Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtenstoffauflauf einer Papiermaschine mit einer durch biegeweich aufgehängte Lamellen unterteilten Auslaufdüse, in der für jede einzelne Stoffsuspension ein über die Maschinenbreite verlaufender Düsenraum vorgesehen ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Einstellung der Relativgeschwindigkeiten der einzelnen Stoffsuspensionen am Düsenaustritt.
Ein solcher Stoffauflauf ist beispielsweise aus der DE-OS 37 04 462 bekannt. Er dient bei voneinander unabhäniger Beschickung der einzelnen Düsenräume mit Stoffsuspensionen zur Herstellung einer mehrschichtigen Papierbahn. Die Lamellen zwischen den einzelnen Düsenräumen sind zur Einstellung unterschiedlicher Geschwindigkeiten und Drücke der Stoffsuspension in den einzelnen Zwischenräumen um ihre Längsachse schwenkbar ausgebildet und von außen manuell einzustellen. Nachteilig ist hierbei, daß bei Änderung der Durchsatzmenge durch den Stoffauflauf in einzelnen Schichten das Verhältnis der Stoffgeschwindigkeiten der einzelnen Schichten zueinander geändert wird, bzw. durch manuelle Einstellung wieder angepaßt werden muß. Ein weiterer Nachteil ist, daß die notwendige Genauigkeit der Einstellung gar nicht oder aber nur mit außerordentlichem Aufwand zu erreichen ist.
Aus der DE-A-28 24 608 ist ein Speiseapparat in einer Bahnbildungsmaschine zur Herstellung einer zwei- oder mehrschichtigen Faserbahn bekannt geworden. Der Speiseapparat bildet eine sich quer über die Siebe der Papiermaschine erstreckende Lippenöffnung und ist durch mindestens eine Zwischenwand in mit verschiedenen Fasersuspensionsquellen verbundene getrennte Lippenkanäle zwecks Leiten verschiedener Fasersuspensionen in Strömen von Siebbreite auf die Siebe geteilt, wobei das stromaufwärtige Ende der Zwischenwand an dem Speiseapparat befestigt ist. Die aus der DE 28 24 608 bekannten Speiseapparate werden z. B. bei der Herstellung von mehrschichtigen Faserbahnen, insbesondere Papierbahnen mit einem Speiseapparat durch Leitung verschiedener Fasersuspensionen aufeinander zwischen zwei Siebe benutzt.
Weiterhin wird auf die Schrift DE 31 01 407 A1 verwiesen. In oben genannten Patentschriften werden Mehrschichtenstoffaufläufe gezeigt, deren eingebaute Lamellen biegeweich aufgehängt sind. Die dort gezeigten Lamellen haben jedoch das Ziel, die Strömungsgeschwindigkeiten der unterschiedlichen Schichten möglichst aneinander anzugleichen.
Es ist also auch bekannt, die Lamellen im Düsenraum über ihre gesamte Länge flexibel auszubilden, so daß sie sich automatisch so einstellen, daß in allen Düsenräumen an jeder Stelle der gleiche Druck herrscht. Eine Einstellung der Strömung in den einzelnen Düsenräumen und eine voneinander unabhängige Einstellung der Ausgangsspalte für die einzelnen Papierlagen ist hiermit jedoch nicht möglich.
Es besteht seit längerem der Wunsch, die Strahlgeschwindigkeiten der Einzelstrahlen eines Mehrschichtenstoffauflaufes so zu beinflussen, daß sich dabei die Differenzgeschwindigkeiten zwischen den Einzelstrahlen ändern. In dem angegebenen Stand der Technik wird dies durch manuelle Verstellung der einzelnen Lamellen durchgeführt. Es zeigt sich hierbei jedoch, daß es sehr schwierig ist, die bis zu 10 Meter langen Lamellen auf die notwendige Genauigkeit von wenigen hundertstel Millimetern entgegen der Strömungskräfte über die Maschinenbreite konstant einzustellen. Weiterhin führt eine Veränderung der Durchsetzverhältnisse zu unterschiedlichen Geschwindigkeitsverhältnissen zwischen den einzelnen Schichten, wodurch ein Nachstellen notwendig wird.
Die Gründe für die Notwendigkeit der Geschwindigkeitsbeeinflussung der einzelnen Stoffsuspensionsschichten sind:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Beeinflussung der Strahlgeschwindigkeiten der einzelnen Schichten eines Mehrschichtenstoffauflaufes darzustellen, der in weiten Grenzen unabhängig von der Durchsatzmenge an Stoffsuspension durch den Stoffauflauf ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, einen Mehrschichtenstoffauflauf darzustellen, der das vorgenannte Verfahren benutzt.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale des Verfahrensanspruches 1 und durch die Merkmale des Vorrichtungsanspruches 4 gelöst.
Die Unteransprüche 2, 3 und 5 bis 8 erhalten weitere Merkmale des Verfahrens gemäß Anspruch 1 und der Vorrichtung gemäß Anspruch 4.
Die Erfinder haben erkannt, daß die Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den aus der Stoffauflaufdüse austretenden Einzelstrahlen beim Einsatz von in sich starren jedoch momentfrei aufgehängten Lamellen unabhängig von den Volumenströmen in den einzelnen Schichten des Stoffauflaufs konstant sind. Eine zusätzliche Korrektur der Lamellenstellung bei Veränderung der Volumenströme ist somit nicht notwendig. Der Drehpunkt der Lamelle muß nicht notwendigerweise wie in den Figuren 1-4 gezeigt am Düseneintritt liegen sondern kann auch in der Düse liegen.
Des weiteren haben die Erfinder erkannt, daß durch geeignete Maßnahmen gewünschte Geschwindigkeitsdifferenzen in einem weiten Bereich fest vorgegeben werden können. Maßnahmen dieser Art lassen sich in zwei Kategorien aufteilen:
Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläuter. Darin ist im übrigen folgendes dargestellt:
Figur 1 zeigt eine Drei-Schichten-Stoffauflaufdüse im Querschnitt mit der Oberlippe 1.1 und der Unterlippe 1.2. Zwischen Ober- und Unterlippe sind symetrisch die drei Suspension zuführenden Turbulenzeinsätze 5.1, 5.2 und 5.3 angeordnet. Zwischen den Turbulenzeinsätzen sind an deren Auslaufteil mit momentfreier Lagerung 4.1 und 4.2 die starren, sich zum Auslauf hin gleichmäßig verjüngenden Lamellen 2.1 und 2.2 befestigt, deren vordere Enden mit den gleich langen Ober- und Unterlippen abschliessen und die zusammen mit Ober- und Unterlippe die Einzeldüsen 3.1, 3.2 und 3.3 bilden. Der Stoffauflauf, insbesondere die Einzeldüsenformen sind in diesem Fall absolut symetrisch ausgebildet.
Figur 2 zeigt wieder eine Drei-Schichten-Stoffauflaufdüse im Querschnitt mit der Oberlippe 1.1 und der Unterlippe 1.2. Zwischen Ober- und Unterlippe sind symetrisch die drei Suspension zuführenden Turbulenzeinsätze 5.1, 5.2 und 5.3 angeordnet. Zwischen den Turbulenzeinsätzen sind an deren Auslaufteil mit momentfreier Lagerung 4.1 und 4.2 die starren, Lamellen 2.1 und 2.2 befestigt, deren vordere Enden mit den gleich langen Ober- und Unterlippen abschliessen und die zusammen mit Ober- und Unterlippe die Einzeldüsen 3.1, 3.2 und 3.3 bilden. In diesem Beispiel ist die oben liegende Lamelle 2.1 konvex geformt, so daß eine Düsenverengung in der oberen Düse 3.1 auftritt, was eine Geschwindigkeitserhöhung der entsprechenden Schicht bewirkt.
Figur 3 zeigt wieder eine Drei-Schichten-Stoffauflaufdüse wie in Figur 1 mit den gleichen Bezugszeichen. Der Unterschied zur Figur 1 liegt in der einstellbaren Blende 6.1 an der Oberlippe des Stoffauflaufes.
Figur 4 zeigt eine Drei-Schichten-Stoffauflaufdüse wie in Figur 3 mit den gleichen Bezugszeichen. Zum Unterschied zur Figur 3 sind hier die beiden Lamellen über den durch die Ober- und Unterlippe gebildeten Auslaufspalt hinausgeführt, wodurch auf Grund der Druckverhältnisse eine Ausweitung der mittleren Düse 3.3 erzeugt wird und die Strahlgeschwindigkeit hier verlangsamt ist.