DE3889559T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Behandlung einer Fasersuspension und zur Kontrolle des Fliessens einer Fasersuspension. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Behandlung einer Fasersuspension und zur Kontrolle des Fliessens einer Fasersuspension.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Regulierung und Behandlung einer Fasersuspensionsströmung. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignen sich besonders zum Einsatz bei der Beimischung von Chemikalien und der Regulierung der Beförderung von hochkonsistenter Pulpe in der Papier- und Zellstoffindustrie.
  • Hochkonsistente Pulpe wird nach wie vor allgemein mit einer Verdrängungspumpe und einer Schraubenpumpe befördert. Das ist bis heute die einzige Möglichkeit gewesen, hochkonsistente Pulpe zu pumpen. Wenn die Pulpe mit solchen Pumpen befördert wird, wird auf der Austrittsseite kein Regelventil benutzt. Dafür gibt es zwei Gründe. Erstens ist hochkonsistente Pulpe steif, und die Pumpen erzeugen einen pulsierenden Druck. Wenn es auf der Austrittsseite eine Drosselstelle gibt, erzeugt sie starke Druckimpulse im Rohrleitungssystem, was Konstruktionen beschädigen kann. Zweitens funktioniert eine Verdrängungspumpe sogar dann, wenn auf der Saugseite keine Pulpe oder so wenig Pulpe vorhanden ist, daß sie die Abteile der Pumpe nur teilweise füllen würde. Die Pumpe kann so arbeiten, daß sie alles, was von der Saugseite in die Abteile komint, vorwärts befördert.
  • In letzter Zeit ist in den Fabriken ein neuer Hochkonsistenz-Pumpentyp allgemein geworden, wie er z.B. in der US- Patentveröffentlichung 4,435,122 dargestellt ist. Diese neue Pumpenart ist eine Kreiselpumpe, in der hochkonsistente Pulpe fluidisiert wird, mit anderen Worten in einen fließenden Zustand versetzt wird, gerade bevor die Pulpe den Wirkungsbereich des Pumpeniaufrades erreicht. Bei dieser Fördertechnik für hochkonsistente Pulpe ist es normalerweise notwendig, ein Regelventil auf der Druckseite der Pumpe gemäß Fig. 1 zu installieren, um sicherzustellen, daß sich auf der Saugseite der Pumpe stets Pulpe befindet oder daß die Menge der zu pumpenden Pulpe stimmt. Hochkonsistente Pulpe (Konsistenz 8 bis 20 %) bildet sehr steifes Material; es kann so steif sein, daß man mit normalen Schuhen, ohne abzusinken, auf der Pulpe stehen kann. Der Grund dafür ist, daß die Fasern mit einigen Millimitern Größe ein starkes dreidimensionales Fasergeflecht bilden. Die Fasern sind ziemlich fest und bilden beim Aufeinanderliegen eine starke Struktur. Hochkonsistente Pulpe kann jedoch dadurch in einen fließenden Zustand überführt werden, daß das Fasergeflecht aufgebrochen wird, indem in die Suspension Scherkräfte eingebracht werden. Dies wird als Fluidisierung von hochkonsistenter Pulpe bezeichnet. Normalerweise wird die Fluidisierung durch eine Art leistungsstarken Läufer erreicht. Der Läufer bewirkt z.B. in einer Hochkonsistenz-Pumpe die Fluidisierung im Saugkanal der Pumpe. Die Fluidisierung ist ein reversibler Prozeß, und sobald der Läufer stillsteht oder die Pulpe sich nicht mehr im Wirkungsbereich des Läufers befindet, wird das Fasergeflecht erneut gebildet und aus der Suspension wird wieder festes Material.
  • Wenn die Kapazität der Pumpe mit einem Regelventil gemäß Fig. 1 eingestellt wird, wird die Förderhöhe wegen der steifen Beschaffenheit der Pulpe im Regelventil erheblich herabgesetzt. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Strömungswiderstand des Ventils zu verringern. Bei der Regulierung der Strömung von hochkonsistenter Pulpe liegt der Widerstand oft bei mehreren Bar sogar bei den besten bekannten Ventilen. Fig. 6a zeigt im Prinzip den Rückgang der Kapazität der heutigen Ventile, wenn die Konsistenz zunimmt.
  • Fig. 6b ist eine graphische Darstellung, die die Kapazität eines mit einem Fluidisator versehenen Ventils darstellt. Die Zuverlässigkeit des Ventils und die Verstellbarkeit verbessern sich insbesondere bei kleinen Öffnungswinkeln.
  • In Zellstoffabriken ist es oft notwendig, z.B. bei der Bleiche der Pulpe Chemikalien beizumischen. Dies kann entweder in einer Hochkonsistenz-Pumpe oder in einem getrennten Mischer (FI-Anmeldung 850854) erfolgen. Wenn Chemikalien einer Hochkonsistenz-Pumpe beigemischt werden, werden sie entweder vor der Pumpe oder am Außenumfang des Laufrades zugesetzt. Wird dies getan, erübrigt sich ein getrennter Mischer, weil ein und dieselbe Vorrichtung sowohl als Mischer als Pumpe funktioniert.
  • Oft kann eine Pumpe aus mehreren Gründen nicht als Mischer benutzt werden. Es kann sich dabei z.B. um Materialprobleme oder die Tatsache handeln, daß die Menge oder Qualität der Chemikalien derart sind, daß das Chemikalium nicht in die Pumpe eingegeben werden kann. Folglich soll ein getrennter Mischer gemäß Fig. 2 eingesetzt werden. Es gibt Fälle, wo ein Teil der Chemikalien der Pumpe und der Rest dem Mischer oder alle Chemikalien dem Mischer je nach der Situation zugeführt werden können.
  • Solch ein Mischer ist z.B. in der finnischen Patentanmeldung 68688 beschrieben. Der Mischer besteht aus einem Gehäuse mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung und Vorsprüngen auf der Innenseite, einem Läufer, der Vorsprünge auf der Außenseite aufweist, und einem Eingabekanal für Chemikalien, der in die Mischzone zwischen Läufer und Gehäuse mündet. Der genannte Mischer, obwohl er sehr praktisch und zuverlässig ist, läßt sich jedoch sehr kompliziert aus einem Spezialwerkstoff herstellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Bedarf eines getrennten Mischers durch ein neuartiges Ventil zu eliminieren und die Mischeigenschaften des Ventils auszunutzen sowie den Gesamtwiderstand des Systems und den Platzbedarf herabzusetzen.
  • Die FI-Anmeldung 850307 stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Teilung und Vereinigung der Ströme von hochkonsistenten Fasersuspensionen dar, wobei die Vorrichtung aus einer Wirbelkammer besteht, in die mehrere Eintritts- und/oder Austrittsöffnungen führen und worin sich ein eine Wirbelströmung erzeugender Läufer befindet. Der Erfindungsgedanke der vorliegenden Erfindung umfaßt auch die Tatsache, daß in den Austrittskanälen Ventile vorgesehen sind, an die die Wirbelströmung heranreichen sollte, um die Vorrichtung auf gewünschte Weise arbeiten zu lassen. Bei der Anordnung gemäß der obengenannten Veröffentlichung ist es im allgemeinen notwendig gewesen, die Regelventile in den Austrittskanälen so weit weg vom Läufer anzuordnen, daß bis die hochkonsistente Pulpe sie erreicht, sie bereits am Anfang des Kanals vor der Ventilöffnung und insbesondere bei kleinen Öffnungswinkeln einen starken Pfropfen gebildet hat.
  • Aus US-A-4030969 ist ein Verfahren zur Dispergierung eines Bleichmittels in einen Strom von faserhaltiger Zellulosepulpe bekannt. Die mit dem Bleichmittel vermischte Pulpe wird einem augenblicklichen Druckabfall ausgesetzt, wenn sie ein Drosselmundstück in eine Expansionszone vor dem Munstück durchfließt, wobei die sichernde Turbulenz eine gleichmäßige Dispersion des Bleichmittels in der Pulpe ergibt.
  • Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, die Nachteile der Anordnungen gemäß den obengenannten Veröffentlichungen duch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zu eliminieren oder zu minimieren.
  • Diese Aufgabe wird der vorliegenden Erfindung zufolge durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. 4 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den entsprechenden Patentansprüchen beschrieben.
  • Im folgenden werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik angeführt.
  • - Das Ventil funktioniert bei hohen Konsistenzen (15 bis 25 %).
  • - Das Ventil funktioniert auch bei kleinen Öffnungswinkeln gleichmäßig und ohne Verstopfung, nicht einmal am Startpunkt wird übermäßige Öffnung benötigt.
  • - Die Kapazität des Ventils verbleibt nahezu dieselbe wie das Wasser-Äquivalent bei niedrigeren Druckdifferenzen als die der derzeitigen Pulpeventile, wenn Pulpeströme eingestellt werden (vgl. Fig. 7).
  • ΔQx = QPulpe/QWassser
  • - Ventil und Mischer, die aus Spezialwerkstoffen hergestellt sind, werden durch einen Ventilmischer ersetzt.
  • - Der Gesamtdruckverlust wird vermindert.
  • - Es ist möglich, das Konsistenzniveau des Gemisches auf eine Konsistenz von 25 bis 30 % anzuheben. Bei den bekannten Vorrichtungen ist dies unmöglich.
  • Beim System gemäß dem Stand der Technik (Fig. 1) hat der Zweck darin bestanden, das Ventil in einem kleinen Rohr dicht an der Druckseite der Pumpe anzuordnen. Somit wird am Ventil eine hohe Strömungsgeschwindigkeit erreicht, was das Ventil zu besserer Funktion veranlaßt und Verstopfung verhindert. Ein erfindungsgemäßes Ventil und die es anwendende Anordnung können an jeder beliebigen Stelle der Rohrleitung angeordnet werden.
  • Die Konstruktion des Ventils ist solch, daß es unabhängig von der Geschwindigkeit der Zulaufströmung funktioniert.
  • Die die Erfindung anwende Anordnung ermöglicht die Beimischung von Chemikalien, ohne daß die Pumpe die einzige Stelle ist, wo sie zugesetzt werden können. Bei Bleichprozessen kann in vielen Fällen ein Teil der Chemikalien in der Pumpe und der Rest im Regelventil zugegeben werden. Es wird kein getrennter Mischer gebraucht. Somit ist die Anordnung gemäß dem Stand der Technik (Fig. 2) wesentlich vereinfacht.
  • Ein bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in den großen Möglichkeiten zur Einstellung des Volumenstroms. Weil es möglich ist, die hochkonsistente Pulpe direkt vor dein Ventilelement zu fluidisieren, kann die Ventilöffnung auf ihr Minimum gedrosselt werden, wobei sich die Pulpeströmung dennoch fortsetzt, es also möglich ist, niedrige Durchsätze auch bei hohen Konsistenzen zu erreichen.
  • Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigen dabei
  • Fig. 1a und 1b schematische Darstellungen von Pumpanordnungen gemäß dem Stand der Technik.
  • Fig. 2 schematisch eine Mischanordnung gemäß dem Stand der Technik.
  • Fig. 3 in Seitenansicht einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines einstellbaren Mischventils gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 4 eine Einzelheit einer Ventilanordnung gemäß Fig. 3 aus der Eintrittsrichtung gesehen.
  • Fig. 5 schematisch eine Pumpanordnung, die ein verstellbares Mischventil gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt.
  • Fig. 6a und 6b sind graphische Darstellungen der Durchflußkurven eines Ventils gemäß dem Stand der Technik und eines erfindungsgemäßen Ventils bei Pulpen unterschiedlicher Konsistenzen im Vergleich zu Durchflußkurven bei Wasser.
  • Fig. 7 eine graphische Darstellung über den Vergleich der entsprechenden Ventile im Verhältnis Pulpedurchsatz zum Wasserdruchsatz als Funktion des über das Ventil herrschenden Druckes.
  • Im Prinzip gibt es zwei früher bekannte Typen von Regelanordnungen beim Pumpen von Pulpe. Fig. 1a zeigt das sog. Prinzip der Füllstandsregelung, wobei der Ausgang der Pumpe 2 durch das Ventil 1 derart verstellt wird, daß der Pulpepegel im Pulpebehälter 3 konstant bleibt. In Fig. 1b ist das sog. Prinzip der Durchflußmengenregelung dargestellt, wobei die Pumpe 2 am Pulpebehälter 3 befestigt ist und danach ein Strömungswächter 5 im Strömungskanal angeordnet ist, durch den eine Pulpeströmung fließt, welche Strömung durch das Ventil 6 konstant gehalten wird. In den beiden Fällen ist das Ventil ziemlich weit weg von der Pumpe und in jedem fall so weit weg angeordnet, daß die hochkonsistente Pulpe Zeit hat, feste Fasergeflechte zu bilden und die Strömung Zeit hat, sich in eine Pfropfenströmung zu verwandeln. Das darauffolgende Hindurchpressen von Pulpe durch das Ventil bringt einen großen Druckverlust mit sich. Zusätzlich soll bemerkt werden, daß ein Ventil nicht so dicht an die Pumpe angebracht werden kann, daß es die beginnende Verfestigung der Pulpe verhindern würde, weil die die Bildung des Fasergeflechts bereits in der Pumpe selbst gleich nach der Fluidisierungszone der Pumpe beginnt.
  • Fig. 2 zeigt eine Anordnung gemäß dem Stand der Technik, z.B. zur Beimischung von Bleichchemikalien in die Suspension. Die Anordnung umfaßt einen Pulpebehälter 3, eine Pumpe 2, ein Füllstandsregelventil 1 und einen in der Strömungsrichtung der Pulpe dem Ventil 1 nachgeschalteten Mischer 7, welcher Mischer z.B. dem in der Patentanmeldung FI 850854 gezeigten Fluidisierungsmischer ähnlich sein kann. Nachteile der Anordnung bestehen in einem beachtlichen Gesamt-Druckverlust der Vorrichtungen vor allem bei hochkonsistenten Pulpen und den Kosten der aus Spezialwerkstoffen hergestellten Vorrichtungen.
  • Wenn eine makroökonomische, kompakte und vernünftige Lösung angestrebt wird, soll beachtet werden, daß bei allen Pumpsystemen ein Ventil nach der Pumpe notwendig ist, um die Pumpenfunktion mit dem Ventil wunschegemäß regeln zu können. Entsprechend soll beachtet werden, daß die im Betrieb sogar bei MC-Konsistenzen unzulänglichen Vorrichtungen die durch die MC-Pumpen erreichbaren Vorteile erheblich verringern. Somit ist man auf der Suche nach einer Erfindung, die den Druckverlust des Ventils minimiert und eine problemfreie Funktion gewährleistet. Fig. 3 und 4 stellen eine erfindungsgemäße Anordnung dar, bei der ein Ventil 10 im allgemeinen einen an Rohranschlüssen 11 und 12 oder entsprechenden befestigten Ventilkörper 13 und Eintritts- und Austrittsöffnungen 14 und 15 darin umfaßt. Im Körper 13 befindet sich eine Ventilöffnung 16, und die Dichtfläche derselben weist einen Sitzeinsatz 17 auf. Zusammen mit dem Sitzeinsatz 17 arbeitet bei der figurgemäßen Ausführungsform ein Drosselelement 19 in Form eines Kalottenventils mit einer V-Öffnung 18, wobei die Innen- und Außenfläche des Ventils ein Teil der kugeligen Fläche sind. Die Stellung des Kalottenventils 19 wird durch eine aus dem Ventilkörper 13 herausragende Spindel 20 verstellt. Der Figur nach ragt vom Ventilkörper 13 eine zur Spindel 20 entgegengesetzte koaxiale Welle 21 heraus, und am Ende der Welle 21 innerhalb des Ventilkörpers 13 auf der konkaven Seite des Kalottenventils 19 ist ein Fluidisierungselement 22 ist befestigt. Die obenbeschriebenen Hauptbestandteile sind in Hinsicht auf die Richtung der Pulpeströmung vorzugsweise wie folgt angeordnet: zuerst das Fluidisierungselement 22, dann das Kalottenventil 19, und dann die Ventilöffnung 16. Es ist aber auch möglich, das Ventil in der entgegengesetzten Lage anzuordnen, wobei das Fluidisierungselement in der Strömungsrichtung hinter dem Ventilelement ist, um zu verhindern, daß sich die Fasern rings um die Ventilöffnung festsetzen. Entsprechend können die Richtungen der Wellen des Läufers und des Ventils voneinander abweichen oder eine der Wellen kann in der anderen angeordnet sein. Der Läufer kann natürlich auch in Verbindung mit einer Welle einer anderen separaten Vorrichtung, wie etwa einem Sieb, Eindicker, Knotenfänger oder entsprechendem angeordnet sein.
  • Fig. 3 und 4 stellen auch einen bevorzugtesten Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Ventilanordnung dar. Am Ventilkörper 13 ist in der Strömungsrichtung stromaufwärts von den anderen Komponenten eine Eintrittsöffnung 23 für Chemikalien vorgesehen, durch welche Öffnung z.B. Bleichchemikalien mühelos in den Pulpestrom eingegeben werden können. Durch die gleiche Fluidisierungsfunktion, die die Pulpe in eine flüssige Form versetzt und als diese durch das Ventil fließt, wird dabei eine sehr effektive Vermischung der Chemikalien mit Pulpe erreicht. Die Eintrittsöffnung für Chemikalien kann selbstverständlich wahlweise auch in der Fluidisierungszone angeordnet sein.
  • Ein erfindungsgemäßes Ventilelement funktioniert auf folgende Weise. Bei hochkonsistenter Pulpe, wenn der von der Pumpe kommende Pulpefluß das Ventil als Pfropfenströmung erreicht, wird die Pulpe durch das im Ventilkörper funktionierende Fluidisierungselement solch einer erheblichen Menge von Scherkräften ausgesetzt, daß die ein festes Geflecht bildenden Bindungen zwischen den Fasern gelöst werden und die Pulpe wie Fluid durch das Ventil fließt. Der durch das Ventil verursachte Druckverlust ist folglich nur ein Bruchteil dessen, was er ohne Fluidisierung wäre. Am schwierigsten ist die Situation, wenn der durch Ventilelement 19 und Ventilöffnung 16 gebildete Strömungskanal sehr klein, der Volumenstrom also klein ist. Dabei setzen sich die Fasern sehr leicht an den Rändern des Strömungskanals fest und sammeln sich dort an, wodurch innerhalb einer kurzen Zeit ein das Ventil absperrender Pfropfen gebildet wird. Es ist jedoch möglich, das Fluidisierungselement so zu konstruieren, daß es im Strömungskanal einen Puls gegen die normale Strömungsrichtung erzeugt, es ist mit anderen Worten geneigt, die am Rand der Öffnung gebildeten Faserbündel loszuziehen und sie zum Rest der Pulpe zurück zu leiten. Wenn ein umlaufender Läufer eingesetzt wird, können die Faserbündel auch durch die gemeinsame Wirkung der Konstruktion des Ventilelements und der Umlaufrichtung des Läufers gelöst werden.
  • Fig. 5 stellt ferner eine bevorzugte Anordnung dar, wobei das Ventil 10 bei Bedarf auch als Mischer benutzt werden kann. Eine Pumpe 2 ist mit einem Pulpebehälter 3 verbunden, und der Pumpe ist eine an einer geeigneten stelle angebrachte Ventilvorrichtung 10 nachgeschaltet, die der Ausführungsform der Figur zufolge durch einen Füllstandswächter angesteuert wird. Die Anordnung in Fig. 5 kann wohl mit der Anordnung von Fig. 2 verglichen werden, weil in den beiden Fällen die gleichen Maßnahmen eingesetzt werden: Regelung der Pumpe und Beimischung von Chemikalien. Die Vorrichtung von Fig. 5 ist viel einfacher, und ein zusätzlicher Vorteil wird durch den gegenüber dem von Fig. 2 höheren Austrittsdruck erreicht.
  • Das erfindungsgemäße Ventil kann z.B. bei einer Vorrichtung eingesetzt werden, wo Pulpe von der MC-Pumpe zum Eindicker geleitet wird, der einen gewissen Gegendruck voraussetzt, um wunschgemäß zu funktionieren. Folglich kann die Konsistenz des gedrosselten Pulpestroms leicht mehr als 15 %, sogar 20 % betragen, wobei - um die Strömung sicherzustellen (mit anderen Worten die Verstopfung an der Drosselstelle zu verhindern) eine Fluidisierung der Pulpe unmittelbar vor dem Ventil erfordert wird. Dabei soll das Ventil vorzugsweise exakt an der Austrittsöffnung des Eindickers angeordnet sein, weil gleichzeitig zur Drosselung der Strömung durch das Ventil es auch die Ableitung der Pulpe aus dem Eindicker ermöglicht. Entsprechend kann das Ventil auch in Zusammenhang mit anderen hochkonsistente Pulpe behandelnden Komponenten benutzt werden.
  • Fig. 6a stellt das Verhalten eines konventionellen Ventils bei hochkonsistenten Pulpen dar. Die Versuchskonsistenzen lagen bei 8, 10, 13 und 15 %. Die Horizontalachse zeigt den Öffnungswinkel des Ventils und die Vertikalachse den das Ventil durchlaufenden Massenstrom. Aus der Graphik geht hervor, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Pulpe bei einer Konsistenz von 10 % bei großen Öffnungswinkeln merklich abzunehmen beginnt und bei einer Konsistenz von 15 % der Wert der Pulpeströmung unter der Hälfte des Höchstwertes bleibt, der bei Wasser erreicht wird. Entsprechend soll bei kleinen Öffnungswinkeln beachtet werden, daß eine Konsistenz von 15 % einen Öffnungswinkel erfordert, der mindestens das Zweifache dessen bei Wasser beträgt, um die Strömung zunächst einmal einzuleiten. Somit ist die Regelung von kleinen Durchsätzen durch konventionelle Ventile höchstkompliziert, wenn nicht unmöglich.
  • Fig. 6b zeigt entsprechend das Verhalten des erfindungsgemäßen Ventils bei hohen Konsistenzen. Aus den gleichen Koordinaten ist ersichtlich, daß sich die 15 prozentige Pulpe bei kleinen Öffnungswinkeln nicht von Wasser unterscheidet, so daß die Verstellbarkeit genau so gut wie bei Wasser ist. Bei größeren Öffnungswinkeln erfordert die 15prozentige Pulpe einen etwas größeren Öffnungswinkel als Wasser, die Kurve wird jedoch nicht in die Horizontale gebogen wie bei Ventilen gemäß dem Stand der Technik.
  • Fig. 7 zeigt Vergleichskurven der Ventilkapazität (y-Achse) als Funktion der über das Ventil herrschenden Druckdifferenz. Die Kurven stellen das QPulpe/QWasser -Verhältnis der Volumenströme, das bei Ventilen gemäß dem Stand der Technik (Kurven mit unterbrochenen Linien) bereits bei einer Konsistenz von 10 % schwach ist. Es wird also eine große Druckdifferenz erfordert, damit der Wirkungsgrad der Strömung einen einträglichen Wert erreicht. Bei einer Konsistenz von 15 % ist die erforderliche Druckdifferenz sogar größer. Mit einem erfindungsgemäßen Ventil (ununterbrochene Kurve) wird ein erheblich besser Wirkungsgrad erreicht, und der mit einer erheblich kleineren Druckdifferenz erreichte Höchstwert is weniger als die Hälfte der entsprechenden Druckdifferenz eines Ventils gemäß dem Stand der Technik.
  • Die obenbeschriebene erfindungsgemäße Anordnung hat es somit ermöglicht, die Nachteile und Mängel der Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik zu vermeiden oder minimieren, indem die Vorrichtung dadurch vereinfacht wird, daß die anwendbaren Komponenten zu einer vernünftigen Einheit kombiniert werden. Es sind oben jedoch nur einige besonders vorteilhafte Ausführungsformen angeführt worden, die den Schutzumfang der Erfindung nicht davon einschränken sollen, was in den beigefügten Patentansprüchen dargestellt ist. Es ist z.B. klar, daß es nicht notwendig ist, ein Kalottenventil mit einer V-Öffnung zu benutzen, sondern in einigen fällen kann die Verwendung eines Schiebers wie auch eines Kugel- oder Plattenventils begründet sein. Entsprechend braucht das Fluidisierungselement nicht ein Läufer wie in den Figuren zu sein, sondern es kann auch eine andere Art Vibrator eingesetzt werden. Ferner brauchen das Ventil und das Fluidisierungselement nicht in ein und demselben Körper angeordnet zu sein, sondern es kann z.B. aus technischen Gründen bei der Herstellung vorteilhaft sein, das Ventil und das Fluidisierungselement als getrennte aneinander zu befestigende Komponenten zu konstruieren. Desweiteren ist es möglich, den Druckverlust herabzusetzen, indem die Form und Funktion des Fluidisators und des Ventilelements, mit anderen Worten die Umlaufrichtung des Fluidisators so arrangiert wird, daß die Pulpe durch den Fluidisator einer kinetischen Komponente zur Ventilöffnung hin ausgesetzt wird.
  • Es ist ebenfalls klar, daß das verwendete Material nicht hochkonsistente Pulpe zu sein braucht, sondern die Vermischung ist auch bei verdünnten Pulpen oder bloßen Fluiden anwendbar. Entsprechend können die beizumischenden Substanzen oder Chemikalien entweder gasförmig, flüssig oder fest sein.

Claims (14)

1. Verfahren zur Verbesserung der Regulierung und Behandlung von Fasersuspensionströmung, wobei die Fasersuspension durch Drosselung der Querschnittsfläche der Strömung reguliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasersuspension in nächster Nähe und in der Strömungsrichtung stromaufwärts von der Drosselstelle fluidisiert wird, wobei das Fasersuspension-Strömungsgut Scherkräften ausgesetzt wird, durch die die Bindungen zwischen den Fasern der Suspension gelöst werden und die Bildung von Faserbündeln an der Drosselstelle verhindert wird, und die Fasersuspension in flüssigem Zustand durch die Drosselstelle fließt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Chemikalien in die Fasersuspensionströmung bevor dessen Fluidisierung oder in Verbindung damit eingegeben werden, wobei die Chemikalien in Zusammenhang mit der Fluidisierung mit der Fasersuspension vermischt werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle bei der Fluidisierung der Fasersuspensionströmung Druckimpulsen ausgesetzt wird, die in der entgegengesetzten Richtung zur Hauptströmung der Fasersuspension wirken, um die an den Rändern der Drosselstelle festgesetzten Fasern zu lösen.
4. Vorrichtung zur Regulierung und Behandlung einer Fasersuspensionströmung, bestehend aus einem Körper (13) mit einer Eintritts- und Austrittsöffnung darin, und einer Drosselstelle in der Querschnittsfläche der Strömung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluidisierungselement (22) in nächster Nähe der Drosselstelle angeordnet ist und die Fasersuspension in der Strömungsrichtung stromaufwärts von der Drosselstelle fluidisiert, um Geflechte und Flocken der Fasersuspension zu eliminieren.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle mit einer Drosselöffnung (16) und einem Drosselelement (19) versehen ist.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidisierungselement (22) innerhalb des Körpers (13) in der Strömungsrichtung stromaufwärts vom Drosselelement (19) angeordnet ist.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidisierungselement (22) innerhalb des Körpers (13) in der Strömungsrichtung stromabwärts vom Drosselelement (19) angeordnet ist.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (23) in der Fluidisierungszone angeordnet ist, durch welche Öffnung der Fasersuspensionströmung Chemikalien beigemischt werden.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnug zur Eingabe von Chemikalien stromaufwärts von der Drosselstelle liegt.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle in Verbindung mit der Austrittsöffnung eines Eindickers, eines Pulpebehälters oder einer entsprechenden hochkonsistente Pulpe behandelnden Vorrichtung angeordnet ist.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement (19) eine planförmige oder gewölbte Platte ist, deren der Eintrittsöffnung (14) zugewandte Oberfläche in Form hauptsächlich der Mantelfläche einer Umdrehung des Fluidisierungselements (22) entspricht.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidisierungselement ein drehbarer Läufer ist.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselelement (19) mit einem Anstriebsmechanismus (20) zum Schließen der Drosselöffnung (16) versehen ist.
14. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (13) ein Ventilkörper ist, daß die Drosselöffnung (16) eine Ventilöffnung ist, und daß das Drosselelement (19) ein Ventilelement ist.
DE3889559T 1987-02-23 1988-02-22 Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Behandlung einer Fasersuspension und zur Kontrolle des Fliessens einer Fasersuspension. Expired - Lifetime DE3889559T2 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AT403063B (de) * 1995-04-12 1997-11-25 Andritz Patentverwaltung Vorrichtung zum einmischen von chemikalien in eine faserstoffsuspension
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1066544B (de) * 1956-12-18 1959-10-08 Aschaffenburger Zellstoffwerke Vorrichtung zum Mischen von Fluessigkeiten untereinander oder mit Gasen oder von Stoffgemischen mit verschiedenen Konsistenzen in einem feststehenden, rohrfoermigen Gehaeuse mit einer in diesem umlaufenden Ruehrwelle
US4030969A (en) * 1972-06-13 1977-06-21 Defibrator Ab Method of dispersing a bleaching agent into a stream of fibrous cellulosic pulp material in a throttling nozzle
US4199266A (en) * 1977-08-31 1980-04-22 Giusti Raolo B Processing vessels
DE3033240A1 (de) * 1980-09-04 1982-04-01 Wolfgang 4200 Oberhausen Riese Segment- kugelhahn fuer silo-fahrzeuge
JPS6031554U (ja) * 1983-08-09 1985-03-04 株式会社 不二工機製作所
US4662394A (en) * 1985-10-25 1987-05-05 Johnston Pump/General Valve, Inc. Tight shut-off valve with flow control element

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