[0001] Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn,
insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension, mit
mindestens einer die mindestens eine Faserstoffsuspension zuführenden Zuführvorrichtung
und mit mindestens einem Turbulenzerzeugungsmittel, in welchem beim Betrieb des Stoffauflaufs
die mindestens eine Faserstoffsuspension durch eine Vielzahl von vorzugsweise in Zeilen
und in Spalten angeordneten Strömungskanälen strömt, dadurch in turbulente Faserstoffsuspensionsteilströme
aufgeteilt und nach dem Austritt aus dem Turbulenzerzeugungsmittel in einer vorzugsweise
maschinenbreiten Kammer wieder zusammengeführt wird, wobei im Bereich des Turbulenzerzeugungsmittels
Mittel zur Zudosierung von wenigstens einem Fluid in die Vielzahl der Strömungskanäle
vorgesehen sind.
[0002] Ein derartiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus der
deutschen Offenlegungsschrift DE 199 26 805 A1 bekannt. Diese Druckschrift zeigt überdies ein als Dosierrohr ausgebildetes Mittel
zur Zudosierung eines Fluids in einen Stoffsuspensionsstrom eines Turbulenzrohrs.
Das Dosierrohr ist hierzu mit mindestens einer seitlichen Öffnung ausgestattet, der
mindestens eine Öffnung im Turbulenzrohr zugeordnet ist.
[0003] Bei der Realisierung einer derartigen Zudosierung stellt sich der Nachteil ein, dass
unter anderem aufgrund der hydraulisch notwendigen Anordnung der Turbulenzrohre und
der Dosierrohre eine gegenseitige maßliche Abhängigkeit besteht. Vergrößert man zum
Beispiel den Durchmesser der Turbulenzrohre, so verkleinert sich bei vorgegebener
Teilungskonstanz der Durchmesser der Dosierrohre. Gleiches gilt natürlich auch umgekehrt.
Somit ist es, möglicherweise bei erhöhtem Aufwand, nur schwer möglich, die für eine
gute Volumenkonstanz der beiden Teilströme geforderten und relativ langsamen Strömungsgeschwindigkeiten
in beiden Rohrtypen, das heißt in den Turbulenzrohren und in den Dosierrohren, unabhängig
voneinander zu erreichen.
[0004] Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art
derart zu verbessern, dass eine weitestgehend unabhängige Zudosierung des zusätzlichen
Fluids bei gewünschter Gesamtvolumenkonstanz des einzelnen, aus dem Faserstoffsuspensionsteilstrom
und Fluidteilstrom gebildeten Mischteilstroms ermöglicht wird.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Mittel zur Zudosierung
von wenigstens einem Fluid in die Vielzahl der Strömungskanäle im Bereich des Turbulenzerzeugungsmittels
derart vorgesehen sind, dass jeder Strömungskanal zumindest streckenweise von dem
wenigstens einen in dem dazugehörigen Mittel geführten Fluid außenseitig zumindest
teilweise umflossen wird, und dass jeder Strömungskanal mit mindestens je einer Zudosieröffnung
zur wenigstens teilweisen Aufnahme des ihn zumindest teilweise umströmenden Fluids
versehen ist, so dass im Bereich der Zudosieröffnung ein aus dem Faserstoffsuspensionsteilstrom
und dem wenigstens einen aufgenommenen Fluidteilstrom gebildeter Mischteilstrom gebildet
wird.
[0006] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
[0007] Durch die Erfindung wird die Möglichkeit der Zudosierung des zusätzlichen Fluids
ohne jegliche maßliche Abhängigkeit von den Strömungskanälen und dem Mittel geschaffen.
Die Strömungskanäle, beispielsweise in Form von dünnwandigen Turbulenzrohren und/oder
Turbulenzrohrinserts, können unabhängig vom Mittel maßlich ausgelegt werden, so dass
die für eine gute Volumenkonstanz der beiden Teilströme geforderten und relativ langsamen
Strömungsgeschwindigkeiten in beiden Bauteilen infolge größtmöglicher Strömungsquerschnitte
zumindest im Bereich der Zudosierung erreicht werden können. Zudem wird die geforderte
Gesamtvolumenkonstanz des Mischstroms im einzelnen Strömungskanal des Turbulenzerzeugungsmittels
und damit auch im gesamten Turbulenzerzeugungsmittel problemlos erreicht. Dabei bewirkt
eine geringe Dynamik die gewünschte geringe Verlustenergie, so dass eine erfindungsgemäße
Anordnung der Strömungskanäle bei verhältnismäßig geringen nachgeschalteten Druckverlusten
realisierbar ist.
[0008] Insgesamt bietet die Erfindung auch die Möglichkeit, einen größtmöglichen Freiheitsgrad
in der Anordnung und in der Ausgestaltung der Strömungskanäle und der Mittel.
[0009] Zudem können mittels der Erfindung die gestellten Forderungen nach größtmöglichen
Strömungsquerschnitten bei relativ langsamen Strömungsgeschwindigkeiten mit geringem
Aufwand realisiert werden.
[0010] In einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die in einer
Spalte angeordneten Strömungskanäle derart vorgesehen sind, dass sie zumindest streckenweise
von dem wenigstens einen in dem dazugehörigen Mittel geführten Fluid außenseitig entweder
teilweise oder vollständig umflossen werden. In praktischer Weise können dabei alle
in einer Spalte angeordneten Strömungskanäle außenseitig teilweise oder außenseitig
vollständig umflossen werden. Bei einer außenseitig vollständigen Umfließung der in
der Spalte angeordneten Strömungskanäle ist zudem die Möglichkeit geboten, dass sie
symmetrisch oder annähernd symmetrisch von dem wenigstens einen in dem dazugehörigen
Mittel geführten Fluid außenseitig vollständig umflossen werden.
[0011] Durch diese zumindest teilweise, möglicherweise vollständige Überlappung der Strömungsquerschnitte
kann die Teilung der Strömungskanäle des Turbulenzerzeugungsmittels merklich verkleinert
werden. Zudem kann die Querschnittsfläche der Mittel deutlich größer als bei den bekannten
Systemen gewählt werden.
[0012] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Mittel
zur Zudosierung wenigstens eines Fluids derart ausgebildet sind, dass die Strömungskanäle
wenigstens zweier benachbarter Spalten zumindest streckenweise von dem wenigstens
einen in dem dazugehörigen Mittel geführten Fluid außenseitig entweder teilweise oder
vollständig umflossen werden. Dabei können wiederum in praktischer Weise Mittel zur
Zudosierung des wenigstens einen Fluids außenseitig teilweise oder außenseitig vollständig
umflossen werden. Und bei einer außenseitig vollständigen Umfließung der in der Spalte
angeordneten Strömungskanäle ist zudem die Möglichkeit geboten, dass sie symmetrisch
oder annähernd symmetrisch von dem wenigstens einen in dem dazugehörigen Mittel geführten
Fluid außenseitig vollständig umflossen werden.
[0013] Durch diese zumindest teilweise, möglicherweise vollständige Überlappung der Strömungsquerschnitte
wenigstens zweier benachbarter Spalten kann die Teilung der Strömungskanäle des Turbulenzerzeugungsmittels
wiederum merklich verkleinert werden. Auch kann die Querschnittsfläche der Mittel
erneut deutlich größer als bei den bekannten Systemen gewählt werden. Ein entscheidender
Vorteil ist zudem, dass die Anzahl der Mittel zumindest halbiert wird, da ein Mittel
zumindest die Strömungskanäle zweier benachbarter Spalten versorgt. Dadurch entsteht
ein merklicher Kostenvorteil bei merklich geringerem Regelungsaufwand für die Zudosierung.
[0014] Es ist weiterhin von Vorteil, wenn mehrere Strömungskanäle zumindest streckenweise
mindestens eine Querschnittsverjüngung und/oder Querschnittserweiterung aufweisen,
wobei im Bereich der zumindest einen jeweiligen Querschnittsänderung mindestens eine
Zudosieröffnung angeordnet ist. Die Querschnittsänderung bewirkt unter anderem eine
günstige Turbulenzänderung zumindest innerhalb des Faserstoffsuspensionsteilstroms.
Die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids kann durch reihenweises Variieren der Geometrien
der Strömungskanäle in gewissem Maße konstant gehalten werden. Je nach Ausrichtung
der Querschnittsänderung kann das Fluid in oder entgegen der Strömungsrichtung des
Faserstoffsuspensionsteilstroms zudosiert werden, wodurch wiederum entsprechende Vorteile,
beispielsweise hinsichtlich der Qualität der Volumenkonstanz der beiden Teilströme,
entstehen.
[0015] Der Strömungskanal weist im Bereich der zumindest einen Querschnittsänderung bevorzugt
mehrere, vorzugsweise zwei Zudosieröffnungen auf, die in dem Strömungskanal vorzugsweise
symmetrisch zur Strömungsrichtung des mindestens einen Faserstoffsuspensionsteilstroms
angeordnet sind. Dadurch wird insbesondere eine verbesserte Qualität der Volumenkonstanz
der beiden Teilströme erreicht.
[0016] Ferner weist der Strömungskanal mindestens eine Zudosieröffnung auf, die in einem
Bereich entgegen der Strömungsrichtung des wenigstens einen Fluids in dem Strömungskanal
angeordnet ist. Der Bereich entgegen der Strömungsrichtung des wenigstens einen Fluids
ist hierbei der rückseitige Bereich des Strömungskanals. Dieser Bereich ist der so
genannte Totwasserbereich, wobei sich hierbei ein geringerer dynamischer Druck an
der Dosierstelle einstellt. Weiterhin ist die Sedimentationsgefahr an dieser Stelle
sehr gering, da der Totwasserbereich ein "schwebender" Bereich ist.
[0017] Der Strömungskanal kann selbstverständlich auch mehrere, vorzugsweise zwei Zudosieröffnungen
aufweisen, die in einem Bereich entgegen der Strömungsrichtung des wenigstens einen
Fluids in dem Strömungskanal vorzugsweise symmetrisch zur Strömungsrichtung des wenigstens
einen Fluids angeordnet sind. Dadurch wird wiederum eine verbesserte Qualität der
Volumenkonstanz der beiden Teilströme erreicht. Sollten mehr als zwei Zudosieröffnungen
vorhanden sein, so sind diese vorzugsweise in gleicher Verteilung am Umfang des Strömungskanals
angeordnet.
[0018] Ferner weist zumindest eine Zudosieröffnung bevorzugt eine vorzugsweise kreisrunde,
eine in Strömungsrichtung des Faserstoffsuspensionsteilstroms längliche, insbesondere
ovale oder langlochartige, eine rechteckige, insbesondere quadratische, oder ähnliche
Querschnittsfläche auf. Somit ist je nach konstruktiver und maßlicher Ausführungsform
jeweils eine optimale Querschnittsfläche für die entsprechende Zudosieröffnung gegeben.
[0019] Im Hinblick auf die Anordnung der Mittel ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass
benachbarte Mittel in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspensionsteilströme zueinander
versetzt angeordnet, insbesondere in mindestens zwei Reihen abwechselnd zueinander
versetzt angeordnet sind. Auch können mindestens zwei Mittel in Strömungsrichtung
des Faserstoffsuspensionsteilstroms hintereinander angeordnet sein. Die möglichen
Anordnungen der Mittel begünstigen eine Vielzahl an möglichen Zudosiermöglichkeiten.
So können beispielsweise durch ein erstes Mittel die Strömungskanäle einer geraden
Zeile und durch ein zweites Mittel die Strömungskanäle einer ungeraden Zeile des Turbulenzerzeugungsmittels
mit einem Fluid versorgt werden. Auch können Mittel mit unterschiedlichen Qualitäten
selektiv und gestaffelt zudosiert werden.
[0020] Die Querschnittsfläche des einzelnen Mittels ist in Strömungsrichtung des wenigstens
einen Fluids bevorzugt zumindest streckenweise konstant und/oder verjüngt sich zumindest
streckenweise kontinuierlich und/oder sprunghaft. Im Falle einer kontinuierlichen
Verjüngung der Querschnittsfläche des Mittels kann unter bestimmten Umständen die
Strömungsgeschwindigkeit des im Mittel fließenden Fluidstroms konstant gehalten werden.
[0021] Unter praktischen Gesichtspunkten ist das Turbulenzerzeugungsmittel in erster Ausgestaltung
ein Turbulenzerzeuger, in welchem beim Betrieb des Stoffauflaufs die mindestens eine
Faserstoffsuspension durch eine Vielzahl von vorzugsweise in Zeilen und in Spalten
angeordneten Strömungskanälen strömt, dadurch in turbulente Faserstoffsuspensionsteilströme
aufgeteilt und nach dem Austritt aus dem Turbulenzerzeuger in einer dem Turbulenzerzeuger
in Strömungsrichtung der mindestens einen Faserstoffsuspension nachgeordneten Stoffauflaufdüse
wieder zusammengeführt wird, um die Bildung einer maschinenbreiten Faserstoffbahn
zu ermöglichen. Im Bereich des Turbulenzerzeugers sind dann Mittel zur Zudosierung
von wenigstens einem Fluid in die Vielzahl der Strömungskanäle vorgesehen.
[0022] Dabei kann der Turbulenzerzeuger zumindest einen Turbulenzerzeugerblock aufweisen
und die Mittel können als Bestandteil des Turbulenzerzeugerblocks ausgebildet sein
oder der Turbulenzerzeuger kann zumindest einen Turbulenzerzeugerblock aufweisen und
die Mittel können als Bestandteil mindestens eines stromaufwärts des Turbulenzerzeugerblocks
angeordneten Bauteils ausgebildet sein.
[0023] In zweiter Ausgestaltung ist das Turbulenzerzeugungsmittel eine Röhrenbank und im
Bereich der Röhrenbank sind Mittel zur Zudosierung von wenigstens einem Fluid in die
Vielzahl der Strömungskanäle vorgesehen.
[0024] Dabei kann die Röhrenbank zumindest einen Röhrenbankblock aufweisen und die Mittel
können als Bestandteil des Röhrenbankblocks ausgebildet sein oder die Röhrenbank kann
zumindest einen Röhrenbankblock aufweisen und die Mittel können als Bestandteil mindestens
eines stromaufwärts des Röhrenbankblocks angeordneten Bauteils ausgebildet sein.
[0025] Das Mittel zur Zudosierung des wenigstens einen Fluids in mehrere Strömungskanäle
kann in erster bevorzugter Ausgestaltung eine Fluidverteilkammer mit einer - in Strömungsrichtung
des wenigstens einen Fluids gesehen - vorzugsweise rechteckigen, insbesondere quadratischen
Querschnittsfläche sein. In zweiter bevorzugter Ausgestaltung kann es eine Fluidverteilbohrung
mit einer - in Strömungsrichtung des wenigstens einen Fluids gesehen - vorzugsweise
kreisrunden Querschnittsfläche sein. Beide bevorzugten Ausführungsformen erfüllen
bestens die an sie gestellten Anforderungen bei vergleichsweise günstigen Herstellungskosten
und gutem Betriebsverhalten.
[0026] Das Fluid besteht vorzugsweise aus Wasser, insbesondere Klarwasser, oder aus einer
Faserstoffsuspension, insbesondere Siebwasser, deren Konzentration sich von der durchschnittlichen
Konzentration der mindestens einen Faserstoffsuspension in dem Stoffauflauf unterscheidet.
Diese Fluidarten haben sich in ähnlichen Anwendungen bereits bestens bewährt.
[0027] Der erfindungsgemäße Stoffauflauf eignet sich in hervorragender Weise zur Verwendung
in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder
Kartonbahn. Die in der Maschine mit einem erfindungsgemäßen Stoffauflauf hergestellte
Faserstoffbahn weist durchwegs hervorragende Eigenschaften auf, da unter anderem die
Regelung sowohl ihres Faserorientierungsquerprofils als auch ihres Flächengewichtsquerprofils
möglich ist.
[0028] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
[0029] Es zeigen
- Figuren 1a und 1b
- zwei vertikale Längsschnitte durch bekannte Stoffaufläufe einer Maschine zur Herstellung
einer Faserstoffbahn;
- Figur 2
- eine schematische Ansicht des mindestens einen Turbulenzerzeugungsmittels des Stoffauflaufs
der Figur 1 entgegen der Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension;
- Figuren 3, 4, 6, 9, 12,
- 25 und 27 horizontale und ausschnittsweise Längsschnitte durch verschiedene Ausführungsformen
eines Turbulenzerzeugungsmittels eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs;
- Figuren 5, 7, 8, 10, 11, 13, 16, 23, 24 und 26
- vertikale und ausschnittsweise Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen eines
Turbulenzerzeugungsmittels eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs;
- Figuren 14
- und 15 horizontale und ausschnittsweise Längsschnitte durch zwei Ausführungsformen
eines Turbulenzerzeugungsmittels eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs;
- Figuren 17 und 18
- vertikale Querschnitte durch zwei Ausführungsformen eines Strömungskanals eines erfindungsgemäßen
Stoffauflaufs;
- Figuren 19, 20, 21 und 22
- Draufsichten auf verschiedene Ausführungsformen eines Turbulenzerzeugungsmittels eines
erfindungsgemäßen Stoffauflaufs; und
- Figur 28
- eine schematische Teilschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Turbulenzerzeugungsmittels
eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs.
[0030] Die Figuren 1a und 1b zeigen vertikale Längsschnitte durch Stoffaufläufe 1 einer
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn,
aus einer Faserstoffsuspension 2. Die dargestellten Stoffaufläufe 1 können selbstverständlich
auch als Mehrschichtenstoffaufläufe ausgebildet sein, die zumindest zwei unterschiedliche
Faserstoffsuspensionen zur Herstellung einer Faserstoffbahn verwenden. Die Faserstoffbahn
kann dabei insbesondere eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn sein.
[0031] Der in der Figur 1a dargestellte Stoffauflauf 1 weist eine die Faserstoffsuspension
2 zuführende Zuführvorrichtung 3, beispielsweise in der Ausführung eines dargestellten
Querverteilrohrs 4 oder eines nicht dargestellten Rundverteilers mit einer Vielzahl
an Schläuchen, auf.
[0032] Weiterhin verfügt der Stoffauflauf 1 über einen der Zuführvorrichtung 3 in Strömungsrichtung
S (Pfeil) der Faserstoffsuspension 2 nachgeordneten Turbulenzerzeuger 5 (Turbulenzerzeugungsmittel).
Dieser Turbulenzerzeuger 5 weist eine Vielzahl von vorzugsweise in Zeilen Z.1 bis
Z.4 und in Spalten S.1 bis S.11 (Figur 2) angeordneten Strömungskanälen 6 (6.1 bis
6.44) (Figur 2) auf. 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 Strömungsquerschnitten ausgebildet.
[0033] Beim Betrieb des Stoffauflaufs 1 werden die Strömungskanäle 6 von der Faserstoffsuspension
2 durchströmt, wobei sie in turbulente Faserstoffsuspensionsteilströme 7 (7.1 bis
7.44) (Figur 2) aufgeteilt und nach dem Austritt aus dem Turbulenzerzeuger 5 in einer
dem Turbulenzerzeuger 5 in Strömungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension 2
nachgeordneten Stoffauflaufdüse 8 wieder zusammengeführt wird, um die Bildung einer
maschinenbreiten Faserstoffbahn zu ermöglichen. Die Stoffauflaufdüse 8 kann dabei
als maschinenbreite Kammer betrachtet werden.
[0034] Ferner sind im Bereich des Turbulenzerzeugers 5 Mittel 9 zur Zudosierung von wenigstens
einem Fluid 10 in die Vielzahl der Strömungskanäle 6 (6.1 bis 6.44) (Figur 2) vorgesehen.
[0035] Der in der Figur 1 b dargestellte Stoffauflauf 1 entspricht zumindest im zweiten
Teil des Strömungswegs der Faserstoffsuspension 2 dem in der Figur 1a dargestellten
Stoffauflauf. Somit wird hiermit auf dessen Beschreibung Bezug genommen.
[0036] In Erweiterung zu dem in der Figur 1a dargestellten Stoffauflauf 1 weist der Stoffauflauf
1 der Figur 1b zwischen der die Faserstoffsuspension 2 zuführenden Zuführvorrichtung
3 und dem Turbulenzerzeuger 5 und in Strömungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension
2 sowohl eine Röhrenbank 15 (weiteres Turbulenzerzeugungsmittel) als eine vorzugsweise
maschinenbreite Kammer 16 auf. Die auch als Zwischenkammer bezeichnete Kammer 16 kann
in weiterer Ausgestaltung mehrere Trennwände aufweisen, die sie zumindest streckenweise
in mehrere sektionierte Teilkammern unterteilt.
[0037] Die Röhrenbank 15 weist eine Vielzahl von vorzugsweise in Zeilen Z.1 bis Z.4 und
in Spalten S.1 bis S.11 (Figur 2) angeordneten Strömungskanälen 6 (6.1 bis 6.44) (Figur
2) auf. 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 Strömungsquerschnitten ausgebildet.
[0038] Beim Betrieb des Stoffauflaufs 1 werden die Strömungskanäle 6 von der Faserstoffsuspension
2 durchströmt, wobei sie in turbulente Faserstoffsuspensionsteilströme 7 (7.1 bis
7.44) (Figur 2) aufgeteilt und nach dem Austritt aus der Röhrenbank 15 in der vorzugsweise
maschinenbreiten Kammer 16 wieder zusammengeführt wird.
[0039] Ferner sind im Bereich der Röhrenbank 15 Mittel 9 zur Zudosierung von wenigstens
einem Fluid 10 in die Vielzahl der Strömungskanäle 6 (6.1 bis 6.44) (Figur 2) vorgesehen.
[0040] Für den Fachmann ist es selbstverständlich, dass auch der Turbulenzerzeuger 5 Mittel
9 zur Zudosierung von wenigstens einem Fluid 10 in die Vielzahl der Strömungskanäle
6 (6.1 bis 6.44) (Figur 2) aufweisen können. Die Mittel 9 sind hierbei gestrichelt
dargestellt. Dabei können die Zeilenanzahl und die Spaltenanzahl der beiden Turbulenzerzeugungsmittel
5, 15 verschieden sein.
[0041] Der jeweilige in den beiden Figuren 1a und 1b dargestellte Stoffauflauf 1 kann sowohl
eine gerade Grundkontur (Figur 1a) als auch eine gekrümmte Grundkontur (Figur 1b)
aufweisen.
[0042] Die in den beiden Figuren 1a und 1b dargestellten Mittel 9 können das jeweilige Fluid
10 sowohl von oben, von unten als auch beidseitig zuführen. Sollten wenigstens zwei
Mittel 9 vorhanden sein, wie dies in der Figur 1b angedeutet ist, so können die Fluide
10 in weiterer Ausgestaltung auch von gegenüber liegenden Seiten zugeführt werden.
[0043] Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht des Turbulenzerzeugungsmittels 5 (oder
15) des Stoffauflaufs 1 der Figur 1 entgegen der Strömungsrichtung S (Pfeil) der Faserstoffsuspension
2.
[0044] Das Turbulenzerzeugungsmittel 5 besitzt mehrere in Zeilen Z.1 bis Z.4 und Spalten
S.1 bis S.11 angeordnete Strömungskanäle 6.1 bis 6.44. Die in den Randzonen S.1, S.11
vorgesehenen Strömungskanäle 6.1, 6.11, 6.12, 6.22, 6.23, 6.33, 6.34, 6.44 des Turbulenzerzeugungsmittels
5 können einen größeren Durchtrittsquerschnitt D als die restlichen Strömungskanäle
6 der Spalten S.2 bis S.10 besitzen, welche nicht explizit dargestellt sind. Zudem
kann die Teilung der in den Spalten S1 bis S11 angeordneten Strömungskanäle 6.1 bis
6.44 über die Maschinenbreite M unterschiedlich sein. So können beispielsweise die
randseitigen Teilungen größer als die mittigen Teilungen sein.
[0045] Die Figuren 3 bis 28 zeigen nun Schnitte und Ansichten in jeweils ausschnittsweiser
Darstellung von verschiedenen Ausführungsformen eines Turbulenzerzeugungsmittels 5
eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs.
[0046] Den in den Figuren 3 bis 28 dargestellten Ausführungsformen ist allesamt gemeinsam,
dass die Mittel 9 zur Zudosierung von wenigstens einem Fluid 10 in die Vielzahl der
Strömungskanäle 6 im Bereich des Turbulenzerzeugungsmittels 5 derart vorgesehen sind,
dass jeder Strömungskanal 6.1 bis 6.44 (Figur 2) zumindest streckenweise von dem wenigstens
einen in dem dazugehörigen Mittel 9 geführten Fluid 10 außenseitig zumindest teilweise
umflossen wird, und dass jeder Strömungskanal 6.1 bis 6.44 (Figur 2) mit mindestens
je einer Zudosieröffnung 11 zur wenigstens teilweisen Aufnahme des ihn zumindest teilweise
umströmenden Fluids 10 versehen ist, so dass im Bereich der Zudosieröffnung 11 ein
aus dem Faserstoffsuspensionsteilstrom 7.1 bis 7.44 (Figur 2) und dem wenigstens einen
aufgenommenen Fluidteilstrom 10.1 bis 11.44 (Figur 2) gebildeter Mischteilstrom 12.1
bis 12.44 (Figur 2) gebildet wird.
[0047] Das Fluid 10 besteht in bevorzugter Weise aus Wasser, insbesondere Klarwasser, und/oder
aus einer Faserstoffsuspension, insbesondere Siebwasser, deren Konzentration sich
von der durchschnittlichen Konzentration der mindestens einen Faserstoffsuspension
2 in dem Stoffauflauf 1 unterscheidet.
[0048] Weiterhin sind in den Figuren 3 bis 28 gleiche Bauteile lediglich mit einem Bezugszeichen
angeführt, wobei das Bezugszeichen aus der Grundzahl für das entsprechende Bauteil
und einem Buchstaben, beispielsweise A oder B, besteht. Unterschiedliche Buchstaben
werden für gleiche Bauteile mit unterschiedlichen Ausgestaltungen, beispielsweise
im Hinblick auf Ausrichtung, Dimensionierung und dergleichen, verwendet.
[0049] Die Figuren 3 und 4 zeigen horizontale und ausschnittsweise Längsschnitte durch zwei
Ausführungsformen eines Turbulenzerzeugungsmittels 5 eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs.
[0050] Die Turbulenzerzeugungsmittel 5 verfügen über in Spalten S.A angeordnete Strömungskanäle
6.A, die zumindest streckenweise und symmetrisch von dem in dem dazugehörigen Mittel
9 geführten Fluid 10 außenseitig vollständig umflossen werden.
[0051] Das Mittel 9 zur Zudosierung des Fluids 10 in den entsprechenden, in der Spalte S.A
angeordneten Strömungskanal 6.A ist eine Fluidverteilbohrung 13 mit einer - in Strömungsrichtung
F (Pfeil) des Fluids 10 gesehen - vorzugsweise kreisrunden Querschnittsfläche QM.
[0052] Die einzelne Zudosieröffnung 11 weist ferner eine in Strömungsrichtung T (Pfeil)
des Faserstoffsuspensionsteilstroms 7.A längliche, insbesondere langlochartige Querschnittsfläche
QZ auf.
[0053] Die dargestellten und in den Spalten S.A angeordneten Strömungskanäle 6.A weisen
überwiegend konstante Strömungsquerschnitte q auf. Der Strömungskanal 6.A der Figur
3 ist überdies zumindest streckenweise konvergierend ausgebildet. Zudem ist er mit
einem Stufensprung zwischen zwei konstanten Strecken ausgebildet. Der Strömungskanal
6.A der Figur 4 ist lediglich zumindest streckenweise divergierend ausgebildet.
[0054] Die Figuren 5 und 7 zeigen vertikale und ausschnittsweise Querschnitte durch verschiedene
Ausführungsformen eines Turbulenzerzeugungsmittels 5 eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs.
Die Figur 6 zeigt horizontale und ausschnittsweise Längsschnitte durch die Turbulenzerzeugungsmittel
5 der Figuren 5 und 7, wobei sie zudem der Figur 3 entspricht.
[0055] Die in Spalten S.A angeordneten Strömungskanäle 6.A der Turbulenzerzeugungsmittel
5 werden wiederum zumindest streckenweise und symmetrisch von dem in dem Mittel 9
geführten Fluid 10 außenseitig vollständig umflossen.
[0056] Das Mittel 9 zur Zudosierung des Fluids 10 in den entsprechenden, in der Spalte S.A
angeordneten Strömungskanal 6.A ist erneut eine Fluidverteilbohrung 13 mit einer -
in Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10 gesehen - vorzugsweise kreisrunden Querschnittsfläche
QM. In der Figur 5 ist die Querschnittsfläche QM des Mittels 9 in Strömungsrichtung
F (Pfeil) des Fluids 10 zumindest streckenweise konstant, wohingegen die Querschnittsfläche
QM des Mittels 9 in der Figur 7 sich in Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10
zumindest streckenweise sprunghaft verjüngt. Der Stufensprung ist zwischen zwei Strömungskanälen
6.A vorzugsweise mittig angeordnet.
[0057] Die jeweilige Zudosieröffnung 11 ist in einem Bereich entgegen der Strömungsrichtung
F (Pfeil) des Fluids 10 in dem Strömungskanal 6.A angeordnet. Der Bereich ist dabei
exakt entgegen der Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10 in dem Strömungskanal
6.A angeordnet. Die einzelnen Zudosieröffnungen 11 weisen wiederum eine in Strömungsrichtung
T (Pfeil) des Faserstoffsuspensionsteilstroms 7.A längliche, insbesondere langlochartige
Querschnittsfläche QZ auf (Figur 6).
[0058] Die Figuren 8 und 10 zeigen vertikale und ausschnittsweise Querschnitte durch verschiedene
Ausführungsformen eines Turbulenzerzeugungsmittels 5 eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs.
Die Figur 9 zeigt horizontale und ausschnittsweise Längsschnitte durch die Turbulenzerzeugungsmittel
5 der Figuren 8 und 10.
[0059] Die in Spalten S.A, S.B angeordneten Strömungskanäle 6.A, 6.B der Turbulenzerzeugungsmittel
5 werden wiederum zumindest streckenweise und symmetrisch von dem in dem Mittel 9
geführten Fluid 10 außenseitig teilweise umflossen. Es ist ersichtlich, dass vorzugsweise
mittig zwischen zwei in den Spalten S.A, S.B angeordneten Strömungskanälen 6.A, 6.B
ein gemeinsames Mittel 9 angeordnet ist.
[0060] Das Mittel 9 zur Zudosierung des Fluids 10 in den entsprechenden, in der Spalte S.A,
S.B angeordneten Strömungskanal 6.A, 6.B ist erneut eine Fluidverteilbohrung 13 mit
einer - in Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10 gesehen - vorzugsweise kreisrunden
Querschnittsfläche QM. In der Figur 8 ist die Querschnittsfläche QM des Mittels 9
in Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10 zumindest streckenweise konstant, wohingegen
die Querschnittsfläche des Mittels in der Figur 10 sich in Strömungsrichtung F (Pfeil)
des Fluids 10 zumindest streckenweise sprunghaft verjüngt. Der Stufensprung ist zwischen
zwei Strömungskanälen 6.A, 6.B vorzugsweise mittig angeordnet.
[0061] Die jeweilige Zudosieröffnung 11 ist wiederum in einem Bereich entgegen der Strömungsrichtung
F (Pfeil) des Fluids 10 in dem Strömungskanal 6.A, 6.B angeordnet. Der Bereich liegt
dabei entgegen der Strömungsrichtung F (Pfeil) und unterhalb der Senkrechten zur Strömungsrichtung
F (Pfeil) des Fluids 10. Die einzelnen Zudosieröffnungen 11 sind der Mittellinie des
Mittels 9 zugewandt und weisen wiederum eine längliche, insbesondere langlochartige
Querschnittsfläche QZ auf (Figur 9).
[0062] Die Figuren 11 und 13 zeigen vertikale und ausschnittsweise Querschnitte durch verschiedene
Ausführungsformen eines Turbulenzerzeugungsmittel 5 eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs.
Die Figur 12 zeigt horizontale und ausschnittsweise Längsschnitte durch die Turbulenzerzeugungsmittel
5 der Figuren 11 und 13.
[0063] Die in Spalten S.A, S.B angeordneten Strömungskanäle 6.A, 6.B der Turbulenzerzeugungsmittel
5 werden wiederum zumindest streckenweise von dem in dem Mittel 9 geführten Fluid
10 außenseitig vollständig, jedoch asymmetrisch umflossen. Es ist ersichtlich, dass
vorzugsweise symmetrisch zu zwei in den Spalten S.A, S.B angeordneten Strömungskanälen
6.A, 6.B ein gemeinsames Mittel 9 angeordnet ist.
[0064] Das Mittel 9 zur Zudosierung des Fluids 10 in den entsprechenden, in der Spalte S.A,
S.B angeordneten Strömungskanal 6.A, 6.B ist erneut eine Fluidverteilbohrung 13 mit
einer - in Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10 gesehen - vorzugsweise kreisrunden
Querschnittsfläche QM. In der Figur 11 ist die Querschnittsfläche QM des Mittels 9
in Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10 zumindest streckenweise konstant, wohingegen
die Querschnittsfläche des Mittels 9 in der Figur 13 sich in Strömungsrichtung F (Pfeil)
des Fluids 10 zumindest einmal und streckenweise kontinuierlich verjüngt. Die Verjüngung
ist zwischen zwei Strömungskanälen 6.A, 6.A bzw. 6.B ,6.B vorzugsweise mittig angeordnet.
[0065] Die jeweilige Zudosieröffnung 11 ist wiederum in einem Bereich entgegen der Strömungsrichtung
F (Pfeil) des Fluids 10 in dem Strömungskanal 6.A, 6.B angeordnet. Der Bereich liegt
dabei entgegen der Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10 und unterhalb der Senkrechten
zur Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10. Die einzelnen Zudosieröffnungen 11
sind der Mittellinie des Mittels 9 zugewandt und weisen wiederum eine längliche, insbesondere
langlochartige Querschnittsfläche QZ auf (Figur 12).
[0066] Die Figuren 14 und 15 zeigen horizontale und ausschnittsweise Längsschnitte durch
zwei Ausführungsformen eines Turbulenzerzeugungsmittels 5 eines erfindungsgemäßen
Stoffauflaufs.
[0067] Das Mittel 9 zur Zudosierung des Fluids 10 in den entsprechenden, in der Spalte S.A
angeordneten Strömungskanal 6.A ist wiederum eine Fluidverteilbohrung 13 mit einer
- in Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10 gesehen - vorzugsweise kreisrunden
Querschnittsfläche QM. Das Mittel 9 umfließt den in der Spalte S.A angeordneten Strömungskanal
6.A wiederum zumindest streckenweise symmetrisch und außenseitig vollständig.
[0068] Die dargestellten Strömungskanäle 6.A weisen zumindest streckenweise mindestens eine
Querschnittsänderung bei Verkleinerung bzw. Vergrößerung der Strömungsquerschnitte
q auf. So erfährt der Strömungskanal 6.A der Figur 14 eine Querschnittsverjüngung,
wohingegen der Strömungskanal 6.A der Figur 15 eine Querschnittserweiterung erfährt.
Die stetige oder unstetige Querschnittsänderung kann, wie in der Figur 14 in gestrichelter
Form dargestellt, im Grunde an jeder beliebigen Strecke des umströmten Strömungskanals
6.A erfolgen.
[0069] Im Bereich der Querschnittsänderung ist zusätzlich mindestens eine Zudosieröffnung
11 angeordnet. In den Ausführungen der Figuren sind es zwei Zudosieröffnungen 11,
die in dem Strömungskanal 6.A vorzugsweise symmetrisch zur Strömungsrichtung T (Pfeil)
des Faserstoffsuspensionsteilstroms 7.A angeordnet sind. Das Fluid 10 kann also entgegen
der Strömungsrichtung T (Pfeil) des Faserstoffsuspensionsteilstroms 7.A (Figur 14)
oder in Strömungsrichtung T (Pfeil) des Faserstoffsuspensionsteilstroms 7.A (Figur
15) demselben zudosiert werden.
[0070] Die Figur 16 zeigt einen vertikalen und ausschnittsweisen Querschnitt durch eine
bevorzugte Ausführungsform eines Turbulenzerzeugungsmittels 5 eines erfindungsgemäßen
Stoffauflaufs.
[0071] Der in einer Spalte S.A angeordnete Strömungskanal 6.A des Turbulenzerzeugungsmittels
5 wird zumindest streckenweise und symmetrisch von dem in dem Mittel 9 geführten Fluid
10 außenseitig vollständig umflossen.
[0072] Das Mittel 9 zur Zudosierung des Fluids 10 in den entsprechenden, in der Spalte S.A
angeordneten Strömungskanal 6.A ist eine Fluidverteilbohrung 13 mit einer - in Strömungsrichtung
F (Pfeil) des Fluids 10 gesehen - vorzugsweise kreisrunden Querschnittsfläche QM.
Die Querschnittsfläche QM des Mittels 9 ist in Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids
10 zumindest streckenweise konstant. An nicht dargestelltem Ort kann die Querschnittsfläche
QM des Mittels 9 sich in Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10 zumindest streckenweise
sprunghaft verjüngen. Dabei ist der Stufensprung bevorzugt zwischen zwei Strömungskanälen
6.A vorzugsweise mittig angeordnet.
[0073] Die Zudosieröffnung 11 ist in einem Bereich entgegen der Strömungsrichtung F (Pfeil)
des Fluids 10 in dem Strömungskanal 6.A angeordnet. Der Bereich ist dabei exakt entgegen
der Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10 in dem Strömungskanal 6.A angeordnet.
Die Zudosieröffnung 11 kann hierbei eine vorzugsweise kreisrunde, eine in Strömungsrichtung
T (Pfeil) des Faserstoffsuspensionsteilstroms 7.A längliche, insbesondere ovale oder
langlochartige, eine rechteckige, insbesondere quadratische, oder ähnliche Querschnittsfläche
QZ aufweisen.
[0074] Die Figuren 17 und 18 zeigen vertikale Querschnitte durch zwei Ausführungsformen
eines Strömungskanals 6.A eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs.
[0075] Der Strömungskanal 6.A der Figur 17 weist mehrere, insgesamt vier Zudosieröffnungen
11 auf, die vorzugsweise in gleicher Verteilung am Umfang des Strömungskanals 6.A
angeordnet sind.
[0076] Hingegen weist der Strömungskanal 6.A der Figur 18 zwei Zudosieröffnungen 11 auf,
die in einem Bereich entgegen der Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids 10 in dem
Strömungskanal 6.A vorzugsweise symmetrisch zur Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids
10 angeordnet sind. Der Bereich liegt dabei entgegen der Strömungsrichtung F (Pfeil)
des Fluids 10 und unterhalb der Senkrechten zur Strömungsrichtung F (Pfeil) des Fluids
10.
[0077] Die in den beiden Figuren dargestellten Zudosieröffnungen 11 können wiederum eine
vorzugsweise kreisrunde, eine in Strömungsrichtung T (Pfeil) des Faserstoffsuspensionsteilstroms
7.A längliche, insbesondere ovale oder langlochartige, eine rechteckige, insbesondere
quadratische, oder ähnliche Querschnittsfläche QZ aufweisen.
[0078] Die Figuren 19, 20, 21 und 22 zeigen Draufsichten auf verschiedene Ausführungsformen
eines Turbulenzerzeugungsmittels 5 eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs. Die Figur
23 zeigt einen vertikalen und ausschnittsweisen Querschnitt durch das Turbulenzerzeugungsmittel
5 der Figur 22.
[0079] Die beiden Figuren 19 und 20 zeigen Turbulenzerzeugungsmittel 5, deren benachbarte
Mittel 9.A, 9.B in Strömungsrichtung T (Pfeil) der Faserstoffsuspensionsteilströme
7.A in mindestens zwei Reihen zueinander versetzt angeordnet sind.
[0080] Die Mittel 9.A, 9.B der Figur 19 bedienen dabei die Strömungskanäle 6.A, 6.B einer
Spalte S.A, S.B, wobei die Mittel 9.A und die Mittel 9.B jeweils in einer Reihe R.A,
R.B angeordnet sind. Zudem umfließen die Mittel 9.A, 9.B die Strömungskanäle 6.A,
6.B außenseitig vollständig. Die Umfließung ist vorzugsweise symmetrisch ausgebildet.
[0081] Die jeweils in einer Reihe R.A, R.B angeordneten Mittel 9.A, 9.B der Figur 20 bedienen
paarweise benachbarte Strömungskanäle 6.A, 6.B einer Zeile Z.A des Turbulenzerzeugungsmittels
5. Die Strömungskanäle 6.A, 6.B werden zumindest streckenweise von dem in dem Mittel
9.A, 9.B geführten Fluid 10 außenseitig vollständig, jedoch asymmetrisch umflossen.
Es ist ersichtlich, dass vorzugsweise symmetrisch zu zwei in den Spalten S.A, S.B
angeordneten Strömungskanälen 6.A, 6.B ein gemeinsames Mittel 9.A, 9.B angeordnet
ist.
[0082] Die beiden Figuren 21 und 22 zeigen Turbulenzerzeugungsmittel 5, deren Mittel 9.A,
9.B in Strömungsrichtung T (Pfeil) der Faserstoffsuspensionsteilströme 7.A hintereinander
angeordnet sind.
[0083] Die Mittel 9.A, 9.B der Figur 21 bedienen dabei die Strömungskanäle 6.A, 6.B einer
Spalte S.A, wobei die Mittel 9.A, 9.B hintereinander in zwei Reihen R.A, R.B angeordnet
sind. Zudem umfließen die Mittel 9.A, 9.B die Strömungskanäle 6.A außenseitig vollständig.
Die Umfließung ist vorzugsweise symmetrisch ausgebildet.
[0084] Die Mittel 9.A der Figur 22 bedienen paarweise benachbarte Strömungskanäle 6.A, 6.B
einer Zeile Z.A des Turbulenzerzeugungsmittels 5. Die Strömungskanäle 6.A, 6.B werden
zumindest streckenweise von dem in dem Mittel 9.A, 9.B geführten Fluid 10 außenseitig
teilweise umflossen. Es ist ersichtlich, dass vorzugsweise symmetrisch zu zwei in
den Spalten S.A, S.B angeordneten Strömungskanälen 6.A, 6.B ein gemeinsames Mittel
9.A, 9.B angeordnet ist.
[0085] Die Figur 23 zeigt, wie bereits ausgeführt, einen vertikalen und ausschnittsweisen
Querschnitt durch das Turbulenzerzeugungsmittel 5 der Figur 22. Diese Ausführungsform
schafft die Möglichkeit, dass zwei in Strömungsrichtung T (Pfeil) des Faserstoffsuspensionsteilstroms
7.A hintereinander angeordnete Mittel 9.A, 9.B derart ausgebildet sind, dass jeweils
das Fluid 10 in unterschiedliche Strömungskanäle 6.A, 6.B zudosiert wird. Die Strömungskanäle
6.A, 6.b liegen dabei in benachbarten Zeilen Z.A, Z.B.
[0086] Die Figuren 24 und 26 zeigen vertikale und ausschnittsweise Querschnitte durch verschiedene
Ausführungsformen eines Turbulenzerzeugungsmittels 5 eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs.
Die Figuren 25 und 27 zeigen jeweils horizontale und ausschnittsweise Längsschnitte
durch das Turbulenzerzeugungsmittel 5 der Figuren 24 und 26.
[0087] Die in Spalten S.A angeordneten Strömungskanäle 6.A der Turbulenzerzeugungsmittel
5 werden wiederum zumindest streckenweise und symmetrisch von dem in dem Mittel 9
geführten Fluid 10 außenseitig vollständig umflossen.
[0088] Das Mittel 9 zur Zudosierung des Fluids 10 in mehrere, in Spalten S.A angeordnete
Strömungskanäle 6.A ist eine Fluidverteilkammer 14 mit einer - in Strömungsrichtung
F (Pfeil) des Fluids 10 gesehen - vorzugsweise rechteckigen, insbesondere quadratischen
Querschnittsfläche QM. Die Querschnittsfläche QM des Mittels 9 verjüngt sich in Strömungsrichtung
F (Pfeil) des einen Fluids 10 kontinuierlich. In weiterer, jedoch nicht explizit dargestellter
Ausführung kann sich die Querschnittsfläche QM des Mittels auch streckenweise kontinuierlich
und/oder sprunghaft verjüngen.
[0089] In der Ausführung der Figur 24 ist das Mittel 9 derart ausgebildet, dass es die in
einer Spalte S.A angeordneten Strömungskanäle 6.A zumindest streckenweise, symmetrisch
und außenseitig vollständig umfließt. Hingegen ist das Mittel 9 in der Ausführung
der Figur 26 derart ausgebildet, dass es zwei in jeweils einer Spalte S.A angeordnete
Strömungskanäle 6.A zumindest streckenweise, asymmetrisch und außenseitig vollständig
umfließt.
[0090] Die jeweilige Zudosieröffnung 11 ist in einem Bereich entgegen der Strömungsrichtung
F (Pfeil) des Fluids 10 in dem Strömungskanal 6.A angeordnet.
[0091] Das Turbulenzerzeugungsmittel 5 kann zumindest einen Turbulenzerzeugungsblock aufweisen
und die Mittel können als Bestandteil des Turbulenzerzeugungsblocks ausgebildet sein,
wie die beispielsweise in den Figuren 3 bis 28 mit Ausnahme der Figuren 25 und 27
dargestellt ist.
[0092] In alternativer Ausführung kann das Turbulenzerzeugungsmittel 5 wiederum zumindest
einen Turbulenzerzeugungsblock aufweisen, die Mittel 9 können jedoch, wie dies in
den Figuren 25 und 27 dargestellt ist, als Bestandteil ein stromaufwärts des Turbulenzerzeugungsblocks
angeordneten Bauteils ausgebildet sein. Die Anordnung kann dabei unmittelbar, also
direkt (Figuren 25 und 27), oder mittelbar, also mittels einer vorzugsweise maschinenbreiten
Kammer, erfolgen.
[0093] Die Figur 28 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung einer Ausführungsform
eines Turbulenzerzeugungsmittels 5 eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs.
[0094] Im Gegensatz zu den Darstellungen in den Figuren 3 bis 27 sind die Strömungskanäle
6, in die wenigstens ein Fluid 10 von dem Mittel 9 zugeführt wird, nicht in einer
einzigen Spalte S.A angeordnet. Vielmehr erstrecken sich die durch Fluid 10 empfangenden
Strömungskanäle 6 über mehrere Spalten hinweg, wobei das Mittel 9 unter einem Winkel
α zu den Spalten S.A verläuft. Der Winkel α kann je nach Ausführung des Turbulenzerzeugungsmittels
5 unterschiedliche Werte annehmen.
[0095] Weiterhin können die Strömungskanäle 6 von dem jeweiligen Fluid 10 zumindest teilweise,
aber auch vollständig umflossen werden.
[0096] Die Merkmale der in den Figuren 3 bis 28 beschriebenen Ausführungsformen können für
den Fachmann in nahe liegender Weise auch zumindest teilweise miteinander kombiniert
werden.
[0097] Der in den Figuren 3 bis 28 beschriebene Stoffauflauf eignet sich insbesondere zur
Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-
oder Kartonbahn.
[0098] Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der eingangs
genannten Art geschaffen wird, der eine weitestgehend unabhängige Zudosierung des
zusätzlichen Fluids bei gewünschter Gesamtvolumenkonstanz des einzelnen, aus dem Faserstoffsuspensionsteilstrom
und Fluidteilstrom gebildeten Mischteilstroms ermöglicht.
Bezugszeichenliste
[0099]
- 1
- Stoffauflauf
- 2
- Faserstoffsuspension
- 3
- Zuführvorrichtung
- 4
- Querverteilrohr
- 5
- Turbulenzerzeugungsmittel (Turbulenzerzeuger)
- 6
- Strömungskanal
- 6.1 bis 6.44
- Strömungskanal
- 6.A
- Strömungskanal
- 6.B
- Strömungskanal
- 7
- Faserstoffsuspensionsteilstrom
- 7.1 bis 7.44
- Faserstoffsuspensionsteilstrom
- 7.A
- Faserstoffsuspensionsteilstrom
- 8
- Stoffauflaufdüse
- 9
- Mittel
- 9.A
- Mittel
- 9.B
- Mittel
- 10
- Fluid
- 10.1 bis 10.44
- Fluidteilstrom
- 11
- Zudosieröffnung
- 12.1 bis 12.44
- Mischteilstrom
- 13
- Fluidverteilbohrung
- 14
- Fluidverteilkammer
- 15
- Turbulenzerzeugungsmittel (Röhrenbank)
- 16
- Kammer
- D
- Durchtrittsquerschnitt
- F
- Strömungsrichtung - Fluid (Pfeil)
- M
- Maschinenbreite
- QM
- Querschnittsfläche (Mittel)
- QZ
- Querschnittsfläche (Zudosieröffnung)
- q
- Strömungsquerschnitt (Strömungskanal)
- R.A, R.B
- Reihe
- S
- Strömungsrichtung - Faserstoffsuspension (Pfeil)
- S.1 bis S.11
- Spalte
- S.1, S.11
- Randzone
- S.A
- Spalte
- S.B
- Spalte
- T
- Strömungsrichtung - Faserstoffsuspensionsteil. (Pfeil)
- Z.1 bis Z.4
- Zeile
- Z.A
- Zeile
- Z.B
- Zeile
Winkel
1. Stoffauflauf (1) einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere
Papier- oder Kartonbahn, aus mindestens einer Faserstoffsuspension (2), mit mindestens
einer die mindestens eine Faserstoffsuspension (2) zuführenden Zuführvorrichtung (3)
und mit mindestens einem Turbulenzerzeugungsmittel (5, 15), in welchem beim Betrieb
des Stoffauflaufs (1) die mindestens eine Faserstoffsuspension (2) durch eine Vielzahl
von vorzugsweise in Zeilen (Z.1 bis Z.4; Z.A; Z.A, Z.B) und in Spalten (S.1 bis S.11;
S.A; S.A, S.B) angeordneten Strömungskanälen (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) strömt,
dadurch in turbulente Faserstoffsuspensionsteilströme (7; 7.1 bis 7.44; 7.A) aufgeteilt
und nach dem Austritt aus dem Turbulenzerzeugungsmittel (5, 15) in einer vorzugsweise
maschinenbreiten Kammer (16) wieder zusammengeführt wird, wobei im Bereich des Turbulenzerzeugungsmittel
(5, 15) Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) zur Zudosierung von wenigstens einem Fluid (10)
in die Vielzahl der Strömungskanäle (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) zur Zudosierung von wenigstens einem Fluid (10) in
die Vielzahl der Strömungskanäle (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) im Bereich des Turbulenzerzeugungsmittels
(5, 15) derart vorgesehen sind, dass jeder Strömungskanal (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A,
6.B) zumindest streckenweise von dem wenigstens einen in dem dazugehörigen Mittel
(9; 9.A; 9.A, 9.B) geführten Fluid (10) außenseitig zumindest teilweise umflossen
wird, und
dass jeder Strömungskanal (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) mit mindestens je einer Zudosieröffnung
(11) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des ihn zumindest teilweise umströmenden Fluids
(10) versehen ist, so dass im Bereich der Zudosieröffnung (11) ein aus dem Faserstoffsuspensionsteilstrom
(7; 7.1 bis 7.44; 7.A) und dem wenigstens einen aufgenommenen Fluidteilstrom (10.1
bis 10.44) gebildeter Mischteilstrom (12.1 bis 12.44) gebildet wird.
2. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in einer Spalte (S.1 bis S.11; S.A; S.A, S.B) angeordneten Strömungskanäle (6;
6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) derart vorgesehen sind, dass sie zumindest streckenweise
von dem wenigstens einen in dem dazugehörigen Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) geführten
Fluid (10) außenseitig entweder teilweise oder vollständig umflossen werden.
3. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass alle in einer Spalte (S.1 bis S.11; S.A; S.A, S.B) angeordneten Strömungskanäle (6;
6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) derart vorgesehen sind, dass zumindest streckenweise
sie von dem wenigstens einen in dem dazugehörigen Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) geführten
Fluid (10) außenseitig teilweise umflossen werden.
4. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass alle in einer Spalte (S.1 bis S.11; S.A; S.A, S.B) angeordneten Strömungskanäle (6;
6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) derart vorgesehen sind, dass sie zumindest streckenweise
von dem wenigstens einen in dem dazugehörigen Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) geführten
Fluid (10) außenseitig vollständig umflossen werden.
5. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in der Spalte (S.1 bis S.11; S.A; S.A, S.B) angeordneten Strömungskanäle (6;
6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) symmetrisch oder annähernd symmetrisch von dem wenigstens
einen in dem dazugehörigen Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) geführten Fluid (10) außenseitig
vollständig umflossen werden.
6. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) zur Zudosierung wenigstens eines Fluids (10) derart
ausgebildet sind, dass die Strömungskanäle (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) wenigstens
zweier benachbarter Spalten (S.1 bis S.44; S.A, S.B) zumindest streckenweise von dem
wenigstens einen in dem dazugehörigen Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) geführten Fluid (10)
außenseitig entweder teilweise oder vollständig umflossen werden.
7. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) zur Zudosierung des wenigstens einen Fluids (10) derart
ausgebildet sind, dass die Strömungskanäle (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) wenigstens
zweier benachbarter Spalten (S.1 bis S.44; S.A, S.B) zumindest streckenweise von dem
wenigstens einen in dem dazugehörigen Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) geführten Fluid (10)
außenseitig teilweise umflossen werden.
8. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) zur Zudosierung des wenigstens einen Fluids (10) derart
ausgebildet sind, dass die Strömungskanäle (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) wenigstens
zweier benachbarter Spalten (S.1 bis S.44; S.A, S.B) zumindest streckenweise von dem
wenigstens einen in dem dazugehörigen Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) geführten Fluid (10)
außenseitig vollständig umflossen werden.
9. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in der Spalte (S.1 bis S.11; S.A; S.A, S.B) angeordneten Strömungskanäle (6;
6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) symmetrisch oder annähernd symmetrisch von dem wenigstens
einen in dem dazugehörigen Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) geführten Fluid (10) außenseitig
vollständig umflossen werden.
10. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Strömungskanäle (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) zumindest streckenweise
mindestens eine Querschnittsverjüngung und/oder Querschnittserweiterung aufweisen,
wobei im Bereich der zumindest einen jeweiligen Querschnittsänderung mindestens eine
Zudosieröffnung (11) angeordnet ist.
11. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Strömungskanal (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) im Bereich der zumindest einen
Querschnittsänderung mehrere, vorzugsweise zwei Zudosieröffnungen (11) aufweist, die
in dem Strömungskanal (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) vorzugsweise symmetrisch zur
Strömungsrichtung (T) des mindestens einen Faserstoffsuspensionsteilstroms (7; 7.1
bis 7.44; 7.A) angeordnet sind.
12. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Strömungskanal (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) mindestens eine Zudosieröffnung
(11) aufweist, die in einem Bereich entgegen der Strömungsrichtung (F) des wenigstens
einen Fluids (10) in dem Strömungskanal (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) angeordnet
ist.
13. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Strömungskanal (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) mehrere, vorzugsweise zwei Zudosieröffnungen
(11) aufweist, die in einem Bereich entgegen der Strömungsrichtung (F) des wenigstens
einen Fluids (10) in dem Strömungskanal (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) vorzugsweise
symmetrisch zur Strömungsrichtung (F) des wenigstens einen Fluids (10) angeordnet
sind.
14. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Strömungskanal (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) mehrere Zudosieröffnungen (11)
aufweist, die vorzugsweise in gleicher Verteilung am Umfang des Strömungskanals (6;
6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) angeordnet sind.
15. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Zudosieröffnung (11) eine vorzugsweise kreisrunde, eine in Strömungsrichtung
(T) des Faserstoffsuspensionsteilstroms (7; 7.1 bis 7.44; 7.A) längliche, insbesondere
ovale oder langlochartige, eine rechteckige, insbesondere quadratische, oder ähnliche
Querschnittsfläche (QZ) aufweist.
16. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass benachbarte Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) in Strömungsrichtung (T) der Faserstoffsuspensionsteilströme
(7; 7.1 bis 7.44; 7.A) zueinander versetzt angeordnet sind.
17. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass benachbarte Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) in Strömungsrichtung (T) der Faserstoffsuspensionsteilströme
(7; 7.1 bis 7.44; 7.A) in mindestens zwei Reihen (R.A, R.B) abwechselnd zueinander
versetzt angeordnet sind.
18. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens zwei Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) in Strömungsrichtung (T) der Faserstoffsuspensionsteilströme
(7; 7.1 bis 7.44; 7.A) hintereinander angeordnet sind.
19. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens zwei in Strömungsrichtung (T) des Faserstoffsuspensionsteilstroms
(7; 7.1 bis 7.44; 7.A) hintereinander angeordneten Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) derart
ausgebildet sind, dass jeweils das wenigstens eine Fluid (10) in unterschiedliche
Strömungskanäle (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) zudosiert wird.
20. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittsfläche (QM) des Mittels (9; 9.A; 9.A, 9.B) in Strömungsrichtung (F)
des wenigstens einen Fluids (10) zumindest streckenweise konstant ist.
21. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querschnittsfläche (QM) des Mittels (9; 9.A; 9.A, 9.B) sich in Strömungsrichtung
(F) des wenigstens einen Fluids (10) zumindest streckenweise kontinuierlich und/oder
sprunghaft verjüngt.
22. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Turbulenzerzeugungsmittel ein Turbulenzerzeuger (5) ist, in welchem beim Betrieb
des Stoffauflaufs (1) die mindestens eine Faserstoffsuspension (2) durch eine Vielzahl
von vorzugsweise in Zeilen (Z.1 bis Z.4; Z.A; Z.A, Z.B) und in Spalten (S.1 bis S.11;
S.A; S.A, S.B) angeordneten Strömungskanälen (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) strömt,
dadurch in turbulente Faserstoffsuspensionsteilströme (7; 7.1 bis 7.44; 7.A) aufgeteilt
und nach dem Austritt aus dem Turbulenzerzeuger (5) in einer dem Turbulenzerzeuger
(5) in Strömungsrichtung (S) der mindestens einen Faserstoffsuspension (2) nachgeordneten
Stoffauflaufdüse (8) wieder zusammengeführt wird, um die Bildung einer maschinenbreiten
Faserstoffbahn zu ermöglichen, und
dass im Bereich des Turbulenzerzeugers (5) Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) zur Zudosierung von
wenigstens einem Fluid (10) in die Vielzahl der Strömungskanäle (6; 6.1 bis 6.44;
6.A; 6.A, 6.B) vorgesehen sind.
23. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Turbulenzerzeuger (5) zumindest einen Turbulenzerzeugerblock aufweist und
dass die Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) als Bestandteil des Turbulenzerzeugerblocks ausgebildet
sind.
24. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Turbulenzerzeuger (5) zumindest einen Turbulenzerzeugerblock aufweist und
dass die Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) als Bestandteil mindestens eines stromaufwärts des
Turbulenzerzeugerblocks angeordneten Bauteils ausgebildet sind.
25. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Turbulenzerzeugungsmittel eine Röhrenbank (15) ist und
dass im Bereich der Röhrenbank (15) Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) zur Zudosierung von wenigstens
einem Fluid (10) in die Vielzahl der Strömungskanäle (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B)
vorgesehen sind.
26. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Röhrenbank (15) zumindest einen Röhrenbankblock aufweist und
dass die Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) als Bestandteil des Röhrenbankblocks ausgebildet sind.
27. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Röhrenbank (15) zumindest einen Röhrenbankblock aufweist und
dass die Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) als Bestandteil mindestens eines stromaufwärts des
Röhrenbankblocks angeordneten Bauteils ausgebildet sind.
28. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) zur Zudosierung des wenigstens einen Fluids
(10) in mehrere Strömungskanäle (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) eine Fluidverteilbohrung
(13) mit einer - in Strömungsrichtung (F) des wenigstens einen Fluids (10) gesehen
- vorzugsweise kreisrunden Querschnittsfläche (QM) ist.
29. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Mittel (9; 9.A; 9.A, 9.B) zur Zudosierung des wenigstens einen Fluids
(10) in mehrere Strömungskanäle (6; 6.1 bis 6.44; 6.A; 6.A, 6.B) eine Fluidverteilkammer
(14) mit einer - in Strömungsrichtung (F) des wenigstens einen Fluids (10) gesehen
- vorzugsweise rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnittsfläche (QM) ist.
30. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Fluid (10) aus Wasser, insbesondere Klarwasser, besteht.
31. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Fluid (10) aus einer Faserstoffsuspension, insbesondere Siebwasser,
besteht, deren Konzentration sich von der durchschnittlichen Konzentration der mindestens
einen Faserstoffsuspension (2) in dem Stoffauflauf (1) unterscheidet.
32. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn,
mit einem Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 31.