CH651370A5 - Vorrichtung zum sammeln einer an einem ersten ort einem vakuum ausgesetzten fluessigkeit und zum foerdern derselben an einen zweiten ort und verfahren zum betrieb der vorrichtung. - Google Patents

Description

Die Erfindung beschäftigt sich allgemein mit einer Verbesserung von Vorrichtung und Verfahren zum Sammeln und Zurückführen einer Flüssigkeit von einem hochgelegenen ersten Ort, der unter Vakuum steht, durch eine barometrische Fallrohrleitung zur Verwendung an einem zweiten Ort unterhalb des ersten Ortes, wobei so vorgegangen wird, dass die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Pulsationen, Vibrationen, von Geräuschen od. dgl. in der Fallrohrleitung verschwindend gering wird. In einer speziellen Ausführungsform wird die Erfindung anhand ihrer Anwendung für die Handhabung von Papierstoff in einer

Papiermaschinenanlage beschrieben. Natürlich kann die Erfindung aber auch für die Handhabung anderer Flüssigkeiten eingesetzt werden, die unter ähnlichen Bedingungen vorkommen wie der Papierstoff in der Papiermaschine, d. h. esmuss s Unterdruck herrschen und für die Rückführung eine barometrische Fallrohrleitung verwendet werden.

Flüssigkeit, die in einen hochgelegenen Behälter geleitet und dort gesammelt wird und zum Entlüften einem Vakuum ausgesetzt ist, soll mit Hilfe einer barometrischen Fallrohrleitung zur 10 Verwendung an einen Ort geführt werden, der ein Stück weit unterhalb des Sammelbehälters liegt. Es ist davon auszugehen, dass die Förderbedingungen, die Kapazität des (beispielsweise) Papiermaschinensystems und die Abmessungen der Fallrohrleitung derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Fallrohrlei-15 tung niemals ganz gefüllt ist, obwohl die Unterdruck- und

Temperaturverhältnisse der Flüssigkeit eine unterdruckbedingte Hubkraft auf die Flüssigkeit in der Fallrohrleitung ausüben und der Flüssigkeitsspiegel ein gewisses Stück über dem Niveau des Orts der Verwendung der Flüssigkeit halten. Infolgedessen hat 20 der Flüssigkeitsüberlauf aus dem Sammelbehälter in die Fallrohrleitung im allgemeinen den Charakter eines Absturzes oder freien Falls gehabt, wodurch die Wahrscheinlichkeit bestand, dass unerwünschtes Stossen auftrat, wenn die in dem Fallrohr frei fallende Flüssigkeit auf den durch Unterdruckwirkung angehobenen Flüssigkeitspiegel in dem Fallrohr auftraf.

Um diese Störung zu beseitigen, enthält erfindungsgemäss zumindest der obere Teil der Längserstreckung der Fallrohrleitung eine Mehrzahl Ablaufrohre, die innerhalb des Behälters 30 über dessen Boden nach oben ragen, wobei der Flüssigkeitseinlauf für mindestens eines dieser Rohre gegenüber den Flüssigkeitseinläufen der anderen Rohre in einer unterschiedlichen Höhe über dem genannten Behälterboden liegt und jedes Ablaufrohr von dem Behälter aus nach unten reicht, derart, dass 35 sein unteres Auslaufende unter dem unterdruckbedingt angehobenen Flüssigkeitsspiegel der in der Fallrohrleitung befindlichen Flüssigkeit zu liegen kommt.

Um unterschiedliche Einlaufniveaus herzustellen, kann man mit einer Mehrzahl Rohre auf verschiedene Weise vorgehen; als 40 Einlaufniveau kommt beispielsweise der obere Rand des Rohres in Betracht, oder man könnte auch Einlauföffnungen in der Rohrseitenwand vorsehen, wobei alle derartigen Einlauföffnungen auf ein und derselben Seite des Rohres lägen, und zwar abgewandt von der Stelle, an der die Flüssigkeit in den Sammel-45 räum des Behälters eintritt. Auf diese Weise trifft der Absturz der Flüssigkeit in den Sammelraum gegen die Rohre und der Strom wird zum Umherfliessen der Kammer veranlasst, bevor er zu einer Einlauföffnung an den Rohren gelangt; an dieser Öffnung stellt sich dann ein glatter, gleichmässiger Ablauf ein. 50 Für mindestens ein Rohr der Mehrzahl von Rohren befindet sich 'die Einlauföffnung in der Höhe des Behälterbodens.

Die Mehrzahl von Rohren kann auf unterschiedliche Weise verwirklicht werden, und es lassen sich verschiedene Anordnungen vorsehen. Die Rohre können z.B. konzentrisch angeordnet 55 sein (wobei jedes Rohr mit dem benachbarten einen ringförmigen Ablaufkanal bildet), sie können zu einem Bündel zusammen-gefasst sein, sie können aber auch Abstand voneinander haben.

Die Rohre können unterschiedlichen Querschnitt haben, sie können rund, quadratisch, sechseckig, keilförmig oder sonstwie 60 geformt sein und können auch als Bündel zusammengefasst sein, wobei die Rohre mit Abstand auf Kreislinien um ein Zentralrohr angeordnet sein können.

Die Rohre können sich auch über mindestens ein Stück ihrer Länge verjüngen, so dass die Fliessgeschwindigkeit der das Rohr 65 durchsetzenden Flüssigkeit zunimmt. Ausserdem kann die Möglichkeit vorgesehen sein, Verlängerungsstücke auf das obere Ende der Rohre zu setzen und dadurch die Höhe über dem Behälterboden zu vergrössern.

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Wird die Erfindung an einer Papiermaschine eingesetzt, kann der Raum, in dem die Flüssigkeit angesammelt wird, als Überlaufkammer in einem Papierstoffbehälter ausgebildet sein, in dem ein Wehr oder eine vergleichbare Einrichtung zur Regelung des Flüssigkeitsspiegels den Inhalt eines Beckens entlüfteten Papierstoffs bereithält, während der über das Wehr abfliessende Stoff an die Verwendungsstelle zurückgeführt wird, d. h. in eine Siebgrube oder ein Silo, oder auch an die Saugseite einer Flüssigkeit aus der Siebgrube abziehenden Pumpe.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszahlen auf übereinstimmende Gegenstände hinweisen.

Fig. 1 zeigt schematisch (teilweise im Schnitt und nach dem Wegbrechen einiger Teile) eine Papiermaschine mit der verbesserten barometrischen Fallrohrleitung, die dazu dient, den Überlauf aus einem mit Papierstoffsuspension gefüllten Becken in einem hochgelegenen Behälter in die Siebgrube unter der Papiermaschine zurückzuleiten;

Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt durch einen Papierstoffbehälter mit den erfindungsgemässen Massnahmen in dem Überlaufabteil des Behälters ; mit dem Überlauf abteil verbunden sind zwei Behälterflügel, wie sie in der US-Patentschrift 3 538 680 beschrieben sind;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2, wobei die Behälterflügelanschlüsse der Übersichtlichkeit der Zeichnung halber weggelassen sind;

Fig. 4 ist eine schematisch gehaltene Draufsicht auf ein Überlaufabteil in einem Behälter mit einer abgewandelten Form der Fallrohreinrichtung;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 4 und zeigt die unterschiedlichen Höhen der Einlauföffnungen der jeweiligen Rohre in der Vielzahl von Rohren, die den oberen Teil der Fallrohreinrichtung bilden;

Fig. 6 zeigt als Ansicht die Einlaufseite einer Mehrzahl von Rohren, die zusammen den oberen Teil der Fallrohreinrichtung bilden, insbesondere veranschaulicht die Figur die Einkerbungen in den Rohren, wodurch die jeweiligen Einlaufniveaus für die Rohre definiert werden;

Fig. 7 ist eine Draufsicht auf eine andere Anordnungsweise der Rohre, bei der die Mehrzahl der Rohre Sechseckquerschnitt hat;

Fig. 8 ähnelt der Fig. 7, mit dem Unterschied, dass die zu einem Bündel zusammengefassten Rohre ein Zentralrohr und eine Reihe von im Kreis um das Zentralrohr angeordnete Rohre mit kreilförmigem Querschnitt umfassen;

Fig. 9 ist eine Draufsicht auf eine Gruppe Rohre, die rechtwinkligen Querschnitt haben;

Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf den oberen Abschnitt einer Fallrohrleitung, bei der ein einzelnes Rohr verwendet wird, das eine Mehrzahl Ablaufbahnen bietet, indem Sektorplatten von jeweils einander gegenüberliegenden Seiten des Rohres aus ausgespannt sind, so dass der Rohrquerschnitt in drei getrennte Ablaufbahnen unterteilt wird;

Fig. 11 bzw. Fig. 12 zeigen als Seitenansicht bzw. Ansicht vom Behälterende her (teils im Schnitt, einige Teile weggebrochen) eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung einer Fallrohreinrichtung; eine solche Ausführung ist besonders zweckmässig, wenn bestehende Anlagen umgebaut werden sollen;

Fig. 13 ist eine Seitenansicht einer nochmals veränderten Ausführungsform des oberen Teils der Fallrohreinrichtung; gezeigt wird die Anwendung von Abzugslöchern in dem ganz aussen liegenden Rohr einer Mehrzahl von konzentrisch angeordneten Rohren;

Fig. 14 zeigt in Ansicht von vom den oberen Abschnitt der Vorrichtung nach Fig. 13;

Fig. 15 ist eine Ansicht von vorn und zeigt die Verwendung einer Mehrzahl sich verjüngender Rohre, die dazu dienen, die Fliessgeschwindigkeit in den Rohren zu erhöhen, wobei die

Rohre gemäss der Zeichnung oben und unten durch Verbindungsplatten zusammengehalten werden;

Fig. 15a und 15b zeigen die Rohranordnung nach Fig. 15 in Ansicht von oben bzw. von unten und lassen insbesondere die Grössenunterschiede der genannten Rohre am Einlauf- und am Auslaufende erkennen;

Fig. 16 bzw. 17 zeigen als Vertikalschnitte verschiedene Ausbildungsmöglichkeiten für Verlängerungsstücke, die oben in die Rohre gesteckt werden können, um die effektiven Einlaufhöhen der Rohre zu vergrössern.

Die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung sollen nachstehend am Beispiel der Anwendung der Erfindung an einer Papiermaschine erläutert werden. Natürlich sind aber Verfahren und Vorrichtung für jede Art industrieller Abläufe geeignet, bei denen eine Flüssigkeit gesammelt und von einem höhergelegenen zu einem tiefergelegenen Ort unter Bedingungen befördert werden muss, die den hier beschriebenen ähneln.

Die Anlage zur Papierherstellung nach Fig. 1 umfasst eine insgesamt mit 10 bezeichnete Papiermaschine, in deren Stoffauflaufkasten 12 gereinigter und entlüfteter Papierstoff geleitet wird und von dem aus der gereinigte und entlüftete Stoff auf die bahnbildenden Mittel der Maschine, das Sieb 14, gelangt. Zu dem System gehört ausserdem ein Papierstoffbehälter 16, der ein hohles Gebilde von passender Grösse und Form darstellt, beispielsweise ein langgestreckter Zylinder ist. Der innenliegende Luftraum 18 des Stoffbehälters 16 ist durch ein Rohr 20 mit einer Evakuierungseinrichtung 22 verbunden, die in der Kammer einen Unterdruck aufrechterhält, wie er für das Entlüften des in diese Kammer eingeleiteten Papierstoffs erforderlich ist. Ein Überfallwehr 24 unterteilt den Behälter in ein rechtsliegendes Abteil 26, das ein Becken 28 mit entlüftetem Papierstoff ist, der aus dem Becken über eine Leitung 30 mittels einer Pumpe 32 in den Stoffauflauf 12 der Papiermaschine gefördert wird. Der aus dem Becken 28 über das Wehr 24 fliessende Papierstoff fällt frei in ein Überlaufabteil 34 im linken Teil des Behälters; aus diesem Abteil fliesst der Ablauf des Papierstoffs in eine Siebgrube oder in ein Silo 36, oder es führt eine Zweigleitung 38a zur Saugseite einer Pumpe 50 über eine Fallrohrleitung 38, bei der es sich um eine barometrische Fallrohrkomponente handelt. Der Fachmann erkennt ohne weiteres, dass der Behälter 16 ein Stück über der Siebgrube 36 liegt, so dass der Spiegel des Überfalls am Wehr 24 z. B. in Meereshöhe mindestens 10,4 m (34 feet) oberhalb des Spiegels 42 in der Siebgrube (dem Silo) 36 steht. Verdünnungswasser kann dem Silo durch die Leitung 46 entnommen werden und zur Verdünnung des Behälterzulaufs dienen. Ausserdem kann Verdünnungswasser auch aus der Siebgrube über eine (nicht gezeichnete) Leitung entnommen werden, die in eine nachgeschaltete Reinigungsstation führt.

Der Überfallspiegel am Wehr würde, falls die letzterwähnte Verdünnungswasserentnahme verwirklicht würde, noch höher über dem Spiegel im Silo liegen, beispielsweise mindestens 12,8 m (42 feet) über dem Silospiegel.

Das Verdünnungswasser aus dem Silo (das auch Dickstoff enthalten kann) wird durch die Pumpe 50 und die Leitung 52 in den Zuführungsverteiler 54 einer ersten Reinigungsstufe und von dort durch die Zentrifugalschleuder 56 geleitet und von dort durch die über den Spiegel des Beckens 28 hinausragenden Einlaufrohre 58 in den Behälter 16 als angenommene oder gereinigte Papierstoffsuspension gesprüht, während der auszuscheidende Stoff aus den Reinigern 56 der ersten Stufe durch den Rohrverteiler 60 und die Leitung 62 in einen Dichtkasten 64 abgegeben werden.

Man kann eine zweite Reinigungsstufe 70 vorsehen, wobei der Gutstoff aus dieser Reinigungsstufe aus den Einlassrohren 72 an der Überlaufseite des Wehrs in den Behälter gelangt und einen zusätzlichen Zulauf für die Kammer links des Wehrs neben der Flüssigkeit bildet, die aus dem Becken über das Wehr fällt. Der auszuscheidende Stoff aus der zweiten Reinigungsstufe 70

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gelangt in die Ausscheideverteilerrohre 74 und wird über die Leitung 76 in den Dichtkasten 64 gefördert. Für eine weitere Reinigungsstufe kann Masse aus dem Dichtkasten entnommen werden.

Bei der Anwendung der beschriebenen Vorrichtung wird infolge des in dem Stoffbehälter herrschenden Unterdrucks, der sowohl auf den Luftraum 18 oberhalb des Beckens 28 als auch auf den Luftraum der Überlaufkammer 34 wirkt, und wegen der Temperatur der Papierstoffsuspension ein unterdruckbedingter Hub in der Fallrohrleitung 38 hervorgerufen, durch den der Flüssigkeitsspiegel in dieser Fallrohrleitung ein bestimmtes Stück über den Flüssigkeitsspiegel 42 in der Siebgrube oder dem Silo 36 gehoben sein muss. Für bestimmte Unterdruckverhältnisse (z.B. in Meereshöhe) ändert sich dieser Spiegel in Abhängigkeit von der Papierstofftemperatur, so dass bei einer Stofftemperatur von 100°C der Spiegel etwa 9,8 m (32 feet) über dem Siebgrubenspiegel steht, bei einer Papierstofftemperatur von 140° C ungefähr 8,2 m (27 feet).

Gemäss der Erfindung ist mindestens ein oberer Längenabschnitt der Fallrohrleitung 38 so ausgebildet, dass keinerlei Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Stössen oder Vibrationen besteht, wie es im Gegensatz dazu aber der Fall sein könnte, wenn der über das Wehr strömende Papierstoff unmittelbar eine weite Rohrleitung am Boden der Kammer 34 in mehreren Stufen oder im freien Fall erreichen könnte, wobei der durch Unterdruckwirkung angehobene Spiegel in der Fallrohrleitung getroffen würde, was zum Stossen, zu Vibrationen u. dgl. führen könnte, was aber tunlichst zu vermeiden ist, wenn das Gesamtsystem optimal arbeiten soll. Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten, indem mindestens ein oberer Abschnitt der Fallrohrleitung einer Mehrzahl von Rohren benutzt wird, die eine Mehrzahl von Ablaufbahnen an dem genannten oberen Ende der Fallrohrleitung bilden; dazu wird auf die Fig. 2 bis 5 Bezug genommen.

Fig. 2 zeigt ein Überlaufabteil 34, in das Papierstoffsuspension durch Überfliessen eines Wehrs 24 aus einem Becken in einem Behälter 16 gelangt; eine vergleichbare Anordnung ist in der US-Patentschrift 3 206 917 beschrieben. In der vorliegenden Fig. 2 sind zwei seitliche Aufnahmegefässe 80,82 gezeichnet, die ausführlicher in der US-Patentschrift 3 538 680 beschrieben sind und die ebenfalls einen gewissen Zufluss für die Kammer 34 liefern. Die Mehrzahl von Ablaufbahnen wird durch die Rohre 90,92,94 und 96 definiert, die in der Ausführung nach den Fig. 2 und 3 als konzentrische Röhrenanordnung gezeichnet ist, so dass jeweils zwei benachbarte Rohre einen ringförmigen Ablaufkanal durch die Fallrohrleitung abgrenzen, abgesehen von dem in der Mitte liegenden Rohr, das als Ablaufbahn besteht und mit keinem der anderen Rohre zusammenwirkt.

Die Rohre 90,92,94 und 96 sind so angeordnet, dass ihre Einlaufniveaus innerhalb der Behälterkammer 34 unterschiedlich hoch liegen. Das ganz aussen liegende Rohr 90 der konzentrischen Anordnung, das am weitesten nach oben reicht, hat den am tiefsten liegenden Flüssigkeitseintrittspunkt dieser Gruppe von Rohren - der Einlauf zum Rohr 90 liegt nämlich am Boden des Behälters bei 98, denn das Rohr hat dort eine Einkerbung oder eine anderweitig ausgebildete Öffnung in der Seitenwand, damit die Flüssigkeit an dieser Stelle eintreten kann. Der Überlauf 100 am Wehr 24 stürzt in die Kammer 34 und trifft auf die gegenüberliegende, dem Wehr benachbarte Rohrwand; diese Wand ist höher als der zu erwartende herabstürzende Strom, so dass diese Flüssigkeit um die durch das Rohr 90 gebildete kreisförmige Sperre herumlaufen muss, bevor sie an der dem Wehr abgewandten Seite des Rohrs bei 98 in das Rohr eintreten kann. Die Abmessungen der Rohre 90,92,94 und 96 werden natürlich durch die Betriebsgrössen der Anlage bestimmt. Wenn die Betriebsverhältnisse sich nun so ändern, dass der Überlauf am Wehr zunimmt, der Strom aber noch in dem Ablaufkanal 102 zwischen den Rohren 90 und 92 aufgenommen wird, so nimmt

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dieses Rohr auch weiterhin so viel Flüssigkeit auf wie möglich und ist ganz gefüllt ; aber wenn der Überlauf weiter anwächst, steigt der Spiegel in dem Ablaufkanal 102 schliesslich bis an den Einlaufpunkt 104 des Rohres 92, so dass der Flüssigkeitsstrom sich auch durch den ringförmigen Ablaufkanal 106 zwischen den Rohren 92 und 94 bewegen wird. Diese Verhältnisse bleiben aufrechterhalten, bis auch der Kanal 106 gefüllt ist und weder dieser noch der Ablauf kanal 102 den Überlauf von dem Wehr und/oder den Seitenkammern aufnehmen kann, so dass der Spiegel steigt und schliesslich die Flüssigkeit an den Punkt bringt, an dem sie sich Zutritt zu dem Einlaufpunkt 110 des Rohres 94 verschaffen kann, wodurch dann ein Abfluss durch den Ablaufkanal 112 zustande kommt. Bei weiterer Zunahme der Überfallmenge kann der Punkt 114 im Rohr 96 erreicht werden, und die abfliessende Flüssigkeit wird dann auch durch die Ablaufbahn 116 des Rohres 96 fliessen.

Ich möchte nicht an eine Theorie gebunden sein, es ist aber zu vermuten, dass bei der Benutzung dieser Vielzahl von Ablaufbahnen 102,106,112 und 116 der Stau des Spiegels in der jeweiligen Ablaufbahn, bis eine bestimmte Bahn praktisch voll ausgefüllt ist und bevor die Strömung in die nächste Bahn übergeht, alle Stoss- und Vibrationseffekte weitgehend abschwächt, die durch den freien Fall beträchtlicher Flüssigkeitsmengen in die Fallrohrleitung entstehen würden, wenn die abstürzende Flüssigkeit auf den unterdruckbedingt angehobenen Spiegel fallen und derartige Stösse hervorrufen würde ; die nicht gefüllten und alle nur teilweise erfüllten Ablaufbahnen arbeiten hierbei vermutlich als Absorptionsräume für die Stösse.

Fig. 6 zeigt eine Möglichkeit, wie man die Höhen der Einlaufniveaus der jeweiligen Rohre 90,92,94,96 einstellen kann. Der Eingang zu dem am weitesten aussen liegenden Rohr 90 in dem konzentrischen Ring befindet sich bei 98 am Boden des Behälters. Das Rohr 92 mit dem nächsthöheren Einlaufniveau kann eine eingekerbte oder abgeschrägte Öffnung in der Wand erhalten, wobei die Grundlinie 120 das Einlaufniveau definiert und die nach oben/aussen abgeschrägten Seiten 122,124 in Verbindung mit der Grundlinie eine Öffnung nach Art einer Kerbe in dem Rohr bilden; Öffnungen gleicher Art sind an den anderen Rohren vorgesehen.

In Verbindung mit der Verwendung von Seitenbehältern 80 und 82 gemäss Fig. 2 sei daraufhingewiesen, dass dadurch, dass die Flüssigkeitseinlässe (Einkerbungen od. dgl.) auf ein und derselben Seite der Mehrzahl von Rohren angebracht sind, der Einlass sich in verhältnismässig grossem Abstand von dem Punkt befindet, an dem der Flüssigkeitsstrom in die Kammer 34 eintritt.

Die schon erwähnte Fig. 3 zeigt, dass alle Rohre 90,92,94 und 96 etwa im gleichen unteren Niveau 128 enden; dieses Niveau liegt zumindest etwas unter dem unterdruckbedingt angehobenen Flüssigkeitsspiegel X-X in der Fallrohrleitung, wobei der Spiegel X-X die Mindesthöhe bedeutet, mit der die Anlage arbeiten würde, sie würde beispielsweise die Spiegelhöhe bei einer Papierstofftemperatur von 140° C bedeuten.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine andersartige Anordnung der Mehrzahl von Rohren, die sich im oberen Abschnitt der Fallrohrleitung befinden. Man sieht, dass um ein zentrales Rohr 140, das gleichzeitig das am höchsten herausragende Rohr der Rohrgruppe ist, ein zweites, konzentrisch dazu liegendes Rohr 142 vorgesehen ist, das gleichzeitig das zweithöchste Rohr in dem Rohrbündel darstellt; die Anordnung setzt sich fort mit einer Reihe Rohre, die auf einer Kreislinie um die beiden Zentralrohre liegen. Zu diesen Rohren gehören die Rohre 144 und 144a, deren Einlauföffnungen in der Höhe des Behälterbodens liegen. Die beiden nächsthöheren Rohre 146 und 146a nehmen den Flüssigkeitsstrom auf, nachdem die Rohre 144 und 144a gefüllt sind. Die nun nächsthöheren Rohre sind die Rohre 148 und 148a, darauf folgen die Rohre 150 und 150a und schliesslich die letzten beiden Rohre dieser Gruppe, die Rohre 152 und 152a; nachdem alle diese Rohre gefüllt sind, erreicht die Strömung das Rohr 142 und

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tritt ganz zum Schluss in das zentral gelegene Rohr 140 ein, wenn der Zustrom in das Abteil so stark ansteigt. Wie Fig. 5 zeigt, kann das Rohrbündel auf unterschiedliche Art gehaltert werden, etwa indem die Rohre durch ein plattenartiges Verbindungsstück 160 vereinigt werden, und ihre unteren Enden und das Fallrohr können dann in ein Einzelrohr 162 übergehen, das abwärts in die Siebgrube führt. Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, können die Rohre der Gruppe beispielsweise kreisförmigen Querschnitt haben. Ausserdem sind die jeweiligen Einlaufniveaus, wie man sieht, durch die Oberkanten der einzelnen Rohre bestimmt.

Die Fig. 7-9 zeigen andere Möglichkeiten für die Gestalt der Querschnittsfläche von Rohren, die in dem Rohrbündel verwendet werden könnten. Die Rohre 170 etwa, die durch eine Verbindungsplatte 172 zu einem Bündel zusammengefasst werden, könnten Sechseckquerschnitt haben. Fig. 8 zeigt, dass der Mittelteil des Rohrbündels kreisförmig ausgebildet und von einer kreisförmigen Anordnung von Rohren 174 mit Keilquerschnitt umgeben sein kann. Fig. 9 zeigt dagegen die Anwendung von Rohren 176 mit Rechteckquerschnitt.

Zur Verdeutlichung dafür, wie unterschiedlich eine Mehrzahl von Ablaufbahnen im oberen Teil der Fallrohrleitung ausgebildet sein kann, wird in Fig. 10 ein Einzelrohr 180 gezeigt, das innen mit mindestens einer Teilerplatte 182 versehen ist, die an der Innenwand des Rohrs 180 an den einander gegenüberliegenden Stellen 184 und 186 aufgeschweisst ist und das Rohr 180 auf diese Weise in drei voneinander unabhängige Ablaufbahnen 180a, 180b, 180c unterteilt.

Natürlich ist das erfindungsgemässe System nicht nur bei Neuanlagen verwendbar, sondern es lässt sich leicht auch bestehenden Anlagen anpassen. Eine Möglichkeit des Umbaus von bestehenden Anlagen ist in den Fig. 11 und 12 gezeigt; danach könnte eine bestehende Fallrohrleitung 38 in ihrem oberen Abschnitt durch Ansetzen eines Verlängerungsstücks 190 verändert werden, das, wie deutlich erkennbar, sich bis zum Niveau des Überlaufs am Wehr 24 erhebt und einen abgeschrägten oberen Rand aufweist, der etwas oberhalb des Bodens 192 des Behälters 16 endet; dort ist ein zweites Rohr 194 vorgesehen, dessen Einlauföffnung sich am Behälterboden befindet und das in der bestehenden Fallrohrleitung 38 ein Stück weit nach unten führt, bis das untere Ende dieses Rohrs 194 unter dem niedrigsten Stande X-X der unterdruckbedingten Spiegelanhebung liegt. Das Rohr 194 kann zusammen mit dem Verlängerungsstück 190 leicht an der bestehenden Anlage angebracht und dadurch der bisherige Behälter verändert werden.

Eine andere Möglichkeit für die Ausbildung einer Mehrzahl von Ablaufbahnen führt zu den in den Fig. 13 und 14 wiedergegebenen Bauformen, wonach die Ablaufbahnen durch eine Mehrzahl Rohre 200,202 und 204 definiert werden, die einwärts/ abwärts verjüngt sind, so dass die Querschnittsfläche der jeweiligen Ablaufbahnen nach unten in Richtung auf und unter den niedrigsten unterdruckbedingt angehobenen Spiegelstand X-X verkleinert wird. Das ganz aussen liegende Rohr 200 reicht ein Stück weit über den Boden des Behälters 16 hinaus, das Rohr hat aber von allen drei Rohren den niedrigstliegenden Einlauf, nämlich am Boden des Behälters in Form einer offenen Seitenwand an der dem Wehr 24 abgewandten Seite des Rohrs. Die nächsthöher gelegene Einlauföffnung wird durch den Oberrand des Rohrs 202 bestimmt, und zuletzt wird die durch den Oberrand des Rohrs 204 definierte Niveaulinie überstiegen (das Rohr 204 ist das innerste der drei konzentrischen Rohre). Das Rohr 200 besitzt ausserdem eine Anzahl Abzugsöffnungen 206.

Wie erwähnt, und wenn eine gewisse Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit der die verschiedenen Rohre durchflies-senden Flüssigkeit ausgeübt werden soll, werden die Rohre von oben nach unten über zumindest einen Teil ihrer Länge verjüngt. Eine Ausführungsmöglichkeit ist in den Fig. 15,15a und 15b wiedergegeben, wonach die Rohre 222,224,226 und 228 von ihrem Verbindungsstück 220 aus nach unten verjüngt und mit geringerer Querschnittsfläche durch das Verbindungsstück 230 geführt sind, von wo aus sie dann in eine erweiterte Fallrohrleitung 232 übergehen, die das untere Stück der Gesamtleitung bildet. Das Ausmass, in dem die wirksame Querschnittsfläche abnimmt, erkenntman beim Vergleich der Fig. 15a und 15b miteinander. Aufgrund fachmännischer Überlegung wäre auch eine Ausbildung der Rohre mit teils geradlinigen, teils verjüngten Abschnitten möglich.

In den Fig. 16 und 17 wird gezeigt, wie die Verlängerungsstücke oben an den j eweiligen Rohren angesetzt werden können, um die Einlaufhöhe für den Überlaufeintritt zu vergrössern. So istz. B. aus Fig. 16 zu entnehmen, dass an einem Verlängerungsstück 260 ein Übergangsstück 262 vorgesehen werden kann, das mit dem oberen Ende 264 des Rohres 266 zusammenpasst. Andererseits könnte (vgl. Fig. 17) an dem Rohr 272 ein ausgeweitetes oberes Ende 270 ausgebildet sein, in das das Verlängerungsstück 260 gesteckt werden kann.

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Vorrichtung zum Sammeln einer Flüssigkeit an einem ersten Ort und zum Fördern der Flüssigkeit zur Verwendung an einem zweiten Ort, wobei der genannte erste Ort in einem Abstand vom und oberhalb des genannten zweiten Ortes liegt, mit einem Sammelbehälter (16), einer Einrichtung, die eine einströmende Flüssigkeit in den Behälter (16) mit einer solchen Geschwindigkeit leitet, bei welcher in dem Behälter (16) über der Flüssigkeit ständig ein Luftraum (18) erhalten bleibt, einer Einrichtung, mit der in dem Luftraum (18) in dem Behälter (16) ständig ein Unterdruck aufrechterhalten wird, der ausreicht, um die in den Behälter (16) eingeführte Flüssigkeit zu entlüften, und mit einer barometrischen Fallrohrleitung (38), die den Behälter (16) mit dem zweiten Ort verbindet, um zumindest einen Teil der in den Behälter (16) einströmenden Flüssigkeit an den zweiten Ort (36) zu bringen, wobei das Mass des Unterdrucks in dem Behälter (16) und die Höhe der Temperatur der Flüssigkeit so gewählt sind, dass auf die genannte Flüssigkeit in der Fallrohrleitung (38) ein unterdruckbedingter Hub ausgeübt wird und dadurch in der Fallrohrleitung (38) ein Flüssigkeitsspiegel hergestellt wird, der in einem Abstand oberhalb des zweiten Ortes (36) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der obere Teil der Längserstreckung der Fallrohrleitung (38) eine Mehrzahl Ablaufrohre (90,92,94,96; 140,142,144,144a, 146,146a, 148,148a, 150, 150a, 152,152a; 170,174,176; 180a, 180b, 180c; 190,194,200, 202,204; 222,224,226,228) enthält, die innerhalb des Behälters (16) über dessen Boden nach oben ragen, wobei der Flüssigkeitseinlauf für mindestens eines dieser Rohre gegenüber den Flüssigkeitseinläufen der anderen Rohre in einer unterschiedlichen Höhe über dem genannten Behälterboden liegt, und jedes Ablaufrohr von dem Behälter (16) aus nach unten reicht, derart, dass sein unteres Auslaufende unter dem unterdruckbedingt angehobenen Flüssigkeitsspiegel in der in der Fallrohrleitung (38) befindlichen Flüssigkeit zu liegen kommt.
2. 2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ablaufrohr (90) einen Flüssigkeitseinlauf (98) besitzt, der sich im Boden des Behälters (16) befindet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitseinlauf jedes Ablaufrohres in einer Höhe liegt, die sich von der Höhe des Flüssigkeitseinlaufs für jedes der anderen Ablaufrohre unterscheidet.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufrohre (90, 92, 94, 96) koaxial angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in alle Ablaufrohre auf derselben Seite eintritt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitseinläufe der Ablaufrohre durch Einlaufkerben definiert sind, die in die Rohrwände an der genannten gleichen Seite geschnitten sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einlaufkerbe eine Grundlinie (120) aufweist, durch die die Einlaufhöhe für das betreffende Ablaufrohr definiert ist sowie von der genannten Grundlinie ausgehende seitliche Randpartien (122, 124).
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Randpartien (122,124) von der Grundlinie (120) aus nach aussen und nach oben bogenförmig auslaufen.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufrohre (200,202,204; 222,224,226,228) zumindest von der Stelle aus, wo sie den Boden des Behälters (16) durchsetzen, zu ihrem unteren Auslaufende hin verjüngt ausgeführt sind.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die koaxial angeordneten Ablaufrohre mindestens ein Paar von Ablaufrohren umfassen, wobei jedes solche Paar ein inneres und ein äusseres Ablaufrohr umfasst, das um das innere Rohr umliegt, wobei das innere und das äussere Rohr gemeinsam eine Ablaufbahn begrenzen.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufrohre zusammengefasst ein Rohrbündel bilden.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufrohre (140,142,144,144a, 146,146a, 148a, 150, 150a, 152, 152a) Kreisquerschnitt haben.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufrohre (170,174,176) Mehreckquerschnitt haben.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehreck ein Sechseck (170) ist.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehreck ein Rechteck (176) ist.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrbündel ein zentrisch angeordnetes Rohr aufweist und die anderen Rohre auf Kreislinien um das Zentralrohr angeordnet sind.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrisch angeordnete Rohr (140) Kreisquerschnitt hat und die übrigen Rohre (144,146,148,150,152,144a, 146a, 148a, 150a, 152a) ebenfalls Kreisquerschnitt haben.
18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrisch angeordnete Rohr Kreisquerschnitt hat und die übrigen Rohre (174) Kreisringsektorquerschnitt zeigen.
19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrisch angeordnete Rohr Sechseckquerschnitt hat und die übrigen Rohre (170) ebenfalls Sechseckquerschnitt zeigen.
20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufrohre in einem Rohrelement (180) ausgebildet sind, wobei eine Mehrzahl von Rohrsegmenten (182) innerhalb des Rohrelements von einer Seite zur anderen ausgespannt ist, so dass in dem Rohrelement (180) eine Mehrzahl von Ablaufbahnen (180a, 180b, 180c) entsteht.
21. 21. Vorrichtung nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufrohre eine mit gegenseitigem Abstand bestehende Anordnung von Rohren bilden.
22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Ablaufrohre an seinem oberen Ende mit einer Einrichtung zur Aufnahme abnehmbarer Verlängerungsstücke (260) versehen ist, um das Einlaufniveau für die Flüssigkeit im Abstand über den Boden des Behälters (16) anzuheben.
23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abgrenzung des Flüssigkeitsbeckens im Behälter (16) ein Wehr (24) vorgesehen ist, und die Flüssigkeitseinlaufkerben an den dem Wehr (24) abgewandten Seiten der Ablaufrohre angeordnet sind.
24. 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des am weitesten aussen liegenden Rohres (90) einer Gruppe von koaxial angeordneten Rohren (90, 92, 94, 96) bis zur höchsten Stelle des Wehrs (24) reicht.
25. 25. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ablaufrohr vom Flüssigkeitseinlauf bis zum Auslaufende eine sich verkleinernde Querschnittsfläche aufweist, um eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit der in den genannten Rohren fliessenden Flüssigkeit zu bewirken.
26. 26. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Enden der Ablaufrohre eingeschnürt sind, um die Fliessgeschwindigkeit der strömenden Flüssigkeit zu verändern.
27. 27. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitseinläufe der Ablaufrohre im Abstand von dem Ort des Flüssigkeitseinlaufs in den Behälter (16) angeordnet sind.
28. 28. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Patentanspruch 1, bei welchem die an dem ersten Ort in den Behälter (16) einströmende Flüssigkeit einem so starken Unterdruck ausge2

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    setzt wird, dass sie entlüftet wird, und zumindest ein Teil der einströmenden Flüssigkeit durch die barometrische Fallrohrleitung (38), die den ersten Ort mit dem zweiten Ort (36) verbindet, geleitet wird, wobei ferner das Mass des Unterdrucks in dem ersten Ort und die Höhe der Flüssigkeitstemperatur so gewählt werden, dass eine unterdruckbedingte Anhebung der Flüssigkeit in der Fallrohrleitung stattfindet und dadurch in der genannten Fallrohrleitung ein Flüssigkeitsspiegel aufrechterhalten wird, der in einem Abstand über dem zweiten Ort liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der unterdruckbedingt angehobene Flüssigkeitsspiegel in der genannten Fallrohrleitung oberhalb der Auslaufenden der zumindest in dem oberen Teil der genannten Fallrohrleitung durch die Ablaufrohre gebildeten, getrennten Ablaufbahnen liegt, wobei die Flüssigkeitseinläufe der jeweiligen Ablaufbahnen in unterschiedlichen Niveaus liegen, derart, dass ein Abfliessen auf einer Ablaufbahn nur erfolgen kann, wenn Ablaufbahnen, deren Flüssigkeitseinläufe unterhalb des Niveaus des Flüssigkeitseinlaufs der erstgenannten Ablaufbahn liegen, gefüllt sind.
29. 29. Verfahrennach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der unterdruckbedingt angehobene Flüssigkeitsspiegel der in der Fallrohrleitung (38) befindlichen Flüssigkeit mindstens 30,5 cm oberhalb der Auslaufenden der genannten Ablaufrohre liegt.
30. 30. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bei der Papierherstellung, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Flüssigkeit um eine Papierstoffsuspension handelt, und dass ein mit dieser Suspension gefülltes Becken (28) in einem Bereich geschaffen wird, der mit dem genannten ersten Ort in Verbindung steht, und dass die aus dem Becken (28) abfliessende Suspension von dem genannten Bereich zu dem ersten Ort übergeht.

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    Bei verschiedenen technischen Verfahren ist es üblich, eine Flüssigkeit an einem hochgelegenen Ort zu sammeln und sie durch eine barometrische Fallrohrleitung zur Verwendung an einen Ort zu fördern, der ein Stück weit unterhalb des hochgelegenen Orts liegt. Ein Beispiel für einen derartigen Vorgang findet man an Papiermaschinen mit Reinigungssystem, bei denen ein Teil gereinigten und entlüfteten Papierstoffs von einer höhergelegenen , an Vakuum liegenden Kammer zurück in eine Siebgrube oder ein Silo oder stattdessen auch an die Saugseite einer Pumpe geführt wird, die aus dem Silo Verdünnungswasser entnimmt und dieses Wasser in eine Reinigungsstation fördert. Inden US-Patntschriften3206917und 3770315sind derartige Einrichtungen, Systeme und spezielle Vorgänge zur Rückführung von Flüssigkeit beschrieben, mit dem Unterschied, dass der Gebrauchsort nicht die Siebgrube, sondern die Saugseite einer Förderpumpe der Reinigungsstation ist.

    Es hat sich gezeigt, dass, wenn Papierstoffüberlauf aus dem hochgelegenen Stoffbehälter - welcher Überlauf über ein Wehr in den Stoffbehälter fliesst-in einer barometrischen Fallrohrleitung in die Siebgrube oder an die Ansaugseite einer Pumpe zurückgeführt wird, unerwünschtes Vibrieren, Stossen, störende Geräusche u. dgl. in der Fallrohrleitung auftreten können, wobei die optimale Arbeitsweise der Gesamtanlage beeinträchtigt werden kann.