Stoffauflauf-Vorrichtung fuer eine Papiermaschine

Abstract

 Der Düsenraum (3) einer Stoffauflauf-Vorrichtung, mit welchem eine Faserstoff-Suspension von einer Führungsvorrichtung (2) zum Austrittsspalt (6) auf eine Papiermaschine geleitet wird besteht aus zumindest zwei Zonen (7,8). Die auf die Führungsvorrichtung (2) folgende Zone (7) weist eine geringe Wandneigung (a) gegen die Strömungsrichtung (M) auf, während die vor dem Austrittsspalt liegende Zone (8) eine wesentlich grössere Wandneigung (ß) aufweist In der ersten Zone (7) tritt eine verbesserte Beruhigung der Suspension nach der Umlenkung und Turbulenzerzeugung durch die Führungsvorrichtung (2) ein, und in der Endzone (8) wird die Suspension so stark beschleunigt, dass eine verbesserte Formationsqualität und Längs/Qüer-Festigkeit der gebildeten Papierbahn erreicht wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Stoffauflauf-Vorrichtung für eine Papiermaschine mit einem Verteilkasten und einer daran angeschlossenen Führungsvorrichtung zur Umlenkung und Führung einer Faserstoff-Suspension in Maschinenrichtung und zur Verteilung der Suspension über die Breite der Papiermaschine, wobei die Führungsvorrichtung in einen Düsenraum führt, der zwei Begrenzungslippen und einen zur Papiermaschine führenden Austrittsspalt aufweist, und wobei wenigstens'eine Beqrenzungslippe des Düsenraumes mindestens zwei schnitte mit unterschiedlicher Neigung gegen die Strömungsrichtung der Suspension im Düsenraum aufweist.

[0002] Solche Stoffauflauf-Vorrichtungen sind beispielsweise aus DE-A-3 321 406 oder US-A-3 738 910 bekannt. Bei diesen ist die Führungsvorrichtung beispielsweise als Lochplatte oder als Stufendiffusor ausgebildet, so dass die aus dem Verteilkasten in Maschinenrichtung in den Düsenraum umgelenkte Suspension eine gewisse Turbulenz erhält. Die den Düsenraum begrenzenden Lippen sind in der Regel als ebene oder leicht gekrümmte Wände ausgebildet. Häufig ist dabei am Ende des Düsenraums am Austrittsspalt eine verstellbare Blende vorgesehen, die zur Querprofilkorrektur sowie zur Turbulenzerhöhung genützt wird. Dabei ist die Blende gegen die Vertikale meist unter einem Winkel von weniger als 35° in Strömungsrichtung geneigt und ragt nur eine geringe Strecke in den Düsenraum hinein, beispielsweise weniger als 5 mm, so dass das Verhältnis von Blendenvorsprung zur Spaltweite üblicherweise weniger als 0,5 beträgt.

[0003] Nachteilig ist bei bekannten Stoffaufläufen die häufig nicht ausreichende Formationsqualität der gebildeten Papierbahn, eine zu grosse Empfindlichkeit der Blattgewichtsverteilung in Querrichtung bei Massabweichungen bzw. lokalen Spaltweitenänderungen, eine zu grosse Empfindlichkeit hinsichtlich Strahlgeschwindigkeitsunterschieden bei Querprofilkorrekturen sowie das Nicht-Erreichen von in manchen Fällen gewünschten hohen Längs/Quer-Werten der Festigkeiten. †

[0004] Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Stoffauflauf-Vorrichtung zu schaffen, mit der eine ausreichende Formationsqualität der Papierbahn, eine verminderte Empfindlichkeit der Blattgewichtsverteilung in Querrichtung bei Massabweichungen der Spaltweite, eine verminderte Empfindlichkeit hinsichtlich Strahlgeschwindigkeitsunterschieden bei Querprofilkorrekturen, sowie ein erhöhtes Längs/Quer-Festigkeitsverhältnis erreichbar ist. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Neigungswinkel wenigstens einer Wand des direkt an die Führungsvorrichtung anschliessenden Abschnittes des Düsenraumes zwischen 0° und 30°, und der Neigungswinkel des direkt vor dem Austrittsspalt liegenden Abschnittes zwischen 60° und 90° liegt.

[0005] Mit besonderem Vorteil ist die Länge des auf die Führungsvorrichtung folgenden Abschnittes wesentlich grösser als die Länge des vor dem Austrittsspalt liegenden Abschnittes, und beträgt z.B. mindestens das Vierfache derselben.

[0006] Auf die genannte Weise wird erreicht, dass in der ersten Zone mit geringerer Wandneigung eine ausreichende Beruhigung der Suspension nach der Umlenkung und Turbulenzerzeugung zum Dispergieren der Faserflocken eintritt. In der folgenden Zone, kurz vor dem Austrittsspalt, wird dann die Suspension infolge der grösseren Neigung der Wand des Düsenraumes sehr'stark beschleunigt, und damit werden vorhandene bzw. neu gebildete Flocken verzerrt bzw. aufgerissen. Dadurch entsteht eine "weiche" Formation. Ausserdem wird das Längs/Quer-Verhältnis der Festigkeiten erhöht, da durch die starke Beschleunigung die Fasern bereits am Austrittsspalt aus dem Stoffauflauf in Längsrichtung vororientiert werden. Durch die relativ lange Beruhigungs_- strecke und die vergrösserte Verweilzeit zwischen Turbulenzerzeuger und Auslaufspalt werden weiterhin Störeinflüsse des Systems gemildert bzw. eliminiert. Jedoch ist die Beschleunigung nicht so stark gewählt, dass Strömungswirbel entstehen.

[0007] Die Erfindung wird anhand des in den Figuren wiedergegebenen Ausführungsbeispiels von Stoffauflauf-Vorrichtungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine erste Stoffauflauf-Vorrichtung im Schnitt,

Figur 2 eine zweite Stoffauflauf-Vorrichtung im Schnitt, und

Figur 3 eine dritte Stoffauflauf-Vorrichtung im Schnitt.

[0008] Bei der in Figur 1 dargestellten Stoffauflauf-Vorrichtung wird eine Faserstoff-Suspension einem Verteilkasten 1 unter Druck zugeführt. Eine an den Verteilkasten angeschlossene Führungsvorrichtung 2 lenkt die Suspension in Maschinenrichtung M um und verteilt die Suspension über die Breite des Stoffauflaufes und der Papiermaschine. Die Führungsvorrichtung'2 kann dabei aus einer oder mehreren Lochplatten bestehen oder aus einem Stufendiffusor, wie er beispielsweise in CH-A-518 406 oder US-A-3 725 197 beschrieben ist, oder aus einer anderen geeigneten Führungsvorrichtung.

[0009] Aus der Führungsvorrichtung 2 tritt die Suspension in einen Düsenraum 3 ein, welcher an beiden Seiten durch Lippen 4 und 5 begrenzt ist und am Ende einen Austrittsspalt 6 aufweist, aus dem die Faserstoffsuspension auf die Nasspartie einer nicht dargestellten Papiermaschine austritt.

[0010] Wenigstens eine Begrenzungswand des Düsenraumes 3, beispielsweise die Oberlippe 4, weist in Maschinenrichtung _M gesehen zwei verschiedene Zonen 7 und 8 mit unterschiedlicher Neigung gegen die Strömungsrichtung der Suspension auf. Die erste an die Führungsvorrichtung 2 anschliessende Zone 7 besitzt eine geringere Neigung α, beispielsweise zwischen 0° und 30°. Die ir. Strömungsrichturg anschliessende Zone 8 vor demAustrittsspalt 6 besitzt dagegen eine wesentlich grössere Neigung (β gegen die Strömungsrichtung, beispielsweise ir Bereich zwischen 60° und 90°. Die Länge x der ersten Zent 7 ist dabei grösser als die Länge y der folgenden Zone, vorzugsweise um ein Vielfaches derselben, und beträgt z.B. mindestens das 4-fache derselben. Zweckmässigerweise ist die Länge ^y der Zone 8 auch grösser gewählt als die Spaltweite s.

[0011] Statt der Oberlippe 4 des Düsenraumes kann auch die Unterlippe 5 des Düsenraumes in der beschriebenen Weise ausgebildet sein, oder aber auch beide Lippen 4 und 5. In jeden Fall muss gewährleistet sein, dass der Düsenraum 3 eine erste Zone 7 aufweist, in der sich die Strömung nach dem Austritt aus der Führungsvorrichtung 2 beruhigen kann, sowie eine Zone 8 unmittelbar vor dem Austrittsspalt 6, in welcher die Strömung der Suspension stark beschleunigt wird.

[0012] Am Austrittsspalt kann zusätzlich eine in bekannter Weise ausgebildete, verstellbare Blende 9 vorgesehen sein. Zweckmässig ist es dabei, den Blendenvorsprung b so zu wählen, dass er in einem Bereich zwischen dem 0,05- und 0,5-fachen der Spaltweite s verstellt werden kann.

[0013] Figur 2 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem nicht nur die Oberlippe 4 zwei Zonen 7 und 8 mit verschiedener, d.h. mit in Strömungsrichtung zunehmender Wandneigung aufweist, sondern ebenfalls die Unterlippe 15.

[0014] Es sei bemerkt, dass die Wände nicht wie in den durch die Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispielen eben ausgebildet und mit einem scharfen Knick als Ueber^gang zwischen den beiden Zonen versehen sein müssen, sondern, wie in Figur 3 gezeigt, wenigstens eine Wand 14, z.B. die Oberlippe, eine stetig zunehmende Krümmung aufweisen kann, wobei die Beschleunigung ständig zunimmt. Auch hier werden durch die Ausbildung der Wände im Düsenraum 3 Abschnitte 17 und 18 mit unterschiedlicher, d.h. in Strömungsrichtung zunehmender Wandneigung geschaffen, durch welche im Düsenraum eine Beruhigungszone 17 und eine Beschleunigungszone 18 gebildet werden.

[0015] Im übrigen können auch mehr als zwei Zonen.vorgesehen sein, wobei jede folgende Zone eine grössere Wandneigung aufweist als die vorhergehende.

[0016] Wenigstens eine der Begrenzungslippen 4, 5, 14, 15 kann schwenkbar ausgebildet sein, so dass damit die Strömung optimiert und die Weite des Austrittsspaltes 6 geändert und an die gestellten Anforderungen angepasst werden kann. Es ist aber auch möglich, nur den letzten Abschnitt 8 einer Begrenzungslippe schwenkbar oder verschiebbar auszubilden, oder eine lokale Verstellbarkeit des Austrittsspaltes 6 über die Arbeitsbreite der Stoffauflaufvorrichtung vorzusehen.

Ansprüche

1. Stoffauflaufvorrichtung für eine Papiermaschine mit einem Verteilkasten (1) und einer daran angeschlossenen Führungsvorrichtung (2) zur Führung einer Faserstoff-Suspension in Maschinenrichtung (_M) und zur Verteilung der Suspension über die Breite der Papiermaschine, wobei die Führungsvorrichtung (2) in einen Düsenraum (3) mündet, der zwei Begrenzungslippen (4, 5, 14, 15) und einen zur Papiermaschine führenden Austrittsspalt (6) aufweist, und wobei wenigstens eine Begrenzungslippe (4, 5, 14, 15) des Düsenraumes (3) mindestens zwei Absohnitke (7, 8, 17, 18) mit unterschiedlicher Neigung (α.β) gegen die Strömungsrichtung (M) der Suspension im Düsenraum aufweist, daaurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel ( α) wenigstens einer Wand (4) des direkt an die Führungsvorrichtung (2) anschliessenden Abschnittes (7) des Düsenraumes zwischen 0° und 30° und der Neigungswinkel ( (β) wenigstens einer Wand (4) des direkt vor dem Austrittsspalt (6) liegenden Abschnittes (8) des Düsenraumes (3) zwischen 60° und 90° liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (x) des auf die fubrungsvorrichtung (2) folgenden Abschnittes (7) grösser ist als die Länge (y) des vor dem Austrittsspalt (6) liegenden Abschnittes (8) des büsenraumes (3).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (x) ein Vielfaches der Iange (y) beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (x) mindestens das Vierfache der Länge (y) beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (y) des vor dem Austrittsspalt (6) liegenden Abschnittes (8) des Düsenraumes (3) grösser ist als die Weite (s) des Austrittsspaltes (6).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch aekennzeichnet, dass am Austrittsspalt (6) eine Blende (9) vorgesehen ist, welche so beweglich ist, dass der Blendenvorsprung in einem Bereich zwischen dem 0,05- und 0,5-fachen der Spaltweite (s) verstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung wenigstens einer Wand (14) gegen die Strömungsrichtung (M) im Düsenraum (3) stetig zunimmt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt (7, 8) wenigstens einer Negrenzungslippe (4) schwenkbar oder verschiebbar ausgebildet ist.

Zeichnung