流漿箱、帶有流漿箱的料幅成形單元和料幅成形單元的運行方法
2023-10-18 13:11:24 1
專利名稱：流漿箱、帶有流漿箱的料幅成形單元和料幅成形單元的運行方法
技術領域：
本發明涉及一種用於從至少一種纖維懸濁液中製造纖維幅，特別是製造紙幅、紙板幅或薄頁紙幅的機器的流漿箱，其帶有至少一個供給至少一種纖維懸濁液的供料設備，具有出口縫隙的用於以自由束內給出纖維懸濁液的噴嘴，和在流動方向上直接提供在噴嘴上遊的湍流生成裝置，在所述湍流生成裝置內在流漿箱運行期間通過多個湍流生成通道將至少一種纖維懸濁液引導到若干子流內，其中在湍流生成裝置的單個湍流生成通道內提供了至少一個形成流態化區域的區域，其中在被引導通過此區域的纖維懸濁液的子流內可產生壓力損失。本發明還涉及一種用於製造纖維幅，特別是製造紙幅、紙板幅或薄頁紙幅的機器的料幅成形單元，以及涉及一種用於此類料幅成形單元的運行方法，所述料幅成形單元包括流漿箱和布置在流漿箱後方的成形單元，其中，來自流漿箱的出口縫隙的纖維懸濁液以自由射束的形式施加在至少一個網毯(Besparmung)上。
背景技術：
纖維幅的製造過程決定性地取決於為此所提供的纖維懸濁液的物質濃度。在此，隨著所使用的纖維懸濁液的物質濃度的升高，在過程結束時所存在的纖維幅內觀察到由於纖維和填充物的宏觀和微觀分布導致的惡化的可描述的組成。為了仍實現纖維幅的質量方面的滿意結果，以目前通用的流漿箱將物質濃度在0. 8%至1. 2%的範圍內的纖維懸濁液施加在布置在後方的成形單元內。如果使用物質濃度更高的值，則由於強的纖維絮凝，必然在束從流漿箱出來時導致纖維懸濁液內的粗模糊(grobwolkig)組成。因此，應採取針對此絮凝的幹擾並且及時固定流動的措施，特別地通過流漿箱在其出口處提供儘可能無絮凝的纖維懸濁液束。在布置在噴嘴上遊的湍流裝置內，因此在湍流生成裝置的湍流生成通道內通過不同的措施形成了用於纖維懸濁液的去除絮凝和改進的流態化的區域。當然，這經常是不夠的。原因在於在物質濃度高時明顯降低的再絮凝時間。為實現對於所形成的纖維幅的滿意的組成特徵值，儘可能完全避免在流漿箱內最後進行的流態化之後的纖維懸濁液的再絮凝時間。但這相應地以短結構的單元為前提，這又提供了另外的要求，特別是對於強度和振動傾向的降低以及相反地避免液力幹擾。在文獻EP 1313912B1中描述了絮凝形成的問題及其對於所形成的纖維幅的質量的影響。為解決所述問題，建議了帶有修改的湍流生成裝置的流漿箱的構造，以此在湍流生成裝置內在湍流生成裝置的每個湍流生成通道的一級內僅進行一次流態化，以此實現了擾動的加速和纖維懸濁液在流漿箱內的短的滯留時間。流態化度可通過噴嘴的特殊的疊片構造保持。為進行流態化，建議了單個湍流產生通道的橫截面和湍流生成裝置的流動通道的單獨部分區域的長度的階梯狀變化以形成流態化區域，湍流生成裝置的所述長度在400mm的範圍內。為了改進所形成的纖維幅的組成和撕裂長度關係，已知了多種另外的措施，這些措施的特徵在於噴嘴或湍流生成裝置的修改。文獻DE 10106684A1公開了一種流漿箱的構造，所述構造帶有用於避免噴嘴內的流動不穩定性並且因此避免振動激勵的特殊構造的疊片端部，所述疊片端部在指向噴嘴壁的側上具有傾斜，並且在背離噴嘴壁的側上提供有結構。為影響成形，另外根據DE19902621A1已知，將噴嘴構造為其內帶有不同幾何區域以產生不同的流動橫截面。文獻WO 2008/077585A1公開了在形成的流漿箱噴嘴上的在ζ方向上對稱特徵的構造的益處及其構造和尺寸。用於通過纖維在從噴嘴離開的區域內的定向來改進橫向剛度的措施在文獻EP1022378Α2中描述。噴嘴的設計構造為帶有具有持續的橫截面縮小的區域和連接在其上的帶有持續的橫截面放大的更短的區域。為了避免自由束從噴嘴離開時該自由束的開裂，文獻DE 29713433U1公開了帶有由機器寬度上延伸的限制面形成的噴嘴的流漿箱，其中限制面的至少一個的特徵是至少三個聚斂角度不同的部分。文獻DE 10234559Α1公開了料幅成形系統內的流漿箱的構造，其中噴嘴的特徵在於具有> 400mm的長度，其中由湍流生成裝置形成布置在噴嘴上遊的湍流塊優選地也處在此長度範圍內。但所有已知的措施在此不適合於將單個纖維懸濁液的滯留時間壓縮在其在再絮凝時間以下，特別是在物質濃度更高時。
發明內容
因此，本發明的任務在於擴展用於製造纖維幅，特別是製造紙幅、紙板幅或薄頁紙幅的機器的本文開始部分提到類型的流漿箱，使得避免了所提到的缺點。特別地，避免了在噴嘴前的湍流生成裝置內的最後進行的流態化之後直至離開噴嘴的纖維懸濁液的再絮凝，並且可能地也在噴嘴之後避免所述再絮凝。根據本發明的解決方法的特徵在於獨立權利要求1、12和14的特徵。有利的構造在從屬權利要求中描述。根據本發明提供了一種用於從至少一種纖維懸濁液中製造纖維幅，特別是製造紙幅、紙板幅或薄頁紙幅的機器的流漿箱，帶有至少一個供給至少一種纖維懸濁液的供料設備，具有出口縫隙的用於以自由射束的形式排出纖維懸濁液的噴嘴，和在流動方向上直接布置在噴嘴上遊的湍流生成裝置，其中在流漿箱運行時，至少一種纖維懸濁液被引導通過多個優選地成行布置的湍流生成通道，其中在湍流生成裝置的單個湍流生成通道內提供至少一個形成流態化區域的區域，其中在通過此區域引導的纖維懸濁液的子流內可產生壓力損失，所述流漿箱的特徵在於，噴嘴和直接布置在噴嘴上遊的湍流生成裝置構造並且定尺寸為使其適合於將從噴嘴的入口前的湍流生成裝置的單個湍流生成通道的最後的流態化區域流過湍流生成裝置直至噴嘴的出口縫隙的纖維懸濁液的滯留時間調節為≤200ms，優選地175ms，特別是≤150ms，並且將噴嘴內的入口前的最後的流態化區域內的壓力損失調節為≥50mbar，優選地≥75mbar，特別是≥lOOmbar，更特別地≥150mbar。流態化區域被理解為其中對於纖維懸濁液特別是纖維懸濁液的各部分流進行主動或被動影響而使得幾乎不形成纖維網狀物的區域。在此，影響可以主動地針對可控元件的效果，例如通過靜態混合裝置而進行，或者，被動地通過流動路徑的幾何構造和因此所決定的纖維懸濁液上的湍流的生成通過溶解聚集物特別是絮凝物而進行。在流動方向上觀察時，區域局部地限制在機器橫向方向上的線上，但構造為在流動方向上延伸。本發明的解決方案提供了在帶有高物質(纖維和填充物)濃度的纖維懸濁液的情況下流漿箱的使用範圍擴展的優點，所述濃度優選地≥1%，特別地在≥0.5%至的範圍內，優選地在≥至≤3%的範圍內，特別地在≥至≤2. 5%的範圍內，同時通過避免纖維和填充物凝聚而在纖維和填充物以自由射束的形式在成形單元中出來時具有優化的纖維和填充物分布或成形。因此，可靠地避免了在流動方向上直至從噴嘴離開的絮凝物的重新形成，所述絮凝物由於在最後流態化區域中由於最小壓力損失可靠地溶解。纖維的流動性以及由此的流態化高度通過短的滯留時間而在以自由射束的形式被保持到直至出口。湍流生成裝置的單獨湍流生成通道的形成優選地如下進行，S卩，使得纖維懸濁液在湍流生成裝置的單個湍流生成通道的最後的流態化區域直至湍流生成裝置的出口之間的滯留時間為從≥IOms至≤IOOms0流漿箱的特別有利的構造的特徵在於，噴嘴的長度Id的範圍是100mm ≤ 1D ≤ 500mm,優選地為 100mm ≤ 1D ≤ 400mm,特別是 200mm ≤ 1D ≤ 400mm,並且在噴嘴上遊的湍流生成裝置的單個湍流生成通道內的最後的流態化區域和湍流生成裝置出口之間的距離≤180mm，優選地≤150mm，特別地≤120mm，更特別地≤100mm。該尺寸組合實現了流漿箱的短的並且緊湊的構造，而適合於帶有寬的濃度範圍的纖維懸濁液並且通過由最後的流態化區域和噴嘴出口之間的最小距離並且由壓力損失形成的加速而得出的最小滯留時間避免了反絮凝(RUckflockimg)。取決於所提取的纖維懸濁液的類型和成分，特別是取決於物質濃度的大小，為了保證從噴嘴的出間縫隙出來的纖維懸濁液束的穩定性，在有利的擴展中，其特徵為布置在上遊的湍流生成裝置的出口和出口縫隙之間的距離的噴嘴的長度通過考慮到纖維的阻尼效果的如下規定限制IdXSK≤1000，優選地≤800，特別是≤700，其中，Id為噴嘴長度，單位為mm;並且SK為物質濃度，以％為單位。噴嘴的噴嘴空間通過在流動方向上兩個聚斂從而形成出口縫隙的噴嘴壁，即上噴嘴壁和下噴嘴壁限定邊界，其中在流動技術方面有利的是，在出口縫隙的範圍內，兩個噴嘴壁之間的聚斂角度在5度至45度之間，優選地在10度至20度之間。為在有利的設計中總是可靠地避免噴嘴前的最後的湍流生成裝置內纖維和流體的分離，使湍流生成裝置的長度並且因此所述湍流生成裝置的單個湍流生成通道的長度Ite處於IOOmm≤Ite≤500mm的範圍內，優選地為IOOmm≤Ite≤400mm的範圍內，特別是150mm≤Ite≤300mm的範圍內。在特別有利的擴展中，湍流生成裝置的單個湍流生成通道構造並且定尺寸為使得在噴嘴的入口上遊的最後的流態化區域內，在被引導到所述流態化區域內的子流內所產生的壓力損失為≥50mbar，優選地≥75mbar，特別是≥lOOmbar，更特別地≥150mbar。壓力損失的大小提供了即使高濃度時也可靠地保證高的無絮凝物程度和高的纖維可運動性的優點，所述優點可在流動方向上直至噴嘴出口的所述長度範圍內並且在更大的長度範圍內保持。關於在流動方向上噴嘴前的最後的流態化區域內的壓力損失的實現，存在多種可能性。在此，在流動方向上觀察時，最後的流態化區域可被強烈地限制，或在湍流生成裝置的湍流生成通道的部分區域上在流動方向上延伸地形成。壓力損失可根據第一變體被動地產生，在最簡單的情況中作為在湍流生成裝置的單個湍流生成通道內的流動路徑的幾何和/或尺寸的函數產生，或者，通過提供在湍流生成裝置的單個湍流生成通道內的纖維懸濁液中輸入能量的附加的裝置和/或可能性而主動地產生。根據用於產生壓力損失的第一變體的特別優選的構造，噴嘴的入口前的最後的流態化區域在流動方向上觀察時通過湍流生成裝置的單個湍流生成通道的橫截面的局部的階梯狀變化而形成。湍流生成裝置的單個湍流生成通道的橫截面積通過幾何形狀和尺寸可描述。階梯狀的改變所提供的優點是在流動路徑內的局部地強烈地限制的區域內通過產生用於分裂絮凝物的很強的湍流而簡單地產生了更高的壓力損失，以此總地改進了流態化。由此所調節的高纖維可運動性則由於根據本發明的短的滯留時間以及流態化區域到噴嘴出口的小的距離而得以保持。在另外的構造中，在進入噴嘴前最後的流態化區域可通過在流動方向上觀察時湍流生成裝置的單個湍流生成通道的持續的橫截面變化而形成。在從最小橫截面到最大橫截面的階梯狀或持續改變時，可描述為表徵橫截面的液力直徑的差異的橫截面的改變的大小在此被合適地選擇以產生要求的最小壓力損失。取決於待使用的纖維懸濁液的特徵，在流態化區域內的橫截面的改變選擇並且構造為使得表徵橫截面變化的階躍的改變特別是高度對應於所使用的纖維懸濁液的至少中等纖維長度。以此，保證了對於短滯留時間所要求的流態化高度。根據另一種構造，壓力損失可補充或替代地通過提供在流態化區域內的至少一個靜態混合裝置或通過用於能量輸入的至少一個裝置通過在纖維懸濁液內產生希望的壓力損失而導致。該可能性的優點在於壓力損失的可簡單實現的自由可調節性，而與湍流生成裝置的湍流生成通道內的幾何形狀無關。在有利的實施中，湍流生成裝置的單個湍流生成通道構造並且定尺寸為使得其最大橫截面通過液力直徑dhydr表徵，所述液力直徑dhydr在5mm彡dhydr ( 25mm的範圍內，優選地在5謹(dhydr ( 20謹的範圍內，特別地在10謹(dhydr ( 20謹的範圍內。以此可將流態化後達到的絮凝物尺寸保持為最小。為了避免形成纖維束O^serwischbildung)，在湍流生成裝置的單個湍流生成通道的入口處的液力直徑dhyto_8E優選地在8mm ( dhydr_8E ( 20mm的範圍內，優選地在IOmm彡dhydr_8E彡20mm的範圍內，特別地為IOmm彡dhydr_8E彡15mm。纖維懸濁液的各子流在進入噴嘴前的引導在有利的構造中通過帶有在50mm至IOOmm的區域內的持續橫截面變化的另外的區域進行。關於湍流生成裝置的結構和設計，原則上存在多種可能性，但對所述可能性要適用以上所述的條件。湍流生成裝置可包括多個在機器寬度上構造的湍流生成通道，所述湍流生成通道垂直於流動方向重疊布置，或所述湍流生成裝置可由多個在機器橫向方向上相互成行布置的和垂直於機器橫向方向相互成列布置的、構造為單獨通道的湍流生成通道形成。但在優選的構造中，湍流生成裝置的流動通道的行數選擇為使得在此類湍流生成裝置的湍流生成通道的最窄的橫截面內引導的子流的速度處在5m/s至20m/s之間，優選地處在7m/s至15m/s之間。該構造與構造特徵組合提供了靈敏和有效的流態化的優點。根據本發明形成的流漿箱優選地使用在用於製造纖維幅，特別是紙幅、紙板幅或薄頁紙幅的機器的料幅成形單元內，另外包括布置在其後的成形單元，其中來自流漿箱的出口縫隙的纖維懸濁液施加在成形單元上，特別地施加在網毯上，或施加在兩個網毯之間，從而以自由射束的形式限定了接觸線。在此，流漿箱和成形單元構造並布置為使得纖維懸濁液從最後的流態化區域直至接觸線的滯留時間為從> 30ms至彡300ms，優選地為從彡50ms至彡200ms，特別地為從> 80ms至彡200ms。根據本發明形成的流漿箱和成形單元的根據本發明的布置提供的優點是，直至在網毯上接觸時，在成形單元內施加在待實現的纖維幅的組成方面關於纖維分布或定向優選的纖維懸濁液。成形單元在此可構造為混合成形器，包括兩個形成了用於纖維懸濁液的流入縫隙的濾網帶的縫隙成形器，或包括一個濾網帶的長濾網成形器，在所述濾網帶的表面上通過流漿箱施加纖維懸濁液。本發明還提供了料幅成形單元的運行方法，其中，流漿箱的至少一種纖維懸濁液在機器寬度方向上提供從而在湍流生成裝置的多個湍流生成通道內形成子流，被引導並供給到噴嘴，至少一種纖維懸濁液從所述噴嘴以自由射束的形式施加到成形單元，特別地施加在成形單元的網毯上，從而限定了接觸線，其中在湍流生成裝置的單個湍流生成通道內調節纖維懸濁液內的壓力損失，所述運行方法的特徵在於，在湍流生成裝置的單個湍流生成通道的最後的流態化區域內，在噴嘴內的入口前在纖維懸濁液內產生≥ 50mbar的壓力損失，優選地≥ 75mbar，特別是≥lOOmbar，更特別地≥ 150mbar，並且在於將纖維懸濁液從此最後的流態化區域引導直至噴嘴的出口縫隙，使得所述纖維懸濁液的在從最後的流態化區域直至出口縫隙的所描述的區域內的滯留時間彡200ms，優選地彡175ms，特別地< 150ms，和/或使得在從最後的流態化區域延伸直至接觸線的區域內的滯留時間從≥30ms至≤300ms，優選地從≥50ms至< 200ms，特別地從≥80ms至≤ 200ms。
根據本發明的解決方案在下文中根據附圖解釋。其中，如下各圖為圖1根據用於製造材料幅的機器的料幅成形單元的軸截面的截面圖解釋了根據本發明的流漿箱的結構；圖2根據曲線圖解釋了物質濃度和自由束內的絮凝結構形成之間的關係；圖3再次示出了根據圖1的根據本發明的流漿箱的截面的細節；圖4al和圖4a2示出了湍流生成裝置的湍流生成通道的第一布置；圖4bl和圖仙2示出了湍流生成裝置的湍流生成通道的第二布置；以及圖5示出了湍流生成裝置的湍流生成通道的特別有利的構造。
具體實施例方式圖2在示意性的簡化圖示中根據曲線圖解釋了纖維懸濁液FS內的物質濃度SK的大小對於組成的影響。為此，將自由束內的絮凝物結構FL以所形成的絮凝物的尺寸的形式相對於物質濃度SK繪出該曲線圖。由此可見高的物質濃度SK與由於升高的纖維絮凝導致的在纖維和填充物的布置方面不均勻的並且粗模糊的組成之間的關係，即，在常規的已知流漿箱的情況下，在流漿箱的出口縫隙的自由束F中在纖維懸濁液中存在更大的絮凝物的傾向。此外顯見的是，在帶有更低物質濃度的纖維懸濁液中，在此在1. 2%的物質濃度特徵值SKx以下時，絮凝物形成低，即在流漿箱的出口縫隙處在自由射束F中觀察到僅更小的絮凝物。圖2在此僅解釋了纖維懸濁液的濃度和絮凝傾向之間的基本關係。這也取決於纖維自身。為降低並且如可能避免再絮凝，S卩，在纖維懸濁液FS內在流漿箱1上遊或離開流漿箱1的反絮凝，建議了根據本發明構造的對應於圖1中的圖示的流漿箱1，以便在料幅成形單元3內使用。在此，流漿箱1布置在成形單元2上遊並且與成形單元2形成了用於製造材料幅，特別是具有紙幅、紙板幅或薄頁紙幅形式的纖維幅的機器的料幅成形單元3。流漿箱1在此用於在機器寬度上在成形單元2內引入至少一種纖維懸濁液FS。為解釋各單個方向，在料幅成形單元3上設置了坐標系，其中X方向描述了縱向方向，也稱為機器方向 MD的該方向與纖維幅的經過方向重合。Y方向描述了橫向於纖維幅的經過方向的方向，特別是機器的寬度方向，該方向因此也稱為機器橫向方向CD，而Z方向表徵了高度方向。流漿箱1包括供料設備4，通過所述供料設備4可將至少一種纖維懸濁液FS在流漿箱1的整個寬度上分布。所述供料設備4在最簡單的情況中構造為在機器橫向方向CD上延伸的形成垂直通道的元件，特別是分配管，所述分配管在流動方向上構造為在機器橫向方向上縮窄。在圖示的情況中，纖維懸濁液FS例如從供料設備4到達包括多個湍流生成元件的第一湍流生成裝置5。湍流生成裝置5可構造為具有不同的類型，並且在最簡單的情況中可構造為流動通道，特別是描述了湍流生成通道6並且具有通過開口的孔板或管束。在流動方向上，在第一個湍流生成裝置5上連接了中間空間13，所述中間空間13之後跟隨了包括湍流生成元件從而形成了湍流生成通道8的第二湍流生成裝置7。在第二湍流生成裝置7上，在出口 7A上連接了從出口 7A出來的噴嘴9從而形成了噴嘴空間10，所述噴嘴空間 10適合於在運行中將纖維懸濁液FS的流動明顯加速，並且通過在作為示例的擋板11以及通過在垂直於由機器方向MD和機器橫向方向CD所形成的平面的方向上限定了噴嘴空間10 的噴嘴壁16. 1、16. 2所示意的出口縫隙12，將纖維懸濁液FS提供到用於製造材料幅的機器的成形單元2上。在單個湍流生成裝置5和7內，纖維懸濁液FS根據預先限定的劃分被分配，並且分開地被引導到子流內。湍流生成裝置5和7為此包括多個在機器的縱向方向上， 即在機器方向MD上延伸的湍流生成通道6、8，所述湍流生成通道6、8在機器寬度方向上形成，或在機器橫向方向CD上成行地並且在垂直方向上即在垂直於通過流動方向和機器橫向方向CD可描述的平面的方向上成列地相互平行布置。在湍流生成裝置7的單個湍流生成通道8內提供了至少一個形成流態化區域15 的區域，其中在所述區域內被引導的纖維懸濁液FS的單個子流內可產生壓力損失。根據本發明，將在纖維懸濁液FS的流動方向上布置在噴嘴9上遊的第二湍流生成裝置7和所述噴嘴9構造並且定尺寸為使得纖維懸濁液FS在經過第二湍流生成裝置7直至從噴嘴9的出口縫隙12離開的滯留時間Tv為彡200ms，優選地彡175ms，特別是彡150ms。這在特別有利的實施例中通過第二湍流生成裝置7的幾何形狀的相應的相互匹配實現，即， 通過流漿箱1的直接布置在噴嘴9上遊的元件和噴嘴9的構造實現。第二湍流生成裝置7在此形成、布置並且定尺寸為使得通過所述第二湍流生成裝置7在噴嘴9上遊的最後的流態化區域15內在所述流態化區域15內被引導的不分流動內所產生的壓力損失為> 50mbar, 優選地彡75mbar，特別是彡lOOmbar，更特別地彡150mbar。為此，可構思多個可能性，其中在此將所述可能性區分為主動措施和被動措施，即，固定地調節可實現的壓力損失或自由的可調節性。如後文中將論述，通過單個湍流生成通道6、8的幾何構造，特別是描述了所述湍流生成通道的橫截面的局部改變和/或通過附加地布置例如靜態混合器的裝置或通過附加地在單個子流內輸入能量，可實現該壓力損失。在機器方向MD上觀察時在噴嘴9上遊的最後的湍流生成裝置7的長度以Ite表示， 並且該長度的特徵為在從彡IOOmm至< 500mm的範圍內，優選地在從彡IOOmm至< 400mm 的範圍內，特別是在從彡150mm至彡300mm的範圍內。噴嘴9的在機器方向MD上從湍流生成裝置7的出口直至出口縫隙12所測量的長度Id在從彡IOOmm至彡500mm的範圍內，優選地在從彡IOOmm至彡400mm的範圍內，特別是在從彡200mm至彡400mm的範圍內。在此， 僅當纖維的阻尼效果最佳並且噴嘴9的長度Id滿足如下條件時，方可保持束穩定性IdXSK彡1000，優選地彡800，特別地彡700其中Id是噴嘴長度，以mm為單位，並且SK是物質濃度，以％為單位。另外的關鍵的幾何特徵是長度I1,即直接布置在噴嘴9上遊的湍流生成裝置7內的最後的流態化區域15和湍流生成裝置7的出口 7A(所述出口 7A與噴嘴9的入口 14重合)之間的距離，並且所述距離I1彡180mm，優選地彡150mm，特別地彡120mm，更特別地 (100mm。在出口縫隙12的區域內限定了噴嘴空間10的單個噴嘴壁16. 1、16. 2之間提供的聚斂角度α描述了出口縫隙12的區域內所述噴嘴壁16. 1、16. 2之間的角度，所述角度α 選擇在5度至45度之間的範圍內，優選地在10度至20度之間的範圍內。利用特徵組合的此幾何構造(其中基本上噴嘴長度Id和距離I1是決定性的)可將滯留時間Tv調節為預先限定的範圍內的時間段，並且特別地調節為低於在更高的物質濃度SK時纖維懸濁液FS的再絮凝時間。圖3根據流漿箱1的截面再次解釋了對於本發明關鍵的用於產生流漿箱1所要求的幾何關係的部件。圖中圖示了噴嘴9和在流動方向上布置在上遊的對於纖維懸濁液FS 主動起作用的最後的區域，所述區域由湍流生成裝置7形成並且具有流態化區域15。圖中也再次圖示了作為基礎的幾何量，即，作為噴嘴長度的1D，作為噴嘴9的入口 14前的湍流生成裝置7內的最後的流態化區域15的距離的Ip在此，該距離在流態化區域15的端部上測量。流態化區域15可在在流動路徑的部分區域上平面延伸地形成，或在機器橫向方向CD 上直線地形成，即局部很強限制地形成。此外，圖中圖示了在出口縫隙12的區域內的噴嘴9 的聚斂角度α和湍流生成裝置7的長度Ite以及給出在流動方向上流態化區域15和噴嘴 9的入口 14之間的距離的長度Ip在此，在I1內的滯留時間在IOms至IOOms之間。圖如1、圖4a2和圖4bl、圖仙2在示意性地很簡化的圖示中解釋了湍流生成裝置7 的有利的設計。用於纖維懸濁液FS的流態化的湍流生成裝置7可構造為具有不同的類型。 湍流生成裝置7可根據圖如1、圖4a2包括多個構造為單獨通道的通道8，所述通道8橫向於機器方向CD成行布置或在高度方向上成列布置。湍流生成裝置7的單個通道8，即此處的8. 11至8. rm，可在此以管、四邊形輪廓或矩形輪廓等的形式按照已知的方式形成。此外可構思將所述單個通道8整合在孔板內。圖4a2解釋了在機器方向⑶上相互無錯位的成行布置。應理解的是，湍流生成裝置7的單個通道8在垂直方向上兩個重疊布置的行之間的相互的交替錯位也是可以的。根據圖仙2進一步可構思將流動通道8構造為湍流生成裝置7的在機器橫向方向 ⑶上在寬度上延伸的、在高度方向上重疊布置的通道8. 1至8. η。湍流生成裝置7的這些通道在此示例地成為8. 1至8. η,並且在圖4bl、圖4b2中在兩個視圖內圖示。對於方向關係，沿用根據圖1的坐標系。所有構造一起作為通道幾何形狀的實施方式，實現了其特徵為特別是階躍的階梯狀橫截面變化17的區域。例如，在圖5中圖示了湍流生成裝置7的此類湍流生成通道8。 該視圖對應於在縱向方向上的延伸，即安裝在用於製造材料幅的機器內時的流動方向。在此，圖5在示意性地很簡化的圖示中解釋了湍流生成裝置7的單個湍流生成通道8的設計。 湍流生成裝置7的湍流生成通道8在此分為多個不同的部分區域18. 1至18. 4。湍流生成裝置7的湍流生成通道8的入口側8E與湍流生成裝置7的另外的此類通道協作地描述了湍流生成裝置7的入口 7E。出口 8A對應於噴嘴9的入口 14。在所述入口側8E和出口 8A 之間布置了多個具有不同的橫截面積Ql至Q3的部分區域18. 1至18. 4。在此，在噴嘴9中的出口前的最後的流態化的區域通過兩個橫截面積Ql和Q2之間的特別是階躍的階梯狀橫截面變化17實現。為此，湍流生成裝置7的湍流生成通道8具有第一部分區域18. 1，所述部分區域18. 1的特徵在於在其延伸區域上在流動方向上恆定的橫截面積Q1，所述橫截面積Ql可通過液力直徑dhy(t描述，在圖示的情況中在圓形橫截面時通過直徑Dl描述。在流動方向上在入口 8E到出口 8A之間連接的第二部分區域18. 2在其延伸上在的特徵也在於在流動方向上恆定的橫截面，所述橫截面可通過直徑D2描述。在第二部分區域上連接了實現了持續的即連續的向第三部分區域18. 4過渡的過渡區域18. 3，所述過渡區域18. 3的特徵在於橫截面積Q3，所述橫截面積Q3可通過直徑D3描述。階躍即橫截面積Ql和Q2之間的橫截面變化17 (所述變化17的特徵以有利的方式在於描述了湍流生成裝置7的湍流生成通道8的部分區域的幾何形狀的直徑變化D2/ Dl)的形成實現為使得第一部分區域18. 1和第二部分區域18. 2之間所產生的壓力損失大於50mbar。在此，關鍵的是第二部分區域18. 2連同第三部分區域18. 4並考慮到過渡區域 18. 3的長度I1,即，表徵了從由階躍形成的流態化區域15到湍流生成裝置7的湍流生成通道8的出口 8A的距離的長度I1，必須至少彡180mm，優選地彡150mm，特別地彡120mm，更特別地彡IOOmm0單個湍流生成通道8的長度Ite在IOOmm至500mm的範圍內，優選地在150mm 至300mm的範圍內。如果橫截面積Ql、Q2和Q3不可通過直徑D1、D2和D3描述，即在另外的橫截面幾何形狀的情況中，則替代地分別將直徑轉化為液力直徑dhy(t = 4 · Q/U，其中Q為橫截面積並且U為周長。根據特別有利的構造，在噴嘴9上遊的流態化所必需的最後的階躍至少位於所使用的纖維懸濁液FS的中等纖維長度的範圍內，即(D2-Dl)/2 ^ lFmittel，其中，在此直徑為在圓形橫截面的情況時，否則使用各液力直徑dhy(t。因為在流態化之後，即在流動方向上最後的階躍之後在纖維懸濁液FS內所形成的絮凝物大小取決於可供使用的空間，即取決於橫截面積Q，所以在湍流生成裝置7的湍流生成通道8內的最大液力直徑dhyto_8應在從5mm彡dhy(t彡25mm的範圍內，優選地在從 5mm彡dhydr彡20mm的範圍內，特別地在從IOmm彡dhydr彡20mm的範圍內，由於形成纖維束，在湍流生成裝置7的湍流生成通道8上的入口 8E的區域內的液力直徑dhydr_8E在選擇在8mm彡dhydr_8E ( 20mm的範圍內，優選地在10_ ( dhydr_8E ( 20mm的範圍內，特別地在 IOmm ^ dhydr_8E ^ 15mm的範圍內。行數，即在列內的即流動通道8的數量，應選擇為使得在最窄的橫截面處的流速在5m/s至20m/s之間，優選地在7m/s至15m/s之間。如此構造的流漿箱1可通過任意的方式進一步被修改。在此，可涉及裝配有疊片的流漿箱，和/或其特徵在於稀釋纖維技術(Verdilnnungsfaser-technologie)，即至少一個用於將流體配入流動通道8內的配入裝置。根據本發明的流漿箱可進一步與任意形成的成形單元2組合使用，特別是與縱向濾網、混合成形器和雙濾網成形器組合使用。在圖1中圖示的實施方式是與間隙成形器組合使用的有利的構造，其中自由束F施加在兩個支承在滾子上的網毯20. 1,20. 2之間所形成的縫隙19內，但並不局限制於此。參考標記列表
1流漿箱
2成形單元
3料幅成形單元
4供料設備
5湍流生成裝置
6湍流生成通道
7湍流生成裝置
7E湍流生成裝置的入口
7A湍流生成裝置的出口
8湍流生成通道
8. 1 至 8· η，8·11至8. rm湍流生成通道
8Ε湍流生成通道的入口
8Α湍流生成通道的出口
9噴嘴
10噴嘴空間
11擋板
12出口縫隙
13中間空間
14入口
15區域
16.1噴嘴壁
16.2噴嘴壁
17橫截面變化
18.1第一部分區域
18. 2第二部分區域
18. 3過渡區域
18. 4第三部分區域
19縫隙
20. 1,20. 2 濾網帶
21接觸線
CD機器橫向方向
Dl第一部分區域的直徑
D2第二部分區域的直徑
D3第三部分區域的直徑
dhydr液力直徑
dhydr-8湍流生成通道的液力直徑
dhydr-8E湍流生成通道入口的液力直徑
8E入口
8A出口
FL絮凝物結構
FS纖維懸濁液
I1階躍和噴嘴入口之間的距離
Id噴嘴的長度
Ipmittel中等纖維長度
Ite湍流生成裝置的長度
Ql第一部分區域的橫截面積
Q2第二部分區域的橫截面積
Q3第三部分區域的橫截面積
SK, SKs物質濃度
Tv滯留時間
α噴嘴聚斂角度
Δρ壓力損失
權利要求
1.一種用於從至少一種纖維懸濁液(re)中製造纖維幅，特別是紙幅、紙板幅或薄頁紙幅的機器的流漿箱(1)，帶有至少一個供給至少一種纖維懸濁液(re)的供料設備，具有出口縫隙(12)的用於在自由束(F)內給出纖維懸濁液(FS)的噴嘴(9)，和在流動方向上直接提供在該噴嘴(9)上遊的湍流生成裝置(7)，在所述湍流生成裝置(7)內在流漿箱(1)運行期間通過多個湍流生成通道(8 ；8. 1至8. η ;8. 11至8. ηη)將至少一種纖維懸濁液(FS)引導到若干子流內，其中在湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8 ；8. 1至8.n ;8. 11至8.ηη)內提供了至少一個形成流態化區域(15)的區域，其中在被引導通過此區域的纖維懸濁液(FS)的子流內可產生壓力損失(Δρ)，其特徵在於，所述噴嘴(9)和直接提供在該噴嘴(9)上遊的湍流生成裝置(7)構造並且定尺寸為使其適合於將從該噴嘴(9)的入口(14)前的所述湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8 ；8. 1至8. η ;8. 11至8. ηη)的最後一個流態化區域(1 流過所述湍流生成裝置(7)直至噴嘴(9)的出口縫隙(12)的纖維懸濁液(FS)的滯留時間(TV)調節為≤200ms，優選地為≤175ms，特別地≤150ms，並且將該噴嘴(9)內的入口(14)前的最後的流態化區域(15)內的壓力損失(Δρ)調節為≥50mbar，優選地≥75mbar，特別地≥lOOmbar，更特別地≥150mbar。
2.根據權利要求1所述的流漿箱(1)，其特徵在於，所述噴嘴(9)的長度(Id)在IOOmm ≤ Id ≤ 500mm 的範圍內，優選地為 100mm ≤ 1D ≤400mm,特別是 200mm ≤ 1D≤ 400mm,並且所述湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8;8. 1至8.n;8. 11至8.rm)內的最後的流態化區域(15)和噴嘴(9)的入口(14)之間的距離(I1) ≤ 180mm，優選地≤150mm，特別地≤120mm，更特別地≤100mm。
3.根據權利要求1或2所述的流漿箱(1)，其特徵在於，所述噴嘴(9)的長度(Id)在考慮到運行中通過所述噴嘴(9)引導的纖維懸濁液(F。的濃度(SK)的情況下滿足如下條件1DX SK≤1000，優選地≤800，特別地≤700，其中Id是噴嘴(9)的長度，以mm為單位，並且SK是物質濃度，以％為單位。
4.根據權利要求1、2或3所述的流漿箱(1)，其特徵在於，所述噴嘴(9)的噴嘴空間(10)由兩個在流動方向上聚斂從而形成出口縫隙(12)的噴嘴壁(16.1、16. 2)限定邊界，並且，在所述出口縫隙(12)的區域內所述噴嘴壁(16. 1、16.2)之間的聚斂角度(α)在5度至45度的範圍內，優選地在10度至20度的範圍內。
5.根據前述權利要求中任一項所述的流漿箱(1)，其特徵在於，所述湍流生成裝置(7)在流動方向上觀察時的長度(Ite)在從IOOmm≤Ite≤500mm的範圍內，優選地為100mm ≤ Ite ≤ 400mm的範圍內，特別是150mm ≤ Ite ≤300mm的範圍內。
6.根據前述權利要求中任一項所述的流漿箱(1)，其特徵在於，所述噴嘴(9)的入口(14)前的最後的流態化區域(1 在流動方向上觀察時通過所述湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8 ；8. 1至8. η ;8. 11至8. ηη)的橫截面的局部的階梯狀變化(17)形成。
7.根據前述權利要求中任一項所述的流漿箱(1)，其特徵在於，所述噴嘴(9)的入口(14)前的最後的流態化區域(1 在流動方向上觀察時通過湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8 ；8. 1至8. η ;8. 11至8. ηη)的橫截面的持續的變化(17)形成。
8.根據權利要求6或7所述的流漿箱(1)，其特徵在於，表徵了在所述流態化區域(15)內的橫截面的變化(17)，特別是表徵了橫截面變化的高度的階躍，對應於至少所使用的纖維懸濁液的中等纖維長度(iFmittel)。
9.根據前述權利要求中任一項所述的流漿箱(1)，其特徵在於，所述湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8 ；8. 1至8. η ；8. 11至8. ηη)構造並且定尺寸為，使得描述橫截面的最大液力直徑(dhy J在5mm≤dhydr≤25mm的範圍內，優選地在5mm≤dhydr≤20mm的範圍內，特別地在10≤dhydr≤20謹的範圍內。
10.根據前述權利要求中任一項所述的流漿箱(1)，其特徵在於，描述了在湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8 ；8. 1至8. η ;8. 11至8. ηη)的入口 (8Ε)的液力直徑(dhydr_8E)，優選地在8mm ≤ dhydr_8E ≤ 20mm的範圍內，優選地在10mm ≤ dhydr_8E ≤ 20mm的範圍內，特別地為IOmm≤dhydr_8E≤15mm的範圍內。
11.根據前述權利要求中任一項所述的流漿箱(1)，其特徵在於，所述湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8 ；8. 1至8. η ;8. 11至8. ηη)行數被選擇為，使得在改湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8 ；8. 1至8. η ;8. 11至8. ηη)的最窄的橫截面處的流速在5m/s至20m/s之間，優選地在7m/s至15m/s之間。
12.一種用於製造纖維幅，特別是紙幅、紙板幅或薄頁紙幅的機器的料幅成形單元(3)，所述料幅成形單元(3)包括根據權利要求1至11的中任一項所述的流漿箱⑴和布置在所述流漿箱(1)後方的成形單元O)，其中離開該流漿箱(1)的出口縫隙(1 的纖維懸濁液(FS)被施加或引入在自由射束(F)內。
13.根據權利要求12所述的料幅成形單元(3)，其中，所述纖維懸濁液(F。在自由射束(F)內施加在所述成形單元( 上從而形成接觸線(21)，其特徵在於，所述流漿箱(1)和成形單元( 形成並且布置為，使得所述纖維懸濁液(F。從最後一個流態化區域(15)直至網毯00. 1,20. 2)上的接觸線的滯留時間(Tv)為從≥30ms至≤300ms，優選地為從≥50ms至≤200ms，特別地為從≥80ms至≤ 200ms。
14.一種用於運行根據權利要求12或13所述的料幅成形單元(3)的方法，其中，所述流漿箱(1)的至少一種纖維懸濁液(F。在機器寬度方向上提供從而在湍流生成裝置(7)的多個湍流生成通道(8 ；8. 1至8. η ；8. 11至8. ηη)內形成子流，被引導並且供給到噴嘴(9)，至少一種纖維懸濁液(F。從所述噴嘴(9)以自由射束(F)的形式施加或引入到成形單元O)，特別地施加或引入到該成形單元O)的網毯1,20. 2)上，從而限定了接觸線(21)，其中，在所述湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8 ；8. 1至8.n ;8. 11至8.rm)內調節纖維懸濁液(FQ內的壓力損失(Δρ)，其特徵在於，在所述湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8;8. 1至8.n;8. 11至.8.ηη)的最後一個流態化區域(15)內，在所述噴嘴(9)內的入口(14)前在纖維懸濁液內(FS)產生≥50mbar的壓力損失(Δ ρ)，優選地≥75mbar，特別是≥1 OOmbar，更特別地≥ 150mbar，並且，將所述纖維懸濁液(FQ從所述最後的流態化區域(1 引導直至噴嘴(9)的出口縫隙(12)，使得所述纖維懸濁液(F。的在從該最後的流態化區域(1 延伸直至出口縫隙(12)的區域內的滯留時間(Tv)≤200ms，優選地≥175ms，特別地≤150ms，和/或使得在從該最後的流態化區域(1 延伸直至所述接觸線的區域內的滯留時間(Tv)從≥30ms至≤300ms，優選地從≥50ms至≤200ms，特別地從≥80ms至≤200ms。
全文摘要
本發明涉及一種用於從至少一種纖維懸濁液(FS)中製造纖維幅的機器的流漿箱(1)，其帶有至少一個供給至少一種纖維懸濁液(FS)的供料設備(4)，具有出口縫隙(12)的用於以自由射束(F)的形式排出纖維懸濁液(FS)的噴嘴(9)，和在流動方向上直接提供在噴嘴(9)上遊的湍流生成裝置(7)，在所述湍流生成裝置(7)內在流漿箱(1)運行期間通過多個湍流生成通道(8；8.1至8.n；8.11至8.nn)將至少一種纖維懸濁液(FS)引導到若干子流內，其中在湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8；8.1至8.n；8.11至8.nn)內提供了至少一個形成流態化區域(15)的區域，其中在通過此區域引導的纖維懸濁液(FS)的子流內可產生壓力損失(Δp)。根據本發明的流漿箱(1)的特徵在於，噴嘴(9)和直接提供在噴嘴(9)上遊的湍流生成裝置(7)構造並且定尺寸為使其適合於將從噴嘴(9)的入口(14)前的所述湍流生成裝置(7)的單個湍流生成通道(8；8.1至8.n；8.11至8.nn)的最後的流態化區域(15)流過所述湍流生成裝置(7)直至噴嘴(9)的出口縫隙(12)的纖維懸濁液(FS)的滯留時間(TV)調節為≤200ms，並且將噴嘴(9)內的入口(14)前的最後的流態化區域(15)內的壓力損失(Δp)調節為≥50mbar。
文檔編號D21F1/02GK102575425SQ201080045576
公開日2012年7月11日 申請日期2010年5月10日 優先權日2009年8月10日
發明者H.洛瑟, M.豪斯勒, V.施密特-羅爾, W.拉夫 申請人:沃依特專利有限責任公司