DE112011101248T5

DE112011101248T5 - Gerät zur Abscheidung von Wasser im Vakuumsystem einer Papiermaschine und Verfahren zu seiner Verwendung

Info

Publication number: DE112011101248T5
Application number: DE112011101248T
Authority: DE
Inventors: Juha Karvinen
Original assignee: Runtech Systems Oy
Current assignee: Runtech Systems Oy
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2013-05-29
Also published as: US20110247497A1; CN102883790B; FI20105361A0; FI122330B; CH705105B1; US8206491B2; CN102883790A; FI20105361A; WO2011124749A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Durchführung einer Wasserabscheidung im Vakuumsystem einer Papiermaschine. Das Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Leitblechanordnung (1) verbunden mit einem Einlassrohr (8) und ein Wasserabscheidergefäß (2) sowie eine Tropfenabscheidungszelle (4) in der Mündung eines Auslassrohrs (9) montiert aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 auf ein Gerät zur Durchführung einer Wasserabscheidung im Vakuumsystem einer Papiermaschine. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren nach Anspruch 7.
Es ist allgemein bekannt, ein Vakuum zu verwenden, um eine Bahn am vorderen Ende einer Maschine zur Herstellung von Papier/Cellulose/Pappe zu entwässern. Das entfernte Wasser muss vom Vakuumfluss abgeschieden werden, ehe die Luft zu einer Vakuumpumpe oder einem Gebläse übertragen wird. Zu diesem Zweck wurde üblicherweise ein Stahlbehälter verwendet, in dem der Fluss verzögert und Wasser unter Verwendung eines Zyklonkonzepts von Luft abgeschieden wird. Für größere Luftstromvolumen wurden Betonbehälter entwickelt, in denen die Abscheidung von Wasser durch Verzögern der Fließgeschwindigkeit und dann das Führen des Wasser-Luft-Aerosols über Tropfenabscheidungs-Lamellenplatten erfolgt. In der beiliegenden Zeichnung (1) ist eine typische Ausführungsform eines Beton-Abscheidungsbehälters gezeigt; diese Bauweise wird zum Beispiel in der Anordnung verwendet, die 1985 von der Firma Sulzer Escher Wyss offenbart wurde.
In Stand der Technik wird dieser Aufbau zusammen mit Vakuumsystemen verwendet, die mit Turbogebläsen ausgestattet sind. In der Praxis ist das System relativ funktionsfähig, benötigt aber viel Wartung durch den Bediener. Ein besonderes Problem entsteht durch das Haften von Papierbrei an den Wänden der Behälteranordnung sowie an den Tropfenabscheidungs-Lamellenplatten. Die Wirksamkeit der Abscheidung wird deutlich verschlechtert, wenn die Lamellenplatten eine Schicht von Papierbrei sammeln. Als Ergebnis können Fasern mit dem Luftstrom zur Vakuumpumpe/zum Gebläse gehen. Bei Turbogebläsen haften die Papierbreifasern am Schaufelrad, das dadurch unwuchtig werden kann. Papierbrei haftet auch an den Fließdurchgängen des Gebläses, wodurch ein Verlust an Vakuumwirksamkeit verursacht wird. Außerdem ist bei bestimmten Gebläseaufbauten Papierbrei in die Labyrinthdichtungen zwischen den Schaufelrädern gedrungen, wodurch ein Schaden im Gebläse verursacht wird.
Es ist weiter anzumerken, dass beim Aufbau des Stands der Technik Lamellenplatten in der Mitte des Abscheidungsbehälters angeordnet sind. Während der Wartung des Systems muss dessen Bedienungspersonal einen Zugang zu dem Raum hinter den Lamellenplatten haben, um den ganzen Behälter zu reinigen. Das Lamellenplattenabteil muss mit einer Tür versehen sein, die während einer Abschaltung zum Zweck der Wartung geöffnet werden kann. Das Reinigen der Lamellenplatten ist ein extrem langwieriger Vorgang, und außerdem sind sie teuer in der Herstellung.
Es ist ein weiterer Nachteil, dass in der Praxis eine lange Rohrleitung verwendet werden muss, um diese Art von Beton-Abscheiderbehälter mit den Gebläsen zu verbinden. Da der Vakuumfluss bei 100% RH stattfindet und die Luft in der langen Rohrleitung gekühlt wird, tritt eine Kondensation auf. Danach verursacht das kondensierte Wasser eine Erosion in den Schaufelrädern des Gebläses. Diese Probleme müssen beseitigt werden.
Nun bietet die vorliegende Erfindung eine Lösung durch eine neue Art von Gerät an, das ein verbessertes Verfahren der Wasserabscheidung in einem Vakuumsystem verwendet.
Die Hauptmerkmale der Erfindung sind von großer Bedeutung für das Gerät und das Verfahren, die diese verwenden, wie sie in den Patentansprüchen beschrieben sind. Genauer gesagt, die Erfindung ist durch das gekennzeichnet, was in den beiliegenden Ansprüchen offenbart wird.
Nun wird die Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen
1 eine Ausführungsform eines Aufbaus des Stands der Technik zeigt;
2 eine bevorzugte Ausführungsform eines Aufbaus gemäß der Erfindung zeigt;
3 eine Schnittansicht eines Aufbaus gemäß der Erfindung von oben gesehen zeigt; und
4 eine bevorzugte Ausführungsform eines Aufbaus gemäß der Erfindung zeigt.
Die 2 und 3 veranschaulichen ein erfindungsgemäßes Gerät und ein dieses verwendendes Verfahren. Die Erfindung offenbart ein neues Konzept, das die Nachteile des Stands der Technik beseitigen kann. In den 2 und 3 ist der Beton-Abscheidungsbehälter sowohl im Schnitt als auch von oben entlang einer Linie A-A gezeigt. Der Abscheiderbehälter hat eine mit einer Abdeckung versehene Einstiegsöffnung 3, die geeignet ist, um die inneren Anordnungen des Behälters darin zu bewegen. Das abgeschiedene Wasser wird von einer Abflusspumpe 5 abgepumpt.
Es ist ein Hauptmerkmal der Erfindung, dass das Einlassrohr des Beton-Abscheidungsbehälters mit einer Leitblechanordnung 1 versehen ist, die Wasser und Papierbrei zum Boden des Abscheiderbehälters lenkt. In diesem Vorabscheider wird der Luftstrom nach und nach verzögert, ohne einen Vakuumverlust herbeizuführen. Die Leitblechanordnung 1 hat einen mehrteiligen Aufbau, der am vorteilhaftesten zwei Teile 1A und 1B aufweist, die voneinander durch eine Lücke 10 getrennt sind. In der Lücke 10 ist der Strömungsquerschnitt doppelt so groß wie der Strömungsquerschnitt des Einlassrohrs 8. In der Lücke 11 ist der Strömungsquerschnitt doppelt so groß wie der Strömungsquerschnitt der Lücke 10. Der Verzögerungsfluss lenkt das Wasser durch Schwerkraft nach unten. Am Boden des Vorabscheiders ist ein Wasserabscheidergefäß 2 angeordnet, das dazu dient, den Luftstrom 12 am Erreichen des Behälterbodens zu hindern. Auf diese Weise wird der Luftstrom 12 gezwungen, entlang der Wände und der Decke des Abscheiderbehälters zu strömen, wodurch das Restwasser im Luftstrom 12 weiter abgeschieden wird und danach entlang der Behälterwände zu seinem Boden fließt.
Der Behälter hat keine Lamellenplatten in seiner Mitte, sondern stattdessen ist eine Tropfenabscheidungszelle 4 an der Mündung des Auslassrohrs angeordnet. In den im Stand der Technik verwendeten Tropfenabscheidungszellen strömt Luft durch schmale Schlitze, wodurch die Tropfen gezwungen werden, zu koaleszieren, wonach die Tropfen vergrößerter Größe durch Schwerkraft nach unten fallen. Die Querschnittsanordnung der Zelle 4 kann unter Verwendung automatisierter Techniken hergestellt werden. Erfindungsgemäß sind die Platten der Tropfenabscheidungszelle mit PTFE oder einem anderen schmutzabweisenden Material beschichtet. Falls erforderlich, kann eine kleine Menge von sauberem Wasser vor die Zelle gesprüht werden. Vor der Zelle und am Auslassrohrende sind Platten 6 und 7 angeordnet, die dazu dienen, einen direkten Luftstrom in das Auslassrohr 9 zu verhindern.
In 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Aufbaus gemäß der Erfindung gezeigt, in dem vier Turbogebläse 13 auf dem Beton-Abscheidungsbehälter installiert sind. Wenn leichte Gebläse verwendet werden, bei denen das Schaufelrad direkt auf die Welle des Antriebsmotors montiert ist, kann die Anlage ohne weiteres auf dem oben beschriebenen Beton-Abscheidungsbehälter angeordnet werden. Diese Gestaltung bietet Ersparnisse bei der Grundfläche der Mühle und den Rohrleitungskosten. Das Rohr 12 ist ein kurzer Teil zwischen dem Gebläse und dem Abscheidungsbehälter, am vorteilhaftestes nur eine Rohrkrümmung. Falls gewünscht, kann diese Krümmung isoliert werden, wodurch eine Kondensation darin vollständig vermieden wird. 4 stellt einen machbaren Aufbau dar, der das Gebläse-Auslassrohr 9 und das Gebläse-Einlassrohr 8 mit dem Abscheidungsbehälter verbunden zeigt.
Auf der Basis der obigen Beschreibung liefert die Erfindung klar deutliche Vorteile. So kann das Tropfenabscheidungssystem gemäß der Erfindung zu geringeren Kosten als der in 1 veranschaulichte Aufbau des Stands der Technik hergestellt werden; außerdem liefert es eine verbesserte Abscheidungswirksamkeit und schnellere Wartung. Es ist ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, die Wartungsaufgaben des Benutzers zu vereinfachen und einen höheren Abscheidungsgrad zu erzielen. Für die Zwecke der Erfindung ist eine korrekte Führung von Luftströmen im Abscheidungsbehälter, insbesondere entlang von dessen Wänden, überaus wichtig. Wie durch praktische Tests bewiesen, verbessert dieses Merkmal deutlich die Abscheidungswirksamkeit.
Für einen Fachmann ist es offensichtlich, dass die Erfindung nicht durch die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt wird, sondern innerhalb des Schutzumfangs der beiliegenden Ansprüche variiert werden kann.

Claims

Gerät zur Durchführung einer Wasserabscheidung im Vakuumsystem einer Papiermaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät eine Leitblechanordnung (1) verbunden mit einem Einlassrohr (8) und ein Wasserabscheidergefäß (2) sowie eine Tropfenabscheidungszelle (4) an der Mündung eines Auslassrohrs (9) montiert enthält.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitblechanordnung (1) konstruiert ist, um als ein Vorabscheider zu dienen, der Lücken (10) und (11) unterschiedlicher Größe enthält, um einen Luftstrom (12) nach und nach ohne Verursachung von Vakuumverlust zu verzögern.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lücke (10) der Strömungsquerschnitt doppelt so groß ist wie der Strömungsquerschnitt des Einlassrohrs (8), und in der Lücke (11) der Strömungsquerschnitt doppelt so groß ist wie der Strömungsquerschnitt der Lücke (10).
Gerät nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitblechanordnung (1) eine mehrteiligen Aufbau hat, der am vorteilhaftesten zwei Teile (1A) und (1B) aufweist, die durch die Lücke (10) voneinander getrennt sind.
Gerät nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Tropfenabscheidungszelle (4) und am Auslassrohr (9) Platten (6) und (7) angeordnet sind, die dazu dienen, einen direkten Luftstrom in das Auslassrohr (9) zu verhindern.
Gerät nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tropfenabscheidungszelle (4) unter Verwendung von automatischen Herstellungstechniken hergestellt wird, und ihre Platten mit PTFE oder einem andern schmutzabweisenden Material beschichtet sind.
Verfahren zur Durchführung einer Wasserabscheidung in dem Vakuumsystem einer Papiermaschine, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren eine Leitblechanordnung (1), die dazu geeignet ist, zusammen mit einem Einlassrohr (8) zu arbeiten, Wasser und Papierbrei abscheidet, um auf den Boden des Abscheiderbehälters zu fallen, wobei die Anordnung (1) an ihrem unteren Ende ein Wasserabscheidergefäß (2) hat, das dazu dient, den Luftstrom (12) daran zu hindern, den Behälterboden zu erreichen, um den Luftstrom (12) zu einem Auslassrohr (9) über eine Tropfenabscheidungszelle (4) zu lenken, die sich an dessen Mündung befindet.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitblechanordnung (1) als ein Vorabscheider in solcher Weise arbeitet, dass die in der Anordnung (1) geformten Lücken (10) und (11) den Luftstrom (12) nach und nach ohne Vakuumverlust verzögern und das Wasser durch Schwerkraft nach unten zum Behälterboden lenken, von wo das abgeschiedene Wasser von einer Abflusspumpe (5) abgepumpt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren der Luftstrom (12) gezwungen wird, entlang der Wände und der Decke des Abscheiderbehälters zu strömen, wobei das Restwasser im Luftstrom (12) weiter abgeschieden wird und danach entlang der Behälterwände nach unten zu seinem Boden fließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren der Luftstrom dadurch verzögert wird, dass die Leitblechanordnung (1) mit einem mehrteiligen Aufbau versehen wird, der am vorteilhaftesten zwei Teile (1A) und (1B) enthält, die voneinander durch die Lücke (10) getrennt sind, derart, dass die Lücke (10) einen doppelt so großen Strömungsquerschnitt hat wie der Strömungsquerschnitt des Einlassrohrs (8), und die Lücke (11) einen doppelt so großen Strömungsquerschnitt hat wie der Strömungsquerschnitt der Lücke (10).