AT500300A1

AT500300A1 - Verteilung eines fliessmediums

Info

Publication number: AT500300A1
Application number: AT0926802A
Authority: AT
Inventors: Magnus Danielsson; Joergen T Lundberg
Original assignee: Metso Paper Inc
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2005-11-15
Also published as: CN1295394C; AT500300B8; US7311803B2; CN1543522A; SE521176C2; SE0102750D0; AT500300B1; FI120744B; US20040238141A1; WO2003016618A1; SE0102750L; FI20040228A

Description

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Verteilung eines Fließmediums

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für das gleichförmige Aufträgen und Verteilen eines Fließmediums, beispielsweise einer Pülpesuspension, wobei das Medium mittels zumindest zweier Verteilungseinheiten verteilt wird.

Als ein Anwendungsbeispiel dieser Erfindung kann Zellulose angeführt werden und der Bedarf der papiererzeugenden Industrie, Gewebe aus Fasersuspensionen zu formen, die oft mehr als 10 m breit sind und an die sehr hohe Erfordernisse bezüglich der Gleichförmigkeit, sowohl quer als auch entlang der Fertigungsrichtung, gestellt werden. Die Gleichförmigkeit der Bahnen ist oft ganz und gar ausschlaggebend für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses.

Es ist daher beispielsweise bei flüssiger Behandlung, d.h. Waschen oder Ausbleichen und Entwässern von Fasersuspensionen, notwendig, dass die Pülpe so gleichförmig wie möglich, sowohl in longitudinaler, als auch in Querrichtung auf eine durchgehende, flüssigkeitsdurchlässige Auflage aufgebracht und quer verteilt wird. Es ist ebenso essentiell, dass die Behandlungsflüssigkeit gleichmäßig über die Pülpebahn verteilt wird. Eine gleichmäßige Verteilung verhindert Rinnenbildung und damit ungleichmäßige Flüssigkeitsbehandlung und Entwässerung.

Zur bestmöglichen Nutzung des Geräteaufbaues muss eine zu entwässernde Suspension von Zellulosefasem, beispielsweise in Verbindung mit einer Flüssigkeitsbehandlung, mit der höchstmöglichen Konzentration zur Verfügung gestellt werden und auf der Auflage, durch welche Flüssigkeit abgesaugt wird, geformt werden. Diese Auflage kann eine flüssigkeitsdurchlässige Rolle oder ein glattes Drahtgeflecht sein.

Die Frage bezüglich der höchstmöglichen Konzentration wird bestimmt durch die Kapazität der Vorrichtung, das Medium genügend gleichmäßig transversal zu verteilen und eine homogene Bahn zu bilden, um den Forderungen des Herstellungprozesses zu genügen. Die Schwierigkeit, die Fasersuspension gleichmäßig über die gesamte Breite zu verteilen, wächst schnell mit wachsender Pülpekonzentration als Folge der wachsenden Schubbeanspruchung des Fasemetzwerkes. -2- -2- ·Μ· Μ · · * · · · · · · * ♦ · · ♦ · · ♦ · • · · I · Μ · · * • · · · · I ······ • · · · · · · · · #

Ungleichmäßige Verteilung der Faser Suspension resultiert nicht nur in ungleichförmiger Entwässerung und dadurch kleiner Effizienz der Flüssigkeitsbehandlung, sondern kann auch Beschädigungen der Faser in einer Presse und damit verschlechterte Pülpequalität 5 bewirken. Im Walzenspalt zwischen den Walzen, beispielsweise in einer Walzenpresse, können Faserflocken und dicke Bestandteile der Pülpebahn so hohen Verdichtungsdrücken ausgesetzt werden, dass die Fasern in diesem Last aufnehmenden Teil beschädigt werden.

Es ist daher offensichtlich, dass eine gleichförmige Verteilung der Fasersuspension und der 10 Behandlungsflüssigkeit für die Qualität des Endproduktes und die Wirtschaftlichkeit des Prozesses von größter Wichtigkeit sind.

Ein Typ von Verteilungseinheiten, die bei der Verteilung von Fasersuspension verwendet werden, ist in der Patentschrift SE 500 546 beschrieben. Die Verteilungseinheit umfasst 15 dort ein Verteilungsgehäuse mit einer großen Auslassöffnung und einem Rohr für die Zufuhr der Suspension zum Verteilungsgehäuse. Im Verteilungsgehäuse wird die Suspension umgelenkt und gleichzeitig in seitlicher Richtung verteilt und danach wieder in eine in Querrichtung abgebogene Passage umgeleitet. Solch eine Verteilungseinheit liefert einen gleichförmig verteilten und parallelen Fluß. 20

Um eine Bahn bis zu 10 m Breite oder sogar größerer Breite zu bilden, sind mehrere Verteilungseinheiten erforderlich. Jede Verteilungseinheit von dem Typ, wie er in der SE 500 546 beschrieben ist, ist normalerweise ungefähr 0,9 m breit, aber heutzutage weisen sie Breiten von bis zu 2 m auf. 25 Für die Zufuhr von Suspension zu den Verteilungseinheiten ist ein Stoffauflaufkasten im wesentlichen entlang der gesamten Breite der Bahn vorgesehen. Der Stoffauflaufkasten wirkt wie ein großer Ausgleichsbehälter, in dem die Pülpe gleichmäßig verteilt sein soll. Der Stoffauflaufkasten besitzt einen Auslaß für jede Verteilungseinheit. Von jedem Auslaß 30 reicht ein Rohr bis zur jeweiligen Verteilungseinheit.

Bei solchen Vorrichtungen bekannter Art treten Probleme auf, weil das Pülpeband entlang der gesamten Breite des Bandes ungleichförmig wird. Jede Verteilungseinheit bringt ein

• IM ·· ·· ···· · · · ···· I · * · * # · · · · ···♦ ♦ • · · · * · ·*»**· • · · · · * · · · · -3- gleichförmiges Band hervor, aber die verschiedenen Verteilungseinheiten bringen zwischen denselben keine exakt gleichen Bahnen hervor. Probleme treten auch auf, weil die Verteilungseinheiten hin und wieder verstopfen können.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das gleichförmige Aufträgen und Verteilen eines Fließmediums auf eine Bahn, beispielsweise eine Bahn aus Pülpesuspension, wobei das Medium mittels zumindest zweier Verteilungseinheiten verteilt wird. Es wurde oben erwähnt, dass gerade die Gleichmäßigkeit einer Bahn voll ausschlaggebend für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Prozesses ist.

Es hat sich herausgestellt, dass der Stoffauflaufkasten hin und wieder nicht denselben Fluß in allen Auslässen liefert. Die Flussverteilung wird durch statische Drosselungen erreicht. Bei einem Pülpefluß wird über der Drossel des jeweiligen Auslasses ein Druckabfall erzeugt. Es ist dieser Druckabfall, der die Verteilung der Pülpe zwischen den verschiedenen Auslässen erzeugt. Besonders bei niedrigen Flüssen wird der Druckabfall, der in den Drosseln erzeugt wird, zu klein, um eine gute Verteilung zu gewährleisten. Das resultiert wiederum darin, dass die verschiedenen Verteilungseinheiten nicht völlig gleich gefüttert werden können, was natürlich, im gesamten gesehen, in einer nicht gleichförmigen Bahn resultiert.

Es passiert auch aufgmnd der nicht gleichförmigen Verteilung vom Stoffauflaufkasten zu den Verteilungseinheiten, dass die Verteilungseinheiten verstopfen können.

Das Ziel der Erfindung wird dadurch erreicht, dass jede Verteilungseinheit separat mit Suspension über ein Rohr mit Durchflusskontrolle gefüttert wird, beispielsweise mittels Ventilen, die von einem Kontrollsystem gesteuert werden.

Auf diese Weise ist ein gleichförmiges Füttern jeder Verteilungseinheit gesichert und kann auch so gesteuert werden, dass eine gleichförmige Verteilung zwischen den verschiedenen Verteilungseinheiten erreicht wird. Dies bedeutet, dass für alle Verteilungseinheiten ein gleich großer Fluss erreicht wird. ·· ·· ···· ·· · 9·9· • · · · »*·· 9 ··#· · ··«· * • ·· · *· ······ • ·· ·· ·· · · · ·· ·· ·· ·· · 9 -4-

Dass dabei der Stoffauflaufkasten beseitigt werden kann, bringt mehrere weitere Vorteile mit sich. Eine Walzenpresse konventionellen Typs umfasst zwei Drehwalzen, die zwischen sich einen Spalt für das Entwässern der Suspension bilden. Die Walzen sind in einer Wanne befestigt. Um nicht den Weg zu blockieren, wenn die Notwendigkeit besteht, Zugang 5 zur Presse von oben zu haben, wurde der Stoffauflaufkasten außerhalb der Wanne platziert, und das Verteilungsgehäuse wurde mit Suspension von unten und außerhalb der Wanne versorgt. Die Wanne hat eine bestimmte Ausdehnung, radial gesehen, von der Walze nach außen. Als Resultat davon muss die Verteilungseinheit einen Transportkanal für den Transport der Suspension von der Auslassöffnung zur Oberfläche, wo die Pülpebahn ge-10 formt werden soll (Walzen). Je länger dieser Transportkanal ist, desto größer wird das Risiko einer Verstopfung.

Erfmdungsgemäß wird das Verteilungsgehäuse von oben gefüttert. Die Rohre, durch welche die Suspension zur Verfügung gestellt wird, sind kein Hindernis für den Zugriff auf die 15 Presse, wenn solch ein Zugriff erforderlich ist. Der Transportkanal der Verteilungseinheit kann dabei eine kürzere Länge aufweisen, wobei die Transportdistanzen kürzer werden und daher das Verstopfungsrisiko reduziert wird.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie oben dargelegt, besteht keine Notwendigkeit 20 für einen Stoffauflaufkasten. Das Design der Wanne war vom Stoffauflaufkasten abhängig, weil sie oft eine Einheit bilden oder im anderen Fall nebeneinander angeordnet sein müssen. Die Tatsache, dass der Stoffauflaufkasten nicht gebraucht wird, macht es viel leichter, eine gute Wanne zu entwerfen, was wichtig ist, weil die Wanne ein Halterungsteil ist. 25 Die charakterisierenden Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen festgelegt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung wird im Folgenden in Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben:

Fig. 1 zeigt eine Verteilungseinheit;

Fig. 2 ist ein Schnitt entlang II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Schnitt entlang III-III in Fig. 2; 30 Μ ·· ···· ·· · ···· • · « · · « · · · • · « · · · ♦ · · · • ♦ · t » · «····· • · · « * · · · · · -5-

Fig. 4 zeigt die Funktionsweise einer Entwässerungsvorrichtung mit Mitteln zur Verteilung;

Fig. 5 ist ein Schnitt entlang IV-IV in Fig. 4, mit der nach bekannter Art geformten Verteilungsvorrichtung;

Fig. 6 ist ein Schnitt entlang IV-IV in Fig. 4 mit einer erfindungsgemäßen Verteilungsvorrichtung.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine Verteilungseinheit 1 des Typs, der in der SE 500 546 beschrieben ist. Die Verteilungseinheit 1 ist gedacht für transversale Verteilung und das Formen einer Bahn aus einem Fließmedium, beispielsweise einer Pülpebahn aus einer Fasersuspension. Die Verteilungseinheit wird nur kurz beschrieben, weil sie per se bekannt ist. Die Verteilungseinheit 1 umfasst ein Verteilungsgehäuse 4 mit einer weiten im wesentlichen rechteckigen Auslassöffnung 2 und einer Zuleitung 3 für die Fasersuspension.

Die Auslassöffnung 2 geht in einen Transportkanal 11 über, der eine Weite gleich der Auslassöffnung 2 aufweist und dazu dient, die Suspension von der Auslassöffnung 2 zum Ort zu transportieren, wo die Pülpebahn geformt werden soll.

Das Verteilungsgehäuse 4 ist zusammen mit einer Verteilungskammer 5 gebildet, welche im wesentlichen quer zur Zuleitung 3 angeordnet ist und von der Verbindung mit dieser Zuleitung ausgeht und in Richtung einer Passage 8 divergiert, die in Querrichtung gebogen ist. Das Verteilungsgehäuse 4 umfasst weiters eine Auslasskammer 6, die in entgegengesetzter Richtung von der Ablenkung bei der Passage 8 bis zur Auslassöffnung 2 reicht. Die zwei Kammern 5, 6 werden durch eine innere Wand 7 im Gehäuse 4 getrennt und sind gemeinsam über die Passage 8 miteinander verbunden. Das Medium wird dabei zu einem im wesentlichen gleichförmig verteilten parallelen Fluss an der Auslassöffnung 2 umgeleitet.

Fig. 4 zeigt im Grunde eine Entwässerungsvorrichtung von oben gesehen (die in den Figuren gezeigten Entwässerungsvorrichtungen, auf die Bezug genommen wird, sind von dem beispielsweise in der Druckschrift SE 509 519 beschriebenen Typ. Die Entwässerungsvorrichtung umfasst zumindest eine flüssigkeitsdurchlässige Drehwalze.) Die Entwässerungs- / ' / ' ·Μ· -6- • · Μ ···· · · · • · · · · · · · ♦ · · · I ·«·· « « · « t · · ···· • · · · · ·· · · ·· ·· ·· ·· · vorrichtung umfasst zwei flüssigkeitsdurchlässige Rollen 9 und für jede Walze 9 eine Verteilungsvorrichtung 20 für die Verteilung einer Fasersuspension auf der Walze 9.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass die Ausführungsform einer Verteilungsvorrichtung 20 vier 5 Verteilungseinheiten 1 umfasst. Eine VerteilungsVorrichtung 20 kann natürlich mehr oder weniger Verteilungseinheiten 1 umfassen. Die erforderliche Anzahl wird durch die Breite jeder Auslassöffnung 2 (die Breite der Verteilungseinheit 1) und durch die Breite der zu produzierenden Bahn festgelegt. Bei einer Verteilungseinheit 1 von lm Breite und einer Walze 9 von 5 m Länge werden daher fünf Verteilungseinheiten 1 gebraucht, um eine Pül-10 pebahn entlang der gesamten Länge der Walze 9 zu erhalten.

Fig. 5 ist ein Schnitt entlang IV-IV von Fig. 4, wo die Verteilungsvorrichtung entsprechend dem Stand der Technik gebildet ist. Nur die Hälfte der Entwässerungsvorrichtung ist gezeigt, jedoch, weil sie symmetrisch ist. 15

Die Verteilungsvorrichtung umfasst einen Stoffauflaufkasten 12, der sich im wesentlichen entlang der gesamten Länge der Walze 9 erstreckt. Der Stoffauflaufkasten 12 ist außerhalb der Wanne 10 angeordnet, in der die Walze 9 befestigt ist. 20 Die Pülpesuspension wird dem Stoffauflaufkasten 12 zugeführt, beispielsweise von einem Pülpeturm, der nicht gezeigt ist. Die Suspension wird im Stoffauflaufkasten 12 verteilt und von unten jeder Verteilungseinheit 1 über ihr jeweiliges Rohr 3 zur Verteilungskammer 5 des Verteilungsgehäuses 4 und weiters durch die Verteilungskammer 6 zur Auslassöffnung 2 und weiters durch den Transportkanal 11, entsprechend den Pfeilen in der Figur, zuge-25 führt. Der Transportkanal 11 eröffnet sich an der Oberfläche der Walze 9, wo die Pülpe-bahn geformt wird. Die Länge des Transportkanals 11 hängt vom Design der Wanne 10 ab.

Fig. 6 ist ein Schnitt wie in Fig. 5, bei der aber die Verteilungsvorrichtung 20 erfindungsgemäß geformt ist. Jede Verteilungseinheit 1 umfasst eine Zuleitung 3 mit einem Durch-30 flussregier 13. Alle Durchflussregler 13 sind mit einer gemeinsamen Kontrolleinheit 14 für die Steuerung des Durchflusses verbunden. Über die Kontrolleinheit 14 kann der Durchfluss so gesteuert werden, dass die Verteilungseinheiten 1 eine gleichförmige Zufuhr von ·· · · Μ·« Μ · · · · · * · · · ···♦ · ···· · ···· · • ♦ · · ·· ·§#··· • · · ·· · · · · · ·· II Μ « « · · -7-

Suspension erhalten, und dass die verschiedenen Verteilungseinheiten 1 untereinander einen gleichförmigen Fluß von Suspension erhalten.

Jede Zuleitung 3 ist von oben mit ihrem Verteilungsgehäuse 4 verbunden. Je näher die 5 Zuleitung 3 bei der Walze 9 angeordnet ist, wird ein desto kürzerer Transportkanal 11 erforderlich. Im Falle, dass die Zuleitung 3 unmittelbar angrenzend an die Walze angeordnet ist, wird kein Transportkanal 11 benötigt.

Es ist kein Stoffauflaufkasten 12 vorgesehen, sondern die Pülpesuspension wird beispiels-10 weise von einem Pülpeturm, in geeigneter Weise mittels einer Pumpe, direkt jeder Verteilungseinheit 1 über ihre Zuleitung 3 zugeführt. Der Ausdruck „direkt“ muss hier auch so verstanden werden, dass sich vom Turm ein Rohr erstrecken kann, welches sich verzweigt in eine Zuleitung 3 zu jeder Verteilungseinheit 1. 15 Wie bei einem Vergleich zwischen Fig. 5 und Fig. 6 ersichtlich, ist der Transportkanal 11 kürzer als bei einem Design gemäß Fig. 6. Die Transportdistanz der Suspension und das Verstopfungsrisiko werden dadurch reduziert.

Eine erfindungsgemäße Verteilungsvorrichtung kann natürlich auch einen Stoffauflaufkas-20 ten umfassen.

Die Durchflussregler werden dann hinter dem Stoffauflaufkasten angeordnet. Dies gewährleistet einen gleichförmigen und gleichmäßig verteilten Fluss zu den Verteilungseinheiten, ist aber nicht eine bevorzugte Ausfuhrungsform. 25

Wenn auch die Erfindung als Vorrichtung für die Verteilung von Pülpesuspension erläutert wurde, ist es offensichtlich, dass die Erfindung auch bei anderen Fließmedien anwendbar ist, bei denen eine gleichförmige Verteilung erwünscht ist. Ein Beispiel dafür ist die Zufuhr von Behandlungsflüssigkeit über eine Materialbahn.

Die Erfindung ist daher nicht auf die oben gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Rahmen der Ansprüche mit Bezug auf Beschreibung und Figuren variiert werden. 30

Claims

·· ·· «··· ·· · ···· • · · · · » · 4 · φ · · · f I« · · · « Φ · · Φ φ ······ • Φ Φ ·« » · « * Φ -8- Patentansprüche: 1. Verfahren für das gleichförmige Aufträgen und Verteilen eines Fließmediums, bei dem das Medium mittels zumindest zweier Verteilungseinheiten (1) verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluß des Mediums zu jeder Verteilungseinheit (1) getrennt kontrolliert wird, um einen gleichförmigen Fluß des Mediums zu jeder Verteilungseinheit (1) und einen gleich großen Fluß zu allen Verteilungseinheiten (1) zu gewährleisten.
2. Verteilungsvorrichtung für das gleichförmige Aufträgen und Verteilen eines Fließmediums, wobei die Verteilungsvorrichtung (20) zumindest zwei Verteilungseinheiten (1) umfasst, wobei jede Verteilungseinheit (1) ein Verteilungsgehäuse (4), eine breite Auslassöffnung (2) und eine Zuleitung (3) für die Zufuhr des Mediums zum Verteilungsgehäuse (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Zuleitung (3) ein Durchflussregler (13) angeordnet ist, wobei alle Durchflussregler (13) mit einer gemeinsamen Kontrolleinheit (14) zur Regelung des Flusses des Mediums zu jeder Verteilungseinheit (1) verbunden sind.
3. Verteilungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verteilungsgehäuse (4) mit einer Verteilungskammer (5) geformt ist, die im wesentlichen quer zur Zuleitung (3) angeordnet ist und sich erstreckt von der Verbindung mit dieser Zuleitung divergierend zu einer Passage (8) hin, die in Querrichtung gebogen ist, und zu einer Auslasskammer (6), sich erstreckend in entgegengesetzter Richtung von der Passage (8) zur Auslassöffnung (2) hin, und dass die zwei Kammern (5, 6) jeweils ü-ber die Passage (8) miteinander verbunden sind, so dass das Medium zu einem im wesentlichen gleichförmig verteilten parallelen Fluss an der Auslassöffnung (2) umgeleitet wird. Verteilungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium von oben zu jedem Verteilungsgehäuse (4) zugeführt wird. 4. -9- -9- • · · · ♦ ·· ·· ···· Μ · *. ·····«·· t » · · ♦ «·#· « * t t » · ···♦«· • · * · · ·· · · ·
5. Verteilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium direkt, beispielsweise von einem Pülpeturm, jeder Verteilungseinheit (1) über ihre Zuleitung (3) zugeführt wird.
6. Verteilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einer Entwässerungsvorrichtung angeordnet ist, die zumindest eine flüssigkeitsdurchlässige Drehwalze (9) umfasst, und dass das Fließmedium eine Fasersuspension ist, die dafür vorgesehen ist, gleichförmig auf die Walze (9) verteilt zu werden.