与纸机或者相应机器有关的除气设备的制作方法

专利名称：：与纸机或者相应机器有关的除气设备的制作方法与纸机或者相应机器有关的除气设备纸料和网下白水的脱气在造纸中很重要，尤其是对生产印刷和书写纸等级的高速纸机。当用再生废纸原料生产低定量产品时，脱气对其他纸种和高速纸板机也很重要。随着纸料中再生纸和废纸含量的增加，纸料和网下白水的空气含量也同时逐渐增加。本发明涉及与造纸机、纸板机或者相应的成网机的上网系统中的网下白水处理有关的设备，该设备包括脱气罐。该罐与在脱气罐内产生真空的装置相连。至少一根网下白水进料管延伸到该罐内，该管子开口于罐内液位上方的真空空间。网下白水排放管与罐的底部相连。用于完全脱除空气的该脱气技术包括在真空下操作并且处于高位的常规脱气系统，主要包括带有常压溢流的脱气罐。因此脱气设备位于纸机上方。这样，就必须使用长管道，以将纸料和水分配到脱气系统中，并从脱气系统中分配纸料和水，如果纸料净化设备包含于该系统中，那么纸料和水还被分配到纸料净化设备。在本领域专家中间所述脱气系统最著名的当属安德里兹旗下商标为Deculator的系统。脱气罐是大罐，将要送到纸机的纤维悬浮液以稀混合物的形式被引入罐中。罐的工作原理为让纤维悬浮液在真空下沸腾，从而将气体分离到所谓的气体空间，并从罐中除去该气体。被引向纸机的悬浮液通过罐底部上的开口被排出，因此发明思想自然在于从罐中排出尽可能不含气体的纤维悬浮液。为了让罐的除气效率最佳，用真空泵将真空泵入罐中，借此，气体借助真空泵从罐中被抽出。通过借助罐内液位上方的喷嘴引入有待处理的纸料和液体，并使之冲击到例如脱气罐的顶板上，除气效率被进一步增强，借此，可能以气泡形式存在于正在处理的液体中的气体，在该液体与已经存在于罐中的液体接触之前，即被分离。气体可以从与纸料相同的脱气罐或者单独的罐中的网下白水中分离出来，例如在芬兰专利FI100950中所示，后者显示于图6和7中。最新的趋势在某种程度上涉及规模较小的纸机上网系统，其中空气仅从网下白水中去除。这种部分脱气在某些应用中可能足够了，它需要的投资较低。脱气水被引入泵和除渣器中，以调节浓度，并且还被直接引到流浆箱中，以调节最终的浓度分布。带有空气的浓浆按体积计大约占到流浆箱的总流量的20%(10-25%)，流浆箱中的纸料浓度为1.0%。浓纸料中的空气总量可以在1.0%和10%(按体积)之间变化。但是上网系统中的空气总量还取决于网下白水的空气含量和在主冲浆泵中混合的浓纸料和网下白水流的比例。根据流速速和空气含量之比可轻易算出流浆箱进料中的空气量。一般在具有Deculator脱气设备的常规上网系统中，在泵入流浆箱之前，所有空气已经从稀纸料(在第一冲浆泵中与网下白水混合的浓纸料)中除去。自从20世纪90年代末期以来，数量一直在增加的流浆箱更新一直以流浆箱技术的浓度分布调节(CP)形式为基础。大多数情况下，到浓度分布调节流浆箱去的稀释网下白水被脱气，并且网下白水在流浆箱前过筛。稀释水的量约占堰板流的8-20%。为浓度分布稀释水回路增加脱气设备保证了流浆箱中的纸料完全脱气，如果主管道也装备有脱气系统。如果不从纸料中除气，稀释水就被带入流浆箱中，相应量的空气就会出现于堰板流中。堰板流中的空气的量可轻松超过纸机的要求。在某些应用中，可以认为仅从稀释的网下白水中脱除空气就已足够。在此情况下，如果没有除去空气，那么堰板流中剩余的相应量的空气来源于浓纸料。流浆箱中的可接受的空气总含量是以由纸机供应商确定的保证值为基准，这赋予了纸机不出问题的运行性能和良好的纸张质量。下列的流浆箱脱气保证值引自安装的纸机一家纸机供应商规定在用于LWC纸时，空气含量为0.2%，另一家纸机供应商规定对新闻纸应用为0.3%，而对纸板机为0.7%。在生产纸和纸板时，增加再生原料的使用也导致纸机上网系统中的空气含量较高。在高速多层纸板机以及在原材料使用废旧箱板纸(0CC)和混合办公废纸(MOW)的低速testliner和fluting纸板机中(testliner是指掺杂了大量再生废纸的牛皮纸，fluting是加机械摩木浆的瓦楞芯纸)，进浆通常包括总量为5-8%的空气。在使用再生原料的新闻纸应用中，在脱气前的上网系统中通常也会测到5-10%的空气含量。如果不脱气，过量的空气可能对纸机的运行性能和纸张质量有不利影响。网下白水通常借助于所谓的网下白水斜槽从纸机湿部被引入网下白水坑。当在长的网下白水斜槽中输送中，较大的气泡会上升到水面上，但是水面以下的较小气泡会夹带在水中并向前输送到网下白水坑的底部和泵中。一些网下白水窖(Silos)可能装备有蒸汽分离出口，或者连接到网下白水坑的顶盖上安排的出口上的微弱真空，以除去空气。然而，在此情况下，系统无法保证网下白水能充分脱气。本发明的目的即在于清除上述问题，并为网下白水脱气提供廉价设备。为了达到这些目的，本发明涉及到在处理纸机、纸板机或者相应的成网机的上网系统中的网下白水时所用的设备，该设备包括脱气罐，该罐与在脱气罐内产生真空的装置相连，并且至少一根网下白水进料管延伸到所述罐，该进料管开口于罐内液位上方的真空空间，而网下白水排放管与罐底部相连。本发明的特征是至少一根进料管延伸到罐内液位的上方，直到真空空间，以便网下白水溢过进料管的边缘，进入真空空间，并流到罐内液位上，而网下白水排放管向下延伸，并与泵相连。脱气罐优选位于纸机高度处，连接到排放管上的泵位于底层高度处，排放管延伸到底层高度。网下白水借助真空流入脱气罐。所述的至少一根的进料管经由转换管与网下白水源相连，网下白水源的高度优选高于进料管的出口边缘。部分脱气消耗的能量较少，且为了不同的生产目的，脱气系统是可调的并且灵活。它需要的管线较少，因此减小了上网系统的体积。当需要完全脱气时，即纸料也需要脱气时，高架常规脱气系统作为备选系统会保留。本发明的特征是网下白水罐的操作和脱气过程被结合在位于纸机附近且占地面积小的同一个设备中。本发明提供了进一步开发的方案。能耗管理良好且低于已知系统。在某些应用中，完全脱气仍很重要，但是部分脱气也可以用在虽然除气有利但又不需要完全脱气的系统中。本发明的主要原理在于将网下白水和可能的成形器白水收集在处于真空下的脱气罐中。水从纸机经转换管被引到脱气罐中进行脱气。转换管的数目是一个或多个，这取决于网下白水的流速。在根据本发明的脱气原理中，网下白水不需要像在纸料脱气中一样进行冲击，而在纸料脱气中，必须使束缚于纤维中的气泡破裂。因此，在本发明中，进料进入脱气设备可以相对平稳；网下白水如同溢流一样流过进料管的边缘，并流到罐内液面上。进料管的上缘必须超过脱气罐中的液位，但优选低于网下白水源的表面，即入口表面，例如纸机的排水口，一般低约0.3-0.5米。借助液位上方的进料管，水被压入脱气设备，进入脱气罐中的液位上方的真空空间，以防止气泡沉没在液体中，并保证水从进料管落到液面上之前先脱气。就位置和工作原理来看，根据本发明的方案不同于常规方案不需要液体冲击，能耗降低，供液借助于重力和真空，流入平稳，以及液面和真空可调。不同于在其他系统中，根据本发明，没有出现气泡沉没。当气泡沉没时，除去它们比使它们进真空空间更困难。根据本发明的为网下白水脱气的设备使用了高达最大物理极限的真空。其他系统使用不充分的排出蒸汽清除或者连接到网下白水罐的顶盖上的出口管上的微弱真空，并且如果脱气设备具备溢流，那么它可以循环到脱气设备的进料侧。在本发明中，一个或多个控制阀被安排在网下白水的形成位置和脱气设备的进料之间的转换管中，以控制网下白水形成位置处的液面。脱气设备的进料在真空下进行，真空将水抽到所述设备中。另一方面，在网下白水的进料点和脱气罐之间，一个或多个控制阀可以设置在转换管中，以调节脱气罐中的液面。脱气罐的网下白水源一般为排出的网下白水或者纸机之类的成网机的网下白水窖(网下白水坑)。根据本发明的网下白水脱气系统优选位于纸机高度处的纸机附近，这允许可能的转换管最短。转换管可以从任何方向连接到脱气罐上。例如，双网成形器可以拥有位于流浆箱前的网下白水排放口和位于流浆箱后的另一个网下白水排放口。转换管的数目取决于网下白水的流速。脱气罐的大气水腿的高度根据建筑物从底层高度到纸机高度的结构来调节。设备的最低高度也可以根据脱气和真空要求来确定。就结构来说，本发明灵活，并且它可用于新的和现有的系统，而没有容量极限。该系统在真空下操作，真空例如借助液环真空泵来产生。真空系统为单泵系统，它装备有变速传动，以调节真空度。为防止真空泵有故障，如果附加容量可用的话，该系统可以配备并联的备用泵或者到纸机的公共吸水管线去的旁路。真空系统排入大气压，因此它可位于建筑物中的任何高度处。当上网系统包括增压旋流除渣器时，它们可以位于建筑物的底层高度处，或纸机高度处。当网下白水脱气系统用在现有的纸机上网系统中的浓度分布稀释水回路中，转换管连于现有的网下白水窖中的液位以下。在此情况下，各液位之间也有高度差，以借助重力减小流阻。真空通过液位调节阀将水抽到脱气罐的真空空间中，所述罐的排放管直接连接到流浆箱的稀释水输送泵上。根据本发明的系统只需要一台泵，但是常规脱气设备需要两台泵从网下白水窖到脱气设备的稀释水输送泵和从脱气设备到流浆箱的流浆箱稀释水输送泵。根据本发明的结构优选以垂直圆筒形式的罐为基础，该罐优选有圆锥形的上端和底部的圆锥形汇合部，后者与网下白水排放管、大气水腿相连。上部也可以是凸的。除大气水腿之外，还可能有其他必需的排放管，这些管与脱气设备下方的大气水腿或者汇合部分相连。在罐中的停留时间对除气很重要。已经计算出液体在罐中的足够的停留时间，它能让气泡经液面排入真空空间内。本发明的优点包括-容易适应的结构-灵活的布局5-纸机上网系统和脱气系统的成本下降-脱气效率充够高且能耗下降-上网系统体积减小-管子数量减少-在纸种改变时，转换时间缩短-取消了到脱气罐的稀释水输送泵-在主管道上也能使用单泵系统下面将比照附图更详细地描述本发明，其中图1详细说明了根据本发明用以从网下白水中除气的罐；图2图解说明了本发明的一个实施方式，其中网下白水脱气罐直接连接到纸机上；图3图解说明了本发明的一个实施方式，其中网下白水脱气罐直接连接到纸机上，且浓度分布稀释水回路连接于其上；图4图解说明了本发明的一个实施方式，其中网下白水脱气罐与现有的网下白水坑相连；图5图解说明了本发明的一个实施方式，其中网下白水脱气罐与网下白水窖相连，并且它还包括纸料脱气；图6图解说明了在本来已知的高架脱气罐中既从纸料又从网下白水中除气的现有技术的方案；和图7图解说明了在本来已知的分开的高架脱气罐中既从纸料又从网下白水中除气的现有技术的方案。图6所示的现有技术的纸机上网系统包括网下白水窖，即网下白水坑10，冲浆泵12，分为若干段的离心净化装置14，脱气罐16及其真空装置17，纸机24和纸机流浆箱22以及网下白水收集斜槽20。所述各部分安置成与纸机24相连，并且安排成按下述方式工作。网下白水被收集在网下白水窖中，如图所示，它在现有技术的系统中通常位于工厂的底层高度P，并且用于造纸的纤维材料(浓纸料)从纸机贮浆池经流路26被定量输送到窖中。借助也位于工厂底层高度P的冲浆泵12，所述造纸纸料和所需的来自网下白水窖10的稀释水被泵送到通常位于造纸车间底层K(纸机及其流浆箱的高度位置)的离心净化装置14中。接收到离心净化装置14中的造纸纸料借助由所述混浆泵12和由脱气罐16中的真空产生的压力被进一步输送到脱气罐16中，脱气罐16位于造纸车间底层上方的高度T处。脱气罐16—般包括溢流管，它保持罐中造纸纸料的液位恒定。从脱气罐16开始，基本上不含气体的造纸纸料一气体已经借助真空装置17尽可能彻底地从罐中除去一从管道28流到位于工厂底层高度的流浆箱进料泵(未示)，该泵进一步将造纸纸料泵送到流浆箱筛(未示)，流浆箱筛接收从管道30流入纸机流浆箱22中的造纸纸料。在脱气罐16中，空气也被从网下白水中除去，网下白水借助泵33从网下白水窖10经管线32被泵到罐16的另一端。网下白水经几根延伸到脱气罐的进料管被引到脱气罐，从而使网下白水冲击到罐的顶板上。在冲击和由真空装置17产生的真空的作用下，气体从网下白水中被分出。脱气的网下白水借助泵(未示)从管线34经筛子被引到流浆箱22中，将要被送到网上的纸料的最终浓度调节(横向分布调节)在流浆箱22处进行。溢出部分从脱气罐经管线36循环到冲浆泵12。结合图6，纸料和网下白水在脱气罐16中的共用的气体空间中进行处理，但已知它们也可以根据图7在分开的脱气罐16和16'中进行处理，脱气罐16和16'具有相似的结构，并且位于纸机高度上方的高度T处。图6还展示了本身众所周知的现有技术的网下白水坑方案。它包括位于工厂底层高度的垂直圆筒形容器10，在其上部安排了一个或多个网下白水斜槽20，网下白水通过该斜槽流入网下白水坑，基本上流到已经存在于该坑中的网下白水的表层。网下白水坑中的液位借助溢流管38保持恒定。恒定的液位保证基本恒定的流体静压总是在网下白水坑的底部占优。网下白水坑10的上端还配备有顶板和位于顶板上的排气管道39，从网下白水中分出的气体通过该排气管道从网下白水坑10中除去。浓纸料管26和再循环管36都通往网下白水坑10的底部。根据图6和7的结合的主要问题是主处理设备的高度，主处理设备位于明显不同的高度，这需要许多空间和长管子。图la更详细地说明了根据本发明的网下白水脱气(接收器)罐40。该结构是基于垂直的圆筒形罐41，但带有圆锥形端部42、43。本发明的主要原理在于将网下白水和可能的成形器白水收集在处于真空下的脱气罐40中。水从纸机经转换管被引到接收罐中进行脱气。转换管的数目是一个或多个，这取决于流速。在脱气罐中，转换管结束于进料管44中，进料管一般有一个弯头和一个方向朝上的管接头。罐的上部具有管道45，管道45通入用于在脱气罐的上部、罐中液面的上方产生真空空间的真空装置，以除去从网下白水中分出的气体。排放管46-用于排放脱气网下白水的大气水腿一与脱气罐的底部相连，罐的底部收缩，优选成圆锥形。脱气罐优选还具有溢流管47，以调节液位。在根据本发明的脱气原理中，不让网下白水通过冲击来分离空气。因此，进入根据本发明的脱气设备的进料相对平稳，进料管44的出口端59的上缘只有一个溢出口48。进料管的上缘必须超过脱气罐中的液位49，但一般比网下白水进口侧，例如纸机的排水口50(图lb)，的高度低约0.3-0.5米。借助液位上方的进料管，水被压入脱气设备，进入脱气罐中的液位上方的真空空间，以防止气泡沉没于液体中，并保证水落到液面上之前先脱气。图1B还说明了一个实施方式的顶视图和侧视图，此处，进料管44的数目大于1，即2。也可以需要更大的数目，4、6、等。转换管的数目取决于网下白水流速。如图所示，进料管的上端低于网下白水进料点，即一般为纸机的网下白水排放口。脱气罐的排放管，大气水腿，一般延伸道建筑的底层高度。除排放管46之外，能有几根排放管51，例如溢流管47的排放管和流浆箱稀释水管。图2说明根据图1的网下白水脱气的脱气罐40可以如何应用于新的纸机上网系统。罐40本身位于纸机高度K处。脱气罐直接连接到纸机的网下白水排放口上，并且不像在图6中一样，需要单独的网下白水窖或者网下白水坑10。网下白水从纸机网部经一个或多个转换管52被引入罐中，转换管借此像进料管44一样以在图1说过的方法延伸到罐内。转换管可以在处与纸机右侧相连。一条管道45从脱气罐40的上部通往真空装置53。一个或多个控制阀54被安排在网下白水的形成位置和脱气罐的进料之间的转换管中，以控制网下白水在纸机处的排放点55处的液位。基本上不含气体的网下白水经脱气罐40的排放管46排出，如同将浓纸料接收在现有技术中的网下白水坑中一样，网下白水以与之相同的方式将浓纸料26接收在排放管的底部。也流浆箱再循环56被引入底部的大气水腿，进入冲浆泵的吸入喇叭口12。网下白水稀的，并且薄坯从而获得被冲浆泵12优选经管线30通过纸机筛(未示)进入流浆箱22到离心净浆器14和进一步地泵。离心除渣器14位于底层高度。在已知的系统中，图6和7，在此脱气罐脱气罐之后，在纸机筛之前，Deculator型脱气罐和流浆箱冲浆泵(图6和7中未详细展示)总是需要冲浆泵(12)。在根据本发明的系统中，例如在图2中，流浆箱稀释管只需要一台泵，因为送到脱气罐的网下白水不需要泵，而是借助真空进入脱气罐。另外，如果不用离心除渣器(许多纸板机应用)，那么主管道也不需要第二台泵。但是当主管道上需要离心除渣器时，只有当包括除渣器接收反压力和除渣器标称压力差的综合压力超过为离心除渣器限定的最大进料压力时，在除渣器之后才必须有第二冲浆泵。除了在脱气罐40中脱气的部分网下白水被用作流浆箱中的稀释水以调节纸料浓度分布之外，图3所示的配置与图2对应。网下白水经管子46'通过筛子(未示)被泵入流浆箱。图4图解说明了根据本发明的网下白水脱气配置，它连接到本身已知的网下白水窖10上，网下白水窖10结合图6来描述。从纸机网下白水是介绍有名的网下白水窖10的方法，如同存在于与...的联系图6。网下白水坑10经转换管52'连接到根据本发明的网下白水脱气罐40上进行脱气。液位在网下白水坑被高于排放口的脱气罐进料管。借助真空，网下白水通过高度调节阀流入脱气罐40的真空空间，而所述罐的排放管直接连接到流浆箱的稀释水混浆泵上。这一基本上不含气体的网下白水被用作流浆箱中的稀释水，以调节纸料的浓度分布，它通过筛子被泵到流浆箱。因此网下白水被泵从脱气罐40大气水腿46带有从管线34？里抽33？经筛子入纸机流浆箱22。本申请不需要完全脱气，而是仅从网下白水中但不从纸料中除去空气，纸料取自网下白水窖，即网下白水坑10，借助泵12经离心除渣装置14和纸机筛(未示)从管线30进入流浆箱。图5图解说明了纸机上网系统，它包括本身已知的网下白水窖，网下白水从纸机经通道20被导入网下白水窖。浓纸料26被导入网下白水坑，并进一步进入稀释进料泵12。如果需要，稀纸料经管线58通过离心除渣器离心除渣器14被引导到高度位置T比纸机高度高的脱气罐16，以为纸料脱气，就像结合图6所述的那样。另外，网下白水用根据本发明的方法从网下白水坑10中取出，并经至少一根转换管52'进入脱气罐40，通过这种方式从网下白水中除去空气。为了产生真空，脱气罐40现在经管线57被连接到与纸料脱气罐16相同的真空源，它也可以连接到如图2所示的单独的真空装置53。脱气的网下白水借助泵33'从脱气罐40经筛子(未示)和管线34’被泵到流浆箱22，它可以用在流浆箱中，以调节纸料的浓度分布，这需要不含气体的液体，以保证纸机的无障碍操作。根据本发明的上网系统的优点，例如如图2-5的实施方式所示，在于从网下白水中除气是在基本位于纸机高度上的脱气罐中进行，因此空间需求和管子基本上小于现有技8术的(例如图6中的)上网系统。尤其是当上网系统中只需要部分除气时，本发明的优点变得更明显。图中的附图标记<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求一种处理纸机、纸板机或者相应的成网设备的上网系统中的网下白水的设备，所述设备包括脱气罐，它与在脱气罐内产生真空的装置相连，至少一根网下白水进料管进料管延伸到该罐的内部，网下白水进料管又与网下白水源相连，并且开口于槽内液位上方的真空空间，而且一根网下白水排放管连接到该罐的底部，其特征在于至少一根进料管延伸到脱气罐内的液位上方，并且进料管具有出口边，网下白水漫过该出口边流入真空空间，并流到罐内的液面上，并且网下白水排放管向下延伸，并与一台泵相连。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于脱气槽位于纸机高度处，并且连接到排放管上的泵位于底层高度处，而排放管延伸延伸到底层高度。3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于至少一进料管被转换管到网下白水源连接，把其中是高于进料管的出口边弄平整。4.根据权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于脱气罐包括圆筒形容器，其上部具有进入真空产生装置的管道，该容器包括成圆锥形收缩的底部，该底部通入一个排放管道，优选通入一根排放管。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于圆筒形容器包括圆锥形的或凸的上部。6.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其特征在于溢流结构安排在脱气罐的的上部，以保持网下白水水位基本恒定。7.根据上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于进料管的数目是两个或更多。8.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其特征在于转换管既与进料管相连，又与成网机的网下白水排放口管相连，以便不经所谓的网下白水坑即将网下白水直接引入脱气罐。9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于网下白水排放口的液位高于脱气罐中的进料管的出口边。10.根据权利要求1-7中任何一项所述的设备，其特征在于该设备包括网下白水坑，网下白水从成网设备被引到网下白水坑，并且转换管既与脱气罐的进料管相连，又与网下白水坑相连，以便将网下白水引入脱气罐。11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于网下白水坑排放的液位高于脱气罐中的进料管的出口边。12.根据上述任何一项权利要求的设备，其特征在于连接到脱气罐的网下白水排放管上的泵与纸机或相应设备的回流相连，以将有待用于纸料稀释的网下白水引入流浆箱。13.根据权利要求1-11中任何一项所述的设备，其特征在于来自脱气罐的网下白水排放管与纸料稀释泵相连。14.根据权利要求4所述的设备，其特征在于网下白水排放管的数目大于一。15.根据权利要求8所述的设备，其特征在于一个或多个控制阀设置在网下白水源和脱气罐之间的转换管上，以调节网下白水源中的液位。16.根据权利要求10所述的设备，其特征在于一个或多个控制阀设置在网下白水源和脱气罐之间的转换管上，以调节脱气罐中的液位。17.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其特征在于脱气罐的尺寸按如下方式确定，即让网下白水在脱气罐中有足够的停留时间，以便达到脱气要求。全文摘要本发明涉及与纸机、纸板机或者相应的成网机的上网系统中的网下白水处理有关的设备，该设备包括脱气罐(40)。该罐与在罐内产生真空的装置相连。至少一根网下白水进料管(44)延伸到该罐内，该管子开口于罐内液位(49)上方的真空空间。网下白水排放管(46)与罐的底部(43)相连。进料管延伸到罐内液位的上方，以便网下白水溢出进料管边缘(59)，溢流到罐内的液位上，而网下白水排放管向下延伸并与泵(12)相连。文档编号D21D5/26GK101835935SQ200880010584公开日2010年9月15日申请日期2008年4月2日优先权日2007年4月3日发明者约尼·帕尔维艾宁,阿里·佩尔基,阿里·威力普尼申请人:安德里兹私人有限公司