EP1116818B1 - Vorrichtung zum Vermischen von suspendiertem Faserstoff - Google Patents

Vorrichtung zum Vermischen von suspendiertem Faserstoff Download PDF

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EP1116818B1
EP1116818B1 EP00126764A EP00126764A EP1116818B1 EP 1116818 B1 EP1116818 B1 EP 1116818B1 EP 00126764 A EP00126764 A EP 00126764A EP 00126764 A EP00126764 A EP 00126764A EP 1116818 B1 EP1116818 B1 EP 1116818B1
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EP
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mixing
vessel
pump
mixing vessel
pipe
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Anton Gmeiner
Michael Dr. Schwarz
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Voith Patent GmbH
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Voith Paper Patent GmbH
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    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30—Defibrating by other means
    • D21B1/34—Kneading or mixing; Pulpers
    • D21B1/342—Mixing apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/28—Tanks for storing or agitating pulp
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/0018—Devices for dispensing fibres in a fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders

Definitions

  • the invention relates to a device for mixing suspended pulp according to the preamble of claim 1.
  • the pulp suspension processed on a paper machine is often made by blending different pulps with each other and by diluting with thin pulp, e.g. White water, formed.
  • the part of the papermaking plant, which u.a. This task is commonly referred to as the Constant part.
  • a highly diluted pulp suspension of about 1 to 2% consistency is fed via the so-called mixing pump of the paper machine, wherein further processing units for the suspension may be present.
  • a method can be removed by means of which several pulp qualities can be mixed with each other or pulp with white water.
  • the thick material is directly and essentially centrally in the flow of material of the thin material, wherein a relatively high speed of the thick material is required. This admixture takes place immediately before the mixing pump. Even if the mixing effect of such a mixing pump is relatively good, temporal fluctuations in pulp quality can occur when using the known method.
  • the device according to the invention consists of a mixing vessel 5, which is designed here as an open vessel. Upstream of this mixing vessel, a mixing tube 6 is connected, which has two supply lines 8 and 9, can be added by the two different pulp suspensions 1 and 2.
  • the supply lines 8 and 9 are arranged here in the flow direction one behind the other perpendicular to the course of the mixing tube 6.
  • the so-merged material flows then pass downstream into a part of the mixing tube 6, which is provided with a static mixer 7. This is only hinted at here; static mixers are known.
  • a drivable stirrer 12 which another Liquid causes or at least prevents segregation in the mixing vessel 5.
  • the mixing vessel 5 can be kept relatively small, with particular advantage, i. its volume is much lower than that normally chosen for mixed beets.
  • the drain line 10 which opens downstream in the supply line 11 of the thin material 3 in the mixing pump 4.
  • a pump 15 may be present.
  • the thinness 3 e.g. was removed as white water from the paper machine, such a consistency is set as needed to produce the paper in the paper machine headbox.
  • the mixing pump 4 is designed. In addition to the form of input shown here, other possibilities are known.
  • FIG. 2 shows a further form of the device according to the invention, in which the mixing vessel 5 ', unlike that shown in FIG. 1, is a closed, pressurized tank. This allows the mixing system to be kept under pressure.
  • the mixing vessel 5 ' contains an overflow 15, with which the level is kept at a set value. It can also be provided with a diaphragm 16.
  • a connecting piece 13 is optionally indicated.
  • the mixed pulp suspension is added here in a curved suction line for the thin material 3 with a central nozzle tube 14 for the pulp suspensions.
  • FIG. 3 shows an example of a possible control concept for the device shown in FIG. 2.
  • the designations customary in the control technology are chosen, so that an explanation of the concept is unnecessary.
  • a total of four pulp components are combined. Their volume control is shown explicitly only for the inflow of the pulp suspension 1.
  • the inflow control of the other components can be similar, with their proportions among themselves are predetermined.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermischen von suspendiertem Faserstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die auf einer Papiermaschine verarbeitete Faserstoffsuspension wird oft durch Mischung verschiedener Faserstoffe untereinander und durch Verdünnung mit Dünnstoff, z.B. Siebwasser, gebildet. Der Teil der Papiererzeugungsanlage, dem u.a. diese Aufgabe zufällt, wird üblicherweise als Konstanter Teil bezeichnet. Meist wird eine stark verdünnte Faserstoffsuspension von ca. 1 bis 2 % Stoffdichte über die sogenannte Mischpumpe der Papiermaschine zugeführt, wobei weitere Bearbeitungsaggregate für die Suspension vorhanden sein können.
  • Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, zum Vermischen der verschiedenen Faserstoffqualitäten, welche an dieser Stelle in wässerig suspendierter Form vorliegen, diese unmittelbar vor einer Mischpumpe zusammenzuführen. Dazu wird üblicherweise der das Verdünnungswasser führende Ansaugstutzen der Mischpumpe verwendet. Die Mischpumpe dient bekanntlich dazu, die fertige Faserstoffsuspension zum Stoffauflauf zu fördern und dabei den hierin erforderlichen, zumeist beträchtlichen Überdruck zu erzeugen. Auch wenn grundsätzlich in der Mischpumpe infolge der dort stattfindenden Verwirbelung eine Mischung der Komponenten möglich ist, hat sich doch gezeigt, dass die Mischungsqualität nicht immer ausreicht. Insbesondere kann es vorkommen, dass bei stark schwankenden Mengen oder auch beträchtlichen Unterschieden in den Stoffdichten der einzelnen Komponenten eine ungenügende Vermischung erfolgt.
  • Aus der DE 41 25 513 A1 ist ein Verfahren entnehmbar, mit dessen Hilfe mehrere Faserstoffqualitäten miteinander oder Faserstoff mit Siebwasser vermischt werden können. Dabei wird der Dickstoff direkt und im wesentlichen zentral in den Stoffstrom des Dünnstoffes eingeleitet, wobei eine relativ hohe Geschwindigkeit des Dickstoffes gefordert wird. Diese Zumischung erfolgt unmittelbar vor der Mischpumpe. Auch wenn die Mischwirkung einer solchen Mischpumpe relativ gut ist, können bei Verwendung des bekannten Verfahrens zeitliche Schwankungen in der Faserstoffqualität auftreten.
  • Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Vermischung verschieden gearteter Stoffsuspensionen untereinander in möglichst effektiver Weise gewährleistet wird. Die gute Vermischung soll auch erreicht werden, wenn beträchtliche Unterschiede der Mengen und/oder Stoffdichten der einzelnen Komponenten vorliegen.
  • Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale vollständig gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben.
  • Die Erfindung wird erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine vereinfachte Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    Fig. 2
    eine Variante;
    Fig. 3
    ein vorteilhaftes Regelkonzept für die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung.
  • Wie die Fig. 1 an Hand eines typischen Beispieles zeigt, besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem Mischgefäß 5, welches hier als offenes Gefäß ausgeführt ist. Stromaufwärts zu diesem Mischgefäß ist ein Mischrohr 6 angeschlossen, welches zwei Zuleitungen 8 und 9 aufweist, durch die zwei verschiedene Faserstoffsuspensionen 1 und 2 zugegeben werden können. Dabei sind die Zuleitungen 8 und 9 hier in Strömungsrichtung hintereinander senkrecht zum Verlauf des Mischrohres 6 angeordnet. Selbstverständlich können es auch mehr als zwei Zuleitungen sein, wenn die Anzahl der Stoffkomponenten entsprechend höher ist. Die so zusammengeführten Stoffströme gelangen dann stromabwärts in einen Teil des Mischrohres 6, welches mit einem statischen Mischer 7 versehen ist. Dieser ist hier nur angedeutet; statische Mischer sind bekannt. An der Stelle, an der das Mischrohr 6 in das Mischgefäß 5 einmündet, befindet sich ein antreibbarer Rührer 12, welcher eine weitere Flüssigkeit bewirkt oder zumindest die Entmischung im Mischgefäß 5 verhindert.
  • Das Mischgefäß 5 kann mit besonderem Vorteil relativ klein gehalten sein, d.h. sein Volumen ist weit geringer als das, das normalerweise für Mischbütten gewählt wird. Am Boden des Mischgefäßes befindet sich die Ablaufleitung 10, welche stromabwärts in die Zuleitung 11 des Dünnstoffs 3 in die Mischpumpe 4 einmündet. In dieser Ablaufleitung 10 kann eine Pumpe 15 vorhanden sein. Durch die Zugabe des Dünnstoffs 3, der z.B. als Siebwasser von der Papiermaschine abgezogen wurde, wird eine solche Stoffdichte eingestellt, wie sie zur Erzeugung des Papiers im Papiermaschinen- Stoffauflauf benötigt wird. Zur Vermischung dieser beiden Komponenten ist bekanntlich die Mischpumpe 4 ausgelegt. Neben der hier gezeigten Form der Eingabe sind auch andere Möglichkeiten bekannt.
  • In Fig. 2 ist eine weitere Form der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, bei der das Mischgefäß 5' abweichend von dem in Fig. 1 gezeigten ein geschlossener, unter Überdruck stehender Tank ist. Dadurch kann das Mischsystem unter Druck gehalten werden. Das Mischgefäß 5' enthält einen Überlauf 15, mit dem das Niveau auf einem eingestellten Wert gehalten wird. Es kann auch mit einer Blende 16 versehen sein. Für den Fall, dass eine Rückströmung aus dem Mischrohr 6 abgeführt werden soll, ist fakultativ ein Anschlußstutzen 13 angedeutet.
  • Die Zugabe der gemischten Faserstoffsuspension erfolgt hier in eine gekrümmte Ansaugleitung für den Dünnstoff 3 mit einem zentralen Düsenrohr 14 für die Faserstoffsuspensionen.
  • Fig. 3 zeigt exemplarisch ein mögliches Regelkonzept für die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung. Dabei sind die in der Regeltechnik üblichen Bezeichnungen gewählt, so dass sich eine Erläuterung des Konzeptes erübrigt. Bei diesem Beispiel werden insgesamt vier Faserstoffkomponenten zusammengeführt. Deren Mengenregelung ist nur für den Zufluss der Faserstoffsuspension 1 explizit dargestellt. Die Zuflussregelung der anderen Komponenten kann ähnlich erfolgen, wobei deren Mengenverhältnisse untereinander vorgegeben sind.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Vermischen von mindestens zwei verschiedenen für die Papiererzeugung bestimmten Faserstoffsuspensionen (1, 2) untereinander und mit einem Dünnstoff (3) von geringerem Feststoffgehalt als die Faserstoffsuspensionen (1, 2),
    wodurch eine Mischsuspension entsteht, welche über eine Mischpumpe (4) einer Papiermaschine zuzuleiten ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorrichtung ein Mischgefäß (5, 5') enthält mit mindestens einem stromaufwärts angeordneten Mischrohr (6) mit Zuleitungen (8, 9) für die Faserstoffsuspensionen (1, 2) sowie einer stromabwärts angeordneten zur Mischpumpe (4) führenden Ablaufleitung (10) und
    dass die Ablaufleitung (10) in die Zuleitung (11) des Dünnstoffs (3) zur Mischpumpe (4) mündet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Mischrohr (6) mindestens einen statischen Mischer (7) enthält.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Mischgefäß (5, 5) einen mechanischen antreibbaren Rührer (12) enthält.
  4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Mischgefäß (5') geschlossen und für Überdruck ausgelegt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Mischgefäß (5) offen ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ablaufleitung (10) eine Pumpe (15) enthält.
  7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Volumen des Mischgefäßes (5, 5') so bemessen ist, dass bei seinem bestimmungsgemäßen Betrieb die mittlere Verweilzeit der Suspension zwischen 8 und 15 sec beträgt.
  8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Mischrohr (6) so bemessen ist, dass sich bei seinem bestimmungsgemäßen Betrieb eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit von 1 bis 2 m/sec einstellt.
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