[0001] Die Erfindung betrifft einen Mehrschichten-Stoffauflauf als Teil einer Maschine zur
Erzeugung einer mehrschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere Papierbahn.
[0002] Auf die Schriften
(1) DE-OS 37 04 462,
(2) DE 31 01 407 A1,
(3) DE 43 23 050 A1,
(4) DE 29 16 351 C2,
(5) DE-A-28 24 608,
(6) DE-A-35 02 885,
(7) DE-A-43 23 263
wird verwiesen.
[0003] Ein mehrschichtiger Stoffauflauf dient bei voneinander unabhängiger Beschickung der
einzelnen Düsenräume mit Stoffsuspensionen zur Herstellung einer mehrschichtigen Papierbahn.
Zwischen zwei benachbarten Düsenräumen ist eine Lamelle vorgesehen zur Vermeidung
einer vorzeitigen Vermischung der unterschiedlichen Stoffsuspensionen bis zu deren
Zusammenführung außerhalb des Düsenraumes. Dokument (1) offenbart eine Lamelle in
Form einer in sich steifen Trennwand, die an ihrem stromaufwärtigen Ende eine Schwenkachse
aufweist, an der eine Verstelleinrichtung angreift.
Dokument (1) offenbart eine Lamelle in Form einer in sich steifen Trennwand, die an
ihrem stromaufwärtigen Ende eine Schwenkachse aufweist, an der eine Verstelleinrichtung
angreift. Diese bekannte Konstruktion soll es ermöglichen, daß den einzelnen Düsenkammern
Stoffströme mit voneinander unabhängigen Geschwindigkeiten und Drücken zugeführt werden.
Außerdem sollen die Austrittsspalte der einzelnen Düsenkammern voneinander unabhängig
einstellbar sein.
[0004] Abweichend hiervon ist in Figur 7 von Dokument (2) ein Mehrschichten-Stoffauflauf
gezeigt, dessen Lamellen flexibel sind, so daß sich die Drücke und Strömungsgeschwindigkeiten
in benachbarten Düsenkammern aneinander angleichen. Die Lamellen dieses bekannten
Stoffauflaufs sind folienartig, also relativ dünn (abgesehen von einigen auf den Folien
befestigten Erhebungen). Ein Problem ist jedoch, daß derartig dünne Lamellen zum Flattern
neigen und somit zur Erzeugung unerwünschter Wirbel oder Turbulenzen. Dies gilt insbesondere
bei den in der Regel geforderten erhöhten Arbeitsgeschwindigkeiten und somit relativ
hohen Strömungsgeschwindigkeiten im Stoffauflauf.
[0005] Die Lamellen haben, wie schon erwähnt, die Aufgabe, benachbarte Stoffströmungen in
einem Mehrschichten-Stoffauflauf zu trennen, so daß keine Vermischungen der unterschiedlichen
Strömungen zustande kommen, bis schließlich die Strömungen in möglichst ungestörter
Form zu einer einzigen Strömung vereinigt werden, wobei gleichzeitig möglichst keine
Störungen in diesem Strömungsverlauf, z.B. durch Flattern der Lamelle(n), auftreten
dürfen. Besonders zu beachten ist auch das Ende der Lamellen, da dieser Bereich ebenfalls
sehr häufig den Ursprung von Strömungsstörungen bildet. Zur Vermeidung dieser Strö
mungsstörungen wurden verschiedene Ansätze unternommen. Unter anderem wurde in Dokument
(3) vorgeschlagen, die Lamellen so zu gestalten, daß eine erhöhte Konvergenz im Austrittsbereich
der Düse entsteht, um damit durch die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in diesem
Bereich eine Verminderung der Störungen aufgrund von Turbulenzen zu erreichen. Allgemein
besteht das Problem, daß das Ende der Lamelle spitz zulaufend (d.h. möglichst scharf)
sein sollte, jedoch kann aus Gründen der Fertigungstechnik, Kosten und Betriebssicherheit
dies nicht beliebig erreicht werden. Dies hat zur Folge, daß letztendlich ab einer
bestimmten Enddicke Turbulenzen bzw. periodische Ablösungen von Trubulenzen entstehen
können, und in der Folge sich Schwingungen auf das Lamellenende bzw. auf die geamte
Lamelle übertragen. Hierdurch entstehen wiederum Störungen der Bahn-Formation und
der Abdeckung der einzelnen Schichten.
[0006] In Dokument (4) wird vorgeschlagen, dieses Problem dadruch zu lösen, daß am Lamellenende
Kapillaren enden, die Luft in die Stoffströmug einleiten und auf diese Weise zu einer
Reduktion der Turbulenzen führen. Diese Konstruktion ist äußerst aufwendig, da die
Lamellen mit entsprechend vielen und kleinen Kapillaren durchbohrt werden müssen,
was einen extremen Konstruktionsaufwand bzw. Fertigungsaufwand bedingt.
[0007] Dokument (5) zeigt einen Stoffauflauf einer Maschine zum Herstellen einer mehrschichtigen
Faserbahn, der die Anwendung bei sehr unterschiedlichen Volumenströmungsrelationen
ermöglichen soll. Dabei soll durch eine verschiebbare Fügungsstelle der Zwischenwände
gerade das Durchbiegen der Zwischenwände verhindert werden (Seite 6, Absätze 2 und
3).
[0008] Dokument (6) zeigt einen Papiermaschinen-Stoffauflauf mit Zwischenwänden, die gewellte
Ober- und Unterflächen aufweisen und zum Ende hin spitz zulaufen. Dabei soll vermieden
werden, daß sich diese Zwischenwände bei der Herstellung oder beim Betrieb verwerfen
oder verziehen (Seite 5, Zeilen 18-28). Das freie Ende jedoch soll aus einem leicht
verformbaren Werkstoff hergestellt sein, was jedoch den Nachteil beinhaltet, daß dieses
zum Schwingen neigt. Es wird also genau eine gegenteilige Ausführung als die der vorliegenden
Erfindung beschrieben, da die vorliegende Erfindung die Ausführung der Zwischenwände
als biegeweiche Platte mit einem Ende vorsieht, das nicht zum Schwingen neigt (Seite
4, Zeilen 5-17).
[0009] Dokument (7) zeigt einen Stoffauflauf einer Papiermaschine, der ohne großen Druckverlust
kostengünstig betreibbar sein soll. Weiterhin soll die Möglichkeit geboten werden,
gezielt Einfluß auf das Flächengewichts-Querprofil und Faserorlentlerungs-Querprofil
nehmen zu können, ohne jeweils den anderen Parameter mit zu beeinflussen. Es wird
also nicht das Problem der Qualität der Papierbahn insbesondere hinsichtlich der gleichmäßigen
Deckung von mehrschichtigen Bahnen behandelt.
[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrschichten-Stoffauflauf darzustellen,
der eine hohe Qualität der zu erzeugenden Faserstoffbahn sicherstellt. Hohe Anforderungen
werden dabei an die gleichmäßige Deckung der einzelnen Schichten und an das gleichmäßige
Querprofil der Faserstoffbahn gestellt. Dabei ist wichtig, daß das Querprofil sowohl
bezüglich des Flächengewichts als auch bezüglich der Faserorientierung gezielt eingestellt
werden kann.
[0011] Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 oder durch die Merkmale des
Anspruches 3 gelöst.
[0012] Die Erfinder haben erkannt, daß bei der Erzeugung einer mehrschichtigen Papierbahn
die folgenden Probleme entstehen, deren Lösung zusammenwirkend dargestellt ist:
[0013] Die Erfindung gewährleistet durch eine Ausführung mit biegeweichen Lamellen, die
zusätzlich frei beweglich an einer stromaufwärtigen, quer zur Strömungsrichtung liegenden
Achse aufgehängt sind, einen sich selbsttätig einstellenden Druckausgleich zwischen
den Strömungsebenen. Dadurch wird erreicht, daß sich die Strömungsgeschwindigkeiten
der einzelnen Schichten gut aneinander angleichen, so daß unerwünschte Verwirbelungen
an den Grenzen weitgehend vermieden werden. Exakt gleiche Geschwindigkeiten können
dadurch erreicht werden, daß zusätzlich eine sektionierte Suspensionsstrom-Beeinflussung
in mindestens einer, vorzugsweise mittleren Strömungsebene eingebracht ist. Durch
die gleichen Geschwindigkeiten werden die Scherkräfte zwischen den Schichten nahezu
eliminiert und die Abdeckung der Schichten optimiert. Durch die im Stande der Technik
dargestellten Vorrichtungen läßt sich eine solch hohe Qualität der Faserstoffbahnen
nicht erreichen.
[0014] Träger- oder Füllschicht geringer Qualität (z.B. Altpapier) aufweist. Aus diesem
Grunde ist man derzeit bestrebt das Ende einer Lamelle möglichst dünn zu gestalten,
um eine Wirbelbildung zu vermeiden. Dies führt einerseits zu sehr hohen Herstellungskosten;
andererseits muß befürchtet werden, daß derart dünne Lamellenenden nicht genügend
steif sind und somit zu Schwingungen angeregt werden. Dadurch entstehen im Papier
streifige Muster, die ganz besonders stark zu Tage treten, wenn die Deckschicht eine
andere Färbung als die Trägerschicht hat.
[0015] Es wurde nun gefunden, daß der richtige Weg darin liegt, einen vernünftigen Kompromiß
einzugehen. Gemäß Anspruch 1 wird einerseits der Grundkörper (oder Hauptteil) der
Lamelle als biegeweiche Platte ausgebildet, so daß sie nicht zum Flattern neigt und
sich dennoch frei zwischen den zwei Stoffströmen einstellen kann. Gemäß Anspruch 3
ist die Lamelle an ihrem stromaufwärtigen Ende frei um eine (quer zur Maschine verlaufende)
Achse schwenkbar gelagert. Auch in diesem Fall kann sie sich frei zwischen den zwei
Stoffströmen einstellen. Dadurch gleichen sich eventuell auftretende Druckunterschiede
zwischen den zwei benachbarten Stoffströmen aus, so daß sich auch die Geschwindigkeiten
der beiden Stoffströme möglichst weitgehend aneinander angleichen. Daraus resultiert
in vorteilhafter Weise, daß Wirbelbildung, die ihre Ursache in einer Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen den zwei Stoffströmen hat, vermieden wird. Andererseits wird bei beiden Lösungen
die Enddicke S der Lamelle so gewählt, daß man auch diejenige Wirbelbildung, welche
durch die endliche Enddicke S verursacht wird, möglichst weitgehend vermeidet, ohne
daß man die Nachteile eines zu Schwingungen neigenden Lamellenendes in Kauf nehmen
muß.
[0016] Die vorteilhafte Wirkung der zuletzt genannten Maßnahme beruht vermutlich darauf,
daß entweder eine periodische Wirbelablösung überhaupt nicht mehr stattfindet oder
daß die sich einstellende Wirbelfrequenz f (die eine Funktion der Enddicke S und der
Strömungsgeschwindigkeit V ist), für die im Stoffauflauf typischen Strömungsgeschwindigkeiten,
sich in einem Bereich außerhalb der Anregungsfrequenz des Lamellenendes befindet.
Jedenfalls gelingt es dank der Erfindung, einen mehrschichtigen Stoffstrahl zu erzeugen,
der vollkommen oder nahe zu vollkommen frei von Störungen ist.
[0017] Bisher wird bei bekannten Stoffaufläufen an einer der Düsenlippen eine örtlich verformbare
Leiste oder Blende angebracht, um Ungleichmäßigkeiten bezüglich des Flächengewichtes
beziehungsweise der Faserorientierung auszugleichen. Diese Technik erweist sich als
besonders nachteilig, wenn auf eine möglichst dünne Deckschicht Wert gelegt wird,
die trotzdem eine sehr gleichmäßige Deckung der darunterligenden Lage bewirken soll.
Wird nämlich eine Verstellung an der Blende des Stoffauflaufes vorgenommen, so kommt
es zu einer Strahldeformation, wobei vornehmlich die Dicke der Außenschicht beeinflußt
wird, die jedoch eigentlich gleich stark bleiben soll.
[0018] Ein zusätzliches Problem entsteht mit einer Blende am Düsenende des Stoffauflaufes
dadurch, daß sich durch eine Blenden-Verstellung die Geometrie des Düsenendes ändert,
wodurch es zu einer ortsabhängigen, ungleichmäßigen Auffächerung des Stoffstrahles
kommt, was wiederum zu unterschiedlichen Vermischungsgraden der Schichten und auch
zu einer ungewünschten Beeinflussung der Faserorientierung führt.
[0019] Neben den oben genannten Nachteilen der Blende am Düsenende bedingt eine Blendenverstelleinrichtung
auch, daß die Düse des Stoffauflaufes, insbesondere beim Einsatz in Verbindung mit
Doppelsiebformern, nicht genügend nahe an das Sieb herangeführt werden kann, wodurch
ein unerwünscht langer, ungeführter Stoffstrahl in Kauf zu nehmen ist, was sich besonders
bei mehrschichtigen Papieren qualitätsmindernd bemerkbar macht.
[0020] Aus diesen Gründen wird vorgeschlagen, auf eine verformbare Blende bzw. eine Blendeneinstellung
vollkommen zu verzichten und statt dessen Korrekturen des Flächengewichts-Querprofiles
durch eine örtliche Änderung der Konzentration der Stoffsuspension (d.h. durch sektionale
Beeinflussung der Suspensionszuführung) zu erreichen.
[0021] Durch diese Maßnahme erhält man den Vorteil, daß das Düsenende des Stoffauflaufes
sehr einfach gestaltet ist, dadurch auch fertigungstechnisch geringen Aufwand erfordert
und durch den Wegfall der Verstelleinrichtungen auch sehr nahe an das Sieb oder zwischen
die Siebe herangeführt werden kann, wodurch wiederum der Vorteil eines stark verkürzten,
freien Stoffstrahles gewonnen ist. Weiterhin besteht damit auch die Möglichkeit, den
Endbereich der Düse bezüglich der Strömung zu optimieren, ohne auf Verstellmöglichkeiten
der Blende achten zu müssen.
[0022] Im Zusammenhang mit den oben geschilderten Maßnahmen führt dies zu einem wesentlich
vereinfachten Aufbau des Stoffauflaufes mit dem damit verbundenen Kostenvorteil bezüglich
Herstellung und Wartung bei gleichzeitiger Steigerung der Papierqualität.
[0023] Die gemäß Anspruch 1 vorgeschlagene biegeweiche Lamelle kann an ihrem stromaufwärtigen
Ende fest an einem Bauteil des Stoffauflaufs befestigt sein. Bevorzugt wird jedoch
vorgesehen, auch die biegeweiche Lamelle frei beweglich an einer stromaufwärtigen,
quer zur Strömungsrichtung liegenden Achse aufzuhängen. Durch diese Aufhängung wird
gewährleistet, daß sich aufgrund des sich einstellenden Druckausgleiches die Strömungsgeschwindigkeiten
der einzelnen Schichten noch besser einander angleichen, wodurch - nach dem Zusammentreffen
benachbarter Schichten - die unerwünschte Verwirbelung an den Grenzen zumindest weitgehend
vermieden wird.
[0024] Dadurch werden die Scherkräfte zwischen den Schichten minimiert und die Abdeckung
der Schichten im fertigen Papier wird optimiert. Besonders vorteilhaft ist hier das
Zusammenwirken mit der sektionierten Suspensionsstrom-Beeinflussung, da hier bei allen
Einstellungen der einzelnen Suspensionsströme ohne weiteres Zutun immer gleiche Geschwindigkeiten
der einzelnen Schichten eingestellt bleiben.
[0025] Vorzugsweise wird die Lamelle aus einem Kunststoff gefertigt.
[0026] Ferner ist es möglich, die Lamelle zusammenzusetzen aus einem Kunststoff-Grundkörper
und aus einem metallischen Lamellenende, wobei man vorsieht, daß der Unterschied der
Wärmeausdehnungskoeffizienten < 10
-7 1/K ist. Vorteilhaft ist hierbei, daß keine Verspannungen und Verbiegungen in der
Lamelle, insbesondere dem Endbereich der Lamelle, bei unterschiedlichen Temperaturen
entstehen, die ein ungleichmäßiges Schichtdicken-Querprofil verursachen würden.
[0027] Zusammenfassend ist festzustellen: Es wird ein neues Konzept für einen Mehrschichten-Stoffauflauf
vorgeschlagen, das durch Ausnutzung der oben angeführten Kenntnisse und deren gemeinsamen
Anwendung zu einem Stoffauflauf führt, der die Forderungen der modernen Papiertechnologie
erfüllt und gleichzeitig kostengünstig herzustellen ist. Dies ist dadurch möglich,
daß durch das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten des Stoffauflaufes bewußt auf
übertriebene Forderungen bezüglich einzelner Elemente verzichtet werden kann und andererseits
aber - durch eine gezielte Auswahl der richtigen Anforderungen an die Komponenten
- das Ziel, nämlich die Herstellung eines hochwertigen Mehrschichtpapieres, erreicht
wird.
[0028] Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin ist folgendes dargestellt:
- Fig. 1:
- Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Dreischichten-Stoffauflauf.
- Fig. 2:
- Schrägansicht auf einen Zweischichten-Stoffauflauf mit schematisch dargestellten
Stoff-Zuführleitungen.
[0029] Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Dreischicht-Stoffauflauf mit Zuführungen 1.1,
1.2 und 1.3 zu den einzelnen Strömungsebenen I, II und III. Diese Zuführungen können
wahlweise durch Querverteiler oder durch eine Vielzahl von einzeln regulierbaren Stoffströmen
gespeist werden. Eine besondere wirtschaftliche Ausgestaltung liegt vor, wenn die
mittlere Schicht II mit Hilfe einer Vielzahl von Mischeinrichtungen (ähnlich Figur
2) konzentrationsgesteuert versorgt wird, wodurch sich das Flächengewicht auf einfache
Weise einstellen läßt.
[0030] Die Stoffströme gelangen danach in je einen Vorraum 2.1, 2.2 und 2.3, von dem aus
sie in den Turbulenz erzeugenden Abschnitt 3 gelangen, der hier eine Mikroturbulenz
durch die Wandreibungswirkung einer Vielzahl von Kanälen erzeugt.
[0031] In Anschluß an den Abschnitt 3 gelangen die einzelnen Stoffsuspensionsströme, durch
Lamellen 5.1 und 5.2 voneinander getrennt in die Düse 4 des Stoffauflaufes. Die Lamellen
sind jeweils an maschinenbreit verlaufenden Achsen 6.1 und 6.2 momentfrei angelenkt
und stellen sich so frei entsprechend der Strömungsverhältnisse wie oben beschrieben
ein.
[0032] Die Lamellen bestehen entweder ganz aus Kunststoff oder aus zwei Werkstoffen, nämlich
Kunststoff für den Grundkörper und Metall für das stromabwärtige Lamellenende 5a.
In einer möglichen Ausführungsform handelt es sich um eine biegeweiche, jedoch in
der Strömung nicht zum Flattern neigende Platte. Der Kunststoff hat vorzugsweise einen
E-Modul < 80.000 N/mm
2; die Dicke der Platte liegt etwa in der Größenordnung zwischen 3 und 12 mm. Das Ende
der Lamelle besitzt erfindungsgemäß eine Dicke S von höchstens 0,3, vorzugsweise höchstens
0,1 bis 0,2 mm. Auch in der hier sehr schematischen Zeichnung ist zu erkennen, daß
die Stoffauflaufdüse durch den Verzicht auf eine Blendenverstellung sehr nahe zwischen
die punktiert gezeichneten Siebleit-Walzen 7.1, 7.2 gelangt, wodurch sich ein außerordentlich
kurzer freier Stoffstrahl erreichen läßt.
[0033] Die Figur 2 zeigt einen Zweischichten-Stoffauflauf, zusammen mit einem schematisch
dargestellten Leitungssystem zum Zuführen von verschiedenen Faserstoff-Suspensionen.
Die Düse 4 ist in bekannter Weise begrenzt durch zwei maschinenbreite Stromführungswände
4a und 4b. Diese sind über je einen bekannten Turbulenzgenerator 3 mit einer mittleren
stationären Trennwand 9 verbunden. Am auslaufseitigen Ende der Trennwand 9 ist wiederum
mittels eines Gelenkes 6 eine Lamelle 5 schwenkbar befestigt. Abweichend hiervon kann
die Lamelle 5 auch starr an der Trennwand 9 befestigt sein. Ein erster Hauptstoffstrom,
bestehend aus einer ersten Papierstoffsorte, gelangt über eine Quer-Verteilleitung
11 und über eine davon abgezweigte Reihe von sektionalen Zuführleitungen 13 zu einem
der beiden Turbulenzgeneratoren 3. Abweichend von Figur 2 kann in jeder der sektionalen
Zuführleitungen 13 ein Volumenstromregler vorgesehen werden. Ein zweiter Hauptstoffstrom,
bestehend aus einer anderen Papierstoffsorte, gelangt über eine Quer-Verteilleitung
12 und über eine davon abgezweigte Reihe von sektionalen Zuführleitungen 14, 14' zu
dem anderen Turbulenzgenerator 3. Damit, falls erforderlich, das Flächengewichts-Querprofil
der herzustellenden Papierbahn korrigiert werden kann, ist eine dritte Quer-Verteilleitung
15 vorgesehen zum Zuführen eines sogenannten Neben-Stoffstromes. Dieser besteht z.B.
aus Verdünnungswasser oder aus der zweiten Papierstoffsorte, jedoch mit anderer, vorzugsweise
geringerer Stoffdichte. Von der Quer-Verteilleitung 15 sind mehrere sektionale Zuführleitungen
16 mit je einem Steuerventil 17 abgezweigt. Jede der Leitungen 16 führt somit einen
steuerbaren sektionalen Neben-Stoffstrom zu einer Mischstelle 18, wo er mit einem
der sektionalen Hauptstoffströme vermischt wird. Im Falle eines Dreischicht-Stoffauflaufes
wird man das Leitungssystem 12 - 17 mit den Mischstellen 18 vorzugsweise der mittleren
Schicht zuordnen. Abweichend von Figur 2 könnte zusätzlich noch folgendes vorgesehen
werden: Weitere Zuführleitungen für einzeln steuerbare sektionale Neben-Stoffströme
könnten in die sektionalen Zuführleitungen 13 für den ersten Hauptstoffstrom einmünden.
1. Mehrschichten-Stoffauflauf als Teil einer Maschine zur Erzeugung einer mehrschichtigen
Faserstoffbahn, insbesondere Papierbahn, mit den folgenden Merkmalen:
1.1 es sind mindestens zwei Faserstoffsuspension führende Strömungsebenen (I, II,
III) vorgesehen mit je mindestens einer Zuführeinrichtung (1.1, 1.2, 1.3) für die
Faserstoffsuspensionen;
1.2 es ist je Strömungsebene ein Abschnitt (3) mit Mitteln vorgesehen, um in der Suspensions-Strömung
eine Mikroturbulenz zu erzeugen ("Turbulenzerzeuger");
1.3 die Turbulenzerzeuger (3) münden in eine Düse (4), die einen maschinenbreiten
Austrittspalt (8) aufweist;
1.4 in der Düse (4) befindet sich mindestens eine Lamelle (5; 5.1, 5.2), die zwei
benachbarte Suspensionsströme bis in den Bereich des Austrittspaltes (8) voneinander
getrennt hält;
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
1.5 die Lamelle (5; 5.1, 5.2) ist vom Bereich des Turbulenzgenerators (3) bis in den
Bereich des Austrittsspaltes (8) als eine biegeweiche Platte ausgebildet;
1.6 das stromabwärtige Ende der Lamelle (5; 5.1, 5.2) besitzt eine Dicke S von höchstens
0,3 mm;
1.7 der Bereich des Austrittsspaltes (8) ist frei von Blenden-Einstellvorrichtungen;
1.8 mindestens eine Strömungsebene (I, II, III), vorzugsweise eine mittlere Strömungsebene
II, weist eine sektionierte Stoffdichteregelung auf.
2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lamelle (5; 5.1, 5.2) an ihrem stromaufwärtigen Ende frei beweglich um eine
Achse (6; 6.1, 6.2) gelagert ist, die sich quer zur Strömungsrichtung über die Maschinenbreite
erstreckt.
3. Mehrschichten-Stoffauflauf als Teil einer Maschine zur Erzeugung einer mehrschichtigen
Faserstoffbahn, insbesondere Papierbahn, mit den folgenden Merkmalen:
3.1 es sindmindestens zwei Faserstoffsuspension führende Strömungsebenen (I, II, III)
vorgesehen mit je mindestens einer Zuführeinrichtung (1.1, 1.2, 1.3) für die Faserstoffsuspensionen;
3.2 es ist je Strömungsebene ein Abschnitt (3) mit Mitteln vorgesehen, um in der Suspensions-Strömung
eine Mikroturbulenz zu erzeugen ("Turbulenzerzeuger");
3.3 die Turbulenzerzeuger (3) münden in eine Düse (4), die einen maschinenbreiten
Austrittsspalt (8) aufweist;
3.4 in der Düse (4) befindet sich mindestens eine Lamelle (5; 5.1, 5.2), die zwei
benachbarte Suspensionsströme bis in den Bereich des Austrittsspaltes (8) voneinander
getrennt hält;
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
3.5 die Lamelle (5; 5.1, 5.2) ist an ihrem stromaufwärtigen Ende frei beweglich um
eine Achse (6; 6.1, 6.2) gelagert, die sich quer zur Strömungsrichtung über die Maschinenbreite
erstreckt;
3.6 das stromabwärtige Ende der Lamelle (5; 5.1, 5.2) besitzt eine Dicke S von höchstens
0,3 mm;
3.7 der Bereich des Austrittsspaltes (8) ist frei von Blenden-Einstellvorrichtungen;
3.8 mindestens eine Strömungsebene (I, II, III), vorzugsweise eine mittlere Strömungsebene
II, weist eine sektionierte Stoffdichteregelung auf.
4. Stoffauflauf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lamelle (5; 5.1, 5.2) vom Bereich des Turbulenzgenerators (3) bis in den Bereich
des Austrittsspaltes (8) als eine biegeweiche Platte ausgebildet ist.
5. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das stromabwärtige Ende der Lamelle (5; 5.1, 5.2) eine Dicke S von höchstens 0,1
bis 0,2 mm aufweist.
6. Stoffauflauf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbulenzgenerator (3) mindestens einer Strömungsebene (I, II, III) aus einer
Vielzahl von in Strömungsrichtung verlaufenden und über die gesamte Maschinenbreite
verteilten Kanälen oder Rohren besteht.
7. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die sektionierte Stoffdichteregelung durch folgende Merkmale erreicht wird:
7.1 es sind über die Maschinenbreite verteilt eine Vielzahl von Stoffsuspensionszufuhrleitungen
(14, 14') für mindestens eine Strömungsebene (II) vorgesehen;
7.2 es sind Mischer (18) in den Stoffsuspensionszufuhrleitungen vorgesehen, wobei
die Mischer die folgenden Merkmale aufweisen:
7.3 jeder Mischer (18) besitzt mindestens zwei Zugänge (14, 16) und einen Ausgang
(14');
7.4 mindestens jeweils einer der Zugänge (16) der Mischer (18) besitzt Mittel (17)
zur Durchflußregelung;
7.5 die zugeführten Teilströme (Leitungen 12, 15) jedes Mischers (18) besitzen unterschiedliche
Eigenschaften.
8. Stoffauflauf gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer stoffdichteregelungsfreien Strömungsebene (I) über die Maschinenbreite
verteilt eine Vielzahl von Stoffsuspensionszufuhrleitungen (13) vorgesehen sind.
9. Stoffauflauf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lamelle (5; 5.1, 5.2) aus einem Kunststoff gebildet ist.
10. Stoffauflauf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lamelle (5; 5.1, 5.2) aus einem Grundkörper aus Kunststoff und aus einem stromabwärtigen
metallischen Ende (5a) besteht, wobei der Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten
< 10-7 1/K beträgt.
11. Stoffauflauf gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der E-Modul des Kunststoffs kleiner als 80.000 N/mm2 ist.
1. Multi-ply flowbox as part of a machine for producing a multi-ply fibrous web, in particular
a paper web, having the following features:
1.1. at least two flow levels (I, II, III) carrying two fibrous stock suspensions
are provided, each having at least one feed device (1.1, 1.2, 1.3) for the fibrous
stock suspensions;
1.2. for each flow level, a section (3) is provided with means to generate micro-turbulence
in the suspension flow ("turbulence generator");
1.3. the turbulence generators (3) open into a nozzle (4) which has a machine-width
outlet gap (8);
1.4. in the nozzle (4) there is at least one slat (5; 5.1, 5.2), which keeps two adjacent
suspension streams separated from each other as far as the region of the outlet gap
(8);
characterized by the following further features:
1.5. the slat (5; 5.1, 5.2) is formed as a soft flexible plate from the region of
the turbulence generator (3) as far as the region of the outlet gap (8);
1.6. the downstream end of the slat (5; 5.1, 5.2) has a thickness S of at most 0.3
mm;
1.7. the region of the outlet gap (8) is free of slice adjusting devices;
1.8. at least one flow level (I, II, III), preferably a central flow level (II), has
sectioned consistency control.
2. Flowbox according to Claim 1, characterized in that each slat (5; 5.1, 5.2), at its upstream end, is mounted such that it can move freely
about an axis (6; 6.1, 6.2) which extends across the machine width, transversely with
respect to the flow direction.
3. Multi-ply flowbox as part of a machine for producing a multi-ply fibrous web, in particular
a paper web, having the following features:
3.1 at least two flow levels (I, II, III) carrying two fibrous stock suspensions are
provided, each having a feed device (1.1, 1.2, 1.3) for the fibrous stock suspensions;
3.2. for each flow level, a section (3) is provided with means to generate micro-turbulence
in the suspension flow ("turbulence generator");
3.3. the turbulence generators (3) open into a nozzle (4) which has a machine-width
outlet gap (8);
3.4. in the nozzle (4) there is at least one least one slat (5; 5.1, 5.2), which keeps
two adjacent suspension streams separated from each other as far as the region of
the outlet gap (8);
characterized by the following further features :
3.5. the slat (5; 5.1, 5.2), at its upstream end, is mounted such that it can move
freely about an axis (6; 6.1, 6.2) which extends across the machine width, transversely
with respect to the flow direction;
3.6. the downstream end of the slat (5; 5.1, 5.2) has a thickness S of at most 0.3
mm;
3.7. the region of the outlet gap (8) is free of slice adjusting devices;
3.8 at least one flow level (I, II, III), preferably a central flow level (II), has
sectioned consistency control.
4. Flowbox according to Claim 3, characterized in that each slat (5; 5.1, 5.2) is formed as a soft flexible plate from the region of the
turbulence generator (3) as far as the region of the outlet gap (8).
5. Flowbox according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the downstream end of the slat (5; 5.1, 5.2) has a thickness S of at most 0.1 to
0.2 mm.
6. Flowbox according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the turbulence generator (3) of at least one flow level (I, II, III) comprises a
large number of channels or pipes running in the flow direction and distributed over
the entire machine width.
7. Flowbox according to one of Claims 1 to 3,
characterized in that the sectioned consistency control is achieved by means of the following features:
7.1. a large number of stock suspension feed lines (14, 14') for at least one flow
level (II) is provided, distributed over the machine width;
7.2. mixers (18) are provided in the stock suspension feed lines, the mixers having
the following features:
7.3. each mixer (18) has at least two accesses (14, 16) and an outlet (14');
7.4. at least in each case one of the accesses (16) of the mixers (18) has means (17)
for flow control;
7.5. the partial streams fed in (lines 12, 15) of each mixer (18) have different properties.
8. Flowbox according to Claim 7, characterized in that in at least one flow level (I) which has no consistency control, a large number of
stock suspension feed lines (13) are provided, distributed over the machine width.
9. Flowbox according to one of Claims 1 to 8, characterized in that each slat (5; 5.1, 5.2) is formed from a plastic.
10. Flowbox according to Claim 9, characterized in that each slat (5; 5.1, 5.2) comprises a basic body made of plastic and a downstream metallic
end (5a), the difference in the coefficients of thermal expansion being < 10-7 1/K.
11. Flowbox according to Claim 9 or 10, characterized in that the modulus of elasticity of the plastic is less than 80,000 N/mm2.
1. Caisse de tête à plusieurs couches faisant partie d'une machine pour la production
d'une bande de matière fibreuse à plusieurs couches, en particulier d'une bande de
papier, avec les caractéristiques suivantes:
1.1 il est prévu au moins deux plans d'écoulement (I, II, III) guidant une suspension
de matière fibreuse, avec chacun au moins un dispositif d'alimentation (1.1, 1.2,
1.3) pour les suspensions de matière fibreuse;
1.2 il est prévu pour chaque plan d'écoulement une section (3) avec des moyens pour
produire une microturbulence dans l'écoulement de la suspension ("Générateur de turbulence");
1.3 les générateurs de turbulence (3) débouchent dans une buse (4), qui présente une
fente de sortie (8) ayant la largeur de la machine;
1.4 dans la buse (4) se trouve au moins une lamelle (5; 5.1, 5.2), qui maintient séparés
l'un de l'autre deux courants de suspension voisins jusque dans la région de la fente
de sortie (8) ;
caractérisée par les caractéristiques supplémentaires suivantes:
1.5 la lamelle (5; 5.1, 5.2) est constituée par une plaque souple depuis la région
du générateur de turbulence (3) jusque dans la région de la fente de sortie (8);
1.6 l'extrémité aval de la lamelle (5; 5.1, 5.2) présente une épaisseur S de 0,3 mm
au maximum;
1.7 la région de la fente de sortie (8) est libre de dispositifs de réglage d'ouverture;
1.8 au moins un plan d'écoulement (I, II, III), de préférence un plan d'écoulement
central II, présente une régulation de la densité de matière par sections.
2. Caisse de tête suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque lamelle (5; 5.1, 5.2) est articulée à son extrémité amont de façon librement
mobile autour d'un axe (6; 6.1, 6.2), qui s'étend sur la largeur de la machine, transversalement
à la direction de l'écoulement.
3. Caisse de tête à plusieurs couches faisant partie d'une machine pour la production
d'une bande de matière fibreuse à plusieurs couches, en particulier d'une bande de
papier, avec les caractéristiques suivantes:
3.1 il est prévu au moins deux plans d'écoulement (I, II, III) guidant une suspension
de matière fibreuse, avec chacun au moins un dispositif d'alimentation (1.1, 1.2,
1.3) pour les suspensions de matière fibreuse;
3.2 il est prévu pour chaque plan d'écoulement une section (3) avec des moyens pour
produire une microturbulence dans l'écoulement de la suspension ("Générateur de turbulence");
3.3 les générateurs de turbulence (3) débouchent dans une buse (4), qui présente une
fente de sortie (8) ayant la largeur de la machine;
3.4 dans la buse (4) se trouve au moins une lamelle (5; 5.1, 5.2), qui maintient séparés
l'un de l'autre deux courants de suspension voisins jusque dans la région de la fente
de sortie (8);
caractérisée par les caractéristiques supplémentaires suivantes:
3.5 la lamelle (5; 5.1, 5.2) est articulée à son extrémité amont de façon librement
mobile autour d'un axe (6; 6.1, 6.2), qui s'étend sur la largeur de la machine, transversalement
à la direction de l'écoulement;
3.6 l'extrémité aval de la lamelle (5; 5.1, 5.2) présente une épaisseur S de 0,3 mm
au maximum;
3.7 la région de la fente de sortie (8) est libre de dispositifs de réglage d'ouverture;
3.8 au moins un plan d'écoulement (I, II, III), de préférence un plan d'écoulement
central II, présente une régulation de la densité de matière par sections.
4. Caisse de tète suivant la revendication 3, caractérisée en ce que chaque lamelle (5; 5.1, 5.2) est constituée par une plaque souple depuis la région
du générateur de turbulence (3) jusque dans la région de la fente de sortie (8).
5. Caisse de tête suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'extrémité aval de la lamelle (5; 5.1, 5.2) présente une épaisseur S de 0,1 à 0,2
mm au maximum.
6. Caisse de tête suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le générateur de turbulence (3) d'au moins un plan d'écoulement (I, II, III) se compose
d'une pluralité de canaux ou de tubes orientés dans la direction de l'écoulement et
répartis sur toute la largeur de la machine.
7. Caisse de tête suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce que la régulation de la densité de matière par sections est obtenue par les caractéristiques
suivantes:
7.1 il est prévu une pluralité de conduites d'alimentation de suspension de matière
(14, 14') pour au moins un plan d'écoulement (II);
7.2 il est prévu des mélangeurs (18) dans les conduites d'alimentation de suspension
de matière, les mélangeurs présentant les caractéristiques suivantes:
7.3 chaque mélangeur (18) possède au moins deux accès (14, 16) et une sortie (14');
7.4 au moins chaque fois un des accès (16) des mélangeurs (18) comporte des moyens
(17) de régulation du débit;
7.5 les courants partiels fournis (conduites 12, 15) de chaque mélangeur (18) présentent
des propriétés différentes.
8. Caisse de tête suivant la revendication 7, caractérisée en ce qu'il est prévu une pluralité de conduites d'alimentation de suspension de matière (13)
réparties sur la largeur de la machine dans au moins un plan d'écoulement (I) libre
de régulation de densité de matière.
9. Caisse de tête suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque lamelle (5; 5.1, 5.2) est fabriquée en une matière plastique.
10. Caisse de tête suivant la revendication 9, caractérisée en ce que chaque lamelle (5; 5.1, 5.2) se compose d'un corps de base en matière plastique et
d'une extrémité métallique aval (5a), la différence des coefficients de dilatation
thermique étant inférieure à 10-7 1/K.
11. Caisse de tête suivant la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que le module E de la matière plastique est inférieur à 80.000 N/mm2.