DE102011076257A1

DE102011076257A1 - Entgasungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102011076257A1
Application number: DE201110076257
Authority: DE
Inventors: Axel Erzler; Christian Bangert
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2012-11-29
Also published as: WO2012159845A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgasen einer Faserstoffsuspension (1) in einem geschlossenen Entgasungsraum (2) mit wenigstens einem Zulauf (3) über den die Faserstoffsuspension (1) eingebracht wird, wobei sich die Faserstoffsuspension (1) im unteren Teil des Entgasungsraumes (2) sammelt und der Entgasungsraum (2) oberhalb der sich sammelnden Faserstoffsuspension (1) mit einer das abgesonderte Gas heraussaugenden Unterdruckquelle verbunden ist und zumindest einem die entgaste Faserstoffsuspension (1) abführenden Ablauf (4) im unteren Teil des Entgasungsraumes (2), wobei Zulauf (3) und Ablauf (4) horizontal voneinander beabstandet sind. Dabei soll die Effizienz der Entgasung mit möglichst geringem Aufwand dadurch verbessert werden, dass zwischen Zu- (3) und Ablauf (4) wenigstens eine Barriere (5, 6) vorhanden ist, die sich über einen Abschnitt des oberen Teils des Entgasungsraumes (2) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgasen einer Faserstoffsuspension in einem geschlossenen Entgasungsraum mit wenigstens einem Zulauf über den die Faserstoffsuspension eingebracht wird, wobei sich die Faserstoffsuspension im unteren Teil des Entgasungsraumes sammelt und der Entgasungsraum oberhalb der sich sammelnden Faserstoffsuspension mit einer das abgesonderte Gas heraussaugenden Unterdruckquelle verbunden ist und zumindest einem die entgaste Faserstoffsuspension abführenden Ablauf im unteren Teil des Entgasungsraumes, wobei Zulauf und Ablauf horizontal voneinander beabstandet sind.
Derartige Vorrichtungen zur Entgasung sind seit längerer Zeit bekannt, wobei das Funktionsprinzip im Wesentlichen darin besteht, die Faserstoffsuspension unter Unterdruck sieden zu lassen.
Während über die Unterdruckquelle das von der Faserstoffsuspension abgesonderte Gas abgesaugt wird, kann die entgaste Faserstoffsuspension über eine Öffnung im Behälterboden abgeführt werden.
Dabei sorgt ein Überlauf nicht nur für die Stabilisierung des Suspensionspegels im Entgasungsraum sondern neben der Abfuhr überschüssiger Faserstoffsuspension auch für die Abfuhr von auf der Suspensionsoberfläche angesammelten leichten Verunreinigungen der Faserstoffsuspension und Schaum.
Um die Entgasung zu intensivieren ist es beispielsweise aus der DE 41 06 140 sowie der De 199 47 905 bekannt, die zugeführte Faserstoffsuspension gegen die Behälterwand des Entgasungsraumes prallen zu lassen, was zum Versprühen der Faserstoffsuspension im Behälter führt.
Dies hat jedoch entsprechende Turbulenzen in der sich sammelnden Faserstoffsuspension zur Folge, wodurch die hydraulische Stabilität nachgeschalteter Aggregate beeinträchtigt wird.
Um dem entgegenzuwirken werden Zu- und Ablauf meist in großem Abstand voneinander angeordnet und damit einhergehend die Behälter sehr groß dimensioniert.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Effizienz der Entgasung mit möglichst geringem Aufwand zu verbessern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen Zu- und Ablauf wenigstens eine Barriere vorhanden ist, die sich über einen Abschnitt des oberen Teils des Entgasungsraumes erstreckt.
Über die Barriere können Beinträchtigen der Entlüftung, welche insbesondere vom Zulauf ausgehen, vermindert oder sogar ganz beseitigt werden. Je nach Anordnung Erstreckung und Ausdehnung kann über eine Barriere die Ausbreitung von Sprühnebel oder Oberflächenturbulenzen in der Faserstoffsuspension behindert werden. In seiner einfachsten Form kann die Barriere dabei als an der Wandung des Entgasungsraumes befestigtes Blech ausgeführt sein.
Soll der Ausbreitung des Sprühnebels des Zulaufs wirksam begegnet werden, so sollte wenigstens eine obere Barriere bis zur oberen Wand des Entgasungsraumes reichen.
Zwischen dieser Barriere und der Suspensionsoberfläche sollte allerdings noch genügend Raum für die Absaugung bleiben, falls die mit der Unterdruckquelle verbundene Saugöffnung bezüglich dieser Barriere horizontal gegenüber dem Zulauf angeordnet ist.
Steht die Behinderung der Ausbreitung von Turbulenzen in der Faserstoffsuspension im Vordergrund, so ist es vorteilhaft, wenn wenigstens eine untere Barriere in die Faserstoffsuspension hineinreicht. Dabei sollte die untere Barriere jedoch nur soweit in die Faserstoff reichen, dass der Fluss der Faserstoffsuspension vom Zu- zum Ablauf nicht zu stark behindert wird.
Die Wirkung kann hierbei verbessert werden, wenn zwischen Zu- und Ablauf mehrere Barrieren vorhanden sind. Eine umfassende Wirkung hinsichtlich der verschiedenen zu behindernden Beeinträchtigungen der Entgasung kann dabei erreicht werden, wenn zumindest eine untere und eine obere Barriere vorhanden ist.
Allgemein bei mehreren, aber insbesondere wenn eine obere und eine untere Barriere vorhanden ist, ist es von Vorteil, wenn die Barrieren horizontal voneinander beabstandet sind. Dies gilt erst recht, wenn sich benachbarte obere und untere Barrieren teilweise überdecken und damit eine geschlungene Luftströmung bei der Absaugung verursachen.
Zur Abfuhr von Verunreinigungen auf der Suspensionsoberfläche und überschüssiger Faserstoffsuspension sollte der Entgasungsraum im unteren Teil einen Überlauf zur Abfuhr überschüssiger Faserstoffsuspension besitzen. Im Interesse einer kompakten Anordnung ist es hierbei vorteilhaft, wenn sich der Überlauf bezüglich des Ablaufs horizontal gegenüber dem Zulauf befindet. Der relativ geringe Abstand zwischen Ab- und Zulauf wird hierbei durch die Barrieren ermöglicht.
Um die Wirkung der Barrieren auch bei längerem Einsatz gewährleisten zu können, sollte im oberen Teil des Entgasungsraumes im Bereich der Barrieren wenigstens eine Reinigungsvorrichtung, insbesondere in Form einer Fluid-Spritzvorrichtung angeordnet sein, welche Reinigungsflüssigkeit auf die Barrieren sprüht.
Da sich im Bereich des Ablaufs oft Schaum auf der Suspensionsoberfläche ansammelt, kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest eine mit der Unterdruckquelle verbundene Saugöffnung zwischen zwei, insbesondere zwei oberen Barrieren in den oberen Teil des Entgasungsraumes mündet. Auf diese Weise kann der zum Ablauf treibende Schaum bereits im Bereich der Barrieren abgesaugt werden.
Im Interesse einer einfachen Konstruktion sollte der Entgasungsraum von einem vorzugsweise liegenden zylindrischen Behälter gebildet werden.
Um die Entgasung durch eine großflächige Verteilung bereits bei der Zufuhr zu unterstützen, sollten außerdem mehrere Zuläufe Faserstoffsuspension in den oberen Teil des Entgasungsraumes einbringen, vorzugsweise sprühen.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: einen schematischen Querschnitt durch einen Entgasungsraum mit Barrieren und
2–5: davon abweichende Barrieren-Anordnungen.
Gemäß 1 wird der erfindungsgemäße Entgasungsraum 2 zum Entgasen einer Faserstoffsuspension 1 aus einem langgestreckten und liegenden zylindrischen Behälter 10 gebildet, dem die der Papier- oder Kartonmaschine aufzugebende Faserstoffsuspension 1 als dünnes Gemisch über mehrere Zuläufe 3 zugeführt wird.
Um die Entgasungsfähigkeit der Vorrichtung zu verbessern, wird die noch Gas enthaltende Faserstoffsuspension 1 über die Zuläufe 3 oberhalb des Suspensionspegels in den Behälter 10 gesprüht, wobei das in der zugegebenen Faserstoffsuspension 1 eventuell als Blasen vorhandene Gas bereits abgeschieden wird, bevor die zugegebene Faserstoffsuspension 1 mit der bereits im Behälter 10 vorhandenen Faserstoffsuspension 1 in Verbindung kommt.
Die Zuläufe 3 sprühen die Faserstoffsuspension 1 in dargestellter und bevorzugter Ausführung gegen die Behälterdecke, was den Entgasungsprozess der Faserstoffsuspension 1 nochmals positiv unterstützt.
Während sich im unteren Teil des Entgasungsraumes 2 die Faserstoffsuspension 1 sammelt, wird der obere Teil von Gas ausgefüllt, das über einen mit einer Unterdruckquelle verbundenen Sauganschluss 9 im oberen Teil abgesaugt wird.
Im den Zuläufen 3 abgewandten Teil des Behälters 10 ist ein Auslauf 4 angeordnet, der in ein nicht dargestelltes Leitungssystem zur Ableitung der gasfreien Faserstoffsuspension 1 mündet.
Auf der hinsichtlich des Auslaufs 4 dem Zulauf 3 horizontal gegenüberliegenden Seite des Behälters 10 befindet sich ein Überlauf 7 für an der Oberfläche schwimmende Verschmutzungen und überschüssige Faserstoffsuspension 1. Die hierbei abgeführte Faserstoffsuspension 1 kann in bekannter Weise wieder an den Zulauf 3 zurückgeführt werden. Da der Überlauf 7 die Höhe des Suspensionspegels bestimmt, kann dieser hinsichtlich der Höhe auch einstellbar gestaltet werden.
Durch das Einsprühen der Faserstoffsuspension 1 kommt es insbesondere an der Oberfläche der sich sammelnde Faserstoffsuspension 1 zu Turbulenzen und damit zu hydraulischen Instabilitäten. Um dennoch die Vorrichtung möglichst kompakt gestalten und den Ablauf 4 möglichst nahe am Zulauf 3 anordnen zu können, befindet sich zwischen Zulauf 3 und Ablauf 4 eine sich über einen Abschnitt des oberen Teils des Entgasungsraumes 2 erstreckende Barriere 5, 6. Diese Barrieren 5, 6 sind als Blech ausgeführt und an der Behälterwand fixiert.
Hinsichtlich der Barrieren 5, 6 unterscheiden wir zwischen oberen 5 und unteren 6. Die unteren Barrieren 6 reichen hier vom mittleren Bereich des oberen Teils des Entgasungsraumes 2 bis in die Faserstoffsuspension 1 hinein und behindern so die Ausbreitung von Turbulenzen an der Oberfläche der Faserstoffsuspension 1 insbesondere vom Zulauf 3 in Richtung des Ablaufs 4.
Dem gegenüber überdecken die oberen Barrieren 5 den oberen Bereich des oberen Teils des Entgasungsraumes 2 und verhindern so, dass sich der von den Zuläufen 3 ausbildende Sprühnebel weiter in Richtung Ablauf 4 ausbreitet.
Die Barrieren 5, 6 ermöglichen es, den Ablauf 4 zwischen Zulauf 3 und Überlauf 7 anzuordnen, was sich positiv auf die Größe des Behälters 10 auswirkt. Des Weiteren können die Barrieren 5, 6 zur Verbesserung der Entgasung auch problemlos in bestehenden Vorrichtungen nachgerüstet werden.
Bei den Ausführungen gemäß den 1 und 5 befinden sich zwischen dem Zulauf 3 und dem Ablauf 4 drei voneinander beabstandete Barrieren 5, 6, wobei sich eine untere 6 zwischen zwei oberen Barrieren 5 befindet. Dabei überdecken sich die unteren 6 und oberen Barrieren 5 teilweise, so dass sich das zur Saugöffnung 9 ziehende Gas zwischen den Barrieren 5, 6 hindurchschlingen muss.
Bei 5 befindet sich zwischen den beiden oberen Barrieren 5 zusätzlich eine Reinigungsvorrichtung 8 in Form einer Spritzvorrichtung, welche in Reinigungsintervallen ein Reinigungsfluid auf die Barrieren 5, 6 sprüht.
Im Unterschied hierzu besitzt der Behälter 10 bei 3 nur eine untere Barriere 6, was in vielen Fällen bereits genügen kann. Eine Zwischenlösung hinsichtlich des Aufwandes stellt die in 2 dargestellte Lösung mit einer unteren 6 und einer oberen Barriere 5 dar.
Bei der Entgasungsvorrichtung gemäß 4 sind zumindest zwei obere Barrieren 5 und bei Bedarf auch eine dazwischenliegende untere Barriere 6 vorhanden. Zwischen den beiden oberen Barrieren 5 befindet sich ein oder sogar der einzige Sauganschluss 9 zur Absaugung des Gases. Auf diese Weise kann eventuell die Konstruktion vereinfacht werden. Außerdem wird so möglicher Schaum von der Suspensionsoberfläche abgeführt bevor dieser den Ablauf 4 erreicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4106140 [0005]
DE 19947905 [0005]

Claims

Vorrichtung zum Entgasen einer Faserstoffsuspension (1) in einem geschlossenen Entgasungsraum (2) mit wenigstens einem Zulauf (3) über den die Faserstoffsuspension (1) eingebracht wird, wobei sich die Faserstoffsuspension (1) im unteren Teil des Entgasungsraumes (2) sammelt und der Entgasungsraum (2) oberhalb der sich sammelnden Faserstoffsuspension (1) mit einer das abgesonderte Gas heraussaugenden Unterdruckquelle verbunden ist und zumindest einem die entgaste Faserstoffsuspension (1) abführenden Ablauf (4) im unteren Teil des Entgasungsraumes (2), wobei Zulauf (3) und Ablauf (4) horizontal voneinander beabstandet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Zu- (3) und Ablauf (4) wenigstens eine Barriere (5, 6) vorhanden ist, die sich über einen Abschnitt des oberen Teils des Entgasungsraumes (2) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine obere Barriere (5) bis zur oberen Wand des Entgasungsraumes (2) reicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine untere Barriere (6) in die Faserstoffsuspension (1) hineinreicht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Zu- (3) und Ablauf (4) mehrere Barrieren (5, 6) vorhanden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrieren (5, 6) horizontal voneinander beabstandet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entgasungsraum (2) im unteren Teil einen Überlauf (7) zur Abfuhr überschüssiger Faserstoffsuspension (1) besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Überlauf (7) bezüglich des Ablaufs (4) horizontal gegenüber dem Zulauf (3) befindet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Teil des Entgasungsraumes (2) im Bereich der Barrieren (5, 6) wenigstens eine Reinigungsvorrichtung (8), insbesondere in Form einer Fluid-Spritzvorrichtung angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine mit der Unterdruckquelle verbundene Saugöffnung (9) zwischen zwei Barrieren (5, 6) in den oberen Teil des Entgasungsraumes (2) mündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine mit der Unterdruckquelle verbundene Saugöffnung (9) zwischen zwei oberen Barrieren (5) in den oberen Teil des Entgasungsraumes (2) mündet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entgasungsraum (2) von einem vorzugsweise liegenden zylindrischen Behälter (10) gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zuläufe (3) Faserstoffsuspension (1) in den oberen Teil des Entgasungsraumes (2) einbringen, vorzugsweise sprühen.