DE822767C - Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von in Wasser aufgeschwemmten Cellulose-Faserstoffen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von in Wasser aufgeschwemmten Cellulose-Faserstoffen

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DE822767C
DE822767C DER3070A DER0003070A DE822767C DE 822767 C DE822767 C DE 822767C DE R3070 A DER3070 A DE R3070A DE R0003070 A DER0003070 A DE R0003070A DE 822767 C DE822767 C DE 822767C
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21DTREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/26De-aeration of paper stock

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von in Wässer aufgeschwemmten Cellulose-Faserstoffen Dic l@:rtindtiiig I)etrilft die Zubereitung von in Wasser aufgcschweminten Celltilose-Fasc#i-stoffenfür den Gebrauch in der Papierfabrikation, und zwar entweder von 1)reiartigcn Massen, die noch gewaschen und auf Sieben entwässert werden müssen, oder von verdünntem Rohmaterial in geeignetem Zustand für die Beschi: kung von Papiermaszhinen. Die Erfindung umfaß t alle l'apierherstellungsmassen, sowohl Papierbrei kurz nach der Erzeugung als auch gewaschene und passend für die Papiermaschine verdünnte Faserstoffe, jedo,- 1i 1>es,- hrinkt sich die Beschreibung der Klarheit wegen hauptsächlich auf die Zubereitung der für die Papiermaschine fertig vorbereiteten verdünnten Faserstoffe, bei denen I)ekaiintlich anhaftende und eingeschlossene Luft und Gase wier,#viinsc htes SehäLimen im Vorratsbehälter oder auf dem Siel) der Papiermaschine verursachen. Die Entfernung solcher Luft und Gase ist deswegen anzustreben, weil schon kleine Mengen, die in den Papierherstellungsprozeß eingehen, leicht die erforderliche gleichmäßige Faserverteilung bei der Blattformung verhindern und zu Brüchen, Rissen oder dünnen Stellen im Papier Anlaß geben.
  • Die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit dessen Hilfe fortlaufend, schnell, wirkungsvoll, gleichmäßig und sicher enthaltene Luft und Gase aus den wässerigen Vcrdüiinungen der Papierfaserstoffe entfernt werden und die lästige Schaumbildung praktisch vermieden werden kann, ist daher ein Hauptgegenstand der Erfindung. Ein weiteres Ziel ist es, Mittel und Wege aufz>_yzeigen, durch die die Faserstoffe so beeinflußt werden, daß sie Wasser und Feuchtigkeit .auf dem Sieb und den Filzen der Papiermaschine bereitwillig und schnell abgeben und so die Blattformung beschleunigen. Dadurch wird ermöglicht, daß die Geschwindigkeit der Trocken- und Förderbänder erhöht und die Papierproduktion beschleunigt werden kann. Auch kann durch Einführung einer mehr verdünnten Masse als bisher ein besseres Papier in gleicher Zeit hergestellt. werden, weil durch größere Verdünnung eine homogenere und gleichmäßigere Verteilung der Faserstoffe erreicht wird. Es ist daher ein zweites Hauptziel der Erfindung, besseres Papier schneller herzustellen.
  • Der Grundgedanke der Erfindung geht von der Tatsache aus, daß verdünnter Papierbrei von in ihm enthaltener Luft oder Gas durch Anwendung von Unterdruck oder Vakuum befreit werden kann. wenn das Cellulose-Faserstoffmaterial mit dem Verdünnungswasser in ein Vakuumgefäß als fein verteilter Sprühnebel eingespritzt wird. Der Nebel sinkt in dem Gefäß nach unten und sammelt sich schließlich in einer Vertiefung am Boden des Gefäßes. Im Zustand der feinen Vernebelung während des Absinkens ist die größtmögliche Oberfläche der Verdünnung in den kleinen Vernebelungsteilchen dem Vakuum ausgesetzt, bevor sie sich am Boden sammeln. Diese Phase der Behandlung « ird in der folgenden Beschreibung mit Vernebelung der Verdünnung bezeichnet.
  • Die Verwirklichung zumindest einiger Ziele dieser Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß eine unerwartete Erhöhung der Luft- und Gasabsonderung eintritt, wenn die Höhe des Entgasungsvakuums innerhalb eines ganz bestimmten kleinen kritischen Bereichs eingestellt und unterhalten wird. Da dieser Bereich sich mit der Temperatur des zugeführten verdünnten Faserstoffmaterials ändert, ist es erforderlich, zunächst darauf hinzuweisen, daß Faserbrei für die Papierherstellung vor der Verarbeitung auf erhöhte Temperatur gebracht wird, und daß sich verschiedene Temperaturen als geeignet für die Verarbeitung in den verschiedenen Papierfabriken herausgestellt haben. Diese verschiedenen Temperaturen in den einzelnen Papierfabriken müssen bei der Wahl des kritischen Bereichs des Entgasungsvakuums berücksichtigt werden, da die Höhe des Vakuums, in dem die Verdünnung bei ihrer Temperatur kochen würde, der Ausgangspunkt für die Bestimmung des kritischen Vakuumbereichs der Erfindung ist. Dieser Ausgangspunkt stellt den Verdampfungsdruck der zu entgasenden Verdünnung bei der für sie festgelegten Verarbeitungstemperatur dar. Wenn entsprechend den aufgezeigten Bedingungen die Lehre der Erfindung befolgt wird, kann fast die gesamte in der Verdünnung enthaltene und besonders an den Fasern anhaftende Luft bis auf etwa o, t Volumprozent entfernt werden. Der sehr kleine verbleibende Rest muß als unabsaugbar hingenommen werden.
  • Mehr im einzelnen wurde durch Versuche als günstig festgestellt, daß die vernebelte und zu entgasende Verdünnung möglichst genau unter einem Vakuum gehalten wird, dessen absoluter Druck nicht mehr als 7,6 mm QS über dem absoluten Verdampfungsdruck (Siedepunkt) der vernebelten Verdünnung liegt. Bei praktischer Durchführung des Verfahrens sind Abweichungen von diesem Wert nach aufwärts kritischer als nach abwärts. Es ist also kritischer, vom Verdampfungsdruck abzuweichen als sich ihm zu nähern. Was soeben über den kritischen Bereich gesagt wurde, kann durch ein Diagramm veranschaulicht werden, in dem an der Ordinate die in der Verdünnung verbleibende Luftmenge in Prozenten und an der Abszisse die Druckdifferenz zwischen dem absoluten Druck des Vakuums und dem absoluten Verdampfungsdruch der Verdünnung, entsprechend ihrer Verarbeitungstemperatur, in Millimeter ()S aufgetragen sind. Die in einem Koordinatendiagramm als Resultate von Versuchen eingetragenen Kurven zeigen einen flachen, niedrigen, beinahe horizontalere Anfangsteil, der in einen steil ansteige ndcn Teil übergeht. Der flache Teil, der si:h vom Anfangspunkt auf der Ordinate: dem Vcrdampfungs- oder Siedepunkt entsprechend ausdelnu, stellt dein kritis:hen Pjereich dar, in dem die Hi;lic, des Vakuums er halten werden mini. £:s ist ein(, l.chre dci- Erfindung, daß die Höhe des Vakuums, dein die vernebelte und ztt entgasende Verdünnusig unterworfen werden muß, von dein tlaclic-ri Teil der Kurve eines solchen Diagramms @titgczeigt @\-ird, %\-(,il dieses der Bereich ist, in dem die größtmögliche Entgasung mit höchster Geschm -indigkeit et-zielt wird.
  • Demgemäß besteht das Verfahren der Erfindung darin, daß die Vakuumbehandlung der auf ct-tiiilite Temperatur gebrachten Atifs;.lit@emmttig im 13.c: reich des flachen Teils eitler atifängli°li Hachen, dann steil ansteigenden Kurve erfolgt, die sich aus der graphischen Darstellung der prozciitual in der Aufschw;emmung verblcibendeu Gasreste als Ordinate und den Drücken über dem der erhöhtes: Temperatur entsprechenden absoluten Verdampfungsdruck als Abszisse ergibt, wohei sich der durch die Kurve angezeigt(, kritis:-he Berci_l) aus der Abszisse vom absoluten Druck entsprechend dem Siedepunkt bis zu einem absoluten Druck von etwa 7,6 mm QS über diesen Druck erstre,°kt.
  • Die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzte Vorrichtung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch ein Vakuunigefäli, in welches mittels Zerstäubungsdüsen das Fasergut eingespritzt wird, und Kontrollmittel für die Zuführung des Gutes zu den Düsen und für die automatische Gleichhaltung des Niveaus des sich im unteren Teil des Vakuumgefäßes ansammelnden Niederschlages, wobei das Gut während des Einspritzens Lind Absinkens im Vakuumgefäl.'') unter einem Vakuum gehalten wird, dessen Wert gleich demjc-nigen absoluten Druck ist, der denn Verdampfungsdruck der Aufsehwemmung bei jener Temperatur entspricht, mit welcher das Gut in (las Vakuumgefäß cittgespritzt wird.
  • In der Ausübung des Verfahrens wird die zti entgasende Verdünnung in einem Vorratsbehälter auf konstanter Flüssigkeitsspieg(,1- hztt. Niveauhübe gehaltert, von wo sie einem Verteiler zufließt, voll dem aus eine Anzahl Zuführungen mit Injektions-oder Zerstäubungsdüsen direkt in das Vakuumgefäß mündet, in dessen unterem Teil die entgaste Verdünnung ebenfalls auf konstantem Niveau gehalten wird. Das Vakuum in dem Gefäß wird mittels der gemeinsamen Wirkung eines Dampfinjektors und einer Vakuumpumpe erfindungsgemäß innerhalb des kritischen Bereichs 'erzeugt, eingestellt und unterhalten. Von dem unteren Teil des Vakuumgefäßes wird die entgaste Verdünnung durch eine Pumpe in den Vorratsbehälter einer Papiermaschine gefördert. Eine automatische Kontrolleinrichtung erhält das Niveau der entgasten Verdünnung im unteren Teil des Vakuumgefäßes konstant, um ein konstantes Druckgefälle der Förderpumpe und damit eine gleichbleibende Fördermmge zur Papiermaschine hin zli gewährleisten. Die für diesen Zweck vorgesehene Kontrolleinrichtung hält durch automatische Drosselung das Niveau in der Weise aufrecht, daß die Kontrolleinrichtung erst eine und dann automatisch folgend nacheinander auch weitere Zerstäubungsdüsen schließt, oder bei entgegengesetzten Verhältnissen erst eine und dann nacheinander weitere Düsen öffnet.
  • Ein Vakuumgefäß, wie es von der Erfindung vorgeschlagen wird, hat die Form eines horizontal angeordneten Hohlzylinders, der mit einer Doppelreihe von Injektions- oder Zerstäubungsdüsen versehen ist, die aus einem parallel dazu angeordneten Verteiler gespeist werden. Die Düsen spritzen in einer abwärts geneigten Richtung in das, Vakuumgefäß ein, wobei die vernebelten Strahlen vorzugsweise gegen Prallflächen geleitet werden, die passend in l.ärigsrichtulig in gehöriger Entfernung von den Düsen und vom Flüssigkeitsspiegel der angesaminelten entgasten Verdünnung angeordnet sind.
  • Die bisher beste Ausführung der Erfindung ist als ein Beispiel für die Darstellung gewählt. Es sei aber gleichzeitig bemerkt, daß diese Darstellung nur als Ausführungsbeispiel gewählt ist und den Umfang der Erfindung keineswegs beschränkt. Es können daran offensichtlich Änderungen vorgenommen werden, die nicht den Schutzbereich der Erfindung verlassen.
  • Fig. i stellt eine halbschematische Darstellung einer Einrichtung entsprechend der Erfindung dar, die ein verbessertes Vakuumgefäß für die Entgasung der Verdünnung einschließt; Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Vakuumgefäßes in vergrößertem Maßstab, woraus Einzelheiten desselben, einschließlich der Anordnung der Zerstäubungsdüsen, ersichtlich sind, und Fig. 3 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 2; in Fig. 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Zerstäubungsdüse mit einigen Wandungsteilen im Schnitt dargestellt; Fig.5 zeigt eine schematische Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. i mit Darstellung der automatischen Kontrolleinrichtung für die Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden Flüssigkeitsspiegels der Verdünnung durch automatisch gesteuerte Ventile; Fig. 6 zeigt eine vergrößerte, jedoch halbschematische Teilansicht eines automatisch gesteuerten Ventils, und Fig. 7 zeigt ein Diagramm, aus dem der kritische Bereich des Vakuums, wie er entsprechend der Lehre der Erfindung im Vakuumgefäß unterhalten werden muß, abgelesen werden kann.
  • Wie aus der halbschematischen Veranschaulichung der Fig. i ersichtlich, besteht die Einrichtung aus einem offenen Vorratsbehälter i o, dem die Verdünnung S laufend durch eine Leitung i i mit Kontrollventil 12 zugeführt wird. Das Niveau Lt in dem Behälter wird dabei durch Kontrolle der Zufuhr auf einer passenden Höhe konstant gehalten.
  • Aus dem Vorratsbehälter i o fließt die Verdünnung unter Wirkung der Schwerkraft durch Leitung 1 ¢ und Kontrollventil 15 nach einem horizontal angeordneten Verteiler 17. Von diesem Verteiler führen seitliche Abzweigungen 18 zu entsprechend angeordneten Zerstäubungsdüsen i9 in der zylindrischen Wandung des Entgasungs- oder Vakuumgefäßes 13. Durch die Düsen wird die Verdünnung in feiner Zerstäubung in das Innere des Vakuumgefäßes 13 gespritzt. Das Vakuumgefäß 13 ist als 'horizontal angeordneter Hohlzylinder ausgebildet und erstreckt sich etwa parallel zum Verteiler 17. Die unter dem Gefälledruck in das Vakuumgefäß 13 eintretende Verdünnung wird gegen im folgenden noch näher beschriebene Prallflächen 20 geschleudert, um die Fasern und Wasserteilchen der schon zerstäubten Verdünnung, falls erforderlich, noch weiter aufzubrechen.
  • Die entgaste Verdünnung sammelt sich unterhalb der Prallflächen 20 im unteren Teil des Vakuumgefäßes 13 bis zu einem gewissen Niveau L2 und wird durch einen Stutzen 21 und eine Pumpe 22 dem Gefäß entnommen. Die Leitung 23 führt vom Stutzen 21 zur Einlaßseite der Pumpe, während eine Leitung 24 mit Kontrollventil 25 zum Vorratsbehälter bzw. Stoffauflauf 26 einer Papiermaschine 27 führt, die durch das endlose Siebhand 28 angedeutet ist.
  • Der Stand des Niveaus L, im Vorratsbehälter io ist durch die Höhe H, über dem Verteiler 17 bestimmt, während das Niveau L2 der angesammelten Verdünnung im Vakuumgefäß 13 durch die Höhe H2 über dem Einlaß der Pumpe 22 bestimmt wird. Sowohl die Höhe Hl wie auch H2 werden durch automatische Niveaukontrolleinrichtungen annähernd konstant gehalten, die später in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 im einzelnen beschrieben werden. Im allgemeinen sind solche Niveaukontrolleinrichtungen jedoch bekannt.
  • Das für das Verfahren gemäß dieser Erfindung erforderliche Vakuum wird im Vakuumgefäß 13 durch eine Vakuumpumpe 29 erzeugt, die mit einem Dampfinjektor 30 zusammen arbeitet oder im Bedarfsfall von letzterem unterstützt wird; beide, Pumpe 29 und Injektor 30, wirken hintereinander in einem Entlüftungskanal 31. Ein Vakuummanometer 32 zeigt die im Vakuumgefäß 13 unterhaltene Druckminderung in Millimeter QS an. Das 1#:ntgastiifgs- oder Vakuumgefäß 13 mit seinem Zubehör, l:esonders den Zerstäubungsdüsen i 9 und den Prellflächen 2o innerhalb des Gefäßes, ist im einzelnen in den Fig. 3 und 4 .gezeigt. In diesen wird das horizontal angeordnete zylindrische Va-'kuttmgefäl3 mit 13' bezeichnet. Dieses Gefäß besteht aus dem zylindrischen Mantel _33 und den nach außen gewölbten Endwandungen 33, und 33b. Der ebenfalls horizontal angeordnete Verteiler ist mit 17' und die seitlichen Abzweigungen mit 18' bezeichnet. Wie in Fig.3 erkenntlich, sind zwei Reihen von Abzweigungen 18' vorgesehen, die vom Verteiler 17' seitlich in entgegengesetzten Richtungen abzweigen und zwei entsprechende Reihen Zerstäubungsdüsen 19t' und 192 versorgen. jede der Abzweigungen 18' ist zum Zweck der Re-ulicrung und Drosselung der Verdünnungszufuhr zu der entsprechenden Düse mit einem Kontrollventil 3.1 versehen (s. Fig. 2).
  • Die Prellflächen 2o dehnen sich in horizontaler Richtung über die ganze Länge des Gefäßes 13' aus Lind bilden im Querschnitt der Fig. 3 eine dachförmige Konstruktion. Die beiden von einer gemeinsamen Spitze nach außen geneigten Flächen 20 bilden einen Winkel von etwa :45" gegenüber der Vertikalen und einen Winkel von etwa 9o° zueinander. Die Zerstäubungsstrahlen S1 und S2 der Verdünnung, die aus den entsprechend verteilten Düsenreihen 191' und 192 austreten, treffen auf die Flächen 2o auf. Die Entfernung der Düsen 191' und 192' von diesen Prallfläehen 20 ist mit Dl und die Entfernung zwischen den unteren horizontalen Kanten dieser Flächen und dem Niveau L2 der sich am Boden des Gefäßes ansammelnden entgasten Verdünnung mit D2 bezeichnet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Zerstäubungsdüsen 191', 19,,' ist in Fig. a dargestellt,- worin Teile der Düsenwandung abgebrochen gezeichnet sind, um besonders den inneren glatten und unbehinderten Durchgang zu veranschaulichen. Der Düsenkörper 37 hat eine Einlaßverjüngung 38 mit einem Flansch 39 für den Anschluß an eine der Abzweigungen 18' und eitre Auslaßverjüngung .4o mit einem Flansch 31 für den Anschluß an das Vakuumgefäß. Die Üffnung der Einlaßverjüngung 38 mündet tangential in den Düsenkörper, der im Innern eine glatte unbehinderte Wirbelkammer .12 umschließt, w,ährefid die Auslaßverjüngung 4o um die Achse der Wirbelkammer herum und im rechten Winkel zum Einlaß liegt.
  • Die Fing. 5 veranschaulicht im Prinzip die gleiche Vorrichtung wie Fig. 1, jedoch mehr schematisch. Besonderes Gewicht ist in dieser Figur auf die Darstellung der Zusatzeinrichtung für die Kontrolle .der Niveaus L1 und L. gelegt. Hier sind eine Zuleitung i i" für die unbehandelte Papierbreiverdünnung, ein Vorratsbehälter i o" und ein Verteiler 17" gezeigt, der vom Behälter i o" durch die Leitung 1.1" über ein Kontrollventil IV' versorgt wird. Der Verteiler 17" wiederum versorgt das Vakuumgefäß 13" durch die Abzweigungen 18" und die Zxrstäubungsdüsen 19". Aus dem Vakuumgefäß wird die entgaste Verdünnung durch den Stutzen 21", die Leitung 23"; die Pumpe 22" und die Leitung 24" entnommen. Die Leitung 2.1" führt die Verdünnung durch ein Ventil 25" dem Vorratsbehälter oder Stoffauflauf 26" einer Papiermaschine -2; " zti, die durch das endlose Siebband 28" angedeutet ist. Die sich horizontal durch die Länge des Vaktiuntgefäßes erstreckenden Prellflächen 20, die in Fig. 1 angedeutet und in den Fig.2 und 3 genauer gezeigt sind, sind in die Fig. 5 nicht ciiigezci,- hnet.
  • Dagegen wird in Fig. 5 die Anordnung eines in die Leitung t 1" eingeschalteten ntcmhranl)etätigtt,n Ventils 43 gezeigt, das auf :Änderungen des Niveaus L, anspricht, durch hilistvcis(-ii Einsatz von Luftdruck beeinflußt wird und in der Weise wirkt, daß es den Zufluß von Verdüunung zum Behälter to" so kontrolliert, dal) das Niveau L l darin automatisch auf gleicher Hiiltc gchaltcn wird. Zu den Funktionseinrichtungen gehurt ein Relaismechanismus Ml, dem Prcßluft 4.1 unter konstantem Druck zugeffhrt wird und der mit cincin in einer Führung .15, im Vorratsbehälter auf und ab beweglichen Schtvimmer 45 in Verbindung steht. Durch die Bcwegtuigeii dieses Sch« imrners wird im MechanismusM, der Luftdruck, der durch Rohr.l5r, in die Membrankammer des Ventils .l3 gelangen kann, kontrolliert. Durch die sich ändernde Luftdruckwirkung auf die Membran wird das Ventil in der Weise betätigt, dales :Änderungen des Niveaus L1 ausgleicht. Da Niveaukontrolleinrichtungen für den beschriebenen Zwc: k allgemein bekannt sind, brauchen sie hier ni; ht weiter erklärt zu werden.
  • Um gleichfalls eine Kontrolle des Niveaus L= der entgasten Faserstoffverdünnung im unteren Teil des Vakuumgefäßes 13" zu erreichen, sind eine oder mehrere der Zerstäubungsdüscn i 9" je mit einem automatisch gesteuerten Ventil ausgestattet, wie .es genauer aus Fig. 6 ersichtlich ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei solcher Ventileinheiten U1, U-, U3 an den entsprechenden Zerstäubuifgsdüsen Pf, P_, h; vorgesehen. um gegebenenfalls diese drei Ventile einzeln zu drosseln, während alle übrigen unverändert mit voller Leistungsfähigkeit weiterarbeiten können. Auch solche membraitkontrollierten Ventileinheiten sind an sich bekannt. Der Vollständigkeit halber sei nur erwähnt. daß in einem solchen Ventil (s. Fig. 61 die Membran .16 mit dem Schaft 17 des Ventils verbunden ist und daß gesteuerter Luftdruck .16u Zutritt zur Membrankammer ¢8 hat. Dadurch wird erreicht, daß die mit schwankendem Luftdru; k sich ändernde Deflektion der 'Membran das ÜIfncn oder Schlielien des Ventils veranlaßt. Dem Luftdruck oberhalb der Membran wirkt eine unterhalb der :Membran angeordnete Feder 39 ausgleichend entgegen. Die Membranfeder 39 umschließt den Ventilschaft und stützt sich zwischen Membran und einer Buchse 5o ab. Letztere ist mit Gewinde verstellbar in die Spindelhalterung 51 des Ventils eingeschraubt. Durch Verstellen der Bujhsc 5o kann der Federdruck gegen die Unterseite der Membran und dadurch das Ansprechen der Ventilsteuerung auf ein getvünschtes Maß einreguliert werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist erfindungsgemäß in jeder der Ventileinheiten U,, U21 U3 die Membranfeder so eingestellt, daß die Ventile nicht gleichzeitig, sondern nacheinander auf einen ansteigenden Luftdruck ansprechen, um dem Bedart <<n Verdünnung nachzukommen, wie er durch den sich .auf und ali bewegenden Schwimmer 52 vom NiveauL, angefordert wird. Die für die Betätigung erforderliche Änderung des Luftdruckswird durch den Relaisme; hanismus M, gesteuert, der mit dem in der Führung 52' auf und ab beweglichen Schwimmer 52 Verbindung hat. Dem Mec hanismus M, wird durch die Leitung 53 Preßluft unter konstantem Druck zugeführt. Dadurch wird durch die Verteilungsleitung 53a und die Ztveigleitungen .16,, den Membrankammern der Ventileinheiten Ui, ('_ und U.; aufeinanderfolgend ein stufenweise ansteigender Retätigungsdruck zugeführt, so daß die Ventileinheiten 11,1 (1_ und U3 nacheinander an-sprechen.
  • Wenn z. 13. der Fall eintritt. daß durch verringerten Bedarf eine geringe Drosselung der Verdünnungszufuhr zum Vakuumgefäß erforderlich wird, nachdem vorher alle drei Düsen P" l'= und P.1 mit voller Leistung ge2trl>citet haben, wird durch eine klein(, Atifiv;irtsbe%vegung des Schwimmers 52 zunächst nur das erste Ventil U, innerhalb des Bereichs seiner Leistung anspre; hen. Reicht jedo-^h völlige Schliel@tnig dieses Ventils für das Erfordernis der Konstanthaltung des Niveaus L_ nicht aus und t%,ird eine tweirere Zuflußvcrringerung erforderlich, beginnt sich das zu-cite Ventil U_ entsprechend der Bewegung und der Stellung des Schwimmers 52 regelnd zu betätigen. In gleicher Weise kann nach völliger Schliel:)ung des Ventils('.. au, -h Ventil U., an der Regelung beteiligt werden, tt-enn die Verhältnisse es erfordern. Analog erfolgt die Regelung in entgegengesetzter Richtung. Wenn z. B. alle drei Ventile U" U_ Lind U.; geschlossen wurden und Bedarf für erhi)hte Verdünnungszufuhr eintritt, öffnen sich die Ventile nacheinander entsprechend dem durch den Sc=hwimmer 52 gemeldeten erhöhten Bedarf. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß jederzeit die maximale Anzahl von Düsen mit der für beste Zerstäubung erforderlichen vollen Leistung in Tätigkeit ist, die die Bedingung der Erhaltung eines konstanten Niveaus L., zulädt; denn nur bei voller Leistungstätigkeit der Düsen treffen die Zerstäubungsstrahlen mit voller Wucht auf die Prallflächen 2o auf und machen letztere voll wirksam.
  • Das gewünschte Vakuum im Gefäß 13" tvird durch die Vakuumpumpe 29" unterhalten, die mit einem Dampfinjektor 30" zusammen arbeitet oder von ihm unterstützt wird. Die Dampfinjektion wird durch ein Ventil 3o," gesteuert und wirkt in einer Absaugleitung 31 ", an der auch das Manometer 32" zur anzeige des Unterdrucks aiigebrächt ist. Durcly gemeinsame Wirkung des Dampfinjektors und der Vakuumpumpe wird in dem Gefäß 13 bzw. 1 3" ein Vakuum, entsprechend den Erfordernissen der Erfindung, unterhalten. Dieses Vakuum sollte aus Gründen, die sich aus dem Diagramm (s. Fig. 7), wie bereits erläutert, ergeben, so genau tvie praktisch nur möglich auf 7,6 mm QS über dem Verdampfungsdruck gehalten werden, die der Temperatur der durch die Düsen eingespritzten Verdünnung entspricht. Wie ersichtlich, zeigt das Diagramm in Fig. 7 eine ausgezogen gezeichnete konkave Kurve, die während eines Entgasungsprozesses von Faserstoffverdün@nung aufgenommen wurde, während welcher Zeit die Verdünnung, durdi die Düsen zerstäubt, gegen die Prallflächen geschleudert wurde. Die Kurve hat einen flachen Anfangteil Cl, der sich etwa von Punkt Q, biA zum Punkt Q_ erstreckt, und einen steilen Teil C2, der sich in Punkt Q2 an Teil C, anschließt. Die Punkte Q1 und Q2 liegen auf einer Parallelen zur Abszissenachse.
  • Wenn das Vakuum innerhalb des Bereichs des Drucks gehalten wird, der dem Kurvenbereich C" also dein flachen Teil der Kurve, entspricht, wird ein überraschend hoher Grad der Entgasung der Verdünnung bei hoher Geschwin,äigkeit in einem Vakuumgefäß mit kleinstem erforderlichem Volumeninhalt erzielt.
  • Die strichpunktierte Kurve C, die außerdem in das Diagramm (s. Fig. 7) eingetragen ist, zeigt kleine Abweichungen und wurde bei Anwendung des Vakuumgefäßes mit entfernten Prallblechen aufgenommen.
  • Es ist selbstverständlich, daß bei Festsetzung einer höheren Temperatur für die zu entgasende Verdünnung ein geringeres als absoluter Druck ge.,-messenes Vakuum erforderlich ist, um in den kritischer Bereich zu kommen. und umgekehrt. Tatsächliches Kochen der Verdünnung erzeugt eine gewisse Kühlwirkung, die möglichst vermieden werden sollte.
  • Während des Arbeitsganges ist die Wirkungstvcise der Vorrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 5 tvic folgt: Die Papierfaserstoffverdünnung fließt vom Vorratsbehälter i o" mit einem Gefälle Hl, das durch die Niveaukontrolleinrichtung Ml konstant gehalten \t-ird, zu. Der Verteiler führt die Verdünnung den verschiedenen Zerstäubungsdüsen i g" und auch den Zerstäubungsdüsen Pi, P2 und P3 zu. Dabei erfolgt die Zufuhr zu den Düsen i9" immer entsprechend deren voller Leistung und daher mit höchster Zerstäubungswirkung, während die Dii-SCn P,, P.,, P3 automatisch und nacheinanderfolgend von der Niveaukontrolleinrichtung M2 in der Weise betätigt tverden, daß das Niveaut2 der entgasten Veidünnurigim unterenTeil desVakuumgefäßes konstant bleibt. DleautomatlscheKOntrollederDÜSenP"Po,P" durch die Einrichtung M_ und die Ventile U,, U_, U3 geschieht so, daß soviel Düsen wie möglich mit ihrer vollen Leistung arbeiten, während nur eine zur Zeit geregelt wird. Wenn z. B. die Betriebsverhältnisse die volle Leistung aller drei kontrollierten Düsen P,. P21 P3 erforderlich gemacht haben und dabei ein Steigen des Niveaus L_ eintritt, wird die Kontrolleinrichtung automatisch eine Drosselung der Zufuhr zum Vakuumgefäß, z. B. ein Drosseln der Düse P" einleiten. Wenn nun die Drosselungserfordernisse die Regelungsleistung der Düse P, überschreiten, setzt die Kontrolleinrichtung automatisch die Drossel ungsmöglichkeiteii der Düse P., mit ein und. falls auch dies iio:-h ni 7ht ausreicht, wird auch die Düse P3 mit für die Regelung der Drosselung herangezogen.
  • Wenn andererseits Verhältnisse bestehen, bei denen die Zufuhr zti allen Kontrolldüsen Pt, P._, P,, gesperrt ist und ein übermäßiger Abfall des Niveaus L@ eine Korrektur der Zufuhr erfordert, wirkt; die Kontrolleinrichtung Mt durch Ventile U,. U.=, U,, darauf hin, daß nacheinanderfolgend die Zufuhr zu den Düsen, entsprechend dem erforderlichen Ausgleich, freigegeben wird.
  • Durch Konstanthaltung des Niveaus L2 der sich sammelnden entgasten Verdünnung im unteren Teit des Vakuumgefäßes wird erreicht, daß die Verdünnung immer unter gleicher Druckhöhe H, der Pumpe 22" zugeführt wird, die sie anschließend in den Vorratsbehälter oder Stoffauflauf 26" einer Papiermaschine 27" fördert.
  • Das Vakuum im Gefäß 13" wird während der gesamten Betriebszeit durch die gemeinsame Saugwirkung der Pumpe 29" und des Injektors 3o" auf einem Wert gehalten, der einem Druck von etwa 7 ,6 mm QS (wird vom Manometer 32" angezeigt) über dem absoluten Verdampfungsdruck der Verdünnung bei der für sie festgesetzten und gehaltenen Temperatur entspricht, was eine maximale Entgasung bei höchster Geschwindigkeit gewährleistet.
  • Die nach dem beschriebenen Verfahren entgaste Verdünnung von Papierfaserstoffen hat ein gefrorenes Aussehen, wobei eine dünne Schicht Wasser die gesamte Oberfläche des Produkts im Vorratsbehälter bedeckt und Bläschenbildung nicht in Erscheinung tritt. Das sich daraus ergebende Resultat ist eine einwandfreie Gruppierung der Fasern, die, wenn ausgebreitet, eine einheitliche flockenlose Schicht und eine äußerst gute Verarbeitung in der Maschine ergeben.
  • Da im vorstehenden nur auf die Entgasung von Faserstoffmaterial in verdünntem Zustand Bezug genommen wurde, wie es in einer Papiermaschine zur Verarbeitung kommt, muß noch erwähnt werden, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung auch in anderen Stadien des PapierbreihersteIlungs,-prozesses eingesetzt werden kann, so auch zur Entgasung von Papierbrei nach Verlassen des Holländers. Papierbrei muß bekanntlich wiederholt gewaschen und in Sieben entwässert werden. Da wirkungsvolle Entgasung entsprechend der vorliegenden Erfindung die Entwässerung beschleunigt, kann auch die Leistungsfähigkeit der Wasch- und Entwässerungseinrichtungen durch Anwendung der Erfindung erhöht werden.

Claims (9)

  1. PATENTANSPR1`(:HE: i. Verfahren zum Entgasen von in Wasser aufgeschwemmten Cellulose-Faserstoffen im Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumbehandlung der auf erhöhte Temperatur gebrachten Aufschwemmung im Bereich des flachen Teils (Cl) einer anfänglich flachen, dann steil ansteigenden Kurve (C"C2) erfol;"t, die sich aus der graphischen Darstellung der prozentual in der Aufschwemmung verbleibenden Gasreste als Ordinate und den Drücken über dem der erhöhten Temperatur cntsprechernden absoluten Verdampfungsdruck als Abszisse ergibt, wobei sich der durch die Kurve (C,) angezeigte kritische Bereich auf der Abszisse, vom absoluten Druck entsprechend dem Siedepunkt bis zu einem absoluten Druck von etwa 7,6 mm QS über diesen Druck erstreckt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufs; hwemmung in fein zerstäubter Form in citie unter verringertem Druck stehende Entgasungszone gebracht, das Niveau des im Entgasungsraum gesammelten entgasten Gutes konstant gehalten und das Gut dann in sich ändernden Mengen, aber unter Beibehaltung gleichen Entgasungsgrades und gleicher Entgasungsmenge dem Vorratsbehälter oder Stoffauflauf einer Papiermaschine zugeführt wird.
  3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch ein Vakuumgefäß (13, 113"). in welches mittels Zerstäubungsdüsen ( 19. 19', i ()") das Fasergut eingespritzt wird, und Kontrollmittel (U,, U2, U3, M,) für die Zuführung des Gutes zu den Düsen und für die automatische Gleichhaltung des Niveaus (L2) des sich im unteren Teil des Vakuumgefäßes ansammelnden Niederschlages, wobei das Gut während des Einspritzens und Absinkens im Vakuumgefäß unter einem Vakuum gehalten wird, dessen Wert gleich demjenigen absoluten Druck ist, der dem Verdampfungsdruck der Aufschwemmung bei jener Temperatur entspricht, mit welcher das Gut in das Vakuumgefäß eingespritzt wird.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Prallmittel (20) innerhalb des Vakuumgefäßes ( 13, 13', angeordnet sind, an denen sich die Strahlen des durch die Düsen (i c), i g', io") eintretendci Spritzgutes brechen.
  5. 5. Vorrichtung nach .\nsprtich 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und parallel zu einem mit Zu- und Ableitung verschencn horizontalen zylindrischen Gefäß ` i3, 13'. 1 ;") eine oder mehrere Reihert von Zerstäubungsdüsen ( 19. 19', i 9") vorgesehen sind. die über die ganze Länge des Behälters verteilt sind und zwischen denen eilt horizontaler Verteiler ( i 7 , i,/', i,") vorgesehen ist, von wclcheni mit Kontrollmitteln (34, U,, U,, (i;) versehene AbziN#eigverbindungen (18, 18', 18") zu jeder Düse fiihreii.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daf.) oberhalb des Niveaus (L_,) des sich im unteren Teil des Vakuumgefäl?es (13, 13', 13") sammelnden rntgasten Gutes eine dachähnliche Pralleinrichtung (zo) in horizontaler Lage vorgesehen ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Atisprti; h 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, d2il.# zur Beibehaltung eines konstanten Niveaus @L.i des sich im unteren Teil des Vakuumbehälters (13, 13', 13") ansammelnden entgasten Gutes automatisch und pneumatisch einstellbare Ventile (U1, U.,, U3) vorgesehen sind, welche von einem Kontrollmechanismus (M,) beeinflußt werden, der von einem auf Schwankungen des Niveaus ansprechenden Schwimmer (52) derart gesteuert wird, daß zunächst eines der einstellbaren Ventile bis zur Endstellung bewegt wird, bevor ein weiteres derselben zur korrektiven Tätigkeit veranlal5t wird. R.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis -7, gekennzeichnet durch Mittel (43, M,, .15, :b1._, 52) für die Konstanthaltung des Zuflußgefälles zum Vakuumgefäß ( 13# 13', 13").
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis h, dadurch geken tizei,:hnet, daß dem Vakuumgefält i3, 1,3', 13") ein Vorratsbehälter (i o, i o") vorgeschaltet ist, dem das Fasergut mit Gefälle kontrollierbar zugeführt wird, indem in die Zuführungsleitung ( i i, i t") ein automatisch und pneumatisch regelbares Ventil (.13) eingeschaltet ist, welches über einen Steuermechanismus (M,) mit einem auf Niveauschwankungen (L1) im Vorratsbehälter ( I o, I o") ansprechenden Schwimmer (,15) in Verbindung steht. i o. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 9, gekennzeichnet durch Einrichtungen (U1, U2, U3, M2, 52), durch die die Gefällhöhe (H2) zwischen dem Niveau des im Vakuumbehälter (13, 13', 13") abgesunkenen Gutes und der das Gut aus dem Behälter kontrollierbar herausfördernden Pumpe (22,22") konstant gehalten wird. t t . Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel zur kontrollierbaren Entnahme entgasten Gutes aus dem Vakuumgefäl5 13, 13', 13") und Mittel zur Konstanthaltung des Niveaus (L2) im Vakuumgefäß, die aus je einem derart automatisch einstellbaren Ventil (U1, U2, U3) für jede Düse (19, 19', 19") bestehen, daß Entgasungsgrad und -menge, unabhängig von der Menge des entnommenen entgasten Gutes aus dem Vakuumbehälter, konstant bleiben.
DER3070A 1949-08-15 1950-07-14 Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von in Wasser aufgeschwemmten Cellulose-Faserstoffen Expired DE822767C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE950535C (de) * 1953-05-21 1956-10-11 Rotareaed Corp Verfahren und Anlage zum Entlueften aufgeschwemmter Papiermasse
DE1004910B (de) * 1954-06-24 1957-03-21 Escher Wyss Gmbh Vorrichtung zum Entlueften von Faseraufschwemmungen fuer die Holzstoff-, Zellstoff-, Papierindustrie u. dgl.
DE1036030B (de) * 1953-04-21 1958-08-07 Rotareaed Corp Verfahren und Anlage zum kontinuierlichen Entgasen und Reinigen von in Fluessigkeit aufgeschwemmter Papiermasse

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DE1004910B (de) * 1954-06-24 1957-03-21 Escher Wyss Gmbh Vorrichtung zum Entlueften von Faseraufschwemmungen fuer die Holzstoff-, Zellstoff-, Papierindustrie u. dgl.

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