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Zentrifuge zum Reinigen von Papier-, Zell- und Holzstoffaufsehwemmungen od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf Zentrifugen zum Reinigen von Papier-, Zell-und Holzstoffaufsehwemmungen od. dgl. mit einer oder mehreren Trommeln und Zuführung des Stoffes zur einen oder inneren Trommel von oben her. Die Erfindung bezweckt eine gute Zugänglichkeit zu den Trommelinnenräumen, damit die Entfernung der an den Trommelwänden angesammelten Schmutzpolster rasch vor sich geht und die Stillstandzeiten während des Dauerbetriebes der Papiermaschine oder Entwässerungsanlagen weitgehend abgekürzt werden können.
Bei den bekannten Stoffzentrifugen sind alle Einlassteile für den Stoff, wie Zulaufrinne und Rohrstutzen, am Deckel des Zentrifugengehäuses befestigt. Beim Abstellen der Zentrifuge müssen die Deckelschrauben gelöst und der Deckel samt der darauf befindlichen Stoffrinne und dem Stutzen mittels eines Krans oder Flaschenzuges abgehoben werden, damit die Schmutzpolster von den Trommelwänden gelöst und ausgespült werden können. Diese Arbeitsweise ist sehr umständlich und zeitraubend. Überdies waren die Innenräume der bekannten Zentrifugen mit mehreren auf einer gemeinsamen Antriebswelle befestigten Trommeln derart beengt, dass die Entfernung der Polster insbesondere aus den unteren Trommeltaschen Schwierigkeiten machte.
Diese Nachteile werden behoben, wenn gemäss der Erfindung die Trommelinnenräume bei Stillstand dadurch zugänglich gemacht sind, dass die den Stoff bis zur Innentrommel zuführenden und leitenden Teile aus der Betriebsstellung rasch und leicht entfernbar und die von Einlassteilen freigemachte Öffnung in die Trommelräume unmittelbar übergeht. Diese Einlassteile bestehen aus einem mit einem Stück des Gehäusedeckels entfernbaren, z B. aufklappbaren Rohrstüek und einem mit den Trommeln umlaufenden Teller, der auf der Welle durch einen Mitnehmer verbunden und nach oben abziehbar ist.
Der Teller ist mit Rippen oder Schaufeln zum gleichmässigen Verteilen und Beschleunigen des Stoffes auf die Umfangsgeschwindigkeit der Innentrommel besetzt und kann als geschlossenes Laufrad ausgebildet sein, so dass sich an der Übertrittsstelle ein gleichmässiger Übergang des Stoffes in eine bereits beim Auftreffen auf die Trommel annähernd kreisende Bewegung ergibt, die die Polsterbildung nicht stört.
Die Innentrommel ist oben verengt und durch den Teller nach oben abgedeckt. Die Trommeln können überdies derart ausgebildet sein, dass ihre für die Polsterbildung ganz ausgenutzten Wandungen sich nach oben erweitern und unter der Deckelöffnung liegen, wobei sie von sperrenden Teilen des Stoffauslasses frei sind. Hiebei kann die Entfernung der Trommelwände stellenweise, d. h. oberhalb irgend eines oder mehrerer Knickpunkte, grösser als unterhalb des oder derselben sein, oder die Wände können aus zwei oder mehr Kegelstümpfen bestehen, wobei sich der Zwischenraum zwischen ihnen ganz oder annähernd ganz gleichmässig nach oben kegelig vergrössert.
Diese Vorzüge bewirken eine wesentliche Verbesserung der Zweitrommelzentrifugen, die wegen der benachbarten Anordnung des Ein-und Auslasskanals für die Papierstoffreinigung von grosser Bedeutung sind, denn der geringe Höhenunterschied zwischen dem Ein-und Auslauf dieser Zentrifugen ermöglicht die Einschaltung der Stoffzentrifugen in den Zustrom der Papiermaschine mit nur geringem Gefälleverlust und bei voller Ausnutzung des zum kräftigen Schleuderkraftfeld der Aussentrommel abwärts fliessenden Stofflaufes in einer die Reinigung wesentlich unterstützenden Innentrommel.
Die Länge dieser Inner.-
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trommel wild für die Polsterbildung weitgehend ausgenutzt und die Abscheidung der Sehmutzteile von wesentlich grösserem spezifischen Gewicht als dem der Fasern erzielt, bevor der vorgereinigte
Stoff zur vollständigen Reinigung in das Kraftfeld der äusseren Trommel überfliesst.
Einige Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung schematisch dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Zweitrommelzentrifuge und Fig. 2 und 3 teilweise Längsschnitte durch anders ausgebildete Zentrifugen. Fig. 4 zeigt einen vollständigen Längsschnitt durch eine weitere Zentrifugenform. Fig. 5 ist ein vergrösserter Längsschnitt durch einen Stoffverteilteller der Fig. 1 und 4, wobei Fig. 6 den Grundriss des Tellers nach Fig. 5 darstellt. Fig. 7 zeigt eine Draufsicht eines Verteilers nach Fig. 3, während Fig. 9 den vergrösserten Längsschnitt des Verteilers dieser Abbildung und Fig. 8 einen ebensolchen des Verteilers nach Fig. 2 darstellt.
Am oberen Ende der Welle 2 eines Motors 5, der die Zentrifuge nach Fig. 1 antreibt, ist die Nabe 34 eines-Tellers J7 durch einen Mitnehmer 39 befestigt. Dieser Teller trägt auf seiner oberen Fläche radiale Rippen 18, wie die Fig. 5 und 6 in vergrössertem Schnitt und Grundriss zeigen.
Unter dem Teller ist die äussere Trommel 3 mittels einer Nabe auf der Motorwelle 2 befestigt.
Die Trommelwand ist zylindrisch. Zwischen ihrem Boden und dem radial gerichteten Bundring 4 ist ein radialer Ring 41 vorgesehen. Auf dem Trommelboden ist eine zweite kleinere Trommel 14 befestigt, wobei an der Befestigungsstelle Durchlassöffnungen für den Stoff vorgesehen sind. Die im wesentlichen zylindrische Wand der Innentrommel ist mehrfach geknickt und schräg nach innen geneigt. Ihr unterer Rand ist nur schmal, der obere Rand 16 dagegen breit und weit nach innen gebogen. In der Trommelwand ist unter einem radial nach innen vorstehenden Ring 161 ein sich kegelig nach oben verengendes Stück vorgesehen.
Durch diese stufenförmige Ausbildung und durch den Rand 16 der Innentrommel wird der Zwischenraum zwischen beiden Trommeln nach oben hin erweitert, so dass die über und unter den Ringen 41 und 161 sich absetzenden festen Polster 1 und 12 bzw. 15 und 151 durch die oberen Trommelöffnungen leicht entfernt werden können. Der über der Innentrommel angeordnete Einlass 19 ist etwa auf der Höhe des oberen Randes der Innentrommel mit einem Flansch 20 versehen, der bis nahe an den Rand 16 dieser Trommel reicht und diese nach oben abschliesst.
Am ortsfesten Deckel 36 der Zentrifuge ist die Rinne 37 befestigt. In eine Öffnung des Deckels 36 ragt ein Stutzen 19 hinein, der mit einem um ein Scharnier 25 schwenkbaren Deckelteil 38 verbunden ist, der die Öffnung bei Betrieb abdeckt.
Der Stoff fliesst nunmehr entlang den Polstern 15 und 151, in denen sich schon die spezifisch schwersten Verunreinigungen absetzen. Im unteren, weiteren Trommelteil wird der Stoff bereits einer stärkeren Zentrifugalkraft als im oberen Teil ausgesetzt und dann durch diese über den unteren Rand in kreisende Bewegung auf die Aussentrommel geschleudert, in der er aufsteigt und etwa noch enthaltende Verunreinigungen in weiteren Kraftfeldern an die Polster 12 und 1 abgibt. Die etwa vorhandenen spezifisch leichteren Verunreinigungen werden vom Ring 9 etwa an der Stelle 6 am oberen Ende des durch diesen Ring angestauten Stoff spiegeis zurückgehalten. Von hier aus können die leichteren Verunreinigungen durch ein nicht gezeichnetes Abschäumerrohr abgeführt werden.
Durch den besonders gestalteten Auslass wird der Stoffspiegel über beide durch den Ring 41 unterteilten Polster gleich hoch angestaut. Der gereinigte Stoff verlässt die Trommel 3 durch den sich verengenden Auslass, wobei er gegen die Achse zu fliesst, so dass er auf kleinerem Radius, d. h. mit kleinerer Umfangsgeschwindigkeit die Zentrifuge verlässt, bevor er in die feststehende Sammelrinne 21 hinausgelangt, um durch den Stutzen 22 abgeleitet zu werden und danach z. B. auf die papierblattbildende Maschine zu fliessen.
Um die Zentrifuge zu reinigen und um das Polster, das sich aus den Fasern gebildet hat und an den inneren Wänden der Trommel abgelagert hatte, zu entfernen, wird der bewegliche Teil 38 des Deckels der Zentrifuge am Handgriff 23 nach oben gehoben, wobei die Wände des feststehenden Einlasskanals 19 zusammen mit dem Flansch 20 entlang der Linie 24 des Scharniers 25 hochgeklappt werden.
Dadurch ist der Innenraum der äusseren Trommel 3 zugänglich gemacht, und der Teller 17 kann von der Welle der Zentrifuge und dem Mitnehmer 39 abgezogen werden. Hiedurch sind auch die Wände der inneren Trommel. M zugänglich gemacht und können durch Herausnehmen der festen Faserpolster von Hand oder durch Herausspritzen gereinigt werden.. Dies ist in einer viel kürzeren Zeit, als bisher hiezu notwendig war, möglich. Gegebenenfalls kann auch das feste Polster, falls es von Hand aus entfernt wurde, im trockenen Zustand weiterverarbeitet werden bzw. als Rohstoff weiterverkauft werden.
Die Zentrifuge nach Fig. 2 unterscheidet sich in zweifacher Hinsicht von derjenigen der Fig. 1, nämlich hinsichtlich der Beschleunigungsvorrichtung und zweitens in der unterschiedlichen Form der Trommeln 43 und 44. Wie auch Fig. 8 zeigt, sind die Rippen 33 bis zum oberen Teil der Nabe 34 des Tellers 32 hochgeführt, damit sie den Stoff sofort beim Einlauf 19 erfassen und in drehende Bewegung versetzen. Hiedurch wird ein Absetzen von Knoten am Teller verhindert. Der Teller wird von einem Deckel 26 überdeckt, welcher am Stutzen 19 nahe an die oberste Kante der radialen Rippen 33 herangeführt, aber von diesen durch einen schmalen Schlitz getrennt ist.
Der DeckeL26 bildet zusammen
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mit dem Ringteil 27 einen Teil der Wände des aufklappbaren Einlasskanals 19 und zusammen mit dem geneigten Ring 16 den Abschluss der inneren Trommel 43 nach oben, um den Stoff, der durch das Auftreffen auf den Teller verspritzt worden sein könnte, in dieser Trommel zurückzuhalten.
Die Wand der inneren Trommel 43 ist, abgesehen von dem Ringteil161 und den Rändern, zylindrisch, während die äussere Trommel 44, die so lang ist, dass sie die innere Trommel auf ihrer ganzen Länge einschliesst, beim Ring 41 mehrere Knickpunkte 28 und 29 aufweist. An diesen Knickpunkten wird der Durchmesser der äusseren Trommel in Richtung des Auslasses nach oben kegelig vergrössert, und der Zwischenraum zwischen beiden Trommeln ist noch mehr vergrössert als bei Fig. 1, wobei die den Auslass bildenden Ringe die Erweiterung des Zwischenraumes der Trommeln infolge ihrer eigenartigen Form nur wenig verdecken.
Die Zentrifuge nach Fig. 3 unterscheidet sich von den vorhergehenden dadurch, dass sowohl die Beschleunigungsvorrichtung als auch die Form der Trommelwände 14 und 44 abgewandelt sind. Die Beschleunigungsvorrichtung ist als geschlossenes Pumpenlaufrad ausgebi'dlt tnd trgt einen Deckel 30, welcher nach Fig. 7 und 9 durch die Schaufeln 35 an der Nabe 34 Lefc & tigt ibt und einen geschlossenen Kanal bildet. Dieser Kanal ist nach oben im Ring 31 verlängert, der über den Stutzen 19 greift, und in seinem äusseren Teil leicht nach unten gerichtet. Das Laufrad wirkt als Fortsetzung des feststehenden Einlasses 19, obwohl die beiden miteinander nicht verbunden sind und der obere Kanalteil zusammen mit dem Laufrad umläuft.
Wie die Fig. 9 in der Draufsicht zeigt, sind die Schaufeln 35 gekrümmt ausgebildet. Auch diese Ausführungsform der Erfindung verhindert die Bildung von Knoten oder Klumpen und ein Anstauen des Stoffes innerhalb der Beschleunigungsvorrichtung. Die Schaufeln 35 sind erfindungsgemäss in demjenigen Teil der Einrichtung angeordnet, in welchem die Schleuderkraft bereits wirksam ist, und nicht in demjenigen Teil des Einlasses, in welchem der Stoff auftrifft. Ausserdem ist der Teller leicht nach unten geneigt, so dass die Beschleunigung gesteigert und eine leichtere Entfilzung des Stoffes begünstigt wird. Die innere und äussere Trommel 14 und 44 haben nahe bei den Ringen 41 und 161 Knickpunkte, wobei die zwischen den Knickpunkte liegenden Stücke nach oben hin sich kegelig erweitern.
Fig. 4 unterscheidet sich von Fig. 1 hinsichtlich der Form der Trommeln und des Zwischen-
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den Trommeln über jedem Knickpunkt absatzweise nach oben zunimmt. In Fig. 4 wird nun diese Entfernung kontinuierlich grösser, d. h. der Zwischenraum vergrössert sich nach oben konisch. Die Wand der äusseren Trommel 45 ist als gerader Kegel ausgebildet, wobei der Durchmesser der inneren Trommel nach oben hin grösser wird, während die Innentrommel 46 aus zwei Kegelstümpfen besteht, deren Durchmesser in Richtung nach oben kleiner wird. Durch dieses Beispiel wird besonders deutlich, wie wenig die grosse Öffnung zwischen den Trommeln durch die Auslassteile 8 und 9 verdeckt wird, wobei trotzdem ein hoher, sich über beide Polster der Aussentrommel erstreckender Stoffstau erzielt wird.
Die sich nach oben erweiternde Ausbildung der Trommeln hat somit neben dem Vorzug der vollen Zugänglichkeit zu den mit Polstern besetzten Räumen der Trommeln noch den weiteren Vorteil, dass die Stoffaufschwemmung vom Einlass bis zum Auslass, d. h. auf einer langen Strecke über Polsterflächen geführt und einer fortwährend grösser werdenden Sehleuderkraft unterworfen wird, so dass eine differenzierte Reinigung des Stoffes von Schmutzteilchen, eine völlige Auflockerung des Stoffes sowie die Lösung der Schmutzteilchen von diesem und die Zerstörung der Faserknoten herbeigeführt wird. Die Schmutzteilchen lagern sich nämlich entsprechend ihrer Masse und ihrem spezifischen Gewicht in und auf den Polstern ab.
Die schweren groben Teilchen werden somit in den Polstern der Innentrommel abgeschieden, so dass die Polster der Aussentrommel für die Aufnahme der feinen Schwerteile freigehalten werden. Wäre dies nicht der Fall, so würden die feinen Schwerteile durch ein bereits mit grobem Schmutz versetztes Polster nicht mehr aufgenommen und in den Auslass gespült.
Diese Vorteile der Mehrfachtrommel sind durch die vorzügliche Reinigung aller Arten Papierstoffe und schwer zu reinigender Halbstoffe erwiesen. Überdies haben die nach der Erfindung ausgebildeten Trommeln eine sehr hohe innere Festigkeit, die durch die Rippen und eingezogenen Ränder bedingt ist und eine Ausbildung der Trommeln mit verhältnismässig geringen Wandstärken zulässt, so dass auch bei den mit höherer Drehzahl laufenden Trommeln an Material gespart werden kann.
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