DE60214546T2 - Verfahren und prozessanordnung im kurzkreislauf einer papiermaschine - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Prozessaufbau für den Kurzumlauf in einer Papiermaschine mit Vorrichtungen zum Verdünnen eines Dickstoffs, Zentrifugalreinigungseinrichtungen, einen Stoffauflaufkasten und einer Stoffauflaufkastenflügelpumpe und auch einem Rohrsystem, das mit diesem verbunden ist (siehe beispielsweise die Druckschrift WO-A-99 64 668).
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren in dem Kurzumlauf einer Papiermaschine, um den Druck an der Saugseite einer Stoffauflaufkastenflügelpumpe konstant zu halten, wobei bei dem Verfahren der Ganzstoff auf Stoffauflaufkastenkonsistenz verdünnt wird, durch Zentrifugalreinigungseinrichtungen gereinigt wird und durch einen Stoffauflaufkasten zu einer Siebpartie der Papiermaschine gepumpt wird.
• In dem Kurzumlauf der Papiermaschine gehen dem Zuführen von dem Ganzstoff in den Stoffauflaufkasten Stufen voran, bei denen der Stoff (der dicke Ganzstoff oder Dickstoff) zu der Stoffauflaufkastenkonsistenz entweder in einer Stufe oder in zwei Stufen verdünnt wird und verschiedene Sorten an Fremdkörpern entfernt werden in einem Zentrifugalreinigen, einem Entlüften und/oder einer Siebstufe. Von dem Standpunkt der Stabilität des gesamten Papierherstellprozesses und seiner Freiheit von Störungen ist es von Bedeutung, dass der Druck an der Saugseite der Stoffauflaufkastenflügelpumpe konstant gehalten werden kann. Wenn der Druck nicht konstant ist, variiert die Strömungsmenge, die durch die Flügelpumpe erzeugt wird, was Druckänderungen in dem Auslaufdüsenstrahl des Stoffauflaufkastens bewirkt, die als Basisgewichtsschwankung in der Bahn zu sehen sind.
• Der Entlüftungstank ist im Allgemeinen mit einem Überlauf oder mit einer Flüssigkeitspegelsteuerung versehen, wobei in diesem Zusammenhang seine Funktion nicht nur das Entfernen von Luft aus dem System ist sondern auch das Sicherstellen, dass der Druck an der Saugseite von der Stoffauflaufkastenflügelpumpe gleichmäßig ist. Aufbauarten sind außerdem bekannt, bei denen kein Entlüftungstank in der Hauptlinie vorhanden ist. Wenn beispielsweise in dem Kurzumlauf einer Papiermaschine oder Kartonmaschine, die eine Zentrifugalreinigungsstufe hat, es erwünscht ist, einen Entlüftungstank aus der Hauptlinie des Ganzstoffes wegzulassen, weist der Aufbau im Allgemeinen ein Doppelverdünnungssystem auf. In diesem Zusammenhang wird der dicke Glanzstoff (Dickstoff) zuerst auf eine Konsistenz verdünnt, die durch das Zentrifugalreinigen erforderlich ist, und das Endverdünnen auf die Stoffauflaufkastenkonsistenz wird lediglich nach den Zentrifugalreinigern ausgeführt. Die Verdünnungen werden verwirklicht, indem der Dickstoff in eine Siebwasserströmung tritt, die bei einem Gegendruck ist, der konstant gestaltet worden ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass gleichzeitig der Druck an der Saugseite von der Stoffauflaufkastenflügelpumpe konstant bleibt. Jedoch kann ein Doppelverdünnen nicht dann angewendet werden, wenn Papiersorten, die eine hohe Stoffauflaufkastenkonsistenz erforderlich machen, hergestellt werden, wie beispielsweise SC-Papier, LWC-Papier und Zeitungsdruckpapier.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einer neuen Art und Weise das Problem zu lösen, bei dem der Druck an der Saugseite der Stoffauflaufkastenflügelpumpe konstant gehalten wird. Es ist das Ziel, einen alternativen Aufbau für die Doppelverdünnung des Ganzstoffs und für den Entlüftungstank der Hauptlinie zu finden, die herkömmlich für diesen Zweck angewendet worden sind.
• Der Prozessaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die Offenbarung in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gekennzeichnet. In ähnlicher Weise ist das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Offenbarung in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 6 gekennzeichnet.
• In dem Kurzumlauf gemäß der vorliegenden Erfindung ist an der Akzeptseite von der Zentrifugalreinigungsstufe eine Rohrleitung angeordnet, die direkt zu der Stoffauflaufkastenflügelpumpe führt, ohne das irgendwelche Entlüftungs- und/oder Verdünnungsstufen vorhanden sind, die üblicherweise dazwischen vorgesehen sind. Eine Sekundärleitung ist mit dieser Rohrleitung zwischen den Zentrifugalreinigungseinrichtungen und der Flügelpumpe verbunden, damit durch diese ein Teil der Ganzstoffströmung, die von der Akzeptseite der Zentrifugalreinigungseinrichtungen kommt, als eine Rücklaufströmung zurück zu den Verdünnungsvorrichtungen des Dickstoffs derart tritt, dass die Rückströmung in die Saugseite einer Mischpumpe zentral und parallel zu einer Verdünnungsströmung eintritt. Der Rückkehrort ist so gewählt worden, dass Störungen vermieden werden. Der Zweck der Sekundärleitung ist es, die Strömungs- und Druckschwankungen der Akzeptseite des Zentrifugalreinigens zu verringern. Wenn es erwünscht ist, den Druck an der Saugseite der Stoffauflaufkastenflügelpumpe zu erhöhen, kann ein Ventil in der Sekundärströmung angewendet werden. Das Ventil ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.
• Der Prozessaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung ist einfach und die Anzahl an Tanks und Vorrichtungen, die bei ihm benötigt werden, ist geringer als bei den herkömmlichen Aufbauarten. Der Aufbau verringert außerdem in neutralen Prozessen die Fällung von Kalziumverbindungen in dem Zugangsrohrsystem des Stoffauflaufkastens, was sich aus dem Umstand ergibt, das dann, wenn Kalziumcarbonat, das als ein Füllstoff verwendet wird, in einen Entlüfter tritt, ein Teil des Kohlendioxids, der in dem Carbonat enthalten ist, freigegeben wird. Wenn Luft bereits aus dem Siebwasser entfernt wird, ist der Abstand zu dem Zugangsrohrsystem länger und die Füllstoffströmung durch den Entlüfter ist kürzer.
• Nachstehend ist die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, jedoch soll die vorliegende Erfindung nicht allein auf die Einzelheiten der Zeichnungen beschränkt sein.
• 1 zeigt eine schematische Darstellung von einem Teil des herkömmlichen Kurzumlaufs einer Papiermaschine.
• 2 zeigt eine schematische Ansicht von dem Prozessaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung.
• 3 zeigt eine Variante von dem Prozessaufbau von 2.
• 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung für einen Teil des Kurzumlaufs einer Papiermaschine und insbesondere ein herkömmliches Stoffauflaufkastenzugangssystem. Frischer Dickstoff M tritt zu einem Mischbereich 11 einer Siebgrube 10, wo er mit Siebwasser auf eine Konsistenz verdünnt wird, die durch das Zentrifugalreinigen erforderlich ist, wobei diese Konsistenz in diesem Fall annähernd die gleiche wie die Konsistenz des Ganzstoffs ist, der zu dem Stoffauflaufkasten zugeführt wird. Eine verdünnte Ganzstoffströmung F₁ tritt durch eine Mischpumpe 12 zu Zentrifugalreinigungseinrichtungen 14, in denen schwere Fremdkörper wie beispielsweise Sand aus dem Ganzstoff entfernt wird. Eine gereinigte Ganzstoffströmung F₂ tritt zu einem Entlüftungstank 15, bei dem ein Luftraum mit einem Unterdruck oberhalb der freien Oberfläche des Ganzstoffs vorhanden ist. Eine Ganzstoffströmung F₃ tritt von dem unteren Teil des Entlüftungstanks 15 zu der Saugseite einer Stoffauflaufkastenflügelpumpe 16 und von dort weiter zu Maschinensieben 18. Eine Ganzstoffströmung F₄ tritt von der Akzeptseite von den Maschinensieben 18 zu einem Stoffauflaufkasten 20, der den Ganzstoff zu einer Siebpartie der Papiermaschine (nicht dargestellt) liefert. Siebwasser F₁₀, das von der Siebpartie wiedergewonnen wird, tritt zu der Siebgrube 10 für eine Verwendung bei der Verdünnung des Dickstoffs M.
• Der Flüssigkeitspegel in dem Entlüftungstank 15 wird mittels eines Überlaufs 15a konstant gehalten, der als eine Rücklaufströmung F₅ zu einer Verbindung mit der Siebgrube 10 tritt für eine Verwendung bei der Verdünnung des Dickstoffs M. Die Siebgrube 10 hat außerdem einen Überlauf 10a. Die Siebgrube 10, die mit der Flüssigkeitspegelsteuerung 10a versehen ist, hält den Druck an der Saugseite der Mischpumpe 12 konstant und in ähnlicher Weise hält der Entlüftungstank 15, der mit der Flüssigkeitspegelsteuerung 15a versehen ist, den Druck an der Saugseite der Flügelpumpe 16 konstant.
• 2 zeigt den Kurzumlauf einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Kurzumlauf mit einer Zentrifugalreinigung und einer Einzelverdünnung versehen ist und keinerlei Entlüftungstank an keinem Ort in der Hauptleitung aufweiset. Dickstoff M wird in dem unteren Teil einer Siebgrube 10 verdünnt und eine verdünnte Ganzstoffströmung F₁ wird durch eine Mischpumpe 12 zu Zentrifugalreinigungseinrichtungen 14 gepumpt. Die Masse von dem Akzept von der ersten Stufe der Zentrifugalreinigungseinrichtungen 14 tritt als eine Ganzstoffströmung F₆ entlang einer Rohrleitung 30 direkt zu einer Stoffauflaufkastenflügelpumpe 16, die ihn weiter zu Maschinensieben 18 pumpt. Eine Akzeptströmung F₄ von der ersten Stufe der Maschinensiebe 18 tritt danach zu einem Stoffauflaufkasten 20 und weiter zu einer Siebpartie der Papiermaschine.
• Eine Sekundärleitung 32 ist in der Rohrleitung 30 angeordnet, die von der Akzeptseite der Zentrifugalreinigungseinrichtungen 14 zu der Flügelpumpe 16 führt, wobei durch die Sekundärleitung ein Teil von dem Akzeptganzstoff als eine Rücklaufströmung F₇ zu einer Verbindung mit der Siebgrube 10 für eine Verwendung bei der Verdünnung des Dickstoffs M tritt. Auf Grund der freien Bypasszirkulation (Umgehungszirkulation) bleibt der Druck in der Rohrleitung 30 an der Saugseite der Flügelpumpe 16 konstant. Es ist außerdem möglich, andere Prozessströmungen, die kleiner als diejenige der Hauptleitung sind, in die Sekundärleitung 32 einzuleiten (dies ist in der Zeichnung nicht gezeigt).
• Der Aufbau von 3 ist hauptsächlich demjenigen von 2 ähnlich, wobei auch in ihm eine verdünnte Ganzstoffströmung F₁ durch Zentrifugalreinigungseinrichtungen 14 zu einer Flügelpumpe 16 gepumpt wird, die eine Ganzstoffströmung F₆ weiter durch Maschinensiebe 18 zu einem Stoffauflaufkasten 20 pumpt, und wobei ein Teil des zentrifugalgereinigten Ganzstoffes als eine Rücklaufströmung F₇ durch eine Sekundärleitung 32 zurück für die Verdünnung des Ganzstoffs tritt. Der Aufbau unterscheidet sich von demjenigen von 2 dahingehend, dass der Dickstoff M ohne eine Siebgrube in einem geschlossenen Mischvolumen 13 als eine sogenannte Rohrverdünnung verdünnt wird. Der Dickstoff M, das Siebwasser F₁₀ und die Rücklaufströmung F₇ von dem zentrifugalgereinigten Ganzstoff treten zu dem Mischvolumen 13, das sich an der Saugseite der Flügelpumpe 12 befindet, als parallele Strömungen derart, dass die hinein gelangende Dickstoffströmung M von der Rücklaufströmung F₇ des verdünnten Ganzstoffs umgeben ist, und die Siebwasserströmung F₁₀ am weitesten außen sich befindet. Die Anwendung der Rohrverdünnung verringert weiter das Tank- und Strömungsvolumen, das in dem Kurzumlauf benötigt wird.
• Mittels des in den 2 und 3 gezeigten Aufbaus kann ein gleichmäßiger Druck an der Saugseite der Flügelpumpe 16 sichergestellt werden, wodurch die Stabilität des Systems und seine Freiheit von Störungen verbessert sind. Die Drucksteuerung des Stoffauflaufskastens 20 kann gleichzeitig verbessert werden, indem eine gemeinsame Drucksteuerung das heißt eine Vorwärtssteuerung für die Mischpumpe 12 und die Stoffauflaufkastenflügelpumpe 16 angeordnet wird, um die Betriebsgeschwindigkeit zu steuern. In ihr werden beide Teile des Prozesses gleichzeitig und in der gleichen Richtung gesteuert, was es somit ermöglicht, Situationen einer Änderung besser als zuvor vorherzusagen.
• Der Prozessaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere für Papiermaschinen oder Kartonmaschinen von der Art geeignet, bei der ein Zentrifugalreinigen benötigt wird, jedoch eine Doppelverdünnung nicht angewendet werden kann aufgrund einer hohen Stoffauflaufkastenkonsistenz, und aus Gründen der Prozesstechnologie und Ökonomie, es nicht erwünscht ist, eine Entlüftung des Ganzstoffes anzuwenden. Das Verfahren ist außerdem für eine Anwendung bei einem Mehrlagenbahnausbilden geeignet, bei dem Ganzstoffsuspensionen, die für verschiedene Ganzstofflagen gedacht sind, separat vor dem Ausbilden einer Mehrlagenbahn behandelt werden.
• Der Prozessaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung ist erheblich einfacher als die Aufbauarten, die im Stand der Technik bekannt sind, da er keinen Entlüftungstank in der Hauptleitung erforderlich macht noch irgendeine Doppelverdünnung des Ganzstoffs, die zuvor wesendlich gewesen sind, um einen gleichmäßigen Druck an der Saugseite der Stoffauflaufkastenflügelpumpe sicherzustellen.

Claims (6)

1. Prozessaufbau für den Kurzumlauf in einer Papiermaschine mit Vorrichtungen (10-13) für ein Verdünnen eines Dickstoffs, Zentrifugalreinigungseinrichtungen (14), einem Stoffauflaufkasten (20) und einer Stoffauflaufkastenflügelpumpe (16) und auch einem Rohrsystem, das mit diesen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine direkte Strömungsverbindung von den Zentrifugalreinigungseinrichtungen (14) entlang einer Rohrleitung (30) zu der Stoffauflaufkastenflügelpumpe (16) vorhanden ist, wobei durch die Rohrleitung (30) eine zentrifugal gereinigte Ganzstoffströmung (F₆) so tritt, dass sie zu der Stoffauflaufkastenflügelpumpe (16) ohne irgendwelche dazwischen befindlichen Entlüftungs- oder Verdünnungsstufen gerichtet wird; und dass eine Sekundärleitung (32) mit der Rohrleitung (30) verbunden ist, damit durch sie ein Teil der zentrifugal gereinigten Ganzstoffströmung als eine Rückströmung (F₇) zurück zu den Vorrichtungen (10-13) zum Verdünnen des Dickstoffs tritt, wobei durch den Aufbau sichergestellt ist, dass der Druck an der Saugseite von der Flügelpumpe (16) im Wesentlichen konstant bleibt.
2. Prozessaufbau gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zum Verdünnen von Dickstoff eine Mischpumpe (12) aufweisen, wobei eine hineingelangende Strömung (M) von dem Dickstoff, eine Siebwasserströmung (F₁₀) und die Rückströmung (F₇) von dem zentrifugal gereinigten Ganzstoff zu einem Mischraum (11, 13) treten, der sich an der Saugseite der Mischpumpe befindet.
3. Prozessaufbau gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückströmung (F₇) zentral und parallel zu der Siebwasserströmung (F₁₀) zu der Saugseite der Mischpumpe (12) tritt.
4. Prozessaufbau gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischpumpe (12) und die Stoffauflaufkastenflügelpumpe (16) eine gemeinsame Drucksteuerung haben, d.h. eine Vorwärtssteuerung, um die Betriebsgeschwindigkeit zu steuern.
5. Prozessaufbau gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass andere Prozessströmungen, die kleiner als jene der Hauptleitung sind, mit der Sekundärleitung (32) verbunden sind.
6. Verfahren für den Kurzumlauf in einer Papiermaschine, um den Druck an der Saugseite einer Stoffauflaufkastenflügelpumpe (16) konstant zu halten, wobei bei dem Verfahren der Ganzstoff auf Stoffauflaufkastenkonsistenz verdünnt wird, durch Zentrifugalreinigungseinrichtungen (14) gereinigt wird und durch einen Stoffauflaufkasten (20) zu einer Siebpartie der Papiermaschine gepumpt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ganzstoffströmung (F₆) von der Akzeptseite der Zentrifugalreinigungseinrichtung (14) direkt zu der Stoffauflaufkastenflügelpumpe (16) ohne irgendwelche dazwischen befindlichen Entlüftungs- oder Verdünnungsstufen tritt, und der Druck in einer Rohrleitung (30), die von den Zentrifugalreinigungseinrichtungen (14) zu der Flügelpumpe (16) führt, im Wesentlichen konstant gehalten wird, indem ein Teil des Ganzstoffs, der von den Zentrifugalreinigungseinrichtungen (14) kommt, als eine Rückströmung (F₇) zurück zu der Verdünnung des Dickstoffs tritt.