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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgasen einer Faserstoffsuspension in einem unter Unterdruck stehendem Entgasungsraum, in den die Faserstoffsuspension eingebracht und aus dem das abgesonderte Gas herausgesaugt wird.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Entgasen einer Faserstoffsuspension in einem geschlossenen Entgasungsraum, in den die Faserstoffsuspension über einen oder mehrere Zuläufe mit Zulauföffnungen eingebracht wird, wobei sich die Faserstoffsuspension im unteren Teil des Entgasungsraumes sammelt, der Entgasungsraum oberhalb der sich sammelnden Faserstoffsuspension mit einer das abgesonderte Gas heraussaugenden Unterdruckquelle verbunden ist und die entgaste Faserstoffsuspension über zumindest einen Ablauf im unteren Teil des Entgasungsraumes abgeführt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.
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Derartige Verfahren und Vorrichtungen zur Entgasung sind seit längerer Zeit bekannt, wobei das Funktionsprinzip im Wesentlichen darin besteht, die Faserstoffsuspension unter Unterdruck sieden zu lassen.
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Während über die Unterdruckquelle das von der Faserstoffsuspension abgesonderte Gas abgesaugt wird, kann die entgaste Faserstoffsuspension über eine entsprechende Öffnung im Behälterboden entnommen werden.
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Dabei sorgt ein Überlauf nicht nur für die Stabilisierung des Flüssigkeitsstandes im Behälter sondern auch für die Abfuhr von auf der Flüssigkeitsoberfläche angesammelten leichten Verunreinigungen der Faserstoffsuspension.
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Um die Entgasung zu intensivieren ist es beispielsweise aus der
DE 41 06 140 sowie der
DE 199 47 905 bekannt, die zugeführte Faserstoffsuspension gegen die Behälterwand prallen zu lassen, was zum Versprühen der Faserstoffsuspension im Behälter führt.
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Dies hat jedoch entsprechende Turbulenzen in der sich sammelnden Faserstoffsuspension zur Folge, was die hydraulische Stabilität der nachgeschalteten Aggregate beeinträchtigt.
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Um dem entgegenzuwirken werden Zu- und Ablauf meist in großen Abstand voneinander angeordnet und/oder die Behälter sehr groß dimensioniert.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Effizienz der Entgasung bei möglichst geringem Aufwand mittels einer möglichst kompakten Anordnung zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, dass die Faserstoffsuspension zumindest teilweise auf wenigstens eine Entgasungsfläche im Entgasungsraum aufgebracht wird und an dieser herabfließt.
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Beim Herabfließen der Faserstoffsuspension an der Entgasungsfläche bildet sich eine dünne Suspensionsschicht auf dieser heraus, welche relativ leicht über den Unterdruck im Entgasungsraum entlüftet werden kann. Da die Faserstoffsuspension zumindest im Wesentlichen an der Entgasungsfläche haften bleibt, werden Turbulenzen wie beim Abprallen an der Behälterwand in der sich am Boden sammelnden Faserstoffsuspension vermieden.
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Um ein Abprallen der auf die Entgasungsfläche aufgebrachten Faserstoffsuspension zu vermeiden, ist ein entsprechender Auftragswinkel und eine eher geringe Strömungsgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension beim Auftrag einzustellen.
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In vielen Fällen kann es bereits genügen, wenn nur ein Teil der Faserstoffsuspension an der Entgasungsfläche hinab fließt und der andere Teil abtropft oder versprüht wird.
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Jedoch ist es im Interesse einer möglichst effizienten Entgasung verbunden mit wenig Turbulenzen in der sich am Boden des Entgasungsraumes sammelnden Faserstoffsuspension von Vorteil, wenn der überwiegende Teil der, vorzugsweise die gesamte zu entgasende Faserstoffsuspension auf wenigstens eine Entgasungsfläche im Entgasungsraum aufgebracht wird und an dieser herabfließt.
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Die herabfließende Faserstoffsuspension kann so gemeinsam mit eventuell, wenn auch nur geringfügig, von der Entgasungsfläche abtropfender Faserstoffsuspension unterhalb der Entgasungsfläche am Boden des Entgasungsraumes gesammelt und von dort über einen Ablauf abgeführt werden.
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Zur Intensivierung der Entgasung kann es von Vorteil sein, wenn die Entgasungsfläche vorzugsweise geringfügig über der sich im Entgasungsraum sammelnden Faserstoffsuspension endet und die Faserstoffsuspension von diesen abtropft. Da das Abtropfen aus geringer Höhe erfolgt, kommt es auch nur zu einer geringen und im Allgemeinen akzeptablen Turbulenzbildung bei der sich am Boden sammelnden Faserstoffsuspension.
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Im Interesse einer möglichst geringen Turbulenzbildung bei der sich am Boden sammelnden entgasten Faserstoffsuspension sollte jedoch die Entgasungsfläche die Faserstoffsuspension bis an die Oberfläche der sich im Entgasungsraum sammelnden Faserstoffsuspension führen.
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Hinsichtlich der Vorrichtung ist wesentlich, dass die Faserstoffsuspension zumindest teilweise auf wenigstens eine Entgasungsfläche im Entgasungsraum aufgebracht wird, welche die Faserstoffsuspension in den unteren Teil des Entgasungsraumes führt.
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Zur vollen Entfaltung der erfindungsgemäßen Vorteile sollte jedoch der überwiegende Teil der, vorzugsweise die gesamte zu entgasende Faserstoffsuspension auf wenigstens eine Entgasungsfläche im Entgasungsraum aufgebracht werden.
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Der Entgasungsraum kann hierzu eine oder aber mehrere senkrechte oder zur Senkrechten geneigte Entgasungsfläche besitzen. Je größer die Breite der Entgasungsflächen ist, um so besser kann die Faserstoffsuspension auch auf diese verteilt werden. Dies nutzt den Umstand, dass eine dünne Suspensionsschicht auch besser entgast werden kann.
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Hierzu können Entgasungsflächen im Entgasungsraum angeordnet werden. Konstruktiv vereinfachend ist es jedoch, wenn die Entgasungsfläche von der Innenwand des Entgasungsraumes gebildet wird.
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Im Allgemeinen ist es für das ungehinderte Herabfließen der Faserstoffsuspension vorteilhaft, wenn die Entgasungsfläche eben und vorzugsweise auch glatt ausgebildet ist.
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Allerdings kann es zur Vergrößerung der Oberfläche der Entgasungsfläche von Vorteil sein, wenn die Entgasungsfläche profiliert ausgebildet ist und vorzugsweise Erhebungen, wie Leiste, Noppen o. ä. aufweist. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein Abtropfen eines Teils der Faserstoffsuspension von den Erhebungen der Entgasungsfläche gewünscht ist oder in Kauf genommen werden kann.
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Zur Konstanthaltung des Flüssigkeitspegels im Entgasungsraum, aber auch zur Abfuhr von Verunreinigungen sollte der Entgasungsraum einen Überlauf bekannter Art und Konstruktion besitzen.
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Konstruktiv einfach gestaltet sich der Entgasungsraum, wenn dieser von einem vorzugsweise liegenden, zylindrischen Behälter gebildet wird.
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Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Zulauf von mindestens einem parallel zur Zylinderachse im oberen Teil des Entgasungsraumes verlaufenden Zulaufrohr mit Zulauföffnungen in Form von Schlitzen, Löchern o. ä. gebildet wird.
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Um an den Zulauföffnungen entlang des Zulaufrohres einen annähernd gleichen Druck gewährleisten zu können, sollte sich der Querschnitt des Zulaufrohres in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension verringern, vorzugsweise stetig verringern.
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Zur Vermeidung des Abprallens oder Abtropfens der Faserstoffsuspension beim Auftragen auf die Entgasungsfläche, sollte die Länge des Suspensionsstrahles von den Zulauföffnungen bis zur Entgasungsfläche kleiner als 0,5 m, vorzugsweise kleiner als 0,3 m sein und/oder der von den Zulauföffnungen auf die Entgasungsfläche gerichtete Strahl mit der Entgasungsfläche einen Winkel zwischen 0 und 25°, vorzugsweise zwischen 5 und 15° bilden.
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Im Ergebnis erlaubt die Erfindung eine intensivere Entgasung. Außerdem kann wegen der geringen Turbulenz bei der sich am Boden sammelnden, entgasten Faserstoffsuspension der Ablauf näher zum Zulauf angeordnet werden, was eine kompaktere Gestaltung des Entgasungsraumes erlaubt und so nicht nur Raum sondern auch Kosten spart.
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Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
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1a + b: einen schematischen Längs- und Querschnitt durch eine Entgasungsvorrichtung und
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2a + b: eine andere Ausführung hierzu.
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In beiden Fällen wird der Entgasungsraum 2 von einem zylindrischen, liegenden Behälter 10 gebildet, bei dem die zu entgasende Faserstoffsuspension 1 im oberen Teil des Entgasungsraumes 2 auf Entgasungsflächen 3 aufgebracht wird.
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An diesen Entgasungsflächen 3 fließt die Faserstoffsuspension 1 zum Boden des Behälters 10, wo sie sich sammelt. Der oberhalb der sich sammelnden Faserstoffsuspension 1 befindliche Teil des Entgasungsraumes 2 ist über einen Unterdruckanschluss 7 mit einer Unterdruckquelle verbunden.
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Der im Entgasungsraum 2 herrschende Unterdruck führt zum Sieden der an den Entgasungsflächen 3 herabfließenden Suspension. Da die Suspensionsschicht an den Entgasungsflächen 3 relativ dünn ist, ist auch die Entgasung derselben sehr effizient.
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Die entgaste Faserstoffsuspension 1 kann so, wie bekannt, einfach über einen Ablauf 4 am Boden des Behälters 10 abgeführt werden.
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Der Zulauf 6 für die zu entgasende Faserstoffsuspension 1 wird gemäß 1a + b von einem parallel zur Zylinderachse 11 des Behälters 10 von außen in den Behälter 10 verlaufenden Vierkantrohr gebildet, dessen innerer Querschnitt sich in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension 1 kontinuierlich verringert. Dabei besitzt das konstruktiv einfache Vierkantrohr über die Länge verteilt mehrere Zulauföffnungen 12 in Form von parallel zur Zylinderachse 11 verlaufenden Schlitzen. Durch die Querschnittverminderung wird erreicht, dass an den Zulauföffnungen 12 etwa der gleiche Druck ansteht.
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Zur Vereinfachung des Aufbaus fungiert die glatte Innenwand des Behälters 10 hier als Entgasungsfläche 3. Dementsprechend wird über die Zulauföffnungen 12 die Faserstoffsuspension 1 beidseitig des Vierkantrohres auf die Innenwand aufgetragen, von wo die herabfließende Faserstoffsuspension 1 bis zur sich sammelnden Faserstoffsuspension 1 am Boden des Behälters 10 geführt wird.
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Der Flüssigkeitspegel der sich sammelnde Faserstoffsuspension 1 wird von einem Überlaufrohr 5 bestimmt, welches vom Boden in den Behälter 10 hineingeführt ist.
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Über diesen Überlauf 5 werden nicht nur überschüssige Faserstoffsuspension 1 sondern auch Verunreinigungen abgeführt, die sich an der Oberfläche der Faserstoffsuspension 1 sammeln.
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Da die zu entgasende Faserstoffsuspension 1 weitestgehend an der Innenwand des Behälters 10 herabfließt, ist die sich sammelnde Faserstoffsuspension 1 am Boden des Behälters 10 hydraulisch relativ stabil. Aus diesem Grund können Zulauf 6, Ablauf 4 und Überlauf 5 relativ nah zueinander angeordnet werden, so dass eine sehr kompakte Anordnung entsteht, wobei der Überlauf 5, entlang der Zylinderachse 11 betrachtet, vorzugsweise zwischen Zulauf 6 und Ablauf 4 angeordnet werden sollte.
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Um die Oberfläche der Entgasungsfläche 3 zu vergrößern liegt der Flüssigkeitspegel im Behälter 10 hier sogar unter der Zylinderachse 11.
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Im Unterschied hierzu wir der Zulauf 6 bei der Ausführung gemäß den 2a + b von zwei parallel zur Zylinderachse 11 nebeneinander im oberen Teil des Behälters 10 verlaufenden, zylindrischen Zulaufrohren 6 gebildet.
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Zwischen diesen Zulaufrohren 6 verläuft eine senkrechte Platte 13 zur Bildung weiterer Entgasungsflächen 3 von den Zulaufrohren 6 bis zum Flüssigkeitspegel der sich am Boden des Entgasungsraumes 2 sammelnden Faserstoffsuspension 1.
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Auch hier vermindert sich der innere Querschnitt der Zulaufrohre 6 in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension 1.
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Allerdings bringen die ebenfalls als Schlitze ausgebildeten Zulauföffnungen 12 der Zulaufrohre 6 die Faserstoffsuspension 1 nicht nur auf die Innenwand des Behälters 10 sondern auch auf die Platte 13 auf.
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Um die Oberfläche der Entgasungsflächen 3 noch weiter zu vergrößern, besitzt die Innenwand des Behälters 10 hier beispielhaft Erhebungen 8 in Form von Leisten und Noppen.
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Die zusätzlichen Entgasungsflächen 3 der Platte 13 wie auch diese Erhebungen 8 ermöglichen dünnere Suspensionsschichten, was deren Entgasung unterstützt.
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Wie in 2 dargestellt, kann der Überlauf 5 auch auf der dem Zulauf 6 gegenüberliegenden Seite des Behälters 10 angeordnet werden, so dass der Ablauf 4 bezüglich der Zylinderachse 11 zwischen Zulauf 6 und Überlauf 5 liegt.
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Als mögliche Realisierung eines anderen Überlaufs wird hierzu der untere Teils des Behälters 10 zwischen Ablauf 4 und Überlauf 5 von einer Trennwand 9 geteilt. Dadurch gelangt nur der über diese Trennwand 9 fließende Teil der entgasten Faserstoffsuspension 1 in den Überlauf 5.
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Damit die Faserstoffsuspension 1 mit möglichst weniger Energie aufgetragen werden kann und so an der Entgasungsfläche 3 haften bleibt, sollte die Länge des Suspensionsstrahles von den Zulauföffnungen 12 bis zur Entgasungsfläche 3 kleiner als 0,3 m sein. Außerdem sollte der von den Zulauföffnungen 12 auf die Entgasungsfläche 3 gerichtete Strahl mit der Entgasungsfläche 3 einen Winkel zwischen 5 und 15° bilden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4106140 [0006]
- DE 19947905 [0006]
