DE4321697C2 - Turbulenzeinsatz einer Papiermaschine - Google Patents

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.