|
(11) | EP 0 632 160 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
|
|
| (54) |
Turbulenzeinsatz einer Papiermaschine Turbulence generator in the headbox of a paper making machine Section de turbulence dans une caisse de tête d'une machine à papier |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf einer Papiermaschine, insbesondere die Ausgestaltung des Turbulenzeinsatzes in einem Stoffauflauf einer Papiermaschine.
[0003] In hydraulischen Stoffaufläufen von Papiermaschinen werden als Gleichrichter und Turbulenzerzeuger Rohrbündel eingesetzt. Der Eintrittsquerschnitt eines Einzelrohres ist kreisförmig und die Rohre werden derart angeordnet und verformt, daß der Austrittsquerschnitt z.B. wabenförmig, fünfeckig oder auch rechteckig ist. Die Einzelzeilen eines Rohrbündelpaketes können zueinander versetzt oder auch fluchtend angeordnet sein. Die Einzelrohre sind bis zum Rohrende geschlossen, d.h. deren Suspensionsströmungen haben keine hydraulische Verbindung.
[0004] Hydraulisch gesehen ergeben sich nun folgende Probleme am Austritt des Turbulenzeinsatzes. Jeder Strahl aus jedem Einzelrohr besitzt ein Geschwindigkeitsprofil, das - entsprechend dem Profil einer Rohrströmung - an den Rändem sehr kleine Werte besitzt. Diese Randzonen werden durch Impulsaustausch mit der Kernströmung und mit benachbarten Strömungen nach Verlassen des Turbulenzeinsatzes in der Düse beschleunigt. Bei Strömungen aus randständigen Rohren kann der Impulsaustausch auf der Randseite bzw. Außenseite nicht stattfinden. Die Stege zwischen den Einzel rohren haben somit eine lange Nachlaufstrecke mit einer kleineren Geschwindigkeit als im Nachlauf der Rohrmitte. Dieses Geschwindigkeitsprofil kann innerhalb der Düse nicht vollständig ausgeglichen werden und führt im Freistrahl nach der Düse zur Beeinträchtigung der Strahlqualität und somit zu Formationsstörungen im Papier.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Turbulenzeinsatz gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß die Geschwindigkeitsverteilung der Faserstoffsuspension quer zur Maschinenlaufrichtung weitgehend vergleichmäßigt wird.
[0007] Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht also darin, daß die "Bremswirkung" der Randstege dadurch reduziert bzw. eliminiert wird, indem diese von der Strömungswand (Düsen-Lamellenseite) abgesetzt wird, d.h. indem zwischen Strömungswand und den Stegen der randseitigen Turbulenzrohre ein Abstand gehalten wird. In einer vorteilhaften Ausführung beträgt dieser Abstand R≈2-10 mm.
[0008] US-A-2 688 276 zeigt zwar auch einen Zwischenraum zwischen den Rohren eines Turbulenzeinsatzes und einer Wand, jedoch handelt es sich dabei nicht um eine Breitwand, sondern um eine Seitenwand. Notwendig ist aber gemäß der Erfindung ein Zwischenraum zwischen den randständigen Rohren ("Randrohren") und den Breitwänden.
[0009] Außerdem enthält dieses Dokument keinerlei Erklärung des dort gezeigten Zwischenraumes, so daß schon deshalb dieses Dokument keine Anregung zur Erfindung geben konnte.
[0010] Eine ähnliche Schrift war im entsprechenden US-Patenterteilungsverfahren entgegen gehalten worden, nämlich US-A-4 687 548.
[0011] Bezüglich US-A-5 110 416 ist genau das gleiche zu sagen. Auch hier besteht zwischen den Randrohren und der zugehörenden Breitwand kein "Zwischenraum, der eine freie Strömung über die Maschinenbreite hinweg erlaubt".
[0013] Darin ist im übrigen folgendes dargestellt:
- Fig. 1:
- Längsschnitt eines schematisierten Stoffauflaufes mit Düse, darin liegender Lamelle und Rohrbündel des Turbulenzeinsatzes.
- Fig. 2:
- Schnitt A-A durch Fig. 1 mit Stoffauflauf nach Stand der Technik.
- Fig. 3:
- Schnitt A-A durch Fig. 1 mit erfindungsgemäßem Turbulenzeinsatz.
- Fig. 4:
- Einzelrohr eines Turbulenzeinsatzes im Längs- und Querschnitt.
- Fig. 5:
- Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stoffauflauf mit Lamelle.
[0014] Fig. 1 zeigt schematisch einen Zweischichtenstoffauflauf in dem von links kommend für jede Stoffschicht ein Turbulenzeinsatz T angedeutet ist der jeweils die Stoffsuspension in den Düsenraum führt. Der Düsenraum wird gebildet von einem Oberdeckel O und einem Unterdeckel U des Stoffauflaufes in dem zentral eine Lamelle L angeordnet ist.
[0015] Fig. 2 zeigt den Schnitt A-A durch Fig. 1 in dem die wabenförmig ausgebildeten Enden der Turbulenzrohre mit ihren Randstegen RS zu sehen sind, wobei zwischen dem Turbulenzeinsatz der oberen und unteren Schicht die Lamelle L verläuft. RS bezeichnet die Randstege der einzelnen Turbulenzrohre und RZ die jeweiligen Randzeilen, d.h. die übereinander liegenden Turbulenzrohre, welche randständig angeordnet sind. Weiterhin sind die mit lZ bezeichneten inneren Zeilen angedeutet, d.h. die Turbulenzrohre deren nächste Nachbarn jeweils wieder andere Turbulenzrohre also keine Wände darstellen.
[0016] Fig. 3 zeigt das gleiche Bild wie Fig. 2, jedoch sind die dort gezeigten Randstege RS um eine Länge R reduziert, wodurch erfindungsgemäß ein Impulsaustausch zwischen den einzelnen Stoffströmen der randständigen Turbulenzrohre stattfinden kann, so daß die unerwünschten Effekte die durch einen Impulsaustausch erst nach dem Ende der Turbulenzrohre entstehen vermieden werden.
[0017] Fig. 4 zeigt beispielhaft die Ausgestaltung eines einzelnen Randrohres eines Turbulenzeinsatzes. Es ist von links kommend ein nach rechts in Abständen konisch erweiterndes Rohr zu sehen, bei dem im letzten Teil eine Ausfräsung zur oberen Kante hin vorgenommen wurde. Auf der rechten Seite der Fig. 4 ist der Schnitt A-A dieses Einzelrohres zu sehen, wobei die wabenförmige Auslaufseite des Rohres deutlich zu erkennen ist.
1.1 mit einem Rohrbündel, das von zwei Seitenwänden sowie wenigstens zwei sich über die Maschinenbreite erstreckenden Wänden ("Breitwänden O, U") umschlossen ist;
1.2 das Rohrbündel weist Rohre auf, die den Breitwänden (O, U) benachbart sind ("Randrohre");
1.3 die Breitwände (O, U) erstrecken sich in Strömungsrichtung über das stromabwärts liegende Ende des Rohrbündels hinaus;
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:1.4 zwischen einer jeden Breitwand (O, U) und den dort befindlichen Randrohren besteht ein Zwischenraum, der eine freie Strömung über die Maschinenbreite hinweg erlaubt.
1.1 a tube nest which is surrounded by two side walls and at least two walls extending over the machine width ("wide walls O, U"),
1.2 the tube nest comprises tubes which are adjacent to the wide walls (O, U) ("edge tubes"),
1.2 the wide walls (O, U) extend in flow direction over the downstream end of the tube nest,
characterised by the following features:1.4 between each wide wall (O, U) and the edge tubes located there is a gap which permits a free flow over the machine width.
1.1. la section comprend un faisceau de tubes, qui est entouré par deux parois latérales ainsi qu'au moins deux parois qui s'étendent sur la largeur de la machine ("parois larges O, U"),
1.2. le faisceau de tubes présente des tubes qui sont voisins des parois larges (O, U) ("un tube de bordure"),
1.3. les parois larges (O, U) s'étendent dans le sens de l'écoulement sur l'extrémité qui se trouve en aval du faisceau de tubes,
caractérisée par les particularités suivantes :1.4. entre chaucune des parois larges (O, U) et les tubes de bordures qui se trouvent à cet endroit, il y a un espace intermédiaire, qui permet un écoulement libre sur la largeur de la machine.
caractérisée en ce que
l'espace intermédiaire est prévu dans la zone terminale de la section de turbulence.
caractérisée en ce que
l'admission de matière est prévue sous la forme d'une admission de matière multicouche.