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Die Erfindung bezieht sich auf einen
Kurzumlauf einer Papiermaschine oder einer Kartonmaschine und insbesondere
auf einen vereinfachten Prozessaufbau für den Kurzumlauf.
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Bei Papiermaschinen und Kartonmaschinen (siehe
die Druckschrift DE-A-195 09 522) wird der Ganzstoff aus einem Speicherbehälter zu
einem Messbehälter
und von diesem Behälter
weiter zu einem Mischbehälter
zugeführt,
bei dem die Ganzstoffkomponenten miteinander vermischt werden. Der
gemischte Ganzstoff tritt in einen Maschinenbehälter, von dem ein Überlauf
zurück
in den Mischbehälter vorhanden
ist. Der Ganzstoff, dessen Dichte ungefähr 3% beträgt, wird von dem Maschinenbehälter zu der
Siebgrube des Kurzumlaufs zugeführt,
wobei in der Siebgrube der Ganzstoff mit der hohen Dichte auf eine
Stoffauflaufdichte von ungefähr
1% verdünnt wird.
Die Fasern und Füllstoffe,
die als das Rohmaterial für
das Papier oder den Karton verwendet werden, werden auf das Sieb
durch den Stoffauflaufkasten getragen durch Wasser eingeleitet,
und das Filtrat, dass durch das Sieb getreten ist und das eine Unmenge
an Faserstoff und Füllstoffen
enthält,
kehrt als eine Verdünnung
für den
von dem Maschinenbehälter
eintreffenden Ganzstoff mit der hohen Dichte durch den Stoffauflaufkasten
zu dem Sieb zurück. Diese
Strömungsschleife
wird der Kurzumlauf der Papiermaschine oder Kartonmaschine genannt.
Verunreinigungen, die in den Kurzumlauf zusammen mit dem Ganzstoff
mit der hohen Dichte oder anderweitig eingetreten sind, werden vor
dem Stoffauflaufkasten mittels Reinigungsvorrichtungen entfernt,
die bei dem Kurzumlauf angewendet werden, wobei diese Vorrichtungen
Wirbelreiniger, Siebe und Maschinensiebe sind.
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Immer strengere Anforderungen im
Hinblick auf den Umweltschutz und insbesondere im Hinblick auf die
Emissionen und im Hinblick auf den Verbrauch von Rohmaterialien
und Konsumgütern
und andererseits in bezug auf einen Versuch zum Erzielen einer besseren
Produktionseffizienz und zum minimalen Gestalten einer Produktionsstörung führten zu
immer stärker
geschlossenen Systemen und zu einem immer stärker geschlossenen Kurzumlauf
und zu einer maximal effizienten Rezirkulation von Rohmaterialien
und andererseits zu einer immer höheren Siebretentionshöhe, wobei
in diesem Fall es erforderlich ist, eine größere Menge an Retentionsmitteln zu
verwenden.
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Die Kurzumläufe, die gegenwärtig bei
Papiermaschinen und Kartonmaschinen verwendet werden, haben einen
ziemlich komplizierten Aufbau, und die verschiedenen Vorgänge bei
dem Prozess erfordern ihre eigenen Geräte, wobei in diesem Fall ein
in physikalischer Hinsicht großer
Prozessraum erforderlich ist und andererseits die Volumina bei dem Prozess
selbst ebenfalls größer sind.
Auf Grund des großen
Prozessvolumens sind die Zeitspannen relativ lang, die durch ein Ändern der
Sorte benötigt
werden. Die vielfältigen
kostspieligen Geräte
erfordern eine Unmenge an Raum und die Erhaltung, die Wartung und
die Instandhaltung der einzelnen Geräte verursachen Kosten. Ein
herkömmlicher
Kurzumlauf erfordert eine Anzahl an Pumpen, Sieben und Entlüftern, die
für das
gesamte Strömungsvolumen
des Stoffauflaufkastens dimensioniert worden sind. In dem Fall eines
Verdünnungsstoffauflaufkastens
ist außerdem
ein Doppelumlauf für
das Verdünnungswasser
erforderlich. In einem derartigen Fall findet die erste Verdünnung bei
der Siebgrube statt und findet die zweite Verdünnung bei dem Stoffauflaufkasten
statt. Wenn in der Zukunft die Laufgeschwindigkeiten der Papiermaschinen
und Kartonmaschinen größer als
2000 m/min werden, werden die Pumpvolumina so groß, dass
gegenwärtige
Systeme nicht länger
geeignet sind.
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In dem finnischen Patent 88 415 ist
ein Prozessaufbau zum Herstellen des Ganzstoffes für den Stoffauflaufkasten
einer Papiermaschine bei dem Kurzumlauf beschrieben. Bei dem vorgeschlagenen Aufbau
wird frischer Ganzstoff nicht in das Zirkulationswasser gemischt,
das in den Entlüftungsbehälter tritt.
Bei dem Aufbau wird eine Kombinationssiebgrube verwendet, die in
zwei separate Räume
geteilt ist, um zwei in verbundener Weise wirksame Behälter zu bilden.
Der erste Behälter
ist als ein Zuführbehälter für die Entlüftung eingerichtet
und der zweite Behälter
ist als ein Verdünnungsbehälter für den Stoffauflaufkastenganzstoff
eingerichtet, wobei in diesen Behälter frischer Ganzstoff zugeführt wird.
Mittels dieses Prozessaufbaus sind Versuche unternommen worden,
die wesentlichen Probleme hauptsächlich
zu beseitigen, die durch die Variationen der Dichte und des Drucks
bei dem Stoffauflaufkasten bewirkt werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, einen Prozessaufbau für
den Kurzumlauf bei einer Papiermaschine oder Kartonmaschine zu schaffen,
wobei es durch diesen Aufbau möglich
ist, die bei dem Stand der Technik auftretenden Probleme zu lösen oder
wesentlich zu verringern. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen vereinfachten Prozessaufbau für den Kurzumlauf zu schaffen,
wobei durch diesen Aufbau es möglich
ist, die Prozessvolumina zu verringern und eine Anzahl an Vorgängen miteinander
zu integrieren und eine Wirtschaftlichkeit und einen Prozess zu
erzielen, der die Umwelt in geringerem Maße belastet.
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Der erfindungsgemäße Prozessaufbau für den Kurzumlauf
bei einer Papiermaschine oder Kartonmaschine ist hauptsächlich durch
die Angaben der Patentansprüche
gekennzeichnet.
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Nachstehend sind einige bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen dargestellt,
wobei die Erfindung jedoch keineswegs auf die Einzelheiten der Darstellungen
begrenzt sein soll.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Prozessaufbaus für den Kurzumlauf
nach dem Stand der Technik.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung eines Prozessaufbaus gemäß der vorliegenden
Erfindung für
den Kurzumlauf einer Papiermaschine.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Anteil für Anteil durchgeführten Zufuhr
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Bei 1 führt der
Stoffauflaufkasten 150 einen Ganzstoffsuspensionsstrahl
zu der Siebpartie 160 zu. Die Wassersammeleinrichtung der
Siebpartie 160 lässt
das durch das Sieb abgelaufene Wasser in die Siebgrube 60 treten.
In den Mischbereich 60a der Siebgrube 60 wird
eine Strömung
von frischem Ganzstoff M zugeführt,
dessen Dichte in der Regel in einer Größenordnung von 3% liegt. In
der Siebgrube 60 wird der frische Ganzstoff auf die Stoffauflauf
kastendichte verdünnt,
die in einer Größenordnung
von 1% liegt. Durch die Pumpe 70 tritt die auf die Stoffauflauf
kastendichte verdünnte
Ganzstoffströmung durch
Wirbelreinigungseinrichtungen 120 in den Entlüftungsbehälter 200,
bei dem die Höhe
des Ganzstoffpegels durch den Überlauf 201 des
Entlüftungsbehälters 200 bestimmt
wird, wobei über
den Überlauf
eine Ganzstoffströmung
strömt,
aus der die Luft entfernt worden ist, wobei die Ganzstoffströmung weiter
zu der Siebgrube 60 tritt. Des weiteren tritt die Rücklaufströmung von
den Wirbelreinigungseinrichtungen 120 zu der Siebgrube 60.
Von dem Bodenabschnitt des Entlüftungsbehälters 200 tritt
die Ganzstoffströmung
zu der Ganzstoffpumpe 130, die die Einlassganzstoffströmung durch
das Maschinensieb 140 zu dem Einlasskopf des Stoffauflaufkastens 150 zuführt, dessen
Beipassströmung
zu dem Bodenabschnitt des Entlüftungsbehälters 200 zurückkehrt. Der
Abfall des Maschinensiebs 140 tritt zu der Abfallbehandlung 170.
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Bei 2 wird
der Ganzstoff M, der wahlweise häufig
verschiedene Ganzstoffe aufweisen kann, von einem Messbehälter
20 oder
einem Messsystem und weiter mittels der Pumpe 110 der Prozesshauptleitung
zu Reinigungsstufen 121 zugeführt, die wahlweise Siebe, Maschinensiebe
und Wirbelreinigungseinrichtungen aufweisen. Die zweite Pumpe 130 bei der
Hauptleitung führt
den Ganzstoff 3 mit der hohen Dichte weiter zu dem Stoffauflaufkasten 150 und
von diesem zu der Siebpartie 160 entweder herkömmlich oder
als eine profilierte Zufuhr zu. Das von der Siebpartie 160 zu
der Siebgrube 60 wiedergewonnene Siebwasser wird wahlweise
durch eine (hierbei nicht gezeigte) Entlüftungsanlage, wenn die Siebpartie Luft
in den Ganzstoff einmischt, mittels einer Verdünnungswasserpumpe 170 zu
dem Stoffauflaufkasten 150 in herkömmlicher Weise oder mittels
eines Einlasskopfes und derart zugeführt, dass die Ganzstoffsuspension
verdünnt
wird oder mittels einer Profilierverdünnung Anteil um Anteil auf
die Stoffauflaufkastendichte von 0,4 ... 1,2% verdünnt wird.
Es ist ebenfalls möglich,
aus dem wiedergewonnenen Siebwasser wahlweise eine Teilströmung 100 abzutrennen und
die Teilströmung 100 zu
der Prozesshauptleitung vor der Pumpe 110 treten zu lassen,
wenn die Reinigungsstufen 121 die Anwendung von zusätzlichem Siebwasser
erforderlich machen.
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3 zeigt
die Anteil um Anteil stattfindende Zufuhr, was bedeutet, dass der
Stoffauflaufkasten 150 in Räume 2 in der Querrichtung
der Maschine geteilt worden ist, wobei in jedem der Räume 2 ein Ganzstoff 3 mit
hoher Dichte und Siebwasser d. h. Verdünnungswasser 4 separat
zugeführt
werden, und wobei die Zuführmengen
des Ganzstoffes und des Wassers separat mittels Ventilen 5 reguliert
werden können.
Die Dichte des Abgabestrahls kann über die gesamte Breite 6 des
Stoffauflaufkastens 150 reguliert werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen vereinfachten Prozessaufbau
für den
Kurzumlauf bei einer Papiermaschine oder Kartonmaschine wird der
Ganzstoff mit der hohen Dichte mittels des Wassers, das für das Dichteprofilieren
verwendet wird, verdünnt,
wobei in diesem Fall gleichzeitig ein Verdünnen und ein Profilieren betroffen
sind. Für
die Verdünnung
wird von der Papiermaschine oder Kartonmaschine wiedergewonnenes
Siebwasser verwendet. In Abhängigkeit
von der Menge an Luft, die in dem Siebwasser gebunden ist, wird
jegliche nachteilhafte Luft aus dem Wasser entfernt, bevor das Siebwasser
mit dem Ganzstoff mit der hohen Dichte in dem Stoffaufbaukasten
vermischt wird. Wenn der Gehalt an Luft in dem Siebwasser unterhalb
eines vorbestimmten Grenzwertes ist, muss Luft nicht aus dem Wasser entfernt
werden. Die Zufuhr wird Anteil um Anteil ausgeführt, wobei in diesem Fall entweder
der Verdünnungsanteil
oder der Hochdichteglanzstoffanteil oder beide zugeführt werden.
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Es die Aufgabe der in dieser Weise
erzielten Profilierverdünnung,
dass die Dichte des Auslaufdüsenstrahls
des Stoffauflaufkastens über
die gesamte Breite des Stoffauflaufkastens d. h. in der Querrichtung
der Maschine reguliert werden kann. Bei jedem Raum wird die Dichte
auf der Grundlage einer Messung des Grundgewichtsprofils reguliert,
wobei in diesem Zusammenhang die Messung bei dem Trockenende der
Papiermaschine vor dem Aufroller ausgeführt wird. Die Regulierung der
Dichte ist auf die Idee gegründet,
dass das Verhältnis
der Zufuhr des Ganzstoffes mit hoher Dichte gegenüber dem
Verdünnungswasser
mittels Ventilen reguliert wird. Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau
wird der Mischpunkt des Ganzstoffes mit hoher Dichte von der Siebgrube
direkt zu dem Stoffauflaufkasten getragen, wobei das Mischen Anteil
um Anteil ausgeführt
wird, und die Verdünnung
wird mit dem Siebwasser in Verbindung mit jedem Anteil ausgeführt. Der
erfindungsgemäße Prozessaufbau
für den
Kurzumlauf kann sowohl auf Papiermaschinen als auch auf Kartonmaschinen
und auch auf andere entsprechende Vorrichtungen angewendet werden.
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Mittels der erfindungsgemäßen Lösung werden
im Vergleich zu dem Stand der Technik deutlich kleinere Prozessvolumina
erzielt, und es ist möglich, den
Vorgang des Verdünnungsprofilierens
und den Vorgang des Verdünnens
des Ganzstoffes mit der hohen Dichte zu einem Vorgang zu kombinieren,
indem diese miteinander integriert werden. In dieser Weise werden
kürzere
und kleiner Zirkulationen bzw. Umläufe erzielt, werden die zu
pumpenden Materialmengen verringert und werden die Prozessvolumina kleiner,
wobei diese Umstände
zu geringeren Kosten im Hinblick auf den Betrieb, die Erhaltung
und Wartung und dadurch zu einer Wirtschaftlichkeit führen. Die
Menge an Frischwasser, die verringert werden muss, und die Rezirkulation
von Rohmaterialien werden effizienter, was wiederum die Belastung
der Umwelt wesentlich verringert. In dieser Weise ist es ebenfalls
möglich,
die Konstruktionskosten und die Betriebskosten des Nassendes einer
Papiermaschine oder Kartonmaschine deutlich zu verringern. Bei der
erfindungsgemäßen Lösung wird
das Reinigen der Ganzstoffe bei einer höheren Dichte im Vergleich zu
den Lösungen
des Standes der Technik ausgeführt,
bei denen das Reinigen der Ganzstoffe bei der Stoffauflauf kastendichte
ausgeführt
wird, die in dem Bereich von 0,4 ... 1,2 liegt. Bei der erfindungsgemäßen Lösung beträgt die Dichte
des Ganzstoffes mit der hohen Dichte zumindest 1,5%, aber nicht
mehr als 4%. Bei der in dem Stoffauflaufkasten stattfindenden Verdünnung wird
die Dichte auf den Bereich von 0,4 ... 1,2% in Abhängigkeit
von der Papiersorte/Kartonsorte verringert. Des weiteren sind die
Sortenwechsel sehr schnell, da das Basisgewicht des Papiers sehr
schnell reguliert werden kann, d. h. die Strömung des Ganzstoffes mit der
hohen Dichte wird reguliert. Des weiteren ist es in dieser Weise
möglich, die
bei dem Stand der Technik verwendete Doppelverdünnung zu vermeiden.
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Bei dem System ist es innerhalb des
Umfangs der erfinderischen Idee möglich, jeden wie auch immer
gearteten speziellen Stoffauflaufkasten, der im Stand der Technik
bekannt ist und der die erfindungsgemäße Idee in die Praxis umsetzt,
Siebe, Maschinensiebe, Pumpen, Entlüftungsvorrichtungen, Siebeinrichtungen,
Wirbelreinigungseinrichtungen, Reguliergeräte, Pumpensysteme, die die
Vorrichtungen verbinden, und dergleichen anzuwenden.