CN102686796B - 用于对排出水进行除气的单元和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对来自造纸机的排出水进行除气的单元（3），所述单元（3）包括：入口（8），其用于接收沿第一流向的排出水；出口（39），其用于将排出水移除到随后的除气通道中；以及设置在所述入口的下游的第一室（5），所述第一室包括第一室部（18），所述第一室部（18）包括：引导壁部（37），所述引导壁部用于将所述排出水沿与所述第一流向不同的第二流向改变方向，所述引导壁部由多个弯曲引导壁（10,23）形成，并且所述引导壁（10,23）与所述排出水相互作用，使得所述排出水被减速并且空气从所述排出水被驱出；以及两个端壁（25,26），这两个端壁设置在所述引导壁（10,23）的相应两侧上，其中，所述流动通道中的至少一个的每个端壁具有开口（27），所述开口与所述流动通道连通，用于移除从所述流动通道中的所述排出水释放的空气。本发明还涉及一种用于这种除气的方法。

Description

用于对排出水进行除气的单元和方法

技术领域

本发明涉及一种用于对来自造纸机的排出水进行除气的单元，所述单元包括：入口，所述入口用于接收沿第一流向的排出水；出口，所述出口用于将排出水移除到随后的除气通道中；以及第一室，所述第一室设置在所述入口的下游，所述第一室包括第一室部和设置在所述第一室部下游的第二室部。

本发明还涉及一种用于对排出水进行除气的方法，所述排出水来自造纸机的湿部的成形辊。

背景技术

通常，通过首先将排出水收集在槽或通道中，将排出水流引导出造纸机的湿部。此后，将排出水引导到除气部段。除气部段由一个或数个除气通道或管道(所谓的“水槽”)构造成。这些除气通道或管道能够被打开或关闭。在下文中，这种除气部段将通常被称为除气通道。在除气通道中，排出水以允许允许稳定流的流速移动。在除气通道中，排出水中的气泡被允许向上移动到水面并且从该排出水被释放。流速越低，那么排出水获得的自由液面越大，除气将更为有效。

在高机械速度和排出水的高流量下，产生相当大的紊流，这意味着排出水将具有高空气含量并且由此将具有大体积。造纸机的湿部中的排出水的流速能够是大约10-40m/s。作为示例，可以说具有大约3m宽度的造纸机能够产生大约40-70m³/分钟的排出水流量，并且具有大约6m宽度的造纸机能够产生大约100-150m³/分钟的流量。当在这种操作情形中排出水被收集在槽和通道中时，这可能导致出现泄漏、溢流和形成波浪。

在大修时，或如果期望增加现有造纸机的能力，那么可能出现制造用于所需除气通道的空间的问题。因此，期望的是，提供一种设置在除气通道之前的位置处的附加的、有效预除气，这允许使用更短的除气通道。

EP 1 424 437 Al描述了一种收集来自造纸机的双网成形装置中的成形辊的排出水的已知方法。图9和图10示出了许多弯曲偏转器，这些偏转器被定位在成形辊下方并且用于将排出水引导到容器，在该容器中，排出水的流速结合双网成形装置被减速。

US 4,714,522公开了造纸机中的排出水如何被减速的示例性实施方式。排出水经由导管被引导到塔，该塔与造纸机相邻地被设置。在该塔中，水沿被设置在塔中的弯曲壁部的内部被引导。壁部具有开口，排出水能够通过该开口。通过该开口的排出水的喷水流撞击该塔的内壁，并且由此使排出水的流速减小。

US 4,028,174公开了一种用于使得从旋转辊被抛射的排出水减速的装置。许多弯曲的穿孔偏转板被用于使得水减速。被抛射的水撞击偏转板的凹面，并且水借助离心力通过该穿孔被驱出。

US 6,096,120公开了一种用于从液体(纤维悬浮液)移除空气的除气室。液体被引导通过进入管并接着进入到笔直的竖直上升通道管中，所述通道管通向所述室中。在液体离开该通道管之后，液体撞击该室的顶板，并且所释放的空气由真空泵从该室排出。于是，该除气后的液体被引导到竖直出口(与雨水落水管类似)，用于移除除气后的液体。与该类型的除气相关的问题在于，液体通过冲击来撞击除气表面(该室的顶板)并接着不受控地掉落到下方的液面。在该短时间内，不能实现有效的除气。此外，供液体冲击的有效除气面积十分小，从而仅导致有限的除气。这使得消耗能量的真空泵是充分除气所必需的。

发明内容

本发明的目的在于生产一种用于对排出水进行除气的新式、改进的除气单元，所述除气单元被放置在除气通道之前。所述单元应当排空来自造纸机的排出水、减小流速并对排出水进行除气、以及产生稳定的排出水流。

根据本发明的单元的特征在于，该第一室部包括：

-引导壁部，所述引导壁部用于将所述排出水沿与第一流向不同的预定的第二流向改变方向，所述引导壁部由多个弯曲引导壁形成，这些弯曲引导壁限定用于所述排出水的多个弯曲且大致平行的流动通道，并且所述引导壁被设置成与所述排出水相互作用，使得所述排出水被除气并且空气从该排出水被驱出；以及

-两个大致平坦的端壁，这两个端壁大致平行于所述第一流向并且设置在所述引导壁的相应两侧上并且与该引导壁大致正交，其中，所述流动通道中的至少一个的每个端壁具有开口，所述开口与所述流动通道连通，用于从所述第一室部移除借助所述相互作用从所述流动通道中的所述排出水释放的空气的至少一部分。

更具体地，根据本发明的单元对来自造纸机的网部中的成形部的排出水进行除气并且使得所述排出水的紊流的动能/流速减少，所述成形部能够包括双网成形装置或单网成形装置。

根据本发明的该方法包括以下步骤：

-将沿第一流向的排出水收集在多个分离的流动通道中，所述流动通道包括弯曲引导壁；

-使所述排出水改变流向到预定的第二流向，所述第二流向与所述第一流向不同；

-所述排出水与所述弯曲引导壁相互作用，使得所述排出水被减速并且空气从该排出水被驱出；以及

-将已经借助所述相互作用被释放的空气的至少一部分从至少一个所述流动通道移除。

附图说明

在下文中，将参考附图更严密地描述本发明。

图1示出了根据本发明的装置的立体图，该装置包括入口部、引导部和除气单元，该除气单元用于对排出水进行除气。

图2以另选的立体图和局部剖面图示出了图1的装置。

图3示出了当除气单元的侧壁被移除时图2的装置。

图4以侧视图和剖面图示出了图1的装置。

图5示出了图1的装置的除气单元。

图6示出了当除气单元的第二压降筛被移除时图5的除气单元。

图7示出了当除气单元的第一侧壁被移除时图6的除气单元。

图8示出了当第二侧壁、位于上游的短侧壁、引导壁部以及第一端壁和第二端壁被移除时图7的除气单元。

图9示出了除气单元的引导壁部。

图10是另一视图，其示出了图9的引导壁部。

图11示出了除气单元的第二压降筛。

具体实施方式

图1至图11示出了用于从造纸机的湿部(未示出)中的成形部收集、移除排出水并且将该排出水除气的装置。更具体地，该装置设置成从造纸机的湿部中的成形辊(未示出)收集沿机器方向到达的排出水，以使得排出水流的流速减速并且由此减少该水流的动能以及使该排出水除气并且将该排出水引导到随后的除气通道(未示出)中。

该装置包括：进口部或入口部1，用于接收来自成形辊的排出水；引导部2，用于将排出水沿造纸机的横向引导远离湿部；以及除气单元3，用于使排出水除气和减速。

入口部1横跨造纸机的总宽度延伸，即沿造纸机的横向延伸，并且被设置成局部地包围成形辊，该成形辊用于接收排出水、穿过绕其延伸成型网。入口部1能够被固定地连接到引导部2。另选地，入口部1能够被铰接地连接到引导部2，在这种情况下，入口部1具有枢转槽的形状。入口部1能够被固定地连接到造纸机或者能够借助枢转臂连接到造纸机。入口部1包括用于排出水的多个大致平行的通道22，所述通道22通向引导部2中。

该引导部2沿机器横向方向将排出水流引导出造纸机的成形部，该引导部2包括与入口部1连接的入口33以及与除气单元3连接的出口34。引导部2还包括多个大致平行的弯曲偏转器4，这些偏转器沿引导部2设置在入口33和出口34之间，用于将排出水从入口33引导到出口34。因此，引导部2被设置成接收来自成形辊(未示出)的由入口部1收集的排出水，以将所述排出水远离湿部的成形部引导以及将该排出水输送到除气单元3。排出水在出口34处的流向与其在入口33处的流向大致正交。因此，偏转器4被设置成将排出水的流向偏转或改变方向到相应的程度(见图2)，使得排出水的流向从大致沿造纸机的机器方向改变为与造纸机的横向大致一致。

除气单元3具有大致沿造纸机的横向的其延伸部。另选地，取决于结构化构造，该延伸部能够偏离该横向。除气单元3借助由顶板部24形成的上限制表面、由侧壁28和29以及短侧壁9和20形成的侧限制表面、以及由弯曲的第一底部14、平面状的水平第二底部13、平面状且大致竖直的第三底部16以及平面状的水平的第四底部32形成的下限制表面从外部界定。第一底部14通过其定位在上游的上端连接到平面状且竖直取向的短侧壁9的定位在下游的下端。第一底部14通过其定位在下游的第二端连接到第二底部13的定位在上游的端部。第二底部13的定位在下游的端部连接到第三底部16的定位在上游的下端，并且第三底部16的定位在下游的上端连接到第四底部32的定位在上游的端部。第四底部342的定位在下游的端部形成除气单元3的出口39的下缘。

在内部，该除气单元3包括第一室5以及设置在该第一室5的下游的第二室6。

第一室5具有用于接收来自引导部2的排出水的入口8，并且第二室6具有用于将排出水排出到除气通道(未示出)的出口39。因此，入口8还形成为除气单元3的入口，该入口设置在定位于除气单元3的上游处的短侧壁9处并且具有大致竖直的延伸部。出口39形成为该除气单元3的出口，该出口设置在定位于除气单元3下游的短侧壁20处并且具有大致竖直的延伸部。

在该除气单元3内部，第一室5通向第二室6，并且因此第一室5的出口17形成为第二室6的入口38。

第一室5包括第一室部18和第二室部19。该第一室部18由弯曲的顶板部23、短侧壁9的上部9a以及端壁25和26界定，这两个端壁25和26彼此大致平行并且与短侧壁9和顶板部23大致正交。第一室部18在其上游端连接到入口8，并且在其下游端连接到第二室部19。

第一室部18包括第一偏转部或变方向部，所述第一偏转部或变方向部设置成将流经入口8的排出水从第一流向偏转或改变方向到第二流向，使得如在沿造纸机的横向延伸的大致竖直的平面中所见，该排出水的流向向下转向预定的度数。在所示的实施方式中，该预定的度数是大约90度，其中具有第一流向的排出水在所示的实施方式中沿几乎竖直的偏转流向离开该第一室部18，当排出水从引导部2流经该入口8时，该第一流向是大致水平的。

为了使排出水的流向偏转或改变方向，第一变方向部包括引导壁部37，该引导壁部包括金属板制成的多个分离引导壁10；以及顶板部23，该顶板部在端壁25和26之间大致正交地延伸并且被附接到端壁25和26。如在端壁25、26的平面中所见，引导壁10和顶板部23具有弧形或弯曲形状。因此，顶板部23也形成界定室5和6的引导壁23。每个引导壁10、23均具有设置在入口8处的自由上游端11以及设置在第一室部18和第二室部19之间的过渡部处的自由下游端12。引导壁10、23大致同心地设置，其中相邻的引导壁10、23限定用于排出水的弯曲流动通道15。引导壁10具有不同或类似的曲率半径并且不必要具有相同的中心。顶板部或引导壁23及其相邻的引导壁10限定用于排出水的上部流动通道15。相应引导壁10、23优选地由金属材料(例如，金属板)制成，但是另选地能够包括塑料或复合材料。为了防止水流掉或弹回，当水流撞击引导壁时，水朝向相应引导壁的入射角度小于90度、优选地为45度或更小。

在每个流动通道15的上游端的前面，每个端壁25、26均具有开口27。该开口27是细长的并且大致沿流动通道15的纵向方向延伸。该开口27设置成移除已经从排出水被释放的空气。另选地，开口27能够具有其他形状或延伸。开口27例如能够具有圆形、矩形或正方形形状。第二室部19由定位在上游的短侧壁9的下部9b、第一底部14、第二底部13、第三底部16以及侧壁28和29界定。第二室部19在其下游端借助出口17连接到第二室6。出口17形成为第二室6的入口38。

第二室部19包括第二偏转部或变方向部，该第二偏转部或变方向部被设置成将排出水从第二流向偏转或改变方向为第三流向，使得如在沿造纸机的横向延伸的竖直平面中所见，该排出水的流向向下转向预定的度数。在所示的实施方式中，该预定的度数是大约180度。在所述的第二流向中，当排出水从第一室部18达到第二室部19中时，该排出水具有大致竖直向下的方向。于是，该排出水变成第三流向，当排出水离开该第二室部19时，该第三流向大致竖直向上。

在所示的示例性实施方式中，第二变方向部由第一底部14、第二底部13和第三底部16构成。

大致水平的第一压降筛21被设置在第一室5的出口17与第二室6的入口38之间的过渡部处。第一压降筛21在两个侧壁28和29之间以及在第三底部16和顶板部23之间延伸。压降筛21的功能在于，使得流横跨除气单元3的总宽度散布以及降低在压降筛21之后的排出水的流速。第二室部19第二次转变排出水的流向，以实现排出水的附加除气。

第二室6设置在第一室5的下游。来自第一室5的排出水借助入口38进入到第二室6中。第二室6由侧壁28和29、顶板部24、端壁25、26、顶板部23、第四底部32、第三底部16的上部以及短侧壁20界定，第二室的出口39设置在该短侧壁20的下游，排出水经由该出口39离开除气单元3和第二室6。另选地，取决于所讨论的结构方案，第三底部10的上部能够过渡到第二底部16中。

第二室6包括第三偏转部或变方向部，该第三偏转部或变方向部设置成将排出水从第三流向改变方向到第四流向，使得如在沿造纸机的横向延伸的竖直平面中所见，排出水的流向向下转向预定的度数。在所示的实施方式中，该预定的度数是大约90度。在所述第三流向中，当排出水从第二室部19达到第二室6中时，排出水具有大致竖直向上的方向。于是排出水变成大致水平的第四流向。

为了使排出水偏转或改变方向，第三变方向部包括定位在下游的短侧壁20、第三底部16的上部16以及第四底部32。

第一侧壁28和第二侧壁29被设置在定位在上游的短侧壁9、第一室5、第四底部32、第一压降筛21和第二压降筛7的相应两侧。侧壁28、29从定位在上游的短侧壁9一直延伸到定位在下游的短侧壁20。侧壁28、29设置成与端壁25、26具有一定距离，使得在相应侧壁28、29与端壁25、26之间形成气隙。

此外，第一侧壁28和第二侧壁29每个都具有至少一个开口检查口(未示出)。

至少一个通风开口35被设置在除气单元3的顶板部24中，用于将从第二室6释放的空气排出。

第二压降筛7被设置在出口39中。第二压降筛7被设置在第三底部16下游的预定距离处。第四底部32在第三底部16与第二压降筛7之间延伸。

在下文中，描述在排出水离开造纸机之后该排出水如何被引导通过该装置。首先，来自造纸机的排出水被收集在该装置的入口部1中。该排出水从入口部1被引导到引导部2的入口33中。在该引导部2中，排出水借助偏转器4被引导通过引导部2并且借助引导部2的出口34被引导出该引导部2，以便被进一步输送到除气单元3的入口8，该入口8被设置在定位于除气单元3上游的短侧壁9中。在此，排出水具有第一流向。在排出水通过入口8之后，排出水进入到第一室5的第一室部18中。之后，排出水撞击第一室部的引导壁10。排出水的高流速意味着，排出水被离心力压到该弯曲的引导壁10上。这意味着，排出水中的空气的至少一部分被释放，即从该排出水被驱出。从该排出水释放的空气通过端壁25、26中的开口27被排出，且因此被带至第二室6。此外当排出水被压到引导壁10上时，该排出水被减速。该排出水沿该引导壁10的曲率而行、朝向第一室5的第二室部19的第一底部14和第二底部13向下。在此，排出水具有第二流向，该第二流向是大致竖直的并且向下延伸。之后，排出水沿除气单元3下游的第二底部13而行，并接着达到第三底部16。该第三底部16将排出水向上改变方向，这意味着当排出水随后经过该第一压降筛21时排出水被减速并且补助空气被释放。因此，排出水离开第一室5和第二室部19，以便被进一步输送到第二室6中。在此，排出水具有大致竖直向上的第三流向。

除气单元3被设计成使得排出水在第二室6而不是在第一室5中形成自由液面30(见图4)。由此，第一压降筛21被设置成位于自由液面30下方并且开口27位于自由液面30上方。当水借助第三底部16向上偏转时，从排出水被驱出的空气的除气被允许通过自由液面30。于是，排出水通过出口39从第二室6和除气单元3被引导出。在此，排出水具有第四流向，该第四流向是大致水平的并且沿除气单元3的纵向延伸。

第一压降筛21和第二压降筛7旨在于随后的除气通道中产生稳定流，使得在出口之后的除气通道中尽快地发生有效的除气。

第二压降筛7在出口39中具有大致竖直的取向。筛能够有利地由特别设计的水平叶片31构造成，该水平叶片设置在彼此正上方。叶片31允许在出口39之后的除气通道中的稳定流、以及甚至进一步减速的流速。出口39中的叶片31具有适于产生除气通道中的稳定流的设计和扩散角度。优选地，叶片的扩散角度相对于排出水通过该出口的流向是4至10度。

除气通道中的稳定流意味着，排出水中的气泡能够更快地达到液面，这有助于除气通道中的良好除气。这有助于允许除气通道被制造得与否则必要的除气通道相比更短。

从除气单元3中的排出水被释放的空气接着通过通风开口35从除气单元3被排出。能够借助根据本发明的除气单元3来实现紧凑的装置，该紧凑的装置在造纸机的横向上仅需要小的面积和小的延伸。借助除气单元3，能够结合高容量来实现有效的除气，这降低了在除气通道中溢流、形成波和排出水中高空气含量的风险。

借助根据本发明的除气单元3，能够在短距离内获得排出水的流速的有效减速以及稳定流。这能够被用于随后的除气通道中，以便实现除气通道中的改善除气或在保持除气的情况下减少除气通道的长度。

在上文中，已经基于具体实施方式描述了本发明。然而将理解的是，在下述权利要求书的范围内其他实施方式和变型是可能的。例如，除气单元中的引导壁部能够仅包括一个引导壁。另选地，引导壁能够具有小的贯通开口。除气单元不必要设置在入口部和用于将排出水引导到除气单元的引导部之前，但是引导排出水的其他选项也是可能的。

此外，两个或更多个第一室部能够大致彼此相邻地设置，所述第一室部通向公共的第二室部中。

Claims (7)

1.一种用于对来自造纸机的排出水进行除气的单元(3)，所述单元(3)包括：

-入口(8)，所述入口用于接收沿第一流向的排出水；

-出口(39)，所述出口用于将所述排出水移除到随后的除气通道中；以及

-第一室(5)，所述第一室设置在所述入口(8)的下游，所述第一室(5)包括第一室部(18)和设置在所述第一室部(18)下游的第二室部(19)，其特征在于，所述第一室部(18)包括：

-引导壁部(37)，所述引导壁部用于将所述排出水沿与所述第一流向不同的第二流向改变方向，所述引导壁部(37)由多个弯曲引导壁(10,23)形成，这些弯曲引导壁限定用于所述排出水的多个弯曲且大致平行的流动通道(15)，并且所述引导壁(10,23)被设置成与所述排出水相互作用，使得空气从所述排出水被驱出；以及

-两个大致平面状的端壁(25,26)，这两个端壁大致平行于所述第一流向并且设置在所述引导壁(10,23)的相应两侧上并且与该引导壁(10,23)大致正交，其中，所述流动通道(15)中的至少一个的每个端壁(25,26)具有开口(27)，所述开口与所述流动通道(15)连通，用于从所述第一室部(18)移除借助所述相互作用从所述流动通道(15)中的所述排出水释放的空气的至少一部分，

所述单元(3)包括设置在所述第一室(5)的下游的第二室(6)，所述第一室(5)的所述开口(27)通向所述第二室(6)中，所述第一室(5)通过第一压降筛(21)通向所述第二室(6)中。

2.根据权利要求1所述的单元(3)，其特征在于，所述开口(27)被设置在所述流动通道(15)的上游端。

3.根据权利要求1或2所述的单元(3)，其特征在于，所述第一室(5)包括设置在所述第一室部(18)的下游的所述第二室部(19)，所述第二室部(19)设置成将所述排出水沿预定的第三流向改变方向。

4.根据权利要求3所述的单元(3)，其特征在于，所述第二流向大致竖直向下并且所述第三流向大致竖直向上。

5.根据权利要求1所述的单元(3)，其特征在于，所述单元(3)包括设置在该单元(3)的所述出口(39)处的第二压降筛(7)，其中，所述排出水设置成通过所述第二压降筛(7)通向随后的所述除气通道中。

6.根据权利要求5所述的单元(3)，其特征在于，所述第二压降筛(7)包括多个叶片(31)，所述多个叶片用于在所述除气通道中产生稳定的排出水流。

7.一种用于对排出水进行除气的装置，所述排出水来自造纸机的湿部的成形辊，所述装置包括：

-入口部(1)，所述入口部用于从所述成形辊接收所述排出水；

-引导部(2)，所述引导部包括用于从所述入口部(1)接收所述排出水的入口(33)以及用于排出该排出水的出口(34)；

其特征在于，所述装置包括根据权利要求1至6中任一项所述的单元(3)，所述单元(3)连接到所述引导部(2)并且设置成从该引导部(2)接收所述排出水。