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Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von in Wässer aufgeschwemmten
Cellulose-Faserstoffen Dic l@:rtindtiiig I)etrilft die Zubereitung von in Wasser
aufgcschweminten Celltilose-Fasc#i-stoffenfür den Gebrauch in der Papierfabrikation,
und zwar entweder von 1)reiartigcn Massen, die noch gewaschen und auf Sieben entwässert
werden müssen, oder von verdünntem Rohmaterial in geeignetem Zustand für die Beschi:
kung von Papiermaszhinen. Die Erfindung umfaß t alle l'apierherstellungsmassen,
sowohl Papierbrei kurz nach der Erzeugung als auch gewaschene und passend für die
Papiermaschine verdünnte Faserstoffe, jedo,- 1i 1>es,- hrinkt sich die Beschreibung
der Klarheit wegen hauptsächlich auf die Zubereitung der für die Papiermaschine
fertig vorbereiteten verdünnten Faserstoffe, bei denen I)ekaiintlich anhaftende
und eingeschlossene Luft und Gase wier,#viinsc htes SehäLimen im Vorratsbehälter
oder auf dem Siel) der Papiermaschine verursachen. Die Entfernung solcher Luft und
Gase ist deswegen anzustreben, weil schon kleine Mengen, die in den Papierherstellungsprozeß
eingehen, leicht die erforderliche gleichmäßige Faserverteilung bei der Blattformung
verhindern und zu Brüchen, Rissen oder dünnen Stellen im Papier Anlaß geben.
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Die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit dessen
Hilfe fortlaufend, schnell, wirkungsvoll, gleichmäßig und sicher enthaltene Luft
und Gase aus den wässerigen Vcrdüiinungen der Papierfaserstoffe entfernt werden
und die lästige Schaumbildung praktisch vermieden werden kann, ist daher ein Hauptgegenstand
der Erfindung. Ein weiteres Ziel ist es, Mittel und Wege aufz>_yzeigen, durch die
die Faserstoffe so beeinflußt werden, daß sie Wasser und Feuchtigkeit .auf dem
Sieb
und den Filzen der Papiermaschine bereitwillig und schnell abgeben und so die Blattformung
beschleunigen. Dadurch wird ermöglicht, daß die Geschwindigkeit der Trocken- und
Förderbänder erhöht und die Papierproduktion beschleunigt werden kann. Auch kann
durch Einführung einer mehr verdünnten Masse als bisher ein besseres Papier in gleicher
Zeit hergestellt. werden, weil durch größere Verdünnung eine homogenere und gleichmäßigere
Verteilung der Faserstoffe erreicht wird. Es ist daher ein zweites Hauptziel der
Erfindung, besseres Papier schneller herzustellen.
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Der Grundgedanke der Erfindung geht von der Tatsache aus, daß verdünnter
Papierbrei von in ihm enthaltener Luft oder Gas durch Anwendung von Unterdruck oder
Vakuum befreit werden kann. wenn das Cellulose-Faserstoffmaterial mit dem Verdünnungswasser
in ein Vakuumgefäß als fein verteilter Sprühnebel eingespritzt wird. Der Nebel sinkt
in dem Gefäß nach unten und sammelt sich schließlich in einer Vertiefung am Boden
des Gefäßes. Im Zustand der feinen Vernebelung während des Absinkens ist die größtmögliche
Oberfläche der Verdünnung in den kleinen Vernebelungsteilchen dem Vakuum ausgesetzt,
bevor sie sich am Boden sammeln. Diese Phase der Behandlung « ird in der folgenden
Beschreibung mit Vernebelung der Verdünnung bezeichnet.
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Die Verwirklichung zumindest einiger Ziele dieser Erfindung beruht
auf der Entdeckung, daß eine unerwartete Erhöhung der Luft- und Gasabsonderung eintritt,
wenn die Höhe des Entgasungsvakuums innerhalb eines ganz bestimmten kleinen kritischen
Bereichs eingestellt und unterhalten wird. Da dieser Bereich sich mit der Temperatur
des zugeführten verdünnten Faserstoffmaterials ändert, ist es erforderlich, zunächst
darauf hinzuweisen, daß Faserbrei für die Papierherstellung vor der Verarbeitung
auf erhöhte Temperatur gebracht wird, und daß sich verschiedene Temperaturen als
geeignet für die Verarbeitung in den verschiedenen Papierfabriken herausgestellt
haben. Diese verschiedenen Temperaturen in den einzelnen Papierfabriken müssen bei
der Wahl des kritischen Bereichs des Entgasungsvakuums berücksichtigt werden, da
die Höhe des Vakuums, in dem die Verdünnung bei ihrer Temperatur kochen würde, der
Ausgangspunkt für die Bestimmung des kritischen Vakuumbereichs der Erfindung ist.
Dieser Ausgangspunkt stellt den Verdampfungsdruck der zu entgasenden Verdünnung
bei der für sie festgelegten Verarbeitungstemperatur dar. Wenn entsprechend den
aufgezeigten Bedingungen die Lehre der Erfindung befolgt wird, kann fast die gesamte
in der Verdünnung enthaltene und besonders an den Fasern anhaftende Luft bis auf
etwa o, t Volumprozent entfernt werden. Der sehr kleine verbleibende Rest muß als
unabsaugbar hingenommen werden.
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Mehr im einzelnen wurde durch Versuche als günstig festgestellt, daß
die vernebelte und zu entgasende Verdünnung möglichst genau unter einem Vakuum gehalten
wird, dessen absoluter Druck nicht mehr als 7,6 mm QS über dem absoluten Verdampfungsdruck
(Siedepunkt) der vernebelten Verdünnung liegt. Bei praktischer Durchführung des
Verfahrens sind Abweichungen von diesem Wert nach aufwärts kritischer als nach abwärts.
Es ist also kritischer, vom Verdampfungsdruck abzuweichen als sich ihm zu nähern.
Was soeben über den kritischen Bereich gesagt wurde, kann durch ein Diagramm veranschaulicht
werden, in dem an der Ordinate die in der Verdünnung verbleibende Luftmenge in Prozenten
und an der Abszisse die Druckdifferenz zwischen dem absoluten Druck des Vakuums
und dem absoluten Verdampfungsdruch der Verdünnung, entsprechend ihrer Verarbeitungstemperatur,
in Millimeter ()S aufgetragen sind. Die in einem Koordinatendiagramm als Resultate
von Versuchen eingetragenen Kurven zeigen einen flachen, niedrigen, beinahe horizontalere
Anfangsteil, der in einen steil ansteige ndcn Teil übergeht. Der flache Teil, der
si:h vom Anfangspunkt auf der Ordinate: dem Vcrdampfungs- oder Siedepunkt entsprechend
ausdelnu, stellt dein kritis:hen Pjereich dar, in dem die Hi;lic, des Vakuums er
halten werden mini. £:s ist ein(, l.chre dci- Erfindung, daß die Höhe des Vakuums,
dein die vernebelte und ztt entgasende Verdünnusig unterworfen werden muß, von dein
tlaclic-ri Teil der Kurve eines solchen Diagramms @titgczeigt @\-ird, %\-(,il dieses
der Bereich ist, in dem die größtmögliche Entgasung mit höchster Geschm -indigkeit
et-zielt wird.
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Demgemäß besteht das Verfahren der Erfindung darin, daß die Vakuumbehandlung
der auf ct-tiiilite Temperatur gebrachten Atifs;.lit@emmttig im 13.c: reich des
flachen Teils eitler atifängli°li Hachen, dann steil ansteigenden Kurve erfolgt,
die sich aus der graphischen Darstellung der prozciitual in der Aufschw;emmung verblcibendeu
Gasreste als Ordinate und den Drücken über dem der erhöhtes: Temperatur entsprechenden
absoluten Verdampfungsdruck als Abszisse ergibt, wohei sich der durch die Kurve
angezeigt(, kritis:-he Berci_l) aus der Abszisse vom absoluten Druck entsprechend
dem Siedepunkt bis zu einem absoluten Druck von etwa 7,6 mm QS über diesen Druck
erstre,°kt.
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Die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzte Vorrichtung
ist im wesentlichen gekennzeichnet durch ein Vakuunigefäli, in welches mittels Zerstäubungsdüsen
das Fasergut eingespritzt wird, und Kontrollmittel für die Zuführung des Gutes zu
den Düsen und für die automatische Gleichhaltung des Niveaus des sich im unteren
Teil des Vakuumgefäßes ansammelnden Niederschlages, wobei das Gut während des Einspritzens
Lind Absinkens im Vakuumgefäl.'') unter einem Vakuum gehalten wird, dessen Wert
gleich demjc-nigen absoluten Druck ist, der denn Verdampfungsdruck der Aufsehwemmung
bei jener Temperatur entspricht, mit welcher das Gut in (las Vakuumgefäß cittgespritzt
wird.
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In der Ausübung des Verfahrens wird die zti entgasende Verdünnung
in einem Vorratsbehälter auf konstanter Flüssigkeitsspieg(,1- hztt. Niveauhübe gehaltert,
von wo sie einem Verteiler zufließt, voll
dem aus eine Anzahl Zuführungen
mit Injektions-oder Zerstäubungsdüsen direkt in das Vakuumgefäß mündet, in dessen
unterem Teil die entgaste Verdünnung ebenfalls auf konstantem Niveau gehalten wird.
Das Vakuum in dem Gefäß wird mittels der gemeinsamen Wirkung eines Dampfinjektors
und einer Vakuumpumpe erfindungsgemäß innerhalb des kritischen Bereichs 'erzeugt,
eingestellt und unterhalten. Von dem unteren Teil des Vakuumgefäßes wird die entgaste
Verdünnung durch eine Pumpe in den Vorratsbehälter einer Papiermaschine gefördert.
Eine automatische Kontrolleinrichtung erhält das Niveau der entgasten Verdünnung
im unteren Teil des Vakuumgefäßes konstant, um ein konstantes Druckgefälle der Förderpumpe
und damit eine gleichbleibende Fördermmge zur Papiermaschine hin zli gewährleisten.
Die für diesen Zweck vorgesehene Kontrolleinrichtung hält durch automatische Drosselung
das Niveau in der Weise aufrecht, daß die Kontrolleinrichtung erst eine und dann
automatisch folgend nacheinander auch weitere Zerstäubungsdüsen schließt, oder bei
entgegengesetzten Verhältnissen erst eine und dann nacheinander weitere Düsen öffnet.
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Ein Vakuumgefäß, wie es von der Erfindung vorgeschlagen wird, hat
die Form eines horizontal angeordneten Hohlzylinders, der mit einer Doppelreihe
von Injektions- oder Zerstäubungsdüsen versehen ist, die aus einem parallel dazu
angeordneten Verteiler gespeist werden. Die Düsen spritzen in einer abwärts geneigten
Richtung in das, Vakuumgefäß ein, wobei die vernebelten Strahlen vorzugsweise gegen
Prallflächen geleitet werden, die passend in l.ärigsrichtulig in gehöriger Entfernung
von den Düsen und vom Flüssigkeitsspiegel der angesaminelten entgasten Verdünnung
angeordnet sind.
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Die bisher beste Ausführung der Erfindung ist als ein Beispiel für
die Darstellung gewählt. Es sei aber gleichzeitig bemerkt, daß diese Darstellung
nur als Ausführungsbeispiel gewählt ist und den Umfang der Erfindung keineswegs
beschränkt. Es können daran offensichtlich Änderungen vorgenommen werden, die nicht
den Schutzbereich der Erfindung verlassen.
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Fig. i stellt eine halbschematische Darstellung einer Einrichtung
entsprechend der Erfindung dar, die ein verbessertes Vakuumgefäß für die Entgasung
der Verdünnung einschließt; Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Vakuumgefäßes in
vergrößertem Maßstab, woraus Einzelheiten desselben, einschließlich der Anordnung
der Zerstäubungsdüsen, ersichtlich sind, und Fig. 3 zeigt einen Querschnitt entlang
der Linie 3-3 der Fig. 2; in Fig. 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht
einer Zerstäubungsdüse mit einigen Wandungsteilen im Schnitt dargestellt; Fig.5
zeigt eine schematische Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. i mit Darstellung der
automatischen Kontrolleinrichtung für die Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden
Flüssigkeitsspiegels der Verdünnung durch automatisch gesteuerte Ventile; Fig. 6
zeigt eine vergrößerte, jedoch halbschematische Teilansicht eines automatisch gesteuerten
Ventils, und Fig. 7 zeigt ein Diagramm, aus dem der kritische Bereich des Vakuums,
wie er entsprechend der Lehre der Erfindung im Vakuumgefäß unterhalten werden muß,
abgelesen werden kann.
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Wie aus der halbschematischen Veranschaulichung der Fig. i ersichtlich,
besteht die Einrichtung aus einem offenen Vorratsbehälter i o, dem die Verdünnung
S laufend durch eine Leitung i i mit Kontrollventil 12 zugeführt wird. Das Niveau
Lt in dem Behälter wird dabei durch Kontrolle der Zufuhr auf einer passenden Höhe
konstant gehalten.
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Aus dem Vorratsbehälter i o fließt die Verdünnung unter Wirkung der
Schwerkraft durch Leitung 1 ¢ und Kontrollventil 15 nach einem horizontal angeordneten
Verteiler 17. Von diesem Verteiler führen seitliche Abzweigungen 18 zu entsprechend
angeordneten Zerstäubungsdüsen i9 in der zylindrischen Wandung des Entgasungs- oder
Vakuumgefäßes 13. Durch die Düsen wird die Verdünnung in feiner Zerstäubung in das
Innere des Vakuumgefäßes 13 gespritzt. Das Vakuumgefäß 13 ist als 'horizontal angeordneter
Hohlzylinder ausgebildet und erstreckt sich etwa parallel zum Verteiler 17. Die
unter dem Gefälledruck in das Vakuumgefäß 13 eintretende Verdünnung wird gegen im
folgenden noch näher beschriebene Prallflächen 20 geschleudert, um die Fasern und
Wasserteilchen der schon zerstäubten Verdünnung, falls erforderlich, noch weiter
aufzubrechen.
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Die entgaste Verdünnung sammelt sich unterhalb der Prallflächen 20
im unteren Teil des Vakuumgefäßes 13 bis zu einem gewissen Niveau L2 und wird durch
einen Stutzen 21 und eine Pumpe 22 dem Gefäß entnommen. Die Leitung 23 führt vom
Stutzen 21 zur Einlaßseite der Pumpe, während eine Leitung 24 mit Kontrollventil
25 zum Vorratsbehälter bzw. Stoffauflauf 26 einer Papiermaschine 27 führt, die durch
das endlose Siebhand 28 angedeutet ist.
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Der Stand des Niveaus L, im Vorratsbehälter io ist durch die Höhe
H, über dem Verteiler 17 bestimmt, während das Niveau L2 der angesammelten Verdünnung
im Vakuumgefäß 13 durch die Höhe H2 über dem Einlaß der Pumpe 22 bestimmt wird.
Sowohl die Höhe Hl wie auch H2 werden durch automatische Niveaukontrolleinrichtungen
annähernd konstant gehalten, die später in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 im einzelnen
beschrieben werden. Im allgemeinen sind solche Niveaukontrolleinrichtungen jedoch
bekannt.
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Das für das Verfahren gemäß dieser Erfindung erforderliche Vakuum
wird im Vakuumgefäß 13 durch eine Vakuumpumpe 29 erzeugt, die mit einem Dampfinjektor
30 zusammen arbeitet oder im Bedarfsfall von letzterem unterstützt wird;
beide, Pumpe 29 und Injektor 30, wirken hintereinander in einem Entlüftungskanal
31. Ein Vakuummanometer 32 zeigt die im Vakuumgefäß 13 unterhaltene Druckminderung
in Millimeter QS an.
Das 1#:ntgastiifgs- oder Vakuumgefäß 13 mit
seinem Zubehör, l:esonders den Zerstäubungsdüsen i 9 und den Prellflächen 2o innerhalb
des Gefäßes, ist im einzelnen in den Fig. 3 und 4 .gezeigt. In diesen wird das horizontal
angeordnete zylindrische Va-'kuttmgefäl3 mit 13' bezeichnet. Dieses Gefäß besteht
aus dem zylindrischen Mantel _33 und den nach außen gewölbten Endwandungen
33, und 33b. Der ebenfalls horizontal angeordnete Verteiler ist mit
17' und die seitlichen Abzweigungen mit 18' bezeichnet. Wie in Fig.3 erkenntlich,
sind zwei Reihen von Abzweigungen 18' vorgesehen, die vom Verteiler 17' seitlich
in entgegengesetzten Richtungen abzweigen und zwei entsprechende Reihen Zerstäubungsdüsen
19t' und 192 versorgen. jede der Abzweigungen 18' ist zum Zweck der Re-ulicrung
und Drosselung der Verdünnungszufuhr zu der entsprechenden Düse mit einem Kontrollventil
3.1 versehen (s. Fig. 2).
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Die Prellflächen 2o dehnen sich in horizontaler Richtung über die
ganze Länge des Gefäßes 13' aus Lind bilden im Querschnitt der Fig. 3 eine dachförmige
Konstruktion. Die beiden von einer gemeinsamen Spitze nach außen geneigten Flächen
20 bilden einen Winkel von etwa :45" gegenüber der Vertikalen und einen Winkel von
etwa 9o° zueinander. Die Zerstäubungsstrahlen S1 und S2 der Verdünnung, die aus
den entsprechend verteilten Düsenreihen 191' und 192 austreten, treffen auf die
Flächen 2o auf. Die Entfernung der Düsen 191' und 192' von diesen Prallfläehen 20
ist mit Dl und die Entfernung zwischen den unteren horizontalen Kanten dieser Flächen
und dem Niveau L2 der sich am Boden des Gefäßes ansammelnden entgasten Verdünnung
mit D2 bezeichnet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Zerstäubungsdüsen 191', 19,,' ist in Fig.
a dargestellt,- worin Teile der Düsenwandung abgebrochen gezeichnet sind, um besonders
den inneren glatten und unbehinderten Durchgang zu veranschaulichen. Der Düsenkörper
37 hat eine Einlaßverjüngung 38 mit einem Flansch 39 für den Anschluß an eine der
Abzweigungen 18' und eitre Auslaßverjüngung .4o mit einem Flansch 31 für den Anschluß
an das Vakuumgefäß. Die Üffnung der Einlaßverjüngung 38 mündet tangential in den
Düsenkörper, der im Innern eine glatte unbehinderte Wirbelkammer .12 umschließt,
w,ährefid die Auslaßverjüngung 4o um die Achse der Wirbelkammer herum und im rechten
Winkel zum Einlaß liegt.
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Die Fing. 5 veranschaulicht im Prinzip die gleiche Vorrichtung wie
Fig. 1, jedoch mehr schematisch. Besonderes Gewicht ist in dieser Figur auf die
Darstellung der Zusatzeinrichtung für die Kontrolle .der Niveaus L1 und L. gelegt.
Hier sind eine Zuleitung i i" für die unbehandelte Papierbreiverdünnung, ein Vorratsbehälter
i o" und ein Verteiler 17" gezeigt, der vom Behälter i o" durch die Leitung 1.1"
über ein Kontrollventil IV' versorgt wird. Der Verteiler 17" wiederum versorgt das
Vakuumgefäß 13" durch die Abzweigungen 18" und die Zxrstäubungsdüsen 19". Aus dem
Vakuumgefäß wird die entgaste Verdünnung durch den Stutzen 21", die Leitung 23";
die Pumpe 22" und die Leitung 24" entnommen. Die Leitung 2.1" führt die Verdünnung
durch ein Ventil 25" dem Vorratsbehälter oder Stoffauflauf 26" einer Papiermaschine
-2; " zti, die durch das endlose Siebband 28" angedeutet ist. Die sich horizontal
durch die Länge des Vaktiuntgefäßes erstreckenden Prellflächen 20, die in Fig. 1
angedeutet und in den Fig.2 und 3 genauer gezeigt sind, sind in die Fig. 5 nicht
ciiigezci,- hnet.
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Dagegen wird in Fig. 5 die Anordnung eines in die Leitung t 1" eingeschalteten
ntcmhranl)etätigtt,n Ventils 43 gezeigt, das auf :Änderungen des Niveaus L, anspricht,
durch hilistvcis(-ii Einsatz von Luftdruck beeinflußt wird und in der Weise wirkt,
daß es den Zufluß von Verdüunung zum Behälter to" so kontrolliert, dal) das Niveau
L l darin automatisch auf gleicher Hiiltc gchaltcn wird. Zu den Funktionseinrichtungen
gehurt ein Relaismechanismus Ml, dem Prcßluft 4.1 unter konstantem Druck zugeffhrt
wird und der mit cincin in einer Führung .15, im Vorratsbehälter auf und ab beweglichen
Schtvimmer 45 in Verbindung steht. Durch die Bcwegtuigeii dieses Sch« imrners wird
im MechanismusM, der Luftdruck, der durch Rohr.l5r, in die Membrankammer des Ventils
.l3 gelangen kann, kontrolliert. Durch die sich ändernde Luftdruckwirkung auf die
Membran wird das Ventil in der Weise betätigt, dales :Änderungen des Niveaus L1
ausgleicht. Da Niveaukontrolleinrichtungen für den beschriebenen Zwc: k allgemein
bekannt sind, brauchen sie hier ni; ht weiter erklärt zu werden.
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Um gleichfalls eine Kontrolle des Niveaus L= der entgasten Faserstoffverdünnung
im unteren Teil des Vakuumgefäßes 13" zu erreichen, sind eine oder mehrere der Zerstäubungsdüscn
i 9" je mit einem automatisch gesteuerten Ventil ausgestattet, wie .es genauer aus
Fig. 6 ersichtlich ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei solcher Ventileinheiten
U1, U-, U3 an den entsprechenden Zerstäubuifgsdüsen Pf, P_, h; vorgesehen.
um gegebenenfalls diese drei Ventile einzeln zu drosseln, während alle übrigen unverändert
mit voller Leistungsfähigkeit weiterarbeiten können. Auch solche membraitkontrollierten
Ventileinheiten sind an sich bekannt. Der Vollständigkeit halber sei nur erwähnt.
daß in einem solchen Ventil (s. Fig. 61 die Membran .16 mit dem Schaft 17 des Ventils
verbunden ist und daß gesteuerter Luftdruck .16u Zutritt zur Membrankammer ¢8 hat.
Dadurch wird erreicht, daß die mit schwankendem Luftdru; k sich ändernde Deflektion
der 'Membran das ÜIfncn oder Schlielien des Ventils veranlaßt. Dem Luftdruck oberhalb
der Membran wirkt eine unterhalb der :Membran angeordnete Feder 39 ausgleichend
entgegen. Die Membranfeder 39 umschließt den Ventilschaft und stützt sich zwischen
Membran und einer Buchse 5o ab. Letztere ist mit Gewinde verstellbar in die Spindelhalterung
51 des Ventils eingeschraubt. Durch Verstellen der Bujhsc 5o kann der Federdruck
gegen die Unterseite der Membran und dadurch das Ansprechen der Ventilsteuerung
auf ein getvünschtes Maß einreguliert werden.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist erfindungsgemäß in jeder der Ventileinheiten U,, U21 U3
die Membranfeder
so eingestellt, daß die Ventile nicht gleichzeitig, sondern nacheinander auf einen
ansteigenden Luftdruck ansprechen, um dem Bedart <<n Verdünnung nachzukommen,
wie er durch den sich .auf und ali bewegenden Schwimmer 52 vom NiveauL, angefordert
wird. Die für die Betätigung erforderliche Änderung des Luftdruckswird durch den
Relaisme; hanismus M, gesteuert, der mit dem in der Führung 52' auf und ab beweglichen
Schwimmer 52 Verbindung hat. Dem Mec hanismus M, wird durch die Leitung 53 Preßluft
unter konstantem Druck zugeführt. Dadurch wird durch die Verteilungsleitung 53a
und die Ztveigleitungen .16,, den Membrankammern der Ventileinheiten Ui, ('_ und
U.; aufeinanderfolgend ein stufenweise ansteigender Retätigungsdruck zugeführt,
so daß die Ventileinheiten 11,1 (1_ und U3 nacheinander an-sprechen.
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Wenn z. 13. der Fall eintritt. daß durch verringerten Bedarf eine
geringe Drosselung der Verdünnungszufuhr zum Vakuumgefäß erforderlich wird, nachdem
vorher alle drei Düsen P" l'= und P.1 mit voller Leistung ge2trl>citet haben, wird
durch eine klein(, Atifiv;irtsbe%vegung des Schwimmers 52 zunächst nur das erste
Ventil U, innerhalb des Bereichs seiner Leistung anspre; hen. Reicht jedo-^h völlige
Schliel@tnig dieses Ventils für das Erfordernis der Konstanthaltung des Niveaus
L_ nicht aus und t%,ird eine tweirere Zuflußvcrringerung erforderlich, beginnt sich
das zu-cite Ventil U_ entsprechend der Bewegung und der Stellung des Schwimmers
52 regelnd zu betätigen. In gleicher Weise kann nach völliger Schliel:)ung des Ventils('..
au, -h Ventil U., an der Regelung beteiligt werden, tt-enn die Verhältnisse es erfordern.
Analog erfolgt die Regelung in entgegengesetzter Richtung. Wenn z. B. alle drei
Ventile U" U_ Lind U.; geschlossen wurden und Bedarf für erhi)hte Verdünnungszufuhr
eintritt, öffnen sich die Ventile nacheinander entsprechend dem durch den Sc=hwimmer
52 gemeldeten erhöhten Bedarf. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß jederzeit
die maximale Anzahl von Düsen mit der für beste Zerstäubung erforderlichen vollen
Leistung in Tätigkeit ist, die die Bedingung der Erhaltung eines konstanten Niveaus
L., zulädt; denn nur bei voller Leistungstätigkeit der Düsen treffen die Zerstäubungsstrahlen
mit voller Wucht auf die Prallflächen 2o auf und machen letztere voll wirksam.
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Das gewünschte Vakuum im Gefäß 13" tvird durch die Vakuumpumpe 29"
unterhalten, die mit einem Dampfinjektor 30" zusammen arbeitet oder von ihm unterstützt
wird. Die Dampfinjektion wird durch ein Ventil 3o," gesteuert und wirkt in einer
Absaugleitung 31 ", an der auch das Manometer 32" zur anzeige des Unterdrucks aiigebrächt
ist. Durcly gemeinsame Wirkung des Dampfinjektors und der Vakuumpumpe wird in dem
Gefäß 13 bzw. 1 3" ein Vakuum, entsprechend den Erfordernissen der Erfindung, unterhalten.
Dieses Vakuum sollte aus Gründen, die sich aus dem Diagramm (s. Fig. 7),
wie
bereits erläutert, ergeben, so genau tvie praktisch nur möglich auf 7,6 mm QS über
dem Verdampfungsdruck gehalten werden, die der Temperatur der durch die Düsen eingespritzten
Verdünnung entspricht. Wie ersichtlich, zeigt das Diagramm in Fig. 7 eine ausgezogen
gezeichnete konkave Kurve, die während eines Entgasungsprozesses von Faserstoffverdün@nung
aufgenommen wurde, während welcher Zeit die Verdünnung, durdi die Düsen zerstäubt,
gegen die Prallflächen geschleudert wurde. Die Kurve hat einen flachen Anfangteil
Cl, der sich etwa von Punkt Q, biA zum Punkt Q_ erstreckt, und einen steilen Teil
C2, der sich in Punkt Q2 an Teil C, anschließt. Die Punkte Q1 und Q2 liegen auf
einer Parallelen zur Abszissenachse.
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Wenn das Vakuum innerhalb des Bereichs des Drucks gehalten wird, der
dem Kurvenbereich C" also dein flachen Teil der Kurve, entspricht, wird ein überraschend
hoher Grad der Entgasung der Verdünnung bei hoher Geschwin,äigkeit in einem Vakuumgefäß
mit kleinstem erforderlichem Volumeninhalt erzielt.
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Die strichpunktierte Kurve C, die außerdem in das Diagramm
(s. Fig. 7) eingetragen ist, zeigt kleine Abweichungen und wurde bei Anwendung des
Vakuumgefäßes mit entfernten Prallblechen aufgenommen.
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Es ist selbstverständlich, daß bei Festsetzung einer höheren Temperatur
für die zu entgasende Verdünnung ein geringeres als absoluter Druck ge.,-messenes
Vakuum erforderlich ist, um in den kritischer Bereich zu kommen. und umgekehrt.
Tatsächliches Kochen der Verdünnung erzeugt eine gewisse Kühlwirkung, die möglichst
vermieden werden sollte.
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Während des Arbeitsganges ist die Wirkungstvcise der Vorrichtung unter
Bezugnahme auf Fig. 5 tvic folgt: Die Papierfaserstoffverdünnung fließt vom Vorratsbehälter
i o" mit einem Gefälle Hl, das durch die Niveaukontrolleinrichtung Ml konstant gehalten
\t-ird, zu. Der Verteiler führt die Verdünnung den verschiedenen Zerstäubungsdüsen
i g" und auch den Zerstäubungsdüsen Pi, P2 und P3 zu. Dabei erfolgt die Zufuhr zu
den Düsen i9" immer entsprechend deren voller Leistung und daher mit höchster Zerstäubungswirkung,
während die Dii-SCn P,, P.,, P3 automatisch und nacheinanderfolgend von der Niveaukontrolleinrichtung
M2 in der Weise betätigt tverden, daß das Niveaut2 der entgasten Veidünnurigim unterenTeil
desVakuumgefäßes konstant bleibt. DleautomatlscheKOntrollederDÜSenP"Po,P" durch
die Einrichtung M_ und die Ventile U,, U_, U3 geschieht so, daß soviel Düsen wie
möglich mit ihrer vollen Leistung arbeiten, während nur eine zur Zeit geregelt wird.
Wenn z. B. die Betriebsverhältnisse die volle Leistung aller drei kontrollierten
Düsen P,. P21 P3 erforderlich gemacht haben und dabei ein Steigen des Niveaus L_
eintritt, wird die Kontrolleinrichtung automatisch eine Drosselung der Zufuhr zum
Vakuumgefäß, z. B. ein Drosseln der Düse P" einleiten. Wenn nun die Drosselungserfordernisse
die Regelungsleistung der Düse P, überschreiten, setzt die Kontrolleinrichtung
automatisch
die Drossel ungsmöglichkeiteii der Düse P., mit ein und. falls auch dies
iio:-h ni 7ht ausreicht, wird auch die Düse P3 mit für die Regelung der Drosselung
herangezogen.
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Wenn andererseits Verhältnisse bestehen, bei denen die Zufuhr zti
allen Kontrolldüsen Pt, P._, P,, gesperrt ist und ein übermäßiger Abfall des Niveaus
L@ eine Korrektur der Zufuhr erfordert, wirkt; die Kontrolleinrichtung Mt durch
Ventile U,. U.=, U,,
darauf hin, daß nacheinanderfolgend die Zufuhr zu den
Düsen, entsprechend dem erforderlichen Ausgleich, freigegeben wird.
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Durch Konstanthaltung des Niveaus L2 der sich sammelnden entgasten
Verdünnung im unteren Teit des Vakuumgefäßes wird erreicht, daß die Verdünnung immer
unter gleicher Druckhöhe H, der Pumpe 22" zugeführt wird, die sie anschließend in
den Vorratsbehälter oder Stoffauflauf 26" einer Papiermaschine 27" fördert.
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Das Vakuum im Gefäß 13" wird während der gesamten Betriebszeit durch
die gemeinsame Saugwirkung der Pumpe 29" und des Injektors 3o" auf einem Wert gehalten,
der einem Druck von etwa 7 ,6 mm QS (wird vom Manometer 32" angezeigt) über dem
absoluten Verdampfungsdruck der Verdünnung bei der für sie festgesetzten und gehaltenen
Temperatur entspricht, was eine maximale Entgasung bei höchster Geschwindigkeit
gewährleistet.
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Die nach dem beschriebenen Verfahren entgaste Verdünnung von Papierfaserstoffen
hat ein gefrorenes Aussehen, wobei eine dünne Schicht Wasser die gesamte Oberfläche
des Produkts im Vorratsbehälter bedeckt und Bläschenbildung nicht in Erscheinung
tritt. Das sich daraus ergebende Resultat ist eine einwandfreie Gruppierung der
Fasern, die, wenn ausgebreitet, eine einheitliche flockenlose Schicht und eine äußerst
gute Verarbeitung in der Maschine ergeben.
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Da im vorstehenden nur auf die Entgasung von Faserstoffmaterial in
verdünntem Zustand Bezug genommen wurde, wie es in einer Papiermaschine zur Verarbeitung
kommt, muß noch erwähnt werden, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung auch
in anderen Stadien des PapierbreihersteIlungs,-prozesses eingesetzt werden kann,
so auch zur Entgasung von Papierbrei nach Verlassen des Holländers. Papierbrei muß
bekanntlich wiederholt gewaschen und in Sieben entwässert werden. Da wirkungsvolle
Entgasung entsprechend der vorliegenden Erfindung die Entwässerung beschleunigt,
kann auch die Leistungsfähigkeit der Wasch- und Entwässerungseinrichtungen durch
Anwendung der Erfindung erhöht werden.