DE1127701B

DE1127701B - Distributor for stock suspensions, especially for paper stock suspensions

Info

Publication number: DE1127701B
Application number: DEV14355A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Flaig; Adolf Stark
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1958-05-09
Filing date: 1958-05-09
Publication date: 1962-04-12

Description

Verteiler für Stoffsuspensionen, insbesondere für Papierstoffsuspensionen Die Erfindung bezieht sich auf einen Verteiler für Stoffsuspensionen, insbesondere für Papierstoffsuspensionen bei einer Papier- oder Entwässerungsmaschine. Die Einrichtung bezweckt eine vollkommen gleichmäßige Verteilung der aus einer Rohrleitung zugeführten Suspension über die ganze Breite der Papiermaschine und die Vermeidung irgendwelcher Ablagerungen und der Bildung von Lufteinschlüssen in der Zuführeinrichtung. Derartige Einrichtungen bestehen im wesentlichen aus der Zuführleitung, einem Stoffverteiler und einem Stoffauflauf. Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorteilhafte Ausbildung des Stoffverteilers.Distributor for pulp suspensions, especially for paper pulp suspensions The invention relates to a distributor for pulp suspensions, in particular for paper stock suspensions in a paper or dewatering machine. The establishment aims at a completely even distribution of the supplied from a pipeline Suspension across the width of the paper machine and avoiding any Deposits and the formation of air pockets in the feed device. Such Facilities essentially consist of the feed line, a substance distributor and a headbox. The present invention relates to an advantageous embodiment of the substance distributor.

Die Faserstoffsuspension kommt im allgemeinen von einer Bütte über den Misch- und Regulierkasten, Verfeinerungsvorrichtungen, wie Kegelstoffmühlen od. dgl. und Reinigungsvorrichtungen, wie Knotenfänger, Rohrschleudern od. dgl. in Rohrleitungen od. dgl. zur Papiermaschine. Hierbei besteht die Notwendigkeit, den Suspensionsstrom aus dem meist kreisrunden Querschnitt der Rohrleitung in einen der Breite der Papiermaschine entsprechenden rechteckigen Querschnitt zu überführen, und zwar so, daß Menge und Geschwindigkeit der aus dem rechteckigen Querschnitt der Stoffauflaufdüse austretenden Suspension an jeder Stelle der ganzen Maschinenbreite unbedingt gleich sind; denn nur so ist es möglich, eine über die ganze Breite gleichmäßige Faserstoffbahn von einheitlichem Flächengewicht herzustellen.The pulp suspension generally comes over from a vat the mixing and regulating box, refining devices such as conical pulp mills Od. Like. And cleaning devices, such as knot catchers, pipe slingshots or the like. in pipes or the like to the paper machine. Here there is a need to the suspension flow from the mostly circular cross-section of the pipeline into one to transfer a rectangular cross-section corresponding to the width of the paper machine, in such a way that the amount and speed of the rectangular cross-section The suspension emerging from the headbox nozzle at every point along the entire width of the machine are absolutely equal; because only in this way is it possible to achieve a uniform over the entire width Produce fibrous web of uniform weight per unit area.

Zur Erzielung einer gleichmäßigen Strömung an der Stoffauflaufdüse gibt es zwei Möglichkeiten, einmal, die gewünschten Strömungsverhältnisse erst im Stoffauflauf zu erzeugen, und zum anderen, die gewünschten Strömungsbedingungen bereits im Stoffverteiler herbeizuführen.To achieve an even flow at the headbox nozzle there are two possibilities, once, the desired flow conditions only in the To generate the headbox and, on the other hand, the desired flow conditions to be brought about already in the substance distributor.

Zum Herbeiführen gleichmäßiger Strömung im Stoffauflauf ist beispielsweise eine Einrichtung bekannt, bei der die Suspension einem als Querstromverteiler ausgebildeten Stoffverteiler und von da über eine Spaltöffnung dem Stoffauflauf zuströmt, der mit einerGeschwindigkeitsminderungskammer,einerRuhekammer und einer daran anschließenden Beschleunigungskammer ausgebildet ist. In der Geschwindigkeitsminderungskammer, die als ein nach oben verlaufender Diffusor ausgebildet ist, soll eine Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit und außerdem durch die Anordnung von mehreren gelochten Walzen im Diffusor eine Verteilung und Ausrichtung des Suspensionsstromes erreicht werden. Der Diffusor geht an seinem Ende in die Beruhigungskammer über, in deren Oberteil sich ein Luftpolster befindet.. An diese Ruhekammer schließt sich dann noch die Beschleunigungskammer an, die in die Stoffauflaufdüse mündet. Der Nachteil dieser Zuführungseinrichtung besteht insbesondere in den großen Abmessungen des Stoffauflaufes, die durch die verschiedenen Kammern bedingt sind. Bei praktischen Ausführungen haben sich Bauhöhen bis zu 10m ergeben.To bring about a uniform flow in the headbox is for example a device known in which the suspension is designed as a cross-flow distributor Material distributor and from there flows through a gap opening to the headbox, which with a speed reduction chamber, a resting chamber and an adjoining one Acceleration chamber is formed. In the deceleration chamber which is designed as an upwardly extending diffuser, should be a reduction the flow rate and also by the arrangement of several perforated Rolling in the diffuser achieved a distribution and alignment of the suspension flow will. The diffuser goes at its end in the calming chamber, in whose Upper part there is an air cushion .. This resting chamber then closes nor the acceleration chamber, which opens into the headbox nozzle. The disadvantage this feed device consists in particular in the large dimensions of the Headbox, which are caused by the different chambers. With practical Designs have resulted in construction heights of up to 10m.

Um die Bedingung einer gleichmäßigen Strömung schon im Stoffverteiler zu erreichen und eine möglichst gedrungene Bauweise der Stofzuführungseinrichtung zu erzielen, ist beispielsweise schon vorgeschlagen worden, eine oder mehrere erste Verteilkammern anzuordnen, die über eine oder mehrere Verbindungsleitungen mit einer gemeinsamen, in Strömungsrichtung hinter der bzw. den ersten Verteilkammern angeordneten zweiten Verteilkammer verbunden sind. Die Verbindung der ersten Verteilkammer mit der zweiten erfolgt bei diesem Stoffverteiler ausschließlich über eine Spaltöffnung, die in mittlerer Höhe an der ersten Verteilkammer angeordnet ist. Diese Spaltöffnung hat den Nachteil, daß die Suspension in die zweite Verteilkammer in Form eines Strahles eintritt, -der, bedingt durch die kurze dem Strahl in der zweiten Verteilkammer zur Auflösung zur Verfügung stehende Strecke, nur sehr unvollständig aufgelöst wird. Dadurch ist in der zweiten Verteilkammer keine gleichmäßige Verteilung der Strömung möglich, so daß bei diesem Stoffverteiler ebenfalls noch eine zusätzliche Einrichtung zur gleichmäßigen Verteilung der Suspension im Stoffauflauf erforderlich ist. Durch die Anordnung der Verbindungsleitung in mittlerer Höhe der ersten Verteilkammer können sich ferner im oberen Teil der Verteilkammer Luftpolster bilden, die zur Flockenbildung führen. Zur Vermeidung dieser Nachteile, und um eine gleichmäßige Verteilung des Stoffes über die Breite der Papiermaschine sowie die an der Stoffauflaufdüse erforderlichen Strömungsbedingungen bereits vollständig im Stoffverteiler zu erzielen, wird bei Stoffverteilern mit mehreren Verteilkammerri gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Verbindungsleitung zwischen der ersten und der zweiten Verteilkammer als Diffusor auszubilden und die Einlaßöffnung in den Diffusor im Bereich der höchsten Stelle der ersten Verteilkammer anzuordnen. Die Ausbildung des Stoffverteilers gemäß der Erfindung ermöglicht die Erzielung günstiger Strömungsbedingungen sowie eine stetige Abfuhr der in der Suspension enthaltenen Luft und vermeidet die Bildung von Luftpolstern mit unerwünschter Flockenbildung.About the condition of an even flow already in the material distributor to achieve and a compact design of the material supply device to achieve, it has already been proposed, for example, one or more first To arrange distribution chambers that have one or more connecting lines with a common, arranged in the flow direction behind the or the first distribution chamber second distribution chamber are connected. The connection of the first distribution chamber with the second takes place in this material distributor exclusively via a gap opening, which is arranged in the middle of the first distribution chamber. This gap opening has the disadvantage that the suspension in the second distribution chamber in the form of a jet occurs, -the, due to the short the jet in the second distribution chamber The route available for resolution is only partially resolved. As a result, there is no uniform distribution of the flow in the second distribution chamber possible, so that this material distributor also has an additional device is necessary for even distribution of the suspension in the headbox. By the arrangement of the connecting line in the middle of the first distribution chamber can also form air cushions in the upper part of the distribution chamber, which for Lead to flocculation. To avoid these disadvantages, and to provide a even distribution of the stock across the width of the paper machine as well as the the flow conditions required at the headbox nozzle are already complete in the material distributor is achieved with material distributors with several distribution chambers proposed according to the invention, the connecting line between the first and to form the second distribution chamber as a diffuser and the inlet opening in the To arrange the diffuser in the area of the highest point of the first distribution chamber. the Design of the substance distributor according to the invention enables the achievement of more favorable Flow conditions as well as a steady removal of those contained in the suspension Air and avoids the formation of air cushions with undesirable flocculation.

Zweckmäßigcrweise wird zwischen der ersten Verteilkammer und dem Diffusor eine sich über die ganze Länge der Verteilkammer erstreckende kurze, spaltförmige Verbindungsleitung angeordnet, um vollständige Umformung des in der ersten Verteilkammer herrschenden Druckes in Strömungsgeschwindigkeit vor dem Eintritt in den Diffusor sicherzustellen.Appropriately, between the first distribution chamber and the diffuser a short, gap-shaped one extending over the entire length of the distribution chamber Connecting line arranged to complete deformation of the in the first distribution chamber prevailing pressure in flow velocity before entering the diffuser to ensure.

Für die gleichmäßige Verteilung beispielsweise einer Textilfasersuspension, die bedingt durch die besondere Art der Fasern die Benutzung von Verteilorganen wie z. B. Lochwalzen, Stabwalzen od. dgl. ausschließt, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, den Diffusor mit einem Öffnungswinkel von maximal 8°, vorzugsweise bedeutend kleiner auszubilden, wobei in dem Diffusor keine Verteilorgane angeordnet werden. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Druck- und Geschwindigkeitsverteilung muß in Kauf genommen werden, daß ein solcher Diffusor eine erhebliche Länge erhält. Bei einer derartigen Ausbildung des Stoffverteilers ergibt sich aber eine wesentlich bessere Geschwindigkeitsverteilung als wenn die Verbindung zwischen den beiden Verteilkammern nur aus einer Spaltöffnung besteht.For the even distribution of a textile fiber suspension, for example, the use of distribution organs due to the special type of fibers such as B. perforated rollers, rod rollers od. Like. Excludes, is in further training proposed the invention, the diffuser with an opening angle of a maximum of 8 °, preferably to be made significantly smaller, with no distribution elements in the diffuser to be ordered. To achieve an even distribution of pressure and speed it must be accepted that such a diffuser is of considerable length. With such a design of the substance distributor, however, there is an essential better speed distribution than if the connection between the two distribution chambers consists only of a gap opening.

Für die gleichmäßige Verteilung einer Faserstoffsuspension, die zur Papierherstellung geeignet ist, wird der Diffusor zweckmäßigerweise mit einem Öffnungswinkel von mindestens etwa 8°, vorzugsweise etwa 30°, ausgebildet und in dem Diffusor ein oder mehrere Verteilorgane angeordnet. Die im Diffusor angeordneten Verteilorgane können als Lochwalzen, Lamellenlochwalzen, Stabwalzen od. dgl. ausgebildet werden. Die Anordnung von Verteilorganen in dem Diffusor begünstigt den Geschwindigkeitsausgleich sehr wesentlich und verhindert die Bildung von Ablösungen an den Diffusorwänden. Der aus der ersten Verteilkammer austretende Suspensionsstrom breitet sich in dem Diffusor allmählich aus, so daß die Geschwindigkeit der Suspension in Strömungsrichtung stark abnimmt und in der zweiten Verteilkammer nahezu die Geschwindigkeit Null erreicht wird, die für einen idealen Druck- und Geschwindigkeitsausgleich erforderlich ist.For the even distribution of a pulp suspension that is used for Papermaking is suitable, the diffuser is expediently with an opening angle of at least about 8 °, preferably about 30 °, and formed in the diffuser or several distribution organs arranged. The distribution organs arranged in the diffuser Can be designed as perforated rollers, lamellar perforated rollers, bar rollers or the like. The arrangement of distribution elements in the diffuser favors the speed compensation very essential and prevents the formation of detachments on the diffuser walls. The suspension flow emerging from the first distribution chamber spreads in the Diffuser gradually out, so that the speed of the suspension in the direction of flow decreases sharply and almost reaches zero speed in the second distribution chamber that is required for an ideal pressure and speed balance.

Wie praktische Versuche ergeben haben, bewirkt diese erfindungsgemäße Ausbildung des Stoffverteilers eine nahezu ideal gleichmäßige Druck- und Geschwindigkeitsverteilung über die Breite des Auslasses der zweiten Verteilkammer, d. h. des Auslasses des Stoffverteilers. Es erübrigt sich, Verteilorgane auch noch im Stoffauflauf anzuordnen, so daß auch der Stoffauflauf verhältnismäßig klein ausgeführt werden kann. Es können aber zur Verhinderung des Ausflockens ein oder mehrere Umwälzorgane im Stoffauflauf eingebaut werden. Für die zweckmäßige Anordnung der Verteilorgane im Diffusor gibt es verschiedene Möglichkeiten, die an Hand der Figuren nachfolgend näher erläutert werden.As practical tests have shown, this effect according to the invention Formation of the material distributor an almost ideally even pressure and speed distribution across the width of the outlet of the second distribution chamber, d. H. of the outlet of the Substance distributor. There is no need to arrange distribution elements in the headbox, so that the headbox can also be made relatively small. It can but to prevent flocculation one or more circulating elements in the headbox to be built in. For the appropriate arrangement of the distribution elements in the diffuser there there are various possibilities, which are explained in more detail below with reference to the figures will.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem als Rohrverteiler ausgebildeten Stoffverteiler, und die Fig. 2 bis 4 weitere Stoffverteiler-Ausbildungen gemäß der Erfindung mit besonderer Anordnung der Verteilorgane.Some exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. 1 shows an embodiment of the invention with a pipe distributor trained substance distributor, and FIGS. 2 to 4 further substance distributor configurations according to the invention with a special arrangement of the distribution organs.

Die in Fig. 1 dargestellte Zuführeinrichtung einer Faserstoffsuspension auf das Sieb 1 einer Papiermaschme besteht im wesentlichen aus der Zuführleitung 2, dem Stoffverteiler 3 und dem Stoffauflauf 4. Die als zylindrisches Rohr ausgebildeteZuführleitung2 ist über einen Flansch mit der ersten Verteilkammer 5 des als Rohrverteiler ausgebildeten Stoffverteilers 3 verbunden, wobei der Flansch entweder in der Mitte der ersten Verteilkammer oder an der Seite angeordnet ist. An die erste Verteilkammer 5 schließt sich über eine kurze spaltförmige Verbindungsleitung 20 und eine Spaltöffnung 6 ein Diffusor 7 an, der in eine zweite Verteilkammer 8 ausläuft. Die Verbindungsleitung 20 schließt im Bereich der obersten Stelle an die erste Verteilkammer 5 an; auch der Auslaß 9 der zweiten Verteilkammer 8 ist an deren höchster Stelle angeordnet. Der Diffusor 7 ist mit einem Öffnungswinkel von etwa 30° ausgebildet. In. dem Diffusor 7 ist eine Lochwalze 10 angeordnet, die ein Öffnungsverhältnis von 25 bis 30% aufweist und welche zur gleichmäßigen Verteilung der Suspension dient. An die Auslaßöffnung 9 der zweiten Verteilkammer 8 schließt sich über eine zweckmäßigerweise in Form einer konischen Verjüngung mit geringer Neigung ausgebildete Übergangsleitung 12 der Stoffauflaufkasten 4 an. Vor der Stoffauflaufdüse 13 ist nochmals ein Umwälzorgan 14 angeordnet, das ebenfalls aus einer Lochwalze besteht, die aber ein bedeutend größeres öffnungsverhältnis, nämlich etwa 55%, aufweist, wie die als Verteilorgan ausgebildete Lochwalze 10 im Stoffverteiler.The feed device shown in Fig. 1 of a fiber suspension on the wire 1 of a paper machine consists essentially of the feed line 2, the stock distributor 3 and the headbox 4. The feed line designed as a cylindrical tube 2 is designed as a pipe distributor via a flange with the first distribution chamber 5 Distributor 3 connected, the flange either in the middle of the first Distribution chamber or is arranged on the side. The first distribution chamber 5 closes via a short gap-shaped connecting line 20 and a gap opening 6 a diffuser 7 which runs out into a second distribution chamber 8. The connecting line 20 connects to the first distribution chamber 5 in the area of the uppermost point; even the outlet 9 of the second distribution chamber 8 is arranged at its highest point. The diffuser 7 is designed with an opening angle of approximately 30 °. In. the diffuser 7 a perforated roller 10 is arranged, which has an opening ratio of 25 to 30% and which serves to evenly distribute the suspension. To the outlet opening 9 of the second distribution chamber 8 closes over an expediently in the form a conical tapering with a slight inclination transition line 12 the headbox 4 on. In front of the headbox nozzle 13 there is again a circulating element 14 arranged, which also consists of a perforated roller, but which is a significant has a larger opening ratio, namely about 55%, as that used as a distributor trained perforated roller 10 in the material distributor.

In den Fig. 2 bis 4 wurde auf die Darstellung des Stoffauflaufes verzichtet und nur der Stoffverteiler mit Zuführleitung dargestellt.The headbox is not shown in FIGS. 2 to 4 and only the material distributor with feed line is shown.

Der in Fig. 2 dargestellte Rohrverteiler unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten durch einen nach oben verlaufenden Diffusor 7a und die Anordnung von zwei in. Strömungsrichtung hintereinander geschalteten, als Verteilorgane ausgebildeten Lochwalzen 10 und 15, wobei die Lochwalze 15 einen größeren Durchmesser aufweist als die Lochwalze 10.The manifold shown in Fig. 2 differs from the one shown in Fig. 1 by an upwardly extending diffuser 7a and the arrangement of two perforated rollers 10 and 15 arranged one behind the other in the direction of flow and designed as distributing elements, the perforated roller 15 having a larger diameter than the perforated roller 10.

In Fig. 3 ist die Anordnung eines aus zwei Kammern 16, 17 bestehenden Querstromverteilers dargestellt, dessen Kammern 16, 17 zwei erste Verteilkammern bilden, die jeweils über einen Diffusor 7b mit einer gemeinsamen zweiten Verteilkammer 18, verbunden sind. An diese Kammer 18 schließt sich unmittelbar über den Auslaß 19 der Stoffauflauf an. In jedem Diffusor 7b befinden sich zwei Reihen Lochwalzen 10, wobei die Lochwalzen der ersten Reihe immer auf Lücke der Lochwalzen der in Strömungsrichtung folgenden Reihe angeordnet sind.In Fig. 3 the arrangement of one of two chambers 16, 17 is made Cross-flow distributor shown, the chambers 16, 17 of which have two first distribution chambers form, each via a diffuser 7b with a common second distribution chamber 18, are connected. This chamber 18 closes directly via the outlet 19 the headbox on. In each diffuser 7b there are two rows of perforated rollers 10, whereby the perforated rollers of the first row always match the gap of the perforated rollers of the in Direction of flow are arranged following row.

In Fig. 4 ist ebenfalls ein als Querstromverteiler ausgebildeter Stoffverteiler dargestellt. An die aus zwei Teilen 16a, 17a bestehende Kammer ist jeweils über eine Spaltöffnung 6 ein Diffusor 7 c angeschlossen. Die Diffusoren 7 c münden in eine gemeinsame zweite Verteilkammer 18a, an die sich unmittelbar der Stoffauflauf anschließt. In jedem Diffusor 7c sind mehrere Lochwalzen 10 auf einem Kreisbogen angeordnet, dessen Mittelpunkt sich stromaufwärts vor den Verteilorganen befindet.In Fig. 4, a material distributor designed as a cross-flow distributor is also shown. A diffuser 7c is connected to the chamber, which consists of two parts 16a, 17a, in each case via a slit opening 6. The diffusers 7c open into a common second distribution chamber 18a, which is directly followed by the headbox. In each diffuser 7c a plurality of perforated rollers 10 are arranged on an arc of a circle, the center of which is located upstream in front of the distribution members.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Distributor for pulp suspensions, in particular paper pulp suspensions, which is connected to a headbox via a gap opening, with at least one first distribution chamber into which the suspension is entered via a pipeline or the like, the largest clear width of which is significantly smaller than the width of the distributor is introduced and distributed for the first time over a width corresponding to the headbox width, and via at least one connecting line having disposed downstream of the first distribution chamber second distribution chamber is connected, characterized in that the connecting line between the first distribution chamber (5, 16 , 17, 16a, 17a) and the second distribution chamber (8, 18, 18a) designed as a diffuser (7, 7a, 7b, 7c) and the inlet (6) into the diffuser is arranged in the region of the highest point of the first chamber.

2. Substance distributor according to claim 1, characterized in that the inlet (6) in the diffuser (7, 7 a, 7 b, 7 c) is designed as a gap (20).

3. Distributor according to claim 1 and 2, characterized in that the opening angle of the diffuser (7, 7a, 7b, 7c), in particular when used for textile fiber suspensions, is designed to be a maximum of 8 °, preferably significantly smaller.

4. Distributor according to claim 1 and 2, characterized in that the diffuser (7, 7 a, 7 b, 7 c) when used for pulp suspensions for papermaking with an opening angle of at least 8 °, preferably about 30 °, is formed and that in it distribution members (10), such as perforated rollers, lamellar perforated rollers, rod rollers or the like. Are arranged next to one another or individually or in rows one behind the other in the direction of flow.

5. Distributor according to claim 4, characterized in that that the distribution members (10) are arranged on an arc, the center of which is located upstream in front of the distribution organs.

6. Distributor according to claim 4, characterized in that the distribution members (10) of one row always have a gap the distribution members of the preceding row in the direction of flow are arranged. Considered publications: German patents nos. 943 390, 855 502, 808 081; U.S. Patent No. 2,339,711.