WO2010069648A1 - Stoffauflauf für eine maschine zur herstellung einer faserstoffbahn - Google Patents

Stoffauflauf für eine maschine zur herstellung einer faserstoffbahn Download PDF

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WO2010069648A1
WO2010069648A1 PCT/EP2009/063836 EP2009063836W WO2010069648A1 WO 2010069648 A1 WO2010069648 A1 WO 2010069648A1 EP 2009063836 W EP2009063836 W EP 2009063836W WO 2010069648 A1 WO2010069648 A1 WO 2010069648A1
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WO
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headbox
channels
channel
well plate
downstream
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/063836
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Ruf
Konstantin Fenkl
Markus Häußler
Original Assignee
Voith 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
    • 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

Definitions

  • Headbox for a machine for producing a fibrous web
  • the invention relates to a headbox for a machine for producing a fibrous web, in particular paper or board web, from at least one pulp suspension, comprising a feeding device feeding the at least one pulp suspension, having a downstream and a plurality of channels arranged in rows and in columns Distribution well plate, with a downstream lying across the width of the headbox extending intermediate channel with a plurality of spaced in the width direction of the headbox means for r preferably Regel- / controllable metering of a fluid in partial fluid streams in the at least one pulp suspension, wherein the individual means each more comprises a Zudosierkanalö réelle each having and at different levels emptying, connected to a common supply channel Zudosierkanäle, with a turbulence downstream stromu consulterzeugu with a plurality of arranged in rows and in columns flow channels, and with the turbulence generating means immediately adjoining and having a nozzle gap headbox.
  • a feeding device feeding the at least one pulp suspension, having a downstream and a
  • Such a headbox is known, for example, from German Offenlegungs DE 44 16 898 A1, DE 44 16 899 A1 and DE 44 16 909 A1.
  • German laid-open specification DE 44 16 898 A1 shows a head box for a paper machine with a feed device for the stock suspension, with a guide device having a multiplicity of channels, a stream upwards to a guide means lying mixing chamber with a plurality of distributed across the headbox feeding means for a differing in its properties of the stock suspension zuzumischen- and with the guide means subsequent, an outlet gap for the stock suspension forming nozzle chamber.
  • the feed devices for the fluid to be admixed extend essentially vertically in the mixing chamber and have a plurality of admixed openings arranged one above the other.
  • German patent application DE 44 16 899 A1 shows a headbox for a paper machine with a feed device for the pulp suspension, a first having a plurality of channels guide means, a second plurality of channels having guide means, an intermediate mixing chamber, a subsequent, a Exit slit for the pulp forming nozzle chamber and a plurality of distributed over the headbox feed lines for the admixed fluid, wherein the vast majority of the channels of the guide means are positioned and dimensioned so that the outlet opening from the upstream guide means not with an entrance to the downstream Guide device is aligned.
  • the supply lines for the admixing fluid have admixing openings, which for the most part are each aligned with an opening in the downstream guide device.
  • German Offenlegungsschrift DE 44 16 909 A1 shows a headbox for a paper machine with a feeding device for the pulp suspension, a downstream adjoining provided with a plurality of channels guide means, a downstream thereto, extending over the width of the headbox mixing chamber a plurality of distributed across the headbox, extending substantially in the direction of flow dividing walls and distributed across the headbox feeders for a zuzumischendes fluid with Zumischö réelleen, downstream of a further, a plurality of channels having guide means and a subsequent, an outlet gap for the stock suspension forming nozzle chamber.
  • the supply means for the admixing fluid extend into the mixing chamber and the sectional area formed by the partitions in the mixing chamber begins in the region of the admixing openings, from where it extends substantially in the flow direction as far as the second guide means.
  • the distribution well plates have relatively long lengths. These large lengths require due to relatively large fluid friction, high flow rates and the like large pressure losses in the pulp suspension, which are for the operational stability and the desired compact design of the headbox of disadvantage. Furthermore, the known Verteillochlochplat- th, whether perforated plates or tubular benches, very expensive to manufacture.
  • the primary task of the headbox manifold well plate is to redirect the pulp suspension flow fed transversely to the machine direction in the machine longitudinal direction in a head box with a feeder in the form of a transverse divider tube.
  • the distribution well plate is basically comparable to a "short" tube bank and it must on the one hand ensure a uniform volume flow, in particular longitudinal volume flow over the machine width and on the other hand cause a possible directed, in particular longitudinal outlet of the pulp suspension flow from her.
  • the homogeneous distribution of the volume flow of the pulp suspension over the machine width is determined by the pressure loss of the distribution well plate. It should also accelerate the pulp suspension in the
  • a headbox of the aforementioned type according to the invention in that several, preferably all arranged in the rows and in the columns channels the Verteilrohrlochplatte at least partially have at least one diffuser and that the Verteillochlochplatte has a length that> 0.5
  • the dividing area is the quotient of the downstream total area of the distribution well plate and the total number of channels of the distribution well plate arranged in the rows and in the columns.
  • This inventive design of the headbox of the type mentioned allows the construction and operation of a compact headbox with a comparison with the known headboxes of the prior art significantly reduced pressure loss in the distribution well plate, so that it has a process technology sufficient operating stability even over an extended operating range having. Further, the inflow velocity of the pulp suspension into the intermediate channel of the headbox is desirably reduced by at least one diffuser. Furthermore, in order to keep the distribution well plate with a short length at a low pressure - -
  • the dividing surface can be small in order to control the deflection effects as well as the hydraulic function of a diffuser in a flow cross-section of small length.
  • the length of the distribution well plate is still a sufficient "guide length", so that an undesirable transverse component to the machine direction in the effluent from the distribution well plate pulp suspension can be completely avoided.
  • At least one, well-known to those skilled separator, in particular a blade be arranged. If a plurality of separating elements, in particular lamellae, are arranged in the headbox of the headbox according to the invention, then they can have different lengths and possibly also different properties, such as surface contours and the like.
  • the division surface of the distribution well plate in a preferred embodiment assumes a value in a range of ⁇ 4,000 mm 2 , preferably of ⁇ 2,500 mm 2 , in particular from 200 to 1,000 mm 2 , to. These value ranges contribute significantly to a compact construction of the headbox.
  • the distribution well plate preferably has an open area of> 30%, preferably> 40%, in particular of> 50%, wherein the open area of the distribution well plate is the quotient of the total downstream area of the channels arranged in the rows and in the columns Verteilrohrlochplatte and the downstream total area of the distribution well plate is.
  • the single channel of the distribution well plate has preferably a round channel cross-section with a channel diameter.
  • the mean channel diameter of the single channel of the distribution well plate and the length of the distribution well plate are ideally in a ratio of 1: 2 to 1:10, preferably 1: 3 to 1: 8, more preferably 1: 4 to 1: 5. These value ranges allow improved stability of the headbox in an optionally larger operating window.
  • the diffuser formed in the single channel of the distribution well plate may have at least one abrupt extension, in particular a step jump, and / or at least in regions a continuous extension, in particular a cone with a cone angle of ⁇ 30 °. Also, the diffuser formed in the single channel of the distribution well plate may have at least two extensions described above. These embodiments contribute significantly to the desired or necessary smaller inflow of the pulp suspension in the intermediate channel of the headbox and to an advantageous pressure recovery.
  • the at least one pulp suspension fed to the feeder device can be fed exclusively to the downstream adjoining channels of the distributor tube perforated plate.
  • a headbox without a recirculation of the pulp suspension can be realized and the amount of pulp suspension at the edge varies to a significant extent less.
  • the feed device and the channels of the distribution well plate are preferably dimensioned such that the flow velocity of the at least one fibrous suspension in the feed device and the average flow velocity of the at least one fibrous material Suspension in the channels of the distribution well plate in a ratio of 1: 2 to 1: 3 are.
  • the Verteillochlochplatte and the intermediate channel have a total length of a maximum of 500 mm, preferably of at most 350 mm, in particular of at most 250 mm.
  • the respective means for preferably controllable metered addition of the fluid in partial fluid streams into the at least one pulp suspension preferably comprises a metering blade, as described in the German patent application (Applicant's file: HPA14265 DE and Applicant's working title: "MJ N-DoS-TE- Geomatometry ”) with the same filing date as the present patent application is described and shown The relevant disclosure content is hereby made the subject of the present description.
  • the fluid preferably consists of water, in particular clear water, or of a pulp suspension, in particular white water, the concentration of which differs from the average concentration of the at least one fibrous suspension in the headbox.
  • the headbox according to the invention is outstandingly suitable for use in a machine for producing a fibrous web, in particular paper or board web.
  • the fibrous web produced in the machine with at least one headbox according to the invention has consistently excellent properties, since, inter alia, the control of both its fiber orientation transverse profile and its basis weight cross-section is possible. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of several preferred embodiments with reference to the drawings.
  • Figure 1 is a vertical longitudinal sectional view of an embodiment of a headbox according to the invention for a machine for producing a fibrous web of at least one pulp suspension
  • Figure 2 is a partial view of the headbox shown in Figure 1 for a machine for producing a fibrous web of at least one pulp suspension
  • Figure 3 is a vertical longitudinal sectional view of a Verteillochlochplatte the head box according to the invention for a machine for producing a fibrous web from at least one pulp suspension with different channel cross-sections; and
  • FIG. 4 shows a schematic side view of the means for preferably controllable addition of a fluid of the headbox shown in FIG. 1 for a machine for producing a fibrous web from at least one fibrous stock suspension.
  • FIG. 1 shows a vertical longitudinal section of an exemplary embodiment of a headbox 1 for a machine for producing a fibrous web 3 from a pulp suspension 2.
  • the illustrated headbox 1 can of course also be configured as a multilayer headbox, which uses at least two different pulp suspensions for producing the fibrous web 3 ,
  • the fibrous web 3 may in particular be a paper, board or tissue web.
  • the headbox 1 has a feeding device 4 which feeds a pulp suspension 2, for example in the embodiment of an illustrated transverse distributor. rohrs 5 or a round distributor, not shown, with a variety of hoses, on.
  • the feed device 4 is followed downstream by a distribution well plate 6, which has a plurality of channels 7 arranged in rows Z and in columns S (see FIG. Again downstream of the distribution well plate 6, an over the width B (arrow) of the headbox 1 extending intermediate channel 8 connects, with several in the width direction of the headbox 1 spaced apart means 9 for preferably regulated / controllable Zudo- tion of a fluid 10 (arrow ) is provided in partial fluid streams 10.T (arrows) in the pulp suspension 2.
  • the individual means 9 for preferably controllable metering comprises in each case a plurality of metering channels 21 having a respective metering channel opening 21.1 and opening at different heights, connected to a common supply channel 22 (compare FIG.
  • a turbulence generating means 11 Downstream of the intermediate channel 8 is a turbulence generating means 11 having a plurality of flow channels 12 arranged in rows Z and columns S.
  • the pulp suspension 2 in the turbulence generating means 11 is divided into pulp slurry partial streams and after leaving the turbulence generator - Means in a machine-width chamber 13 in a design of a nozzle gap 15 having headbox 14 merged again to allow the formation of a machine-wide fibrous web 3.
  • the flow channels 6 are preferably formed in a known manner as thin-walled turbulence tubes and / or turbulence tube inserts with at least partially constant, at least partially diverging, at least partially converging and / or discontinuous cross-sectional areas.
  • separating element in particular a blade be arranged. If a plurality of separating elements, in particular lamellae, are arranged in the headbox 14, they can have different lengths and optionally also have different properties, such as surface contours and the like.
  • the headbox 14 may optionally be provided on the outlet side with at least one aperture 16 indicated by dashed lines.
  • the channels 7 of the distribution tube hole plate 6 arranged in the rows Z and in the gaps S have at least one at least one diffuser 20 (see FIG. 3).
  • the distribution well plate 6 has a length 6.L which is> 0.5 ⁇ pitch surface TF, the dividing area TF being the quotient of the downstream total area 6.F of the distribution well plate 6 and the total number of rows Z and columns S arranged channels 7 of the distribution hole plate 6 is. 6.
  • the downstream total area 6.F of the distribution well plate 6 is the downstream width 6.B (double arrow) of the distribution well plate 6 multiplied by the downstream height 6.H of the distribution well plate 6 (see FIG.
  • the distribution well plate 6 and the intermediate channel 8 have a total length LG of at most 500 mm, preferably of at most 350 mm, in particular of at most 250 mm.
  • the feeding device 4 and the channels 7 of the distribution well plate 6 are dimensioned such that the flow velocity v.4 of the pulp suspension 2 in the feeder 4 and the average flow velocity v.7 of the pulp suspension 2 in the channels 7 of the distribution well plate 6 in a ratio of 1 : 2 to 1: 3 are.
  • FIG. 2 shows a partial view of the headbox 1 shown in Figure 1 for a machine for producing a fibrous web of at least one pulp suspension according to the view arrow A.
  • the distribution well plate 6 has three rows Z1, Z2, Z3 on channels 7 and a plurality of columns on channels 7, but only four columns S1 to S4 are shown on channels 7.
  • the division area TF of the distribution well plate 6, that is, the quotient of the downstream total area 6.F of the distribution well plate 6 and the total number of the channels 7 of the distribution well plate 6 arranged in the rows Z1, Z2, Z3 and columns S, takes a value within a range of ⁇ 4,000 mm 2 , preferably of ⁇ 2,500 mm 2 , in particular of 200 to 1, 000 mm 2 , at.
  • the distribution well plate 6 itself has an open area 6.0 of> 30%, preferably of> 40%, in particular of> 50%, wherein the open area 6.0 of the distribution well plate 6, the quotient of the downstream total area 7.F in the rows Z1 , Z2, Z3 and arranged in the columns S channels 7 of the Verteilrohrlochplatte 6, indicated only for a flow channel 7, and the downstream total surface 6.F of the Verteilrohrlochplatte 6 is.
  • the downstream total area 6.F of the distribution well plate 6 is usually equal to the upstream total entry area of the headbox intermediate chamber.
  • the single channel 7 of the distribution well plate 6 at least initially borrowed a round channel cross section 7.Q with a channel diameter 7.D on.
  • the illustrated channels 7 of the distribution well plate 6 have an abrupt extension 17, in particular a step jump 17.1 of the respective initial round channel cross section 7.Q on an ultimately rectangular, in particular square channel cross section 7.Q on.
  • the mean channel diameter 7.DM of the channel 7 of the distribution well plate 6 and the length 6.L (arrow) of the distribution well plate 6 are in a ratio of 1: 2 to 1:10, preferably from 1: 3 to 1: 8, in particular of 1: 4 to 1: 5.
  • FIG. 3 shows a vertical longitudinal section of a distribution well plate 6 of the head box 1 according to the invention for a machine for producing a headbox 1 Fiber web of at least one pulp suspension with different channel cross sections 7.Q.
  • the distribution well plate 6 has five rows Z1 to Z5 on channels 7 and a plurality of columns S on channels 7. All channels 7 have a consistently round channel cross section 7.Q, but in different shapes and configurations. Also, all channels 7 are provided on the inlet side with a respective inlet chamfer 18 known to those skilled in the art.
  • the channels 7 of the two upper lines Z4, Z5 initially have a constant channel cross section 7.Q, which ultimately undergoes a continuous extension 19, in particular a cone 19.1 with a cone angle ⁇ of ⁇ 30 °.
  • the channels 7 of the middle row Z3 initially again have a constant channel cross section 7.Q, which ultimately experiences two jump-like extensions 17, in particular increments 17.1, 17.2.
  • the channels 7 of the two lower rows Z1, Z2 initially again have a constant channel cross section 7.Q, which ultimately experiences only a sudden expansion 17, in particular a step jump 17.1.
  • Each individual channel 7 of the distribution well plate 6 thus has at least initially a round channel cross section 7.Q with a channel diameter 7.D and then ultimately forms at least one diffuser 20 due to at least one extension 17, 19.
  • the mean channel diameter 7.DM of the channel 7 of the distribution well plate 6 and the length 6.L of the distribution well plate 6 are in a ratio of 1: 2 to 1:10, preferably from 1: 3 to 1: 8, in particular from 1: 4 to 1: 5.
  • FIG. 4 shows a schematic side view of the means 9 for preferably controllable metered addition of a fluid 10 (arrow) of FIG. 1 illustrated headbox 1 for a machine for producing a fibrous web of at least one pulp suspension.
  • the means 9 for preferably controllable metered addition of the fluid 10 (arrow) into partial fluid streams 10T (arrow) into the pulp suspension 2 is designed as a metering blade 9.1 and comprises five nozzles each having a respective metering channel opening 21.1 and at different heights opening, connected to a common supply channel 22 Zudosierkanäle 21.
  • the opening at different heights Zudosierkanäle 21 of the means 9 for preferably regulated / controllable metering are arranged at equal intervals a and the common supply channel 22 of M ittels 9 for preferably regulated / controllable metering has a circular cross-sectional area 22.Q with a diameter 22.D of 6 to 20 mm, preferably from 10 to 15 mm.
  • the Zudosierkanal 21 connected to the common supply channel 22 of the means 9 for preferably adjustable / controllable metering has a circular cross-sectional area 21. Q with a diameter 21. D from 2 to 10 mm, preferably from 4 to 6 mm.
  • the trained as a metering blade 9.1 means 9 for preferably adjustable / controllable metering has a length 9.L in the range of 60 to 350 mm, preferably from 100 to 250 mm, and in dependence on the height of
  • Intermediate chamber of the headbox 1 a height 9.H in the range of 50 to 300 mm, preferably from 75 to 250 mm, on.
  • the means 9 for preferably regular
  • controllable metering have a preferably equal pitch T (arrow) in the width direction of the headbox 1 in the range of 10 to 100 mm, preferably 25, 33, 50 or 66 mm.
  • FIGS. 1 to 4 The features of the headbox 1 embodiments described in FIGS. 1 to 4 can also be combined, at least partially, with one another in a manner that is obvious to the person skilled in the art.
  • the particular headbox 1 of Figures 1 to 4 is particularly suitable for use in a machine for producing a fibrous web 3, in particular paper or board web, from at least one pulp suspension. 2
  • the fluid 10 flowing through the respective headbox 1 of FIGS. 1 to 4 consists at least of water, in particular white water or clear water, or of at least one fibrous suspension whose concentration differs from the average concentration of the at least one fibrous suspension 2 flowing in the headbox 1.
  • a headbox of the type mentioned is improved by the invention so that a trouble-free operation of the headbox even at a low pressure drop in the at least one pulp suspension is possible. Furthermore, a process-technologically adequate operational stability over an extended operating range is achieved with a still compact construction of the headbox.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf (1) mit einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) zuführenden Zuführvorrichtung (4, 5), mit einer sich stromabwärts anschließenden und eine Vielzahl von in Zeilen (Z) und in Spalten (S) angeordneten Kanälen (7) aufweisenden Verteilrohrlochplatte (6), mit einem stromabwärts dazu liegenden, sich über die Breite (B) des Stoffauflaufs (1) erstreckenden Zwischenkanal (8) mit mehreren in Breitenrichtung des Stoffauflaufs (1) zueinander beabstandeten Mitteln (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2), wobei das einzelne Mittel (9; 9.1) jeweils mehrere eine jeweilige austrittsseitige Zudosierkanalöffnung (11.1) und Zudosierkanallänge (11.L) aufweisende, in unterschiedlichen Höhen mündende und mit einem gemeinsamen Versorgungskanal (12) verbundene Zudosierkanäle (11) umfasst, mit einem stromabwärts angeordneten Turbulenzerzeugungsmittel (13) mit einer Vielzahl von in Zeilen (Z) und in Spalten (S) angeordneten Strömungskanälen (14) und mit einer sich dem Turbulenzerzeugungsmittel (13) unmittelbar anschließenden und einen Düsenspalt (17) aufweisenden Stoffauflaufdüse (16). Kanäle der Verteilrohrlochplatte (6) weisen zumindest bereichsweise einen Diffuser (20) auf und die Verteilrohrlochplatte eine Länge (L), die ≥ 0,5 (I), wobei (II) beträgt.

Description

Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, mit einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension zuführenden Zuführvorrichtung, mit einer sich stromabwärts anschließenden und eine Vielzahl von in Zeilen und in Spalten angeordneten Kanälen aufweisenden Verteilrohrlochplatte, mit einem stromabwärts dazu liegenden, sich über die Breite des Stoffauflaufs erstreckenden Zwischenkanal mit mehreren in Breitenrichtung des Stoffauflaufs zueinander beabstandeten Mitteln zu r vorzugsweise regel- /steuerbaren Zudosierung von einem Fluid in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension, wobei das einzelne Mittel jeweils mehrere eine jewei- lige Zudosierkanalöffnung aufweisende und in unterschiedlicher Höhe mündende, mit einem gemeinsamen Versorgungskanal verbundene Zudosierkanäle umfasst, mit einem stromabwärts angeordneten Turbulenzerzeugungsmittel mit einer Vielzahl von in Zeilen und in Spalten angeordneten Strömungskanälen, und mit einer sich dem Turbulenzerzeugungsmittel unmittelbar anschließenden und einen Düsenspalt aufweisenden Stoffauflaufdüse.
Ein derartiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus den deutschen Offenlegungs- schriften DE 44 16 898 A1 , DE 44 16 899 A1 und DE 44 16 909 A1 bekannt.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 44 16 898 A1 zeigt einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einer Zuführungseinrichtung für die Stoffsuspension, mit einer eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung, einer ström- aufwärts zu einer Führungseinrichtung liegenden Mischkammer mit mehreren quer über den Stoffauflauf verteilten Zuführungseinrichtungen für ein sich in seinen Eigenschaften von der Stoffsuspension unterscheidendes zuzumischen- des Fluid und mit einem sich der Führungseinrichtung anschließenden, einen Austrittsspalt für die Stoffsuspension bildenden Düsenraum. Die Zuführungseinrichtungen für das zuzumischende Fluid erstrecken sich in der Mischkammer im Wesentlichen senkrecht und weisen mehrere übereinander liegende Zumischöff- nungen auf.
Und die deutsche Offenlegungsschrift DE 44 16 899 A1 zeigt einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine mit einer Zuführungseinrichtung für die Stoffsuspension, einer ersten eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung, einer zweiten eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung, einer dazwischen liegenden Mischkammer, einem sich anschließenden, einen Austritts- spalt für die Stoffsuspension bildenden Düsenraum und mehreren quer über den Stoffauflauf verteilten Zuführungsleitungen für das zuzumischende Fluid, wobei die überwiegende Anzahl der Kanäle der Führungseinrichtungen so positioniert und dimensioniert sind, dass die Austrittsöffnung aus der stromaufwärtigen Führungseinrichtung nicht mit einer Einmündung in die stromabwärts liegende Führungseinrichtung fluchtet. Die Zuführungsleitungen für das zuzumischende Fluid weisen Zumischöffnungen auf, die zum überwiegenden Teil jeweils mit einer Einmündung in die stromabwärts liegende Führungseinrichtung fluchten.
Weiterhin zeigt die deutsche Offenlegungsschrift DE 44 16 909 A1 einen Stoff- auflauf für eine Papiermaschine mit einer Zuführungseinrichtung für die Stoffsuspension, einer sich stromabwärts anschließenden mit einer Vielzahl von Kanälen versehene Führungseinrichtung, einer stromabwärts dazu liegenden, sich über die Breite des Stoffauflaufes erstreckenden Mischkammer mit mehreren quer über den Stoffauflauf verteilten, sich im wesentlichen in Strömungsrichtung erstrecken- den Trennwänden sowie quer über den Stoffauflauf verteilten Zuführungseinrichtungen für ein zuzumischendes Fluid mit Zumischöffnungen, stromabwärts einer weiteren, eine Vielzahl von Kanälen aufweisenden Führungseinrichtung und einem sich dieser anschließenden, einen Austrittsspalt für die Stoffsuspension bildenden Düsenraum. Die Zuführungseinrichtungen für das zuzumischende Fluid erstrecken sich in die Mischkammer hinein und der durch die Trennwände gebil- dete Sektionalbereich in der Mischkammer beginnt im Bereich der Zumischöff- nungen, von wo er sich im wesentlichen in Strömungsrichtung bis zur zweiten Führungseinrichtung hin erstreckt.
Bei diesen in den drei Dokumenten gezeigten Stoffaufläufen weisen die Verteil- rohrlochplatten relativ große Längen auf. Diese großen Längen bedingen aufgrund verhältnismäßig großer Fluidreibungen, großer Strömungsgeschwindigkeiten und dergleichen große Druckverluste in der Faserstoffsuspension, die für die Betriebsstabilität und die gewünschte kompakte Bauweise des jeweiligen Stoffauflaufs von Nachteil sind. Weiterhin sind die bekannten Verteilrohrlochplat- ten, seien es nun Lochplatten oder Röhrenbänke, sehr kostenintensiv in der Herstellung.
Die primäre Aufgabe der Verteilrohrlochplatte des Stoffauflaufs ist bei einem Stoffauflauf mit einer Zuführvorrichtung in Ausgestaltung eines Querverteilrohrs die Umlenkung der quer zu der Maschinenlaufrichtung zugeführten Faserstoffsuspensionsströmung in die Maschinenlängsrichtung. Die Verteilrohrlochplatte ist im Grunde vergleichbar einer „kurzen" Röhrenbank und sie muss zum einen einen gleichmäßigen Volumenstrom, insbesondere Längsvolumenstrom über die Maschinenbreite sicherstellen sowie zum anderen einen möglichst gerichteten, insbesondere längsgerichteten Austritt der Faserstoffsuspensionsströmung aus ihr bewirken.
Die homogene Verteilung des Volumenstroms an der Faserstoffsuspension über die Maschinenbreite wird über den Druckverlust der Verteilrohrlochplatte bestimmt. Es soll außerdem eine Beschleunigung der Faserstoffsuspension in die
Kanäle der Verteilrohrlochplatte mit einem Verhältnis von etwa 14 bis 1/3 stattfin- - -
den. Unter diesen Bedingungen werden gleichzeitig die Verschmutzungsneigung und so das dem Fachmann bekannte Staupunktsproblem auf der Eintrittsseite der Verteilrohrlochplatte vermieden.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass ein störungsfreier Betrieb des Stoffauflaufs auch noch bei einem geringen Druckverlust in der wenigstens einen Faserstoffsuspension möglich ist. Es soll ferner eine prozesstechnologisch ausreichende Betriebsstabilität über einen erweiterten Betriebsbereich hinweg bei einer noch kompakten Bauweise des Stoffauflaufs erreicht werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mehrere, vorzugsweise alle in den Zeilen und in den Spalten angeordneten Kanäle der Verteilrohrlochplatte zumindest bereichsweise wenigstens einen Diffusor aufweisen und dass die Verteilrohrlochplatte eine Länge aufweist, die > 0,5 • ^/ Teilungsfläche ist, wobei die Teilungsfläche der Quotient aus der stromabwärtigen Gesamtfläche der Verteilrohrlochplatte und der Gesamtanzahl der in den Zeilen und in den Spalten angeordneten Kanäle der Verteilrohrlochplatte ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stoffauflaufs der eingangs genannten Art erlaubt den Bau und den Betrieb eines kompakten Stoffauflaufs mit einem gegenüber den bekannten Stoffaufläufen des Stands der Technik deutlich reduzierten Druckverlust im Bereich der Verteilrohrlochplatte, so dass er eine prozesstechnologisch ausreichende Betriebsstabilität selbst noch über einen erweiterten Betriebsbereich hinweg aufweist. Ferner wird die Einströmgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension in den Zwischenkanal des Stoffauflaufs durch wenigstens einen Diffusor in wünschenswerter Weise verkleinert. Weiterhin muss, um die Verteilrohrlochplatte mit einer geringen Länge bei einem geringen Druck- - -
verlust ausführen zu können, die Teilungsfläche gering sein, um die Umlenk- effekte sowie die hydraulische Funktion eines Diffusors in einem Strömungsquerschnitt bei kleiner Länge zu beherrschen. Die Länge der Verteilrohrlochplatte stellt jedoch noch fortwährend eine ausreichende „Führungslänge" dar, so dass eine unerwünschte Querkomponente zur Maschinenlaufrichtung in der aus der Verteilrohrlochplatte ausströmenden Faserstoffsuspension gänzlich vermieden werden kann.
Auch kann in der Stoffauflaufdüse des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs wenigstens ein, dem Fachmann wohl bekanntes Trennelement, insbesondere eine Lamelle angeordnet sein. Sollten mehrere Trennelemente, insbesondere Lamellen in der Stoffauflaufdüse des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs angeordnet sein, so können sie unterschiedliche Längen und gegebenenfalls auch unterschiedliche Eigenschaften, wie Oberflächenkonturen und dergleichen, aufweisen.
Die Teilungsfläche der Verteilrohrlochplatte nimmt in einer bevorzugten Ausführungsform einen Wert in einem Bereich von < 4.000 mm2, vorzugsweise von < 2.500 mm2, insbesondere von 200 bis 1.000 mm2, an. Diese Wertebereiche tragen wesentlich zu einer kompakten Bauweise des Stoffauflaufs bei.
Ferner weist die Verteilrohrlochplatte bevorzugt eine offene Fläche von > 30 %, vorzugsweise von > 40 %, insbesondere von > 50 %, auf, wobei die offene Fläche der Verteilrohrlochplatte der Quotient aus der stromabwärtigen Gesamtfläche der in den Zeilen und in den Spalten angeordneten Kanäle der Verteilrohrlochplatte und der stromabwärtigen Gesamtfläche der Verteilrohrlochplatte ist. Diese Wertebereiche erbringen den Vorteil einer langsamen Einströmung der Faserstoffsuspension in den Zwischenkanal. Insbesondere für die gewünschte Volumenstromkonstanz ist es wichtig, mit möglichst geringer Strömungsdynamik in den Zwischenkanal bzw. auf die Mittel zur Dosierung von dem Fluid zu strömen und damit die Umwandlung von Dynamik in Druck möglichst gering zu halten. Diese Forderung wird erfüllt, wenn die Faserstoffsuspensionsströmung möglichst „gefüllt", das heißt mit größtmöglichen Kanälen durch die Verteilrohrlochplatte strömt.
Der einzelne Kanal der Verteilrohrlochplatte weist bevorzugt einen runden Kanal- querschnitt mit einem Kanaldurchmesser auf. Der mittlere Kanaldurchmesser des einzelnen Kanals der Verteilrohrlochplatte und die Länge der Verteilrohrlochplatte liegen idealerweise in einem Verhältnis von 1 :2 bis 1 :10, vorzugsweise von 1 :3 bis 1 :8, insbesondere von 1 :4 bis 1 :5. Diese Wertebereiche ermöglichen eine verbesserte Betriebsstabilität des Stoffauflaufs in einem gegebenenfalls größeren Betriebsfenster.
Der in dem einzelnen Kanal der Verteilrohrlochplatte ausgebildete Diffusor kann wenigstens eine sprungartige Erweiterung, insbesondere einen Stufensprung, und/oder wenigstens bereichsweise eine stetige Erweiterung, insbesondere einen Konus mit einem Konuswinkel von < 30°, aufweisen . Auch kann der in dem einzelnen Kanal der Verteilrohrlochplatte ausgebildete Diffusor wenigstens zwei vorbeschriebene Erweiterungen aufweisen. Diese Ausführungen tragen wesentlich zu der gewünschten bzw. notwendigen kleineren Einströmgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension in den Zwischenkanal des Stoffauflaufs und zu einem vorteilhaften Druckrückgewinn bei.
Auch kann die wenigstens eine der Zuführvorrichtung zugeführte Faserstoffsuspension ausschließlich den sich stromabwärts anschließenden Kanälen der Verteilrohrlochplatte zugeführt sein. Damit kann ein Stoffauflauf ohne eine Rezir- kulation der Faserstoffsuspension realisiert werden und die Menge an Faserstoffsuspension am Rand variiert in einem wesentlichen Maße weniger stark.
Unter strömungstechnischen Aspekten sind die Zuführvorrichtung und die Kanäle der Verteilrohrlochplatte bevorzugt derart dimensioniert, dass die Strömungsge- schwindigkeit der wenigstens einen Faserstoffsuspension in der Zuführvorrichtung und die mittlere Strömungsgeschwindigkeit der wenigstens einen Faserstoff- Suspension in den Kanälen der Verteilrohrlochplatte in einem Verhältnis von 1 :2 bis 1 :3 liegen.
Im Hinblick auf eine kompakte Bauweise des Stoffauflaufs ist es zudem von Vorteil, wenn die Verteilrohrlochplatte und der Zwischenkanal eine Gesamtlänge von maximal 500 mm, vorzugsweise von maximal 350 mm, insbesondere von maximal 250 mm, aufweisen.
Das jeweilige Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung des Fluids in Fluidteilströmen in die wenigstens eine Faserstoffsuspension umfasst bevorzugt ein Dosierschwert, wie es in der deutschen Patentanmeldung (Anmelder- Aktenzeichen: HPA14265 DE und Anmelder-Arbeitstitel: „MJ N-DoS-TE-Geo- metrie") mit gleichem Anmeldetag wie die vorliegende Patentanmeldung beschrieben und gezeigt ist. Der diesbezügliche Offenbarungsgehalt wird hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Das Fluid besteht vorzugsweise aus Wasser, insbesondere Klarwasser, oder aus einer Faserstoffsuspension, insbesondere Siebwasser, deren Konzentration sich von der durchschnittlichen Konzentration der mindestens einen Faserstoffsus- pension in dem Stoffauflauf unterscheidet. Diese Fluidarten haben sich in ähnlichen Anwendungen bereits bestens bewährt.
Der erfindungsgemäße Stoffauflauf eignet sich in hervorragender Weise zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbeson- dere Papier- oder Kartonbahn. Die in der Maschine mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Stoffauflauf hergestellte Faserstoffbahn weist durchwegs hervorragende Eigenschaften auf, da unter anderem die Regelung sowohl ihres Faser- orientierungsquerprofils als auch ihres Flächengewichtsquerprofils möglich ist. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
Figur 1 eine vertikale Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension; Figur 2 eine teilweise Ansicht des in der Figur 1 dargestellten Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension;
Figur 3 eine vertikale Längsschnittdarstellung einer Verteilrohrlochplatte des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigsten einer Faserstoffsuspension mit unterschiedlichen Kanalquerschnitten; und Figur 4 eine schematische Seitenansicht des Mittels zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid des in der Figur 1 dargestellten Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension.
Die Figur 1 zeigt eine vertikale Längsschnittdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 3 aus einer Faserstoffsuspension 2. Der dargestellte Stoffauflauf 1 kann selbstverständlich auch als ein Mehrschichtenstoffauflauf ausgebildet sein, der zumindest zwei unterschiedliche Faserstoffsuspensionen zur Herstellung der Faserstoffbahn 3 verwendet. Die Faserstoffbahn 3 kann dabei insbesondere eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn sein.
Der Stoffauflauf 1 weist eine die eine Faserstoffsuspension 2 zuführende Zuführvorrichtung 4, beispielsweise in der Ausführung eines dargestellten Querverteil- rohrs 5 oder eines nicht dargestellten Rundverteilers mit einer Vielzahl an Schläuchen, auf.
Der Zuführvorrichtung 4 schließt sich stromabwärts eine Verteilrohrlochplatte 6 an, die eine Vielzahl von in Zeilen Z und in Spalten S angeordnete Kanäle 7 aufweist (vgl. Figur 2). Wiederum stromabwärts zur Verteilrohrlochplatte 6 schließt sich ein über die Breite B (Pfeil) des Stoffauflaufs 1 erstreckender Zwischenkanal 8 an, der mit mehreren in Breitenrichtung des Stoffauflaufs 1 zueinander beabstandeten Mitteln 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudo- sierung von einem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeile) in die Faserstoffsuspension 2 versehen ist. Das einzelne Mittel 9 zur vorzugsweise regel- /steuerbaren Zudosierung umfasst jeweils mehrere eine jeweilige Zudosierkanal- öffnung 21.1 aufweisende und in unterschiedlicher Höhe mündende, mit einem gemeinsamen Versorgungskanal 22 verbundene Zudosierkanäle 21 (vgl. Figur 4). Dem Zwischenkanal 8 stromabwärts nachgeordnet ist ein Turbulenzerzeugungsmittel 11 mit einer Vielzahl von in Zeilen Z und in Spalten S angeordneten Strömungskanälen 12. Während des Betriebs des Stoffauflaufs 1 wird die Faserstoffsuspension 2 in dem Turbulenzerzeugungsmittel 11 in Faserstoffsus- pensionsteilströme aufgeteilt und nach dem Austritt aus dem Turbulenzerzeu- gungsmittel in einer maschinenbreiten Kammer 13 in Ausgestaltung einer einen Düsenspalt 15 aufweisenden Stoffauflaufdüse 14 wieder zusammengeführt, um die Bildung einer maschinenbreiten Faserstoffbahn 3 zu ermöglichen. Die Strömungskanäle 6 sind in bekannter Weise vorzugsweise als dünnwandige Turbulenzrohre und/oder Turbulenzrohrinserts mit zumindest streckenweise konstanten, zumindest streckenweise divergierenden, zumindest streckenweise konvergierenden und/oder sprunghaften Querschnittsflächen ausgebildet. Auch kann in der Stoffauflaufdüse 14 wenigstens ein, dem Fachmann wohl bekanntes und nicht explizit dargestelltes Trennelement, insbesondere eine Lamelle angeordnet sein. Sollten mehrere Trennelemente, insbesondere Lamellen in der Stoff- auflaufdüse 14 angeordnet sein, so können sie unterschiedliche Längen und gegebenenfalls auch unterschiedliche Eigenschaften, wie Oberflächenkonturen und dergleichen, aufweisen.
Die Stoffauflaufdüse 14 kann auslaufseitig gegebenenfalls mit wenigstens einer gestrichelt angedeuteten Blende 16 versehen sein.
Die in den Zeilen Z und in den Spalten S angeordneten Kanäle 7 der Verteilrohr- lochplatte 6 weisen zumindest bereichsweise wenigstens einen Diffusor 20 auf (vgl. Figur 3). Und die Verteilrohrlochplatte 6 weist eine Länge 6.L auf, die > 0,5 • ^TeilungsflächeTF ist, wobei die Teilungsfläche TF der Quotient aus der stromabwärtigen Gesamtfläche 6.F der Verteilrohrlochplatte 6 und der Gesamtanzahl der in den Zeilen Z und in den Spalten S angeordneten Kanäle 7 der Verteilrohrlochplatte 6 ist. Die stromabwärtige Gesamtfläche 6.F der Verteilrohrlochplatte 6 ist hierbei die stromabwärtige Breite 6.B (Doppelpfeil) der Verteilrohr- platte 6 multipliziert mit der stromabwärtigen Höhe 6.H der Verteilrohrplatte 6 (vgl. Figur 2).
Weiterhin weisen die Verteilrohrlochplatte 6 und der Zwischenkanal 8 eine Gesamtlänge LG von maximal 500 mm, vorzugsweise von maximal 350 mm, insbesondere von maximal 250 mm, auf. Und die Zuführvorrichtung 4 und die Kanäle 7 der Verteilrohrlochplatte 6 sind derart dimensioniert, dass die Strömungsgeschwindigkeit v.4 der Faserstoffsuspension 2 in der Zuführvorrichtung 4 und die mittlere Strömungsgeschwindigkeit v.7 der Faserstoffsuspension 2 in den Kanälen 7 der Verteilrohrlochplatte 6 in einem Verhältnis von 1 :2 bis 1 :3 liegen.
Die Figur 2 zeigt eine teilweise Ansicht des in der Figur 1 dargestellten Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension gemäß dem Ansichtspfeil A. Die Verteilrohrlochplatte 6 weist drei Zeilen Z1 , Z2, Z3 an Kanälen 7 und mehrere Spalten an Kanälen 7 auf, wobei jedoch nur vier Spalten S1 bis S4 an Kanälen 7 dargestellt sind.
Die Teilungsfläche TF der Verteilrohrlochplatte 6, also der Quotient aus der stromabwärtigen Gesamtfläche 6.F der Verteilrohrlochplatte 6 und der Gesamtanzahl der in den Zeilen Z1 , Z2, Z3 und in den Spalten S angeordneten Kanäle 7 der Verteilrohrlochplatte 6, nimmt einen Wert in einem Bereich von < 4.000 mm2, vorzugsweise von < 2.500 mm2, insbesondere von 200 bis 1 .000 mm2, an. Die Verteilrohrlochplatte 6 selbst weist eine offene Fläche 6.0 von > 30 %, vorzugsweise von > 40 %, insbesondere von > 50 %, auf, wobei die offene Fläche 6.0 der Verteilrohrlochplatte 6 der Quotient aus der stromabwärtigen Gesamtfläche 7.F der in den Zeilen Z1 , Z2, Z3 und in den Spalten S angeordneten Kanäle 7 der Verteilrohrlochplatte 6, angedeutet lediglich für einen Strömungskanal 7, und der stromabwärtigen Gesamtfläche 6.F der Verteilrohrlochplatte 6 ist. Die stromab- wärtige Gesamtfläche 6.F der Verteilrohrlochplatte 6 ist im Regelfall gleich der stromaufwärtigen Gesamteintrittsfläche der Zwischenkammer des Stoffauflaufs.
Ferner weist der einzelne Kanal 7 der Verteilrohrlochplatte 6 zumindest anfäng- lieh einen runden Kanalquerschnitt 7.Q mit einem Kanaldurchmesser 7.D auf. Die dargestellten Kanäle 7 der Verteilrohrlochplatte 6 weisen eine sprungartige Erweiterung 17, insbesondere einen Stufensprung 17.1 von dem jeweils anfänglichen runden Kanalquerschnitt 7.Q auf einen letztlich rechteckigen, insbesondere quadratischen Kanalquerschnitt 7.Q auf. Der mittlere Kanaldurchmesser 7.DM des Kanals 7 der Verteilrohrlochplatte 6 und die Länge 6.L (Pfeil) der Verteilrohrlochplatte 6 liegen hierbei in einem Verhältnis von 1 :2 bis 1 :10, vorzugsweise von 1 :3 bis 1 :8, insbesondere von 1 :4 bis 1 :5.
Die Figur 3 zeigt eine vertikale Längsschnittdarstellung einer Verteilrohrlochplatte 6 des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension mit unterschiedlichen Kanalquerschnitten 7.Q.
Die Verteilrohrlochplatte 6 weist fünf Zeilen Z1 bis Z5 an Kanälen 7 und mehrere Spalten S an Kanälen 7 auf. Alle Kanäle 7 weisen einen durchwegs runden Kanalquerschnitt 7.Q auf, jedoch in verschiedenen Formen und Ausgestaltungen. Auch sind alle Kanäle 7 eintrittsseitig mit einer jeweiligen und dem Fachmann bekannten Einlauffase 18 versehen.
Die Kanäle 7 der beiden oberen Zeilen Z4, Z5 weisen anfänglich einen konstanten Kanalquerschnitt 7.Q auf, der letztlich eine stetige Erweiterung 19, insbesondere einen Konus 19.1 mit einem Konuswinkel α von < 30° erfährt.
Die Kanäle 7 der mittleren Zeile Z3 weisen anfänglich wiederum einen konstanten Kanalquerschnitt 7.Q auf, der letztlich zwei sprungartige Erweiterungen 17, insbesondere Stufensprünge 17.1 , 17.2 erfährt.
Die Kanäle 7 der beiden unteren Zeilen Z1 , Z2 weisen anfänglich erneut einen konstanten Kanalquerschnitt 7.Q auf, der letztlich nur eine sprungartige Erweite- rung 17, insbesondere einen Stufensprung 17.1 erfährt.
Jeder einzelne Kanal 7 der Verteilrohrlochplatte 6 weist also zumindest anfänglich einen runden Kanalquerschnitt 7.Q mit einem Kanaldurchmesser 7.D auf und bildet dann letztlich mindestens einen Diffusor 20 aufgrund wenigstens einer Erweiterung 17, 19 aus. Der mittlere Kanaldurchmesser 7.DM des Kanals 7 der Verteilrohrlochplatte 6 und die Länge 6.L der Verteilrohrlochplatte 6 liegen in einem Verhältnis von 1 :2 bis 1 :10, vorzugsweise von 1 :3 bis 1 :8, insbesondere von 1 :4 bis 1 :5.
Die Figur 4 zeigt eine schematische Seitenansicht des Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid 10 (Pfeil) des in der Figur 1 dargestellten Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension.
Das Mittel 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von dem Fluid 10 (Pfeil) in Fluidteilströmen 10.T (Pfeil) in die Faserstoffsuspension 2 ist als ein Dosierschwert 9.1 ausgebildet und es umfasst fünf eine jeweilige Zudosierkanal- öffnung 21.1 aufweisende und in unterschiedlicher Höhe mündende, mit einem gemeinsamen Versorgungskanal 22 verbundene Zudosierkanäle 21. Die in unterschiedlicher Höhe mündenden Zudosierkanäle 21 des Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung sind in gleichen Abständen a angeordnet und der gemeinsame Versorgungskanal 22 des M ittels 9 zur vorzugsweise regel- /steuerbaren Zudosierung weist eine kreisrunde Querschnittfläche 22.Q mit einem Durchmesser 22.D von 6 bis 20 mm, vorzugsweise von 10 bis 15 mm, auf. Der mit dem gemeinsamen Versorgungskanal 22 verbundene Zudosierkanal 21 des Mittels 9 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung weist eine kreisrunde Querschnittfläche 21. Q mit einem Durchmesser 21. D von 2 bis 10 mm, vorzugsweise von 4 bis 6 mm, auf.
Das als Dosierschwert 9.1 ausgebildete Mittel 9 zur vorzugsweise regel- /steuerbaren Zudosierung weist eine Länge 9.L im Bereich von 60 bis 350 mm, vorzugsweise von 100 bis 250 mm, und in Abhängigkeit von der Höhe der
Zwischenkammer des Stoffauflaufs 1 eine Höhe 9.H im Bereich von 50 bis 300 mm, vorzugsweise von 75 bis 250 mm, auf. Die Mittel 9 zur vorzugsweise regel-
/steuerbaren Zudosierung weisen eine vorzugsweise gleiche Teilung T (Pfeil) in Breitenrichtung des Stoffauflaufs 1 im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 25, 33, 50 oder 66 mm, auf.
Das Dosierschwert 91 . ist in der deutschen Patentanmeldung (Anmelder-Aktenzeichen: HPA14265 DE und Anmelder-Arbeitstitel: „MJ M-DoS-TE-Geometrie") mit gleichem Anmeldetag wie die vorliegende Patentanmeldung beschrieben und - -
gezeigt. Der diesbezügliche Offenbarungsgehalt wird hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Die Merkmale der in den Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsformen des Stoffauflaufs 1 können für den Fachmann in nahe liegender Weise auch zumindest teilweise miteinander kombiniert werden.
Der jeweilige Stoffauflauf 1 der Figuren 1 bis 4 eignet sich in besonderem Maße zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 3, insbe- sondere Papier- oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension 2.
Und das den jeweiligen Stoffauflauf 1 der Figuren 1 bis 4 durchströmende Fluid 10 besteht zumindest aus Wasser, insbesondere Siebwasser oder Klarwasser, oder aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, deren Konzentration sich von der durchschnittlichen Konzentration der wenigstens einen in dem Stoffauflauf 1 strömenden Faserstoffsuspension 2 unterscheidet.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der eingangs genannten Art derart verbessert wird, dass ein störungsfreier Betrieb des Stoffauflaufs auch noch bei einem geringen Druckverlust in der wenigstens einen Faserstoffsuspension möglich ist. Es wird ferner eine prozesstechnologisch ausreichende Betriebsstabilität über einen erweiterten Betriebsbereich hinweg bei einer noch kompakten Bauweise des Stoffauflaufs erreicht.
- -
Bezugszeichenliste
1 Stoffauflauf
2 Faserstoffsuspension
3 Faserstoffbahn
4 Zuführvorrichtung
5 Querverteilrohr
6 Verteilrohrlochplatte
6.B Breite (Doppelpfeil)
6.H Höhe
6.F Stromabwärtige Gesamtfläche
6.L Länge (Pfeil)
6.0 Offene Fläche
7 Kanal
7.D Kanaldurchmesser
7.DM Mittlerer Kanaldurchmesser
7.F Stromabwärtige Gesamtfläche
7.Q Kanalquerschnitt
8 Zwischenkanal
9 Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosie rung von einem Fluid
9.1 Dosierschwert
9.H Höhe
9.L Länge
10 Fluid
10.T Fluidteilstrom (Pfeil)
11 Turbulenzerzeugungsmittel
12 Strömungskanal
13 Kammer
14 Stoffauflaufdüse
15 Düsenspalt 16 Blende
17 Sprunghafte Erweiterung
17.1 Stufensprung
17.2 Stufensprung
18 Einlauffase
19 Stetige Erweiterung
19.1 Konus
20 Diffusor
21 Zudosierkanal
21.1 Zudosierkanalöffnung
21. D Durchmesser
21. Q Querschnittfläche
22 Versorgungskanal
22.D Durchmesser
22.Q Querschnittfläche
A Ansichtspfeil a Abstand
B Breite (Pfeil)
LG Gesamtlänge
S Spalte
S1 Spalte
S2 Spalte
S3 Spalte
S4 Spalte
T Teilung
TF Teilungsfläche v.4 Strömungsgeschwindigkeit v.7 Strömungsgeschwindigkeit
Z Zeile
Z1 Zeile Z2 Zeile
Z3 Zeile
Z4 Zeile
Z5 Zeile
α Konuswinkel

Claims

Patentansprüche
1. Stoffauflauf (1 ) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (3), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (2), mit einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) zuführenden Zuführvorrichtung (4, 5), mit einer sich stromabwärts anschließenden und eine Vielzahl von in Zeilen (Z; Z1 bis Z3; Z1 bis Z5) und in Spalten (S; S1 bis S4) angeordneten Kanälen (7) aufweisenden Verteilrohr- lochplatte (6), mit einem stromabwärts dazu liegenden, sich über die Breite des Stoffauflaufs (1 ) erstreckenden Zwischenkanal (8) mit mehreren in Breitenrichtung des Stoffauflaufs (1 ) zueinander beabstandeten Mitteln (9; 9, 9.1 ) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2), wobei das einzelne Mittel (9; 9, 9.1 ) jeweils mehrere eine jeweilige Zudosier- kanalöffnung (21.1 ) aufweisende und in unterschiedlicher Höhe mündende, mit einem gemeinsamen Versorgungskanal (22) verbundene Zudosierkanäle (21 ) umfasst, mit einem stromabwärts angeordneten Turbulenzerzeugungs- mittel (11 ) mit einer Vielzahl von in Zeilen (Z) und in Spalten (S) angeordneten Strömungskanälen (12), und mit einer sich dem Turbulenzerzeugungsmittel (11 ) unmittelbar anschließenden und einen Düsenspalt (15) aufweisenden Stoffauflaufdüse (14), dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise alle in den Zeilen (Z; Z1 bis Z3; Z1 bis Z5) und in den Spalten (S; S1 bis S4) angeordneten Kanäle (7) der Verteilrohrloch- platte (6) zumindest bereichsweise wenigstens einen Diffusor (20) aufweisen und dass die Verteilrohrlochplatte (6) eine Länge (6.L) aufweist, die > 0,5
• τJTeilungsfläche(TF) ist, wobei die Teilungsfläche (TF) der Quotient aus der stromabwärtigen Gesamtfläche (6.F) der Verteilrohrlochplatte (6) und der Gesamtanzahl der in den Zeilen und in den Spalten angeordneten Kanäle
(7) der Verteilrohrlochplatte (6) ist.
2. Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Teilungsfläche (TF) der Verteilrohrlochplatte (6) einen Wert in einem Bereich von < 4.000 mm2, vorzugsweise von < 2.500 mm2, insbesondere von 200 bis 1.000 mm2, annimmt.
3. Stoffauflauf (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilrohrlochplatte (6) eine offene Fläche (6.F) von > 30 %, vorzugsweise von > 40 %, insbesondere von > 50 %, aufweist, wobei die offene Fläche (6. F) der Verteilrohrlochplatte (6) der Quotient aus der stromabwärtigen Gesamtfläche (7.F) der in den Zeilen (Z; Z1 bis Z3; Z1 bis Z5) und in den Spalten (S; S1 bis S4) angeordneten Kanäle (7) der Verteilrohrlochplatte (6) und der stromabwärtigen Gesamtfläche (6.F) der Verteilrohrlochplatte (6) ist.
4. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (7) der Verteilrohrlochplatte (6) einen runden Kanalquerschnitt (7.Q) mit einem Kanaldurchmesser (7.D) aufweist und dass der mittlere Kanaldurchmesser (7.DM) des Kanals (7) der Verteilrohrlochplatte (6) und die Länge (6.L) der Verteilrohrlochplatte (6) in einem Verhältnis von 1 :2 bis 1 :10, vorzugsweise von 1 :3 bis 1 :8, insbesondere von 1 :4 bis 1 :5, liegen.
5. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Kanal (7) der Verteilrohrlochplatte (6) ausgebildete Diffusor (20) wenigstens eine sprungartige Erweiterung (17), insbesondere einen Stufensprung (17.1 ; 17.1 , 17.2) aufweist.
6. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Kanal (7) der Verteilrohrlochplatte (6) ausgebildete Diffusor (20) wenigstens bereichsweise eine stetige Erweiterung (19), insbesondere einen Konus (19.1 ) mit einem Konuswinkel (α) von < 30° aufweist.
7. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Kanal (7) der Verteilrohrlochplatte (6) ausgebildete Diffusor
(20) wenigstens zwei Erweiterungen (17.1 , 17.2) aufweist.
8. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine der Zuführvorrichtung (4, 5) zugeführte Faserstoffsuspension (2) ausschließlich den sich stromabwärts anschließenden Kanälen (7) der Verteilrohrlochplatte (6) zugeführt ist.
9. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (4, 5) und die Kanäle (7) der Verteilrohrlochplatte (6) derart dimensioniert sind, dass die Strömungsgeschwindigkeit (v.4) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (2) in der Zuführvorrichtung (4, 5) und die mittlere Strömungsgeschwindigkeit (v.7) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (2) in den Kanälen (7) der Verteilrohrlochplatte (6) in einem Verhältnis von 1 :2 bis 1 :3 liegen.
10. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilrohrlochplatte (6) und der Zwischenkanal (8) eine Gesamt- länge (LG) von maximal 500 mm, vorzugsweise von maximal 350 mm, insbesondere von maximal 250 mm, aufweisen.
11. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Mittel (9) zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosie- rung des Fluids (10) in Fluidteilströmen (10.T) in die wenigstens eine Faserstoffsuspension (2) ein Dosierschwert (9.1 ) umfasst.
12. Stoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid (10) zumindest aus Wasser, insbesondere Siebwasser oder Klarwasser, oder aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, deren Konzentration sich von der durchschnittlichen Konzentration der wenigstens einen in dem Stoffauflauf (1 ) strömenden Faserstoffsuspension (2) unter- scheidet, besteht.
13. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn (3), insbesondere Papieroder Kartonbahn, mit wenigstens einem Stoffauflauf (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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