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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einem Siebwasserkanal
zum Handhaben von Siebwasser von einer Papiermaschine, wobei die
Vorrichtung Folgendes aufweist: einen Kanal mit einem Einlassende,
der in Verbindung mit einem Auslass für Siebwasser von einer Papiermaschine angeordnet
ist, und ein Auslassende, das mit einem zusätzlichen Hauptauslass versehen
ist, wobei der zusätzliche
Hauptauslass zu einer Behältervorrichtung,
vorzugsweise ein Siebwassersilo, läuft; Wandabschnitten, die zwischen
und an den Kanalenden vorgesehen sind; und ein Kanalbodenabschnitt, wobei
der Kanalbodenabschnitt bei einem bestimmten Neigungswinkel α1 in Bezug
auf die horizontale Ebene angeordnet ist, wobei der Winkel α1 nicht unterhalb
eines bestimmten kritischen Neigungswinkels liegen darf, um eine
Sedimentation auf dem Kanalboden zu vermeiden.
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BEKANNTE TECHNIK
UND PROBLEME
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An
der Nasspartie einer Papiermaschine müssen große Mengen von Wasser von der
Zellstoffsuspensi on/dem Papierstoff entfernt/entwässert werden,
um die Ausbildung einer Faserbahn zu veranlassen. In sehr großen Maschinen
kann es um etwa 1 m3/s gehen, die in der
Formgebungszone entwässert werden.
Diese Flüssigkeit,
sogenanntes Siebwasser, muss auf rationale und kosteneffiziente
Art und Weise gehandhabt werden. Fast das gesamte Siebwasser wird
gesammelt (in einem Siebwassersilo), und wird deshalb zurückgeführt, um
innerhalb anderer Bereiche in dem Prozess wiederverwendet zu werden,
zum Beispiel zur Verdünnung,
Waschen des Zellstoffes usw. Es ist notwendig, dass der Luftgehalt relativ
gering ist, um das Siebwasser wiederverwenden zu können.
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Passenderweise
erfolgt das Entfernen von Luft auf die einfachste mögliche Art,
d. h. indem das Siebwasser lange genug stehen gelassen wird, damit die
Luftblasen an die Oberfläche
aufsteigen und somit von dem Wasser entfernt werden können. Zu
diesem Zweck ist ein sogenannter Siebwasserkanal bei einer Papiermaschine
vorgesehen. Der Kanal weist eine bestimmte Länge und Breite sowie einen
bestimmten Durchsatz auf, die angenommen werden, um die gewünschte Entlüftung bereitzustellen.
Normalerweise sollte der Durchsatz in dem Siebwasserkanal 0,5 m/s
nicht überschreiten,
um eine gute Entlüftung
zu erhalten. Weiterhin ist es von Bedeutung, Turbulenzen zu vermeiden,
da andernfalls ein Risiko besteht, dass sich die Luftblasen wieder
nach unten in das Wasser hineindrehen. Um die Strömungsmodus
nicht zu stören,
sollte Sedimentation auf dem Boden in dem Siebwasserkanal vermieden
werden. Um eine solche Sedimentation zu vermeiden, ist der Siebwasserkanal
mit einer bestimmten kritischen Neigung in Strömungsrichtung versehen, so
dass sich Fasern und andere Partikel sicher gegen den Auslass bewegen
können.
Die Erfahrung zeigt, dass die kritische Neigung mindestens 2°, passenderweise
mindestens 3° betragen
sollte, um eine „Sicherheits"-Reinigung des Bodens
zu erzeugen. Bei vielen Anlagen besteht jedoch keine Möglichkeit,
den Siebwasserkanal mit einer genügend großen Neigung zu versehen, zum
Beispiel in Abhängigkeit
von der Tatsache, dass die Montagehöhe des Bodens des Auslasses
von der Papiermaschine in Kombination mit einem Siebwassersilo niedrig
ist, welches weit von der Papiermaschine entfernt positioniert ist.
Bekannte Lösungen
der obigen Probleme bestehen darin, dass spezielle Hohlräume/Aussparungen
in dem Boden der Anlage erzeugt wurden, auf dem die Papiermaschine
steht, so dass eine genügende
Neigung auf dem Boden des Kanals erhalten wird, der zu dem Silo
geht, welches auf dem unteren Boden positioniert wird, d. h. ein
Boden auf einer Ebene unter dem Maschinenboden. In bestimmten Fällen müssen wesentliche
Abschnitte des Maschinenbodens entfernt werden, um eine genügende Neigung
zu erhalten. Es wird realisiert, dass eine solche Lösung nicht
wünschenswert
ist, weder von einem wirtschaftlichen Standpunkt, noch von einem
Sicherheitsstandpunkt aus, wobei sie einerseits teuer ist, um Betonwerkstoff wegzuschneiden,
und um eine passende Kanalvorrichtung darin zu konstruieren, und
wobei sie andererseits nahelegen kann, dass die Stabilität/Sicherheit
des Ge bäudes
nur schwer auf einem wünschenswerten
Niveau gehalten werden kann.
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Eine
Vorrichtung in Verbindung mit einem Siebwasserkanal war zuvor durch
die DE-29916787 U1 bekannt, deren Zweck in der Vermeidung einer Zumischung
von Luft auf Grund der Erzeugung von Wirbeln in dem Siebwasserkanal
bestand. Der Siebwasserkanal ist in zwei vollständig getrennte Abschnitte aufgeteilt,
die auf unterschiedlichen Höhen einer über dem
anderen angeordnet sind. Das Siebwasser kann von dem oberen Abschnitt
zu dem unteren über
eine Mehrzahl von auf unterschiedlichen Höhen angeordneten Rohren fließen. Durch
diese Vorrichtung wird die Erzeugung von Wirbeln und somit die Zumischung
von Luft in dem Siebwasserkanal vermieden. Es gibt jedoch mehrere
Nachteile bei einer solchen Vorrichtung. Zunächst erfordert diese Konstruktion
auf Grund der Unterteilung in unterschiedliche Höhen spezielle Bedingungen in
Bezug auf den Anlagenbau, um zu ermöglichen, eine solche Anordnung überhaupt
anzuwenden. Es ist nicht immer wünschenswert,
dass eine solche Annahme des Anlagenbaus gemacht werden sollte,
um Luftprobleme in dem Siebwasserkanal zu beseitigen. Weiterhin legt
die Konstruktion als solche erhöhte
Kosten für Auslässe usw.
nahe, was nicht wünschenswert
ist. Schließlich
ist es unsicher, ob eine solche Vorrichtung gemäß der bekannten Konstruktion
zum Entfernen der kleinen Blasen geeignet ist, die in Verbindung
mit der Ausbildung gebildet werden, und die dem Siebwasser in den
Siebwasserkanal folgen. Wie bereits erwähnt, besteht ein Vorteil dar in,
wenn die vielen kleinen Blasen, die in Verbindung mit der Ausbildung
gebildet werden, von dem Rückführungswasser
entfernt werden, bevor es zurückgeführt wird.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung oder
mindestens Minimierung der oben erwähnten Probleme, was durch eine Vorrichtung
an einem Siebwasserkanal zum Handhaben von Siebwasser von einer
Papiermaschine erreicht wird, wobei die Vorrichtung ein Einlassende aufweist,
welches in Verbindung mit einem Siebwasserauslass von der Papiermaschine
angeordnet ist; ein Auslassende, das mit einem Hauptauslass versehen
ist, der mit einer Behältervorrichtung,
vorzugsweise ein Siebwassersilo, verbunden ist; Wandabschnitte,
die zwischen und an den Kanalenden vorgesehen sind; und ein Kanalboden,
wobei der Kanalboden bei einem bestimmten Neigungswinkel in Bezug
auf die horizontale Ebene in angeordnet ist, wobei der Winkel nicht
unter einem bestimmten kritischen Neigungswinkel liegen darf, um
eine Sedimentation auf dem Kanalboden zu vermeiden, dadurch gekennzeichnet,
dass der zusätzliche
Auslass zwischen dem Hauptauslass und dem Einlass in einer derartigen
Weise vorgesehen ist, dass der Kanalboden in einen ersten und einen
zweiten Bodenabschnitt geteilt ist, die so geneigt sind und so in
Bezug aufeinander angeordnet sind, dass der Neigungswinkel für jeden
der Bodenabschnitte den kritischen Neigungswinkel übersteigt.
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Aufgrund
der Vorrichtung wird die Notwendigkeit vermieden, Veränderungen
der vorhandenen Bodenoberfläche
vorzunehmen, auf der die Papiermaschine steht, während man Geld spart, da die Konstruktion
an sich sehr kosteneffizient ist.
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Gemäß weiterer
Aspekte der Erfindung:
- – beträgt der kritische Neigungswinkel
2°, vorzugsweise
2,5° und
passenderweise 3°;
- – ist
die Starthöhe
H3 höher
als die Endhöhe
H2 von dem ersten Bodenabschnitt;
- – entspricht
die Starthöhe
H3 von dem zweiten Bodenabschnitt im Wesentlichen
der Starthöhe
H1 von dem ersten Bodenabschnitt;
- – ist
ein in Richtung der Strömungsrichtung
geneigter Bodenabschnitt zwischen der Starthöhe H3 des
zweiten Bodenabschnittes und der Hinterkante des zusätzlichen
Auslasses vorgesehen;
- – umfasst
der Bodenabschnitt einen im Wesentlichen linearen Abschnitt, der
mit einem Neigungswinkel α3
versehen ist, wobei der Winkel α3
größer als
der Winkel α1
und der Winkel α2
ist, vorzugsweise ist der Winkel α3
wesentlich größer als der
Winkel α1
und der Winkel α2;
- – liegt
ein Winkel α1
und α2 jeweils
zwischen 1 und 5°,
vorzugsweise zwischen 2,5 und 3,5°;
- – ist
ein Neigungswinkel α1
im Wesentlichen so groß wie
der Winkel α2,
wobei die Winkel im Wesentlichen ziemlich ähnlich sind;
- – liegt
ein Neigungswinkel α3
zwischen 5 und 60°, vorzugsweise
zwischen 10 und 45°,
passenderweise unter 30°;
- – ist
der zusätzliche
Auslass mit einem Rohr verbunden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die enthaltenen Zeichnungen
genauer beschrieben werden, wobei
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1 die
Prinzipien für
eine Vorrichtung gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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2 eine
alternative Ausführungsform
gemäß der Erfindung
darstellt; und
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3 einen
Querschnitt durch einen Siebwasserkanal gemäß der Erfindung darstellt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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In 1 ist
eine bevorzugte Ausführungsform
eines Siebwasserkanals gemäß der Erfindung sowie
die dazugehörige
Vorrichtung dargestellt. Ein Einlassende 1 des Kanals ist
dargestellt, wobei das Ende mit einem zu einer Papiermaschine 3 gehörenden Auslass 2 verbunden
ist. Die Papiermaschine 3 ist auf einem sogenannten Maschinenboden 11 angeordnet,
der sozusagen eine erste Bodenhöhe
in dem Anlagengebäude
darstellt. Unter dem Maschinenboden 11 ist ein unterer
Boden 12 vorhanden, auf dem ein Siebwassersilo 5 angeordnet
ist. Dieses Silo ist an dem Auslassende 4 des Siebwasserkanals
angeordnet und empfängt
Siebwasser durch einen Hauptauslass 6. Eine Pumpe 18 ist
vorgesehen, um Verdünnungswasser
und den Papierstoff, der zu dem Stoffauflaufkasten (nicht dargestellt)
getragen wird, zu pumpen und/oder zu mischen. An dem hinteren Ende
des Siebwasserkanals ist ein Überlauf 7 vorhanden
um sicherzustellen, dass die Siebwasserhöhe im Wesentlichen konstant
gehalten wird. Im Wesentlichen vertikale Seitenwände 5A, 5B sind
zwischen dem Einlassende 1 und dem Auslassende 4 vorgesehen.
Weiterhin umfasst der Kanal einen ersten 8A und einen zweiten
Bodenabschnitt 8B, wobei die Abschnitte in Strömungsrichtung
geneigt sind. Der zweite Bodenabschnitt 8B ist an seinem
stromabwärts
liegenden Ende mit dem Hauptauslass 6 auf einer Höhe H0 verbunden, der im Wesentlichen mit der
Höhe des
Maschinenbodens 11 deckungsgleich ist. Der Startpunkt für den zweiten
Bodenabschnitt H3 liegt auf einer Höhe, die
der Neigung des Bodenabschnittes einen bestimmten Winkel im Verhältnis zu der
horizontalen Ebene verleiht. Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
beträgt
dieser Winkel α2 etwa
3°. Zwischen
den zwei Bodenabschnitten 8A und 8B ist ein zusätzlicher
Auslass 9 vorhanden, mit dem eine Auslassrohrleitung 10 verbunden
ist. Eine Pumpe 14 ist an dem Ende der Auslassrohrleitung 10 vorgesehen,
um das Siebwasser zu befördern.
Passenderweise ist die Pumpe 14 in dem Ausschussumlauf
enthalten, wobei die entwässerte
Flüssig keit
zur Verdünnung
von Ausschusszellstoff verwendet werden kann. An der Rückseite
des zusätzlichen
Auslasses 9 ist ein Bodenabschnitt 9D vorhanden,
der in einem ziemlich großen
Winkel α3
im Verhältnis
zu der horizontalen Ebene geneigt ist. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform
ist der Startpunkt H1 für den ersten Bodenabschnitt 8A auf
etwa derselben Höhe wie
der Startpunkt H3 für den zweiten Bodenabschnitt angeordnet,
wobei die Höhen
wie an Hand dessen, was in der Figur dargestellt ist, etwas variieren
können
und immer noch ihre Funktionalität
gemäß der Erfindung
beibehalten. Es sollte beachtet werden, dass die Höhe des Startpunktes
H3 für
den zweiten Bodenabschnitt im Verhältnis zu der Flüssigkeitshöhe nicht
zu hoch positioniert wird, so dass keine schädliche Turbulenz in dieser
Position auftreten kann. Normalerweise besteht dieses Risiko jedoch nicht,
da die Neigung sehr klein ist, was eine geringe Höhe der Konstruktion
nahelegt. Wie an Hand der Figur ersichtlich, ist ein Wandabschnitt 2A an
dem unteren Ende Hm des Auslasses der Papiermaschine
zu sehen, wobei der Wandabschnitt in einem großen Winkel etwa 45° nach unten
gegen den Startpunkt H1 des ersten Bodenabschnittes 8A geneigt
ist. Der Zweck des ersten stark geneigten Wandabschnittes 2A besteht
darin, den Durchsatz in dem Siebwasserkanal so schnell wie möglich zu
verringern. Der Grund dafür
besteht darin, dass ein genügend
niedriger Durchsatz angestrebt wird, um Turbulenz zu vermeiden.
Normalerweise ist es vorgeschrieben, dass der Durchsatz in dem Siebwasserkanal
0,5 m/s nicht überschreitet.
Die geneigten Bodenabschnitte 8A, 8B haben den selben
Zweck, d. h. sie sind geneigt, um den Aufbau von Turbulenzen in
dem Siebwasserkanal zu vermeiden oder zu beseitigen. Durch Verwendung
bestimmter Neigungswinkel α1, α2 in Strömungsrichtung
kann vermieden werden, dass Sedimentation abgelagert und auf den
Bodenabschnitten 8A, 8B aufgebaut wird. Bei einem
Winkel von α1, α2 = etwa
3° kann
normalerweise sichergestellt werden, dass kein Sediment abgelagert
wird, sondern dem Siebwasserstrom in Richtung des Auslasses/der Auslässe 6, 9, 13 folgt.
Auf Grund der Unterteilung des Bodenabschnittes 8 in zwei
Unterabschnitte 8A, 8B ist das Problem gelöst, wenn
der Höhenunterschied
zwischen dem unteren Ende Hm des Auslasses 2 der
Maschine und der niedrigstmöglichen
Höhe H0 des Hauptauslasses 6 im Verhältnis zu
dem dazwischenliegenden Abstand zu klein ist. Je größer der
Abstand, kann ein umso kleinerer Winkel für die Neigung des Bodens aufgebaut
werden. Normalerweise muss der Winkel mindestens 2° überschreiten um
zu verhindern, dass Sediment auf dem Boden abgelagert wird. Wenn
der Höhenunterschied
und der Abstand zwischen den Punkten den Aufbau eines Neigungswinkels
von mindestens 2° im
Verhältnis
zu einer Bodenebene zulässt,
kann mit der Erfindung immer noch eine gut funktionierende und kosteneffiziente
Lösung
erhalten werden. Normalerweise wird in solchen Fällen ein Schneiden des vorhandenen Maschinenbodens 11 vorgenommen,
um eine genügende
Neigung in Richtung des Silos zu erhalten. Es wurde bewiesen, dass
dies eine nicht wünschenswerte
Lösung
ist, jedenfalls nicht im Geringsten von einem wirtschaftlichen Standpunkt
aus.
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Eine
alternative Ausführungsform
der Erfindung ist in 2 dargestellt. Wie ersichtlich
ist, ist der Bodenabschnitt 8 in drei unterschiedliche
Bodenabschnitte 8A, 8B, 8C unterteilt.
Der Grund besteht darin, dass der Höhenunterschied zwischen dem
unteren Ende Hm des Auslasses der Maschine 3 in
einer ungenügenden
Höhe im
Verhältnis
zu dem Maschinenboden 11 und Abstand L zu dem Silo 5 angeordnet
ist. Daher kann eine genügende
Neigung α nur erhalten
werden, wenn bei den Bodenabschnitten eine Unterteilung in mehr
als zwei Unterabschnitte verwendet wird. In anderer Hinsicht ist
die Lösung
im Prinzip dieselbe wie oben beschrieben. Eine weitere Veränderung,
die in 2 dargestellt ist, ist diejenige, dass zwei zusätzliche
Auslässe 9, 13 jeweils
mit einer Röhre 10, 16 verbunden
werden, wobei die Röhren
mittels eines Anschlussstutzens 15 miteinander verbunden
sind, der passenderweise ebenso in einem bestimmten Neigungswinkel
angeordnet ist. Daher ist in 3 für ein und
dieselbe Pumpe 14 ein Querschnitt eines Siebwasserkanals
gemäß der Erfindung
dargestellt. Wie ersichtlich ist, sind die Wände 5A, 5B passend
vertikal angeordnet, und der Boden weist in Querrichtung eine V-Form
auf. Dank der V-Form wird sich das Sediment nicht nur in Richtung der
Auslässe
in der Strömungsrichtung
bewegen, sondern auch nach innen in Richtung der Mittelpunktlinie
des Kanals, wodurch es möglich
wird, eine ziemlich begrenzte Größe des Auslasses
zu verwenden und immer noch hinzubekommen, Sediment zu entfernen.
Auf Grund dieser Konstruktion ist es gut möglich, eine herkömm liche
Röhre 10 an
dem zusätzlichen
Auslass 9 zu verwenden (dasselbe Prinzip gilt auch bei
Auslass 13).
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Die
Erfindung ist nicht auf das begrenzt, was oben beschrieben wurde,
kann jedoch innerhalb des Umfanges der beigefügten Patentansprüche abgeändert werden.
Es sollte daher verstanden werden, dass im Prinzip eine unterschiedliche
Anzahl von Bodenabschnitten verwendet werden kann, um den Zweck
der Erfindung zu erreichen. Weiterhin sollte verstanden werden,
dass andere Behälter 5 als
ein Silo zum Sammeln des Siebwassers verwendet werden können. Weiterhin
wird realisiert, dass die Unterströme, die von den zusätzlichen
Auslässen
entnommen werden, vorzugsweise direkt zu anderen Vorrichtungen als
einer Pumpe getragen werden können,
zum Beispiel direkt zu einer Bütte.
Es wird realisiert, dass eine Pumpe nicht immer zum Transportieren
der Flüssigkeit
verwendet werden muss, die durch die Auslassröhre (zum Beispiel die Röhre 10) entwässert wurde,
sondern dass der natürliche Strom
vorteilhafterweise in diesem Zusammenhang verwendet werden kann.
Fachleute auf diesem Gebiet bemerken auch, dass die Vorteile der
Erfindung selbst dann verwendet werden können, wenn die Höhen H1 und H3 nicht gleich
sind. Auf gleiche Weise bemerken sie, dass die Winkel α1 und α2 nicht gleich sein
müssen,
sondern dass eine solche Anordnung in bestimmten Zusammenhängen bevorzugt
wird. Weiterhin wird bemerkt, dass der Siebwasserkanal aus vielen
unterschiedlichen Werkstoffen und Kombinationen unterschiedlicher
Werkstoffe hergestellt sein kann, wie zum Beispiel Beton, Kunststoff,
Metalle usw.