DE10327193A1

DE10327193A1 - Zuführeinrichtung

Info

Publication number: DE10327193A1
Application number: DE2003127193
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ruf; Hans Loser
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-01-13

Abstract

Eine Zuführeinrichtung mit einer eine innere Wandung aufweisenden rohrförmigen Anordnung (1) zum Zuführen einer Faserstoffsuspension zu einem Stoffauflauf in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung Mittel (3) zum Vermeiden von Verschmutzungen und Belägen auf der inneren Wandung in der rohrförmigen Anordnung (1) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zuführeinrichtung mit einer eine innere Wandung aufweisenden rohrförmigen Anordnung zum Zuführen einer Faserstoffsuspension zu einem Stoffauflauf in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn.
Der Begriff „Zuführeinrichtung" wird im Rahmen dieser Beschreibung für alle Systeme zum direkten oder indirekten Zuführen einer Faserstoffsuspension zu einem Stoffauflauf, also für die Faserstoffsuspension führende Rohrleitungen und Rückführleitungen, für Behälter und dergleichen, verwendet. Diese Systeme können auch Teil des Konstanten Teils der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn sein.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 18 034 A1 ist eine Vorrichtung zur maschinenbreiten Verteilung einer Faserstoffsuspensionsströmung auf ein Sieb oder zwischen zwei Siebe bekannt, die insbesondere als Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine dient. Die Vorrichtung ist mit einem Zuführrohr, dass heißt einem Querverteilrohr, ausgestattet, das sich über die ganze Breite der Vorrichtung erstreckt. Oberhalb des Querverteilrohrs sind ein Mittel zur Aufteilung der zugeführten Faserstoffsuspensionsströmung auf eine Vielzahl von Sektionsleitungen und ein Pulsationsdämpfer zur Dämpfung der Faserstoffsuspensionsströmung vorhanden.

Die Zuführrohre verlaufen in ihrem Endbereich senkrecht zur Produktionsrichtung der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn und geben über die Breite der Maschine die Faserstoffsuspension an den Stoffauflauf ab. Nach dem Stand der Technik haben sie eine glatte Innenwandung. Dies führt bei verschiedenen Zuführeinrichtungen für eine Faserstoffsuspension dazu, dass bei horizontaler Abströmung im Endbereich des Zuführrohrs, also im Querverteilrohr, und bei hohen Luftgehalten besonders im oberen Bereich Verschmutzungen und Beläge auftreten.

Die in der Faserstoffsuspension verteilten kleinen Blasen haben nur geringe Steiggeschwindigkeiten. Trotzdem muss man davon ausgehen, dass sich diese an der inneren Wandung in deren oberem Bereich in Querrichtung der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, bezogen auf die Produktionsrichtung der Maschine, anreichern. Im Extremfall führt dies zu einer Art von Sekundärströmung mit einem hohen Gasgehalt in Form einer Schaumschichtströmung. Dieser Vorgang wird noch unterstützt durch die Ausbildung des Strömungsprofils in der Richtung senkrecht zur Maschine, da in der Randzone kleinere Strömungsgeschwindigkeiten herrschen.

Die Schaumschicht führt dazu, dass kein Kontakt zwischen der Fasern führenden Faserstoffsuspension und der Wand im Bereich der Schaumschicht besteht. Daher können die Fasern dort nicht die kleinen Partikel, die sich an der Wandung absetzen, mitreißen. Sie lagern sich auf der Wand ab, so dass sich die Wand im Laufe der Zeit mit ihnen zusetzt.

Diese Vorgänge finden im Regelfall in der gesamten Zuführeinrichtung, also auch in dem Pulsationsdämpfer, statt. Sind jedoch Teile der Zuführeinrichtung steigend verlegt (einschließlich des Pulsationsdämpfers), so machen sich dort Ablagerungen von Partikeln nicht so stark bemerkbar. An Stellen mit höherer Strömungsgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension sind Stoffablagerungen aufgrund von Turbulenzen nicht so gravierend. Im Querverteilrohr für den Stoffauflauf je doch sind die Partikelablagerungen am stärksten, da dieses horizontal verlegt ist und die Strömungsgeschwindigkeit dort geringer ist.

Des weiteren ergibt sich in der eine Faserstoffsuspension führenden Zuführeinrichtung ein Stoffdichteprofil, wobei sich in der Randzone grundsätzlich Wasser anreichert. Das Stoffdichteprofil nimmt im Mittenbereich der Zuführeinrichtung die größten Werte an (homogene Kernströmung) und schwächt zu dem Randbereich, insbesondere zu dem oberen Teil des Randbereichs, hin ab. Diese Inhomogenitäten in der Faserstoffsuspension können zu Stoffdichteschwankungen im Stoffauflauf bzw. zu Gewichtsschwankungen in der herzustellenden Faserstoffbahn führen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 19 330 A1 ist eine Rohrleitung, die eine faserhaltige Suspension führt, zu beziehungsweise in einer Papiermaschine mit einer Hauptströmungsrichtung bekannt. In der Rohrleitung sind Mittel zur Reduktion, vorzugsweise Auslöschung von Rotationsströmungen um die Hauptströmungsrichtung vorgesehen. Diese Mittel bestehen beispielsweise aus mindestens einer flachen Ebene mit endlicher Dicke, die parallel zur Hauptströmungsrichtung verläuft. Die offenbarten Mittel wirken als Drallbrecher, vermeiden oder hemmen aber nicht Ablagerungen von Partikeln, also von Verschmutzungen und Belägen, in der Zuführeinrichtung in Form einer Rohrleitung.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Ablagerung von Partikeln in der Zuführeinrichtung zu verhindern sowie die Ausprägung eines Stoffdichteprofils in der strömenden Faserstoffsuspension zu vermeiden. Die Ablagerung von Partikeln umfasst unter anderem Verschmutzungen und Beläge.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Zuführeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Zuführeinrichtung Mittel zum Vermeiden von Verschmutzungen und Belägen auf der inneren Wandung in der rohrförmigen Anordnung aufweist.

Gemäß der Erfindung sind beliebige Mittel einsetzbar, die bewirken, dass sich an den Wänden der Zuführeinrichtung, insbesondere im kritischen Bereich der Grenzschichten und/oder Scherschichten, keine Ablagerungen bilden. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass auch die Strömung in dem Querverteilrohr für den Stoffauflauf, insbesondere auch in dem Randbereich, homogenisiert wird. Dies trägt unter anderem auch zu einer Verbesserung der Gleichmäßigkeit der herzustellenden Faserstoffbahn bei.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.

Die einfachste Ausgestaltung der Mittel zur Verhinderung von Ablagerungen besteht in Störkörpern, wobei diese Mittel mindestens einen Störkörper, insbesondere mindestens eine Störleiste, umfassen. Durch den Einsatz der Störkörper im kritischen Bereich der Ablagerungen von Partikeln wird dort die Turbulenz erhöht und damit die Verschmutzungsneigung reduziert. Diese Wirkung wird einerseits durch ein verbessertes Strömungsprofil und andererseits durch die Vermeidung der Separation der in der Faserstoffsuspension mitgeführten Luftbläschen vom Hauptstrom erreicht.

Eine vorteilhafte Anordnung der Störkörper besteht darin, dass der mindestens eine Störkörper senkrecht zur Hauptströmungsrichtung der Faserstoffsuspension angeordnet ist.

Ebenso lässt sich mit Vorteil vorsehen, dass der mindestens eine Störkörper unter einem festen Winkel, insbesondere schräg, zu der Hauptströmungsrichtung der Faserstoffsuspension angeordnet ist und/oder dass mehrere Störkörper vorgesehen sind, die wechselnd, insbesondere gegensinnig, angeordnet sind.

Da sich die in der Faserstoffsuspension vorhandenen Luftbläschen nach oben bewegen, ist der mindestens eine Störkörper vorteilhafterweise im oberen Bereich der rohrförmigen Anordnung angebracht.

Als geeignet erweisen sich Abmessungen der Störkörper, bei denen diese eine Höhe im Bereich zwischen 1 und 150 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 20 mm, aufweisen.

Vorteilhaft werden die Störkörper wenigstens teilweise als aufgeschweißte Bleche ausgebildet.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist der mindestens eine Störkörper im Querschnitt profiliert.

Andere vorteilhafte Geometrien bestehen darin, dass der mindestens eine Störkörper gerundet, als gleichseitiges Dreieck oder auslaufend ausgebildet ist.

Von Vorteil ist es außerdem, wenn die Störkörper in einem Abstand zu einander in der Anordnung angebracht sind, der dem Zweifachen bis Zwanzigfachen ihrer Höhe entspricht.

Die Bildung von Turbulenzen wird verstärkt, wenn der mindestens eine Störkörper eine geschwungene, nicht gerade Form hat.

Ebenso lässt sich die Anordnung der Mittel oder der Störkörper so wählen, dass zwischen ihnen Entlüftungsöffnungen angeordnet sind, um Luftbläschen abzuleiten.

Die Anmeldung bezieht sich ebenfalls auf die Verwendung einer Zuführeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Verteilrohr, insbesondere einem Querverteilrohr, für einen Stoffauflauf.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen:
1: ein Zuführverteilrohr im schematischen Querschnitt;
2: das Zuführverteilrohr der 1 in einer schematischen Draufsicht;
3: eine weitere Ausführung eines Zuführrohrs in schematischer Schnittdarstellung; und
4: das Zuführohr der 3 im schematischen Querschnitt A-A.
Durch ein im schematischen Querschnitt dargestelltes Zuführverteilrohr 1 (1) fließt eine Faserstoffsuspension (Richtungspfeil) zu mehreren Sektionsleitungen 2, von denen sie in eine (hier nicht dargestellte) Vorkammer zu einem Turbulenzerzeuger eines Stoffauflaufs einer Papier- oder Kartonmaschine gelangt. Das Zuführverteilrohr 1 hat entsprechend dem sich über seine Länge durch das Abfließen in die Sektionsleitungen 2 vermindernden Faserstoffsuspensionsstrom eine sich in Längsrichtung verjüngende konische Form (2).
Im oberen Bereich des Zuführverteilrohrs 1 sind Störkörper 3 angeordnet, die beispielsweise in Form von Leisten ausgestaltet sind. Die Störkörper 3 erstrecken sich unter einem spitzen Winkel, bezogen auf die Längsachse des Zuführverteilrohrs und die Hauptströmungsrichtung.
Die Störkörper 3 haben eine Höhe im Bereich zwischen 1 und 150 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 20 mm. Sie werden beispielsweise durch einfache, senkrecht aufgeschweißte Bleche gebildet. Diese können im Querschnitt jedoch auch profiliert sein, insbesondere gerundet, oder als gleichseitige Dreiecke oder auslaufend ausgestaltet sein. Ihr Abstand unter einander beträgt das Zwei- bis Zwanzigfache ihrer Höhe. Sie können auch eine geschwungene, nicht gerade Form haben.
Zwischen den Störkörpern 3, beispielsweise in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension (Richtungspfeil) unmittelbar hinter ihnen, sind Entlüftungsbohrungen 4 angebracht, über die die Luftbläschen, die sich an den Störkörpern 3 ansammeln, nach oben entweichen.
Weiterhin fließt durch ein im schematischen Querschnitt dargestelltes Zuführrohr 5, insbesondere Rohrleitung, (3) eine Faserstoffsuspension (Richtungspfeil) zu genanntem Stoffauflauf einer Papier- oder Kartonmaschine. Das Zuführrohr 5 weist eine zylindrische oder annähernd zylindrische Form auf.
Im oberen Bereich des Zuführrohrs 5 sind auch Störkörper 3 angeordnet, die beispielsweise in Form der Störkörper 3 der 1 und 2 aufweisen; auf diese beiden Figuren wird hiermit Bezug genommen. Die Störkörper 3 haben eine geschwungene, nicht gerade Form und sind wechselnd, insbesondere gegensinnig, angeordnet, damit kein Drall in der Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension (Richtungspfeil) erzeugt wird. Die Anordnung der Störkörper ist vorzugsweise gruppenweise am Umfang der inneren Wandung (4).
Zwischen den Störkörpern 3, beispielsweise in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension (Richtungspfeil) unmittelbar hinter ihnen, sind, wie bereits oben erwähnt, Entlüftungsbohrungen 4 angebracht, über die die Luftbläschen, die sich an den Störkörpern 3 ansammeln, nach oben entweichen.

1: Zuführverteilrohr
2: Sektionsleitung
3: Störkörper
4: Entlüftungsbohrung
5: Zuführrohr
A-A: Schnittlinie

Claims

Zuführeinrichtung mit einer eine innere Wandung aufweisenden rohrförmigen Anordnung (1) zum Zuführen einer Faserstoffsuspension zu einem Stoffauflauf in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung Mittel (3) zum Vermeiden von Verschmutzungen und Belägen auf der inneren Wandung in der rohrförmigen Anordnung (1) aufweist.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel mindestens einen Störkörper (3), insbesondere mindestens eine Störleiste (3), umfassen.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Störkörper (3) senkrecht zur Hauptströmungsrichtung der Faserstoffsuspension angeordnet ist.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Störkörper (3) unter einem festen Winkel, insbesondere schräg, zu der Hauptströmungsrichtung der Faserstoffsuspension angeordnet ist.
Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Störkörper (3) vorgesehen sind, die wechselnd, insbesondere gegensinnig, angeordnet sind.
Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Störkörper (3) im oberen Bereich der rohrförmigen Anordnung angebracht ist.
Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Störkörper (3) eine Höhe im Bereich zwischen 1 und 150 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 20 mm, aufweist.
Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Störkörper (3) ein aufgeschweißtes Blech umfasst.
Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Störkörper (3) im Querschnitt profiliert ist.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Störkörper (3) gerundet, als gleichseitiges Dreieck oder auslaufend ausgebildet ist.
Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Störkörper (3) in einem Abstand zu einander in der Anordnung angebracht sind, der dem Zweifachen bis Zwanzigfachen ihrer Höhe entspricht.
Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Störkörper (3) eine geschwungene, nicht gerade Form hat.
Zuführeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mitteln (3) Entlüftungsöffnungen (4) angeordnet sind.
Verwendung einer Zuführeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Verteilrohr (2), insbesondere Querverteilrohr, für einen Stoffauflauf.