DE102004056033A1 - Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer Verteileinrichtung (2) zum Verteilen einer Faserstoffsuspension (3) in Teilströmen (4) über die Maschinenbreite (M) hinweg, der in Maschinenlaufrichtung (L) ein Turbulenzerzeuger (5) und eine Stoffauflaufdüse (6) nachgeschaltet ist, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl (8) liefernden Austrittsspalt (7) versehen ist. DOLLAR A Der erfindungsgemäße Stoffauflauf (1) ist dadurch gekenzeichnet, dass die Verteileinrichtung (2) die Form eines linearen, vorzugsweise eines zylindrischen oder annähernd zylindrischen Rohrkörpers (11) aufweist und dass der Verteileinrichtung (2) in Maschinenlaufrichtung (L) eine Mischeinrichtung (12) zur Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension (3) nachgeschaltet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer Verteileinrichtung zum Verteilen einer Faserstoffsuspension in Teilströmen über die Maschinenbreite hinweg, der in Maschinenlaufrichtung ein Turbulenzerzeuger und eine Stoffauflaufdüse nachgeschaltet ist, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl liefernden Austrittsspalt versehen ist.
• Ein derartiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 0 708 201 B1 bekannt.
• Ein wesentlicher Qualitätsfaktor einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, liegt in der Gleichmäßigkeit der Eigenschaften, wie zum Beispiel dem Flächengewicht oder der Formation, der hergestellten Bahn. Diese Gleichmäßigkeit der Eigenschaften kann nur sichergestellt werden, wenn eine gleichmäßige und konstante Durchströmung des Stoffauflaufs gegeben ist. Als wichtige Voraussetzung hierfür gilt eine Druckgleichverteilung der Faserstoffsuspension in der Verteileinrichtung in Form eines runden, rechteckigen oder mehreckigen Verteilrohrs. Die dafür notwendige parabolische Form des Verteilrohrs mit kleiner werdender lichter Weite ist jedoch in der Herstellung sehr aufwendig. Es müssen viele kleine Blechabwicklungen hergestellt, miteinander verschweißt und abschließend verschliffen werden. Somit sind die derzeit im Einsatz befindlichen Verteileinrichtungen in Form eines parabolischen Verteilrohrs sehr kostenintensiv in der Herstellung, in der Beschaffung und gegebenenfalls im Falle einer Reparatur. Überdies ist ein parabolisches Verteilrohr im Regelfall lediglich für einen bestimmten Betriebspunkt ausgelegt, wobei dabei der kontinuierliche Abzug an Fasestoffsuspension sowie Reibungsverluste zum Zwecke einer Druckgleichverteilung der Faserstoffsuspension im Verteilrohr berücksichtigt werden.
• Weiterhin ist eine Verteileinrichtung in Form eines Rohrkörpers bekannt. Der Rohrkörper weist dabei einen vorzugsweise rechteckigen Querschnitt auf, der sich im Regelfall in Längsrichtung des Rohrkörpers verjüngt. Eine derartige Verteileinrichtung wird üblicherweise als Rechteckverteiler bezeichnet. Sie weist unter anderem den Nachteil einer strömungstechnisch nicht optimalen Geometrie auf.
• Es ist zwar auch noch eine Verteileinrichtung in Form eines Rundverteilers bekannt, beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 40 05 281 C2 . Diese Art einer Verteileinrichtung ist jedoch aufgrund ihres Raumbedarfs nicht immer verwendbar. Zudem sind die Betriebs- und Wartungskosten eines Rundverteilers nicht gerade vernachlässigbar.
• Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften einer hergestellten Faserstoffbahn bei Einsatz einer vereinfachten und damit kostengünstigeren Verteileinrichtung ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf dadurch gelöst, dass die Verteileinrichtung die Form eines linearen, vorzugsweise eines zylindrischen oder annähernd zylindrischen Rohrkörpers aufweist und dass der Verteileinrichtung in Maschinenlaufrichtung eine Mischeinrichtung zur Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension nachgeschaltet ist.
• Der erfindungsgemäße Stoffauflauf stellt sicher, dass bei Verwendung eines einfachen und kostengünstigen Verteilrohrs in Form eines linearen Rohrkörpers die Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension infolge des Einsatzes der Mischeinrichtung gewährleistet ist.
• Der Rohrkörper weist hierbei bevorzugt eine zylindrische oder annähernd zylindrische Kontur auf. Jedoch kann der Rohrkörper auch eine konische Kontur aufweisen.
• Die Mischeinrichtung umfasst bevorzugt eine Vielzahl von quer zur Maschinenlaufrichtung nebeneinander angeordneten und vorzugsweise von jeweils einem Teilstrom durchflossene Mischeinheiten, die eine Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension infolge unterschiedlicher Druckverluste und Geschwindigkeiten in den Teilströmen der Faserstoffsuspension in den einzelnen Mischeinheiten bewirken.
• Dabei weisen die Mischeinheiten in vorteilhafter Weise jeweils einen Strömungskanal auf, dessen seitliche Wandplatten zumindest bereichsweise als Strukturplatten ausgebildet sind, die eine turbulenzerzeugende gewellte Oberflächenstruktur aufweisen. Diese Oberflächenstruktur bewirkt jeweils einen Druckverlust und eine Geschwindigkeitsabnahme in der durchströmenden Faserstoffsuspension mit dem Ziel einer Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension. Dadurch wird ein ähnlicher Effekt wie durch die Verwendung eines parabolischen Verteilrohrs erreicht. Die Änderung des nachgeschalteten Druckverlusts an den Strukturplatten ist proportional zur Breite des Strömungskanals und angenähert mit nachfolgender Formel zu berechnen:

  
• Dabei ist Δp der Druckverlust, ρ die Dichte, V_Verteilrohr die Verteilrohrgeschwindigkeit, λ die Widerstandszahl, ALB die Auslaufbreite, Φ_Verteilrohr der Verteilrohrdurchmesser und μ die Rezirkulationsanzahl.
• Die Strukturplatten der Mischeinheiten sind in bevorzugter Ausführung der Verteileinrichtung in Maschinenlaufrichtung unmittelbar nachgeschaltet. Weiterhin können sie in Maschinenlaufrichtung verschiebbar sein, wodurch eine optimale Anpassung der Mischeinrichtung an verschiedene Betriebspunkte ermöglicht wird.
• Ferner verlaufen die durch die Oberflächenstruktur der Strukturplatten gebildeten Wellen senkrecht oder annähernd senkrecht oder unter einem Winkel < 90° zur Maschinenlaufrichtung. Dadurch ergeben sich wiederum verschiedene und vorzugsweise einstellbare Strömungsverhältnisse mit dem Ziel der bereits genannten Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension.
• Die Strukturplatten weisen jeweils eine Wellenamplitude im Bereich von 0,1 bis 0,5 x Teilung der Mischeinheiten, vorzugsweise von 0,3 bis 0,5 x Teilung der Mischeinheiten, und jeweils eine Wellenlänge im Bereich von 1 bis 4 x Wellenamplitude, vorzugsweise von 1,5 bis 2,5 x Wellenamplitude, auf.
• Zum Zwecke der bestmöglichen Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension sind verschiedene Möglichkeiten vorgesehen, sowohl allein als auch in Kombination miteinander:
• – die Strukturplatten einer Mischeinheit weisen eine jeweilige Plattenlänge auf, die quer zur Maschinenlaufrichtung gleich bleibende oder größer werdende Werte annimmt;
• – die Strukturplatten einer Mischeinheit weisen einen jeweiligen Plattenabstand auf, der quer zur Maschinenlaufrichtung gleich bleibende oder kleiner werdende Werte annimmt, wobei die Mischeinheiten bevorzugt eine Teilung aufweisen, die quer zur Maschinenlaufrichtung einen gleichen oder annähernd gleichen Wert annimmt, und die Strukturplatten einer Mischeinheit bevorzugt eine jeweilige Plattendicke aufweisen, die quer zur Maschinenlaufrichtung gleich bleibende größer werdende Werte annimmt; und/oder
• – die Wellenlängen und/oder die Wellenamplituden der Strukturplatten der Mischeinheiten und/oder der Mischeinrichtung sind verschieden.
• Natürlich können zumindest diese Möglichkeiten vorzugsweise beliebig miteinander kombiniert werden. Das Ziel einer einzelnen Kombination wird jedoch immer die Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension sein.
• Damit insbesondere das Faserorientierungsprofil der Faserstoffbahn optimiert werden kann, sind zwischen der Mischeinrichtung und dem Turbulenzerzeuger in Maschinenlaufrichtung bevorzugt mindestens eine Verdünnungseinrichtung, insbesondere eine Siebwasserdosiereinrichtung, die mehrere quer zur Maschinenlaufrichtung nebeneinander angeordnete Mischkammern umfasst, denen jeweils Teilströme unterschiedlicher Konsistenz zuführbar sind und die jeweils einen Mischstrom liefern, und eine maschinenbreite Zwischenkammer, die die jeweiligen Mischströme aufnimmt, angeordnet.
• Die Verdünnungseinrichtung weist vorzugsweise mindestens eine zweite Verteileinrichtung zum Verteilen einer niederkonsistenten Faserstoffsuspension, insbesondere von Siebwasser, über die Maschinenbreite hinweg auf. Damit wird eine größtmögliche Flexibilität des Verdünnungswasser-Systems erreicht.
• Weiterhin weist die Verdünnungseinrichtung bevorzugt eine Teilung auf, die der der Mischeinheiten entspricht. Damit ist eine gute strömungstechnische Abstimmung des Stoffauflaufs bei Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension möglich.
• Auch kann zwischen der Mischeinrichtung und der Verdünnungseinrichtung noch eine maschinenbreite Zwischenkammer angeordnet sein, die die gewünschte Vergleichmäßigung positiv unterstützt.
• Der erfindungsgemäße Stoffauflauf kann je nach Verwendungszweck auch als ein Mehrschichtenstoffauflauf ausgeführt sein.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
• Es zeigen
• 1 eine schematische Längsdarstellung eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn;
• 2 und 3 zwei Schnittdarstellungen zweier erfindungsgemäßer Stoffaufläufe im Bereich der Verteileinrichtung und der Mischeinrichtung gemäß der Schnittlinie A-A der 1;
• 4 und 5 zwei Schnittdarstellungen je einer Mischeinheit einer Mischeinrichtung gemäß der Schnittlinie B-B der 1; und
• 6: eine Seitenansicht einer Strukturplatte einer Mischeinheit.
• Die 1 zeigt eine schematische Längsdarstellung eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1 für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn.
• Der Stoffauflauf 1 umfasst mindestens eine Verteileinrichtung 2 zum Verteilen einer Faserstoffsuspension 3 in Teilströmen 4 über die Maschinenbreite M (Pfeil) hinweg. Der Verteileinrichtung 2 ist in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) ein Turbulenzerzeuger 5 und eine Stoffauflaufdüse 6 nachgeschaltet, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl 8 liefernden Austrittsspalt 7 versehen ist. Der Turbulenzerzeuger 5 weist im Allgemeinen eine Vielzahl von Turbulenzkanälen 9 auf und in der Stoffauflaufdüse 6 sind in der Ausführung des Stoffauflaufs 1 gemäß der 1 zwei Lamellen 10 angeordnet. Selbstverständlich können in der Stoffauflaufdüse 6 auch mehr als zwei Lamellen 10 angeordnet sein, beispielsweise zwischen jeder Zeile von Turbulenzkanälen 9. Auch können die Lamellen 10 unterschiedliche Lamellenlängen L_L aufweisen, so dass sie innerhalb der Stoffauflaufdüse 6, im Bereich des Austrittsspalts 7 oder außerhalb der Stoffauflaufdüse 6 enden.
• Die Verteileinrichtung 2 weist die Form eines zylindrischen oder annähernd zylindrischen Rohrkörpers 11 auf und ihr ist in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) eine Mischeinrichtung 12 zur Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension 3 nachgeschaltet.
• Die Ausführung des Stoffauflaufs 1 gemäß der 1 umfasst eine zwischen der Mischeinrichtung 12 und dem Turbulenzerzeuger 5 in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) angeordnete und vorzugsweise steuer-/regelbare Verdünnungseinrichtung 13, insbesondere eine Siebwasserdosiereinrichtung, die mehrere quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) nebeneinander angeordnete Mischkammern 14 umfasst, denen jeweils Teilströme Q_TV1 bis Q_TVN unterschiedlicher Konsistenz c_V1 bis C_VN zuführbar sind und die jeweils einen Mischstrom Q_M1 bis Q_MN liefern, und eine maschinenbreite Zwischenkammer 15, die die jeweiligen Mischströme Q_M1 bis Q_MN aufnimmt, angeordnet sind. Die Verdünnungseinrichtung 13 weist mindestens eine zweite Verteileinrichtung 16 zum Verteilen einer niederkonsistenten Faserstoffsuspension in Teilströmen Q_TV1 bis Q_TVN, insbesondere von Siebwasser, über die Maschinenbreite M (Pfeil) hinweg auf. Die Verdünnungseinrichtung 13, die Mischkammern 14, die Zwischenkammer 15 und die zweite Verteileinrichtung 16 sind lediglich gestrichelt dargestellt. Sollten diese Baugruppen nicht vorhanden sein, so kann sich der Turbulenzerzeuger 5 bis zur Mischeinrichtung 12 hin erstrecken.
• Ein Stoffauflauf mit einer sektionierten Stoffdichte-Regelung (Verdünnungswasser-Technologie, „ModuleJet") zur Einstellung des Flächengewichtsquerprofils ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 40 19 593 C2 bekannt.
• Zwischen der Mischeinrichtung 12 und der Verdünnungseinrichtung 13 kann weiterhin eine wiederum gestrichelt dargestellte und maschinenbreite Zwischenkammer 17 angeordnet sein.
• Der erfindungsgemäße Stoffauflauf 1 kann in weiterer Ausgestaltung selbstverständlich auch als ein dem Fachmann bekannter Mehrschichtenstoffauflauf ausgebildet sein.
• Die 2 und 3 zeigen zwei Schnittdarstellungen zweier erfindungsgemäßer Stoffaufläufe 1 im Bereich der Verteileinrichtung 2 und der Mischeinrichtung 12 gemäß der Schnittlinie A-A der 1.
• Die Verteileinrichtung 2 weist, wie bereits beschrieben, die Form eines zylindrischen oder annähernd zylindrischen Rohrkörpers 11 auf. In Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) ist ihr eine Mischeinrichtung 12 zur Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension 3 nachgeschaltet. Der Zulauf der Faserstoffsuspension 3 und der Ablauf der überschüssigen Faserstoffsuspension 3 sind jeweils mit einem Pfeil dargestellt. Weiterhin ist eine beispielhafte konische Kontur des Rohrkörpers 11 gestrichelt angedeutet.
• In beiden Figuren ist weiterhin erkennbar, dass die jeweilige Mischeinrichtung 12 eine Vielzahl von quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) nebeneinander angeordnete und vorzugsweise von jeweils einem Teilstrom Q_T1 bis Q_TN durchflossene Mischeinheiten 18 umfasst, die eine Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension 2 infolge unterschiedlicher Druckverluste Δp₁ bis Δp_N und Geschwindigkeiten v₁ bis v_N in den Teilströmen Q_T1 bis Q_TN der Faserstoffsuspension 2 in den einzelnen Mischeinheiten 18 bewirken.
• Die Mischeinheiten 18 weisen also jeweils einen Strömungskanal 19 auf, dessen seitliche Wandplatten 20 zumindest bereichsweise als vorzugsweise in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) verschiebbare Strukturplatten 21 ausgebildet sind, die eine turbulenzerzeugende gewellte Oberflächenstruktur 22 aufweisen. Die Strukturplatten 21 der Mischeinheiten 18 sind der Verteileinrichtung 2 in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) unmittelbar nachgeschaltet. Sie können jedoch auch zur Verteileinrichtung 2 beabstandet angeordnet sein.
• Weiterhin weisen die Mischeinheiten 18 eine Teilung T_M auf, die quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) einen gleichen oder annähernd gleichen Wert annimmt. Zudem weist die nicht dargestellte Verdünnungseinrichtung 13 bevorzugt eine Teilung T_V auf, die der Teilung T_M der Mischeinheiten 18 entspricht. Es ist jedoch auch selbstverständlich, dass die Teilung T_M quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) verschiedene Werte annimmt. Die verschiedenen Werte können gegebenenfalls periodisch verlaufen.
• Damit nun eine Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension 2 infolge unterschiedlicher Druckverluste Δp₁ bis Δp_N und Geschwindigkeiten v₁ bis v_N in den Teilströmen Q_T1 bis Q_TN der Faserstoffsuspension 2 in den einzelnen Mischeinheiten 13 bewirkt wird, weisen die Strukturplatten 21 einer einzelnen Mischeinheit 18 der 2 eine jeweilige Plattenlänge L_P auf, die bei konstanter oder annähernd konstanter Teilung T_M der Mischeinheiten 18 quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) größer werdende Werte annimmt. Dabei nimmt der jeweilige Plattenabstand A_P der Strukturplatten 21 quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) gleich bleibende Werte an. Die Strukturplatten 21 einer einzelnen Mischeinheit 18 weisen eine jeweilige Plattendicke D_P auf, die quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) gleich bleibende Werte annimmt. Die Strukturplatten 21 nähern sich also quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) zunehmend der Länge der Wandplatten 20 an. Der dargestellte Verlauf der Plattenlänge L_P besitzt lediglich einen beispielhaften Charakter; er kann je nach Ausgestaltung der Verteileinrichtung 2 auch einen wellenförmigen Verlauf annehmen.
• Zum Zwecke der genannten Vergleichmäßigung weisen die Strukturplatten 21 einer einzelnen Mischeinheit 18 der 3 einen jeweiligen Plattenabstand A_P auf, der bei konstanter oder annähernd konstanter Teilung T_M der Mischeinheiten 18 quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) kleiner werdende Werte annimmt. Dazu weisen die Strukturplatten 21 einer einzelnen Mischeinheit 18 eine jeweilige Plattendicke D_P auf, die quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) größer werdende Werte annimmt. Die Strukturplatten 21 weisen also allesamt die gleiche Plattenlänge L_P auf, wobei diese in dieser Ausführung gleich der Plattenlänge L_W der Wandplatten 20 ist.
• Die 4 und 5 zeigen zwei Schnittdarstellungen je einer Mischeinheit 18 einer Mischeinrichtung 12 gemäß der Schnittlinie B-B der 1.
• Die jeweilige Mischeinheit 18 weist also, wie bereits erwähnt, einen Strömungskanal 19 auf, dessen seitliche Wandplatten 20 zumindest bereichsweise als vorzugsweise in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) verschiebbare Strukturplatten 21 ausgebildet sind, die eine turbulenzerzeugende gewellte Oberflächenstruktur 22 aufweisen.
• Die beiden in den 4 und 5 dargestellten Mischeinheiten 18 weisen Strukturplatten 21 unterschiedlicher Wellenlänge W_L und/oder Wellenamplituden W_A auf. Die Strukturplatten 21 der 4 weisen große Wellenlängen W_L und kleine Wellenamplituden W_A auf, wohingegen die Strukturplatten 21 der 5 kleine Wellenlängen W_L und große Wellenamplituden W_A aufweisen. Im Regelfall weisen die mindestens zwei Strukturplatten 21 einer Mischeinheit 18 die gleichen Geometrien auf; sie können jedoch auch verschieden sein. Dies gilt auch für die aus einer Vielzahl von Mischeinheiten 18 gebildete Mischeinrichtung 12.
• Die Strukturplatten 21 weisen jeweils eine Wellenamplitude W_A im Bereich von 0,1 bis 0,5 x Teilung T_M der Mischeinheiten 18, vorzugsweise von 0,3 bis 0,5 x Teilung T_M der Mischeinheiten 18, und jeweils eine Wellenlänge W_L im Bereich von 1 bis 4 x Wellenamplitude W_A, vorzugsweise von 1,5 bis 2,5 x Wellenamplitude W_A, auf.
• Die durch die Oberflächenstruktur 22 der Strukturplatten 21 gebildeten Wellen verlaufen senkrecht oder annähernd senkrecht zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil).
• Wie in der 5 dargestellt ist, muss die die Geometrie innerhalb einer Mischeinheit 18 nicht unbedingt symmetrisch sein. Die eventuelle Asymmetrie der Strukturplatten 21 ist durch eine gestrichelte obere Strukturplatte dargestellt.
• Die 6 zeigt eine Seitenansicht einer Strukturplatte 21 einer Mischeinheit 18.
• Die durch die Oberflächenstruktur 22 der Strukturplatte 21 gebildeten Wellen verlaufen unter einem Winkel α < 90° zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil).
• Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf der eingangs genannten Art geschaffen wird, der die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften einer hergestellten Faserstoffbahn bei Einsatz einer vereinfachten und damit kostengünstigeren Verteileinrichtung ermöglicht.

1

Stoffauflauf

2

Verteileinrichtung

3

Faserstoffsuspension

4

Teilstrom

5

Turbulenzerzeuger

6

Stoffauflaufdüse

7

Austrittsspalt

8

Faserstoffsuspensionsstrahl

9

Turbulenzkanal

10

Lamelle

11

Rohrkörper

12

Mischeinrichtung

13

Verdünnungseinrichtung

14

Mischkammer

15

Zwischenkammer

16

Zweite Verteileinrichtung

17

Zwischenkammer

18

Mischeinheit

19

Strömungskanal

20

Wandplatte

21

Strukturplatte

22

Oberflächenstruktur

A-A

Schnittlinie

A_P

Plattenabstand

B-B

Schnittlinie

c_V1 bis c_VN

Konsistenz (Verdünnung)

D_P

Plattendicke

L

Maschinenlaufrichtung (Pfeil)

L_L

Lamellenlänge

L_P

Plattenlänge

M

Maschinenbreite (Pfeil)

Q_M1 bis Q_MN

Mischstrom

Q_T1 bis Q_TN

Teilstrom

Q_TV1 bis Q_TVN

Teilstrom (Verdünnung)

T_M

Teilung (Mischeinheit)

T_V

Teilung (Verdünnungseinrichtung)

v₁ bis v_N

Geschwindigkeiten

W_A

Wellenamplitude

W_L

Wellenlänge

Δp₁ bis Δp_N

Druckverlust

Claims (17)

1. Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer Verteileinrichtung (2) zum Verteilen einer Faserstoffsuspension (3) in Teilströmen (4) über die Maschinenbreite (M) hinweg, der in Maschinenlaufrichtung (L) ein Turbulenzerzeuger (5) und eine Stoffauflaufdüse (6) nachgeschaltet ist, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl (8) liefernden Austrittsspalt (7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung (2) die Form eines linearen, vorzugsweise eines zylindrischen oder annähernd zylindrischen Rohrkörpers (11) aufweist und dass der Verteileinrichtung (2) in Maschinenlaufrichtung (L) eine Mischeinrichtung (12) zur Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension (3) nachgeschaltet ist.
2. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (12) eine Vielzahl von quer zur Maschinenlaufrichtung (L) nebeneinander angeordneten und vorzugsweise von jeweils einem Teilstrom (Q_T1 bis Q_TN) durchflossene Mischeinheiten (18) umfasst, die eine Vergleichmäßigung der maschinenbreiten Strömungsverteilung der Faserstoffsuspension (3) infolge unterschiedlicher Druckverluste (Δ_P1 bis Δ_PN) und Geschwindigkeiten (v₁ bis v_N) in den Teilströmen (Q_T1 bis Q_TN) der Faserstoffsuspension (3) in den einzelnen Mischeinheiten (18) bewirken.
3. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinheiten (18) jeweils einen Strömungskanal (19) aufweisen, dessen seitliche Wandplatten (20) zumindest bereichsweise als Strukturplatten (21) ausgebildet sind, die eine turbulenzerzeugende gewellte Oberflächenstruktur (22) aufweisen.
4. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturplatten (21) der Mischeinheiten (18) der Verteileinrichtung (2) in Maschinenlaufrichtung (L) unmittelbar nachgeschaltet sind.
5. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturplatten (21) der Mischeinheiten (18) in Maschinenlaufrichtung (L) verschiebbar sind.
6. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Oberflächenstruktur (22) der Strukturplatten (21) gebildeten Wellen senkrecht oder annähernd senkrecht zur Maschinenlaufrichtung (L) verlaufen.
7. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Oberflächenstruktur (22) der Strukturplatten (21) gebildeten Wellen unter einem Winkel (α) < 90° zur Maschinenlaufrichtung (L) verlaufen.
8. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturplatten (21) jeweils eine Wellenamplitude (W_A) im Bereich von 0,1 bis 0,5 x Teilung (T_M) der Mischeinheiten (18), vorzugsweise von 0,3 bis 0,5 x Teilung (T_M) der Mischeinheiten (18), und jeweils eine Wellenlänge (W_L) im Bereich von 1 bis 4 x Wellenamplitude (W_A), vorzugsweise von 1,5 bis 2,5 x Wellenamplitude (W_A), aufweisen.
9. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturplatten (21) einer Mischeinheit (18) eine jeweilige Plattenlänge (L_P) aufweisen, die quer zur Maschinenlaufrichtung (L) gleich bleibende oder größer werdende Werte annimmt.
10. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturplatten (21) einer Mischeinheit (18) einen jeweiligen Plattenabstand (A_P) aufweisen, der quer zur Maschinenlaufrichtung (L) gleich bleibende oder kleiner werdende Werte annimmt.
11. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinheiten (18) eine Teilung (T_M) aufweisen, die quer zur Maschinenlaufrichtung (L) einen gleichen oder annähernd gleichen Wert annimmt, und dass die Strukturplatten (21) einer Mischeinheit (18) eine jeweilige Plattendicke (D_P) aufweisen, die quer zur Maschinenlaufrichtung (L) gleich bleibende größer werdende Werte annimmt.
12. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlängen (W_L) und/oder die Wellenamplituden (W_A) der Strukturplatten (21) der Mischeinheiten (18) und/oder der Mischeinrichtung (12) verschieden sind.
13. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Mischeinrichtung (12) und dem Turbulenzerzeuger (5) in Maschinenlaufrichtung (L) mindestens eine Verdünnungseinrichtung (13), insbesondere eine Siebwasserdosiereinrichtung, die mehrere quer zur Maschinenlaufrichtung (L) nebeneinander angeordnete Mischkammern (14) umfasst, denen jeweils Teilströme (Q_TV1 bis Q_TVN) unterschiedlicher Konsistenz (c_V1 bis c_VN) zuführbar sind und die jeweils einen Mischstrom (Q_M1 bis Q_MN) liefern, und eine maschinenbreite Zwischenkammer (15), die die jeweiligen Mischströme (Q_M1 bis Q_MN) aufnimmt, angeordnet sind.
14. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungseinrichtung (13) mindestens eine zweite Verteileinrichtung (16) zum Verteilen einer niederkonsistenten Faserstoffsuspension (3), insbesondere von Siebwasser, über die Maschinenbreite (M) hinweg aufweist.
15. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungseinrichtung (13) eine Teilung (T_V) aufweist, die der der Mischeinheiten (18) entspricht.
16. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Mischeinrichtung (12) und der Verdünnungseinrichtung (13) eine maschinenbreite Zwischenkammer (17) angeordnet ist.
17. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffauflauf (1) ein Mehrschichtenstoffauflauf ist.