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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung einer fertigen Faserstoffsuspension
zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen
Faserstoffbahn aus wenigstens einem, Faser- und Füllstoff
enthaltenden Hochkonsistenzstrom sowie wenigstens einem, zumindest
teilweise von Siebwasser gebildeten Niedrigkonsistenzstrom im Konstantteil
einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, wobei zumindest
das Siebwasser durch eine Entgasungsvorrichtung, wenigstens ein
Hochkonsistenzstrom sowie wenigstens ein Niedrigkonsistenzstrom
zum Stoffauflauf der Maschine und ein Teil des Hochkonsistenzstromes
vom Stoffauflauf wieder zurück in den Konstantteil geführt
werden.
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Im
Konstantteil von Papiermaschinen wird der im Wesentlichen von aufbereiteten
Fasern und Füllstoffen gebildete, hochkonsistente Gutstoff
mit dem in der Papiermaschine aufgefangenen Siebwasser verdünnt
und anschließend dem Stoffauflauf zugeführt.
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Das
insbesondere aus dem Former der Papiermaschine stammende Siebwasser
enthält einen relativ hohen Gasanteil. Um den Prozess der
Herstellung der Faserstoffbahn sowie deren Qualität nicht
zu beeinträchtigen, wird das Siebwasser durch eine Entgasungsvorrichtung
geleitet. Dabei wird ein wesentlicher Teil der im Siebwasser vorhandenen
Luft mit Hilfe von Vakuum oder über eine mechanische Trennung
unter Ausnutzung von Zentrifugalkräften entfernt.
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Im
Stoffauflauf wird zumindest der Hochkonsistenzstrom über
einen Querverteiler über die Breite der Papiermaschine
geführt. Um ausgeglichene Verhältnisse im Querverteiler
gewährleisten zu können, muss ein Fluss des Hochkonsistenzstromes
durch den Querverteiler realisiert werden.
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Der
dabei an zumindest einem Rand der Papiermaschine aus dem Querverteiler
geführte Hochkonsistenzteilstrom wird im Interesse einer
Wiederverwendung in die Entgasungsvorrichtung oder eine Bütte
des Hochkonsistenzstromes geführt.
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Dies
ist relativ aufwendig und kann die Vermischung beeinträchtigen.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine möglichst effiziente
und den Prozess nicht beeinträchtigende Wiederverwertung
des aus dem Stoffauflauf abgeführten Hochkonsistenzteilstromes
zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäß wurde
die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Hochkonsistenzteilstrom
vom Stoffauflauf in den Auslaufbereich der Entgasungsvorrichtung
oder in einen nach der Entgasungsvorrichtung liegenden Abschnitt
des Niedrigkonsistenzstromes geleitet wird.
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Obwohl
die Stoffdichte des Hochkonsistenzteilstromes höher als
die des Niedrigkonsistenzteilstromes ist, kann eine Mischung beider
nach der Entgasungsvorrichtung ohne wesentliche Beeinträchtigung
des Prozesses vorgenommen werden. Dies gilt erst recht, wenn die
Menge des Niedrigkonsistenzstromes, wie meistens der Fall, um ein
Mehrfaches größer ist als die des Hochkonsistenzteilstromes.
Oft ist die Menge des Niedrigkonsistenzstromes 4 bis 20 mal größer
als die des beigemischten Hochkonsistenzteilstromes. Da der Hochkonsistenzteilstrom
in der Regel bereits entgast ist, ist auch keine Entgasung vor der
Zumischung erforderlich.
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Im
Ergebnis kann die Entgasungsvorrichtung für das Siebwasser
kleiner ausgeführt werden, als wenn der Hochkonsistenzstrom
in diese geführt würde.
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Außerdem
entfallen damit auch die Probleme hinsichtlich einer guten Durchmischung
eines in die Entgasungsvorrichtung geführten Hochkonsistenzteilstromes.
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Falls
der Hochkonsistenzteilstrom alternativ in eine Bütte mit
Gutstoff geführt wird, so müsste dieser Teilstrom
gegebenenfalls nochmals Aufbereitungsstufen durchlaufen, was den
Aufwand gegenüber der beanspruchten Lösung erhöhen
würde.
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Die
Stoffdichte des Hochkonsistenzstromes liegt vor einer etwaigen Vorverdünnung
meist zwischen 1,2 und 4%, vorzugsweise zwischen 1,5 und 3,5%.
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Im
Gegensatz dazu liegt die Stoffdichte des Niedrigkonsistenzstromes
im Allgemeinen zwischen 0,1 und 0,6.
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Da
auch der Niedrigkonsistenzstrom meist über einen Querverteiler
im Stoffauflauf geleitet wird, fällt auch dort an zumindest
einem Ende der Papiermaschine ein Niedrigkonsistenzteilstrom an,
der wieder in den Konstantteil zurückgeführt werden
sollte.
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Dieser
Niedrigkonsistenzteilstrom kann einerseits in die Entgasungsvorrichtung
geführt werden. Da jedoch der Gasgehalt relativ gering
ist, kann in der Regel auf eine Entgasung verzichtet werden, was
die Kapazität der Entgasungsvorrichtung entlastet. In diesem
Fall sollte der Niedrigkonsistenzteilstrom vom Stoffauflauf ebenfalls
in den Auslaufbereich der Entgasungsvorrichtung oder in einen nach der
Entgasungsvorrichtung liegenden Abschnitt des Niedrigkonsistenzstromes
geführt werden.
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Zur
Reduzierung der Kosten sollte der Niedrigkonsistenzstrom zumindest überwiegend,
vorzugsweise ausschließlich von Siebwasser, d. h. insbesondere
ohne oder zumindest minimierter Zugabe von Frischwasser gebildet
werden.
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Insbesondere
dann, wenn der Hochkonsistenzstrom bereits vor dem Stoffauflauf
vorverdünnt werden soll, kann es vorteilhaft sein, wenn
wenigstens zwei Niedrigkonsistenzströme vorhanden sind, welche
vorzugsweise aus der Entgasungsvorrichtung abgeleitet werden.
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Während
dabei ein Niedrigkonsistenzstrom zum Stoffauflauf geführt
wird, läuft ein anderer Niedrigkonsistenzstrom zur Vorverdünnung
des Hochkonsistenzstromes. In diesem Fall sollte der aus dem Stoffauflauf
stammende Hochkonsistenzteilstrom zwischen der Entgasungsvorrichtung
und der Vorverdünnung in den Niedrigkonsistenzstrom geführt
werden.
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Im
Zuge dieser Vorverdünnung wird eine ausreichende Mischung
des Hochkonsistenzstromes mit dem Niedrigkonsistenzstrom und damit
auch mit dem bereits vorher zugeführten Hochkonsistenzteilstrom
aus dem Stoffauflauf gewährleistet.
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Für
das Erreichen der am Stoffauflauf bzw. der Vorverdünnung
erforderlichen Druckverhältnisse ist es von Vorteil, wenn
der Hochkonsistenzstrom über wenigstens eine Pumpe zum
Stoffauflauf und/oder der Niedrigkonsistenzstrom über zumindest eine
Pumpe zum Stoffauflauf und/oder zur Vorverdünnung geführt
werden.
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Nachfolgend
soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung
zeigt die Figur ein Anlagenschema am Übergang zwischen
Konstantteil und Stoffauflauf der Papiermaschine.
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Im
konstanten Teil der Papiermaschine wird der Hochkonsistenzstrom 1 in
an sich bekannter Weise im Wesentlichen aus Faser- und Füllstoffen
entsprechend den Vorgaben des Papiermachers, d. h. in vorbestimmten
Mischungsverhältnissen in einer Mischbütte zusammengeführt
und gemischt.
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Von
dieser Mischbütte wird ein Hochkonsistenzstrom 1 mit
einer Stoffdichte von beispielsweise 2,5% zu einem Stoffauflauf 3 geführt.
Der Stoffauflauf 3 bringt die Faserstoffsuspension über
eine oder mehrere Düsen auf ein Formersieb eines folgenden Formers
zur Blattbildung.
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Im
Former sowie nachfolgenden Einheiten der Papiermaschine wird das
anfallende Siebwasser 5 aufgefangen und in den Konstantteil
zurückgeführt.
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Die
Verwendung von Siebwasser 5 zur Bildung eines Niedrigkonsistenzstromes 2 ist
nicht nur mit Einsparungen gegenüber dem Einsatz von Frischwasser
verbunden, sondern es können auch die im Siebwasser enthaltenen
Faser- und Füllstoffe wiederverwendet werden. Die Stoffdichte
des Siebwassers 5 liegt hier bei ca. 0,2%.
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Allerdings
enthält das aufgefangene Siebwasser 5 relativ
viel Luft, weshalb dieses in einer Entgasungsvorrichtung 4 auf
einen Gehalt an freier Luft von weniger als 1, vorzugsweise weniger
als 0,6 Vol% reduziert wird.
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Hierzu
kann die Entgasungsvorrichtung 4 mit einer Unterdruckquelle
verbunden sein, welche das Gas aus dem Siebwasser 5 absaugt.
Es sind aber auch Zentrifugen zur Entgasung bekannt.
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Aus
der Entgasungsvorrichtung 4 werden hier zwei Niedrigkonsistenzströme 2 abgeführt.
Während ein Niedrigkonsistenzstrom 2 über
eine Pumpe 11 direkt zum Niedrigkonsistenz-Querverteiler 7 des Stoffauflaufs 3 geführt
wird, wird der andere dem Hochkonsistenzstrom 1 zur Vorverdünnung
zugeführt. Durch die Vorverdünnung 8 wird
die Stoffdichte des Hochkonsistenzstromes 1 auf z. B. 1,2%
abgesenkt.
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Für
den erforderlichen Druckaufbau werden auch der Hochkonsistenz- 1 sowie
der Niedrigkonsistenzstrom 2 über jeweils eine
Pumpe 11 geleitet.
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Die
Vormischung
8 kann beispielsweise über eine in
der
DE 100 500 109 beschriebene
Mischvorrichtung erfolgen, bei der der Hochkonsistenzstrom
1 mit
der 3–15fachen Strömungsgeschwindigkeit in den
Niedrigkonsistenzstrom
2 geleitet wird.
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Im
Stoffauflauf 3 wird der bereits vorverdünnte Hochkonsistenzstrom 1 mit
dem Niedrigkonsistenzstrom 2 zusammengeführt.
Um dabei stabile Verhältnisse quer zur Papiermaschine gewährleisten
zu können wird der Niedrigkonsistenzstrom 2 in
einen Niedrigkonsistenzstrom-Querverteiler 7 und der Hochkonsistenzstrom 1 in
einen Hochkonsistenzstrom-Querverteiler 6 geführt.
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Beide
Querverteiler
6,
7 werden meist von einem sich
verjüngenden Rohr gebildet, von dem in Strömungsrichtung
mehrere Teilströme abgezweigt werden. Der am schmalen Ende
des Querverteilers
6,
7 verbliebene Teilstrom
wird zur Wiederverwendung in den Konstantteil der Papiermaschine
zurückgeführt. Beschrieben wird ein derartiger
Querverteiler zum Beispiel in der
EP
0029 905 , aber auch in der
DE 10
234 559 .
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Der
Stoffauflauf
3 kann dabei auch, wie in der
EP 1 645 684 oder der
DE 10 2004 049 261 beschrieben,
eine Regelung des Flächengewichtsquerprofils aufweisen.
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Der
aus dem Niedrigkonsistenzstrom-Querverteiler 7 abgeführte
Niedrigkonsistenzteilstrom 10 kann direkt in die Entgasungsvorrichtung 4 geleitet werden.
Zur Entlastung der Entgasungsvorrichtung 4 ist es aber
auch möglich, den Niedrigkonsistenzteilstrom 10 in
einen aus der Entgasungsvorrichtung 4 abgezweigten Niedrigkonsistenzstrom 2 zu
leiten.
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Hierfür
eignet sich insbesondere der Niedrigkonsistenzstrom 2,
der über die Pumpe 11 zum Niedrigkonsistenz-Querverteiler 7 geführt
wird.
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Der
aus dem Hochkonsistenzstrom-Querverteiler 6 abgeleitete
Hochkonsistenzteilstrom 9 hat eine Stoffdichte von z. B.
1,2% und kann in den zur Vormischung 8 geführten
Niedrigkonsistenzstrom 2 geleitet werden. Dadurch erhöht
sich die Stoffdichte im Niedrigkonsistenzstrom 2 wegen
der wesentlich geringeren Menge des Hochkonsistenzteilstromes 9 nur
unwesentlich auf z. B. 0,25%.
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Die
Beimischung des Hochkonsistenzteilstromes 9 sollte in den
Auslaufbereich der Entgasungsvorrichtung oder nach der Entgasungsvorrichtung 4,
aber möglichst vor der Pumpe 11 des Niedrigkonsistenzstromes 2 vor
der Vormischung 8 erfolgen. Auf diese Weise sorgt auch
die Pumpe 11 für eine Vermischung beider Ströme.
Darüber hinaus kann die Einleitung des Hochkonsistenzteilstromes 9 in den
Niedrigkonsistenzteilstrom 2 beispielsweise über eine
Mischvorrichtung, wie bei der Vormischung 8 beschrieben,
erfolgen.
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Bei
einer Zumischung des Hochkonsistenzteilstromes 9 in den
Bereich des Auslaufs der Entgasungsvorrichtung 4 bleibt
die Flüssigkeit in der Entgasungsvorrichtung 4 unbeeinflusst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 100500109 [0031]
- - EP 0029905 [0033]
- - DE 10234559 [0033]
- - EP 1645684 [0034]
- - DE 102004049261 [0034]