DE60124305T2 - Vorrichtung zur versorgung des stoffauflaufs einer papiermaschine oder deren äquivalent - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, das einen Ganzstoff zu einem Stoffauflaufkasten einer Papiermaschine oder dgl. treten lässt. Ein derartiges Gerät ist aus der Druckschrift US 4 443 232 A bekannt.
• Wenn sich ein Entlüftungstank zwischen einer Zentrifugalreinigung und einer Stoffauflaufkastenzuführpumpe in dem Kurzumlauf befindet, sollte dieser nicht nur als eine Einrichtung zum Entfernen von Luft, sondern auch als eine Druckausgleichseinrichtung vor der Stoffauflaufkastenzuführpumpe wirken. Jedoch garantiert der Entlüftungstank nicht einen konstanten Druck, da bei den Druckbedingungen des Entlüftungstanks Luftblasen einen großen Teil seines Flüssigkeitsvolumens einnehmen. Bspw. nehmen 5% an Luft 50% des Flüssigkeitsvolumens bei einem Druck von 0,1 atm ein. Das Schäumen von Luftblasen in dem Entlüftungstank ist instabil. Der Überlauf von dem Entlüftungstank ebnet die Oberfläche aus, berücksichtigt aber nicht, ob Luft oder Gas in dem Flüssigkeitsraum des Entlüftungstanks vorhanden ist. Aus diesem Grund variiert der Druck nach dem Entlüftungstank. Die Druckvariationen oder Druckschwankungen werden zu dem Stoffauflaufkasten übertragen. Die Drucksteuerung des Stoffauflaufkastens versucht, einen gleichförmigen Druck in dem Zugangsrohr zu halten, aber sie beeinflusst die Höhe von der Oberfläche (Pegel) in dem Entlüftungstank, wobei die Störung verstärkt wird. Ein ledigliches Entfernen des Überlaufs von dem Entlüftungstank ist nicht ausreichend, da die Druckschwankung sich in eine Konsistenzschwankung wendet.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Entlüftungstank ohne einen Überlauf verwirklicht werden, wenn er in hydraulischer Verbindung mit einer Überlaufoberfläche in dem Keller ist. Bspw. kann der Stau- oder Schleusenwasserteil in einem Zirkulationswassertank als eine Überlaufoberfläche wirken, wenn der Entlüftungstank so eingerichtet ist, dass er Siebwasser in dem Kurzumlauf behandelt. Es ist ratsam, den Überlauf so zu bauen, dass er breit ist. Wenn Kurzumlaufverdünnungen u.a. für die Stoffauflaufkastenzufuhr und Lüfterpumpen von einem Verbindungsrohr genommen werden, bleibt der Druck von dem Kurzumlauf konstant, da er durch einen stabilen Überlauf bei einem normalen Druck bestimmt wird, bei dem kein Problem durch Luftblasen bewirkt wird. Beim Steuern des Unterdrucks in dem Entlüftungstank können Turbogebläse geeigneter als Unterdruckpumpen sein. Der Prozess ist einfacher als zuvor, verbraucht weniger Energie und macht ein erheblich kleineres Prozessvolumen erforderlich. Wenn die Strömung des Siebwassers zunimmt, nehmen die Geschwindigkeiten in dem Zyklon und in den Sprühröhren von dem Entlüftungstank zu, was die Entlüftungskapazität erhöht.
• Somit ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Entlüftungstank mit einem Überlauf versehen, der bei der Entfernung der statischen Höhendifferenz der Flüssigkeitssäule angeordnet ist, die durch den Unterdruck von dem Entlüftungstank erforderlich ist, bspw. in dem Kellerraum in der Papiermaschinenhalle. Die Höhendifferenz zwischen der Flüssigkeitsoberfläche von dem Entlüftungstank und der Überlaufoberfläche ist vorteilhafter Weise in einem Bereich von 5 bis 10 m.
• Der Gegendruck, der durch die Pumpe erforderlich ist, beträgt ungefähr 3 bis 4 m, gezählt als statische Wassersäule in Abhängigkeit von der Pumpe. Die Höhe von der Überlaufoberfläche muss nicht gesteuert werden, d.h. sie kann fixiert sein, so dass sie ungefähr 8 m unterhalb der Oberfläche der Flüssigkeit in dem Entlüftungstank ist (8 m entspricht einem Unterdruck von 80 kPa in dem Entlüftungstank). In diesem Zusammenhang muss es möglich sein, die Unterdruckhöhe in dem Entlüftungstank einzustellen. Der Entlüftungstank würde dann ungefähr 13 m oberhalb der Kellerhöhe, d.h. ungefähr 4 m oberhalb der Maschinenhöhe angeordnet sein. Der Druckverlust bei dem Sprühzuführen von dem Entlüftungstank beträgt ungefähr 3 bis 5 m. Wenn der Druckverlust von dem Entlüftungstank zu dem Gegendruck der Pumpe hinzu addiert wird, wird eine Höhe erreicht, die geringfügig niedriger als die Maschinenhöhe ist, was bedeutet, dass die Wässer, die von dem Sieb kommen, mit dem fraglichen System ohne zusätzliches Pumpen behandelt werden können. Der Durchmesser von dem Verteilerrohr ist in einem Bereich von 0,3 bis 2,0 m und die Zeit, in der die Flüssigkeit von dem Entlüftungstank zu dem größten Anwendungsort strömt, beträgt weniger als 2 Minuten, in der Praxis ungefähr 5 Sekunden.
• Somit wendet die vorliegende Erfindung einen Entlüftungstank an, der keinen Überlauf hat, während gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgabekanal von dem Entlüftungstank einen Überlauf aufweist. Der Überlauf ist vorzugsweise in einem Siebwassertank oder dgl. angeordnet. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist/sind ein Abzweigungskanal/Abzweigungskanäle so eingerichtet, dass er/sie von dem Kanal zwischen dem Überlauf von dem Abgabekanal und dem Entlüftungskanal zu einem Stoffauflaufkasten führt/führen, vorzugsweise zu der Saugseite einer Stoffauflaufkastenzuführpumpe.
• Das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung sieht eine Ganzstoffströmung, die sowohl im Hinblick auf den Druck als auch in Hinblick auf die Konsistenz gleichförmig ist, zu der Saugseite der Stoffauflaufkastenzuführpumpe und weiter zu dem Stoffauflaufkasten vor.
• Das Gerät zum Zuführen von Ganzstoff zu einem Stoffauflaufkasten einer Papiermaschine oder dgl. ist durch die Offenbarung in den Ansprüchen gekennzeichnet.
• Die Papiermaschine oder dgl. soll so verstanden werden, dass eine Druckpapiermaschine, Kartonmaschine oder Weichtissue-Maschine gemeint ist.
• Nachstehend ist die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei die Erfindung jedoch nicht ausschließlich auf diese beschränkt sein soll.
• 1A zeigt ein erstes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist ein Abgabekanal eines Entlüftungstanks so eingerichtet, dass er zu einer Verbindung mit einem Tank derart führt, dass das Ende von dem Abgabekanal zentral in dem Tank offen ist und einen Überlauf ausbildet.
• 1B zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das einen Abgabekanal aufweist, der direkt mit einem Tank verbunden ist, der einen Überlauf aufweist.
• 1C zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das einen Tank aufweist, der zwei Überläufe hat, d.h. einen Überlauf für einen Abgabekanal und zusätzlich einen Überlauf für die Oberflächenhöhe (Pegelhöhe) des Ganzstoffs in dem Tank.
• 1D zeigt ein zusätzliches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 1E zeigt eine axonometrische Darstellung des Kurzumlaufs des Ganzstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Stoffauflaufkasten einer Papiermaschine und auch eine Zentrifugalreinigungsanlage.
• 1A zeigt ein erstes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das sich auf ein Ganzstoffzuführsystem eines Stoffauflaufkastens in einer Papiermaschine oder dgl. und auf ihren Kurzumlauf bezieht. Siebwasser tritt entlang eines Kanals 10 in einen Entlüftungstank 11, der einen Abgabekanal 12 für Siebwasser hat, von dem Luft entfernt worden ist, und wobei der Abgabekanal 12 an seinem Ende einen Überlauf 14 aufweist, wobei in diesem Zusammenhang die Höhendifferenz H₁ zwischen dem Niveau T₂ der Überlaufoberfläche 14' von dem Überlauf und der Oberfläche T₁ von dem Siebwasser in dem Entlüftungstank 11 in einem Bereich von 5 bis 10 m ist. Der Entlüftungstank 11 hat für das Siebwasser einen Innentankraum D, der einen Unterdruckraum D' oberhalb der Flüssigkeit aufweist, wobei in den Raum ein Unterdruck von einem Kanal f mittels einer Unterdruckpumpe P₀, einer Abgabepumpe oder einer anderen Vorrichtung gesaugt wird und gleichzeitig Luft aus dem Siebwasser entfernt wird. Mit dem Siebwasser ist Wasser gemeint, das von einer Papierbahn an der Papiermaschine entfernt wird.
• Wie dies in 1A gezeigt ist, ist der Abgabekanal 12 so eingerichtet, dass er zu einer Verbindung mit einem Tank 13 durch seine Wand und nach oben in dem Tank führt. Der Abgabekanal hat einen Überlauf 14, der zentral in dem Tank bspw. in einem Siebwassertank 13 angeordnet ist. Abzweigungskanäle 15a₃ , 15a₂ , 15a₁ öffnen sich zu dem Abgabekanal 12 des Entlüftungstanks, wobei Siebwasser und Dickstoff m durch den Kanal 15a₂ der Kanäle zuerst zu der Saugseite einer Zuführpumpe P₂ und weiter zu einer Zentrifugalreinigungsanlage 200 tritt, von der das Ganzstoffgemisch durch einen Kanal 15a₂' zu einem Mischpunkt des Siebwassers tritt, das von dem Abzweigungskanal 15a₁ des Abgabekanals 12 tritt, wobei an dem Mischpunkt die Ganzstoffmischung auf eine Stoffauflaufkastenkonsistenz verdünnt wird, und zu der Saugseite der Stoffauflaufkastenzuführpumpe P₁ und weiter zu einem Einlasskopf J eines Stoffauflaufkastens 100 tritt. Verdünnungswasser tritt durch den Abzweigungskanal 15a₃ zu einem Dickenprofiliersystem des Stoffauflaufkastens der Papiermaschine. Vorteilhafterweise sind die Verbindungspunkte der Abzweigungskanäle in dem Abgabekanal 12 nahe zu dem Überlauf 14 und in der Höhenrichtung unterhalb des Überlaufs 14 angeordnet.
• Der Abgabekanal 12 kann somit selbst einen Überlauf 14 aufweisen, d.h. das untere Ende 12' von dem Abgabekanal 12 ist, wie dies in 1A gezeigt ist, zentral im Inneren des Siebwassertanks 13 angeordnet und das Ende öffnet sich nach oben zu dem normalen Umgebungsdruck in dem Tank 13, wobei in diesem Zusammenhang ein konstanter Druck in dem Abgabekanal 12 vorherrscht. Das Endergebnis ist dann das gleiche wie in dem vorherigen Fall, d.h. ein konstanter Druck herrscht in dem Abgabekanal 12 vor.
• Siebwasser/Ganzstoff tritt mittels einer Pumpe P₄ zu dem Entlüftungstank 11. Siebwasser tritt durch einen Kanal 17 des Tanks 13.
• 1B zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Abgabekanal 12 eines Entlüftungstanks mit dem Tank 13 selbst verbunden ist, der einen Überlauf 14 aufweist. Der Überlauf 14 ist derart ausgebildet, dass der Abgabekanal 12 zu dem Tank 13 von seiner Seitenfläche 13' offen ist, wobei in diesem Fall der Tank 13 selbst den Überlauf 14 in diesem Zusammenhang aufweist. Die Höhendifferenz zwischen dem Überlauf 14 und dem Oberflächenniveau T des Ganzstoffs in dem Entlüftungstank ist in der Zeichnung mit H₁ bezeichnet. H₁ ist in einem Bereich von 5 bis 10 m.
• 1C zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Tank 13 zwei Überläufe aufweist, d.h. einen Überlauf 14 von einem Abgabekanal 12 und zusätzlich einen Überlauf 140, der das Oberflächenniveau von dem Ganzstoff in dem Tank 13 und somit den in dem Tank vorherrschenden Druck reguliert. Siebwasser zirkuliert von dem Tank 13 mittels einer Pumpe P₄ entlang eines Kanals 10 zu einem Entlüftungstank 11 und Siebwasser, von dem Luft entfernt worden ist, tritt entlang des Kanals 12 in den Tank 13. Der Abgabekanal 12 des Entlüftungstanks 11 ist mit einem Abzweigungskanal 15a₁ für eine Stoffauflaufkastenzuführpumpe P₁ versehen, von der Ganzstoff weiter zu einem Einlasskopf J eines Stoffauflaufkastens 100 tritt, und mit einem Abzweigungskanal 15a₂ für eine Zuführpumpe P₂ versehen, von der Ganzstoff zu einer Zentrifugalreinigungsanlage 200 und weiter zu dem Stoffauflaufkasten 100 durch einen Durchtritt zu dem Abzweigungskanal 15a₁ tritt.
• 1D zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Überlauf 14 von einem Kanal 12 derart ausgebildet ist, dass der Abgabekanal 12 zu einem Tank 13 von seiner Seitenfläche offen ist. Der Tank 13 hat den Überlauf 14 für die Flüssigkeitsoberfläche. Siebwasser, von dem Luft entfernt worden ist, tritt durch den Abgabekanal 12 zu dem Tank 13. Siebwasser wird mittels einer Pumpe P₄ entlang eines Kanals 10 in einen Entlüftungstank 11 gepumpt, der sich in einer erhöhten Position in Bezug auf den Tank 13 befindet. Der Abgabekanal 13 hat in der Nähe von dem Überlauf 14 aber bei einer niedrigeren Höhe Abzweigungskanäle 15a₁ , 15a₂ , die Pumpen P₁, P₂, aufweisen, wobei in diesem Zusammenhang Ganzstoff durch den Abzweigungskanal 15a₁ zu einem Stoffauflaufkasten und durch den Abzweigungskanal 15a₂ zu einer Zentrifugalreinigungsanlage 200 und weiter zu dem Abzweigungskanal 15a₁ tritt. Frischer Ganzstoff m wird zu dem Abzweigungskanal 15a₂ hinzugegeben. Siebwasser tritt zu dem oberen Teil des Tanks 13 durch einen Kanal 17.
• 1E zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem das Siebwasser, das von einer Siebpartie 300 einer Papiermaschine oder dgl. entfernt wird, entlang eines Kanals 10 in einen Zyklon 25 und weiter in einen Entlüftungstank 11 tritt. Der Zweck des Zyklons ist es, Luft aus dem Siebwasser bereits vor dem eigentlichen Entlüftungstank 11 zu entfernen. Der Entlüftungstank 11, der keinen Überlauf hat, weist einen Abgabekanal 12 für luftfreies Siebwasser auf, wobei der Abgabekanal 12 in einem Überlauf 14 bei einem niedrigeren Niveau in einem Tank 13 gemäß der vorliegenden Erfindung endet. Wie dies axonometrisch in der Zeichnung dargestellt ist, ist das Ende des Abgabekanals 12 so eingerichtet, dass es durch eine Seitenwand 13' des Tanks 13 führt, und das Ende von dem Abgabekanal 12 öffnet sich zu einem freien Luftraum und einem normalen Luftdruck im Inneren des Tanks 13. Somit herrscht in dem Kanal 12 ein konstanter Druck in dem luftfreien Siebwasser. Wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, öffnen sich Röhren 15a₃ oder Kanäle von dem Abzweigungskanal 12 bei einer niedrigeren Position in der vertikalen Ebene in Bezug auf den Überlauf 14, wobei durch die Röhren oder Kanäle Verdünnungswasser tritt, bspw. um als Stoffauflaufkastenverdünnungswasser oder als Ganzstoffverdünnungswasser zu dienen. Außerdem tritt, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, Dickstoff m durch einen Kanal 17a₃ zu dem Abgabekanal 12 und durch einen Abzweigungskanal 15a₂ , der sich an der entgegengesetzten Seite befindet, tritt eine Mischung aus Siebwasser und Dickstoff von dem Kanal 12 zu dem Abgabekanal 15a₂ und weiter zu einer Zuführpumpe P₂, die Ganzstoff zu einer Zentrifugalreinigungsanlage 200 zuführt. Die Mischung aus Siebwasser und Ganzstoff tritt von der Zentrifugalreinigungsanlage 200 zu einem Abzweigungskanal 15a₂', der mit einem Abzweigungskanal 15a₁ verbunden ist, der von dem Abgabekanal 12 abzweigt. Die kombinierte Strömung aus dem Ganzstoff und dem Siebwasser tritt entlang des Kanals 15a₁ zu der Saugseite einer Stoffauflaufkastenzuführpumpe P₁ und weiter durch ein Maschinensieb 18 zu einem Ganzstoffeinlasskopf J eines Stoffauflaufkastens 100 der Papiermaschine. Additive/Füllstoffe oder Verdünnungsflüssigkeit können durch Kanäle 17a₁ und 17a₂ zu dem Ganzstoff hinzugegeben werden, der zu dem Stoffauflaufkasten zugeführt wird. Ein Kanal 16 öffnet sich von dem unteren Teil des Tanks 13 zum Passieren des Siebwassers zu dem Langumlauf.
• Ein Kanal f führt zu dem Entlüftungstank 11 von einer Unterdruckpumpe P₀ oder dgl., wobei durch diese Unterdruck in den Innenraum des Tanks 11 gesaugt wird und Luft, die von dem Siebwasser abgegeben wird, aus dem Tankraum D' entfernt wird. In dem Entlüftungstank wird Luft lediglich aus dem Siebwasser entfernt. Danach wird das Siebwasser an verschiedenen Orten verwendet, u.a. zum Verdünnen von Ganzstoff. Eine zyklonförmige Vorrichtung 25 wird vor dem Entlüftungstank verwendet, wobei ein Zentrifugalfeld in der Vorrichtung erzeugt wird, um Luft in der Form von Blasen abzutrennen, und es können mehrere zyklonförmige Vorrichtungen 25 für verschiedene Wasseranteile der Siebpartie vorhanden sein. Ein Strömungskanal kann auch vor dem Entlüftungstank angewendet werden, wobei die Strömung, die mehr Luft enthält, von dem oberen Teil des Strömungskanals abgetrennt wird.

Claims (12)

1. Gerät, das einen Ganzstoff zu einem Stoffauflaufkasten (100) einer Papiermaschine oder dergleichen treten lässt, wobei das Gerät einen Entlüftungstank (11) aufweist, der mit einem Unterdruck mittels einer Unterdruckpumpe (P₀) oder einer anderen Vorrichtung versehen ist, und wobei der Entlüftungstank (11) einen Einlasskanal (10) aufweist, durch den er mit Siebwasser beliefert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungstank (11) einen Abgabekanal (12) aufweist und an dessen Abgabeende einen Überlauf (14) für das Siebwasser in dem Abgabekanal (12), wobei der Überlauf (14) von dem Abgabekanal (12) unterhalb des Entlüftungstanks (11) angeordnet ist und zu einem freien Luftraum offen ist, und dass der Abgabekanal (12) einen Abzweigungskanal (15a₁ ) hat für eine Strömung, die zu dem Stoffauflaufkasten (100) tritt.
2. Gerät gemäß dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende von dem Abgabekanal (12) den Überlauf (14) bildet.
3. Gerät gemäß dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgabekanal (12) so eingerichtet ist, dass er zuerst nach unten führt und in seinem Endbereich nach oben in der vertikalen Richtung, wobei in diesem Zusammenhang das Ende von dem Abgabekanal (12) nach oben zu einem freien Luftraum und zu einem normalen Luftdruck offen ist.
4. Gerät gemäß dem vorherigen Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Abgabekanal (12) so eingerichtet ist, dass er durch eine Wand (13') von einem Ganzstoff- und/oder Siebwassertank (13) führt und nach oben im Inneren des Tanks (13) offen ist.
5. Gerät gemäß dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende von dem Abgabekanal (12) in dem Tank (13) in einem Raum oberhalb des Flüssigkeitspegels in dem Tank (13) offen ist.
6. Gerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende von dem Abgabekanal (12) mit einem Tank (13) verbunden ist und dass der Tank (13) einen Überlauf (14) für das Siebwasser in dem Abgabekanal (12) aufweist.
7. Gerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende von dem Abgabekanal (12) so eingerichtet ist, dass es in das Innere eines Tanks (13) führt und zu einem freien Luftraum/Luftdruck offen ist, und dass zusätzlich der Tank (13) einen separaten Überlauf (140) aufweist, und dass der Tank (13) einen Kanal (10) aufweist, der zu dem Entlüftungstank (11) führt, und dass der Kanal eine Pumpe (P₄) aufweist, durch die Siebwasser in den Entlüftungstank (11) gepumpt wird.
8. Gerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abzweigungskanal (15a₁ ) mit dem Abgabekanal (12) verbunden ist, um dicken Ganzstoff (m) und Siebwasser zu der Saugseite einer Stoffauflaufkastenzuführpumpe (P₂) passieren zu lassen, wobei der Ganzstoff von der Stoffauflaufkastenzuführpumpe (P₂) zu dem Stoffauflaufkasten (100) der Papiermaschine oder dergleichen passiert.
9. Gerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgabekanal (12) einen Abzweigungskanal (15a₃ ) aufweist für eine Verdünnungsflüssigkeit, um die Verdünnungsflüssigkeit in den Stoffauflaufkasten der Papiermaschine zu verschiedenen Orten in der Breitenrichtung des Stoffauflaufkastens treten zu lassen, um eine Verdünnung des Ganzstoffes auszuführen.
10. Gerät gemäß Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgabekanal (12) einen Abzweigungskanal (15a₂ ) aufweist, wobei Primärganzstoff (m) zu dem Siebwasser in dem Abzweigungskanal hinzugefügt wird und zu der Saugseite von einer Zuführpumpe (P₃) und weiter zu einer Zentrifugalreinigungsanlage (200) und von der Zentrifugalreinigungsanlage (200) zu dem Abzweigungskanal (15a₁ ) und in den Stoffauflaufkasten (100) tritt.
11. Gerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Entlüftungstank (11) eine zyklonförmige Vorrichtung (25) angewendet wird, in der ein Zentrifugalfeld erzeugt wird, um Luft in der Form von Blasen abzutrennen, und mehrere zyklonförmige Vorrichtungen (25) für verschiedene Wasseranteile der Siebpartie vorhanden sein können.
12. Gerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungskanal vor dem Entlüftungstank angewendet wird, wobei die Strömung, die mehr Luft enthält, von dem oberen Teil des Strömungskanals abgetrennt wird.