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Einrichtung zum Sichten von Faserstoffsuspensionen in Wirbelsichtern
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Sichten von Faserstoffsuspensionen in Wirbelsichtern, wodurch insbesondere das Ausscheiden von faserigen Verunreinigungen aus Suspensionen von Zellstoff, Holzschliff, Hadernhalbstoff, Altpapier, Hackschnitzelholzstoff, Asbestfasern u. dgl. ermöglicht wird.
Eine der wichtigsten Operationen bei der Herstellung von Zellstoff ist das Sichten von Verunreinigungen, die das Aussehen und die Festigkeitseigenschaften von Papier verschlechtern. Bei der Herstellung von Zellstoff entstehen im wesentlichen zwei Arten von Verunreinigungen : feste und faserförmige (sogenannte "Splitter"). Die festen Verunreinigungen bestehen aus Resten der Rinde, Russ u. dgl. Die faserförmigen Verunreinigungen entstehen dadurch, dass ein Teil der Holzmasse beim Kochen und Zerfasern sich nicht in einzelne Fasern zerteilt, sondern nur in Faserbündel. Diese groben Teile sind um vieles grösser und gewöhnlich auch länger als die individuellen Fasern. Sie entstehen gewöhnlich durch ungenügendes Durchkochen der Hackschnitzel.
Sie sind wesentlich weniger biegsam als die individuellen Fasern, so dass bei ihrer Ablagerung in den Papierbogen schwache Stellen entstehen, welche die Ursache von Brüchen bei der Papierherstellung und Herabsetzung der Festigkeit des fertigen Papiers sind.
Die Faserbündel sind gewöhnlich dunkler, weswegen die Verunreinigungen auch auf das Aussehen des Papiers einen ungünstigen Einfluss haben. Die Erscheinungen sind besonders unangenehm bei der Verarbeitung von Hochausbeutezellstoff, Halbzellstoff und Holzschliff, die besonders viele grobe und nichtzerfaserte Teile enthalten. Beim Sulfit-Zellstoffkochverfahren bilden Bastfasern eine weitere Quelle von Faserverunreinigungen, welche beim Kochen weniger delignifizieren und darum wesentlich dunkler als die eigentlichen Zellstoffasern sind, wodurch das Aussehen des Papiers verschlechtert wird.
Unerwünschte Faserbündel entstehen auch beim Zerfasern von Hadern, Altpapier, bei der Verarbeitung von Asbest und andern Materialien.
Das Sichten der angeführten Verunreinigungen ist insbesondere dann eine beschwerliche Operation, wenn der Zellstoff gleichzeitig eine grosse Anzahl von punktartigen und groben Faserverunreinigungen enthält und dies insbesonders beim Kochen von Hochausbeutezellstoff und beim Sulfitkochen von Holz im Bast.
Gemäss dem gegenwärtigen Stand der Technik werden grobfaserige Verunreinigungen mit Hilfe von verschiedenen Durchflusssichtern und Rundsortierern gesichtet, deren sichtende Wirkung im Wesen auf dem Siebeffekt von Loch- oder Spaltsiebtrommeln oder auf der Siebwirkung der auf dem Umfang der Sichttrommel abgelagerten Zellstoffteilchen besteht. Nachteil dieser Art des Sichtens ist der geringe Effekt, da durch die Sichtöffnungen ein Teil der grobfaserigen Verunreinigungen hindurchgeht, und anderseits in dem die Sichtöffnungen nicht durchgehenden Anteil, dem sogenannten Spuckstoff, ein bedeutender Teil von Einzelfasern, der sogenannte Gutstoff, enthalten ist. Es ergibt sich dann die Notwendigkeit, den Spuckstoff von neuem zu sichten, um wenigstens einen Teil des Gutstoffes zurückzugewinnen, wodurch jedoch das Sichtsystem ziemlich belastet wird.
Der Wirkungsgrad der beschriebenen Sichter bewegt sich bei etwa 50-7calo, wobei die Spuckstoffmenge etwa 15 - 30go des Gesamtgehaltes an Zellstoff beträgt.
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Die Form solcher Sichter ist gewöhnlich ein umgekehrter Kegel. Die zu sichtende Suspension wird gewöhnlich durch ein tangential im oberen Teil des Sichtermantels unterhalb der oberen Abschlussplatte des Sichters angebrachtes Rohr zugeführt, wobei die festen Verunreinigungen unten durch eine Öffnung an der Spitze des Sichters abgeführt werden und der Gutstoff durch ein dickes Rohr im Deckel des Sichters abgeführt wird. Die Suspension strömt zuerst zum Boden des Sichters und dann spiralförmig durch die Mitte zur Höhe des Sichters, wobei es zu einer Turbulenz kommt.
Durch das doppelte Strömen, spiralförmige Bewegung und Turbulenz, geht ein bedeutender Teil der kinetischen Energie verloren, weswegen diese Art von Sichtern einen bedeutenden Verlust der Energie der geförderten Suspension (2,5 bis 3,0 atm) verursachen und darum den Zulauf der Suspension unter hohem Druck (3-4 atü) notwendig machen, was einen bedeutenden Energieverbrauch bedeutet. Bei niederen Drücken sichten solche Sichter nur die gröbsten, körnigen Verunreinigungen, z. B. Sand u. dgl. Eine andere Art der beschriebenen Sichter hat den oberen Teil als Zylinder ausgebildet; Zuleitung und Ableitung der Suspension wird jedoch in gleicher Art durchgeführt, weswegen es zu einer doppelten Bewegung des Stoffes kommt, die mit einem Verlust von kinetischer Energie verbunden ist.
Manche Sichter haben die Form eines Rotationshyperboloids mit einem konischen oder zylinderförmigen Abschluss, gewöhnlich mit einer tangentialen Zuleitung der Suspension im unteren Teil oder im oberen Drittel des Sichters und einem tangentialen Ablauf im oberen Teil des Sichters. Solche Sichter sind lediglich für die Beseitigung von Schaum und Luft aus der Suspension geeignet. Durch den Einfluss der Form und die unsymmetrische Anordnung von Zuleitung und Ableitung für die Suspension kommt es bei diesen Sichtern zu einer doppelten Bewegung und Turbulenz des Stoffes, die mit grossen Druckverlusten verbunden sind.
Die gemeinsamen Nachteile aller Arten von Wirbelsichtern liegen darin, dass sie grobe Faserverunreinigungen nicht sichten und eine Kombination mit Rotations- oder Durchflusssichtern erfordern, d. h. eine ungeeignete Kombination von mechanischen und hydraulischen Systemen.
Die Nachteile der bisherigen Einrichtungen zum Sichten werden durch die Einrichtung gemäss der Erfindung beseitigt. Die Erfindung geht dabei von einer Einrichtung zum Sichten von Faserstoffsuspensionen in einer oder mehreren Stufen mit kegelförmigen und zylindrischen Wirbelsichtern aus, wobei in der ersten Stufe ein kegelförmiger Wirbelsichter vorgesehen ist, dem die Suspension im oberen Teil unter einem Druck von 2 bis 4 atü tangential zuführbar ist.
Die Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelsichter in seinem unteren Teil ein zentral angeordnetes, verhältnismässig enges Ablaufrohr für die groben Faserverunreinigungen, einen vorzugsweise an einem die Kegelspitze umgebenden Ringraum angeschlossenen Ablauf für die durch Zentrifugalkraft auszuscheidenden festen Verunreinigungen und ein das erstgenannte Ablaufrohr umgebendes Ablaufrohr für den Gutstoff aufweist, an welch letzteres gegebenenfalls zur zweistufigen Sichtung ein zweiter vorzugsweise zylindrischer Wirbelsichter anschliessbar ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind am zweiten Sichter der unter einem niedrigeren Druck, u. zw. von etwa 0, 1 - 0, 6 atü stehende Zulauf aus dem ersten Sichter auf einer Seite des Sichterbehälters, u. zw. vorzugsweise im unteren Teil desselben, der Ablauf für den Gutstoff an einer diametral gegenüberliegenden Stelle, vorzugsweise im oberen Teil des Sichterbehälters und das Ablaufrohr für die noch vorhandenen groben Faserverunreinigungen zentral, u. zw. ebenfalls im oberen Teil bzw. an der Decke des Sichterbehälters angeordnet.
Die Erfindung betrifft also eine ein- oder zweistufige Sichtung der Fasersespension in Wirbelsichtern zylinder- oder kegelförmigen Typs durch Kombination eines Wirbelsichters mit einem hohen und einem niedrigen Eintrittsdruck. Während die Einrichtung in der ersten Stufe den Gutstoff, die groben Verunreinigungen und die festen Verunreinigungen sichtet, entfernt die Einrichtung in der zweiten Stufe lediglich die groben Faserverunreinigungen.
In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung an Hand der ein Ausführungsbeispiel schematisch darstellenden Zeichnungen noch näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 den kegelförmigen Sichter der ersten Stufe und Fig. 2 den zylindrischen Sichter der zweiten Stufe.
Den Körper des Wirbelsichters der ersten Stufe (Fig. 1) bildet der kegelförmige Behälter l, der durch die obere Deckfläche abgeschlossen ist. Die Fasersuspension mit einer Konzentration von 0,3 bis l, 9go wird tangential durch das Rohr 3 im oberen Teil des Sichterbehälters unter einem Druck von 2 bis 4 atü eingeführt. Der Gutstoff wird durch das Ablaufrohr 4 aus dem unteren verengten Teil des kegelförmigen Sichters abgeführt. Der Spuckstoff, der die groben Faserverunreinigungen enthält,
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tungsrohr 8 abgeleitet.
Die festen Verunreinigungen werden einer sekundären Sichtung und die faserigen einem kegelförmigen oder zylindrischen Refiner zugeführt. Der Gutstoff wird in die zweite Stufe des Sichtens in einer Menge von 2661/min und einer Konzentration von 0, 65% unter einem Druck von 0,5 atü in einen zylinderförmigen Sichter (Fig.
2) mit einem Durchmesser von 90 mm und einer Höhe von 800 mm durch den tangentialen Zulauf 13 mit einem Durchmesser von 22 mm, der im unteren Teil des Sichterbehälters 11 angeordnet ist, geführt, wobei der Gutstoff in einer Menge von 254 l/min durch den tangentialen Ablauf 14 mit einem Durchmesser von 20 mm, der in dem oberen Teil des Sichterbehälters angeordnet ist, abgeführt wird und die groben Faserverunreinigungen durch das Ablaufrohr 15 mit einem Durchmesser von 8 mm, das im oberen Teil des Sichters angeordnet ist, abgeleitet werden. Der Wirkungsgrad des Sichters der groben Faserverunreinigungen beträgt 95-97%, der für die festen Verunreinigungen 65%.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Sichten von Faserstoffsuspensionen in einer oder mehreren Stufen mit kegelförmigen und zylindrischen Wirbelsichtern, wobei in der ersten Stufe ein kegelförmiger Wirbelsichter vorgesehen ist, dem die Suspension im oberen Teil unter einem Druck von 2 bis 4 atü tangential zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelsichter in seinem unteren Teil ein zentral angeordnetes, verhältnismässig enges Ablaufrohr (5) für die groben Faserverunreinigungen, einen vorzugsweise an einem die Kegelspitze umgebenden Ringraum (7) angeschlossenen Ablauf (8) für die durch Zentrifugalkraft auszuscheidenden festen Verunreinigungen und ein das erstgenannte Ablaufrohr umgebendes Ablaufrohr (4) für den Gutstoff aufweist, an welch letzteres gegebenenfalls zur zweistufigen Sichtung ein zweiter,
vorzugsweise zylindrischer Wirbelsichter anschliessbar ist.