SE446889B - Inloppslada vid en pappersmaskin - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 446 889 2 Föreliggande uppfinning har föreslagits i syfte att undanröja ovannämnda nackdelar hos känd teknik.

Huvudändamàlet med föreliggande uppfinning är därför att hos en pappersmaskin anvisa en förbättrad inloppsläda, vilken förmår bättre dispergera pappersfibrer och vilken förmår för- bättra en pappersbanas mekaniska egenskaper genom att öka drag- hállfastheten i pappersbanans tvärriktning i en sådan utsträck- ning att skillnaden från draghállfastheten i längdriktningen, dvs. i mäldens flödesriktning, kan minimeras.

Detta uppnås genom att hos pappersmaskinen enligt föreliggande uppfinning den övre plattans och den undre plattans innerytor samt de motsatta ytorna hos de flödesbegränsande elementen är formade på sådant sätt, att flödesbanorna uppvisar omväxlande sig avsmalnande och utvidgande sektioner, varvid de senares vidgningsvinkel ej är större än 250.

Föredragna utföringsexempel av uppfinningen beskrivs närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar. Fig. 1 och 2 sido- längdsnittsvyer hos två från varandra skilda exempel av en in- loppsláda i en pappersmaskin enligt känd teknik, fig. 3(a), 3(b), 4! S, 6, 7 och 8 sidolängdsnittsvyer av ett antal föredragna ut- föringsformer av en inloppslada i en pappersmaskin enligt före- liggande uppfinning, fig. 9 en planlängdsnittsvy av inloppslådan enligt fig. 8, och fig. 10 och 11 visar andra typer av föredragna utföringsformer av en inloppslàda i sidolängdsnittsvyer av en pappersmaskín enligt föreliggande uppfinning, hos vilken en inloppskammare uppvisar endast en flödesbana.

I de i fig. 3(a), 3(b) och 4 visade föredragna utföringsformerna av föreliggande uppfinning betecknar 11 en utloppsläpp, -fläns eller -linjal, vilken är fast förbunden med en övre platta 12 med hjälp av ej visade bultar och förbindelsen 13 mellan utlopps- linjalen 11 och den övre plattan 12 är vid den sida som står i kontakt med en vätska utbildad såsom en jämn i linje liggande övergång. Utloppslinjalen 11 innefattar ett halsparti 14 med en låg styvhet mellan dess monteringsparti 11a för fastsättning vid den övre plattan 12 och dess ändparti 11b. Utloppslinjalen 11 är anordnad för utböjning över halspartict 14 genom inställning av en ej visad drag- och tryckstång vilken är fäst vid ändpartiet 11h för att vidga eller minska öppningsnvståndct mellan änd- pnrtiet 11h och en bottonplatta 15 och därigenom öndrn flödes- hnstighetcn vid dc respektive punkterna längs bruddríktningcn hos utloppsöppningcn för att nstndkommu fíninställning av en 10 15 20 25 30 35 40 “ 3 446 889 ytviktsprofil längs breddriktningen.

Med 16 betecknas en utloppskammare vilken är avgränsad av en övre platta 12 och en undre platta 15 vilka konvergerar mot en utloppslinjal 11. I utloppskammaren 16 är placerade flödes- begränsande element 17 vilka sträcker sig mot utloppslinjalen 11 och vilkas sidor är utbildade med släta ytor vilka upprepat och gradvis närmar sig och avlägsnar sig från de motsatta ytorna hos de intilliggande flödesbegränsande elementen längs mäldens flödesriktning, såsom visas i fig. 3(a) och 3(b).

I de i fig. 3(a) och 3(b) visade utföringsformerna är tvär- snittsformerna hos de flödesbegränsande elementen 17 jämnt varierade för att upprepat och omväxlande avsmalna och vidga de mellan intilliggande flödesbegränsande element 17 utbildade flödes- banorna 18, och de flödesbegränsande elementen 17 liksom de av- gränsade banorna 18 konvergerar mot utloppslinjalen 11. Dessutom är insidorna hos den övre plattan 12 och den undre plattan 15, vilka står i kontakt med mälden, likaså utbildade med en vågform för att överensstämma med tvärsníttsformen hos de flödesbegränsande elementen 17.

En modifierad utföringsform hos vilken längderna hos de i fig. 3(a) använda flödesbegränsande elementen 17 är varierade, så att ett flertal avgränsade flödesbanor 18 kan förenas till- sammans på ett stegliknande sätt visas i fig. 3(b). I en ytterligare modifierad utföringsform visad i fig. 4, är avgränsade flödesbanor 18a upprepat och omväxlande avsmalnade och vidgade genom till en vågform böjda flödesavgränsande element 17a av arkmaterial. I varje fall hålls emellertid öppningsvinkeln för breddning av flödes- banan på ett litet värde, så att virvlar ej tilläts bli alltför stora.

Arbetssättet hos utloppslådan enligt uppfinningen är följande.

Hos mälden som strömmar genom de avgränsade flödesbanorna med ovan- nämnda tvärsníttsvariationer, kommer i flödesriktníngen upprepat och omväxlande att uppstå acceleration och retardation. Om flock- ning föreligger i ett accelerationsområde, kommer den utsatt rör spänning att slitas sönder och dispergeras, eftersom flödeshastig- heten vid uppströmssidan är mindre än flödeshastigheten vid ned- strömssidan. Medan i ett retardationsområde eftersom förhållandet hos de lägre och högre flödeshastigheterna vid uppströms- och nedströmssidorna är omkastat, blir flockningen förlängd i rikt- ningen med räta vinklar till den genomsnittliga förflyttnings- 1op 15 20 25 30 35 40 446 889 4 riktningen, dvs. i riktningarna för bredd och tjocklek hos vätske- flödet under kompression. Genom att denna verkan upprepas blir flockningarna fint uppdelade och fibrer kan likformigt dispergeras i mälden. Under det att de dispergerade fibrerna riktas i den _ genomsnittliga förflyttningsriktningen i acceleratíonsomràdet, blir de i retardationsområdet riktade längs slumpartade rikt- ningar till följd av turbulens i flödet. Hos de i fig. 3(a) och 3(b) visade utföringsformerna, kommer vid slutet av de avgränsade flödesbanorna 18 fibrerna att förflyttas mot utloppslinjalen 11 orienterade i slumpartade riktningar. I den i fig. 4 visade ut- föringsformen är emellertid de avslutande partierna av de avgränsade flödesbanorna 18a utbildade för att likformigt uppdela hela flödes- banan, vilken är avgränsad av den övre plattan 12 och den under plattan 15, och eftersom de flödesbanor vilka uppströms föregås av accelerationsområden och de flödesbanor vilka uppströms före- gås av retardationsområden är omväxlande staplade på varandra, frampressas mot utloppslinjalen 11 ett totalt mäldflöde bestående omväxlande av skikt innehållande fibrer orienterade i den genom- snittliga förflyttningsriktningen och av skikt innehållande slump- artat orienterade fibrer.

Vid fall av användning av något av elementen 17 eller 17a, kommer viss turbulens att alstras vid det nedströms liggande änd- partiet, och därigenom kommer mäldskikten vilka strömmat genom resp.vbegränsade flödesbanor att sammanblandade strömma mot ut- loppslinjalen 11.

Enligt föreliggande uppfinning, såsom framgår av ovan beskrivna utföringsformer, erhålls således en flödesbana vars tvärsnitts- area upprepat, omväxlande och jämnt ökas och minskas. Det är emellertid ej alltid nödvändigt att uppdela en flödesbana i ett flertal smalare flödesbanor med hjälp av flödesbegränsande element 17 eller 17a såsom visas i fig. 3(a), 3(b] eller 4, utan även en enda flödesbana kan användas. Närmare bestämt visas i fig. 5 en modifierad utföringsform hos vilken vid uppströmssidan används ett flertal uppdelade flödesbanor, varvid efter det att mäld- flödet har utsatts för omväxlande accelerationoch retardation i de resp. uppdelade flödesbanorna, får mäldflödet passera genom ett gemensamt flödesparti närmast uppströms utloppslinjalen 11. Även hos detta gemensamma flödesparti är tvärsnittsarean upp- repat, alternativt och jämnt ökad och minskad såsom visas vid 16a. 10 15 20 25 30 35 40 5 7 446 see De för uppdelning av en flödesbana i ett flertal smalare banor tillgängliga flödesbegränsande elementen behöver dessutom ej utgöras av element, vilkas tjocklek varierar i längdriktningen såsom visas vid 17 i fig. 3(a) och 3[b), ej heller av element bestående av kurvformade ark såsom visas vid 17a i fig. 4, utan såsom visas i fig. 6 och 7 kan plana arkelement 17b användas såsom flödesbegränsande element vid omväxlande lägen mellan de flödes- begränsande elementen 17 vilkas tjocklek varieras i deras längd- riktning.

Pig. 6 visar det fall där en flödesbana är uppdelad i 3 eller ett större udda antal smalare flödesbanor, under det att fig. 7 visar det fall där en flödesbana är uppdelad i 2 eller ett större jämnt antal av smalare flödesbanor, och i vardera fallet används plana flödesbegränsande element 17b i kombination med flödesbe- gränsande element 17 med varierad tjocklek. Dessutom framhålls att vid uppdelning av flödesbanan i ett flertal smalare flödes- banor med hjälp av flödesbegränsande element, kan antingen flödes- banan uppdelas med avseende på tjockleken hos den producerade pappersbanan såsom visas i fig. 3(a), 3(b), 4, 5, 6 och 7, eller uppdelas avseende riktningen hos pappersbanans bredd såsom visas i sidolängdsnittsvyn i fig. 8 och i planlängdsnittvyn i fig. 9.

Fastän fig. 8 och 9 visar det fall där en flödesbana är uppdelad med hjälp av flödesbegränsande element 17 med varierad tjocklek, kan en liknande uppdelning av flödesbanan erhållas även med hjälp av dessa flödesbegränsande element 17 och plana flödesbegränsande element 17b i kombination såsom visas i fig. 6 och 7, eller med hjälp av kurvformade flödesbegränsande element 17a såsom visas i fig. 4. I fig. 9, betecknar 19 sidoplattor på motsatta sidor av en utloppskammare, och i fig. 3(a), 4, 8 och 9, betecknar 3 en framförliggande utloppskammare, 4 en perforerad platta och 5 perforeringarna.

Till följd av inloppslàdans enligt föreliggande uppfinning ovan beskrivna utformning, kan, om inloppslådan används i kombina- tion med en utloppslinjal med en sådan utformning att den ej orsakar turbulens hos de dispergerade fibrerna i mälden samt ej utsätter dessa för stor acceleration, erhållas endera en mäld- stråle hos vilken fibrerna är väl dispergerade och ingen bestämd orientering föreligger hos fibrerna eller en stråle med en laminär sammansättning bestående av skikt hos vilka fibrerna är väl dispergerade och orienterade i utflödets riktning samt skikt 10 15 20 ZS 30 35 Q 446 889 6 hos vilka fibrerna är slumpartat orienterade. I enlighet härmed kan efter dehydrering i ett viraparti erhållas antingen en pappers- bana hos vilken fibrerna är väl dispergerade och hos vilken skillnaden i egenskaper mellan längd- och tvärriktning är små eller erhållas en pappersbana hos vilken fibrerna är väl dis- pergerade och vilken uppvisar en laminerad struktur såsom hos faner.

Ytterligare en föredragne utföringsform av uppfinningen visas i fig. 10, varvid 11 betecknar en utloppslinjal som är fast för- bunden med en övre platta 12 med hjälp av ej visade bultar, och förbundelsen 13 mellan utloppslinjalen 11 och den övre plattan 12 är vid den sida som står i kontakt med en vätska utformad med en jämn i linje liggande övergång. Utloppslinjalen 11 innefattar ett halsparti 14 med låg styvhet såsom visas i JP patentansökningen 55-28722;-mellan dess monteringsparti 11a, vilket skall fastsättas vid den övre plattan 12 och dess ändparti 11b. Utloppslinjalen 11 är anordnad att utböjas vid halspartiet 14 genom inställning av en ej visad drag- och tryckstång vilken är fäst vid ändpartiet 11b för att vidga eller minska öppningsavståndet mellan ändpartiet 11b och bottenplattan 15, varigenom utloppsöppningen kan varieras för ändring av flödeshastigheten vid resp. punkter längs utlopps- öppningens breddriktning för erhållande av fininställning hos ytviktsprofilen längs breddriktningen.

Dessutom kan den övre plattan 12 svängas kring en led 20 i förhållande till en perforerad platta 4 genom inställning av en ej visad lyft- och sänkstång, varigenom avståndet mellan utlopps- linjalens ändparti 11b och bottenplattan 15 kan inställas. Med 16 betecknas en flödesbana avgränsad genom den övre plattan 12 och den undre plattan 15 vilka konvergerar mot utloppslinjalen 11, och såsom visas i fig. 10, en tvärsnittsarea av flödesbanan 16 avgränsad av den övre plattan 12 och den undre plattan 15 är jämnt varierat. Närmare bestämt blir genom tillhandahållande av förträngda partier 16a, 16b och 16c längs flödesbanan 16, flödes- banan upprepat och omväxlande avsmalnad och vidgad. Flödesbanans 16 vidgningsvinkel Q såsom visas i fig. 10 är begränsad till 250 eller mindre, varigenom banan vidgas gradvis. Arbetssättet hos den i fig. 10 visade inloppslådan är följande. Till följd av variationen i tvärsnittsarean hos flödesbanan 16, uppträder acceleration och retardation i mäldflödet genom flödesbanan 16.

Om en flockníng föreligger i ett accelerationsomrâde, kommer efter- 10 15 20 25 30 35 40 * 7 446 389 som flödeshastigheten vid uppströmssidan är lägre än flödes- hastigheten vid nedströmssidan, flockningen att sönderslitas under spänning samt dispergeras. Medan i ett retardationsomràde, eftersom förhållandet mellan de lägre och högre flödeshastigheterna vid uppströms- och nedströmssidorna är omkastat kommer flockningen att förlängas i riktningen med räta vinklar till den genomsnittliga förflyttningsriktningen, dvs. i den riktning av bredd och tjocklek hos vilken pappersbanan framställs under kompression.

Genom upprepning av denna inverkan blir flockningarna fint upp- delade och fibrerna kan likformigt dispergera i mälden. Under det att de dispergerade fibrerna är orienterade i den genomsnittliga förflyttningsríktningen i accelerationsomràdet, är de i retardations- området orienterade i slumpartade riktningar till följd av att fibrernagframtrycks från baksidan.

När man önskar erhålla en pappersbana hos vilken fiberorien- teringen ligger i linje med flödesriktningen, kan detta allmänt uppnås genom att den avsmalnande vinkeln väljs större än den vidgande vinkeln, under det att när man önskar erhålla en pappersbana hos vilken fibrerna ej har någon bestämt orientering, kan detta uppnås genom att den avsmalnande vinkeln väljs nästan lika med den vidgande vinkeln.

Tack vare den upprepade jämna avsmalníngen och vidgningen av flödesbanan och val av vidgande vinkel enligt ovan, kommer ej virvlar att alstras i mäldflödet, och därigenom kommer ej heller fibrer att förflyttas utåt genom centrifugalkraft orsakad av virvlar, varvid en skillnad i fiberkoncentration bildas i mäldflödet. Där- för kommer ej dispergerade fibrer ej att återbilda flockningar.

I den i fig. 10 visade flödesbanan 16 är anordnade ett flertal avsmalnande partier 16a, 16b och 16c, hos vilka till följd av strömningsmotstånd kan erhållas ett mäldflöde med en liten hastig- hetsskillnad och ett litet fel i flödesriktningen längs breddrikt- ningen.(Detta gäller även för det i fig. 11 och nedan beskrivna fallet).

Enligt föreliggande uppfinning, kan, om en mäld hos vilken fibrer är likformigt dispergerade med hjälp av flödesbanan 16 vilken är formad med ungefärligen lika stor avsmalnande vinkel som vidgande vinkel, använd i kombination med en utloppslinjal 11 med en utformning anordnad att ej orsaka turbulens eller acceleration eller en utformning anordnad att ej orsaka kraftig acceleration såsom visas i fig. 10, erhållas en stråle hos vilken 10 15 20 25 446 889 8 fibrerna är väl dispergerade och hos vilken ej någon bestämd orientering föreligger hos fibrerna.

Om en mäld hos vilken fibrerna är likformigt dispergerade med hjälp av flödesbanan 22 vilken är formad med en större av- smalnande vinkel och en mindre vidgande vinkel används i kombina- tion med en utloppslinjal 11 med en form avpassad att tilldela acceleration såsom visas i fig. 11, kan erhållas en stråle hos vilken fibrerna är väl dispergerade och hos vilken fibrernas orientering överensstämmer med utflödets riktning.

.Om i enlighet härmed en pappersbana framställs genom de- hydrering av ovannämnda mäldstråle i ett efterföljande viraparti, kan erhållas en pappersbana med en utomordentlig fiberdispergering och med små skillnader í de mekaniska egenskaperna mellan längd- riktníngen och tvärriktningen, eller erhållas en pappersbana med utomordentlig fiberdispergering och goda mekaniska egenskaper i längdriktningen. I fig. 11 är de delar vilka motsvarar delar i de föregående utföringsformerna försedda med motsvarande hänvis- ningstal.

Enligt föreliggande uppfinning kan dessutom tack vare den goda fiberdispergeringen, en pappersbana framställas av en mäld med en större koncentration än den konventionella mäldkoncentra- tionen om 0,3 - 0,8&, varigenom mängden använt vatten minskas, kapaciteter hos matarpumpar och liknande kan minskas, varigenom även driftskostnaderna för pappersframställning kan sänkas. Då dessutom ett mäldflöde med en liten hastighetsskillnad och ett litet ríktningsfel hos hastigheten längs breddriktníngen kan erhållas, förbättras även profilen hos den framställda pappers- banan längs breddriktningen.

Claims (1)

1. 0 15 * _ 9 i44e 889 Patentkgav Inloppelada vid en papperamaakin, innefattande en ovre platta (12) och en undre platta (15), vilka avgränsar en mot en utloppeände konvergerande utloppskammare (16), vid vara in- loppeände är anordnad en perforerad platta (4, 5), varvid ut~ loppsändene öppning (11) är inatällbar och varvid ett flertal flödeebegränsande element (17, 17a) är anordnade inuti ut- loppekammaren och uppdelar denna i ett flertal flödeebanor, vilka före utloppeänden förenas till en enda flödeabana, k ä n n e t e c k n a d av att den övre plattane (12) och den undre plattane (15) innerytor samt de motsatta ytorna hos de flödesbegränsande elementen (17, 17a) är formade pa sådant sätt, att flödeebanorna uppvisar omväxlande sig avamalnande och utvidgande sektioner, varvid de eenares vidgningevinkel ej är större än 250.