WO2021063556A1 - Lamelle für einen stoffauflauf und verfahren zur herstellung einer lamelle - Google Patents

Lamelle für einen stoffauflauf und verfahren zur herstellung einer lamelle Download PDF

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WO2021063556A1
WO2021063556A1 PCT/EP2020/069835 EP2020069835W WO2021063556A1 WO 2021063556 A1 WO2021063556 A1 WO 2021063556A1 EP 2020069835 W EP2020069835 W EP 2020069835W WO 2021063556 A1 WO2021063556 A1 WO 2021063556A1
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WO
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lamella
flow surface
film
lamellar body
downstream end
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Application number
PCT/EP2020/069835
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Ruf
Helga KRIEGER
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
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Priority to CN202080070207.XA priority patent/CN114555882B/zh
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Classifications

    • 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

  • Lamella for a headbox and method for making one
  • the invention relates to a lamella which is suitable for installation in a nozzle of a headbox of a paper machine for separating two suspension streams flowing through the nozzle, with a lamella body which has a lamella body width, a lamella body length and a lamella body thickness and a downstream end, and the lamella body length and the lamellar body width spans a first flow surface and a second flow surface opposite the first flow surface and a film projecting beyond the downstream end of the lamellar body is attached at the downstream end on the first flow surface or on the second flow surface.
  • the document DE4329810 A1 discloses a lamella of a headbox of a paper machine with an end area. To avoid or reduce periodic vortex shedding, various embodiments of the end region of the lamella are proposed. In one example, the end of the lamella is provided with a film which protrudes beyond the end of the lamella. The film is attached to the top or bottom of the lamella.
  • the effects of the vortex shedding on the quality of the paper web produced can only be reduced in a certain operating window, for example a small speed range.
  • the structure of the lamella is not satisfactory in terms of cost and function.
  • the object of the invention is therefore to improve the structure and function of a lamella of a headbox of a paper machine, as well as to specify a method for producing a lamella and to propose a headbox for a good jet quality with at least one lamella.
  • the object is achieved by the features of claim 1.
  • a lamella is proposed which is suitable for installation in a nozzle of a headbox of a paper machine for separating two suspension streams flowing through the nozzle.
  • the lamella comprises a lamella body which has a lamella body width, a lamella body length and a lamella body thickness and a downstream end, and the lamella body length and the lamella body width span a first flow surface and a second flow surface opposite the first flow surface and at the downstream end on the first flow surface or on the second flow surface a protruding over the downstream end of the lamellar film is attached.
  • the invention is characterized in that the film protrudes by an overhang over the downstream end of the lamellar body and the overhang is greater than 0.5 mm, in particular greater than 1 mm, preferably greater than 1.5, very particularly preferably greater than 2 mm .
  • the lamellar body length extends in the direction of the flowing suspension streams and the lamellar body width extends transversely thereto.
  • the film preferably extends over the entire width of the lamella body.
  • the solution according to the invention has the advantage that the vortices shedding at the downstream end of the lamellar body do not have an effect beyond the film area.
  • a good paper quality can be achieved without disturbances caused by hydraulics and, on the other hand, in the case of a multi-layer headbox, a good layer separation of the different layers can be achieved.
  • the film protrudes by a protrusion beyond the downstream end of the lamellar body and the protrusion is smaller than 50 mm, in particular smaller than 30 mm, preferably smaller than 20, very particularly preferably smaller than 10 mm. If the overhang is chosen to be larger, there is a risk that, under certain operating conditions, the film itself will cause disturbances in the flow and flutters. In addition, the mechanical stress on the connection between the film and the lamellar body increases. This can lead to loosening of the connection.
  • the lamellar body thickness is preferably in the range from 3 mm to 6 mm, preferably in the range from 3.5 mm to 4.5 mm.
  • the lamellar body thickness can be reduced at the downstream end by a bevel on the first flow surface and / or on the second flow surface to a final thickness between 0.2 mm and 2 mm, in particular between 0.5 mm and 1 mm.
  • the first flow surface and the second flow surface thereby form a point at the downstream end of the lamellar body with a point angle. This reduces the formation of eddies and increases the operating window.
  • the bevel has a first bevel angle to the first flow surface and / or a second bevel angle to the second flow surface.
  • the point angle has values in the range from 1 ° to 9 °, in particular in the range from 1.5 ° to 6 °, preferably in the range from 2 ° to 5 °. With a bevel on one side, the bevel angle corresponds to the tip angle of the lamellar body.
  • the sum of the two bevel angles corresponds to the tip angle of the lamellar body.
  • the lamellar body is preferably beveled symmetrically, so that the first bevel angle is equal to the second bevel angle.
  • the point angle has values in the range from 1 ° to 9 °, in particular in the range from 1.5 ° to 6 °, preferably in the range from 2 ° to 5 °.
  • the film can be attached over the entire length of the lamellar body or only on part of the length of the lamellar body. If the film is only connected to the lamellar body in the area of the downstream end, the film can be arranged sunk in the corresponding flow surface.
  • the foil is preferably connected to the lamellar body by gluing or welding.
  • the film has a film thickness between 0.05 mm and 0.3 mm, in particular between 0.1 mm and 0.2 mm.
  • the lamella can be designed in such a way that the film material differs from the lamella body material or that the film material differs in terms of mechanical properties from the lamella body material as a result of mechanical or thermal treatment.
  • the components such as the lamella body and the film of the lamella, can be optimized in terms of construction according to the specific requirements and with regard to costs.
  • the lamellar body must have a minimum rigidity in order to maintain the geometry of the flow channels in the nozzle.
  • the film on the other hand, has to be just so soft that no eddies are induced in the flow and the eddies that arise at the end of the lamella body are dampened.
  • the foil material can be treated mechanically by monoaxial or biaxial stretching, for example in the direction of the lamellar body length or additionally in the direction of the lamellar body width, before being connected to the lamellar body.
  • heat can also be used.
  • the flexural rigidity can be optimized with otherwise unchanged geometry parameters.
  • the lamellar body material can be selected from the following group of materials: plastic, CFRP (carbon fiber reinforced plastic), PPSU (polyphenyl sulfone), PC (polycarbonate), PET (polyethylene terephthalate), PE (polyethylene), metal.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • PPSU polyphenyl sulfone
  • PC polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • metal polyethylene
  • the film material can be selected from the following group of materials: plastic, PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PE (polyethylene), metal.
  • the material PET is particularly suitable for monoaxial or biaxial stretching to optimize flexural rigidity.
  • the object is also achieved by a headbox with a turbulence generator and a nozzle, at least one lamella according to the invention being used in the nozzle.
  • the nozzle of the headbox has a nozzle length.
  • the lamella length of the at least one lamella can be shorter or longer than the nozzle length. This means that the lamella can on the one hand end inside the nozzle and on the other hand can end outside the nozzle.
  • part of the lamellae can end inside and the remaining part outside the nozzle.
  • the length of the lamellas can be different.
  • the lamella can be used in a single-layer headbox operated with just one fiber suspension. However, it is also possible to use the lamella in a multi-layer headbox that is fed with at least two different pulp suspensions. The at least two different fiber suspensions are kept separate by the lamella in order to produce a multi-layer fiber web in the subsequent forming section.
  • the object is also achieved by a method for producing a lamella for installation in a nozzle of a headbox of a paper machine for separating two suspension streams flowing through the nozzle.
  • the lamella comprises a lamella body which has a lamella body width, a lamella body length and a lamella body thickness and a downstream end, and the lamella body length and the lamella body width span a first flow surface and a second flow surface opposite the first flow surface and at the downstream end on the first flow surface or on the second flow surface, a film projecting beyond the downstream end of the lamellar body is attached.
  • the film protrudes by an overhang over the downstream end of the lamellar body and the overhang is selected to be greater than 0.5 mm, in particular greater than 1 mm, preferably greater than 1.5, very particularly preferably greater than 2 mm.
  • the film material comprises a plastic that is stretched monoaxially, preferably in the direction of the protrusion, or biaxially.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a lamella according to the invention in a schematic and simplified representation
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a lamella according to the invention in a schematic and simplified representation
  • Figure 3 shows a third embodiment of an inventive
  • Figure 4 shows a fourth embodiment of an inventive
  • FIG. 5 shows an embodiment of a headbox with lamellae according to the invention in a schematic and simplified representation
  • a lamella 1 according to the invention is shown in a schematic and simplified representation.
  • the lamellae 1 are shown greatly shortened in their length relative to the thickness in order to be able to better recognize the details.
  • the lamella 1 according to the invention is intended for installation in a nozzle 17 of a headbox 16 of a paper machine. It is used there to separate two suspension streams flowing through the nozzle 17, as shown in FIG.
  • the lamella 1 can be used in a single-layer headbox that is operated with only one fiber suspension.
  • the at least two different fiber suspensions are kept separate by the lamella 1 in order to produce a multi-layer fiber web in the subsequent forming section.
  • the lamella 1 comprises a lamella body 3, which has a lamella body width, a lamella body length 4 and a lamella body thickness 5 and a downstream end 8.
  • the lamellar body length 4 and the lamellar body width which is directed into the plane of the drawing and perpendicular to the lamellar body length 4, span a first flow surface 6 and a second flow surface 7 opposite the first flow surface 6.
  • a film 13 projecting beyond the downstream end 8 of the lamellar body 3 is fastened on the first flow surface 6 or on the second flow surface 7.
  • the film material is plastic, preferably PET, and in this example differs from the lamellar body material, which is designed as CFRP.
  • the film Before being connected to the lamellar body 3, the film is stretched biaxially or monoaxially, preferably in the direction of the protrusion 14.
  • the mechanical properties of the film 13 are optimized, that is to say changed with regard to the function of avoiding or damping flow vortices.
  • a required flexural rigidity can be achieved with a small film thickness.
  • the film 13 protrudes by an overhang 14 beyond the downstream end 8 of the lamellar body 3 and the overhang 14 is greater than 0.5 mm, in particular greater than 1 mm, preferably greater than 1.5, very particularly greater than 2 mm.
  • the protrusion 14 of the film 13 is preferably smaller than 50 mm, in particular smaller than 30 mm, preferably smaller than 20 mm, very particularly preferably smaller than 10 mm.
  • the lamellar body thickness 5 is in the range from 3mm to 6mm, preferably in the range from 3.5mm to 4.5mm.
  • the lamellar body thickness 5 is reduced in Figure 1 at the downstream end 8 by a bevel on the first flow surface 6 to a final thickness 9 between 0.2 mm and 2 mm, in particular between 0.5 mm and 1 mm.
  • the first flow surface 6 and the second flow surface 7 form a point at the downstream end 8 of the lamellar body 3 with a point angle 2.
  • the bevel in the embodiment of FIG. 1 has a first bevel angle 10 to the first flow surface 6 in the range from 1 ° to 9 °, in particular in the range from 1.5 ° to 6 °, preferably in the range from 2 ° to 5 °.
  • the value of the bevel angle 10 corresponds to the point angle 12.
  • the film 13 is only attached to part of the lamellar body length 4, in this example by gluing, and rests on the second flow surface 7.
  • the film 13 has a film thickness 15 between 0.05 mm and 0.3 mm, in particular between 0.1 mm and 0.2 mm.
  • the second embodiment of a lamella 1 according to the invention according to FIG. 2 differs from the embodiment according to FIG. 1 only in that the film 13 is arranged sunk in the second flow surface 7.
  • the advantage of this embodiment is that the film 13 does not form an abutting edge.
  • the film 13 is placed on the bevel of the first flow surface 6 and fastened by gluing.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the lamella 1 in which the bevel was carried out on both sides of the lamella 1.
  • the sum of the two bevel angles 10, 11 corresponds to the tip angle 12 of the lamellar body.
  • the values of the tip angle 12 are in the range from 1 ° to 9 °, in particular in the range from 1.5 ° to 6 °, preferably in the range from 2 ° to 5 °.
  • the lamellar body 3 is preferably beveled symmetrically so that the first bevel angle 10 is equal to the second bevel angle 11.
  • the film 13 is placed on the bevel of the first flow surface 6 and fastened by gluing.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a headbox 16 with two lamellae 1 according to the invention in a schematic and simplified representation.
  • the headbox 16 comprises a turbulence generator 19 and a nozzle 17.
  • This headbox 16 is suitable as a multi-layer headbox or as a single-layer headbox.
  • the fiber suspension flows through the turbulence generator 19 comprising a tube bundle and then flows in the flow direction 20 through the nozzle.
  • the lamellae 1 reduce coarse eddies in the flow of the pulp suspension and, on the other hand, they avoid the formation of eddies at the end of the lamellae 1.
  • the lamellae 1 keep the different pulp suspensions separate and lead the different fiber suspension layers on End of the lamellae 1 gently, that is, without vortex formation, together, so that a layer separation is maintained even after the lamellae end.
  • the first flow surfaces 6 of the lamellae 1 are formed by the upper side of the lamellae 1 and correspondingly the second flow areas 7 are formed by the lower side of the lamellae 1.
  • the first flow surfaces 6 of the lamellae 1 can also be formed by the underside of the lamellae 1 and correspondingly the second flow surfaces 7 can be formed through the upper side the lamellae 1 be formed.
  • the first flow surface 6 of the upper lamella 1 is formed by the underside of the lamella 1 and the first flow surface 6 of the lower lamella 1 is formed by the upper side of the lower lamella 1.
  • the orientation of the position of the lamellae in the nozzle 17 can therefore be freely selected.
  • the lamella lengths 2 are shorter than the nozzle length 18. They therefore end inside the nozzle.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lamelle (1) geeignet zum Einbau in eine Düse (17) eines Stoffauflaufes (16) einer Papiermaschine zum Trennen zweier durch die Düse (17) strömender Suspensionsströme, mit einem Lamellenkörper (3), der eine Lamellenkörperbreite, eine Lamellenkörperlänge (4) und eine Lamellenkörperdicke (5) und ein stromabwärtiges Ende (8) aufweist, und die Lamellenkörperlänge (4) und die Lamellenkörperbreite eine erste Strömungsfläche (6) und eine der ersten Strömungsfläche (6) gegenüberliegenden zweite Strömungsfläche (7) aufspannen und am stromabwärtigen Ende (8) auf der ersten Strömungsfläche (6) oder auf der zweiten Strömungsfläche (6) eine über das stromabwärtige Ende (8) des Lamellenkörpers (3) hinausragende Folie (13) befestigt ist, Die erfindungsgemäße Lamelle (1) zeichnet sich dadurch aus, dass die Folie (13) um einen Überstand (14) über das stromabwärtige Ende (8) des 20 Lamellenkörpers (3) hinausragt und der Überstand (14) größer als 0,5 mm, insbesondere größer als 1 mm, vorzugsweise größer als 1,5, ganz besonders bevorzugt größer als 2mm ist.

Description

Lamelle für einen Stoffauflauf und Verfahren zur Herstellung einer
Lamelle
Die Erfindung betrifft eine Lamelle, die zum Einbau in eine Düse eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine zum Trennen zweier durch die Düse strömender Suspensionsströme geeignet ist, mit einem Lamellenkörper, der eine Lamellenkörperbreite, eine Lamellenkörperlänge und eine Lamellenkörperdicke und ein stromabwärtiges Ende aufweist, und die Lamellenkörperlänge und die Lamellenkörperbreite eine erste Strömungsfläche und eine der ersten Strömungsfläche gegenüberliegende zweite Strömungsfläche aufspannen und am stromabwärtigen Ende auf der ersten Strömungsfläche oder auf der zweiten Strömungsfläche eine über das stromabwärtige Ende des Lamellenkörpers hinausragende Folie befestigt ist.
Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Das Dokument DE4329810 Al offenbart eine Lamelle eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine mit einem Endbereich. Zur Vermeidung beziehungsweise zur Reduktion von periodischen Wirbelablösungen werden verschiedene Ausführungsformen des Endbereichs der Lamelle vorgeschlagen. In einem Beispiel ist das Lamellenende mit einer Folie versehen, welche über das Lamellenende hinausragt. Die Folie ist dabei auf der Oberseite oder auf der Unterseite der Lamelle befestigt.
Durch die bekannten Lösungen können die Auswirkungen der Wirbelablösung auf die Qualität der hergestellten Papierbahn nur in einem bestimmten Betriebsfenster, zum Beispiel einem kleinen Geschwindigkeitsbereich, reduziert werden. Zudem ist der Aufbau der Lamelle hinsichtlich der Kosten und der Funktion nicht befriedigend.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher den Aufbau und die Funktion einer Lamelle eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine zu verbessern, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Lamelle anzugeben und einen Stoffauflauf für eine gute Strahlqualität mit mindestens einer Lamelle vorzu schlagen. Die Aufgabe wird durch Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Es wird eine Lamelle vorgeschlagen, die geeignet ist zum Einbau in eine Düse eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine zum Trennen zweier durch die Düse strömender Suspensionsströme. Die Lamelle umfasst einen Lamellenkörper, der eine Lamellenkörperbreite, eine Lamellenkörperlänge und eine Lamellenkörperdicke und ein stromabwärtiges Ende aufweist, und die Lamellenkörperlänge und die Lamellenkörperbreite eine erste Strömungsfläche und eine der ersten Strömungsfläche gegenüberliegenden zweite Strömungsfläche aufspannen und am stromabwärtigen Ende auf der ersten Strömungsfläche oder auf der zweiten Strömungsfläche eine über das stromabwärtige Ende des Lamellenkörpers hinausragende Folie befestigt ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Folie um einen Überstand über das stromabwärtige Ende des Lamellenkörpers hinausragt und der Überstand größer als 0,5 mm, insbesondere größer als 1 mm, vorzugsweise größer als 1,5, ganz besonders bevorzugt größer als 2mm ist.
Die Lamellenkörperlänge erstreckt sich in Richtung der strömenden Suspensionsströme und die Lamellenkörperbreite erstreckt sich quer dazu.
Die Folie erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Lamellenkörperbreite .
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass die sich am stromabwärtigen Ende des Lamellenkörpers ablösenden Wirbel nicht über den Folienbereich hinaus auswirken. Dadurch kann zum einen eine gute Papierqualität ohne durch hydraulisch verursachte Störungen erreicht werden und zu andern, im Falle eine Mehrlagenstoffauflaufes, eine gute Lagentrennung der unterschiedlichen Schichten erreicht werden.
Vorteilhaft ist auch, wenn die Folie um einen Überstand über das stromabwärtige Ende der Lamellenkörpers hinausragt und der Überstand kleiner als 50 mm, insbesondere kleiner als 30 mm, vorzugsweise kleiner als 20, ganz besonders bevorzugt kleiner als 10 mm ist. Wird der Überstand größer gewählt, so besteht das Risiko, dass bei bestimmten Betriebsbedingungen die Folie selbst Störungen in der Strömung erzeugt und flattert. Zusätzlich nimmt die mechanische Beanspruchung der Verbindung zwischen der Folie und dem Lamellenkörper zu. Dies kann zum Lösen der Verbindung führen.
Die Lamellenkörperdicke liegt vorzugsweise im Bereich von 3mm bis 6mm, vorzugsweise im Bereich von 3,5mm bis 4,5mm.
Die Lamellenkörperdicke kann am stromabwärtigen Ende durch eine Abschrägung auf der ersten Strömungsfläche und/ oder auf der zweiten Strömungsfläche auf eine Enddicke zwischen 0,2mm und 2mm, insbesondere zwischen 0,5mm und 1mm reduziert sein. Die erste Strömungsfläche und die zweiten Strömungsfläche bilden dadurch eine Spitze am stromabwärtigen Ende des Lamellenkörpers mit einem Spitzenwinkel aus. Dies reduziert die Wirbelentstehung und vergrößert das Betriebsfenster.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Abschrägung einen ersten Abschrägungswinkel zur ersten Strömungsfläche und/ oder einen zweiten Abschrägungswinkel zur zweiten Strömungsfläche aufweist. Der Spitzenwinkel weist dabei Werte im Bereich von 1° bis 9°, insbesondere im Bereich von 1,5° bis 6°, vorzugsweise im Bereich von 2° bis 5° auf. Bei einseitiger Abschrägung entspricht der Abschrägungswinkel dem Spitzenwinkel des Lamellenkörpers.
Bei zweiseitiger Abschrägung entspricht die Summe der beiden Abschrägungswinkel dem Spitzenwinkel des Lamellenkörpers. Vorzugsweise wird der Lamellenkörper symmetrisch abgeschrägt, so dass der erste Abschrägungswinkel gleich dem zweiten Abschrägungswinkel ist. Der Spitzenwinkel weist auch hier Werte im Bereich von 1° bis 9°, insbesondere im Bereich von 1,5° bis 6°, vorzugsweise im Bereich von 2° bis 5° auf.
Die Folie kann auf der gesamten der Lamellenkörperlänge befestigt sein oder nur auf einem Teil der Lamellenkörperlänge befestigt sein. Wird die Folie nur im Bereich des stromabwärtigen Endes mit dem Lamellenkörper verbunden, so kann die Folie in der entsprechenden Strömungsfläche versenkt angeordnet sein.
Die Folie wird vorzugsweise mit dem Lamellenkörper durch Kleben oder Schweißen verbunden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Folie eine Foliendicke zwischen 0,05mm und 0,3mm, insbesondere zwischen 0, 1mm und 0,2mm aufweist.
Ferner ist es möglich, dass die Lamelle so ausgeführt ist, dass das Folienmaterial sich vom Lamellenkörpermaterial unterscheidet oder dass das Folienmaterial infolge mechanischer oder thermischer Behandlung sich in den mechanischen Eigenschaften vom Lamellenkörpermaterial unterscheidet. Dadurch lassen sich die Komponenten, wie der Lamellenkörper und die Folie der Lamelle, entsprechend den spezifischen Anforderungen und hinsichtlich der Kosten im Aufbau optimieren. So muss der Lamellenkörper eine Mindeststeifigkeit besitzen um die Geometrie der Strömungskanäle in der Düse zu erhalten. Die Folie muss hingegen gerade so weich sein, dass keine Wirbel in der Strömung induziert und die am Lamellenkörperende entstehenden Wirbel gedämpft werden.
Für den Fall, dass das Lamellenkörpermaterial und das Folienmaterial gleich sind, kann das Folienmaterial vor dem Verbinden mit dem Lamellenkörper mechanisch durch monoaxiales oder biaxiales Recken, beispielsweise in Richtung der Lamellenkörperlänge oder zusätzlich auch in Richtung der Lamellenkörperbreite, behandelt werden. Optional kann auch Wärme angewandt werden. Durch das Recken kann die Biegesteifigkeit bei sonst gleichbleibenden Geometrieparametern optimiert werden.
Das Lamellenkörpermaterial kann aus folgender Gruppe von Werkstoffen ausgewählt sein: Kunststoff, CFK (Karbonfaserverstärkter Kunststoff), PPSU (Polyphenylsulfon), PC (Polycarbonat), PET (Polyethylenterephthalat), PE (Polyethylen), Metall. CFK als Werkstoff ist hinsichtlich Formstabilität, thermisch und chemischen Eigenschaften und Gewicht und durch die konstruktiven Möglichkeiten hinsichtlich des Aufbaues besonders vorteilhaft.
Das Folienmaterial kann aus folgender Gruppe von Werkstoffen ausgewählt sein: Kunststoff, PET (Polyethylenterephthalat), PC (Polycarbonat), PE (Polyethylen), Metall.
Der Werkstoff PET eignet sich besonders gut zum monoaxialen oder biaxialen Recken zur Optimierung der Biegesteifigkeit.
Die Aufgabe wird auch durch einen Stoffauflauf mit einem Turbulenzgenerator und einer Düse gelöst, wobei in der Düse mindestens eine erfindungsgemäße Lamelle verwendet ist.
Die Düse des Stoffauflaufs weist eine Düsenlänge auf. Die Lamellenlänge der mindestens einen Lamelle kann kürzer oder länger sein als die Düsenlänge. Das bedeutet, dass die Lamelle zum einen innerhalb der Düse enden kann und zum anderen außerhalb der Düse enden kann.
Werden mehrere Lamellen in einer Stoffauflaufdüse verwendet, so kann ein Teil der Lamellen innerhalb und der restliche Teil außerhalb der Düse enden.
Die Lamellenlängen können unterschiedlich sein.
Die Lamelle kann in einem Einschichtstoffauflauf, der mit nur einer Faserstoffsuspension betrieben wird, eingesetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Lamelle in einem Mehrschichtenstoffauflauf, der mit mindestens zwei unterschiedlichen Faserstoffsuspensionen gespeist wird, zu verwenden. Dabei werden durch die Lamelle die mindestens zwei unterschiedlichen Faserstoffsuspensionen getrennt gehalten, um in der nachfolgenden Formiersektion eine mehrschichtige Faserstoffbahn zu erzeugen. Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer Lamelle zum Einbau in eine Düse eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine zum Trennen zweier durch die Düse strömender Suspensionsströme gelöst. Die Lamelle umfasst einen Lamellenkörper, der eine Lamellenkörperbreite, eine Lamellenkörperlänge und eine Lamellenkörperdicke und ein stromabwärtiges Ende aufweist, und die Lamellenkörperlänge und die Lamellenkörperbreite eine erste Strömungsfläche und eine der ersten Strömungsfläche gegenüberliegenden zweite Strömungsfläche aufspannen und am stromabwärtigen Ende auf der ersten Strömungsfläche oder auf der zweiten Strömungsfläche eine über das stromabwärtige Ende des Lamellenkörpers hinausragende Folie befestigt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Folie um einen Überstand über das stromabwärtige Ende des Lamellenkörpers hinausragt und der Überstand größer als 0,5 mm, insbesondere größer als 1 mm, vorzugsweise größer als 1,5, ganz besonders bevorzugt größer als 2mm gewählt wird..
Von Vorteil ist auch, wenn das Folienmaterial einen Kunststoff umfasst, der monoaxial, vorzugsweise in Richtung des Überstandes, oder biaxial gereckt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Es zeigen
Figur 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lamelle in schematischer und vereinfachter Darstellung;
Figur 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lamelle in schematischer und vereinfachter Darstellung;
Figur 3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Lamelle in schematischer und vereinfachter Darstellung; Figur 4 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Lamelle in schematischer und vereinfachter Darstellung;
Figur 5 eine Ausführungsform eines Stoffauflaufes mit erfindungsgemäßen Lamellen in schematischer und vereinfachter Darstellung;
In den Figuren 1 bis 4 sind verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Lamelle 1 in schematischer und vereinfachter Darstellung gezeigt. Die Lamellen 1 sind in diesen Beispielen in ihrer Länge relativ zur Dicke stark verkürzt dargestellt, um die Details besser erkennen zu können. Die erfindungsgemäße Lamelle 1 ist zum Einbau in eine Düse 17 eines Stoffauflaufes 16 einer Papiermaschine vorgesehen. Sie dient dort zum Trennen zweier durch die Düse 17 strömender Suspensionsströme wie in Figur 5 dargestellt. Die Lamelle 1 kann in einem Einschichtstoffauflauf, der mit nur einer Faserstoffsuspension betrieben wird, eingesetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Lamelle 1 in einem Mehrschichtenstoffauflauf, der mit mindestens zwei unterschiedlichen Faserstoffsuspensionen gespeist wird, zu verwenden. Dabei werden durch die Lamelle 1 die mindestens zwei unterschiedlichen Faserstoffsuspensionen getrennt gehalten, um in der nachfolgenden Formiersektion eine mehrschichtige Faserstoffbahn zu erzeugen.
Die Lamelle 1 nach Figur 1 umfasst einen Lamellenkörper 3, der eine Lamellenkörperbreite, eine Lamellenkörperlänge 4 und eine Lamellenkörperdicke 5 und ein stromabwärtiges Ende 8 aufweist. Die Lamellenkörperlänge 4 und die Lamellenkörperbreite, welche in die Zeichenebene hinein und senkrecht zur Lamellenkörperlänge 4 gerichtet ist, spannen eine erste Strömungsfläche 6 und eine der ersten Strömungsfläche 6 gegenüberliegende zweite Strömungsfläche 7 auf. Am stromabwärtigen Ende 8 ist auf der ersten Strömungsfläche 6 oder auf der zweiten Strömungsfläche 7 eine über das stromabwärtige Ende 8 des Lamellenkörpers 3 hinausragende Folie 13 befestigt. Das Folienmaterial ist Kunststoff, vorzugsweise PET und unterscheidet sich in diesem Beispiel vom Lamellenkörpermaterial, das als CFK ausgebildet ist. Die Folie wird vor dem Verbinden mit dem Lamellenkörper 3 biaxial oder monoaxial, vorzugsweise in Richtung des Überstandes 14, gereckt. Dadurch werden die mechanischen Eigenschaften der Folie 13 optimiert, das heißt hinsichtlich der Funktion, Strömungswirbel zu vermeiden oder zu dämpfen, verändert. Es kann eine erforderliche Biegesteifigkeit bei geringer Foliendicke erreicht werden. Die Folie 13 ragt um einen Überstand 14 über das stromabwärtige Ende 8 des Lamellenkörpers 3 hinaus und der Überstand 14 ist größer als 0,5 mm, insbesondere größer als 1 mm, vorzugsweise größer als 1,5, ganz besonders größer als 2mm. Der Überstand 14 der Folie 13 ist vorzugsweise kleiner als 50 mm, insbesondere kleiner als 30 mm, vorzugsweise kleiner als 20mm, ganz besonders bevorzugt kleiner als 10 mm. Die Lamellenkörperdicke 5 liegt im Bereich von 3mm bis 6mm, vorzugsweise im Bereich von 3,5mm bis 4,5mm. Die Lamellenkörperdicke 5 ist in Figur 1 am stromabwärtigen Ende 8 durch eine Abschrägung auf der ersten Strömungsfläche 6 auf eine Enddicke 9 zwischen 0,2mm und 2mm, insbesondere zwischen 0,5mm und 1mm reduziert. Die erste Strömungsfläche 6 und die zweite Strömungsfläche 7 bilden eine Spitze am stromabwärtigen Ende 8 des Lamellenkörpers 3 mit einem Spitzenwinkel 2 aus. Die Abschrägung in der Ausführung der Figur 1 weist einen ersten Abschrägungswinkel 10 zur ersten Strömungsfläche 6 im Bereich von 1° bis 9°, insbesondere im Bereich von 1,5° bis 6°, vorzugsweise im Bereich von 2° bis 5° auf. Der Wert des Abschrägungswinkels 10 entspricht dem Spitzenwinkel 12. Die Folie 13 ist nur auf einem Teil der Lamellenkörperlänge 4, in diesem Beispiel durch Kleben, befestigt und liegt auf der zweiten Strömungsfläche 7 auf. Die Folie 13 weist eine Foliendicke 15 zwischen 0,05mm und 0,3mm, insbesondere zwischen 0, 1mm und 0,2mm auf.
Die zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lamelle 1 nach Figur 2 unterscheidet sich von der Ausführung nach Figur 1 lediglich dadurch, dass die Folie 13 in der zweiten Strömungsfläche 7 versenkt angeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausführung ist, dass die Folie 13 keine Stoßkante ausbildet. In der dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lamelle 1 in Figur 3 ist die Folie 13 auf der Abschrägung der ersten Strömungsfläche 6 aufgelegt und durch Kleben befestigt.
Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführung der Lamelle 1 bei der die Abschrägung auf beiden Seiten der Lamelle 1 ausgeführt wurde. Bei dieser zweiseitigen Abschrägung entspricht die Summe der beiden Abschrägungswinkel 10, 11 dem Spitzenwinkel 12 des Lamellenkörpers. Die Werte des Spitzenwinkels 12 liegen auch bei diesem Beispiel im Bereich von 1° bis 9°, insbesondere im Bereich von 1,5° bis 6°, vorzugsweise im Bereich von 2° bis 5°. Vorzugsweise wird der Lamellenkörper 3 symmetrisch abgeschrägt, so dass der erste Abschrägungswinkel 10 gleich dem zweiten Abschrägungswinkel 11 ist. Die Folie 13 ist auf der Abschrägung der ersten Strömungsfläche 6 aufgelegt und durch Kleben befestigt.
Die Figur 5 zeigt eine Ausführungsform eines Stoffauflaufes 16 mit zwei erfindungsgemäßen Lamellen 1 in schematischer und vereinfachter Darstellung. Der Stoffauflauf 16 umfasst einen Turbulenzgenerator 19 und eine Düse 17. Dieser Stoffauflauf 16 ist als Mehrschichtstoffauflauf oder als Einschichtstoffauflauf geeignet. Die Faserstoffsuspension durchströmt den ein Rohrbündel umfassenden Turbulenzgenerator 19 und strömt in Strömungsrichtung 20 anschließend durch die Düse. Im Falle eines Einschichtstoffauflaufes vermindern die Lamellen 1 zum einen grobe Wirbel in der Strömung der Faserstoffsuspension und zum anderen vermeiden sie die Ausbildung von Wirbeln am Ende der Lamellen 1. Im Falle eines Mehrschichtstoffauflaufes halten die Lamellen 1 die unterschiedlichen Faserstoffsuspensionen getrennt und führen die unterschiedlichen Faserstoffsuspensionsschichten am Ende der Lamellen 1 sanft, das heißt ohne Wirbelbildung, zusammen, so dass eine Schichtentrennung auch nach dem Lamellenende erhalten bleibt. Die ersten Strömungsflächen 6 der Lamellen 1 werden durch die Oberseite der Lamellen 1 gebildet und entsprechend werden die zweiten Strömungsflächen 7 durch die Unterseite der Lamellen 1 gebildet. Die ersten Strömungsflächen 6 der Lamellen 1 können auch durch die Unterseite der Lamellen 1 gebildet sein und entsprechend können die zweiten Strömungsflächen 7 durch die Oberseite der Lamellen 1 gebildet sein. Es ist auch möglich, dass die ersten Strömungsfläche 6 der oberen Lamelle 1 durch die Unterseite der Lamelle 1 gebildet ist und die ersten Strömungsfläche 6 der unteren Lamelle 1 durch die Oberseite der unteren Lamelle 1 gebildet ist. Die Orientierung der Lage der Lamellen in der Düse 17 ist also frei wählbar. Die Lamellenlängen 2 sind in diesem Beispiel kürzer als die Düsenlänge 18 ausgeführt. Sie enden daher innerhalb der Düse.
Korrespondierende Elemente der Ausführungsbeispiele in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Funktionen solcher Elemente in den einzelnen Figuren entsprechen einander, sofern nichts anderes beschrieben ist und es nicht zu Widersprüchen führt. Auf eine wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet. Es wird auch daraufhingewiesen, dass die sich unterscheidenden Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele gegeneinander ausgetauscht und miteinander kombiniert werden können. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigten Merkmalskombinationen der gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Bezugszeichenliste
Lamelle Lamellenlänge Lamellenkörper Lamellenkörperlänge Lamellenkörperdicke erste Strömungsfläche zweite Strömungsfläche stromabwärtiges Ende Enddicke erster Abschrägungswinkel zweiter Abschrägungswinkel Spitzenwinkel Folie
Überstand
Foliendicke
Stoffauflauf
Düse
Düsenlänge
Turbulenzgenerator
Strömungsrichtung

Claims

Lamelle für einen Stoffauflauf und Verfahren zur Herstellung einerLamelle Patentansprüche
1. Lamelle (1) geeignet zum Einbau in eine Düse (17) eines Stoffauflaufes (16) einer Papiermaschine zum Trennen zweier durch die Düse (17) strömender Suspensionsströme, mit einem Lamellenkörper (3), der eine Lamellenkörperbreite, eine Lamellenkörperlänge (4) und eine Lamellenkörperdicke (5) und ein stromabwärtiges Ende (8) aufweist, und die Lamellenkörperlänge (4) und die Lamellenkörperbreite eine erste Strömungsfläche (6) und eine der ersten Strömungsfläche (6) gegenüberliegenden zweite Strömungsfläche (7) aufspannen und am stromabwärtigen Ende (8) auf der ersten Strömungsfläche (6) oder auf der zweiten Strömungsfläche (7) eine über das stromabwärtige Ende (8) des Lamellenkörpers (3) hinausragende Folie (13) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (13) um einen Überstand (14) über das stromabwärtige Ende (8) des Lamellenkörpers (3) hinausragt und der Überstand (14) größer als 0,5 mm, insbesondere größer als 1 mm, vorzugsweise größer als 1,5, ganz besonders bevorzugt größer als 2mm ist.
2. Lamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (13) um einen Überstand (14) über das stromabwärtige Ende (8) der Lamellenkörpers (3) hinausragt und der Überstand (14) kleiner als 50 mm, insbesondere kleiner als 30 mm, vorzugsweise kleiner als 20mm, ganz besonders bevorzugt kleiner als 10 mm ist.
3. Lamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkörperdicke (5) im Bereich von 3mm bis 6mm, vorzugsweise im Bereich von 3,5mm bis 4,5mm liegt.
4. Lamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkörperdicke (5) am stromabwärtigen Ende (8) durch eine Abschrägung auf der ersten Strömungsfläche (6) und/ oder auf der zweiten Strömungsfläche (7) auf eine Enddicke (9) zwischen 0,2mm und 2mm, insbesondere zwischen 0,5mm und 1mm reduziert ist und die erste Strömungsfläche und die zweite Strömungsfläche eine Spitze am stromabwärtigen Ende (8) des Lamellenkörpers (3) mit einem Spitzenwinkel (12) ausbilden..
5. Lamelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spitzenwinkel (12) Werte im Bereich von 1° bis 9°, insbesondere im Bereich von 1,5° bis 6°, vorzugsweise im Bereich von 2° bis 5° aufweist.
6. Lamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (13) auf der gesamten Lamellenkörperlänge (4) befestigt ist oder nur auf einem Teil der Lamellenkörperlänge (4) befestigt ist.
7. Lamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (13) in der entsprechenden Strömungsfläche (6, 7) versenkt angeordnet ist.
8. Lamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (13) eine Foliendicke (15) zwischen 0,05mm und 0,3mm, insbesondere zwischen 0, 1mm und 0,2mm aufweist.
9. Lamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienmaterial sich vom Lamellenkörpermaterial unterscheidet und / oder dass das Folienmaterial infolge mechanischer oder thermischer Behandlung sich in den mechanischen Eigenschaften vom Lamellenkörpermaterial unterscheidet.
10. Lamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenkörpermaterial aus folgender Gruppe von Werkstoffen ausgewählt ist: Kunststoff, CFK (Karbonfaserverstärkter Kunststoff), PPSU (Polyphenylsulfon), PC (Polycarbonat), PET (Polyethylenterephthalat), PE (Polyethylen), Metall.
11. Lamelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienmaterial aus folgender Gruppe von Werkstoffen ausgewählt ist: Kunststoff, PET (Polyethylenterephthalat), PC (Polycarbonat), PPSU (Polyphenylsulfon), PE (Polyethylen), Metall.
12. Stoffauflauf (16) einer Papiermaschine mit einem Turbulenzgenerator (19) und einer Düse (17), dadurch gekennzeichnet, dass in der Düse (17) mindestens eine Lamelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Trennung von durch die Düse (17) strömenden Suspensionsströmen verwendet wird.
13. Stoffauflauf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (17) eine Düsenlänge (18) aufweist und die Lamellenlänge (2) kürzer oder länger als die Düsenlänge (18) ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer Lamelle (1) zum Einbau in eine Düse (17) eines Stoffauflaufes (16) einer Papiermaschine zum Trennen zweier durch die Düse strömender Suspensionsströme, mit einem Lamellenkörper, der eine Lamellenkörperbreite, eine Lamellenkörperlänge (4) und eine Lamellenkörperdicke (5) und ein stromabwärtiges Ende (8) aufweist, und die Lamellenkörperlänge (4) und die Lamellenkörperbreite eine erste Strömungsfläche (6) und eine der ersten Strömungsfläche (6) gegenüberliegenden zweite Strömungsfläche (7) aufspannen und am stromabwärtigen Ende (8) auf der ersten Strömungsfläche (6) oder auf der zweiten Strömungsfläche (7) eine über das stromabwärtige Ende (8) des Lamellenkörpers (3) hinausragende Folie (13) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (13) um einen Überstand (14) über das stromabwärtige Ende (8) des Lamellenkörpers (3) hinausragt und der Überstand (14) größer als 0,5 mm, insbesondere größer als 1 mm, vorzugsweise größer als 1,5, ganz besonders bevorzugt größer als
2mm gewählt wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienmaterial einen Kunststoff umfasst, der biaxial oder monoaxial, vorzugsweise in Richtung des Überstandes (14), gereckt wird.
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