DE4321697C2 - Turbulenzeinsatz einer Papiermaschine - Google Patents
Turbulenzeinsatz einer PapiermaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf einer Papiermaschine, insbesondere die
Ausgestaltung des Turbulenzeinsatzes in einem Stoffauflauf einer
Papiermaschine.
Auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 40 19 593 A1 wird verwiesen.
In hydraulischen Stoffaufläufen von Papiermaschinen werden als Gleichrichter und
Turbulenzerzeuger Rohrbündel eingesetzt. Der Eintrittsquerschnitt eines
Einzelrohres ist kreisförmig und die Rohre werden derart angeordnet und verformt,
dass der Austrittsquerschnitt z. B. wabenförmig, fünfeckig oder auch rechteckig
ist. Die Einzelzeilen eines Rohrbündelpaketes können zueinander versetzt oder
auch fluchtend angeordnet sein. Die Einzelrohre sind bis zum Rohrende
geschlossen, d. h. deren Suspensionsströmungen haben keine hydraulische
Verbindung.
Hydraulisch gesehen ergeben sich nun folgende Probleme am Austritt des
Turbulenzeinsatzes. Jeder Strahl aus jedem Einzelrohr besitzt ein
Geschwindigkeitsprofil, das - entsprechend dem Profil einer Rohrströmung - an
den Rändern sehr kleine Werte besitzt. Diese Randzonen werden durch
Impulsaustausch mit der Kernströmung und mit benachbarten Strömungen nach
Verlassen des Turbulenzeinsatzes in der Düse beschleunigt. Bei Strömungen aus
Randrohren kann der Impulsaustausch auf den zu den Breitwänden gerichteten
Seiten nicht stattfinden. Die Stege zwischen den Einzelrohren haben somit eine
lange Nachlaufstrecke mit einer kleineren Geschwindigkeit als im Nachlauf der
Rohrmitte. Dieses Geschwindigkeitsprofil kann innerhalb der Düse nicht
vollständig ausgeglichen werden und führt im Freistrahl nach der Düse zur
Beeinträchtigung der Strahlqualität und somit zu Formationsstörungen im Papier.
Die Aufgabe der Erfindung ist die Gestaltung eines Turbulenzeinsatzes derart,
dass die Geschwindigkeitsverteilung der Faserstoffsuspension quer zur
Maschinenlaufrichtung weitgehend vergleichmäßigt wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht also darin, dass die
"Bremswirkung" der Randstege dadurch reduziert bzw. eliminiert wird, indem diese
von der Strömungswand (Düsen-Lamellenseite) abgesetzt wird, d. h. indem
zwischen Strömungswand und den Stegen der Randrohre ein Abstand gehalten
wird. In einer vorteilhaften Ausführung beträgt dieser Abstand R ≈ 2-10 mm.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 41 08 168 A1 offenbart zwar auch einen
Turbulenzeinsatz für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine mit einem
Zwischenraum zwischen den Randrohren des Turbulenzeinsatzes und einer
Wand, jedoch handelt es sich dabei nicht um eine Breitwand, sondern um eine
Seitenwand. Notwendig ist aber gemäß der vorliegenden Erfindung ein
Zwischenraum zwischen einer jeden Breitwand und den dort befindlichen
Randrohren.
Überdies enthält diese Offenlegungsschrift keinerlei Erklärung des dort gezeigten
Zwischenraums, so dass schon deshalb diese genannte Schrift keine Anregung
zur Erfindung geben konnte.
Die Erfindung ist anhand der Figuren näher beschrieben.
Darin ist im übrigen folgendes dargestellt:
Fig. 1 Längsschnitt eines schematisierten Stoffauflaufes mit Düse, darin
liegender Lamelle und Rohrbündel des Turbulenzeinsatzes.
Fig. 2 Schnitt A-A durch Fig. 1 mit Stoffauflauf nach Stand der Technik.
Fig. 3 Schnitt A-A durch Fig. 1 mit erfindungsgemäßem Turbulenzeinsatz.
Fig. 4 Einzelrohr eines Turbulenzeinsatzes im Längs- und Querschnitt.
Fig. 5 Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stoffauflauf mit
Lamelle.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Zweischichtenstoffauflauf in dem von links
kommend für jede Stoffschicht ein Turbulenzeinsatz T angedeutet ist der jeweils
die Stoffsuspension in den Düsenraum führt. Der Düsenraum wird gebildet von
einem Oberdeckel O und einem Unterdeckel U des Stoffauflaufes in dem zentral
eine Lamelle L angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt den Schnitt A-A durch Fig. 1 in dem die wabenförmig ausgebildeten
Enden der Rohre mit ihren Randstegen RS zu sehen sind, wobei zwischen dem
Turbulenzeinsatz der oberen und unteren Schicht die Lamelle L verläuft. RS
bezeichnet die Randstege der einzelnen Rohre und RZ die jeweiligen Randzeilen,
d. h. die übereinander liegenden Rohre, welche den Breitwänden benachbart sind.
Weiterhin sind die mit IZ bezeichneten inneren Zeilen angedeutet, d. h. die Rohre
deren nächste Nachbarn jeweils wieder andere Rohre also keine Wände
darstellen.
Fig. 3 zeigt das gleiche Bild wie Fig. 2, jedoch sind die dort gezeigten Randstege
RS um eine Länge R reduziert, wodurch erfindungsgemäß ein Impulsaustausch
zwischen den einzelnen Stoffströmen der Randrohre stattfinden kann, so dass die
unerwünschten Effekte die durch einen Impulsaustausch erst nach dem Ende der
Rohre entstehen vermieden werden.
Fig. 4 zeigt beispielhaft die Ausgestaltung eines einzelnen Randrohres eines
Turbulenzeinsatzes. Es ist von links kommend ein nach rechts in Abständen
konisch erweiterndes Rohr zu sehen, bei dem im letzten Teil eine Ausfräsung zur
oberen Kante hin vorgenommen wurde. Auf der rechten Seite der Fig. 4 ist der
Schnitt A-A dieses Einzelrohres zu sehen, wobei die wabenförmige Auslaufseite
des Rohres deutlich zu erkennen ist.
Fig. 5 zeigt nochmals einen Längsschnitt durch einen Zweischichtenstoffauflauf
mit einem erfindungsgemäßen Turbulenzeinsatz, bei dem deutlich im Endbereich
des Turbulenzeinsatzes die Einfräsungen an den Randrohren sichtbar sind.
Claims (3)
1. Turbulenzeinsatz für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine, mit einem
Rohrbündel, das von zwei Seitenwänden sowie wenigstens zwei sich über
die Maschinenbreite erstreckenden Wänden ("Breitwänden O, U")
umschlossen ist, wobei das Rohrbündel eine Vielzahl an Rohren aufweist,
die den Breitwänden (O, U) benachbart sind ("Randrohre"), und wobei die
Breitwände (O, U) sich in Strömungsrichtung über das stromabwärtige Ende
des Rohrbündels hinaus erstecken,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen einer jeden Breitwand (O, U) und den dort befindlichen
Randrohren ein Zwischenraum, der eine freie Strömung an zugeführter
Faserstoffsuspension über die Maschinenbreite hinweg erlaubt, besteht.
2. Turbulenzeinsatz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zwischenraum im Endbereich des Turbulenzeinsatzes vorgesehen
ist.
3. Turbulenzeinsatz nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stoffauflauf als Mehrschichtenstoffauflauf ausgebildet ist.
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