EP1881106B1 - Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn - Google Patents
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- EP1881106B1 EP1881106B1 EP07112599A EP07112599A EP1881106B1 EP 1881106 B1 EP1881106 B1 EP 1881106B1 EP 07112599 A EP07112599 A EP 07112599A EP 07112599 A EP07112599 A EP 07112599A EP 1881106 B1 EP1881106 B1 EP 1881106B1
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- headbox
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- nozzle wall
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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
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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
- D21F1/028—Details of the nozzle section
Definitions
- the invention relates to a headbox for a machine for producing a fibrous web from a pulp suspension, having a headbox having an upper nozzle wall and a lower nozzle wall and two side walls, tapering to a gap and a flowed through by the pulp suspension nozzle headbox, wherein the nozzle space of the headbox at least partially divided by a plurality of slats extending from the inlet end in the flow direction end of the nozzle into the nozzle chamber, and wherein on the upper nozzle wall outlet side a positionable and extending over the machine width aperture is arranged.
- the fibrous web formed from the pulp suspension may in particular be a paper, board or tissue web.
- Such a headbox is for example from the European patent applications EP 1 452 640 A2 and EP 1 489 224 A1 known. Its asymmetrical headbox nozzle leads to a more or less pronounced two-sidedness of the so-called layer orientation between the top and bottom of the finished fibrous web.
- a layer here is a height range of a finished fibrous web formed from a pulp suspension partial flow. Due to the flow conditions in the headbox and the shear forces in the former, a certain orientation of the fibers contained in the pulp suspension forms in the layer.
- the orientation of the fibers (layer Orientation) is defined by the ratio of machine direction orientation (MD) and cross machine direction (CD) orientation.
- the layer orientation can be determined either optically or by the ratio of the layer strength (MD) and the layer strength (CD).
- MD layer strength
- CD layer strength
- the different layer orientation leads, in particular in the production of wood-free fibrous webs, to sometimes serious problems during further processing.
- the curl can be cited for copying papers which may no longer be usable, that is to say salable, due to too great a curl tendency.
- the non-dazzle further nozzle wall - seen in the flow direction of the pulp suspension - a preferably adjustable supernatant in the range of 0 to 20 mm, preferably in the range of 0 to 10 mm, relative to the diaphragm and that a combination of at least one longer lamella and at least one shorter lamella is provided, wherein the respective longer lamella of the aperture having upper nozzle wall is associated.
- the arrangement of the lamellae in the headbox nozzle can directly influence the velocity profile in the z-direction (height direction) of the pulp suspension jet.
- the speed in this half can be reduced by increased friction between the at least one longer lamella and the pulp suspension.
- the two-sidedness of the layer orientation between the top and bottom of the fibrous web can be selectively influenced, the headbox, and even the machine can be adapted to the requirements of different wood-free fibrous webs.
- the term "assignment” describes the spatial position of a lamella within the headbox nozzle.
- the headbox nozzle of a Ein Anlagenenstoffauflaufs can basically be divided into two halves, wherein one half is disposed adjacent to the nozzle wall having the aperture.
- the "assignment" of a lamella to the diaphragm having the upper nozzle wall thus means that it is spatially arranged in the upper nozzle wall of this adjacent half of the headbox nozzle.
- the headbox according to the invention thus has at least two groups of lamellae, a first group with longer lamellae, which is associated with the upper nozzle wall having the diaphragm, and at least one further, in particular a second group with shorter lamellae, the facing away from the aperture upper nozzle wall.
- the respective longer lamella preferably has a lamella length in the range of 75 to 130%, preferably in the range of 80 to 120% of the length of the headbox nozzle. Should this particular longer lamella be beyond the aperture, it should not exceed a protrusion of 0 to 20 mm from the headbox to avoid leaf disturbances, for example in the form of white spots.
- the respective shorter lamella preferably has a lamellar length in the range of ⁇ 80%, preferably ⁇ 75%, of the length of the headbox nozzle.
- at least some, preferably all slats have an adjustable slat length. Corresponding devices for adjusting slat lengths are known to the person skilled in the art from a large number of publications.
- lamellae are preferably provided at least in regions with a structured surface.
- This structured surface may, for example, be a downstream and structured lamella tip, wherein the structure may take the form of grooves of rectangular and / or wedge-shaped and / or parabolic and / or round shape with constant and / or different depth.
- the iris-free lower nozzle wall-viewed in the flow direction of the pulp suspension-can have a preferably adjustable board from projection to gap height in the range from 0 to 10, preferably in the range from 1 to 5, since in this area the influence of the iris-free lower nozzle wall on the layers Orientation can be minimized in an excellent way.
- the diaphragm has a main surface touched by the pulp suspension which runs parallel to the inner surface of the associated upper nozzle wall. This provides a fluidically optimal design of the end region of the headbox, in particular the aperture for reducing the jet contraction.
- the headbox according to the invention can also be followed by a gap former with two endless sieves, each forming a sieve loop, of which the first sieve is guided via a forming device with a curved support surface and the second sieve over a further element is passed, the two sieves thereafter together to form a wedge-shaped material inlet gap which receives the fibrous suspension directly from the headbox according to the invention, converge in the region of the former or after the expiration of the two sieves of the respective element and then form a Doppelsiebrate.
- the aperture upper nozzle wall may be the same or mutually arranged the forming device.
- the jet velocity profile ie the effect of the longer slats used there, immediately frozen.
- the shaping device preferably has at least one forming roller or a forming shoe from a technological point of view, whereas the further element may comprise at least one breast roll.
- FIG. 1 shows a schematic and sectional view of a headbox 1 for a machine for producing a merely schematically indicated fibrous web 2 from a pulp suspension 3.
- the fibrous web 2 formed from the pulp suspension 3 may in particular be a paper, board or tissue web.
- the headbox 1 has an upper nozzle wall 5 and a lower nozzle wall 6 and two side walls 7, 8, not shown, tapering to a gap 9 and a flowed through by the pulp suspension 2 nozzle chamber 10 having headbox 4.
- the nozzle chamber 10 of the headbox nozzle 4 is at least partially divided by a plurality of fins 11.1 to 11.4, which extend starting from the flow direction R (arrow) inlet side nozzle end 12 into the nozzle chamber 10.
- a positionable and over the machine width B (arrow) extending aperture 13 is arranged on the outlet side of the upper nozzle wall 5.
- the aperture 13 is, for example, of several, across the machine width B (arrow) Distributed and not shown adjusting devices (arrow 14), in particular spindle drives, for the purpose of their positioning applied.
- the respective longer lamella 11.1, 11.2 has a lamella length LL in the range of 75% (representation) to 130% (dashed line), preferably in the range of 80 to 120% of the length LD of the headbox nozzle 4.
- the respective shorter lamella 11.3, 11.4 has a lamellar length LL in the range of ⁇ 80%, preferably ⁇ 75%, of the length LD of the headbox nozzle 4. So there are slats 11.1, 11.2 and 11.3, 11.4 provided with only two different slat lengths LL. At least some, preferably all slats 11.1 to 11.4 can have an adjustable slat length LL.
- the longer fins 11.1, 11.2 are provided at least in regions with a structured surface 15.
- the structured surface 15 forms a downstream and structured fin tip 16, which structure may be in the form of grooves of rectangular and / or wedge-shaped and / or parabolic and / or round shape with constant and / or different depths.
- the iris-free lower nozzle wall 6 - seen in the flow direction R (arrow) of the pulp suspension 3 - has a preferably adjustable supernatant L in the range of 0 to 20 mm, preferably in the range of 0 to 10 mm, relative to the diaphragm 13 on.
- the adjustability of the supernatant L is indicated by a double arrow E.
- the iris-free lower nozzle wall 6 - seen in the flow direction R (arrow) of the pulp suspension 3 - a preferably adjustable board V of supernatant L to gap height s in the range of 0 to 10, preferably in the range of 1 to 5, on.
- the preferably adjustable board V of the lower nozzle wall 6 is on the German Offenlegungsschrift DE 103 24 711 A1 directed.
- the orifice 13 of the headbox 1 may moreover have a main surface 17 which is in contact with the pulp suspension 3 and runs parallel to the inner surface 18 of the upper nozzle wall 5.
- this "parallel diaphragm" 13 is based on the German patent application DE 10 2004 047 879 A1 directed.
- FIG. 1 the velocity profile G in the z-direction (height direction, double arrow) of the pulp suspension jet formed from the pulp suspension 3 is shown.
- This velocity profile G has due to the asymmetric arrangement of the slats 11.1, 11.2 and 11.3, 11.4 as well as a clear asymmetry.
- the beam is significantly slower on the upper side, ie on the side with the longer fins 11.1, 11.2.
- FIG. 2 shows a schematic and sectional side view of a downstream part of a first embodiment of a headbox 4 of a headbox 1 according to the invention with downstream Spaltformer 200th
- the gap former 200 has two endless sieves 201, 202, each forming a sieve loop 203, 204, of which the first sieve 201 is guided via a forming device 205 with a curved support surface 206 and the second sieve 202 is guided over a further element 207. Thereafter, the two screens 201, 202 together to form a wedge-shaped material inlet gap 208, which receives the fibrous suspension 3 directly from the headbox 1 according to the invention. Subsequently, the two sieves 203, 204 with the introduced pulp suspension 3 form a twin-wire section 209.
- the former 205 is configured as a forming roller 210, whereas the other member 207 is configured as a breast roller 211.
- the shaping device 205 can also be designed as a forming shoe in a further embodiment.
- the aperture 13 having the upper nozzle wall 5 is mutually arranged in the present embodiment of the former 205.
- FIG. 3 shows a schematic and sectional side view of a downstream part of a second embodiment of a headbox 4 of a head box 1 according to the invention with downstream Spaltformer 200th
- the aperture 13 having the upper nozzle wall 5 is arranged on the same side of the former 205.
- the lower nozzle wall 6 is again glare-free.
- a headbox of the type mentioned is further developed such that on the one hand, the two-sidedness of the layer orientation between the top and bottom of the fibrous web can be selectively influenced and on the other hand leaf disorders, for example in the form of white spots, improved can be avoided.
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- Paper (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension, mit einer eine obere Düsenwand und eine untere Düsenwand sowie zwei Seitenwände aufweisenden, sich zu einem Spalt verjüngenden und einen von der Faserstoffsuspension durchströmten Düsenraum aufweisenden Stoffauflaufdüse, wobei der Düsenraum der Stoffauflaufdüse zumindest bereichsweise durch mehrere Lamellen unterteilt ist, die sich ausgehend von dem in Strömungsrichtung eintrittsseitigen Düsenende in den Düsenraum erstrecken, und wobei an der oberen Düsenwand auslaufseitig eine positionierbare und sich über die Maschinenbreite erstreckende Blende angeordnet ist.
- Bei der aus der Faserstoffsuspension gebildeten Faserstoffbahn kann es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn handeln.
- Ein derartiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus den europäischen Patentanmeldungen
EP 1 452 640 A2 undEP 1 489 224 A1 bekannt. Seine asymmetrische Stoffauflaufdüse führt zu einer mehr oder weniger stark ausgeprägten Zweiseitigkeit der so genannten Layer Orientation zwischen der Ober- und Unterseite der fertigen Faserstoffbahn. Ein Layer ist hierbei ein aus einem Faserstoffsuspensionsteilstrom gebildeter Höhenbereich einer fertigen Faserstoffbahn. In dem Layer bildet sich durch die Strömungsbedingungen im Stoffauflauf und die Scherkräfte im Former eine bestimmte Ausrichtung der in der Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern aus. Die Ausrichtung der Fasern (Layer Orientation) wird durch das Verhältnis aus Orientierung in Maschinenlaufrichtung (MD) und Orientierung in Maschinenquerrichtung (CD) definiert. Die Layer Orientation kann entweder optisch oder durch das Verhältnis der Layerfestigkeit (MD) und der Layerfestigkeit (CD) ermittelt werden. Die unterschiedliche Layer Orientation führt insbesondere bei der Herstellung von holzfreien Faserstoffbahnen zu teilweise gravierenden Problemen bei der Weiterverarbeitung. Als Beispiel kann hierbei der Curl bei Kopierpapieren angeführt werden, die möglicherweise aufgrund einer zu großen Curl-Neigung nicht mehr brauchbar, das heißt verkaufbar sind. - Der Grund für die Asymmetrie der Layer Orientation wird in Fachkreisen im asymmetrischen Aufbau konventioneller Stoffauflaufdüsen gesehen, da bei der Strömungsumlenkung an der verwendeten Blende die in der Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern vermehrt in Maschinenlaufrichtung ausgerichtet werden. Auf der gegenüber liegenden, blendenfreien unteren Düsenwand, die über die Blende hinausragt, findet eine Ausrichtung in Maschinenlaufrichtung durch eine erhöhte Mikroturbulenz in der Faserstoffsuspension, bedingt unter anderem durch eine Wandreibung auf hohem Geschwindigkeitsniveau, dagegen nicht oder nur eingeschränkt statt.
- Es ist zwar schon versucht worden, wie beispielsweise in der bereits genannten
europäischen Patentanmeldung EP 1 452 640 A2 oder in derdeutschen Offenlegungsschrift DE 103 18 035 A1 dargelegt, einen symmetrischen Düsenaufbau bei einem Stoffauflauf vorzusehen. Jedoch ist es aufgrund räumlicher Gegebenheiten oft nicht möglich, an beiden Düsenwänden jeweils auslaufseitig eine positionierbare und sich über die Maschinenbreite erstreckende Blende anzubringen. Überdies erfordert die Anbringung einer derartigen zweiten Blende einen Mehraufwand an Anschaffungs- und Betriebskosten. Und letztlich muss eine derartige zweite Blende auch gewartet und bei Vorliegen größerer Schäden oder Verschleißerscheinungen gegebenenfalls erneuert werden. - Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von kritischen holzfreien Faserstoffbahnen ist der Einsatz eines dem Fachmann bekannten und in der
deutschen Offenlegungsschrift DE 102 11 178 A1 dargestellten Mehrschichtstoffauflaufs mit mindestens einem festen Trennkeil. Dabei kann neben der symmetrischen Stoffauflaufdüse auch durch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten in den einzelnen Schichten einer Zweiseitigkeit der Layer Orientation zusätzlich entgegen gewirkt werden. Ein derartiger Mehrschichtenstoffauflauf weist jedoch mehrere Nachteile auf: so ist er einerseits sehr aufwändig in seiner Konstruktion und Betriebsweise, andererseits erfordert er das Vorhandensein und den Betrieb eines technisch anspruchsvollen Konstantteils samt einhergehender Stoffaufbereitung. - Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass einerseits die Zweiseitigkeit der Layer Orientation zwischen der Ober- und der Unterseite der Faserstoffbahn gezielt beeinflusst werden kann und dass andererseits Blattstörungen, beispielsweise in Form von weißen Flecken, verbessert vermieden werden können.
- Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die blendenfreie weitere Düsenwand - in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension gesehen - einen vorzugsweise einstellbaren Überstand im Bereich von 0 bis 20 mm, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 10 mm, gegenüber der Blende aufweist und dass eine Kombination von wenigstens einer längeren Lamelle und wenigstens einer kürzeren Lamelle vorgesehen ist, wobei die jeweilige längere Lamelle der die Blende aufweisenden oberen Düsenwand zugeordnet ist.
- Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
- In durchgeführten Versuchen hat sich gezeigt, dass durch die Anordnung der Lamellen in der Stoffauflaufdüse das Geschwindigkeitsprofil in der z-Richtung (Höhenrichtung) des Faserstoffsuspensionsstrahls direkt beeinflusst werden kann. So kann beispielsweise durch den gezielten Einsatz von mindestens einer längeren Lamelle in einer Hälfte der Stoffauflaufdüse die Geschwindigkeit in dieser Hälfte durch eine erhöhte Reibung zwischen der mindestens einen längeren Lamelle und der Faserstoffsuspension reduziert werden. Diese reduzierte Geschwindigkeit bei einer gleichzeitig erhöhten Mikroturbulenz in der Faserstoffsuspension begünstigt eine Nichtausrichtung der in der Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern in Maschinenlaufrichtung.
- Somit findet bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs trotz des Vorhandenseins einer Blende und der damit verbundenen Strömungsumlenkung der Faserstoffsuspension eine Ausrichtung der in der Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern quasi nicht statt. Die Zweiseitigkeit der Layer Orientation wird infolgedessen deutlich reduziert, in idealer Weise sogar vollständig vermieden.
- Aufgrund des erfindungsgemäßen Vorteils, dass die Zweiseitigkeit der Layer Orientation zwischen der Ober- und der Unterseite der Faserstoffbahn gezielt beeinflusst werden kann, kann der Stoffauflauf, ja sogar die Maschine auch den Anforderungen verschiedenster holzfreier Faserstoffbahnen angepasst werden.
- Unter dem Begriff "Zuordnung" wird im vorliegenden Fall die räumliche Lage einer Lamelle innerhalb der Stoffauflaufdüse beschrieben. Die Stoffauflaufdüse eines Einschichtenstoffauflaufs kann grundsätzlich in zwei Hälften unterteilt werden, wobei eine Hälfte benachbart zu der die Blende aufweisenden Düsenwand angeordnet ist. Die "Zuordnung" einer Lamelle zu der die Blende aufweisenden oberen Düsenwand bedeutet also, dass sie räumlich in der dieser oberen Düsenwand benachbarten Hälfte der Stoffauflaufdüse angeordnet ist.
- Im Hinblick auf den praktischen Anwendungsfall weist der erfindungsgemäße Stoffauflauf also wenigstens zwei Gruppen von Lamellen auf, eine erste Gruppe mit längeren Lamellen, die der die Blende aufweisenden oberen Düsenwand zugeordnet ist, und wenigstens eine weitere, insbesondere ein zweite Gruppe mit kürzeren Lamellen, die der die Blende aufweisenden oberen Düsenwand abgewandt ist.
- In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass alle längeren Lamellen der die Blende aufweisenden oberen Düsenwand zugeordnet sind. Damit kann aufgrund des in der Stoffauflaufdüse herrschenden Geschwindigkeitsquerprofils in effektiver Weise der Zweiseitigkeit der Layer Orientation entgegen gewirkt werden.
- Die jeweilige längere Lamelle weist bevorzugt eine Lamellenlänge im Bereich von 75 bis 130 %, vorzugsweise im Bereich von 80 bis 120 % der Länge der Stoffauflaufdüse auf. Sollte diese jeweilige längere Lamelle über die Blende hinaus stehen, so sollte sie zur Vermeidung von Blattstörungen, beispielsweise in Form von weißen Flecken, einen Überstand von 0 bis 20 mm aus der Stoffauflaufdüse heraus nicht überschreiten. Hingegen weist die jeweilige kürzere Lamelle bevorzugt eine Lamellenlänge im Bereich von ≤ 80 %, vorzugsweise ≤ 75 % der Länge der Stoffauflaufdüse auf. Dabei können in weiterer Ausgestaltung zumindest einige, vorzugsweise alle Lamellen eine einstellbare Lamellenlänge aufweisen. Entsprechende Einrichtungen zur Einstellung von Lamellenlängen sind dem Fachmann aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt.
- Im Hinblick auf einen hohen Standardisierungsgrad und eine geringe Lagerhaltung sind in weiterer günstiger Ausführungsform Lamellen mit nur zwei unterschiedlichen Lamellenlängen vorgesehen. Dies erbringt zudem den Vorteil einer verbesserten Austauschbarkeit von Lamellen.
- Weiterhin sind bevorzugt zumindest einige, vorzugsweise alle Lamellen wenigstens bereichsweise mit einer strukturierten Oberfläche versehen. Diese strukturierte Oberfläche kann beispielsweise eine stromabwärtige und strukturierte Lamellenspitze sein, wobei die Struktur die Form von Nuten mit rechteckiger und/oder keilförmiger und/oder parabelförmiger und/oder runder Form mit konstanter und/oder unterschiedlicher Tiefe umfassen kann. Durch diese vorgeschlagene Geometrie ergibt sich der Vorteil der Erreichbarkeit von stabilen Strömungsverhältnissen auch bei asymmetrischen Strömungskanälen und der bestmöglichen Anströmung des strukturierten stromabwärtigen Lamellenendes hinsichtlich einer Wirbelvermeidung.
- Allgemein kann die blendenfreie untere Düsenwand - in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension gesehen - einen vorzugsweise einstellbaren Vorstand von Überstand zu Spalthöhe im Bereich von 0 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 aufweisen, da in diesem Bereich der Einfluss der blendenfreien unteren Düsenwand auf die Layer Orientation in hervorragender Weise minimiert werden kann.
- Überdies kann es vorteilhaft sein, wenn die Blende eine von der Faserstoffsuspension berührte Hauptfläche aufweist, die parallel zur Innenfläche der dazugehörigen oberen Düsenwand verläuft. Dies erbringt eine strömungstechnisch optimale Gestaltung des Endbereichs der Stoffauflaufdüse, insbesondere der Blende zur Reduzierung der Strahlkontraktion.
- In einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffsbahn aus einer Faserstoffsuspension kann dem erfindungsgemäßen Stoffauflauf ferner in Maschinenlaufrichtung ein Spaltformer mit zwei endlosen, je eine Siebschlaufe bildenden Sieben nachgeordnet sein, von denen das erste Sieb über eine Formiereinrichtung mit einer gekrümmten Stützfläche geführt ist und das zweite Sieb über ein weiteres Element geführt ist, die beiden Siebe danach unter Bildung eines keilförmigen Stoffeinlaufspalts, der unmittelbar von dem erfindungsgemäßen Stoffauflauf die Faserstoffsuspension aufnimmt, im Bereich der Formiereinrichtung oder nach dem Ablauf der beiden Siebe von dem jeweiligen Element zusammenlaufen und anschließend eine Doppelsiebstrecke bilden.
- Dabei kann die die Blende aufweisende obere Düsenwand gleich- oder gegenseitig der Formiereinrichtung angeordnet sein. Im Falle einer gegenseitigen Anordnung erhält man durch die Fliehkräfte eine stärkere Entwässerung an der außen liegenden Seite, wobei zudem das Strahlgeschwindigkeitsprofil, also die Wirkung der dort eingesetzten längeren Lamellen, sofort eingefroren wird. Ein ähnliches Ergebnis wird auch erreicht, wenn sich Blende und die gekrümmte Stützfläche der Formiereinrichtung auf der gleichen Seite befinden.
- Die Formiereinrichtung weist unter technologischen Aspekten bevorzugt zumindest eine Formierwalze oder einen Formierschuh auf, wohingegen das weitere Element zumindest eine Brustwalze aufweisen kann.
- 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 Seitenansicht eines stromabwärtigen Teils einer Stoffauflaufdüse eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs, und
- Figuren 2 und 3
- zwei schematische und geschnittene Seitenansichten eines stromabwärtigen Teils von zwei weiteren Ausführungsformen einer Stoffauflaufdüse eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs mit nachgeordnetem Spaltformer.
- Die
Figur 1 zeigt eine schematische und geschnittene Darstellung eines Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer lediglich schematisch angedeuteten Faserstoffbahn 2 aus einer Faserstoffsuspension 3. Bei der aus der Faserstoffsuspension 3 gebildeten Faserstoffbahn 2 kann es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn handeln. - Der Stoffauflauf 1 weist eine eine obere Düsenwand 5 und eine untere Düsenwand 6 sowie zwei nicht dargestellte Seitenwände 7, 8 aufweisende, sich zu einem Spalt 9 verjüngende und einen von der Faserstoffsuspension 2 durchströmten Düsenraum 10 aufweisende Stoffauflaufdüse 4 auf.
- Der Düsenraum 10 der Stoffauflaufdüse 4 ist zumindest bereichsweise durch mehrere Lamellen 11.1 bis 11.4 unterteilt, die sich ausgehend von dem in Strömungsrichtung R (Pfeil) eintrittsseitigen Düsenende 12 in den Düsenraum 10 erstrecken.
- Ferner ist an der oberen Düsenwand 5 auslaufseitig eine positionierbare und sich über die Maschinenbreite B (Pfeil) erstreckende Blende 13 angeordnet. Die Blende 13 ist beispielsweise von mehreren, über die Maschinenbreite B (Pfeil) verteilten und nicht dargestellten Stelleinrichtungen (Pfeil 14), insbesondere Spindelantrieben, zwecks deren Positionierung beaufschlagt.
- Es ist eine Kombination von zwei längeren Lamellen 11.1, 11.2 und zwei kürzeren Lamellen 11.3, 11.4 vorgesehen, wobei die jeweilige längere Lamelle 11.1, 11.2 der die Blende 13 aufweisenden oberen Düsenwand 5 zugeordnet ist. Kurzum, es sind zwei Gruppen 11.A, 11.B von Lamellen 11.1 bis 11.4 vorgesehen, eine erste Gruppe 11.A mit längeren Lamellen 11.1, 11.2, die der die Blende 13 aufweisenden oberen Düsenwand 5 zugeordnet ist, und eine zweite Gruppe 11.B mit kürzeren Lamellen 11.3, 11.4, die der die Blende 13 aufweisenden oberen Düsenwand 5 abgewandt ist. Dabei sollten die Lamellen 11.1, 11.2 (Blende 13) in Summe länger sein als die Lamellen 11.3, 11.4.
- Die jeweilige längere Lamelle 11.1, 11.2 weist eine Lamellenlänge LL im Bereich von 75 % (Darstellung) bis 130 % (Strichelung), vorzugsweise im Bereich von 80 bis 120 % der Länge LD der Stoffauflaufdüse 4 auf. Hingegen weist die jeweilige kürzere Lamelle 11.3, 11.4 eine Lamellenlänge LL im Bereich von ≤ 80 %, vorzugsweise ≤ 75 % der Länge LD der Stoffauflaufdüse 4 auf. Es sind also Lamellen 11.1, 11.2 und 11.3, 11.4 mit nur zwei unterschiedlichen Lamellenlängen LL vorgesehen. Zumindest einige, vorzugsweise alle Lamellen 11.1 bis 11.4 können eine einstellbare Lamellenlänge LL aufweisen.
- Weiterhin sind zumindest die längeren Lamellen 11.1, 11.2 wenigstens bereichsweise mit einer strukturierten Oberfläche 15 versehen. Die strukturierte Oberfläche 15 bildet eine stromabwärtige und strukturierte Lamellenspitze 16, wobei die Struktur die Form von Nuten mit rechteckiger und/oder keilförmiger und/oder parabelförmiger und/oder runder Form mit konstanter und/oder unterschiedlicher Tiefe umfassen kann.
- Die blendenfreie untere Düsenwand 6 - in Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 gesehen - weist einen vorzugsweise einstellbaren Überstand L im Bereich von 0 bis 20 mm, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 10 mm, gegenüber der Blende 13 auf. Die Einstellbarkeit des Überstands L ist mittels eines Doppelpfeils E angedeutet. Grundsätzlich weist die blendenfreie untere Düsenwand 6 - in Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension 3 gesehen - einen vorzugsweise einstellbaren Vorstand V von Überstand L zu Spalthöhe s im Bereich von 0 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5, auf. Hinsichtlich der weiteren Ausgestaltung des vorzugsweise einstellbaren Vorstands V der unteren Düsenwand 6 wird auf die
deutsche Offenlegungsschrift DE 103 24 711 A1 verwiesen. - Die Blende 13 des Stoffauflaufs 1 kann überdies eine von der Faserstoffsuspension 3 berührte Hauptfläche 17 aufweisen, die parallel zur Innenfläche 18 der oberen Düsenwand 5 verläuft. Hinsichtlich der weiteren Ausgestaltung dieser "Parallel-Blende" 13 wird auf die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2004 047 879 A1 verwiesen. - Und letztlich ist in der
Figur 1 das Geschwindigkeitsprofil G in der z-Richtung (Höhenrichtung; Doppelpfeil) des aus der Faserstoffsuspension 3 gebildeten Faserstoffsuspensionsstrahls dargestellt. Dieses Geschwindigkeitsprofil G weist wegen der asymmetrischen Anordnung der Lamellen 11.1, 11.2 und 11.3, 11.4 ebenso eine deutliche Asymmetrie auf. Der Strahl ist auf der oberen Seite, also auf der Seite mit den längeren Lamellen 11.1, 11.2 deutlich langsamer. - Die
Figur 2 zeigt eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines stromabwärtigen Teils einer ersten Ausführungsform einer Stoffauflaufdüse 4 eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 mit nachgeordnetem Spaltformer 200. - Der Spaltformer 200 weist zwei endlose, je eine Siebschlaufe 203, 204 bildende Siebe 201, 202 auf, von denen das erste Sieb 201 über eine Formiereinrichtung 205 mit einer gekrümmten Stützfläche 206 geführt ist und das zweite Sieb 202 über ein weiteres Element 207 geführt ist. Danach laufen die beiden Siebe 201, 202 unter Bildung eines keilförmigen Stoffeinlaufspalts 208 zusammen, der unmittelbar von dem erfindungsgemäßen Stoffauflauf 1 die Faserstoffsuspension 3 aufnimmt. Anschließend bilden die beiden Siebe 203, 204 mit der eingebrachten Faserstoffsuspension 3 eine Doppelsiebstrecke 209.
- Die Formiereinrichtung 205 ist als eine Formierwalze 210 ausgeführt, wohingegen das weitere Element 207 als eine Brustwalze 211 ausgeführt ist. Die Formiereinrichtung 205 kann in weiterer Ausgestaltung auch als ein Formierschuh ausgeführt sein.
- Hinsichtlich des grundsätzlichen konstruktiven Aufbaus des Stoffauflaufs 1 samt Lamellen 11.1 bis 11.4 wird auf die Beschreibung des als Einschichtenstoffauflauf ausgebildeten Stoffauflaufs 1 der
Figur 1 verwiesen. - Die die Blende 13 aufweisende obere Düsenwand 5 ist in vorliegender Ausführung gegenseitig der Formiereinrichtung 205 angeordnet. Die untere Düsenwand 6 hingegen ist blendenfrei.
- Die
Figur 3 zeigt eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines stromabwärtigen Teils einer zweiten Ausführungsform einer Stoffauflaufdüse 4 eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 mit nachgeordnetem Spaltformer 200. - Da diese Ausführungsform sich mit der in der
Figur 2 dargestellten Ausführungsform lediglich in der Ausgestaltung der Düsenwände 5, 6 unterscheidet, wird hinsichtlich ihrer allgemeinen Beschreibung auf die Beschreibung der in derFigur 2 dargestellten Ausführungsform verwiesen. - In dieser Ausführungsform ist die die Blende 13 aufweisende obere Düsenwand 5 gleichseitig der Formiereinrichtung 205 angeordnet. Die untere Düsenwand 6 ist wiederum blendenfrei.
- Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart weitergebildet wird, dass einerseits die Zweiseitigkeit der Layer Orientation zwischen der Ober- und der Unterseite der Faserstoffbahn gezielt beeinflusst werden kann und dass andererseits Blattstörungen, beispielsweise in Form von weißen Flecken, verbessert vermieden werden können.
-
- 1
- Stoffauflauf
- 2
- Faserstoffbahn
- 3
- Faserstoffsuspension
- 3.1
- Faserstoffsuspension
- 3.2
- Faserstoffsuspension
- 4
- Stoffauflaufdüse
- 5
- Obere Düsenwand
- 6
- Untere Düsenwand
- 7
- Seitenwand
- 8
- Seitenwand
- 9
- Spalt
- 10
- Düsenraum
- 11.1, 11.2
- Längere Lamelle
- 11.3, 11.4
- Kürzere Lamelle
- 11.A
- Lamellengruppe
- 11.B
- Lamellengruppe
- 12
- Düsenende
- 13
- Blende
- 14
- Stelleinrichtungen (Pfeil)
- 15
- Oberfläche
- 16
- Lamellenspitze
- 17
- Hauptfläche
- 18
- Innenfläche
- 200
- Spaltformer
- 201
- Erstes Sieb
- 202
- Zweites Sieb
- 203
- Siebschlaufe
- 204
- Siebschlaufe
- 205
- Formiereinrichtung
- 206
- Gekrümmte Stützfläche
- 207
- Element
- 208
- Stoffeinlaufspalt
- 209
- Doppelsiebstrecke
- 210
- Formierwalze
- 211
- Brustwalze
- B
- Maschinenbreite (Pfeil)
- E
- Doppelpfeil
- G
- Geschwindigkeitsprofil
- L
- Überstand
- LD
- Länge (Stoffauflaufdüse)
- LL
- Lamellenlänge
- R
- Strömungsrichtung (Pfeil)
- s
- Spalthöhe
- V
- Vorstand
- z
- Höhenrichtung (Doppelpfeil)
Claims (12)
- Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (2) aus einer Faserstoffsuspension (3), mit einer eine obere Düsenwand (5) und eine untere Düsenwand (6) sowie zwei Seitenwände (7, 8) aufweisenden, sich zu einem Spalt (9) verjüngenden und einen von der Faserstoffsuspension (3) durchströmten Düsenraum (10) aufweisenden Stoffauflaufdüse (4), wobei der Düsenraum (10) der Stoffauflaufdüse (4) zumindest bereichsweise durch mehrere Lamellen (11.1 bis 11.4) unterteilt ist, die sich ausgehend von dem in Strömungsrichtung (R) eintrittsseitigen Düsenende (2) in den Düsenraum (10) erstrecken, und wobei an der oberen Düsenwand (5) auslaufseitig eine positionierbare und sich über die Maschinenbreite (B) erstreckende Blende (13) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die blendenfreie untere Düsenwand (6) - in Strömungsrichtung (R) der
Faserstoffsuspension (3) gesehen - einen vorzugsweise einstellbaren Überstand (L) im Bereich von 0 bis 20 mm, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 10 mm, gegenüber der Blende (13) aufweist und
dass eine Kombination von wenigstens einer längeren Lamelle (11.1, 11.2 ) und wenigstens einer kürzeren Lamelle (11.3, 11.4 ) vorgesehen ist, wobei die jeweilige längere Lamelle (11.1, 11.2 ) der die Blende (13) aufweisenden oberen Düsenwand (5) zugeordnet ist. - Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass alle längeren Lamellen (11.1, 11.2) der die Blende (13) aufweisenden oberen Düsenwand (5) zugeordnet sind. - Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige längere Lamelle (11.1, 11.2) eine Lamellenlänge (LL) im Bereich von 75 bis 130 %, vorzugsweise im Bereich von 80 bis 120 % der Länge (LD) der Stoffauflaufdüse (4) aufweist. - Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige kürzere Lamelle (11.3, 11.4) eine Lamellenlänge (LL) im Bereich von ≤ 80 %, vorzugsweise ≤ 75 % der Länge (LD) der Stoffauflaufdüse (4) aufweist. - Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest einige, vorzugsweise alle Lamellen (11.1 bis 11.4 ) eine einstellbare Lamellenlänge (LL) aufweisen. - Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass Lamellen (11.1 bis 11.4) mit nur zwei unterschiedlichen Lamellenlängen (LL) vorgesehen sind. - Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest einige, vorzugsweise alle Lamellen (11.1 bis 11.4 ) wenigstens bereichsweise mit einer strukturierten Oberfläche (15) versehen sind. - Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die blendenfreie untere Düsenwand (6) - in Strömungsrichtung (R) der Faserstoffsuspension (3) gesehen - einen vorzugsweise einstellbaren Vorstand (V) von Überstand (L) zu Spalthöhe (s) im Bereich von 0 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5, aufweist. - Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Blende (13) eine von der Faserstoffsuspension (3) berührte Hauptfläche (17) aufweist, die parallel zur Innenfläche (18) der dazugehörigen oberen Düsenwand (5) verläuft. - Maschine zur Hertellung einer Faserstoffbahn (2) aus einer Faserstoffsuspension (3), umfassend einen Stoffauflauf (1) dem in Maschinenlaufrichtung ein Spaltformer (200) mit zwei endlosen, je eine Siebschlaufe (203, 204) bildenden Sieben (201, 202) nachgeordnet ist, von denen das erste Sieb (201) über eine Formiereinrichtung (205) mit einer gekrümmten Stützfläche (206) geführt ist und das zweite Sieb (202) über ein weiteres Element (207) geführt ist, die beiden Siebe (201, 202) danach unter Bildung eines keilförmigen Stoffeinlaufspalts (208), der unmittelbar von dem Stoffauflauf (1) die mindestens eine Faserstoffsuspension (3) aufnimmt, im Bereich der Formiereinrichtung (205) der nach dem Ablauf der beiden Siebe von dem jeweiligen Element zusammenlaufen und anschließend eine Doppelsiebstrecke (209) bilden,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist und
dass die die Blende (13) aufweisende obere Düsenwand (5) gegen- oder gleichseitig der Formiereinrichtung (205) angeordnet ist. - Maschine nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Formiereinrichtung (205) zumindest eine Formierwalze (210) oder einen Formierschuh aufweist. - Maschine nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das weitere Element (207) zumindest eine Brustwalze (211) aufweist.
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-
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-
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