DE102005007972A1

DE102005007972A1 - Pulper for comminution and suspension of pulp and rotor for such a pulper

Info

Publication number: DE102005007972A1
Application number: DE102005007972A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Gaus; Axel Gommel; Tillmann Katzenmeier; Wolfgang Müller; Andreas Steidele
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-08-24
Also published as: ES2318591T3; EP1693505A1; EP1693505B1; ATE415514T1; DE502006002152D1

Abstract

Pulp beater comprises a vessel for receiving pulp and water, a blade-bearing rotor mounted in the vessel, and a screen (10) whose surface is swept by the rotor. The rotor blades (3) are curved so that the angle (alpha ) between the tip of the leading edge (4) and the circumference (5) of the blade path is no more than 20[deg] and the blades are fitted on top with forward-projecting guide facings (7) that intersect the circumference at an angle (beta ) of at least 40[deg]. An independent claim is also included for a pulp beater rotor as above.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stofflöser zur Zerkleinerung und Suspendierung von Papierstoff.The The invention relates to a pulper for shredding and suspending stock.

Stofflöser dieser Art werden hauptsächlich angewendet, um getrocknetes Zellstoffmaterial oder Altpapier in Suspension zu bringen. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Behälter für die Suspension und mindestens einem Rotor. Das eingetragene Material wird in großen Stücken, Bahnen oder gepressten Ballen mit Wasser intensiv vermischt, wobei durch den Rotor ein hydraulischer Stoffumtrieb erzeugt wird. Verständlicherweise werden solche Vorrichtungen optimiert, wobei im Wesentlichen eine schnelle und kraftwirtschaftliche Auflösung angestrebt wird. In vielen Fällen wird der Rotor in unmittelbarer Nähe eines ebenen Siebes angeordnet, das er frei von Verstopfungen hält. Durch die Öffnungen des Siebes wird der aufgelöste Stoff als Suspension abgezogen.Pulper this Kind are mainly applied to add dried pulp or waste paper in suspension bring. They consist essentially of a container for the suspension and at least one rotor. The registered material is in large pieces, tracks or pressed bales mixed intensively with water, passing through the rotor is a hydraulic material drive is generated. Understandably Such devices are optimized, essentially a fast and economic resolution is sought. In many cases the rotor is placed in the immediate vicinity of a flat screen, that he keeps free of blockages. Through the openings the screen becomes the resolved one Material withdrawn as a suspension.

Als Standardtyp für einen Stofflöser hat sich ein senkrecht stehender zylindrischer Behälter mit einem Rotor im Bodenbereich durchgesetzt. In diesen Behälter wird Wasser und der aufzulösende Stoff von oben zugegeben und mit Hilfe des Rotors eine Trombenströmung in der Suspension erzeugt, bei der also im inneren Bereich der Stoff vom Rotor nach unten gezogen und im Bodenbereich radial nach außen gedrückt wird, wodurch sich eine Umtriebsströmung ergibt. Es sind auch Strömungsmaßnahmen bekannt, um diese Umtriebsströmung zu steuern. So wird z.B. durch entsprechende Strömungseinbauten (wie Wehrbleche oder Strömungsbrecher) an der Behälterwandung die Umfangsströmung gebremst, da sie nur einen geringen Beitrag zur Auflösung bringt. Eine weitere typische Bauart ist der oben offene Pulper mit seitlich eingesetzten Rotor. Dann wird die Suspension etwa waagerecht zum Rotor gefördert und an der den Rotor tragenden Seitenwand des Behälters umgelenkt. Diese hydraulisch oft weniger günstige Form hat den Vorteil, unter der Papiermaschine als Ausschussauflöser Platz zu finden. Die Förderung des eigentlichen Umtriebs, d.h. der wiederholte Transport des aufzulösenden Stoffes in den Rotorbereich bringt in der Regel eine Verbesserung des Effektes. Aus diesem Grund ist auch schon viel Entwicklung an den Rotoren und Behältern des Stofflösers betrieben worden.When Standard type for a pulper has a vertical cylindrical container with enforced a rotor in the bottom area. In this container will Water and the dissolving Material added from above and with the help of the rotor a Trombenströmung in the suspension produced, ie in the inner region of the substance pulled down by the rotor and pressed radially outwards in the bottom area, resulting in a Umtriebsströmung results. There are also flow measures known to this Umtriebsströmung to control. For example, through appropriate flow installations (such as weir plates or flow breaker) on the container wall the circumferential flow slowed down because it only brings a small contribution to the resolution. Another typical design is the open top pulper with side used rotor. Then the suspension is approximately horizontal to Rotor promoted and deflected at the rotor-carrying side wall of the container. These hydraulic often less favorable Shape has the advantage of being placed under the paper machine as a reject pulper to find. The promotion the actual turnover, i. the repeated transport of the substance to be dissolved in the rotor area usually brings an improvement of the effect. For this reason, there is already a lot of development on the rotors and containers of the pulper been operated.

Einen Versuch, Stofflöser dieser Art zu verbessern, zeigt die DE 36 38 993 C2 .An attempt to improve pulpers of this kind, shows the DE 36 38 993 C2 ,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Stofflöser für das Zerkleinern und Suspendieren von Papierstoff so zu verbessern, dass der Auflösevorgang wirtschaftlicher und schonender durchgeführt werden kann.Of the Invention is based on the object, pulper for crushing and suspending of paper stock to improve so that the dissolution process more economical and be carried out more gently can.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.These The object is achieved by the mentioned in the characterizing part of claim 1 activities solved.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Merkmale, insbesondere der Neugestaltung des Rotors wird eine verbesserte Entstippungswirkung erreichbar. Dabei sind die an der Oberseite der Flügel vorstehenden Arbeitsleisten geeignet, die Auflösewirkung zu verstärken. Dieses Merkmal kann auch kombiniert sein mit den an sich bekannten Auflöseleisten oder Vorsprüngen, die sich an der dem Sieb zugewandten Seite des Rotors befinden können. In diesem Bereich, also in dem Zwischenraum zwischen Rotor und Sieb, findet ebenfalls eine intensive Bearbeitung des Papierstoffes durch Scherkräfte statt, sofern dieser fein genug ist, um dort hin zu gelangen. Weitere Vorteile sind dadurch möglich, dass die Flügel des Rotors stark geschwungen sind und an ihrem Außenradius einen relativ spitzen Winkel mit dem Umfangskreis bilden. Insbesondere, wenn ein flacher Auflösebehälter mit seitlich angesetztem Rotor verwendet wird, kann darin mit dieser Maßnahme eine drallarme Strömung erzeugt werden.With Help the features of the invention, in particular the redesign of the rotor becomes an improved deflaking effect reachable. Here are the protruding at the top of the wings Working strips suitable to enhance the dissolving effect. This Feature can also be combined with the known dissolution strips or protrusions, which may be located on the side of the rotor facing the wire. In this area, ie in the space between rotor and sieve, also finds an intensive processing of the pulp shear instead, as long as it is fine enough to get there. Further Benefits are possible that the wings of the rotor are strongly curved and at their outer radius form a relatively acute angle with the circumferential circle. Especially, if a flat dissolution container with used laterally attached rotor can, with it measure a low-spin current be generated.

In speziellen Ausgestaltungen kann der Verschleißschutz dadurch verbessert werden, dass die Vorderseiten der Flügel oder der Arbeitsleisten mit auswechselbaren verschleißfesten Platten oder Streifen versehen sind. Es ist auch denkbar, die Arbeitsleisten insgesamt als auswechselbare Verschleißteile auszubilden.In special designs, the wear protection can be improved be that front of the wings or the work rails with exchangeable wear-resistant Plates or strips are provided. It is also possible to worklists to form a total of replaceable wear parts.

Die Erfindung wird erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:The Invention will be explained on the basis of drawings. Showing:

1: eine Ansicht des Sieb- und Rotorbereiches eines erfindungsgemäßen Stofflösers; 1 a view of the screen and rotor portion of a pulper according to the invention;

2: einen Schnitt gemäß Linie II in der 1; 2 : a section according to line II in the 1 ;

3: einen Schnitt gemäß Linie III in der 1; 3 : a section according to line III in the 1 ;

4: einen erfindungsgemäßen Stofflöser in geschnittener Seitenansicht; 4 : a pulper according to the invention in a sectional side view;

5: einen weiteren erfindungsgemäßen Stofflöser in Ansicht von oben mit seitlich angesetztem Rotor. 5 a further pulper according to the invention in top view with laterally attached rotor.

1 zeigt die Draufsicht auf einen Rotor für einen erfindungsgemäßen Stofflöser. Auch wenn ein solcher Rotor im Stofflöser nicht immer waagerecht liegt, also mit senkrechter Achse betrieben wird, wird hier von dieser speziellen Einbausituation ausgegangen und dementsprechend von „oben" und „unten" gesprochen. Der Rotor 2 ist mit insgesamt fünf geschwungenen Flügeln 3 versehen und wird bei Betrieb des Stofflösers in Rotationsrichtung 6 rotierend angetrieben. Einer der Flügel ist unterhalb der Arbeitsleiste 7 geschnitten dargestellt. In an sich bekannter Weise wirkt der Rotor mit einem Sieb 10 zusammen, von dem hier nur ein kleiner Teil gezeichnet ist. Dieses Sieb 10 ist in einem Abstand A zur Unterseite des Rotors montiert (siehe 2). Dabei ist der kleinste Abstand A möglichst gering, damit eine gute Auflösung erreicht wird und damit der Rotor bzw. seine Flügel 3 zur Freihaltung der Sieböffnungen 11 dienen können. Er liegt mit Vorteil bei wenigen Millimetern. Ist das Sieb auf der dem Rotor zugewandten Seite mit Leisten versehen, was die Auflösewirkung vorteilhaft verstärkt, ist der Abstand A von der Oberseite der Leiste aus zu messen. 1 shows the top view of a rotor for a pulper according to the invention. Even if one such rotor is not always horizontal in the pulper, so it is operated with a vertical axis, it is assumed here of this special installation situation and therefore spoken of "top" and "bottom". The rotor 2 is with a total of five curved wings 3 provided and is in operation of the pulper in the direction of rotation 6 driven in rotation. One of the wings is below the taskbar 7 shown cut. In known manner, the rotor acts with a sieve 10 together, of which only a small part is drawn here. This sieve 10 is mounted at a distance A to the bottom of the rotor (see 2 ). The smallest distance A is as small as possible, so that a good resolution is achieved and thus the rotor or its wings 3 to keep the screen openings free 11 can serve. It lies with advantage with few millimeters. If the sieve is provided with strips on the side facing the rotor, which advantageously enhances the dissolving effect, the distance A is to be measured from the upper side of the strip.

Wichtig für die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist auch, dass auf der Oberseite der geschwungenen Flügel 3 Arbeitsleisten 7 angebracht sind, die in Rotationsrichtung 6 vorstehen und z.B. einen rechteckigen Querschnitt haben können. Ihre Axialerstreckung B ist im Vergleich zur Axialerstreckung der Flügel 3 mit Vorteil relativ gering, z.B. zwischen 5 und 20%. Mit Hilfe dieser Arbeitsleisten 7 kann die Papierstoffsuspension besonders wirksam aufgelöst werden. Ihre Arbeitskanten können glatt oder mit einem Zackenprofil versehen sein. Mit der Tangente an den Umfangskreis 5 des Rotors bilden die Vorderseiten der Arbeitsleisten 7 einen Schnittwinkel β, der mindestens 40°, vorzugsweise mindestens 60° beträgt, was den Zerkleinerungseffekt verstärkt.Important for the solution of the object according to the invention is also that on the top of the curved wing 3 work strips 7 are attached, in the direction of rotation 6 protrude and, for example, can have a rectangular cross-section. Their axial extension B is compared to the axial extension of the wings 3 with advantage relatively low, eg between 5 and 20%. With the help of these job bars 7 the pulp suspension can be dissolved particularly effectively. Your working edges can be smooth or provided with a serrated profile. With the tangent to the circumference circle 5 of the rotor form the front sides of the working strips 7 a cutting angle β, which is at least 40 °, preferably at least 60 °, which enhances the size reduction effect.

Die Flügel 3 des Rotors haben an ihrer Vorderseite, also der Seite, die bei Rotation die Suspension treibt, unterhalb der Arbeitsleisten 7 eine vorn liegende Fläche 4, deren Projektion auf das Sieb 11 den Umfangskreis 5 mit einem Winkel α von höchstens 20° schneidet. Dadurch ist dieser Winkel α relativ spitz und hat wegen der ausgeprägten radialen Förderwirkung eine besondere hydraulische Wirkung beim Umtrieb der Suspension im Stofflöser. In 1 ist die Linie II eingetragen, entlang der ein Schnitt gelegt und in 2 dargestellt ist. Dieser Schnitt durch den Flügel 3, den Nabenkörper 9 des Rotors und das Sieb 10 zeigt insbesondere den Abstand A zwischen Unterseite des Rotors und Oberseite des Siebes 10. Ferner ist eine Abrundung 13 zwischen Arbeitsleisten 7 und Vorderkanten der Flügel 3 im radial äußeren Bereich des Rotors sichtbar (hier als Viertelellipse). Diese Abrundung hat hydraulische Vorteile und kann einen Krümmungsradius zwischen 20 und 60 % der Axialerstreckung des Flügels 3 aufweisen. Man erkennt auch, dass bei dem hier gezeigten Beispiel der Nabenkörper 9 des Rotors mit Hilfe von Schrauben 14 auf einem Wellenflansch 12 lösbar befestigt ist.The wings 3 of the rotor have on its front side, so the side, which drives the suspension during rotation, below the working bars 7 a front surface 4 whose projection onto the sieve 11 the circumference circle 5 at an angle α of at most 20 °. As a result, this angle α is relatively acute and has a special hydraulic effect when driving the suspension in the pulper because of the pronounced radial conveying action. In 1 is entered the line II, along which a cut is laid and in 2 is shown. This section through the wing 3 , the hub body 9 of the rotor and the sieve 10 in particular shows the distance A between the bottom of the rotor and the top of the screen 10 , Furthermore, a rounding off 13 between work bars 7 and leading edges of the wings 3 visible in the radially outer region of the rotor (here as a quarter ellipse). This rounding has hydraulic advantages and can have a radius of curvature between 20 and 60% of the axial extent of the wing 3 exhibit. It can also be seen that in the example shown here, the hub body 9 of the rotor with the help of screws 14 on a shaft flange 12 is releasably attached.

In 3 ist ein Schnitt gemäß der Linie III (1) sichtbar. Auch an dieser Stelle ist ein Teil der Arbeitsleiste 7 erkennbar, die sich allerdings mit einer nur noch kleinen Abrundung an der vorn liegenden Fläche 4 des Flügels 3 anschließt. In Siebnähe ist die Fläche 4 gegenüber der zum Sieb Senkrechten mit einem Neigungswinkel γ geneigt, wobei dieser Neigungswinkel γ vorteilhafterweise zwischen 15 und 30° liegt. Da diese Neigung so gerichtet ist, dass die dem Sieb ferner liegenden Teile der Fläche 4 in Rotationsrichtung vorstehen, wird eine Strömungskomponente in Richtung Sieb erzeugt, was in vielen Fällen die Auflösewirkung des Rotors verbessert.In 3 is a section according to the line III ( 1 ) visible, noticeable. Also at this point is a part of the task bar 7 recognizable, however, with only a small rounding on the front surface 4 of the grand piano 3 followed. Near the sieve is the area 4 relative to the vertical to the screen inclined with an inclination angle γ, said inclination angle γ advantageously between 15 and 30 °. Since this inclination is directed so that the parts of the surface further away from the screen 4 projecting in the direction of rotation, a flow component is generated in the direction of the screen, which improves the Auflösewirkung of the rotor in many cases.

Eine Ausführungsform eines Stofflösers, auf den die Erfindung angewendet werden kann, ist der stehende zylindrische oben offene Stofflöser gemäß 4, bei dem sich Sieb 10 und Rotor 2 im Bodenbereich befinden. Vorteilhafterweise hat der Rotor 2 eine Axialerstreckung E, die zwischen 10 % und 20 % des Durchmessers des Umfangskreises 5 beträgt. Der Stofflöser ist dann besonders für Konsistenzen zwischen 2 und 6 % geeignet. Beim Betrieb werden Papierstoff S und Wasser W in den Behälter 1 des Stofflösers eingetragen. Die fertige pumpfähige Suspension wird durch die Sieböffnungen des Siebes 10 hindurch als Gutstoff G abgezogen. Eine andere ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist ein Stofflöser mit mindestens einem seitlich angebrachten Rotor gemäß 5 mit einem liegenden Behälter 1'. Ein liegender Behälter kann z.B. unter einer Papiermaschine zur Auflösung von Produktionsausschuss eingesetzt werden. Wegen der hydraulisch weniger günstigen Form eines liegenden Behälters 1' sind die Anforderungen an den Rotor allerdings besonders hoch. Als weitere Anwendung ist auch ein Sekundärstofflöser z.B. gemäß DE -A-23 45 735 denkbar, der mit einem in den Ansprüchen beschriebenen Rotor versehen ist.One embodiment of a pulper to which the invention can be applied is the standing cylindrical open top pulper according to FIG 4 in which sieve 10 and rotor 2 located in the ground area. Advantageously, the rotor has 2 an axial extension E, which is between 10% and 20% of the diameter of the perimeter circle 5 is. The pulper is then particularly suitable for consistencies between 2 and 6%. During operation, stock S and water W are added to the container 1 of the pulper. The finished pumpable suspension is passed through the sieve openings of the sieve 10 through deducted as accepts G. Another likewise advantageous embodiment of the invention is a pulper with at least one laterally mounted rotor according to 5 with a lying container 1' , A lying container can be used, for example, under a paper machine for the dissolution of production scrap. Because of the hydraulically less favorable shape of a horizontal container 1' However, the requirements for the rotor are particularly high. As a further application, a Sekundärstofflöser eg according to DE -A-23 45 735 is conceivable, which is provided with a rotor described in the claims.

Claims

Pulper for comminution and suspension of pulp (S) - with a container ( 1 ) for receiving water and pulp (S) and - with at least one in the container ( 1 ) arranged drivable rotor ( 2 ), - having at least two wings for circulating a suspension contained in the container in order to crush the introduced pulp and to suspend in water and - with at least one sieve ( 10 ), whose screen surface by the moving rotor ( 2 ) is completely or largely overlined, characterized in that - the rotor ( 2 ) with curved wings ( 3 ) is provided, whose in the direction of rotation ( 6 ) front surface ( 4 ) on the circumference circle ( 5 ) forms with this an angle (α) of at most 20 ° and - the top in the direction of rotation ( 6 ) above working bars ( 7 ) whose intersection angle (β) with the circumferential circle ( 5 ) is at least 40 °, preferably at least 60 °.

Pulper according to claim 1, characterized in that the container ( 1 ) for the entry of the pulp (S) is open at the top.

Pulper according to claim 1 or 2, characterized in that the sieve ( 10 ) is plane and circular.

Pulper according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the smallest distance (A) between sieve ( 10 ) and the screen facing side of the wing ( 3 ) is between 1 and 20 mm.

Pulper according to one of the preceding claims, characterized in that the working edges lying in the direction of rotation ( 8th ) of the working bars ( 7 ) are straight.

Pulper according to one of the preceding claims, characterized in that the axial extent (B) of the working strips ( 7 ) on the circumference circle ( 5 ) between 5 and 20% of the axial extent of the wings ( 3 ) is.

Pulper according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum radial extent (C) of the above working strips ( 7 ) between 5 and 30% of the radius of the circumferential circle ( 5 ) is.

Pulper according to one of the preceding claims, characterized in that the front side of the wings ( 3 ) with respect to the axial direction of the rotor ( 2 ) has an angle of inclination (γ) which is between 10 ° and 45 °, preferably 15 ° and 30 °, and is directed so that the parts of this front side which are located further away from the wire in the direction of rotation ( 6 ) protrude.

Pulper according to one of the preceding claims, characterized in that the transition between working strips ( 7 ) and leading edges of the wings ( 3 ) is rounded in the radially outer region.

Pulper according to claim 9, characterized in that the rounding ( 13 ) has a radius of curvature that is between 20 and 60% of the axial extent of the wing ( 3 ) is.

Pulper according to claim 9, characterized in that the rounding ( 13 ) corresponds to a quarter ellipse.

Pulper according to claim 9, 10 or 11, characterized in that the rounding ( 13 ) in the radially outer region of the wing ( 3 ) is strongest and decreases steadily toward the radially inner region.

Pulper according to one of the preceding claims, characterized in that the working strips ( 7 ) consist of highly wear-resistant material, in particular hard metal.

Pulper according to one of the preceding claims, characterized in that the working strips ( 7 ) detachable on the wings ( 3 ) are attached.

Pulper according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum axial extent (E) of the rotor ( 2 ) a value between 8% and 35% of the diameter of the circumferential circle ( 5 ), preferably between 10% and 20%.

Rotor for a pulper for shredding and suspending stock (S) in water (W) according to one of the preceding claims.