专利名称：对纤维悬浮液除气及将其送往集浆箱或过滤设备的方法以及除气设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1、3或14所述的输送纤维悬浮液的方法以及如权利要求26所述的除气设备。
这类方法例如用于为纸机或纸板机提供纤维悬浮液。该集浆箱将纤维层置于从旁边通过的筛网上，其中该筛网也起增稠作用。为此所需的送料体系基本上是已知的。该待输送的纤维悬浮液含有在浆料制备设备中所制备好的稠料悬浮液中的最大部分纤维。该稠料悬浮液的典型稠度例如为2.5-5％。通过稀释液体如纸机的白水的混合将稠度降低到适于纸机的集浆箱运行的值。虽然该白水最适于该稀释目的，但也存在由于气体含量高产生的问题，其中该气体主要是空气。大部分的气体非常快地逸出，相反该残余气体的去除常需高耗费。此外，该所制备的纸的质量会下降，以致不合格。已知的解决办法是大的除气容器，通过抽真空保持恒定的负压，该负压相应于待除气的悬浮液的蒸汽压。这样做虽然有效，但却很昂贵。
由US 6723205B1已知一种适于造纸的除气泵，该泵具有以圆柱体内腔形成的转子，在该内腔中可通过离心力作用对送入的液体除气。以高速从纸机输送来的白水通过一个集成在除气泵中的涡轮机为转子提供驱动功率。液体从除气泵排出后直接送往一混合工段，在那里将纤维(稠料)混入。
这类方法的另一应用是在制备装置中(“浆料制备”)，其为提供用于在纸机或纸板机上处理的某种纤维悬浮液。在具有较低稠度如0.5-1.5％的悬浮液情况下，可使用过滤设备，特别是盘式过滤器来增稠。如在之前经浮选以用浮游泡沫去除杂质时，该待增稠的纤维悬浮液的空气含量可为百分之几。较高空气含量会对盘式过滤器和泵的运行产生不利影响。
本发明的目的是提供一种开头所述的方法，用该方法将已足够除气的浆料输送到集浆箱或过滤设备。其能足以维持较低的耗费和运行安全。
为实现该目的，本发明提供了一种具有独立权利要求的特征的方法。
本发明的送料体系的特征主要在于，使用除气设备对白水或纤维悬浮液除气，该设备结构紧凑并且除气效果好。特别是通常不需使用高耗费的大型容器，这种容器由于其大重量对建筑物产生高负荷。这种容器在该待除气的悬浮液的蒸汽压下运行，因此过大的负压又会提出强度要求。具有大能耗的真空体系也是本发明方法所不需的。
本发明的方法在筛网速度为800-1600m/min的纸机中使用是特别有利的。在白水中的空气含量与筛网速度有很大关系。
如果如已知的经一个盘式过滤器输送纤维悬浮液以使其增稠，则也可使用该方法。如果将该流过的液体的空气含量降低，则这种盘式过滤器可有明显较高的生产能力。
本发明的另一重要优点在于，通过连接在除气设备上的浆料泵不仅能保证由除气容器中流出的经去除空气的纤维悬浮液的继续输送，而且可在除气设备中形成有助于除气的较低压力，因为该泵进行抽吸。
在一个有利的实施方案中，该除气设备的转子通过发动机如电动机驱动。由此可简单地将转子的圆周速度调节到符合要求的值。
下面借助附图对本发明予以详细说明，附图中
图1示出一简化的实施本发明方法的流程图；图2示出一种变型方案；图3示出按照本发明的一除气设备；图4示出按照本发明的具有分选功能的除气设备；图5示出按照本发明方法的另一实施方式；图6示出本发明方法在浆料制备中的应用。
图1示出实施本发明方法的第一实施例。以通常的方法通过稠料悬浮液4与稀释液体5混合以得到纤维悬浮液S，其具有基本上适于这里的纸机或纸板机的集浆箱运行的稠度。已知集浆箱-稠度为0.5-2％，通常约1％。在混合位置8送入的稀释液体5在所示实施例中来自第一白水12，即在该纸机或纸板机2的成形区中产生的水。其经常称为白水I(SW I)以区别于其后在纸机上产生的具有极低固体含量的第二白水12’(SW II)。
已知这种白水混有大量空气和可能的其它气体。白水在纸机-筛网的下方经收集并经侧面排出。在为此所用的敞口槽中，大部分所含空气均已逸出。但如从DE 19938799中已知的，在特定容器11中分离出其它气体含量7’也常是有利的。为此该容器11可处于适当的负压下。稠料悬浮液4与稀释液体5经混合后使用除气设备6。该设备呈圆简形或锥形结构，并按本发明配备有一转子13。使用不从经排气的悬浮液流获取水力能量的发动机34驱动该转子13，而例如用电动机驱动。该纤维悬浮液S到达该转子13的基本上呈圆筒形的内腔14，并转换成快速旋转。其原理相当于无孔转盘离心机。所含的气体7由于离心力向内移动，并通过仅粗略示出的真空设备10从中心排出。在容器中形成液/气相界。该离心力可为重力加速度的至少5倍，优选10倍。该真空设备10不需相应于或接近该悬浮液的蒸汽压的负压。适于这里使用的真空设备10的负压的通常值为0.8-0.9bar。
该悬浮液离开除气设备6后，在闭合体系(即无敞口容器或槽)中经料泵9送到集浆箱1。在此以通常的方法将仍存在的杂质残余物通过清洁装置17和分选装置18去除。为在清洁装置17中有不太高的压力，清洁设备17的接受口和分选设备18的进口之间安装一个泵22(“增压泵”)以增压。另外，为输送浆料在料泵9之后也设置敞口中间池20，例如以消除脉动，其示于图2中。但也可在图1的装置中实现。当然用于水力旋流器和分选器的耗费与原料以仅对所生产纸的质量的要求有关。如果该稠料悬浮液4由废纸产生，则还可能存在砂和小颗粒。
本发明也可如图2所示实施，该纸机或纸板机2的白水12的在除气设中除气，其功能相应于图1已描述过的。该经除气的白水通过出口15直接送入一个稀释水泵19。与纤维悬浮液S相比，由于该白水12的固体含量极低，所以除气更易进行。其前提是在混合部位8送入的稠料悬浮液4中最多仅有少量气含量，以避免对质量产生影响。
已知存在多种纸机或纸板机，其中在该集浆箱中不仅供入已加热的纤维悬浮液S，而且还供入稀释液体，该稀释液体在该集浆箱1的宽度上的不同位置处被计量配入。由此可影响例如该由集浆箱形成的纤维层的横断面，特别是可使其最佳化。图2中示出一种可能性，即该白水不仅用作稠料悬浮液4的稀释液体5。一部分在除气设备6’中产生的白水也作为稀释液体5’经稀释水泵19送入集浆箱1’的计量设备3中，在该设备中经分配并在不同部位经计量被配入纤维悬浮液S中。在造纸厂常有其它一些可使用用本发明方法除过空气的稀释液体5”的部位，这里以虚线箭头表示。
图3示出适用于本方法的除气级备6的截面图，但未示出其结构性细节。在一个固定不动的外壳23中安装有一个转子13，通过入口16向其内腔14中送入待除气的液体。该入口16可呈同心或如这里所示的偏心安装。通过该入口送入的液体首先呈圆周方向强烈加速，例如为此可使用加速肋24。由于离心力该液体紧贴在转子13的内壁上，其中所含的气体，特别是空气移向转子13的中心。通常在液体和气体7之间形成分离面。该气体7通过中心排气管25排出或吸出。在该除气设备的连续运行中，例如可通过入口节流部件26调节运行性能，以形成使入口16到出口15的稳定流。在出口15区域中该转子13的壁是可透液体的，例如通过在该区域的孔27透液体。该出口15宜于呈切线安装，这样使该经除气的液体的旋转流导致在出口15中的增压。在转子13壁上的孔27的大小要使其不导致该经除气的液体的分选。
图4中示出的除气设备6’的方案兼有除气功能和分选功能。如已提及的，在向纸机供料时常接通集浆箱前的最后的分选级，以防止会干扰集浆箱或纸机运行的杂质进入集浆箱。该分选功能可与除气功能组合在同一设备中进行。为此如此安装筛网篮28，以使来自转子13’的径向向外流动的经除气的液体进入筛网篮28。以已知的方式在该筛网篮28的筛网孔32上分离成浆料29和废料30。该废料经废料出口31从该设备排出。在筛网28中的筛网孔32仅示例性地和未按比例地示出一些孔。该组合的优点是该转子13’也可用于保持筛网孔32通畅。为此在其外侧安装可在纤维悬浮液中产生抽吸脉冲和压力脉的清除元件33。
图5示出应用圈4中并示除气设备6’的工艺流程。这里可取消在图1中所示的用于纤维悬浮液S的分选器。此外，在除气设备6’和集浆箱1之间的清洁装置17可能是需要的，但其依在纤维悬浮液S中所存在的杂质而定。
图6示出本发明在造纸厂的浆料制备中的应用。该低稠度的纤维悬浮液S”在仅以简略图表示的盘式过滤器35中增稠，即增稠到较高稠度。通过过滤作用增稠的浆料S可再加工成适于造纸的原料，而滤液36例如作为稀释用。采取该措施的原因是使在浆料制备中的工艺步骤部分在低稠度和部分在较高稠度下呈最佳运行。
在图6所示装置中运行有浮选装置37，其用于在低稠度如0.5-2％下净化混有杂质如油墨颗粒的纤维悬浮液S’。该浮选装置37以5个串连的浮选池表示。通过多个泵39将向前流的浮选池的浆料经空气喷射器40送入下一浮选池中。所形成的废料R即浮选泡沫含去除的杂质。最后的浮选池38’的例如其空气含量为3-6％的浆料通过接在除气设备6后面的料泵9抽出。由此该除气设备6的压力下降，这进一步有利于除气作用。
在浮选装置37和盘式过滤器35之间使用的除气设备6去除在浮选装置37中所吸收的大部分空气。该盘式过滤器35例如在将空气含量降低1％的情况下可使生产能力提高10％。如果空气含量例如从6％降到1％，则生产能力可提高约50％。还可有效地和经济地排除另一个与较高的空气含量有关的问题如涉及料泵9的问题。所述除气设备6对于完成这样一些任务是特别经济的，即，在完成这样一些任务时，在经除气的液体中该最后百分之零点几的空气含量是不重要的。
在浮选后和增稠前经常进行细分选41，该细分选在小稠度(如0.5-2％)下是特别有效的。
权利要求
1.一种用于将纤维悬浮液输送到纸机或纸板机(2)的至少一个集浆箱(1，1’)中的方法，该纸机或纸板机具有至少一个稀释设备和至少一个用于从液体中除气的设备，在该稀释设备中通过用稀释液体(5)，特别是水混合稠料悬浮液(4)以产生该纤维悬浮液(S)，其特征在于，该纤维悬浮液(S)与稀释水(5)混合后送入至少一个除气设备(6)中，在该除气设备中将纤维悬浮液送入旋转转子(13，13’)的内腔(14)并使其呈旋转，由此通过离心力作用将所含的气体(7)分离，并将该经除气的稀释液体(5)从除气设备(6)送到一单独的料泵(9)中。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮液(S)经除气设备(6)后通过料泵(9)在一闭合体系中送往集浆箱(1，1’)，该除气设备(6)按该纤维悬浮液流动方向看直接安装在料泵(9)的前面。
3.一种用于将纤维悬浮液(S)输送到纸机或纸板机(2)的至少一个集浆箱(1，1’)中的方法，该纸机或纸板机具有至少一个稀释设备和至少一个用于从液体中除气的设备，在该稀释设备中通过用稀释液体(5)，特别是水混合该稠料悬浮液(4)以产生该纤维悬浮液(S)，该稀释液体(5)在与稠料悬浮液(4)混合前送入至少一个除气设备(6)，在该除气设备中将稀释液体送入旋转转子(13，13’)的内腔(14)并使其呈旋转，由此通过离心力作用将所含的气体(7)分离，其特征在于，将该经除气的稀释液体(5)从除气设备(6)送到一单独的稀释水泵(19)中。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，所述集浆箱(1’)设置有计量设备(3)，用该计量设备向集浆箱提供稀释液体(5’)以调节所产生的料带的横断面，并采用所述用于稀释液体的除气设备(6’)用于该料带的制备。
5.按照权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在所述除气设备(6’)中还对其他稀释液体(5”)除气，以便将其提供给其它稀释部位。
6.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述除气设备(6’)中进行湿筛选以便从纤维悬浮液(S)中去除杂质，为此，将该经除气的液体由内腔(14’)导向安装在除气设备(6’)中的筛网篮(28)。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，也采用转子(13’)来保持该筛网篮(28)的通畅。
8.按照权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述筛网篮(28)沿径向安装在转子(13’)的外部。
9.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述稀释液体(5)是纸机或纸板机(2)的白水(12)。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述白水(12)在进入除气设备(6’)或混合部位(8)前在敞开沟槽中被预除气。
11.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，借助一料泵(9)在一闭合体系中将纤维悬浮液(S)送往集浆箱(1，1’)，该纤维悬浮液(S)不经再施加负压除气。
12.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，经除气设备(6，6’)后的纤维悬浮液(S)用一直接接在其后的料泵(9)送入一清洁装置(17)，并且该清洁装置(17)的物料不经施加负压除气。
13.将本发明方法应用在一台其筛网速度为800-1600m/min的纸机的运行过程中。
14.一种用于将纤维悬浮液输送到至少一个过滤设备，优选盘式过滤器(35)的方法，其中，该纤维悬浮液(S)通过过滤过程而增稠，该纤维悬浮液的稠度最大为4％，优选0.5-2％，其特征在于，将该纤维悬浮液(S)在增稠前送入至少一个除气设备(6)，在该除气设备中，所述纤维悬浮液(S)进入旋转转子(13，13’)的内腔(14)中，并使其呈旋转，由此通过离心力作用将所含的气体(7)分离。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，所述经除气的稀释液体(5)从除气设备(6)送到一单独的稀释料泵(9)中。
16.按照权利要求14或15所述的方法，其特征在于，一种纤维悬浮液(S’)、特别是废纸悬浮液在一浮选设备(37)中净化掉由浮选泡沫夹带的杂质，然后再将其增稠。
17.按照权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述浮选设备(37)中经净化的纤维悬浮液(S)在无中间串接泵的情况下送入除气设备(6)中。
18.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，进入所述除气设备(6)中的纤维悬浮液(S)的含气量大于1.5％。
19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于，进入所述除气设备(6)中的纤维悬浮液(S)的含气量大于3％，优选地大于5％。
20.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述除气设备(6，6’)中的绝对压力调节到高于其中存在的纤维悬浮液的蒸汽压至少0.1bar。
21.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，使用有一个具有圆筒内腔(14)的转子(13)的除气设备(6，6’)，该转子的壁是不透液的。
22.按照权利要求1-21之一所述的方法，其特征在于，使用有一个具有圆筒内腔(14)的转子(13)的除气设备(6，6’)，该转子的壁仅在排出经除气的液体的出口(15)处是透液的。
23.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述转子(13，13’)通过一发动机(34)驱动。
24.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，驱动所述转子(13，13’)使其内腔(14，14’)中产生一个为重力加速度的至少50倍，优选为至少10倍的离心区。
25.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述除气设备(6，6’)连续运行。
26.一种实施按照上述权利要求之一所述方法的除气设备，其具有-其中可旋转地安装有一个带有内腔(14)的转子(13，13’)的一外壳(23)，-用于送入待除气的液体的一入口(16)，该入口(16)与该转子(13，13’)的内腔(14)相连通，-用于经除气的液体的优选呈切向安装的一出口(15)，-呈中心安装的一排气管(25)，其上接有一真空设备(10)用于排出从液体中逸出的气体(7)，该转子(13)有至少一个开口(27)，通过该开口实现与出口(15)的流体连接，其特征在于，该转子(13)与驱动它的一发动机(34)相连。
27.按照权利要求26所述的除气设备，其特征在于，所述转子(13，13’)被一筛网篮(28)所围绕，该筛网篮的筛网孔(32)在转子(13，13’)和出口(15)之间建立流体连接，其适于分选纤维悬浮液(S)，以使大部分纤维穿过筛网孔(32)，并可作为物料(29)排出，而作为废料(30)的杂质被留下并可通过一废料出口(31)排出。
28.按照权利要求27所述的除气设备，其特征在于，在筛网(28)中的开口(27)是直径为1-4mm的圆孔。
29.按照权利要求27或28所述的除气设备，其特征在于，在转子(13’)的外侧安装有清除元件(33)，以用于保持筛网孔(32)通畅。
全文摘要
本发明涉及一种用于将纤维悬浮液(S)输送到纸机或纸板机(2)的至少一个集浆箱(1)或输送到过滤设备的方法。该纤维悬浮液(S)例如可通过稠料悬浮液(4)与稀释液体(5)混合产生。该方法应用至少一个其作用相当于离心机的除气设备(6)。该方法可节省场所地进行，并可取消大的除气容器。
文档编号D21F1/66GK101040081SQ200580035461
公开日2007年9月19日 申请日期2005年9月20日 优先权日2004年10月21日
发明者阿克塞尔·戈梅尔, 欧文·宾德 申请人:沃依特专利有限责任公司