DE19938799A1

DE19938799A1 - Verfahren zum Führen und Entlüften von an einer Papiermaschine anfallendem Siebwasser

Info

Publication number: DE19938799A1
Application number: DE1999138799
Authority: DE
Inventors: Anton Gmeiner; Herbert Holik
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-08-16
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2001-02-22

Abstract

Das Verfahren dient zur Behandlung des in einer Sprühströmung in einer Papiermaschine anfallenden Siebwassers (SW). Die Sprühströmung führt zu einem starken Mitreißen der Umgebungsluft, die zu einem großen Teil in einem ersten Volumen (1) abgeschieden wird. Danach fließt das Siebwasser in ein zweites Volumen (2) ab, wobei die Abflussmenge pro Zeiteinheit ermittelt wird. Dieser Messwert ist wichtig für die Steuerung der Papiermaschine. Mit Vorteil wird das Verfahren beim Anfall mehrerer Teilströme des Siebwassers an unterschiedlichen Positionen eines Formers angewendet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beim Betrieb einer Papiermaschine wird eine große Menge von Wasser durch die Papiermaschinensiebe hindurch entweder abgeschleudert oder mit Hilfe von Foils abgeschabt. Dieses Wasser, das Siebwasser, hat - zumindest unmittelbar nach Verlassen des Papiermaschinensiebes - eine so hohe Geschwindigkeit, z. B. mehr als 2000 m/min., daß es eine beträchtliche kinetische Energie mitführt. Es bilden sich dabei Sprühströmungen, welche Teile der Umgebungsluft mitreissen und einbinden. Letzteres kann beim Auftreffen auf Wasserleitvorrichtungen oder Innenwandungen erfolgen. Verfahren dieser Art sind geeignet, das aus dem Bereich der Papiermaschine herausgeleitete Siebwasser zu behandeln.

Es ist nicht immer einfach, mit dem in einer Papiermaschine für den Siebwassertransport zur Verfügung stehenden Raum auszukommen, da es wegen der großen Wassermenge nötig ist, die Strömungsquerschnitte für solche Siebwasserströmungen weit und strömungsgünstig zu halten. Zumeist liegen die Anfallstellen auch in unterschiedlicher geodätischer Höhe. Insgesamt fällt also auf kleinem Raum eine große Menge von Siebwasser an, welches wegen des hohen Luftgehaltes, z. B. beim Abpumpen und beim Erfassen der zeitlichen Flussmengen, Probleme macht. Hoher Luftgehalt erzeugt bei vielen Wasserpumpen Störungen. Zudem ist es, insbesondere bei modernen Doppelsiebformern, für die Prozeßsteuerung der Papiermaschine und für die technologischen Merkmale des erzeugten Papiers sehr wichtig, den Volumenstrom der Siebwässer, insbesondere den an verschiedenen Stellen der Siebpartie, genau zu kennen bzw. entsprechend einzustellen. Auch hierbei ist der hohe Luftgehalt, bzw. der Sprühcharakter der Strömung sehr hinderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die bestehenden Verfahren so zu verbessern, daß es gelingt, das in der Sprühströmung anfallende Siebwasser wirksam zu beruhigen und zu entlüften und eine ausreichend genaue Durchflussmessung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt auch bei Sprühströmungen zur schnellen Bildung einer Flüssigkeitsströmung und damit zur Möglichkeit, deren Mengenstrom zu messen. Das Verfahren ist also geeignet, die Siebwasserströme zu führen, abzubremsen, zu entlüften und zudem die Volumenströme sicher zu messen. Das Entlüften läßt sich frühzeitig und wirksam ausführen, auch dann, wenn das Wasser auf verschiedenen geodätischen Höhen anfällt. Dabei kann berücksichtigt werden, daß die besonders schwer zu handhabenden Sprühströmungen bei den unterschiedlichen Papiermaschinenformern zum Teil relativ weit oben auftreten.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden beschrieben an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine Variante.

Ein wichtiges Beispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt die Fig. 1. Diese Ausführungsform ist in ihrem Aufbau sehr kompakt und zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besonders gut geeignet. Das in einer Sprühströmung anfallende Siebwasser SW, durch drei Pfeile angedeutet, wird hier direkt in einen Wasserabscheider 6 eingeführt. Wie bereits beschrieben, tritt das Siebwasser SW aus der (nicht gezeichneten) Papiermaschine als Sprühströmung in Strahlen aus, welche eine größere Menge von Luft mit sich führen. Sie entstehen in der Regel dadurch, daß bei schnelllaufenden Papiermaschinen-Formern das Siebwasser durch das Papiermaschinensieb mit hoher Geschwindigkeit ausgeschleudert wird. Solche Vorgänge sind bekannt und hier zeichnerisch nicht dargestellt.

Der Wasserabscheider 6 ist turmförmig aufgebaut. Er weist ein stehendes zylindrisches Sieb 11 auf, in dessen Innere das Wasser tangential eingeführt und in Rotation versetzt wird. Es bildet sich am Sieb 11 eine geschlossene Phasengrenzschicht 3 zwischen Flüssigkeit und Luft aus. Das Siebwasser innerhalb des Siebes 11 bildet also das erste Volumen 1. Infolge der Fliehkraft dringt das Wasser durch die Löcher des Siebes 11 nach außen. Aus dem Zentrum des Wasserabscheiders 6 wird der größte Teil der enthaltenen Luft 10 durch einen Ventilator 8 abgesaugt. Das entlüftete Siebwasser sammelt sich am Boden und wird hier als Suspension S bezeichnet, da es immer einen gewissen Anteil von Feststoffpartikeln enthält. Von dort kann es in die Siebwasserrinne 12 gelangen.

Zur Einstellung des Niveaus im Wasserabscheider 6 ist ein Einstellventil 5 vorgesehen, welches sich in einer Verbindungsleitung zum zweiten Volumen 2 befindet. In dieser Verbindungsleitung kann außerdem mit Hilfe der Mengendurchflussmessvorrichtung 4 der Durchfluss der Suspension S gemessen werden. Wie bereits ausgeführt wurde, ist die Kenntnis der Durchflussmengen zum Betrieb einer modernen Papiermaschine sehr wichtig.

Es ist ohne weiteres möglich, mehrere solcher Wasserabscheider für an verschiedenen Stellen der Papiermaschine in Sprühströmungen anfallende Siebwässer einzusetzen, hier z. B. für das Siebwasser W'. Diese können dann parallel geschaltet und eventuell auf die spezifischen Anforderungen des speziellen Siebwassers (z. B. Menge, Geschwindigkeit, Höhe der Anfallstelle) optimiert werden. Ferner ist in dieser Figur das Siebwasser eingezeichnet, welches direkt in das zweite Volumen 2, das sich also in der Siebwasserrinne 12 befindet, eingeführt werden kann. Normalerweise dient auch die Siebwasserrinne 12 zur Entlüftung des Wassers.

Ein weiteres Beispiel zur Durchführung des Verfahrens zeigt die Fig. 2. Bevor das Siebwasser SW in das Volumen 1 eintritt, wird es über eine Lochplatte 7 geführt, welche plan oder vorteilhafterweise gewölbt sein kann. Das erste Volumen 1 ist so gestaltet und bemessen, daß sich die Sprühströmung mindestens so weit beruhigen kann, daß sich eine geschlossene Phasengrenzfläche 3 zwischen Wasser und Luft bildet. Über einen oberhalb der Phasengrenzfläche 3 angeordneten Ventilator 8 wird die Luft 10 abgesaugt.

Die so gebildete Suspension S gelangt bei der hier gezeigten Anlage über eine Mengendurchflusseinrichtung 4 und ein Einstellventil 5 in einen das zweite Volumen 2 aufnehmenden Wasserabscheider 6. Er funktioniert ähnlich wie bereits bei der Fig. 1 beschrieben. Auch dort wird entlüftet, wozu ein weiterer Ventilator 9 verwendet wird. Dieser Ventilator 9 erzeugt mit Vorteil ein höheres Vakuum als der Ventilator 8. Aus dem zweiten Volumen 2 fließt nun die weiter entlüftete Suspension S' in die Siebwasserrinne 12. Dabei stellt sich das Niveau im zweiten Volumen 2 gemäß dem angelegten Vakuum (Ventilator 9) ein. Es hat gegenüber dem vorgegebenen Niveau in der Siebwasserrinne 12 einen Niveauunterschied a.

Da bekanntlich Siebwasser an verschiedenen Stellen der Papiermaschine anfällt, und zwar in verschiedenen Mengen und Geschwindigkeiten, ist in der Fig. 2 ebenfalls exemplarisch die Ableitung eines weiteren Siebwassers SW" gezeigt. Dieses ist allerdings nicht so stark mit mitgerissener Luft versetzt, so daß sich sofort eine Phasengrenzschicht bilden kann. Daher kann die darin enthaltene Luft über einen Ventilator 9 abgesaugt werden. Über ein Regelventil 5" wird das Niveau geregelt und über eine weitere Mengendurchflusseinrichtung 4" die Wassermenge gemessen. In der Siebwasserrinne 12 herrscht Umgebungsdruck, d. h. sie ist offen.

Claims

1. Verfahren zum Führen und Entlüften von an einer Papiermaschine in einer Sprühströmung anfallendem Siebwasser (SW), dadurch gekennzeichnet,

- daß die Sprühströmung des Siebwassers (SW) in einem ersten Volumen (1) so abgebremst wird, daß das Siebwasser (SW) eine geschlossene Phasengrenzschicht (3) zur Luft bildet,
- daß ein Großteil der darin enthaltenen Luft abgeschieden wird,
- daß es anschließend als eine Suspension (S) in ein zweites Volumen (2) abfließt und daß der Volumenstrom der Suspension (S) ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Großteil der mit dem Siebwasser (SW) im ersten Volumen (1) ankommenden Luft daraus durch Absaugen entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Volumen (1) mindestens 60% der in der Sprühströmung enthaltenen Luft entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebwasser (SW) im ersten Volumen (1) in eine Rotationsströmung versetzt wird und daß aus dem Kern dieser Rotationsströmung Luft (10) abgesaugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebwasser (SW) in das Innere eines zylindrischen Siebes (11) tangential eingeleitet wird, daß es zumindest teilweise radial nach außen durch die Öffnungen des Siebes (11) hindurchtritt und am Boden des das zylindrische Sieb (11) beinhaltenden Apparates gesammelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Volumen (2) in einer Siebwasserrinne (12) gebildet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebwasser (SW) als Suspension (S) im zweiten Volumen (2) in eine Rotationsströmung versetzt wird und daß aus dem Kern dieser Rotationsströmung Luft (10) abgesaugt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension (S) in das Innere eines zylindrischen Siebes (11) tangential eingeleitet wird und daß es, zumindest teilweise, radial nach außen durch die Öffnung des Siebes (11) hindurchtritt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsströmung in einem Wasserabscheider (6) erzeugt wird, an dessen Boden die Suspension (S) gesammelt und dann in eine Siebwasserrinne (12) abgeleitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension (S) mit einer in die Siebwasserrinne (12) eintauchenden Leitung abgeleitet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsniveau im Wasserabscheider (6) über dem der Siebwasserrinne (12) um einen Niveauunterschied (a) von mindestens 0,8 m liegt.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in mehreren Teilströmen anfallende Siebwasser (SW) in den Teilströmen jeweils einem eigenen ersten Volumen (1) zugeleitet wird.

13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das zweite Volumen (2) Teile des an der Papiermaschine nicht als Sprühströmung anfallenden Siebwassers (SW', SW") eingeleitet werden.

14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebwasser (SW) aus dem Formierbereich der Papiermaschine abgeleitet wird.