BRPI0719718A2

BRPI0719718A2 - Macerador para triturar e suspender insumo de papel e seu uso

Info

Publication number: BRPI0719718A2
Application number: BRPI0719718-7A2A
Authority: BR
Inventors: Wolfgang Mueller; Andreas Steidele; Gert Gottschalk; Roland Reinhold
Original assignee: Voith Patent Gmbh
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2014-05-06
Also published as: DE102006000514A1; EP2122047B1; WO2008071255A1; JP2010512470A; EP2122047A1; US20090272828A1; US7980497B2; CN101568684A

Description

MACERADOR PARA TRITURAR E SUSPENDER INSUMO DE PAPEL E SEU

USO

A invenção se refere a um macerador para triturar e suspender insumo de papel de acordo com a cláusula de pré- 5 caracterização da reivindicação 1, e também ao seu uso.

Maceradores desse tipo são usados principalmente para colocar em suspensão o material de polpa seco ao ar ou papel de refugo. 0 material colocado em grandes pedaços, folhas, ou fardos compactados é misturado intensamente com 10 água, para cujo propósito é usado geralmente um rotor de misturação e trituração. Um macerador compreende substancialmente um recipiente para a suspensão e para o rotor já mencionado. Em muitos casos, ele também contém uma tela na região inferior, através da qual a suspensão pode 15 ser bombeada para diante.

Compreensivelmente, tais maceradores são continuamente otimizados, o objetivo sendo essencialmente a maceração que é rápida e econômica em termos de energia. Como um tipo padrão para um macerador, um recipiente cilíndrico na vertical tendo um rotor na região inferior tem sido amplamente utilizado. Nesse recipiente, água e insumo a se macerar são adicionados a partir de cima e, com o auxílio do rotor, um fluxo de funil é produzido na suspensão, no qual, portanto, na região central, o insumo é aspirado no sentido para baixo pelo rotor e forçado radialmente no sentido para fora na região inferior, o que resulta em um fluxo circulatório. Medições de fluxo também são conhecidas para controlar esse fluxo circulatório. Por exemplo, por intermédio de acessórios de fluxo, internos, apropriados 3 0 (dissipadores de fluxo) na parede do recipiente, o fluxo periférico freado, uma vez que esse fluxo fornece apenas uma pequena contribuição para a maceração. Por outro lado, a promoção da circulação efetiva, quer dizer, o transporte repetido do insumo a ser macerado para região do rotor,

proporciona um aperfeiçoamento ao efeito.

Também foram feitas tentativas para incorporar o insumo colocado de forma fresca na suspensão o mais rapidamente possível. Por essas razões, muito desenvolvimento já foi realizado nos rotores e recipientes dos maceradores.

Em DE 196 01 497 Al foi proposto configurar o recipiente do macerador para ser angular, para melhorar o arrasto do insumo. Um aperfeiçoamento adicional deve ser efetuado pelo arranjo assimétrico do rotor. Contudo, esses maceradores não foram amplamente empregados.

Outra tentativa para melhorar os maceradores desse tipo é mostrada pelo DE 36 38 993 C2. De acordo com esse texto, o fluxo da suspensão é produzido com o auxílio de um rotor montado lateralmente. 0 posicionamento oblíquo do 20 eixo do rotor também jã foi realizado, por exemplo, em um macerador mostrado pela DE 32 34 702 C2, no qual um rotor montado relativamente elevado assume um ângulo agudo com relação à vertical.

Para melhorar a circulação, caminhos não-convencionais também já foram seguidos, tal como, de acordo com DE 34 29 514 C2, uma pluralidade de rotores complicados dentro do mesmo recipiente de macerador.

A invenção se baseia no objetivo de aperfeiçoar os maceradores conhecidos sem gasto adicional substancial, 3 0 especificamente a intenção sendo a de melhorar o arrasto do material. O macerador pretende ser capaz de macerar mais rapidamente e/ou economicamente.

Esse objetivo é alcançado por intermédio das características descritas na reivindicação 1.

Especificamente, foi mostrado que, por intermédio do

formato especial do recipiente e do arranjo do rotor, é possível um arrasto mais rápido do insumo de papel introduzido e um aperfeiçoamento na circulação. A operação de maceração inteira prossegue mais rapidamente, a qual tem

o efeito de melhor utilização da máquina e economia em energia. 0 efeito de maceração aperfeiçoado pode ser determinado pela redução mais rápida no conteúdo de partículas na suspensão de fibras.

A invenção será explicada mediante uso dos desenhos, nos quais:

Figura 1 mostra, esquematícamente, uma seção através de um macerador de acordo com a invenção, vista lateral;

Figura 2 mostra o macerador a partir da Figura 1, vista a partir de cima;

Figura 3 mostra um esboço relacionado ao carregamento

do macerador durante maceração contínua;

Figura 4 mostra um esboço relacionado ao carregamento do macerador durante maceração descontínua;

Figura 5 mostra um esboço relacionado à situação de trituração.

0 macerador traçado em seção na vista lateral na Figura 1 é uma forma típica da invenção. 0 insumo de papel

S é colocado em um recipiente 1 aberto no topo junto com a água W. Durante a operação do macerador existe no 3 0 recipiente 1 uma mistura de água e insumo de papel, o qual até certo ponto já foi triturado. Essa suspensão, portanto, provida com sólidos grossos e finos, é posta em circulação pelo rotor 2 disposto na região inferior do recipiente 1. O rotor é acionado por um motor, não mostrado. Para esse macerador de acordo com a invenção, é importante que a linha central 3 do rotor 2 seja disposta de forma descentrada lateralmente com relação à linha central vertical 4 do recipiente I. A excentricidade E desse deslocamento no caso de um recipiente cilíndrico 1 preferivelmente é de 5 a 20% do diâmetro Dl do recipiente 1.

A suspensão é puxada no sentido para baixo pelo rotor 2, o que significa que um fluxo dirigido no sentido para baixo é produzido aproximadamente ao longo da linha central 3 do rotor 2 . Como resultado da ação de bombeamento do rotor, a suspensão na parte inferior do recipiente 1 é transportada radialmente no sentido para fora e como resultado alcança sua parede lateral 5. Além de tudo, um fluxo circulante é produzido como um resultado. Como sabido por si, durante essa operação de maceração descrita, a trituração e a suspensão do insumo de papel, são realizadas por forças hidráulicas e através de contato entre o rotor 2 e o insumo de papel. Partes do insumo de papel que foram trituradas suficientemente podem passar através de uma chapa de tela 6 para dentro de uma câmara 9 - conforme mostrado aqui - e pode ser levada a destino como uma suspensão contendo fibras P. Tal macerador pode ser operado tanto continuamente como descontinuamente. A chapa de tela

6 não é absolutamente necessária. A proporção usual de sólidos na suspensão P geralmente é de aproximadamente 3 a 6%, mas não é limitada a isso. A disposição excêntrica do rotor desenvolve seu efeito vantajoso particularmente de forma benéfica se a parte inferior 7 do recipiente 1 - fora da região da tela - tiver um cone truncado ou uma pluralidade de cones truncados 10 e

11 unidos uns aos outros, o maior dos quais está contíguo à parede lateral 5 do recipiente com seu diâmetro maior e os quais são dispostos de tal modo que seus diâmetros internos se tornam menores de cima para baixo. Desse modo, portanto, o contorno do macerador é unido a um disco horizontal 12, terminando o recipiente na parte inferior, com o auxílio de uma pluralidade de partes cônicas que se afilam em direção à parte inferior. Um bom equilíbrio entre gasto e efeito é o modelo tendo um total de dois cones truncados. Então, por exemplo, o cone truncado superior 10 pode ter seu diâmetro menor entre 70% e 90%; e o cone truncado inferior pode ter entre 40% e 60%, do diâmetro Dl do recipiente 1, para obter um fluxo particularmente benéfico no macerador.

No lado interno da parede lateral 5 do recipiente 1, localizado oposto ao rotor 2, existe uma barreira de fluxo vertical 8 a qual, em um modelo simples, pode ser construída como um perfil inclinado retangular que se estende verticalmente a partir da parte inferior 7 do recipiente 1 até acima do nível da formação da suspensão durante operação. Essa barreira de fluxo 8 alcança a calha com uma projeção radial F que é de ao menos 5%, preferivelmente ao menos 10%, do diâmetro Dl do recipiente 1.

Com o propósito de ilustração, a Figura 2 mostra um macerador o qual é similar àquele na Figura 1 em uma vista a partir de cima. Nesse caso, os furos na chapa de tela 6 não são mostrados. A barreira ao fluxo 8 tem uma influência significativa na operação do macerador. Por intermédio do número e posição de uma ou mais barreiras ao fluxo, as 5 condições específicas sob as quais o macerador deve operar podem ser consideradas. Como o macerador de acordo com a invenção pode em princípio ser usado tanto para maceração de polpa fresca como para a maceração de papel de refugo, é vantajoso combinar a configuração do macerador com o uso 10 pretendido. Por exemplo, mostrou-se que polpa fresca, a qual na forma suspensa tem uma viscosidade substancialmente superior a do papel de refugo, pode ser bem macerada com o macerador de acordo com a invenção se a parede lateral 5 não tiver barreiras dissipando o fluxo periférico.

Além disso, a entrada no macerador é vantajosamente

realizada em diferentes pontos dependendo de se a maceração deve ser realizada continuamente ou descontinuamente. Por exemplo, a Figura 3 mostra um uso do macerador para a maceração contínua de papel de refugo, que é tipicamente enriquecido com cargas e possível contaminação e, além disso, normalmente também contém fibras batidas. Nesse caso, o insumo de papel S é lançado para dentro do setor de 180° do macerador, em cujo centro o raio 13 do recipiente 1 se estendendo através do centro do rotor 2 está localizado. O setor de 180° significa uma parte do macerador que é constituída como um semicírculo quando visto a partir de cima. No caso de maceração descontínua, por exemplo, de polpa fresca, o procedimento pode ser de acordo com a Figura 4, na qual o insumo de papel S é lançado para dentro do setor de 180° o qual está localizado oposto ao setor de 180° no centro do qual está localizado o raio 13 do recipiente 1 se estendendo através do centro do rotor 2. Vantajosamente, portanto, no caso de operação contínua o insumo de papel S é lançado no lado oposto em comparação com a maceração com operação descontínua.

Em um uso típico do macerador de acordo com a invenção, uma corda 14 é puxada para fora de sua calha. A técnica de trituração é conhecida há muito tempo; ela utiliza a propriedade de enfardar fios e contaminadores 10 maiores (películas de plástico) para se tornarem presas a uma corda, portanto para serem giradas com essa última, como um resultado do fluxo rotacional. A corda normalmente é puxada para fora automaticamente por um dispositivo de remoção de corda 15. É precisamente no caso da operação de 15 trituração que o macerador de acordo com a invenção tem vantagens substanciais, uma vez que a excentricidade do rotor 2, especificamente em conjunto com uma parte inferior

7 tendo uma pluralidade de cones duplos, cria condições particularmente vantajosas para a corda 14. Por exemplo, espaço pode ser especificamente criado no macerador para a corda de modo que ela pode ser desenvolvida para ser o mais longo possível sem entrar na região do rotor. Como é sabido, como resultado do contato entre a corda e o rotor existe o risco de que parte da corda seja derrubada e bloqueie a região inferior do macerador. Conforme mostrado na Figura 5, essa vantagem pode ser realizada através do uso de um dispositivo de trituração 15 o qual puxa a corda para fora de parte do recipiente 1 que está situado fora do setor de 60° 16 que está localizado após o centro do rotor 3 0 2 conforme visto na direção de rotação do rotor 2. É particularmente vantajoso se essa parte do recipiente estiver localizada em um setor entre 90° e 300°, preferivelmente 90° a 180° após (na direção de rotação) o raio de recipiente 13 se estendendo através do centro do rotor.

Especificamente no caso da operação contínua do macerador, é geralmente vantajoso se a corda (14) for puxada para fora de uma parte do recipiente (1) que está situada em um setor entre 90° e 300°, preferivelmente 90° a 10 180°, após o ponto no qual o insumo de papel (S) é lançado para dentro, conforme visto na direção de rotação do rotor (2) .

Um macerador de acordo com a invenção pode ser provido com as seguintes dimensões, por exemplo. O recipiente 1 desse macerador tem uma altura de calha H de 2.500 mm e uma parede lateral cilíndrica 5 cujo diâmetro é Dl = 3.500 mm. A excentricidade E é de aproximadamente 10% do diâmetro Dl, portanto, de aproximadamente 350 mm. 0 rotor 2 tem um diâmetro externo D2 de 1.100 mm em suas pás móveis. Ele funciona um pouco acima de uma tela plana 6 na forma de um anel circular, cujas aberturas ele mantém livre de obstruções. A parte inferior 7 do macerador é provida com dois cones truncados. No lado da parede lateral 5 que é removido mais distante a partir da linha central do rotor 2 é montada uma barreira ao fluxo 8, especificamente na forma de um perfil inclinado retangular que se estende verticalmente a partir da parte inferior 7 aproximadamente tão distante quanto a borda superior do recipiente 1 e se projeta para dentro do recipiente com uma projeção radial F 3 0 = 4 00 mm. Embora esse exemplo tenha provado ser uma modalidade particularmente vantajosa, outros casos, especificamente maceradores maiores, podem ser imaginados com os quais a invenção pode ser implementada ao menos igualmente bem.

Claims

1. Macerador para triturar e suspender insumo de papel (S), tendo um recipiente (1) tendo uma parede lateral (5) e uma parte inferior (7) , no qual o insumo de papel (S) pode ser misturado com água (W) , triturado e suspenso, de modo que a suspensão (P) contendo insumo de papel é formada, havendo na parte inferior (7) do recipiente (1) um rotor acionado (2) para produzir um fluxo circulante no recipiente (1), caracterizado pelo fato de que o centro do rotor (2) é arranjado excentricamente com relação ao centro do recipiente (1).

2. Macerador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a linha central (3) do rotor (2) é vertical.

3. Macerador, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o recipiente (1) tem uma parede lateral substancialmente cilíndrica (5).

4. Macerador, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a linha central (4) da parede lateral cilíndrica (5) é vertical.

5. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a excentricidade (E) com a qual o rotor (2) está posicionado com relação ao centro do recipiente (1) está entre 5% e 20% do diâmetro (Dl) do recipiente (1).

6. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que a parte inferior (2) tem um cone truncado ou preferivelmente uma pluralidade de cones truncados (10, 11) unidos uns aos outros, dos quais o maior está contíguo à parede lateral (5) do recipiente (1) com seu diâmetro maior e os quais são arranjados de tal modo que seus diâmetros internos se tornam menores de cima para baixo.

7. Macerador, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o cone truncado ou os cones truncados (10, 11) são concêntricos com a parede lateral cilíndrica (5).

8. Macerador, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o cone truncado inferior (11) é unido em sua seção transversal menor a um disco preferivelmente horizontal (12) o qual termina o recipiente (1) na parte inferior.

9. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que há exatamente dois cones truncados (10, 11) .

10. Macerador, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o diâmetro menor do cone superior truncado corresponde a entre 70% e 90% do diâmetro (Dl) do recipiente (1).

11. Macerador, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o diâmetro menor do cone truncado inferior corresponde a entre 40 e 60% do diâmetro (Dl) do recipiente (1).

12. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a soma das alturas (H10, Hll) dos cones truncados (10,11) é de 20 a 60% da altura de calha (H).

13. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6, 7, 8, 9, 10, 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o cone truncado inferior (11) tem um ângulo de meio cone (al) de ao menos 50°, preferivelmente 70°, com relação à linha central.

14. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o cone truncado mais elevado (10) tem um ângulo de meio cone (a2) de entre 30° e 60°, preferivelmente 35° a 45°, com relação à linha central.

15. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que na parte inferior (7) do recipiente (1) existe uma tela anular plana (6) arranjada horizontalmente e concentricamente com o rotor (2) , havendo embaixo da tela (6) uma câmara (9) para conter e conduzir a destino a suspensão (P) formada no recipiente (1).

16. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que o diâmetro (D2) do rotor (2) está entre 15 e 50% do diâmetro (Dl) do recipiente (1).

17. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que a proporção entre o diâmetro (Dl) e altura de calha (H) do recipiente (1) está entre 1 e 2,4, preferivelmente .1,6 a 2.

18. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,14, 15, 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que o lado interno da parede lateral (5) está livre de barreiras ao fluxo se projetando radialmente no sentido para dentro e dissipando o fluxo circunferencial.

19. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,14, 15, 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que ao menos uma barreira vertical ao fluxo (8) é usada na parede lateral (5) do recipiente (1).

20. Macerador, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a barreira ao fluxo (8) se estende para dentro do recipiente (1) com uma projeção radial (F) que é de ao menos 5%, preferivelmente de ao menos 10%, especificamente de ao menos 20%, do diâmetro (Dl) do recipiente (1).

21. Macerador, de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que há uma barreira ao fluxo (8) ou uma pluralidade de barreiras ao fluxo (8) no setor de 180° do recipiente (1) que é removida a partir do rotor.

22. Macerador, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que uma barreira ao fluxo (8) está localizada no ponto do recipiente (1) o qual é removido mais além a partir do rotor.

23 . Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20, 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que existe apenas uma barreira ao fluxo (8) com essas dimensões da projeção radial (F).

24. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20, 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que há exatamente duas barreiras ao fluxo (8) com essas dimensões da projeção radial (F).

25. Macerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19, 20, 21, 22, 23 ou 24, caracterizado pelo fato de que as barreiras ao fluxo (8) são compostas de um perfil verticalmente inclinado, cujos membros são unidos à parede lateral (5) .

26. Uso do macerador de qualquer uma das reivindicações 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15,16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 ou 25 para a maceração contínua de insumo de papel (S) , especificamente papel de refugo, caracterizado pelo fato de que o insumo de papel (S) é lançado a partir de cima para dentro do setor de 18 0° do recipiente (1) no centro do qual o raio (13) do recipiente (1) se estendendo através do centro do rotor (2) está localizado.

27. Uso do macerador de qualquer uma das reivindicações 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15,16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 ou 25 para a maceração descontínua de insumo de papel (S), especificamente polpa, caracterizado pelo fato de que o insumo de papel é lançado a partir de cima para dentro do setor de 180° do recipiente (1) que está situado oposto àquele setor de 180°, em cujo centro o raio (13) do recipiente (1) se estendendo através do centro do rotor (2) está localizado.

28. Uso do macerador de qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,14, 15, 16, 17, 18 , 19, 20, 21, 22, 23, 24 ou 25 para a maceração contínua de insumo de papel (S), especificamente papel de refugo, caracterizado pelo fato de que é feito uso de um dispositivo de trituração (15) o qual puxa a corda (14) para fora de uma parte do recipiente (1) que está situada fora do setor de 60° (16) o qual está localizado após o centro do rotor (2) , conforme visto na direção de rotação do rotor.

29. Uso do macerador, de acordo com a reivindicação28, caracterizado pelo fato de que a corda (14) é puxada para fora de uma parte do recipiente (1) que está situada em um setor entre 90° e300°, preferivelmente90° a 180°, após - na direção de rotação - o raio (13) do recipiente (1) se estendendo através do centro do rotor.

30. Uso do macerador, de acordo com a reivindicação 28 ou 29, caracterizado pelo fato de que a corda (14) é puxada para fora de uma parte do recipiente (1) que está situada em um setor entre 90° e 300°, preferivelmente90° a 180°, após o ponto no qual o insumo de papel (S) é lançado, conforme visto na direção de rotação do rotor (2).

31. Uso do macerador de qualquer uma das reivindicações 19, 20, 21, 22, 23, 24 ou 25 caracterizado pelo fato de que é para a maceração de papel de refugo.

32. Uso do macerador da reivindicação 18 caracterizado pelo fato de que é para a maceração de polpa fresca.