<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausscheidung von klebrigen Verunreinigungen aus einer wässerigen Stoffsuspension, die aus Altpapier gewonnen wurde.
Die Erfindung betrifft weiters eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Klebrige Verunreinigungen, sogenannte Stickies, in der Regel gummiartige Klebstoffe, die sich in einer aus Altpapier gewonnenen Stoffsuspension zum Herstellen von neuem Papier befinden, bilden eine Quelle von Schwierigkeiten und Störungen, da sie z. B. die Siebe von Papiermaschinen verkleben. Bisher war es nicht möglich, diese klebrigen Verunreinigungen wirksam aus der Stoffsuspension zu entfernen. Es ist einzig festgestellt worden, dass die klebrigen Verunreinigungen teilweise durch einen Hydrozyklon ausgeschieden werden können.
Die Erfindung hat die Schaffung eines neuartigen Verfahrens und einer Vorrichtung zum Ziel, mit dessen bzw. deren Hilfe derartige Verunreinigungen viel wirksamer und wirtschaftlicher als bisher aus der wässerigen Stoffsuspension ausgeschieden werden können.
Das erfindungsgemässe Verfahren, durch welches dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffsuspension in einem Massenkraftfeld, z. B. Schwerkraft oder Zentrifugalkraft in der Form einer Strömung bewegt wird, und dass die Stoffsuspension auf der von der Massenkraft entlasteten Seite der Strömung mit einer Aufnahmefläche in Berührung gebracht wird, welche mit einer Oberfläche versehen ist, die gegenüber den auszuscheidenden klebrigen Verunreinigungen haftende Eigenschaften aufweist, indem die Aufnahmefläche mit einer Oberflächenschicht eines Materials, z. B. einem Kunststoff wie Polyäthylen versehen ist, welches eine Affinität gegenüber den klebrigen Verunreinigungen aufweist, und bzw. oder die Aufnahmefläche eine strukturierte Oberfläche aufweist.
Beim vorliegenden Verfahren wirken das Massenkraftfeld, der Anpressdruck und die Haftfähigkeit der klebrigen Verunreinigungen auf der Aufnahmefläche zusammen, wobei durch die gemeinsame Bewegung der Strömung und der Aufnahmefläche mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit die Aufnahme der Verunreinigungen noch weiter unterstützt wird. Die Stoffsuspension wird hiebei unter Druck mit der Aufnahmefläche in Berührung gebracht.
Die ausscheidende Wirkung kann weiter dadurch verbessert werden, dass die Stoffsuspension vor Aufbringen auf die Aufnahmefläche erwärmt und/oder die Stoffsuspension von der erwärmten Aufnahmefläche beheizt wird. Dadurch kann je nach Beschaffenheit die Haftfähigkeit der klebrigen Teilchen auf der Aufnahmefläche verbessert werden.
Es ist günstig, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Stoffsuspension der Geschwindigkeit der bewegten Aufnahmefläche entspricht.
Weiters kann die ausscheidende Wirkung auch dadurch verbessert werden, dass in den Stoffsuspensionsstrom, insbesondere vor dem Einbringen in das Massenkraftfeld, freie Luft eingeführt wird. Die dadurch gebildeten Luftbläschen helfen die klebrigen Teilchen auszutragen.
Vorzugsweise kann die Stoffsuspension der Aufnahmefläche in einer Schicht von maximal 20 mm Dicke zugeführt werden. Dadurch werden das Ausscheiden und der Haftvorgang auf der Aufnahmefläche erleichtert, da die Teilchen der klebrigen Verunreinigungen auf ihrem Weg zur Aufnahmefläche nur eine kurze Strecke zu überwinden haben.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Führungseinrichtung, z. B. Gehäuse, zur Bildung und Führung einer Strömung der Stoffsuspension in Berührung mit der Aufnahmefläche eines Aufnahmeteiles, z. B. Aufnahmebandes, die mit einer Oberfläche versehen ist. die gegenüber den auszuscheidenden klebrigen Verunreinigungen haftende Eigenschaften aufweist.
Nach dem Prinzip dieser Vorrichtung sind verschiedene Ausführungsformen denkbar. So kann als Führungseinrichtung ein Gehäuse in Form eines Rotationskörpers vorgesehen sein, das zur Bildung einer Wirbelströmung geeignet ist, und in dessen zentralem Bereich sich ein Rotor befindet, der die Aufnahmefläche aufweist. Dadurch wird eine einfache und wirksame Vorrichtung erhalten, bei welcher das Massenkraftfeld durch das Zentrifugalfeld der Wirbelströmung gebildet wird, so dass hohe Beschleunigungskräfte möglich sind.
Bei einer andern Ausführungsform kann sich die Aufnahmefläche auf einem Zylinder oder auf einem Aufnahmeband befinden, wobei gegebenenfalls der Zylinder mit einem Führungssieb zusammenwirkt, auf welchem sich eine Schicht der Stoffsuspension befindet.
<Desc/Clms Page number 2>
Dabei kann das Führungssieb den Zylinder entlang eines Teiles seines Umfanges umschliessen.
Bei dieser Ausführungsform wird ebenfalls ein Zentrifugalfeld erhalten, das hohe Massenkräfte zur Folge hat, welche zusammen mit der Siebspannung das Ausscheiden beschleunigen.
Das Führungssieb kann jedoch auch nach der Art eines Langsiebes gerade verlaufen, wobei sich der Zylinder über dem Führungssieb befindet.
In allen Fällen, wo sich die Schicht der Stoffsuspension auf einem Führungssieb befindet, werden besonders kurze Ausscheidungswege der Teilchen aus der Suspension zur Aufnahmefläche erhalten.
Es ist auch möglich, dass das Aufnahmeband am Umfang des Zylinders befestigt ist, oder eine Schlaufe bildet, welche den Zylinder entlang eines Teiles seines Umfanges umschlingt. Dadurch wird die Aufnahmefläche über die Umfangsfläche des Zylinders hinaus vergrössert, wobei auch zusätzliche Möglichkeiten einer Reinigung des Bandes bestehen.
Weiter kann das Aufnahmeband auch über mindestens zwei Führungszylinder geführt sein und einen Abschnitt aufweisen, der entlang des Führungssiebes verläuft und die auf diesem befindliche Schicht der Stoffsuspension berührt. Diese Ausführungsform, welche ebenfalls für Papiermaschinen nach dem Langsiebprinzip geeignet ist, gestattet ebenfalls eine Vergrösserung der Aufnahmefläche gegenüber einem einfachen Zylinder.
Die Erfindung wird an Hand in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine erste Ausführungsform der. erfindungsgemässen Vorrichtung im schematischen Teilschnitt, Fig. 2 eine etwas abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. l, Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. l in grösserem Massstab, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach dem Prinzip der Vorrichtungen nach den Fig. l und 2, die Fig. 5, 6,7 Teilschnitte entsprechend der Linie II-II in Fig. l, die Fig. 8, 9,10 verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem Zylinder, der mit einem Langsieb zusammenwirkt und Fig. 11 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung.
Die Vorrichtung gemäss Fig. l umfasst einen Zylinder --1-- als Aufnahmeteil, dessen Oberfläche eine Aufnahmefläche-l'-bildet, und ein Führungssieb --2-- als Führungseinrichtung, welches den Zylinder --1-- entlang eines Teiles seines Umfanges, welcher mit dem Winkel a bezeichnet ist, umschlingt. Das Führungssieb --2-- ist über Führungswalzen --3-- geführt. Entlang des umschlungenen Umfanges des Zylinders --1-- erstreckt sich ein Auffangbehälter --4-- für ausgeschleudertes Wasser.
Einem Keilraum --5-- zwischen dem Führungssieb --2-- und dem Zylinder --1-- ist eine Zuführeinrichtung --6-- als Führungseinrichtung zugeordnet, welche einen dünnen flächigen Strahl --7-- der zu reinigenden Stoffsuspension zwischen den Zylinder --1-- und das Führungs- sieb --2-- einführt. Unterhalb des Zylinders-l-ist ein Auffangbehälter --8-- für den gereinigten Faserstoff --F-- angeordnet, welcher vom Führungssieb --2-- in den Auffangbehälter --8-- fällt.
Auf dem Zylinder --1-- haftengebliebene Faserstoffklumpen können durch einen Schaber --10-- abgeschabt werden, dessen Kante sich in einem Abstand A von der Oberfläche des Zylinders --1-- be- findet. In Drehrichtung des Zylinders-l-betrachtet, ist nach dem Schaber --10-- ein zweiter Schaber --11-- angeordnet, dessen Kante auf der Oberfläche des Zylinders-l-aufliegt, bzw. sich näher zu dieser Oberfläche als die Kante des Schabers --10-- befindet, und welcher zum Ab-
EMI2.1
Diese fallen in einen Auffangbehälter --12--.
Gemäss Fig. 5 kann die Oberfläche des Zylinders-l-strukturiert sein. So sind im linken Teil der Fig. 2 Rillen --13-- dargestellt, die sich am Umfang des Zylinders-l-erstrecken. Im rechten Teil der Fig. 2 befinden sich blinde Bohrungen --14--. Am Anfang des Betriebes füllen sich die Rillen --13-- und Bohrungen --14-- mit dem ausgeschiedenen klebrigen Material, das dann seinerseits wieder eine besondere Affinität gegenüber im weiteren ausgeschiedenen Material aufweist. Auf diese Weise kann sich auf der Oberfläche des Zylinders --1-- eine Schicht aufbauen, deren Dicke z. B. durch den Schaber --11-- in Grenzen gehalten wird. Unter Umständen ist es jedoch möglich, die Schicht bis zu einer gewissen Dicke ohne Abschaben ansteigen zu lassen und dann auf einmal bei Stillstand der Vorrichtung zu entfernen.
Gemäss Fig. 6 wird die Haftfähigkeit der auszuscheidenden klebrigen Verunreinigungen auf der Oberfläche des Zylinders --1-- dadurch verbessert, dass auf der durch Rillen --15-- strukturierten
<Desc/Clms Page number 3>
Oberfläche des Zylinders --1-- eine Schicht --16-- eines Materials angebracht wird, welches eine besonders gute Affinität gegenüber den klebrigen Verunreinigungen aufweist. Ein derartiges Material kann z. B. ein Kunststoff wie Polyäthylen usw. sein.
Gemäss Fig. 7 ist die Oberfläche des Zylinders --1-- mit einem Aufnahmeband --17-- als Aufnahmeteil in Form eines aufgeschrumpften Siebes versehen, welches auf einfache Weise eine Oberflächenstruktur bildet, die besonders gut zur Aufnahme und zum Festhalten der auszuscheidenden klebrigen Verunreinigungen geeignet ist. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 3 ist z. B. das Aufnahmeband --17-- auf der Oberfläche des Zylinders-l-aufgeschrumpft. Die Arbeitsweise ist dann gleich, wie sie im Zusammenhang mit der Strukturierung nach Fig. 5 beschrieben wurde.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Aufnahmeband --17-- in der Form einer Schlaufe ausgebildet, welche den Zylinder --1-- und eine Führungswalze --18-- entlang eines Winkels umschlingt. Im übrigen entspricht die Vorrichtung nach Fig. 2 der Vorrichtung nach Fig. l. wie dies durch die gleichen Bezugszeichen der vergleichbaren Teile angedeutet ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht die Möglichkeit einer Reinigung des Aufnahmebandes --17-- bei jedem Umlauf, wie dies durch eine Spritzdüse --20-- angedeutet ist. Das vom Aufnahmeband --17-- entfernte Material fällt in einen Auffangbehälter --21--.
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung, die nach dem gleichen Prinzip wie die Vorrichtung nach den Fig. l und 2 arbeitet, jedoch einen wesentlich einfacheren Aufbau hat. Die Achse --B-- des Zylinders-l-kann in diesem Fall horizontal oder auch vertikal sein, was übrigens auch für die Ausführungsformen nach den Fig. l und 2 nach einigen Änderungen gegenüber der dargestellten Ausführungsform gilt.
Was noch Fig. 1 betrifft, so ist in dieser die Zuführeinrichtung --6-- zum Bilden des Flüssigkeitsstrahles --7-- mit einem Zuführrohr --22-- versehen, in welches eine Luftleitung --23-- mündet, die zum Einführen von freier Luft in Form von Luftblasen --24-- in die Stoffflüssigkeit dient.
Durch eine Heizspirale --25-- ist angedeutet, dass die durch die Zuführleitung --22-- zugeleitete Stoffflüssigkeit beheizt werden kann, wie dies auch ben den Zuführeinrichtungen --6-- nach den Fig. 2 und 4 möglich ist.
Anderseits ist in Fig. 4 durch eine Wärmeübertragerspirale --26-- angedeutet, dass der Zylin- der --1-- beheizt oder auch gekühlt werden kann. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass es bei gewissen klebrigen Verunreinigungen vorteilhaft sein kann, die durch Erwärmen weich gewordenen Teilchen auf einer kühlen Oberfläche erstarren zu lassen, wodurch sie sich auf dieser Oberfläche festhalten.
Die Fig. 8 bis 10 zeigen Ausführungsformen der Vorrichtung, bei welchen das Führungssieb - nicht den Zylinder --1-- umschlingt, sondern nach der Art eines Langsiebes gerade verläuft. Der Zylinder --1-- befindet sich in allen Fällen über dem Führungssieb --2--.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 wirkt der Zylinder --1-- direkt mit seiner Oberfläche mit der auf dem Führungssieb --2-- befindlichen Schicht --30-- der Stoffsuspension zusammen.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 9 und 10 ist der Zylinder --1-- von dem Aufnahmeband --17-- umschlungen, das über einen (Fig. 9) oder zwei (Fig. 10) Führungszylinder geführt ist. Wie bereits erwähnt, kann das Aufnahmeband --17-- vorzugsweise ein Sieb sein. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 hat das Aufnahmeband --17-- einen Abschnitt --31--, welcher entlang des Führungssiebes --2-- verläuft und die auf diesem befindliche Schicht --30-- der Stoffsuspension berührt.
Die in Fig. 11 dargestellte Vorrichtung umfasst ein Gehäuse --40-- in der Form eines Rotationskörpers, das zum Bilden einer Wirbelströmung geeignet ist. Zu diesem Zweck führt in das Ge- häuse --40-- tangential ein Zuführrohr -41-- als Führungseinrichtung für die Stoffflüssigkeit.
Die im Gehäuse --40-- wirbelnde Stoffflüssigkeit bildet einen Flüssigkeitsspiegel --42-- und verlässt das Gehäuse durch einen Ausgangsstutzen --43--. Im Gehäuse --40-- befindet sich ein koaxial angeordneter Rotor --44-- als Aufnahmeteil, dessen Oberfläche die Aufnahmefläche --45-- bildet.
Der Rotor --44-- dreht sich im gleichen Sinn. und mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit, wie die Wirbelströmung im Gehäuse --40--. Das Entfernen der ausgeschiedenen Teilchen von der Aufnahmefläche --45-- des Rotors --44-- geschieht auf die Weise, dass jeweils der Rotor --44--
<Desc/Clms Page number 4>
aus dem Gehäuse --40-- herausgezogen und gereinigt wird. Die Dicke der Schicht der Stoffflüssigkeit im Gehäuse --40-- ist in Fig. 11 mit D bezeichnet. Die Dicke dieser Schicht ist vorzugsweise, wie bereits erwähnt, nicht grösser als 20 mm. Dadurch werden beim Ausscheiden kurze Wege der auszuscheidenden Teilchen bis zur Aufnahmefläche erhalten.
Es versteht sich, dass bei den Vorrichtungen mit Führungssieb die Schicht --30-- wesentlich dünner ist, wobei sich ihre Dicke vorlaufend durch ein Entwässern durch das Sieb vermindert.
Wie erwähnt, braucht das Aufnahmeband --17-- nicht unbedingt ein Siebband zu sein. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei welchen das Aufnahmeband --17-- die Form einer Folie aus einem entsprechenden Material, z. B. Kunststoff, haben kann. In einem solchen Fall kann z. B. das Aufnahmeband --17-- so lange umlaufen, bis sich auf ihm eine Schicht mit einer gegebenen Dicke befindet, worauf das Aufnahmeband --17-- gegen ein neues ausgewechselt werden kann.
Bei den Vorrichtungen nach den Fig. 8 und 10 bewegen sich die Aufnahmeflächen-l'-der Zylinder --1-- bzw. des Aufnahmebandes --17-- zweckmässigerweise mit der gleichen Geschwindigkeit und im gleichen Sinn wie die Strömungen bzw. Schichten --30-- der Stoffsuspension, d. h. auch wie die Führungssiebe-Z-. Beim Aufnahmeband --17-- der Vorrichtung nach Fig. 2 erfolgt diese gemeinsame Bewegung zwangsweise.
In Fig. 9 ist eine weitere mögliche Anordnung des Zylinders --1-- bzw. des Aufnahmebandes - dargestellt. Der Zylinder --1-- und die Walze --18-- stehen in diesem Fall schräg zur Bewegungsrichtung des Führungssiebes-Z-. Diese Anordnung ist auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 8 und 10 denkbar.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 kann sich, wie erwähnt, die Aufnahmefläche --45-- des Rotors --44-- mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit oder auch Winkelgeschwindigkeit bewegen, wie die Wirbelströmung im Gehäuse --40--. Es sind jedoch auch Betriebszustände denkbar, bei welchen der Rotor --44-- mit seiner Aufnahmefläche --45-- steht, oder mit einer abweichenden Geschwindigkeit bewegt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Ausscheidung von klebrigen Verunreinigungen aus einer wässerigen Stoffsuspension, die aus Altpapier gewonnen wurde, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffsuspension in einem Massenkraftfeld, z. B. Schwerkraft oder Zentrifugalkraft in der Form einer Strömung bewegt wird, und dass die Stoffsuspension auf der von der Massenkraft entlasteten Seite der Strömung mit einer Aufnahmefläche in Berührung gebracht wird, welche mit einer Oberfläche versehen ist, die gegenüber den auszuscheidenden klebrigen Verunreinigungen haftende Eigenschaften aufweist, indem die Aufnahmefläche mit einer Oberflächenschicht eines Materials, z.
B. einem Kunststoff wie Polyäthylen versehen ist, welches eine Affinität gegenüber den klebrigen Verunreinigungen aufweist, und/oder die Aufnahmefläche eine strukturierte Oberfläche aufweist.