EP1676950A1 - Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn - Google Patents

Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn Download PDF

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EP1676950A1
EP1676950A1 EP05112196A EP05112196A EP1676950A1 EP 1676950 A1 EP1676950 A1 EP 1676950A1 EP 05112196 A EP05112196 A EP 05112196A EP 05112196 A EP05112196 A EP 05112196A EP 1676950 A1 EP1676950 A1 EP 1676950A1
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EP
European Patent Office
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headbox
flow
channels
intermediate chamber
guide
Prior art date
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Application number
EP05112196A
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English (en)
French (fr)
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EP1676950B1 (de
Inventor
Wolfgang Ruf
Hans Loser
Klaus Lehleiter
Konstantin Fenkl
Karl Bunz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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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
    • D21F1/022—Means for injecting material into flow within the headbox
    • 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
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a headbox for a machine for producing a fibrous web, in particular a paper or board web, with at least one distributor device for distributing at least one fibrous stock suspension across the machine width, with a first guide device having a plurality of channels, with a second, a plurality of channels having guide means, with an intermediate chamber therebetween, with a headbox adjoining the second guide means, which is provided with an outlet slit supplying a pulp suspension jet, and with a plurality of distributed over the machine width supply lines for a zuzumischendes fluid.
  • Such a headbox is known for example from German patent application DE 44 16 899 A1.
  • the admixture of the fluid with multiple distributed over the machine width supply lines directly into the machine-width intermediate chamber of the headbox.
  • the added fluid streams mix with the pulp suspension to partial mixing streams.
  • this design has the aerodynamic disadvantage that coarse turbulence structures arise in the pulp suspension in the region of the machine-width intermediate chamber which can lead to turbulence of the individual partial mixing streams.
  • German Patent DE 40 19 593 C2 the admixture of the fluid sectionally via supply lines in the machine-width intermediate chamber upstream mixing chambers, so-called Dilution facilities to perform.
  • Dilution facilities to perform.
  • the divisions of the dilution devices are not independent of the number of lines. This creates an unequal response breadth.
  • it should have a reduced and constant effective response width, effect a good mixing of the partial mixing streams in their z-direction, ensure a constancy of the partial volume flow independently of the partial fluid flow and enable retrofitting to existing systems.
  • the supply lines preferably open directly on the upper side, lower side and / or front side into the upstream region of the intermediate chamber and that the intermediate chamber is subdivided by means of a plurality of flow dividers arranged across the machine width and forming flow channels at least in sections with respect to their longitudinal direction, in that at least one first intermediate chamber is formed upstream.
  • the top, bottom and / or end mouth of the supply lines in the upstream region of the intermediate chamber provides, among other things, a maximum of flexibility in terms of divisions of different construction and functional groups and also allows cost-effective retrofitting to existing facilities, since only minor changes, in particular attachment of Holes ("one-hole dosages") and the like, must be made on the existing system.
  • a reduction and constant maintenance of the response range is also positively supported.
  • the flow channels cause due to the division of the mixed streams in smaller volume partial mixing streams a good mixing of the same in their z-direction. And last but not least, a constancy of the volume partial flow is ensured independently of the partial fluid flow.
  • the flow divider also causes a pressure drop in the range of 01, to 5 bar, preferably from 0.2 to 1 bar, which in turn results in a largely equalization of the volume partial flows.
  • the supply lines open in the region of the first intermediate chamber on the upper side and / or the lower side in the upstream region of the intermediate chamber.
  • the number of supply lines is equal to or approximately equal to the number of channels of the first guide device. This ensures a direct and individual assignment of a supply line to a channel of the first guide device. A partial flow of the supplied fluid is thus assigned to a partial flow of the at least one pulp suspension. An allocation of the partial flows in the ratio of 1: 1 is provided.
  • both the channels of the first guide device and the flow divider may have a respective pitch, which are the same, approximately the same or different.
  • the number of flow dividers is equal to or approximately equal to the number of channels of the first guide device.
  • the flow dividers are preferably arranged in fluidic extension of the channels of the first guide device. This in turn ensures a direct and individual assignment of a flow divider to a channel of the first guide device.
  • both the flow divider and the channels of the second guide device have a respective pitch, which are the same, approximately the same or different.
  • the pitch of the channels of the second guide means is preferably a fraction of the pitch of the flow dividers.
  • the channels of the second guide device may be aligned symmetrically to the flow dividers, so that a fluidically optimal flow path is formed.
  • the first intermediate chamber preferably has a length in the range of 5 to 500 mm, preferably from 10 to 100 mm, so that a sufficient length for a possible balance in terms of pressure, speed and the like is given.
  • the flow dividers arranged in the intermediate chamber may extend up to or not as far as the second guide device.
  • the flow dividers arranged in the intermediate chamber may be components of the second guide device in terms of mechanical engineering, whereas in the case of possible non-extension, the formed second intermediate chamber may have a length in the range from 1 to 500 mm, preferably from 10 to 100 mm.
  • the first guide device is preferably designed as a perforated plate
  • the second guide device is preferably formed as a turbulence generator, which preferably has a turbulence insert with a plurality of turbulence channels, which are formed in particular by turbulence tubes.
  • turbulence generator which preferably has a turbulence insert with a plurality of turbulence channels, which are formed in particular by turbulence tubes.
  • the flow dividers forming the flow channels have at least in sections arranged structures for preferably homogeneous mixing of the respective partial mixed streams.
  • the flow guide can all be arranged on the circumference of the straightening channel.
  • the oppositely arranged in the respective flow channel structures preferably have a preferably opposite course. This measure has a particularly advantageous effect in terms of achieving a homogeneous mixture of the two partial streams and a best possible flow calming in the partial mixing streams.
  • the desired orientation of the partial mixing streams in the machine direction is favored.
  • the structures arranged in the flow channels comprise a plurality of flow guide elements, which are aligned at least downstream in the machine direction. This outlet-side alignment of the flow guide elements contributes significantly to the desired flow orientation of the partial mixing streams. An inlet-side alignment of the flow guide in the machine direction is desirable, but not essential.
  • the flow guide elements preferably have a respective element height in the range of 5 to 95%, preferably 30 to 70% of the respective clear chamber width.
  • the element heights of at least some, preferably all flow guide elements in the machine direction can increase. These element heights require immersion of the flow guide elements in the partial mixing streams during their mixing, settling and orientation.
  • the arranged in a flow channel flow guide are offset in height from each other, so that it does not come to any collisions and the respective partial mixing current is continuously performed.
  • Two adjacent flow guide elements can have a spacing in the range from 0.2 to 5 ⁇ , preferably from 0.5 to 2 ⁇ , of the respective clear channel width.
  • the flow guide elements have a respective element length in the range from 1 to 20 ⁇ , preferably from 2 to 10 ⁇ , of the respective element height.
  • additional guide means may be arranged, which contribute to the generation of a desired pressure loss in the respective flow channel.
  • the flow channels of the flow divider downstream preferably have a respective widening cross-section, so that a gradual transition into the machine-width second intermediate chamber, if present, is given.
  • the inventive machine for producing a fibrous web in particular paper and / or board web, is characterized in that it is provided with a head box according to the invention.
  • the fibrous web may in particular be a paper or board web.
  • the headbox 1 has a distributor 2 for distributing a pulp suspension 3, in particular a highly consistent pulp suspension, across the machine width MB (double arrow).
  • the distributor 2 is in the embodiment of Figure 1, a transverse distribution tube 2.1; In a further embodiment, it can also be designed as a rotary distributor with a plurality of inlet hoses.
  • the headbox comprises a first, a plurality of channels 5 having guide means 4, a second, a plurality of channels 7 having guide means 6 and an intermediate chamber located therebetween 8.
  • the second guide means 6 is followed by a headbox 9, which with a a Pulp suspension jet 11 supplying exit slit 10 is provided.
  • the headbox 1 has a plurality of across the machine width MB (double arrow) away and only schematically shown supply lines 12 for zuzumischendes fluid 13.
  • the fluid 13 may be a low-consistency pulp suspension, in particular white water, and / or fresh water.
  • the feed lines 12 now preferably open directly on the upper side into the upstream region 14 of the intermediate chamber 8 and the intermediate chamber 8 is divided by means of several across the machine width MB (double arrow) away and flow channels 16 forming flow dividers 15 at least in sections with respect to their longitudinal direction L (arrow) such that upstream of at least a first intermediate chamber 17 is formed.
  • the flow dividers 15 divide the pulp suspension stream and optionally also the fluid stream into common individual streams.
  • the supply lines 12 open centrally and upstream between the flow channels 16 of the flow dividers 15 into the first intermediate chamber 17.
  • the first guide device 4 is designed as a perforated plate 18, whereas the second guide device 6 is designed as a turbulence generator 19 (see FIG. 5) which preferably has a turbulence insert 20 with a multiplicity of turbulence channels 21, which are formed in particular by turbulence tubes 22.
  • the second guide means 6 designed as a turbulence generator 19 is shown only schematically, since such a turbulence generator 19 is well known in the art.
  • FIG. 2 shows a partial detail view of the first intermediate chamber 17 together with adjacent assemblies of FIG. 1, namely the first guide device 4 with the channels 5, the first intermediate chamber 17 and the flow divider 15 with the flow channels 16.
  • This figure shows an example of the possible mouth locations of the supply lines 12, which preferably open directly on the top, bottom and / or end into the upstream region 14 of the intermediate chamber 8.
  • the supply line 12 may be in extension and / or approximately in extension of the channel 5 of the first guide means 4 (dashed position A) and / or preferably symmetrically between the channels 5 of the first guide means 4 (dashed position B) on the top and / or bottom in the upstream Area 14 of the intermediate chamber 8 open. Also, the supply line 12 in the preferably upstream region 23 of the Flow channel 16 of the flow divider 15 (dashed position C) open on the upper side and / or underside in the upstream region 14 of the intermediate chamber 8. It can also open centrally or approximately centrally between the flow channel 16 of the flow divider 15 (position D) on the upper side and / or the lower side in the upstream region 14 of the intermediate chamber 8.
  • the supply line 12 can extend at least at the end through the first guide device 4 and open at the end into the upstream region 14 of the intermediate chamber 8 (dashed position E). In this case, it can run centrally or approximately centrally between the channels 5 of the first guide device 4.
  • FIG. 3 shows a partial detail view of the headbox 1 of FIG. 1.
  • both the channels 5 of the first guide device 4 and the flow divider 15 have a respective pitch T KEF , T s , which are the same or approximately equal.
  • the two divisions T KEF , T s can also be different.
  • the number of flow dividers 15 is equal to or approximately equal to the number of channels 5 of the first guide means 4.
  • the flow divider 15 are arranged in fluidic extension of the channels 5 of the first guide means 4, so that for the pulp suspension 3 baffles 24 are formed on the flow dividers 15.
  • both the flow divider 15 and the channels 7 of the second guide means 6 have a respective pitch T s , T KZF , which are equal or approximately equal.
  • the two pitches T s , T KZF as seen in the embodiment of Figure 3, also be different.
  • the pitch T KZF of the channels 7 of the second guide means 6 is a fraction of the pitch T s of the flow divider 15, more precisely half.
  • the channels 7 of the second guide means 6 are aligned symmetrically to the flow dividers 15.
  • the number of supply lines 12 corresponds to the number of channels 5 of the first guide device 4 plus 1.
  • the first intermediate chamber 17 has a length L Z1 in the range of 5 to 500 mm, preferably from 10 to 100 mm.
  • the flow dividers 15 arranged in the intermediate chamber 8 do not extend to the second guide device 6, so that at least one second intermediate chamber 25 is formed downstream.
  • This second intermediate chamber 25 has a length L Z2 in the range of 1 to 500 mm, preferably from 10 to 100 mm.
  • the flow dividers 15 forming the flow channels 16 have structures 26 arranged at least in sections for preferably homogeneous mixing of the respective partial mixing streams (compare FIGS. 6a to 8b).
  • the extension can be continuous and / or unsteady.
  • FIG. 4 again shows a partial detail view of the headbox 1 of FIG. 1, but in an alternative embodiment.
  • the alternative embodiment consists in that the flow dividers 15 arranged in the intermediate chamber 8 extend up to the second guide device 6 and thus no second intermediate chamber is formed.
  • the arranged in the intermediate chamber 8 flow divider 15 are preferably mechanical engineering components of the second guide means 6. Otherwise, the present embodiment corresponds to the embodiment of Figure 3, to which reference is hereby made to this.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of the headbox 1 of Figure 1 according to section line FF.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of the headbox 1 of Figure 1 according to section line FF.
  • the possible supply lines 12 can preferably open into the upstream region 14 of the intermediate chamber 8, preferably directly on the upper side, the lower side and / or the front side.
  • the over the machine width MB (arrow) away and flow channels 16 forming flow divider 15 can effectively derive forces, which act on the limiting surfaces of the channel structure, for example, by means of attached connecting elements 27, in particular screws under the prevailing requirement.
  • the flow dividers 15 forming the flow channels 16 have structures 26 arranged at least in sections, for preferably homogeneous mixing of the respective partial mixed streams. In this case, they have, at least in regions, a turbulence-generating corrugated surface structure 28.
  • the first guide device 4 is formed as a perforated plate 18, whereas the second guide device 6 is formed as a turbulence generator 19, which preferably has a turbulence insert 20 with a plurality of turbulence channels 21, which are in particular formed by turbulence tubes 22.
  • the first intermediate chamber 17 has a length L Z1 in the range of 5 to 500 mm, preferably from 10 to 100 mm.
  • the flow dividers 15 arranged in the intermediate chamber 8 do not extend to the second guide device 6, so that at least one second intermediate chamber 25 is formed downstream.
  • This second intermediate chamber 25 has a length L Z2 in the range of 1 to 500 mm, preferably from 10 to 100 mm.
  • FIGS. 6a, 7a and 8a show different views of a flow channel 16 lying between two flow dividers 15 in the machine direction M (arrow), whereas FIGS. 6b, 7b and 8b show different wall views of the flow channels 16 of FIGS. 6a, 7a and 8a.
  • the flow dividers 15 forming the flow channels 16 have structures 26 arranged at least in sections, for preferably homogeneous mixing of the respective partial mixed streams. In this case, they have, at least in regions, a turbulence-generating corrugated surface structure 28, which in the flow channel 16 arranged opposite structures 26, 28 find a preferably opposite course.
  • the flow guide elements 29 shown in these figures have a respective element height H s in the range of 5 to 95%, preferably 30 to 70% of the respective clear channel width B K.
  • the element heights H s of at least some, preferably all, of the flow guide elements 29 in the machine direction M (arrow) increase.
  • the flow guide elements 29 arranged in the flow channel 16 are arranged at least on the two lateral flow dividers 15.
  • the flow guiding elements 29 can all also be arranged on the circumference of the flow channel 16.
  • the flow guiding elements 29 can also have different courses: they can run in a straight line (FIGS. 6a and 6b), curved (FIGS. 7a, 7b, 8a and 8b) or combined.
  • two adjacent flow guide elements 29 have a distance G in the range from 0.2 to 5 ⁇ , preferably from 0.5 to 2 ⁇ , of the respective clear channel width B K.
  • Strömungsleitieri 29 are equal in height (Figure 6a) or height offset from each other ( Figures 7a and 8a) arranged.
  • Figure 6a height offset from each other
  • Figures 7a and 8a height offset from each other
  • the flow guide elements 29 have a respective element length L s in the range from 1 to 20 times, preferably from 2 to 10 times, the respective element height H s .
  • the structure 26 forming the flow guide 29 have the shape of baffles, vanes or the like.
  • the structures 26 arranged opposite one another in the respective flow channel 16 have a preferably opposing course (FIGS. 7b and 8b).
  • the structure 26 of a flow divider 15 may have an upward course, whereas the structure 26 of the other flow divider 15 may have a downward course.
  • the curves can be made straight or curved here.
  • the structures 26 arranged in the respective flow channel 16 have a preferably opposite course to structures arranged upstream.
  • additional guide devices 30 are arranged in the respective flow channel 16 for generating a desired pressure loss.
  • These guide devices 30 are generally in the channel space protruding elements of different geometry and size and they are at least individually arranged between two flow guide 29.
  • the invention provides a headbox of the type mentioned, which no longer has the mentioned disadvantages of the prior art.
  • it has a reduced and constant effective response width, causes a good mixing of the partial mixing streams in their z-direction, ensures a constancy of the volume partial flow independent of the partial fluid flow and allows retrofitting to existing systems.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer Verteileinrichtung (2) zum Verteilen mindestens einer Faserstoffsuspension (3) über die Maschinenbreite (MB) hinweg, mit einer ersten, eine Vielzahl von Kanälen (5) aufweisenden Führungseinrichtung (4), mit einer zweiten, eine Vielzahl von Kanälen (7) aufweisenden Führungseinrichtung (6), mit einer dazwischen liegenden Zwischenkammer (8), mit einer sich an die zweite Führungseinrichtung (6) anschließenden Stoffauflaufdüse (9), die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl (11) liefernden Austrittsspalt (10) versehen ist, und mit mehreren über die Maschinenbreite (MB) hinweg verteilten Zuführleitungen (12) für ein zuzumischendes Fluid (13).
Der erfindungsgemäße Stoffauflauf (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitungen (12) vorzugsweise unmittelbar oberseitig, unterseitig und/oder stirnseitig in den stromaufwärtigen Bereich (14) der Zwischenkammer (8) münden und dass die Zwischenkammer (8) mittels mehreren über die Maschinenbreite (MB) hinweg angeordneten und Strömungskanäle (16) bildenden Strömungsteilern (15) zumindest streckenweise bezüglich ihrer Längsrichtung derart unterteilt ist, dass stromaufwärts zumindest eine erste Zwischenkammer (17) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, m it mindestens einer Verteileinrichtung zum Verteilen mindestens einer Faserstoffsuspension über die Maschinenbreite hinweg, mit einer ersten, eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung, mit einer zweiten, eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung, mit einer dazwischen liegenden Zwischenkammer, mit einer sich an die zweite Führungseinrichtung anschließenden Stoffauflaufdüse, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl liefernden Austrittsspalt versehen ist, und mit mehreren über die Maschinenbreite hinweg verteilten Zuführleitungen für ein zuzumischendes Fluid.
  • Ein derartiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 44 16 899 A1 bekannt. Bei dieser Ausführung erfolgt die Zumischung des Fluids mit mehreren über die Maschinenbreite hinweg verteilten Zuführleitungen direkt in die maschinenbreite Zwischenkammer des Stoffauflaufs. Dort vermischen sich die zugegebenen Fluidströme mit der Faserstoffsuspension zu Teilmischströmen. Diese Ausführung weist unter anderem den strömungstechnischen Nachteil auf, dass in der Faserstoffsuspension im Bereich der maschinenbreiten Zwischenkammer grobe Turbulenzstrukturen entstehen, die zu einer Verwirbelung der einzelnen Teilmischströme führen können.
  • Im Rahmen der deutschen Patentschrift DE 40 19 593 C2 wurde vorgeschlagen, die Zumischung des Fluid sektional über Zuführleitungen in den der maschinenbreiten Zwischenkammer vorgeordneten Mischkammern, so genannten Verdünnungseinrichtungen, zu vollziehen. Dabei ist jedoch nachteilhaft, dass die Teilungen der Verdünnungseinrichtungen nicht unabhängig von der Zeilenanzahl sind. Dadurch wird eine ungleich große Antwortfunktionsbreite erzeugt.
  • Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass er die genannten Nachteile des Stands der Technik nicht mehr aufweist. Insbesondere soll er eine reduzierte und konstante Wirkantwortbreite aufweisen, eine gute Durchmischung der Teilmischströme in ihrer z-Richtung bewirken, eine Konstanz des Volumenteilstroms unabhängig vom Fluidteilstrom gewährleisten und eine Nachrüstung an bestehenden Anlagen ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Zuführleitungen vorzugsweise unmittelbar oberseitig, unterseitig und/oder stirnseitig in den stromaufwärtigen Bereich der Zwischenkammer münden und dass die Zwischenkammer mittels mehreren über die Maschinenbreite hinweg angeordneten und Strömungskanäle bildenden Strömungsteilern zumindest streckenweise bezüglich ihrer Längsrichtung derart unterteilt ist, dass stromaufwärts zumindest eine erste Zwischenkammer ausgebildet ist.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
  • Die oberseitige, unterseitige und/oder stirnseitige Mündung der Zuführleitungen in den stromaufwärtigen Bereich des Zwischenkammer erbringt unter anderem ein Höchstmaß an Flexibilität hinsichtlich der Teilungen unterschiedlicher Bau - und Funktionsgruppen und ermöglicht zudem eine kostengünstige Nachrüstung an bestehende Anlagen, da lediglich kleinere Veränderungen, insbesondere Anbringung von Bohrungen ("Einloch-Dosierungen") und dergleichen, am bestehenden System vorgenommen werden müssen. Eine Reduzierung und Konstanthaltung der Wirkantwortbreite wird überdies positiv unterstützt. Die Strömungskanäle bewirken aufgrund der Teilung der Mischströme in volumenmäßig kleinere Teilmischströme eine gute Durchmischung derselben in ihrer z-Richtung. Und nicht zuletzt wird eine Konstanz des Volumenteilstroms unabhängig vom Fluidteilstrom gewährleistet.
  • Der Strömungsteiler bewirkt außerdem einen Druckverlust im Bereich von 01, bis 5 bar, vorzugsweise von 0,2 bis 1 bar, woraus wiederum eine weitestgehende Vergleichmäßigung der Volumenteilströme resultiert.
  • In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass die Zuführleitungen im Bereich der ersten Zwischenkammer oberseitig und/oder unterseitig in den stromaufwärtigen Bereich der Zwischenkammer münden. Dadurch wird der mindestens einen Faserstoffsuspension und dem zugemischten Fluid eine möglichst große Zeitdauer zur homogenen Vermischung gegeben.
  • Hinsichtlich der Mündung der Zuführleitungen werden mehrere bevorzugte und vorteilhafte Möglichkeiten vorgeschlagen:
    • die Zuführleitungen münden in Verlängerung und/oder annähernd in Verlängerung der Kanäle der ersten Führungseinrichtung und/oder vorzugsweise symmetrisch zwischen den Kanälen der ersten Führungseinrichtung oberseitig und/oder unterseitig in den stromaufwärtigen Bereich der Zwischenkammer;
    • die Zuführleitungen münden im vorzugsweise stromaufwärtigen Bereich der Strömungskanäle der Strömungsteiler oberseitig und/oder unterseitig in den stromaufwärtigen Bereich der Zwischenkammer;
    • die Zuführleitungen münden mittig oder annähernd mittig zwischen den Strömungskanälen der Strömungsteiler oberseitig und/oder unterseitig in den stromaufwärtigen Bereich der Zwischenkammer, und/oder
    • die Zuführleitungen verlaufen zumindest endseitig durch die erste Führungseinrichtung hindurch und münden stirnseitig in den stromaufwärtigen Bereich der Zwischenkammer, wobei die Zuführleitungen in vorteilhafter Weise mittig oder annähernd mittig zwischen den Kanälen der ersten Führungseinrichtung hindurch verlaufen.
  • Allen diesen Möglichkeiten ist gemeinsam, dass sie die Zuführung des Fluids optimal bewerkstelligen, eine homogene Mischung desselben mit der mindestens einen Faserstoffsuspension noch zulassen und eine Nachrüstung in ein bestehendes System mit geringem technischen Aufwand ermöglichen.
  • In günstiger Ausführung ist die Anzahl der Zuführleitungen gleich oder annähernd gleich der Anzahl der Kanäle der ersten Führungseinrichtung. Dadurch wird eine direkte und individuelle Zuordnung einer Zuführleitung zu einem Kanal der ersten Führungseinrichtung sichergestellt. Ein Teilstrom des zugeführten Fluids wird also einem Teilstrom der mindestens einen Faserstoffsuspension zugeordnet. Eine Zuordnung der Teilströme im Verhältnis von 1:1 ist vorgesehen. Dabei können sowohl die Kanäle der ersten Führungseinrichtung als auch die Strömungsteiler eine jeweilige Teilung aufweisen, die gleich, annähernd gleich oder verschieden sind.
  • In weiters günstiger Ausführung ist die Anzahl der Strömungsteiler gleich oder annähernd gleich der Anzahl der Kanäle der ersten Führungseinrichtung. Bei gleicher Anzahl sind die Strömungsteiler bevorzugt in strömungstechnischer Verlängerung der Kanäle der ersten Führungseinrichtung angeordnet. Dadurch wird wiederum eine direkte und individuelle Zuordnung eines Strömungsteilers zu einem Kanal der ersten Führungseinrichtung sichergestellt.
  • In dritter günstiger Ausführung weisen sowohl die Strömungsteiler als auch die Kanäle der zweiten Führungseinrichtung eine jeweilige Teilung auf, die gleich, annähernd gleich oder verschieden sind. Bei einer möglichen Verschiedenheit ist die Teilung der Kanäle der zweiten Führungseinrichtung bevorzugt ein Bruchteil der Teilung der Strömungsteiler. Dabei können die Kanäle der zweiten Führungseinrichtung symmetrisch zu den Strömungsteilern ausgerichtet sein, so dass ein strömungstechnisch optimaler Strömungslauf entsteht.
  • Die erste Zwischenkammer weist bevorzugt eine Länge im Bereich von 5 bis 500 mm, vorzugsweise von 10 bis 100 mm, auf, so dass eine ausreichende Länge für einen möglichen Ausgleich in Sachen Druck, Geschwindigkeit und dergleichen gegeben ist.
  • Die in der Zwischenkammer angeordneten Strömungsteiler können sich bis oder nicht bis zur zweiten Führungseinrichtung erstrecken. Bei einer möglichen Erstreckung können die in der Zwischenkammer angeordneten Strömungsteiler maschinenbaulich Bestandteile der zweiten Führungseinrichtung sein, wohingegen bei einer möglichen Nichterstreckung die ausgebildete zweite Zwischenkammer eine Länge im Bereich von 1 bis 500 mm, vorzugsweise von 10 bis 100 mm, aufweisen kann.
  • Ferner ist die erste Führungseinrichtung bevorzugt als eine Lochplatte ausgebildet, wohingegen die zweite Führungseinrichtung bevorzugt als ein Turbulenzerzeuger ausgebildet ist, der vorzugsweise einen Turbulenzeinsatz mit einer Vielzahl von Turbulenzkanälen aufweist, die insbesondere durch Turbulenzrohre gebildet sind. Derartige Ausbildungen der Führungseinrichtungen sind aus dem Stand der Technik wohl bekannt und eignen sich insbesondere für die vorliegenden Ausgestaltungen.
  • In weiterer bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die die Strömungskanäle bildenden Strömungsteiler zumindest streckenweise angeordnete Strukturen zur vorzugsweise homogenen Durchmischung der jeweiligen Teilmischströme aufweisen. Durch diese Strukturen wird die Erreichung einer homogenen Vermischung der zugeführten Teilströme und Faserstoffsuspension und Fluid merklich positiv unterstützt.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn wenigstens die die Strömungskanäle bildenden Strömungsteiler zumindest bereichsweise eine turbulenzerzeugende gewellte Oberflächenstruktur aufweisen. Natürlich können die Strömungsleitelement allesamt auch am Umfang des Richtkanals angeordnet sein.
  • Die in dem jeweiligen Strömungskanal gegenüberliegend angeordneten Strukturen weisen bevorzugt einen vorzugsweise gegensinnigen Verlauf auf. Diese Maßnahme wirkt sich besonders vorteilhaft hinsichtlich der Erreichung einer homogenen Mischung der beiden Teilströme und einer bestmöglichen Strömungsberuhigung in den Teilmischströmen aus. Zudem wird die gewünschte Ausrichtung der Teilmischströme in Maschinenlaufrichtung begünstigt.
    Ferner umfassen die in den Strömungskanälen angeordneten Strukturen mehrere Strömungsleitelemente, die zumindest auslaufseitig in Maschinenlaufrichtung ausgerichtet sind. Diese auslaufseitige Ausrichtung der Strömungsleitelemente trägt maßgeblich zur gewünschten Strömungsorientierung der Teilmischströme bei. Eine einlaufseitige Ausrichtung der Strömungsleitelemente in Maschinenlaufrichtung ist wünschenswert, jedoch nicht unbedingt erforderlich.
  • Die Strömungsleitelemente weisen bevorzugt eine jeweilige Elementhöhe im Bereich von 5 bis 95 %, vorzugsweise von 30 bis 70 % der jeweiligen lichten Kammerbreite auf. Dabei können die Elementhöhen zumindest einiger, vorzugsweise aller Strömungsleitelemente in Maschinenlaufrichtung zunehmen. Diese Elementhöhen bedingen ein Eintauchen der Strömungsleitelemente in die Teilmischströme bei deren Vermischung, Beruhigung und Ausrichtung.
  • Die in einem Strömungskanal angeordneten Strömungsleitelemente sind dabei höhenmäßig zueinander versetzt angeordnet, damit es zu keinerlei Kollisionen kommt und der jeweilige Teilmischstrom fortwährend geführt ist. Zwei benachbarte Strömungsleitelemente können einen Abstand im Bereich von 0,2 bis 5 x, vorzugsweise von 0,5 bis 2 x der jeweiligen lichten Kanalbreite aufweisen.
  • Damit eine ausreichende Ausrichtung der Teilmischströme gewährleistet wird, weisen die Strömungsleitelemente eine jeweilige Elementlänge im Bereich von 1 bis 20 x, vorzugsweise von 2 bis 10 x der jeweiligen Elementhöhe auf.
  • Im Bereich der Strömungskanäle können zusätzliche Leiteinrichtungen angeordnet sein, die zur Erzeugung eines gewünschten Druckverlusts im jeweiligen Strömungskanal beitragen.
  • Die Strukturen weisen in bevorzugter Ausgestaltung die Form von Leitblechen, Leitschaufeln oder dergleichen auf. Jedoch sind weitere strömungstechnisch geeignete Ausgestaltungen der Strukturen selbstverständlich möglich.
  • Zudem weisen die Strömungskanäle der Strömungsteiler stromabwärts bevorzugt einen sich jeweils erweiternden Querschnitt auf, damit ein allmählicher Übergang in die maschinenbreite zweite Zwischenkammer, sofern vorhanden, gegeben ist.
  • Die erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- und/oder Kartonbahn, zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit einem erfindungsgemäßen Stoffauflauf versehen ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
  • Es zeigen
    • Figur 1
    eine schematische und geschnittene Draufsicht auf einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn;
    Figur 2
    eine teilweise Detailansicht der ersten Zwischenkammer samt angrenzenden Baugruppen der Figur 1;
    Figur 3
    eine teilweise Detailansicht des Stoffauflaufs der Figur 1;
    Figur 4
    eine teilweise Detailansicht des Stoffauflaufs der Figur 1 in alternativer Ausgestaltung;
    Figur 5:
    eine schematische Schnittdarstellung des Stoffauflaufs der Figur 1 gemäß Schnittlinie F-F;
    Figuren 6a, 7a und 8a
    verschiedene Ansichten eines Strömungskanals in Maschinenlaufrichtung; und
    Figuren 6b, 7b und 8b
    verschiedene Wandansichten der Strömungskanäle der Figuren 6a, 7a und 8a.
  • Die Figur 1 zeigt eine schematische und geschnittene Draufsicht auf einen Stoffauflauf 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Bei der Faserstoffbahn kann es sich insbesondere um eine Papier - oder Kartonbahn handeln.
  • Der Stoffauflauf 1 weist eine Verteileinrichtung 2 zum Verteilen einer Faserstoffsuspension 3, insbesondere einer hochkonsistenten Faserstoffsuspension, über die Maschinenbreite MB (Doppelpfeil) hinweg auf. Die Verteileinrichtung 2 ist in der Ausführung gemäß Figur 1 ein Querverteilrohr 2.1; in weiterer Ausgestaltung kann sie auch als ein Rundverteiler mit einer Vielzahl an Zulaufschläuchen ausgebildet sein. Weiterhin umfasst der Stoffauflauf eine erste, eine Vielzahl von Kanälen 5 aufweisende Führungseinrichtung 4, eine zweite, eine Vielzahl von Kanälen 7 aufweisende Führungseinrichtung 6 und eine dazwischen liegende Zwischenkammer 8. An die zweite Führungseinrichtung 6 schließt sich eine Stoffauflaufdüse 9 an, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl 11 liefernden Austrittsspalt 10 versehen ist. Zudem verfügt der Stoffauflauf 1 über mehrere über die Maschinenbreite MB (Doppelpfeil) hinweg verteilte und lediglich schematisch dargestellte Zuführleitungen 12 für ein zuzumischendes Fluid 13. Bei dem Fluid 13 kann es sich um eine niederkonsistente Faserstoffsuspension, insbesondere Siebwasser, und/oder Frischwasser handeln.
  • Die Zuführleitungen 12 münden nun vorzugsweise unmittelbar oberseitig in den stromaufwärtigen Bereich 14 der Zwischenkammer 8 und die Zwischenkammer 8 ist mittels mehreren über die Maschinenbreite MB (Doppelpfeil) hinweg angeordneten und Strömungskanäle 16 bildenden Strömungsteilern 15 zumindest streckenweise bezüglich ihrer Längsrichtung L (Pfeil) derart unterteilt, dass stromaufwärts zumindest eine erste Zwischenkammer 17 ausgebildet ist. Die Strömungsteiler 15 teilen den Faserstoffsuspensionsstrom und gegebenenfalls auch den Fluidstrom in gemeinsame Einzelströme.
  • Die Zuführleitungen 12 münden in der Ausführung gemäß Figur 1 mittig und stromaufwärts zwischen den Strömungskanälen 16 der Strömungsteiler 15 in die erste Zwischenkammer 17.
  • Die erste Führungseinrichtung 4 ist als eine Lochplatte 18 ausgebildet, wohingegen die zweite Führungseinrichtung 6 als ein Turbulenzerzeuger 19 (vgl. Figur 5) ausgebildet ist, der vorzugsweise einen Turbulenzeinsatz 20 mit einer Vielzahl von Turbulenzkanälen 21 aufweist, die insbesondere durch Turbulenzrohre 22 gebildet sind. Die zweite als Turbulenzerzeuger 19 ausgebildete Führungseinrichtung 6 ist lediglich schematisch dargestellt, da ein derartiger Turbulenzerzeuger 19 in Fachkreisen bestens bekannt ist.
  • Die Figur 2 zeigt eine teilweise Detailansicht der ersten Zwischenkammer 17 samt angrenzenden Baugruppen der Figur 1, namentlich die erste Führungseinrichtung 4 mit den Kanälen 5, die erste Zwischenkammer 17 und den Strömungsteiler 15 mit den Strömungskanälen 16.
  • Diese Figur zeigt in hervorragender Weise an einem Beispiel die möglichen Mündungsorte der Zuführleitungen 12, die vorzugsweise unmittelbar oberseitig, unterseitig und/oder stirnseitig in den stromaufwärtigen Bereich 14 der Zwischenkammer 8 münden.
  • Die Zuführleitung 12 kann in Verlängerung und/oder annähernd in Verlängerung des Kanals 5 der ersten Führungseinrichtung 4 (gestrichelte Position A) und/oder vorzugsweise symmetrisch zwischen den Kanälen 5 der ersten Führungseinrichtung 4 (gestrichelte Position B) oberseitig und/oder unterseitig in den stromaufwärtigen Bereich 14 der Zwischenkammer 8 münden. Auch kann die Zuführleitung 12 im vorzugsweise stromaufwärtigen Bereich 23 des Strömungskanals 16 des Strömungsteiler 15 (gestrichelte Position C) oberseitig und/oder unterseitig in den stromaufwärtigen Bereich 14 der Zwischenkammer 8 münden. Sie kann ferner mittig oder annähernd mittig zwischen dem Strömungskanal 16 der Strömungsteiler 15 (Position D) oberseitig und/oder unterseitig in den stromaufwärtigen Bereich 14 der Zwischenkammer 8 münden. Und letztlich kann die Zuführleitung 12 zumindest endseitig durch die erste Führungseinrichtung 4 hindurch verlaufen und stirnseitig in den stromaufwärtigen Bereich 14 der Zwischenkammer 8 münden (gestrichelte Position E). Dabei kann sie mittig oder annähernd mittig zwischen den Kanälen 5 der ersten Führungseinrichtung 4 hindurch verlaufen.
  • Die Figur 3 zeigt eine teilweise Detailansicht des Stoffauflaufs 1 der Figur 1.
  • Dabei weisen sowohl die Kanäle 5 der ersten Führungseinrichtung 4 als auch die Strömungsteiler 15 eine jeweilige Teilung TKEF, Ts auf, die gleich oder annähernd gleich sind. Natürlich können die beiden Teilungen T KEF, Ts auch verschieden sein. Infolge der gleich oder annähernd gleichen Teilungen TKEF, Ts ist die Anzahl der Strömungsteiler 15 gleich oder annähernd gleich der Anzahl der Kanäle 5 der ersten Führungseinrichtung 4. Ferner sind die Strömungsteiler 15 in strömungstechnischer Verlängerung der Kanäle 5 der ersten Führungseinrichtung 4 angeordnet, so dass für die Faserstoffsuspension 3 Prallflächen 24 an den Strömungsteilern 15 entstehen.
  • Weiterhin weisen sowohl die Strömungsteiler 15 als auch die Kanäle 7 der zweiten Führungseinrichtung 6 eine jeweilige Teilung Ts, TKZF auf, die gleich oder annähernd gleich sind. Selbstverständlich können die beiden Teilungen Ts, TKZF, wie in der Ausführung gemäß Figur 3 ersichtlich, auch verschieden sein. Die Teilung TKZF der Kanäle 7 der zweiten Führungseinrichtung 6 beträgt ein Bruchteil der Teilung Ts der Strömungsteiler 15, genauer gesagt die Hälfte. Dabei sind die Kanäle 7 der zweiten Führungseinrichtung 6 symmetrisch zu den Strömungsteilern 15 ausgerichtet.
  • Die Anzahl der Zuführleitungen 12 entspricht der Anzahl der Kanäle 5 der ersten Führungseinrichtung 4 plus 1.
  • Ferner weist die erste Zwischenkammer 17 eine Länge LZ1 im Bereich von 5 bis 500 mm, vorzugsweise von 10 bis 100 mm, auf. Die in der Zwischenkammer 8 angeordneten Strömungsteiler 15 erstrecken sich nicht bis zur zweiten Führungseinrichtung 6, so dass stromabwärts zumindest eine zweite Zwischenkammer 25 ausgebildet ist. Diese zweite Zwischenkammer 25 weist eine Länge LZ2 im Bereich von 1 bis 500 mm, vorzugsweise von 10 bis 100 mm, auf.
  • Die die Strömungskanäle 16 bildenden Strömungsteiler 15 weisen zumindest streckenweise angeordnete Strukturen 26 zur vorzugsweise homogenen Durchmischung der jeweiligen Teilmischströme auf (vgl. Figuren 6a bis 8b).
  • Zudem weisen die Strömungskanäle 16 stromabwärts einen sich jeweils erweiternden Querschnitt auf. Die Erweiterung kann dabei stetig und/oder unstetig erfolgen.
  • Die Figur 4 zeigt wiederum eine teilweise Detailansicht des Stoffauflaufs 1 der Figur 1, jedoch in alternativer Ausgestaltung.
  • Die alternative Ausgestaltung besteht darin, dass die in der Zwischenkammer 8 angeordneten Strömungsteiler 15 sich bis zur zweiten Führungseinrichtung 6 erstrecken und somit keine zweite Zwischenkammer ausgebildet ist. Die in der Zwischenkammer 8 angeordneten Strömungsteiler 15 sind dabei bevorzugt maschinenbaulich Bestandteile der zweiten Führungseinrichtung 6. Im Übrigen entspricht die vorliegende Ausgestaltung der Ausgestaltung gemäß Figur 3, worauf hiermit auf diese verwiesen wird.
  • Die Figur 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Stoffauflaufs 1 der Figur 1 gemäß Schnittlinie F-F. Hinsichtlich der allgemeinen Beschreibung des dargestellten Stoffauflaufs 1 wird auf die Beschreibung der Figur 1 verwiesen.
  • Es ist klar erkennbar, dass die möglichen Zuführleitungen 12 vorzugsweise unmittelbar oberseitig, unterseitig und/oder stirnseitig in den stromaufwärtigen Bereich 14 der Zwischenkammer 8 münden können. Die über die Maschinenbreite MB (Pfeil) hinweg angeordneten und Strömungskanäle 16 bildenden Strömungsteiler 15 können bei herrschender Erfordernis Kräfte, die auf die begrenzenden Flächen der Kanalstruktur wirken, effektiv ableiten, beispielsweise mittels angebrachter Verbindungselemente 27, insbesondere Schrauben.
  • Die die Strömungskanäle 16 bildenden Strömungsteiler 15 weisen zumindest streckenweise angeordnete Strukturen 26 zur vorzugsweise homogenen Durchmischung der jeweiligen Teilmischströme auf. Dabei weisen sie zumindest bereichsweise eine turbulenzerzeugende gewellte Oberflächenstruktur 28 auf.
  • Die erste Führungseinrichtung 4 ist als eine Lochplatte 18 ausgebildet, wohingegen die zweite Führungseinrichtung 6 als ein Turbulenzerzeuger 19 ausgebildet ist, der vorzugsweise einen Turbulenzeinsatz 20 mit einer Vielzahl von Turbulenzkanälen 21 aufweist, die insbesondere durch Turbulenzrohre 22 gebildet sind.
  • Ferner weist die erste Zwischenkammer 17 eine Länge LZ1 im Bereich von 5 bis 500 mm, vorzugsweise von 10 bis 100 mm, auf. Die in der Zwischenkammer 8 angeordneten Strömungsteiler 15 erstrecken sich nicht bis zur zweiten Führungseinrichtung 6, so dass stromabwärts zumindest eine zweite Zwischenkammer 25 ausgebildet ist. Diese zweite Zwischenkammer 25 weist eine Länge LZ2 im Bereich von 1 bis 500 mm, vorzugsweise von 10 bis 100 mm, auf.
  • Die Figuren 6a, 7a und 8a zeigen verschiedene Ansichten eines zwischen zwei Strömungsteilern 15 liegenden Strömungskanals 16 in Maschinenlaufrichtung M (Pfeil), wohingegen die Figuren 6b, 7b und 8b verschiedene Wandansichten der Strömungskanäle 16 der Figuren 6a, 7a und 8a zeigen.
  • Die die Strömungskanäle 16 bildenden Strömungsteiler 15 weisen zumindest streckenweise angeordnete Strukturen 26 zur vorzugsweise homogenen Durchmischung der jeweiligen Teilmischströme auf. Dabei weisen sie zumindest bereichsweise eine turbulenzerzeugende gewellte Oberflächenstruktur 28 auf, die in den in dem Strömungskanal 16 gegenüberliegend angeordneten Strukturen 26, 28 einen vorzugsweise gegensinnigen Verlauf finden.
  • Die in diesen Figuren dargestellten Strömungsleitelemente 29 weisen eine jeweilige Elementhöhe Hs im Bereich von 5 bis 95 %, vorzugsweise von 30 bis 70 % der jeweiligen lichten Kanalbreite BK auf. Dabei nehmen die Elementhöhen Hs zumindest einiger, vorzugsweise aller Strömungsleitelemente 29 in Maschinenlaufrichtung M (Pfeil) zu.
  • Weiterhin sind die in dem Strömungskanal 16 angeordneten Strömungsleitelemente 29 zumindest an den beiden seitlichen Strömungsteilern 15 angeordnet. Natürlich können die Strömungsleitelemente 29 allesamt auch am Umfang des Strömungskanals 16 angeordnet sein. Auch können die Strömungsleitelemente 29 verschiedene Verläufe aufweisen: sie können geradlinig (Figuren 6a und 6b), gekrümmt (Figuren 7a, 7b, 8a und 8b) oder kombiniert verlaufen.
  • Zudem weisen zwei benachbarte Strömungsleitelemente 29 einen Abstand G im Bereich von 0,2 bis 5 x, vorzugsweise von 0,5 bis 2 x der jeweiligen lichten Kanalbreite BK auf.
  • Die in einem Strömungskanal 16 angeordneten Strömungsleitelemente 29 sind höhenmäßig gleich (Figur 6a) oder höhenmäßig zueinander versetzt (Figuren 7a und 8a) angeordnet. Natürlich sind weitere Kombinationen von Anordnungen möglich, sei es nun in einem Strömungskanal 16 oder in einer Gruppe vorzugsweise benachbarter Strömungskanäle 16.
  • Die Strömungsleitelemente 29 weisen eine jeweilige Elementlänge Ls im Bereich von 1 bis 20 x, vorzugsweise von 2 bis 10 x der jeweiligen Elementhöhe Hs auf. Die die Struktur 26 bildenden Strömungsleitelemente 29 weisen die Form von Leitblechen, Leitschaufeln oder dergleichen auf.
    Weiterhin weisen die in dem jeweiligen Strömungskanal 16 gegenüberliegend angeordneten Strukturen 26 einen vorzugsweise gegensinnigen Verlauf auf (Figuren 7b und 8b). Dabei kann die Struktur 26 de s einen Strömungsteilers 15 einen nach oben gerichteten Verlauf aufweisen, wohingegen die Struktur 26 des anderen Strömungsteilers 15 einen nach unten gerichteten Verlauf aufweisen kann. Die Verläufe können hierbei geradlinig oder gekrümmt ausgeführt sein.
  • Vorteilhaft weisen die in dem jeweiligen Strömungskanal 16 angeordneten Strukturen 26 einen vorzugsweise gegensinnigen Verlauf zu stromaufwärts angeordneten Strukturen auf.
  • Überdies sind im Bereich der Strömungskanäle 16 zusätzliche Leiteinrichtungen 30 (Figuren 8a und 8b) zur Erzeugung eines gewünschten Druckverlusts im jeweiligen Strömungskanal 16 angeordnet. Diese Leiteinrichtungen 30 sind im Regelfall in den Kanalraum ragende Elemente unterschiedlichster Geometrie und Größe und sie sind mindestens einzeln zwischen zwei Strömungsleitelementen 29 angeordnet.
  • Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der eingangs genannten Art geschaffen wird, der die genannten Nachteile des Stands der Technik nicht mehr aufweist. Insbesondere weist er eine reduzierte und konstante Wirkantwortbreite auf, bewirkt eine gute Durchmischung der Teilmischströme in ihrer z-Richtung, gewährleistet eine Konstanz des Volumenteilstroms unabhängig vom Fluidteilstrom und ermöglicht eine Nachrüstung an bestehenden Anlagen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stoffauflauf
    2
    Verteileinrichtung
    2.1
    Querverteilrohr
    3
    Faserstoffsuspension
    4
    Erste Führungseinrichtung
    5
    Kanal
    6
    Zweite Führungseinrichtung
    7
    Kanal
    8
    Zwischenkammer
    9
    Stoffauflaufdüse
    10
    Austrittsspalt
    11
    Faserstoffsuspensionsstrahl
    12
    Zuführleitung
    13
    Fluid
    14
    Stromaufwärtiger Bereich
    15
    Strömungsteiler
    16
    Strömungskanal
    17
    Erste Zwischenkammer
    18
    Lochplatte
    19
    Turbulenzerzeuger
    20
    Turbulenzeinsatz
    21
    Turbulenzkanal
    22
    Turbulenzrohr
    23
    Stromaufwärtiger Bereich
    24
    Prallfläche
    25
    Zweite Zwischenkammer
    26
    Struktur
    27
    Verbindungselement
    28
    Oberflächenstruktur
    29
    Strömungsleitelement
    30
    Leiteinrichtung
    A, B, C, D, E
    Position
    BK
    Kanalbreite
    F-F
    Schnittlinie
    G
    Abstand
    Hs
    Elementhöhe
    L
    Längsrichtung (Pfeil)
    Ls
    Elementlänge
    LZ1
    Länge
    LZ2
    Länge
    M
    Maschinenlaufrichtung (Pfeil)
    MB
    Maschinenbreite (Doppelpfeil)
    TKEF
    Teilung
    TKZF
    Teilung
    TS
    Teilung

Claims (34)

  1. Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer Verteileinrichtung (2) zum Verteilen mindestens einer Faserstoffsuspension (3) über die Maschinenbreite (MB) hinweg, mit einer ersten, eine Vielzahl von Kanälen (5) aufweisenden Führungseinrichtung (4), mit einer zweiten, eine Vielzahl von Kanälen (7) aufweisenden Führungseinrichtung (6), mit einer dazwischen liegenden Zwischenkammer (8), mit einer sich an die zweite Führungseinrichtung (6) anschließenden Stoffauflaufdüse (9), die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl (11) liefernden Austrittsspalt (10) versehen ist, und mit mehreren über die Maschinenbreite (MB) hinweg verteilten Zuführleitungen (12) für ein zuzumischendes Fluid (13),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuführleitungen (12) vorzugsweise unmittelbar oberseitig, unterseitig und/oder stirnseitig in den stromaufwärtigen Bereich (14) der Zwischenkammer (8) münden und
    dass die Zwischenkammer (8) mittels mehreren über die Maschinenbreite (MB) hinweg angeordneten und Strömungskanäle (16) bildenden Strömungsteilern (15) zumindest streckenweise bezüglich ihrer Längsrichtung derart unterteilt ist, dass stromaufwärts zumindest eine erste Zwischenkammer (17) ausgebildet ist.
  2. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuführleitungen (12) im Bereich der ersten Zwischenkammer (17) oberseitig und/oder unterseitig in den stromaufwärtigen Bereich (14) der Zwischenkammer (8) münden.
  3. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuführleitungen (12) in Verlängerung und/oder annähernd in Verlängerung der Kanäle (5) der ersten Führungseinrichtung (4) und/oder vorzugsweise symmetrisch zwischen den Kanälen (5) der ersten Führungseinrichtung (4) oberseitig und/oder unterseitig in den stromaufwärtigen Bereich (14) der Zwischenkammer (8) münden.
  4. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuführleitungen (12) im vorzugsweise stromaufwärtigen Bereich (23) der Strömungskanäle (16) der Strömungsteiler (15) oberseitig und/oder unterseitig in den stromaufwärtigen Bereich (14) der Zwischenkammer (8) münden.
  5. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuführleitungen (12) mittig oder annähernd mittig zwischen den Strömungskanälen (15) der Strömungsteiler (15) oberseitig und/oder unterseitig in den stromaufwärtigen Bereich (14) der Zwischenkammer (8) münden.
  6. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuführleitungen (12) zumindest endseitig durch die erste Führungseinrichtung (4) hindurch verlaufen und stirnseitig in den stromaufwärtigen Bereich (14) der Zwischenkammer (8) münden.
  7. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuführleitungen (12) mittig oder annähernd mittig zwischen den Kanälen (5) der ersten Führungseinrichtung (4) hindurch verlaufen.
  8. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anzahl der Zuführleitungen (12) gleich oder annähernd gleich der Anzahl der Kanäle (5) der ersten Führungseinrichtung (4) ist.
  9. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sowohl die Kanäle (5) der ersten Führungseinrichtung (4) als auch die Strömungsteiler (15) eine jeweilige Teilung (TKEF, Ts) aufweisen, die gleich, annähernd gleich oder verschieden sind.
  10. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anzahl der Strömungsteiler (15) gleich oder annähernd gleich der Anzahl der Kanäle (5) der ersten Führungseinrichtung (4) ist.
  11. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungsteiler (15) in strömungstechnischer Verlängerung der Kanäle (5) der ersten Führungseinrichtung (4) angeordnet sind.
  12. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sowohl die Strömungsteiler (15) als auch die Kanäle (7) der zweiten Führungseinrichtung (6) eine jeweilige Teilung (TS, TKZF) aufweisen, die gleich, annähernd gleich oder verschieden sind.
  13. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Teilung (TKZF) der Kanäle (7) der zweiten Führungseinrichtung (6) ein Bruchteil der Teilung (TS) der Strömungsteiler (15) ist.
  14. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kanäle (7) der zweiten Führungseinrichtung (6) symmetrisch zu den Strömungsteilern (15) ausgerichtet sind.
  15. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste Zwischenkammer (17) eine Länge (Lz1) im Bereich von 5 bis 500 mm, vorzugsweise von 10 bis 100 mm, aufweist.
  16. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in der Zwischenkammer (8) angeordneten Strömungsteiler (15) sich nicht bis zur zweiten Führungseinrichtung (6) erstrecken, dass stromabwärts zumindest eine zweite Zwischenkammer (25) ausgebildet ist.
  17. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite Zwischenkammer (25) eine Länge (LZ2) im Bereich von 1 bis 500 mm, vorzugsweise von 10 bis 100 mm, aufweist.
  18. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in der Zwischenkammer (8) angeordneten Strömungsteiler (15) sich bis zur zweiten Führungseinrichtung (6) erstrecken.
  19. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in der Zwischenkammer (8) angeordneten Strömungsteiler (15) maschinenbaulich Bestandteile der zweiten Führungseinrichtung (6) sind.
  20. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste Führungseinrichtung (4) als eine Lochplatte (18) ausgebildet ist.
  21. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite Führungseinrichtung (6) als ein Turbulenzerzeuger (19) ausgebildet ist, der vorzugsweise einen Turbulenzeinsatz (20) mit einer Vielzahl von Turbulenzkanälen (21) aufweist, die insbesondere durch Turbulenzrohre (22) gebildet sind.
  22. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die die Strömungskanäle (16) bildenden Strömungsteiler (15) zumindest streckenweise angeordnete Strukturen (26) zur vorzugsweise homogenen Durchmischung der jeweiligen Teilmischströme aufweisen.
  23. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens die die Strömungskanäle (16) bildenden Strömungsteiler (15) zumindest bereichsweise eine turbulenzerzeugende gewellte Oberflächenstruktur (28) aufweisen.
  24. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 22 bis 23,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in dem jeweiligen Strömungskanal (16) gegenüberliegend angeordneten Strukturen (26) einen vorzugsweise gegensinnigen Verlauf aufweisen.
  25. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 22 bis 24,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in den Strömungskanälen (16) angeordneten Strukturen (26) mehrere Strömungsleitelemente (29) umfassen, die zumindest auslaufseitig in Maschinenlaufrichtung (M) ausgerichtet sind.
  26. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 25,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungsleitelemente (29) eine jeweilige Elementhöhe (Hs) im Bereich von 5 bis 95 %, vorzugsweise von 30 bis 70 % der jeweiligen lichten Kammerbreite (BK) aufweisen.
  27. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 26,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Elementhöhen (Hs) zumindest einiger, vorzugsweise aller Strömungsleitelemente (29) in Maschinenlaufrichtung (M) zunehmen.
  28. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 25 bis 27,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in einem Strömungskanal (16) angeordneten Strömungsleitelemente (29) höhenmäßig zueinander versetzt angeordnet sind.
  29. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 25 bis 28,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwei benachbarte Strömungsleitelemente (29) einen Abstand (G) im Bereich von 0,2 bis 5 x, vorzugsweise von 0,5 bis 2 x der jeweiligen lichten Kanalbreite (BK) aufweisen.
  30. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 25 bis 29,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungsleitelemente (29) eine jeweilige Elementlänge (Ls) im Bereich von 1 bis 20 x, vorzugsweise von 2 bis 10 x der jeweiligen Elementhöhe (Hs) aufweisen.
  31. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Bereich der Strömungskanäle (16) zusätzliche Leiteinrichtungen (30) angeordnet sind.
  32. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 22 bis 31,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strukturen (26) die Form von Leitblechen, Leitschaufeln oder dergleichen aufweisen.
  33. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungskanäle (16) stromabwärts einen sich jeweils erweiternden Querschnitt aufweisen.
  34. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-und/oder Kartonbahn, mit einem Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
EP05112196A 2004-12-30 2005-12-15 Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn Not-in-force EP1676950B1 (de)

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DE102004000069A DE102004000069A1 (de) 2004-12-30 2004-12-30 Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn

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