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Die Erfindung betrifft ein Verfahren 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 der Hochkonsistenzstrom zum Stoffauflauf der Maschine geführt und zumindest ein Niedrigkonsistenzstrom in einer Entlüftungsvorrichtung entlüftet wird.
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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. 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. Im Stoffauflauf wird zumindest der Hochkonsistenzstrom und meist auch ein Niedrigkonsistenzstrom mittels Querverteiler über die Breite der Papiermaschine geführt. Um eine gute Qualität der aus der Faserstoffsuspension herzustellenden Faserstoffbahn gewährleisten zu können, wird zumindest der Hochkonsistenzstrom gereinigt, was jedoch relativ aufwendig ist und Pulsationen hervorbringen kann. Verstärkt wird dieses Problem noch dadurch, dass die erforderliche Menge an Hochkonsistenzstrom am Stoffauflauf schwankt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Reinigung des Hochkonsistenzstromes möglichst stabil und effizient zu gestalten.
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Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Hochkonsistenzstrom in einer Reinigungsvorrichtung gereinigt und von der Reinigungsvorrichtung über einen Zwischentank und eine folgende Mischvorrichtung zum Stoffauflauf geführt wird, wobei die Durchflussmenge des Hochkonsistenzstromes durch die Reinigungsvorrichtung etwa konstant ist und in der Mischvorrichtung wenigstens ein Teil des entlüfteten Niedrigkonsistenzstromes zugemischt wird, wenn die erforderliche Menge an Hochkonsistenzstrom am Stoffauflauf die Durchflussmenge des Hochkonsistenzstromes durch die Reinigungsvorrichtung übersteigt.
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Durch den Zwischentank kommt es hierbei zu einer hydraulischen Entkopplung, was die Weiterleitung eventuell entstehender Pulsationen aus der Reinigungsvorrichtung verhindert. Außerdem kann der Zwischentank zur Entlüftung des Hochkonsistenzstromes, wie beispielsweise in der
DE 100 17 037 beschrieben, geschlossen ausgeführt und mit einer Unterdruckquelle verbunden werden.
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Darüber hinaus wird die Reinigungsvorrichtung mit einer konstanten Durchflussmenge bei einer Stoffdichte zwischen 1 und 4%, vorzugsweise zwischen 2 und 3,5%, betrieben, was Energie spart.
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Auch der Aufwand für den Zwischentank bleibt gering, da dieser wegen der nur geringen Reservefunktion keine größeren Mengen aufnehmen muss. Natürlich können sehr kurzfristige Schwankungen hinsichtlich der erforderlichen Menge an Hochkonsistenzstrom am Stoffauflauf über den Zwischentank aufgefangen werden. Dabei verhindert aber die Zuführung des Niedrigkonsistenzstromes über die Mischvorrichtung ein Leerlaufen des Zwischentanks, wenn die erforderliche Menge an Hochkonsistenzstrom am Stoffauflauf die Durchflussmenge desselben durch die Reinigungsvorrichtung wesentlich oder über einen längeren Zeitraum übersteigt.
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Hierzu ist es von Vorteil, wenn die in der Mischvorrichtung zugeführte Menge an entlüftetem Niedrigkonsistenzstrom etwa der Differenz zwischen der erforderlichen Menge an Hochkonsistenzstrom am Stoffauflauf und der Durchflussmenge des Hochkonsistenzstromes durch die Reinigungsvorrichtung entspricht. Dies bedeutet, dass die zusätzlich erforderliche Menge an Hochkonsistenzstrom vollständig von dem beigemischten, entlüfteten Niedrigkonsistenzstrom ausgeglichen wird, was natürlich zu einer Verringerung der Stoffdichte im Hochkonsistenzstrom führt.
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Zur Steuerung des Umfangs der Beimischung des entlüfteten Niedrigkonsistenzstromes kann das Flüssigkeitsniveau im Zwischentank überwacht werden.
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Eine Vereinfachung der Steuerung der Ströme sowie des Stoffauflaufs kann erreicht werden, wenn die Abflussmenge an Hochkonsistenzstrom aus dem Zwischentank etwa konstant ist.
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Im Interesse einer Polizeisortierung, aber nebenbei auch einer Vermischung zwischen dem Hochkonsistenzstrom und dem in der Mischvorrichtung zugeführten, entlüfteten Niedrigkonsistenzstrom sollte der Hochkonsistenzstrom nach der Mischvorrichtung in einer zweiten Reinigungsvorrichtung gereinigt werden.
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Konstruktiv vorteilhaft ist es, wenn der Hochkonsistenzstrom in einer Mischeinheit aus einem Strom aus einer Mischbütte und einem Teil des Siebwassers und/oder die Niedrigkonsistenzströme in einer Mischeinheit zumindest aus einem Teil des Siebwassers gebildet werden.
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Falls die erforderliche Menge an Hochkonsistenzstrom am Stoffauflauf unter der Durchflussmenge der Reinigungsvorrichtung liegt, so verhindert die Rückführung des Hochkonsistenzstromes über einen Überlauf des Zwischentanks mit Vorteil in die Mischeinheit ein Überlaufen des Zwischentanks. Dies kann sich insbesondere beim Abschalten oder beim Anlauf der Papiermaschine sowie bei geringen Produktionsmengen ergeben.
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Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders für Maschinen mit stark schwankenden Produktionsmengen geeignet.
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Besonders vorteilhaft ist es außerdem, wenn die Durchflussmenge des Niedrigkonsistenzstromes durch die Entlüftungsvorrichtung etwa konstant ist und die Differenz zwischen dieser Durchflussmenge und der in der Mischvorrichtung dem Hochkonsistenzstrom zugemischten Menge an entlüftetem Niedrigkonsistenzstrom in einen vor der Entlüftungsvorrichtung liegenden Bereich des Konstantteils zurückgeführt wird. Wegen des konstanten Durchflusses kann die Entlüftungsvorrichtung optimal an ihrem Auslegepunkt betrieben werden.
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Hierbei ist es konstruktiv vereinfachend, wenn der Niedrigkonsistenzstrom aus der Mischeinheit zur Entlüftungsvorrichtung geführt und der nicht über die Mischvorrichtung des Hochkonsistenzstromes abgeführte Teil des entlüfteten Niedrigkonsistenzstromes wieder zurück in die Mischeinheit geleitet wird.
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Die Aufteilung des entlüfteten Niedrigkonsistenzstromes kann über entsprechende Ventile erfolgen.
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Zur Qualitätssicherung sollte des Weiteren auch ein zweiter zum Stoffauflauf geführter Niedrigkonsistenzstrom in einer Reinigungsvorrichtung gereinigt werden, wie er bei Verdünnungswasser-Stoffaufläufen erforderlich ist.
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Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur ein Anlagenschema mit 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 Strom 12 mit einer Stoffdichte von beispielsweise 4% zu einer Mischeinheit 11 geführt, in welche auch das in der Papiermaschine anfallende Siebwasser 2 und bei Bedarf anderes Prozess- oder Frischwasser geleitet wird. Aus dieser Mischeinheit 11 werden ein Hochkonsistenzstrom 1 mit einer Stoffdichte von hier 1 bis 4%, vorzugsweise 2 bis 3,5%, sowie zwei Niedrigkonsistenzströme 3, 4, die überwiegend von Siebwasser 2 gebildet werden, abgeleitet. Diese Ströme 1, 3, 4 gelangen überverschiedene Maschineneinheiten schließlich direkt oder indirekt, separat oder vermischt zum Stoffauflauf 5 der Papiermaschine.
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Der Stoffauflauf 5 bringt die Faserstoffsuspension über eine oder mehrere Düsen auf ein Formersieb 14 eines folgenden Formers zur Blattbildung. Im Former sowie nachfolgenden Einheiten der Papiermaschine wird das anfallende Siebwasser 2 aufgefangen und in den Konstantteil zurückgeführt. Die Verwendung von Siebwasser 2 zur Bildung eines Niedrigkonsistenzstromes 3, 4 ist nicht nur mit Einsparungen gegenüber dem Einsatz von Frischwasser verbunden, sondern es können auch die im Siebwasser 2 enthaltenen Faser- und Füllstoffe wiederverwendet werden. Die Stoffdichte des Siebwassers 2 liegt hier bei 0,1 bis 1%, vorzugsweise 0,2 bis 0,6%.
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Allerdings enthält das aufgefangene Siebwasser 2 relativ viel Luft, weshalb dieses zumindest teilweise in Form des Niedrigkonsistenzstromes 4 in einer Entgasungsvorrichtung 6 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 6 mit einer Unterdruckquelle verbunden sein, welche das Gas aus dem Siebwasser 2 absaugt. Es sind aber auch Zentrifugen zur Entgasung bekannt.
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Die Mischeinheit
11 kann beispielsweise, wie in der
EP 969142 beschrieben, ausgeführt sein. Dabei wird die Mischeinheit
11 im Wesentlichen von einem Mischrohr mit einer Hauptströmrichtung in einer Längsrichtung des Mischrohres gebildet, wobei zusätzliche Suspensionen in das Mischrohr eingespritzt werden. Des Weiteren besitzt die Mischeinheit
11 einen Überlauf für die Ableitung überschüssigen, hier vorzugsweise zugeführten Siebwassers I zum Siebwasser II/Faserrückgewinnung.
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Der am Ende der Mischeinheit 11 aus dem Strom 12 der Mischbütte und zumindest teilweise dem Siebwasser 2 gebildete Hochkonsistenzstrom 1 wird über eine Stoffpumpe 15 zu einer Reinigungsvorrichtung 7 geleitet.
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Um die Reinigungsvorrichtung 7 in Form eines Zyklons oder einer Sortierung optimal betreiben zu können, wird die Durchflussmenge konstant gehalten. Nach der Reinigung gelangt der Hochkonsistenzstrom 1 in einen Zwischentank 8, welcher für eine hydraulische Entkopplung zu nachfolgenden Einheiten sorgt und somit die Weiterleitung von Pulsationen verhindert.
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Vom Zwischentank 8 wird der Hochkonsistenzstrom 1 zu einer Mischvorrichtung 9 geführt, in der diesem bei Bedarf wenigstens ein Teil des entgasten Niedrigkonsistenzstromes 4 beigemischt wird. Eine Beimischung zumindest eines Teiles des Niedrigkonsistenzstromes 4 ist dann erforderlich, wenn die erforderliche Menge an Hochkonsistenzstrom 1 am Stoffauflauf 5 die Durchflussmenge des Hochkonsistenzstromes 1 durch die Reinigungsvorrichtung 7 übersteigt.
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Um ein Leerlaufen des Zwischentanks 8 bei einem länger anhaltenden Mehrbedarf an Hochkonsistenzstrom 1 zu verhindern, wird das Flüssigkeitsniveau im Zwischentank 8 von einer Niveauregelung 22 überwacht und die Menge an, dem Hochkonsistenzstrom 1 beigemischten, entgasten Niedrigkonsistenzstrom 4 über ein Ventil 16 entsprechend gesteuert. Im Ergebnis sollte die in der Mischvorrichtung 9 zugeführte Menge an entlüftetem Niedrigkonsistenzstrom 4 etwa der Differenz zwischen der erforderlichen Menge an Hochkonsistenzstrom 1 am Stoffauflauf 5 und der Durchflussmenge des Hochkonsistenzstromes 1 durch die Reinigungsvorrichtung 7 entsprechen. Kurzfristige Bedarfsschwankungen beim Hochkonsistenzstrom 1 können über den Zwischentank 8 durch eine Toleranzvorgabe beim Flüssigkeitsniveau im Zwischentank 8 problemlos ausgeglichen werden.
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Sinkt der Bedarf an Hochkonsistenzstrom 1 beispielsweise bei verminderter Maschinengeschwindigkeit oder dem Abschalten der Maschine, so wird der überschüssige Hochkonsistenzstrom 1 über einen Überlauf des Zwischentanks 8 zur Mischeinheit 11 zurückgeführt und dort möglichst nahe an der Eindüsung des hochkonsistenten Stromes 12 eingedüst.
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Nach der Mischvorrichtung 9 gelangt der Hochkonsistenzstrom 1 über eine Pumpe 17 und eine weitere Reinigungsvorrichtung 10 zum Hochkonsistenz-Querverteiler des Stoffauflaufs 5. Der zur Aufwandsminimierung nicht entgaste Niedrigkonsistenzstrom 3 der Mischeinheit 11 wird ebenfalls über eine Pumpe 18 und eine Reinigungsvorrichtung 13 zum Stoffauflauf 5 geführt.
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Der Verdünnungswasser-Stoffauflauf
5 kann hier, wie in der
EP 1 645 684 oder der
DE 10 2004 049 261 beschrieben, eine Regelung des Flächengewichtsquerprofils aufweisen.
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Damit die Entgasungsvorrichtung 6 für den Niedrigkonsistenzstrom 4 optimal betrieben werden kann, sollte die Durchflussmenge auf einem Wert entsprechend der Maschinenauslegung konstant gehalten werden. Da jedoch die Menge an, über die Beimischung zum Hochkonsistenzstrom 1 abgeführtem Niedrigkonsistenzstrom 4 schwankt, wird zur Konstanthaltung der Durchflussmenge der nicht abgeführte Teil des entgasten Niedrigkonsistenzstromes 4 wieder zur Mischeinheit 11 zurückgeführt.
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Die Menge des zur Mischeinheit 11 geführten, entgasten Niedrigkonsistenzstromes 4 wird über ein Ventil 19 bestimmt, welches von einem Druckmesser 20 am Ausgang der Entgasungsvorrichtung 6 gesteuert wird.
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Sinkt der Bedarf an entgastem Niedrigkonsistenzstrom 4 bei der Mischvorrichtung 9, weil der Bedarf an Hochkonsistenzstrom 1 beim Stoffauflauf 5 sinkt, so wird entsprechend mehr von dem entgasten Niedrigkonsistenzstrom 4 zur Mischeinheit 11 zurückgeführt. Steigt der Bedarf, dann wird entsprechend weniger zurückgeführt.
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Durch die Rückführung von entgastem Niedrigkonsistenzstrom 4 in die Mischeinheit 11 gelangt zumindest ein Teil davon in den anderen aus der Mischeinheit 11 abgezweigten Niedrigkonsistenzstrom 3, was dessen Luftgehalt vermindert.
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An die Entgasungsvorrichtung 6 schließt sich meist noch eine Pumpe 21 an. Es gibt jedoch auch Entgasungsvorrichtungen 6, in denen bereits eine Pumpfunktion integriert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10017037 [0005]
- EP 969142 [0025]
- EP 1645684 [0032]
- DE 102004049261 [0032]
