-
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 zumindest einem Niedrigkonsistenzstrom
im Konstantteil einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn,
wobei wenigstens ein Hochkonsistenzstrom und wenigstens ein Niedrigkonsistenzstrom durch
jeweils eine Reinigungsvorrichtung und danach noch vor einem Stoffauflauf
der Maschine in eine Mischvorrichtung geführt wird.
-
Im
konstanten Teil von Papiermaschinen wird der hochkonsistente Gutstoff
mit dem in der Papiermaschine aufgefangenen Siebwasser verdünnt und
anschließend dem Stoffauflauf zugeführt.
-
Zur
Vermischung wird dabei meist der Gutstoff mit höherem Druck
in das Siebwasser geführt.
-
Vorher
müssen die Ströme jedoch noch gereinigt werden,
was hydraulische Instabilitäten mit sich bringen kann.
Diese können dann bis zum Stoffauflauf durchschlagen und
die Qualität der herzustellenden Faserstoffbahn beeinträchtigen.
-
Die
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Stabilität des
Systems mit möglichst wenig Aufwand zu verbessern.
-
Erfindungsgemäß wurde
die Aufgabe dadurch gelöst, dass, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest bei einem der in die Mischvorrichtung geführten
Ströme zwischen Reinigungsvorrichtung und Mischvorrichtung
ein Sammelbehälter zur hydraulischen Entkopplung angeordnet
ist.
-
Über
den Sammelbehälter kommt es zur Systemöffnung,
so dass insbesondere Pulsationen im Strom nicht weitertransportiert
werden.
-
Dies
führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Stabilität
des Prozesses und ist vor allem bei Strömen mit hoher Instabilität
einzusetzen.
-
In
Abhängigkeit von den Anforderungen der Mischvorrichtung,
der Beschaffenheit der Ströme sowie der speziellen Erfordernisse
der Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn der Hochkonsistenzstrom aus
einem über der Mischvorrichtung angeordneten Hochkonsistenz-Sammelbehälter
zur Mischvorrichtung und/oder der Niedrigkonsistenzstrom aus einem über
der Mischvorrichtung angeordneten Niedrigkonsistenz-Sammelbehälter
zur Mischvorrichtung geleitet wird.
-
Eine
umfassende Verbesserung der Stabilität ergibt sich jedoch,
wenn der zur Mischvorrichtung geführte Hoch- sowie der
Niedrigkonsistenzstrom nach der Reinigungsvorrichtung jeweils in
einen Sammelbehälter geleitet werden.
-
Bei
dem Niedrigkonsistenzstrom handelt es sich meist um insbesondere
aus dem Former der Papiermaschine stammendes Siebwasser, welches
allerdings einen relativ hohen Gasanteil enthält. 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.
-
Zur
Reduzierung der Kosten sollte der Niedrigkonsistenzstrom zumindest überwiegend,
vorzugsweise ausschließlich von Siebwasser, d. h. insbesondere
ohne oder zumindest minimierter Zugabe von Klarfiltrat oder Frischwasser
gebildet werden.
-
Die
Stoffdichte des Hochkonsistenzstromes liegt vor einer etwaigen Vorverdünnung
im Allgemeinen zwischen 1,2 und 4%, vorzugsweise zwischen 2,1 und
3,5%. Im Gegensatz dazu liegt die Stoffdichte des Niedrigkonsistenzstromes
im Allgemeinen zwischen 0,1 und 1%, vorzugsweise zwischen 0,25 und
0,6%.
-
Für
die Vermischung ist es je nach Ausgestaltung der Mischvorrichtung
meist von Vorteil, wenn der Druck der in die Mischvorrichtung geleiteten
Ströme verschieden groß und insbesondere der Druck des
in die Mischvorrichtung geleiteten Hochkonsistenzstromes höher
als der des Niedrigkonsistenzstromes ist. Hierfür eignet
sich insbesondere eine in der
DE
100 50 109 beschriebene Mischvorrichtung. Wesentlich ist
bei dieser, dass die Durchmischung der Ströme über
eine Eindüsung des Hochkonsistenzstromes erfolgt, wobei
die Eintrittsgeschwindigkeit des Hochkonsistenzstromes vorzugsweise
das 3- bis 15fache der Strömungsgeschwindigkeit des Niedrigkonsistenzstromes
beträgt.
-
In
den meisten Fällen genügt es, wenn der Druck des
in die Mischvorrichtung geleiteten Hochkonsistenzstromes um 1 bar
höher, vorzugsweise um 0,8 bar höher als der des
Niedrigkonsistenzstromes ist.
-
Der
maximale Druckunterschied liegt bei ca. 2,5 bar.
-
Für
den Aufbau des erforderlichen Drucks sollte zwischen Sammelbehälter
und Mischvorrichtung jeweils eine Pumpe angeordnet sein.
-
Zur
Schaffung der am Stoffauflauf erforderlichen Drücke aber
auch zur Minimierung der an der Mischvorrichtung erforderlichen
Drücke der zugeführten Ströme ist es
des Weiteren von Vorteil, wenn zwischen Mischvorrichtung und Stoffauflauf
eine Stoffauflaufpumpe vorhanden ist.
-
Eine
optimale Nutzung der Sammelbehälter ergibt sich, wenn dieser
zur Entlüftung der darin befindlichen Suspension bzw. des
Siebwassers mit einer Unterdruckquelle verbunden sind.
-
Falls
jedoch eine Entlüftung bereits vor dem Sammelbehälter
erfolgt oder nicht erforderlich ist, dann kann der Aufwand für
den Sammelbehälter vermindert werden, indem der Luftdruck
im Sammelbehälter dem Umgebungsluftdruck entspricht. Im
einfachsten Fall kann der Sammelbehälter nach oben offen
ausgeführt werden.
-
Nachfolgend
soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung
zeigt die Figur ein Anlagenschema des Konstantteils einer Papiermaschine.
-
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 Stoffbütte 13 zusammengeführt
und gemischt.
-
Von
dieser Stoffbütte 13 wird ein Hochkonsistenzstrom 1 mit
einer Stoffdichte von beispielsweise 2,5% mit Hilfe einer Pumpe 12 über
eine mechanische Entlüftungsvorrichtung 11 in
Form eines Zyklons oder einer Zentrifuge und eine Reinigungsvorrichtung 10 zu
einem Hochkonsistenz-Sammelbehälter 3 befördert.
-
Im
Former der sich an den Konstantteil anschließenden Papiermaschine
sowie nachfolgenden Einheiten wird das anfallende Siebwasser 15 aufgefangen
und in den Konstantteil zurückgeführt.
-
Die
Verwendung von Siebwasser 15 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 15 liegt hier bei ca. 0,2%.
-
Allerdings
enthält das aufgefangene Siebwasser 15 Verunreinigungen
und relativ viel Luft, weshalb dieses von einer Pumpe 16 über
eine Entgasungsvorrichtung 17 sowie eine Reinigungsvorrichtung 14 zu
einem Niedrigkonsistenz-Sammelbehälters 4 befördert
wird.
-
Die
Entgasungsvorrichtung 17 kann mechanisch in Form einer
Zentrifuge oder eines Zyklons ausgeführt oder mit einer
Unterdruckquelle verbunden sein.
-
Im
Ergebnis reduziert die Entgasungsvorrichtung 17 den Gehalt
an freier Luft im Siebwasser 15 auf weniger als 1, vorzugsweise
weniger als 0,3 Vol%.
-
Der
Niedrigkonsistenz-Sammelbehälter 4 ist nach oben
offen ausgeführt, so dass sich über diese Systemöffnung
eine hydraulische Entkopplung ergibt. Damit werden hydraulische
Instabilitäten im Niedrigkonsistenzstrom 2, insbesondere
von der vorherigen Reinigungsvorrichtung 14 aufgefangen.
-
Vom
Abfluss 7 des Hochkonsistenz-Sammelbehälters 3 gelangt
der Hochkonsistenzstrom 1 über eine Pumpe 21 und
vom Abfluss 8 des Niedrigkonsistenz-Sammelbehälters 4 gelangt
der Niedrigkonsistenzstrom 2 über eine Pumpe 20 in
eine Mischvorrichtung 5.
-
In
dieser Mischvorrichtung 5 wird die Stoffdichte des Hochkonsistenzstromes 1 auf
ca. 1,2% abgesenkt, was für das Funktionieren des Stoffauflaufs 6 der
Papiermaschine notwendig oder vorteilhaft ist.
-
Diese
Vormischung kann beispielsweise über eine in der
DE 100 500 109 beschriebene Mischvorrichtung
5 erfolgen,
bei der der Hochkonsistenzstrom
1 mit der 3- bis 15fachen
Strömungsgeschwindigkeit in den Niedrigkonsistenzstrom
2 geleitet
wird.
-
Eine
Stoffauflaufpumpe 9 befördert die Faserstoffsuspension
der Mischvorrichtung 5 schließlich zum Stoffauflauf 6,
an den auch ein weiterer Niedrigkonsistenzstrom 2 zur Querprofilregelung
geführt wird. Dieser weitere Niedrigkonsistenzstrom 2 gelangt
hier über eine Pumpe 19 sowie eine als Polizeifilter
fungierende Reinigungsvorrichtung 18 zum Stoffauflauf 6.
-
Der
Stoffauflauf 6 bringt die Faserstoffsuspension über
eine oder mehrere Düsen auf ein Formersieb des folgenden
Formers zur Blattbildung.
-
Im
Stoffauflauf 6 wird der bereits vorverdünnte Hochkonsistenzstrom 1 meist
mit dem weiteren Niedrigkonsistenzstrom 2 zusammengeführt.
Um dabei gleichmäßige Faserverteilung quer zur
Papiermaschine gewährleisten zu können, wird der
Niedrigkonsistenzstrom 2 in einen Niedrigkonsistenzstrom-Querverteiler
und der Hochkonsistenzstrom 1 in einen Hochkonsistenzstrom-Querverteiler
geführt.
-
-
Der
Stoffauflauf
6 kann dabei, wie in der
EP 1 645 684 oder der
DE 10 2004 049 261 beschrieben, eine
Regelung des Flächengewichtsquerprofils aufweisen.
-
Beide
Sammelbehälter 3, 4 sind hier offen ausgeführt.
-
Sie
können jedoch ebenso geschlossen realisiert werden, wobei
dann eine Unterdruckquelle mit dem Innenraum verbunden sein sollte.
Auf diese Weise arbeitet der betreffende Sammelbehälter 3, 4 auch
als Entgasungsvorrichtung, so dass die jeweils davor liegende Entgasungsvorrichtung 11, 17 entfallen
kann. Über den Unterdruck wird die in der Suspension bzw.
dem Siebwasser 15 vorhandene Luft abgesaugt.
-
Über
die Pumpen 20, 21 sollte gewährleistet werden,
dass der Niedrigkonsistenzstrom 2 am Einlass der Mischvorrichtung 5 etwa
einen Absolutdruck zwischen 0,1 und 0,3 bar und der Hochkonsistenzstrom 1 einen
um etwa 1 bar höheren Druck hat. Dabei ist insbesondere
der Einfluss einer etwaigen Unterdruckquelle des Sammelbehälters 3, 4 zu
berücksichtigen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10050109 [0014]
- - DE 100500109 [0032]
- - EP 0029905 [0036]
- - DE 10234559 [0036]
- - EP 1645684 [0037]
- - DE 102004049261 [0037]