AT392302B - Vorrichtung zum teilen einer suspension von zellulosefaserpulpe in mehrere teile - Google Patents

Description

AT 392 302 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Teilen ein«' Suspension von Zellulosefaserpulpe in mehrere Teile, mit einem geschlossenen Gehäuse mit Ein- und Auslässen, wobei das geschlossene Gehäuse in zwei Kammern geteilt ist, von denen jede mit Einlässen und Auslässen versehen ist, in der ersten Kamm« eine schnell rotierende Trennvorrichtung angeordnet ist, die unerwünschte Partikel aus d« Suspension abtrennt und durch den 5 Auslaß ausscheidet, und eine Öffnung zwischen der ersten Kamm« und der zweiten Kamm« zum Übertragen der im wesentlichen von den unerwünschten Partikeln befreiten Suspension angeordnet ist

Bei der Herstellung von Zellulosefaserpulpe kommen Verunreinigungen sowohl von außerhalb als auch durch Fehler beim Herstellungsprozeß selbst in die Pulpe. Diese unerwünschten Partikel können verschieden groß sein und z. B. aus Sandpartikeln, Kies, Steinen, Nüssen, Schweißdrahtteilen und MetallstQcken bestehen. Die 10 Entfernung derartiger unerwünschter Partikel ist notw«idig, insbesondere aus Suspensionen, die in empfindlichen

Maschinen und Ausrüstungen weiterv«arbeitet werden, die durch derartige feste Partikel beschädigt werden können, oder aus Suspension«!, die aus anderen Gründen weitgehend von Verunreinigungen befreit werden müssen. Verschiedene Vorrichtungen wurden zur Trennung von unerwünschten Partikeln aus einer Zellulosefaserpulpe vorgeschlagen und sind z. B. aus der SE-Anmeldung 7903032-6 (entspricht der 15 US-PS 4 303 508 d« SE-Anmeldung 8503372-8 (entspricht der US-Anmeldung 882 716) und der US-PS 4 231 881 bekannt

Zur Herstellung einer Suspension von Zellulosefaserpulpe mittlerer Konzentration, d. h. etwa 6 bis 15 %, muß eine Siebvonichtung, die pulsierende Kräfte und Scherkräfte in der Pulpe erzeugt zum Fluidisieren der Pulpe v«wendet werden, d. h. daß die Pulpe in einen leicht fließfähigen Zustand versetzt wird, bei dem sich auch 20 die Fasern gegeneinand« bewegen können. Ein Teilstrom fein«en Faseimateriales (akzeptabler Gutstrom) und ein

Teilstrom gröberen Materiales (auszuscheidender Ausschußstrom) wird dadurch mittels des Siebens erhalten. Eine auf dem vorangehend genannten Prinzip beruhende Vorrichtung ist in der SE-Anmeldung 85010304 (entspricht der US-Anmeldung 836123) beschrieben.

Zur Verbesserung der vorstehend erörterten Maßnahmen ist in d« DE-OS 3 522 056 eine Vorrichtung der 25 eingangs angegebenen Art vorgeschlagen worden, bei der weiters der ringförmige Schlitz radial nach außen durch

einen die zwei Kammern trennenden Ring begrenzt isL

Ziel der Erfindung ist die weitere Verbesserung der in Rede stehenden Vorrichtung und die Schaffung ein« Vorrichtung in Form einer kompakten, mehrfunktionellen Konstruktionseinheit zur fortlaufenden Abtrennung von Verunreinigungen und zur fortlaufenden Aufteilung der Suspension in einen feinen Teil (den akzeptablen 30 Gutstrom) und einen groben Teil (den auszuscheidenden Ausschußstrom), weiters mit einer gegenüber den bekannten vorangehend beschriebenen Siebvorrichtungen verbesserten Siebvorrichtung, insbesondere die Schaltung einer mehrfunktionellen Vorrichtung, die im Vergleich zu d« kombinierten Verwendung von zwei getrennten Vorrichtungen mit jeweils einer Funktion (Trennen und Sieben) den Antrieb und die Antriebsvorrichtung vereinfacht, die Installation vereinfacht und die Steuerungs- bzw. Regelungs- und 35 Sich«heitsausrüstung verkleinert und dadurch die Betriebs-, Installations- und Vorrichtungskosten verringert.

Dieses Ziel wird mit ein« Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß in d« zweiten Kammer eine zylindrische Siebvorrichtung angeordnet ist, die mit der Trennvorrichtung in der ersten Kamm« verbunden ist, daß die Trennvorrichtung und die Siebvorrichtung durch eine gemeinsame Welle angetrieben sind und daß eine Stützvorrichtung mit Platten vorgesehen ist, mit welchen die Siebvorrichtung zur 40 Teilung der Suspension in verschiedene Teile zusammenwirkt, die die zweite Kammer durch eigene Auslässe v«lassen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher «läutert. Es zeigen Fig. 1 schematisch im Längsschnitt die erfindungsgemäße Vorrichtung und Fig. 2 eine Ausführungsform einer in der Vorrichtung montierten Zahnscheibe. 45 Die schematisch in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist ein zylindrisches Gehäuse (1) auf, das an beiden Enden durch Wände (2,3) geschlossen ist. Im Gehäuse (1) ist eine Trennvorrichtung (4) zum Trennen der nicht erwünschten festen Teile od« Partikel von ein« Susp«ision aus Zellulosefaserpulpe und eine Siebvorrichtung (5) zum Sieben der Suspension angeordnet. Das Gehäuse (1) ist in eine erste Kammer (6) für die Trennvorrichtung (4) und eine zweite Kammer (7) für die Siebvorrichtung (5) geteilt, wobei die Kammern 50 (6, 7) über eine Öffnung in Form eines ringförmigen Schlitzes (8) vorbestimmter Größe miteinander in

Verbindung stehen. Ein fest am Gehäuse (1) angebracht« Ring (9) bildet die Grenze zwischen den Kammern (6) und (7), und der innere Kreisumfang des Ringes (9) bildet den äußeren Ringumfang des ringförmigen Schlitzes (8). Die zweite Kammer (7) ist in einen die Siebvorrichtung (5) umgebenden ringförmigen Raum (10) und einen sich vom Inneren der Siebvorrichtung (5) zur Wand (3) erstreckenden Raum (11) für den 55 akzeptablen Gutstrom (A) unterteilt. Die beiden Räume (10) und (11) sind durch einen flachen Ring (12) sowie durch die Siebvorrichtung (5) getrennt

Das Gehäuse (1) ist mit einem Einlaß (13) zur ersten Kamm« (6) für die zu bearbeitende Suspension (I) (einzuspeisendes Material) und einem Auslaß (14) von der zweiten Kammer (7) für das nach dem Sieben verbleibende Material (R) (auszuscheidendes Material) versehen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der 60 Einlaß (13) radial im zylindrischen Gehäuse (1) angeordnet Alternativ kann er auch tangential oder axial im Abstand von der Mittellinie des Gehäuses (1) angeordnet sein. Das Gehäuse (1) ist weiters mit einem Auslaß (15) von der erst«! Kanmer (6) für unerwünschte Partikel, die als feste Verunreinigungen (P) bezeichnet sind,

AT 392 302 B versehen sein. Das Gehäuse (1) ist auch mit einem Auslaß (16) vom Raum (11) für den akzeptablen Gutstrom (A) versehen. Der ringförmige Schlitz (8) bildet zugleich einen Auslaß (8a) von d» ersten Kammer (6) und einen Einlaß (8b) zur zweiten Kammer (7).

Weiters weist die Vorrichtung eine waagrechte, sich durch die Wand (2) in die erste Kamm» (6) »streckende S rotierbare Welle (17) auf, die die Trennvorrichtung (4), die Siebvorrichtung (5) und einen länglichen Rotor (18) trägt, der sich in der ersten Kammer (6) befindet und mit mehreren zum Rühren dienenden radialen Schaufeln (19) versehen ist Die Welle (17) mit dem zugeordneten Rotor (18), der Trennvorrichtung (4) und der Siebvorrichtung (5) wird von einem Motor (20) angetrieben und ist in ein» mit Dichtungen an der Wand (2) zur Dichtung der Welle (17) gegen das Gehäuse (1) versehenen Lagereinheit (21) gelag»t 10 Zwischen dem Rotor (18) und der Trennvorrichtung (4) befindet sich ein konisch» Abschnitt (22), der zum Leiten der Suspension gegen die Außenfläche der am konischen Abschnitt (22) befestigten Trennvorrichtung (4) dient Eine kreisförmige flache Scheibe (23) ist an der Welle (17) neben der Trennvorrichtung (4) angeordnet und an dies» befestigt Der äußere Umfang d» Scheibe (23) bildet den inneren Umfang des ringförmigen Schlitzes (8), d. h. der ringförmige Schlitz (8) ist nach außen durch den Ring (9) und nach innen durch die 15 Scheibe (23) begrenzt

Die Trennvorrichtung (4) besteht aus einem flachen scheibenförmig»! Bauteil mit mehreren im wesentlichen radial abstehenden Zähnen (24), Nasen od. dgl. (Fig. 2), die mit den durch sie begrenzten Zwischenräumen (25) bei rotierender Trennvorrichtung (4) den Durchfluß der Suspension »möglichen und axial mit dem ringförmigen Schlitz (8) fluchten. Die radiale Ausdehnung des Schlitzes (8) ist g»ingfönnig kleiner als die radiale 20 Ausdehnung der Zähne (24), d. h., d» Kopfkreis der Zähne (24) mit d» Welle (17) als Mittelpunkt hat einen etwas größeren Durchmess» als der innere Durchmess» (korrespondiert mit dem Durchmess» der Ringöffnung (26)) des Ringes (9), und der Fußkreis hat einen etwas kleineren Durchmesser als die Scheibe (23). Die scheibenförmige Trennvorrichtung (4) ist so nah wie möglich am Ring (9) montiert, sodaß der für den Fluß d» Suspension zur zweiten Kammer (7) zur Verfügung stehende Auslaß im wesentlichen von den rotierenden 25 Räumen (25) zwischen den Zähnen (24) gebildet ist. Der Abstand des scheibenförmigen Bauteiles der Trennvorrichtung (4) vom Ring (9) ist gewöhnlich klein» als in d» Zeichnung gezeigt Der Auslaß (15) für feste Partikel (P), die von den rotierenden Zähnen (24) getroffen und dadurch aus der Suspension entfernt werden, befindet sich fluchtend mit dem scheibenförmig»! Bauteil d» Trennvorrichtung (4) an der Unterseite des Gehäuses (1). Eine Ausführungsform des gezähnten scheibenförmigen Bauteiles der Trennvorrichtung (4) ist in 30 Fig. 2 dargestellt in d» d» Drehsinn durch einen Pfeil angezeigt ist Die vordere Kante (27) (im Drehsinn) des Zahnes (24) bildet mit d» hinteren Kante (28) des unmittelbar davorliegenden Zahnes (24) einen Winkel (a), der zwischen 60° und 75° aufweisen kann, sodaß d» scheibenförmige Bauteil d» Trennvorrichtung (4) während seiner Drehung die nicht gewünschten festen Partikel (P) nach außen und schräg nach hinten schleudert und dadurch deren Durchgang axial od» im rechten Winkel durch die Trennvorrichtung (4) verhindert. Die 35 abgesonderten Verunreinigungen können Knollen oder größ»e Holzstücke sein. Der Hauptanteil dies» naturgemäß auftretenden Verunreinigungen wird jedoch mit dem letzten auszuscheidenden Ausschußstrom ausgeschieden.

Der Auslaß (15) für die festen Partikel (P) ist mit ein» (nicht gezeigten) Vorrichtung zum Sammeln und Entfern»! der aus der Suspension ausgeschiedenen festen Partikel (P) v»bunden. Flüssigkeit, üblicherweise 40 Wasser, kann dieser Vorrichtung zur Bildung eines g»ingen Flüssigkeits-Gegenstromes durch die Vorrichtung zugeführt werden, sodaß sich diese nicht mit Fasern aus der Suspension füllt, sondern im wesentlichen die daraus entfernten nichtgewünscht»i festen Partikel (P) enthält.

Die Siebvorrichtung (5) ist im Bereich des Ringes (9) angeordnet und besteht bei der gezeigten Ausführungsform aus einem korbähnlichen Siebzylind» (29) mit Löchern oder Schlitzen zum Absondem eines 45 feineren Teiles, des akzeptablen Gutstromes (A). D» Siebzylinder (29) umgibt den inn»en Teil des Raumes (11), in dem der abgesonderte akzeptable Gutstrom (A) gesammelt und anschließend durch einen Auslaß (16) abgeleitet wird. Die mit dem Raum (10) fluchtende Anordnung des ringförmigen Schlitzes (8) sichert die gleichmäßige Verteilung d» Suspension um den Siebzylind» (29). Der Siebzylinder (29) ist an d»n dem scheibenförmigen Bauteil der Trennvorrichtung (4) entgegengesetzten Ende mit einem Gleitring (30) versehen, 50 der mit einem entsprechenden Gleitring (31) zusammenwirkt, d» am Ring (12) zum Schließen des Raumes (11) angebracht ist. D» Siebzylind» (29) in der zweiten Kammer (7) und der scheibenförmige Bauteil d» Trennvorrichtung (4) in der ersten Kammer (6) rotieren beim Rotieren der Welle (17) gleichzeitig, da der Siebzylinder (29), die Trennvorrichtung (4) und die Welle (17) (ebenso wie d» Rotor (18) und der konische Abschnitt (22)) eine 55 gemeinsam roti»ende Einheit bilden.

Ein zylindrischer Stützbauteil (32) ist mittig fest an der Wand (3) des Gehäuses (1) beim Auslaß (16) angebracht und erstreckt sich axial durch die Mitte des Siebzylinders (29). D» Stützbauteil (32) weist einen klein»en Durchmesser als der Siebzylinder (29) auf. Zwischen beiden ist mit genügend axial» Ausdehnung zur Aufnahme des durch den Siebzylinder (29) gepreßten akzeptablen Gutstromes der Raum (11) ausgebildet. 60 Weiters sind am Stützbauteil (32) mehrere im wesentlichen axial ausgerichtete feststehende längliche Platten (33) angebracht. Alternativ können die Platt»! (33), wie strichliert in Fig. 1 gezeigt ist, z. B. geneigt angebracht sein. Dabei sollt»! die Platten derart ausgerichtet sein, daß sie dem akzeptablen Gut einen günstigen -3-

Claims (4)

1. AT 392 302 B Vorschub verleihen. Die Platten (33) weisen in radialer Richtung einen kleinen Abstand zur inneren Oberfläche des Siebzylinders (29) auf, um das freie Rotieren des Siebzylinders (29) ohne Berührung der feststehenden Platten (33) zu ermöglichen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind vier Platten (33) am Stützbauteil (32) angeordnet, jedoch kann diese Zahl abhängig von der Kapazität der Vorrichtung, den Siebeigenschaften der 5 Suspension usw. variieren. Das akzeptable Gut wird axial durch Rotieren des Siebzylinders (29) um die feststehenden Platten (33) zur Wand (3) geleitet. Die Vorrichtung ist vorzugsweise auch mit einem Einlaß (34) zur Zuführung von Verdünnungsflüssigkeit in die zweite Kammer (7), d. h. zur Einlaßseite des Siebzylinders (29) versehen, um Fasan vom auszuscheidenden Ausschuß wegzuspülen, sodaß möglichst wenige verwendbare Fasern mit dem Ausschuß ausgeschieden werden 10 sondern den Siebzylinder (29) als akzeptables Gut passieren. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Einlaß (34) eine durch die Wand des Gehäuses (1) zum ringförmigen Raum (10) nahe dessen stromab gelegener Seite und somit im Abstand von der beim Ring (9) befindlichen stromaufwärtigen Seite reichende Rohrverbindung. Alternativ können mehrere Rohrverbindungen um die Einlaßseite des Siebzylinders (29) verteilt angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als mehrfunktionelle Konstruktionseinheit bezeichnet werden, da in 15 einem Gehäuse mit einer Antriebsquelle und einer Welle die fortlaufende Abtrennung von Verunreinigungen und unmittelbar daran anschließend die fortlaufende Aufteilung der Suspension in wenigstens einen akzeptablen Gutstrom und einen auszuscheidenden Ausschußstrom durchführbar ist Die unter Druck durch den Einlaß (13) in die Vorrichtung fließende Suspension 0) wird nach außen zum ringförmigen Schlitz (8) gedrückt, um ihn zu passieren. Da die Querschnittfläche des Einlasses (13) wesentlich 20 größer als die Querschnittfläche des ringförmigen Schlitzes (8) ist, wird die Suspension (1) auf höhere Geschwindigkeit beschleunigt und gleichzeitig fluidisiert Dies ist insbesondere bei einer Faserpulpe mittlerer Dichte wichtig. Der vor dem Schlitz (8) rotierende scheibenförmige Bauteil der Trennvorrichtung (4) bildet durch seine Zähne (24) in der Suspension Scherkräfte, sodaß sie fluidisiert d. h. leicht fließfähig wird. Da der scheibenförmige Bauteil da Trennvorrichtung (4) nahe dem ringförmigen Schlitz (8) angeordnet ist dringt die 25 Suspension in flüssiger Form in die zweite Kammer (7) ein. Die Scherkräfte, denen das akzeptable Gut zwischen den Platten (33) und dem Siebzylinder (29) beim Rotieren desselben ausgesetzt ist sind auch wichtig, um das akzeptable Gut in fließfähigem Zustand zu halten, sodaß es leichter weitertransportiert werden kann. Bei rotierendem Siebzylinder (29) erzeugen die Platten (33) in der Suspension Druckimpulse, die neben dem fluidisierenden Effekt auch einen reinigenden Effekt auf den Siebzylinder (29) ausüben und dessen Öffnungen frei 30 halten. Beim Betrieb ist die Vorrichtung vollständig mit Suspensionspulpe gefüllt die unter Druck durch die zwei Kammern (6) und (7) fließt Andere wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen mehrfunktionellen Vorrichtung sind ein erheblich verringerter Kraftbedarf für dessen Betrieb, da eine einzige Antriebsvorrichtung für den Siebzylinder (29) und den gezähnten scheibenförmigen Bauteil der Trennvorrichtung (4) verwendet wird. Weiters ist der Kraftbedarf für den 35 mit den feststehenden Platten (33) zusammenwirkenden Siebzylinder (29) geringer als für einen mit Platten versehenen Rotor und damit zusammenwirkenden feststehenden Siebzylinder. Die Installation ist einfach, der Platzbedarf gering und die Steuerungs- und Sicherheitsvorrichtungen sind erheblich vereinfacht. Diese Verbesserungen ergeben eine wesentliche Verminderung der Betriebs-, Installations- und Materialkosten. Da das Sieben mit Hilfe des rotierenden Siebzylinders (29) und der damit innerhalb des Siebzylinders (29) 40 zusammenwirkenden feststehenden Platten (33) von außen nach innen durchgeführt wird, ist das Brechen von verbleibenden Knollen durch schnelldrehende Platten nicht möglich und daher der auszuscheidende Ausschuß von besserer Qualität Die Vorrichtung ist insbesondere für den Einbau in ein geschlossenes Drucksystem, z. B. in das Blasrohr eines kontinuierlichen Pulpeverarbeiters (pulp digester) zum Entfernen von Partikeln, die nachfolgende 45 Verarbeitungsmaschinen gefährden könnten, geeignet Der dadurch erhaltene feinteilige bzw. akzeptable Gutstrom kann anschließend z. B. ein«· Sauerstoffbleichung zugeführt werden. Die Vorrichtung kann daher zur Verwendung bei jedem über dem atmosphärischen Normaldruck liegenden, üblicherweise auftretenden Druck konstruiert werden. Für eine Pulpe mittlerer Konzentration ist eine geeignete Drehzahl für den gezähnten scheibenförmigen Bauteil und die den Siebzylinder tragende Welle etwa 1500 U/m. 50 PATENTANSPRÜCHE 55 1. Vorrichtung zum Teilen einer Suspension von Zellulosefaserpulpe in mehrere Teile, mit einem geschlossenen 60 Gehäuse mit Ein- und Auslässen, wobei das geschlossene Gehäuse in zwei Kammern geteilt ist von denen jede mit Einlässen und Auslässen versehen ist, in der ersten Kammer eine schnell rotierende Trennvorrichtung angeordnet ist die unerwünschte Partikel aus der Suspension abtrennt und durch den Auslaß ausscheidet und eine -4- i AT 392 302 B Öffnung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer zum Übertragen der im wesentlichen von den unerwünschten Partikeln befreiten Suspension angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Kammer (7) eine zylindrische Siebvorrichtung (5) angeordnet ist, die mit der Trennvorrichtung (4) in der ersten Kammer (6) verbunden ist, daß die Trennvorrichtung (4) und die Siebvorrichtung (5) durch eine gemeinsame Welle (17) angetrieben sind und daß eine Stützvorrichtung (32) mit Platten (33) vorgesehen ist, mit welchen die Siebvorrichtung (5) zur Teilung der Suspension in verschiedene Teile (A, R) zusammenwirkt, die die zweite Kammer (7) durch eigene Auslässe verlassen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (8) radial nach außen durch einen die zwei Kammern (6, 7) in bekannter Weise trennenden Ring (9) und radial nach innen durch einen gegenüberliegenden Endabschnitt der Siebvorrichtung (5) oder durch eine zwischen der Trennvorrichtung (7) und der Siebvorrichtung (5) angeordnete ringförmige Scheibe (23) begrenzt ist
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (13) zur ersten Kammer (6) radial oder tangential angeordnet ist und axial zum mit den Zähnen (24) versehenen scheibenförmigen Bauteil versetzt angeordnet ist
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Einlaßvorrichtungen (34) zum Einlassen von Verdünnungsflüssigkeit zur Einlaßseite der Siebvorrichtung (5) versehen ist Hiezu 1 Blatt Zeichnung -5-