einstellung der Düse wird die Stoffsuspension, zunächst beim Eintritt in den Düsenraum 3, stark beschleunigt, bis zu den beiden Gelenken 8.2 und 7.2. Danach nimmt die Beschleunigung stark ab, während die Stoffsuspension selbst schon eine relativ hohe Geschwindigkeit inne hat, um dann im Bereich der Blende eine letzte Endbeschleunigung zu erhalten. Diese Einstellung der Stoffauflaufdüse führt dazu, daß die Stoffsuspension über einen relativ langen Bereich, beginnend von den Gelenken 8.2 und 7.2, mit hoher Geschwindigkeit an den Wänden der Oberlippe und Unterlippe 3.1, 3.2 der Stoffauflaufdüse vorbeigeführt wird, so daß aufgrund der dadurch vermehrten Reibung eine feiner strukturierte Formation entsteht.turbulence-generating area, and in this way a different speed profile can be generated in the headbox nozzle 3. In the variant of the nozzle setting shown in the continuous line, the stock suspension is accelerated strongly, initially when entering the nozzle chamber 3, up to the two joints 8.2 and 7.2. After that, the acceleration decreases sharply, while the stock suspension itself already has a relatively high speed, and then receives a final acceleration in the area of the aperture. This setting of the headbox nozzle leads to the stock suspension being guided past the walls of the upper lip and lower lip 3.1, 3.2 of the headbox nozzle at high speed over a relatively long area, starting from the joints 8.2 and 7.2, so that a finer structured formation is created due to the increased friction.
Gepunktet dargestellt ist eine andere Einstellungsmöglichkeit der Oberlippe 3.1 und der Unterlippe 3.2. Mit dieser Einstellung erfährt die Stoffsuspension im ersten Bereich, zwischen den ersten beiden Gelenken, nahezu keinerlei Beschleunigung und wird so über einen relativ weiten Bereich langsam geführt, wodurch erstens ein besseres Abklingen eventueller ungünstiger Turbulenzerscheinungen, aufgrund des Stufensprunges am Austritt des Turbulenzeinsatzes, ermöglicht wird. Weiterhin wird die Stoffsuspension im Endbereich der Düse einer starken Beschleunigung unterworfen, wodurch im wesentlichen das Reißlängenverhältnis aufgrund der beschleunigungsbedingten Ausrichtung der FasernAnother setting option for the upper lip 3.1 and the lower lip 3.2 is shown in dotted lines. With this setting, the material suspension in the first area, between the first two joints, experiences almost no acceleration and is thus guided slowly over a relatively wide area, which firstly enables a better decay of any unfavorable turbulence phenomena, due to the step jump at the outlet of the turbulence insert. Furthermore, the material suspension in the end area of the nozzle is subjected to strong acceleration, which essentially increases the breaking length ratio due to the acceleration-related alignment of the fibers.
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PAv Oc. &Agr;.. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 8§§3£ IchenWuseh. ***. M*^2. Oktober 1997 97068»Voith Sulzer Papiermaschinen GmbHI* 1OaSeDfOTnJ/ {*&Mgr;0063&bgr;: PAv Oc. &Agr;.. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 8§§3£ IchenWuseh. ***. M *^2 October 1997 97068»Voith Sulzer Papiermaschinen GmbHI* 1 OaSeDfOTnJ/ {*&Mgr;0063&bgr;:
beeinflußt wird. Hinter dem dritten Gelenk 7.3 der Unterlippe wird die Beschleunigung der Stoffsuspension kurzfristig verringert bis die Stoffsuspension in den Blendenbereich eintritt, wo nochmals eine kurze jedoch starke Beschleunigung für die Stoffsuspension auftritt.Behind the third joint 7.3 of the lower lip, the acceleration of the material suspension is briefly reduced until the material suspension enters the aperture area, where another short but strong acceleration for the material suspension occurs.
Erfindungsgemäß ist es durch diese Gelenke 8.1, 8.2, 7.1, 7.2, 7.3 auch möglich, den Düsenauslaufspalt b konstant zu halten, während gleichzeitig der Blendenvorstand a durch Einstellung der Blende in Richtung der Pfeile 5.1 und 6.1 verändert wird.According to the invention, these joints 8.1, 8.2, 7.1, 7.2, 7.3 also make it possible to keep the nozzle outlet gap b constant, while at the same time the aperture projection a is changed by adjusting the aperture in the direction of arrows 5.1 and 6.1.
Die Figur 4 zeigt eine Weiterbildung des Stoffauflaufes aus Figur 2. Ebenso wie in der Figur sind in der Oberlippe 3.1 und der Unterlippe 3.2 zusätzliche Gelenke vorgesehen, die ein Verschwenken der maschinenbreit verlaufenden Sektionen der Ober- und Unterlippe 3.1, 3.2 ermöglichen. In diesem Fall sind in der Oberlippe und in der Unterlippe jeweils zwei Gelenke 8.1, 8.2 und 7.1, 7.2 dargestellt. Mit Hilfe dieser Gelenke kann das Geschwindigkeitsprofil der Stoffsuspension im Düsenraum 3 stark beeinflußt werden und die Formation und das Reißlängenverhältnis zusätzlich zu den Möglichkeiten der Blendenverstellung eingestellt werden. Auch hier besteht die Möglichkeit, bei einer Veränderung der Blendenvorstände ax/ a2 den Düsenauslaufspalt b konstant zu halten, indem eine Nachkorrektur der Winkel an den Gelenken 8.1, 8.2, 7.1, 7.2 vorgenommen wird. Diese Nachkorrektur kann beispielsweise durch eine entsprechende elektronische Koppelung der Steuerung, der Winkeleinstellungen, der Gelenke in der Ober- und Unterlippe und der Steuerung des Blendenvorstandes realisiert werden.Figure 4 shows a further development of the headbox from Figure 2. Just as in the figure, additional joints are provided in the upper lip 3.1 and the lower lip 3.2, which enable the sections of the upper and lower lips 3.1, 3.2 that run across the width of the machine to be pivoted. In this case, two joints 8.1, 8.2 and 7.1, 7.2 are shown in the upper lip and in the lower lip. With the help of these joints, the speed profile of the stock suspension in the nozzle chamber 3 can be greatly influenced and the formation and the tear length ratio can be adjusted in addition to the options for adjusting the aperture. Here, too, it is possible to keep the nozzle outlet gap b constant when changing the aperture projections a x/ a 2 by making a subsequent correction to the angles at the joints 8.1, 8.2, 7.1, 7.2. This correction can be achieved, for example, by an appropriate electronic coupling of the control, the angle settings, the joints in the upper and lower lip and the control of the aperture protrusion.
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PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 8§§3§ lchenhauseh. .*·. "·32. Okiober 1997 97068»Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH \ "Dflsefifowni/ ^&Mgr;&thgr;&bgr;&thgr;08 ;* PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 8§§3§ lchenhaush. .*·. "·32. October 1997 97068»Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH \ "Dflsefifowni/ ^&Mgr;&thgr;&bgr;&thgr;08 ;*
Die Figur 5 zeigt eine Ausgestaltungsmöglichkeit eines Stoffauflaufes mit einer einzigen Blende 4.1 an der Oberlippe 3.1. Die Unterlippe 3.2 ist feststehend ausgebildet und zeigt in Strahlrichtung. Sie bildet einen Überstand gegenüber der Blende 4.1 in Maschinenrichtung. Wird die Blende 4.1 entsprechend der Richtung 5.1 verschoben, während der Düsenauslaufspalt b konstant bleibt, so ändert die Oberlippe 3.1 gleichzeitig ihren Winkel zur Unterlippe 3.2. Außerdem verschiebt sich geringfügig der Auslaufspalt der Stoffauflaufdüse in und entgegen der Strahlrichtung. Auf diese Weise ist es möglich in der gestrichelt dargestellten Variante die Geschwindigkeit der Stoffsuspension im wesentlichen Bereich der Stoffauflaufdüse zu reduzieren und erst am Ende stark zu beschleunigen. In dem anderen Extrem - der gepunktet dargestellten Ausführungsform - tritt gleich zu Beginn der Stoffauflaufdüse eine starke Beschleunigung der Stoffsuspension ein, während am Ende nur noch eine geringe Nachbeschleunigung im Bereich der Blende stattfindet. Durch die Änderung des Geschwindigkeitsverlaufes und der Beschleunigung kann intensiv Einfluß auf die Formation des Reißlängenverhältnisses des entstehenden Papieres genommen werden. Bei dieser Ausführungsform ist es nicht möglich, eine über die Maschinenbreite sektionierte Einstellung des Geschwindigkeitsverlaufes vorzunehmen. Allerdings besteht (im Bild nicht dargestellt) die Möglichkeit einer sektionierten Beeinflussung des Anstellwinkels der Blende, so daß auch eine gewisse Möglichkeit zur Beeinflussung des Formations- und/oder Reißlängenverhältnis-Querprofils möglich ist.Figure 5 shows a possible design of a headbox with a single aperture 4.1 on the upper lip 3.1. The lower lip 3.2 is fixed and points in the direction of the jet. It forms a projection in relation to the aperture 4.1 in the machine direction. If the aperture 4.1 is moved in the direction 5.1 while the nozzle outlet gap b remains constant, the upper lip 3.1 simultaneously changes its angle to the lower lip 3.2. In addition, the outlet gap of the headbox nozzle shifts slightly in and against the direction of the jet. In this way, it is possible in the variant shown in dashed lines to reduce the speed of the stock suspension in the main area of the headbox nozzle and only to accelerate it strongly at the end. In the other extreme - the embodiment shown in dotted lines - a strong acceleration of the stock suspension occurs right at the start of the headbox nozzle, while at the end only a slight post-acceleration takes place in the area of the aperture. By changing the speed profile and the acceleration, the formation of the tear length ratio of the resulting paper can be intensively influenced. With this design, it is not possible to make a sectioned adjustment of the speed profile across the width of the machine. However, there is the possibility (not shown in the picture) of a sectioned influence on the angle of attack of the aperture, so that a certain possibility of influencing the formation and/or tear length ratio cross-profile is also possible.
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PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 8Q§3§ ichenriausSh* ."· **\%2. Oktober 1997 97068· Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH?» "Dusenfofri*/ ^MOÖegS; PA Dr. A. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 8Q§3§ ichenriausSh* ."· **\%2. October 1997 97068· Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH?» "Dusenfofri*/ ^MOÖegS;
Figur 6 zeigt eine ähnliche Variante zu Figur 5, jedoch sind in diesem Stoffauflauf sowohl die Oberlippe 3.1 als auch die Unterlippe 3.2 mit einer verstellbaren Blende 4.1 und 4.2 versehen. Zusätzlich verläuft zwischen der Oberlippe 3.1 und Unterlippe 3.2 eine Lamelle 9, die entweder als Trennlamelle in einem zweischichtigen Stoffauflauf wirken kann oder zur Verbesserung der Formationseigenschaften eines einschichtigen Stoffauflaufes dienen kann. Im übrigen gilt bezüglich der Verstellmöglichkeiten von Ober- und Unterlippe 3.1 und 3.2 in Verbindung mit den beiden Blenden 4.1 und 4.2, das zur Figur 5 gesagte entsprechend.Figure 6 shows a similar variant to Figure 5, but in this headbox both the upper lip 3.1 and the lower lip 3.2 are provided with an adjustable baffle 4.1 and 4.2. In addition, a lamella 9 runs between the upper lip 3.1 and lower lip 3.2, which can either act as a separating lamella in a two-layer headbox or can serve to improve the formation properties of a single-layer headbox. In addition, with regard to the adjustment options of the upper and lower lips 3.1 and 3.2 in conjunction with the two baffles 4.1 and 4.2, what was said about Figure 5 applies accordingly.
Die Figuren 7 und 8 zeigen zwei Stoffauflaufdüsen, die im Endbereich der Düse keine Blenden aufweisen. Jedoch sind die Oberlippen 3.1 und Unterlippen 3.2 mit jeweils drei maschinenbreit verlaufenden Gelenken 8.1, 8.2, 8.3 und 7.1, 7.2, 7.3 ausgestattet, so daß durch eine entsprechende Winkeleinstellung der stoffsuspensionsbegrenzenden Flächen beliebige Geschwindigkeitsprofile im Düsenbereich 3 erzeugt werden können. Hierdurch ist eine wesentliche Beeinflussung der Formation und des Reißlängenverhältnisses der entstehenden Papierbahn entsprechend dem Erfindungsgedanken - möglich.Figures 7 and 8 show two headbox nozzles that do not have any apertures in the end area of the nozzle. However, the upper lips 3.1 and lower lips 3.2 are each equipped with three joints 8.1, 8.2, 8.3 and 7.1, 7.2, 7.3 that run across the width of the machine, so that any speed profile can be generated in the nozzle area 3 by adjusting the angle of the surfaces that limit the material suspension accordingly. This makes it possible to significantly influence the formation and the tear length ratio of the resulting paper web in accordance with the inventive concept.
Figur 8 weist gegenüber der Figur 7 eine Lamelle 9 auf. Hierdurch wird diese Düse auch für einen Mehrschicht-Stoffauflauf geeignet.Compared to Figure 7, Figure 8 has a lamella 9. This makes this nozzle also suitable for a multi-layer headbox.
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Dr. k. Binder, Neue Bahnhofstraße 16, 89S3S lchenfe&useVi ;**; **\"\2. Oktober 1997 68»Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH** ^^senfocm; / EM006S8i Dr. k. Binder, Neue Bahnhofstrasse 16, 89S3S lchenfe&useVi ;**; **\"\2 October 1997 68»Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH** ^^senfocm; / EM006S8i
1 Stoffauflauf1 headbox
2 turbulenzerzeugender Bereich2 turbulence generating area
3 Düsenraum3 Nozzle chamber
3.1 Oberlippe3.1 Upper lip
3.2 Unterlippe 4.1, 4.2 Blende3.2 Lower lip 4.1, 4.2 Aperture
5.1 Pfeilrichtung5.1 Arrow direction
6.1 Pfeilrichtung6.1 Arrow direction
7.1, 7.2, 7.3 Gelenke7.1, 7.2, 7.3 Joints
8.1, 8.2, 8.3 Gelenke8.1, 8.2, 8.3 Joints
9 Lamelle9 Slat
a Blendenvorstanda aperture board
b Düsenauslaufspaltb Nozzle outlet gap
&agr; Anstellwinkel der Blende&agr; Aperture angle
&bgr; Streckungswinkel der Düseβ Expanse angle of the nozzle
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| DE19747295A1 (en) | 1999-01-28 |
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Legal Events
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