DE102011005024A1

DE102011005024A1 - Rotor

Info

Publication number: DE102011005024A1
Application number: DE102011005024A
Authority: DE
Inventors: Tillman Katzenmeier; Wolfgang Müller; Gerd Gottschalk
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2012-09-06
Also published as: CN203755074U; DE202011110357U1; FI10279U1; WO2012116928A1; AT13645U1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) für einen Stofflöser einer Faserstoffaufbereitungsanlage, der zum Umwälzen einer in einem Behälter (2) enthaltenen Faserstoffsuspension (3) in diesem Behälter (2) angeordnet ist und eine Siebfläche (4) des Behälters (2) überstreicht, wobei der Rotor (1) von einem Rotorkopf (5) gebildet wird, an dem am Außenumfang (15) mehrere Rotorflügel (6, 7) befestigt sind. Dabei soll die Auflösung dadurch verbessert werden, dass die Rotorflügel (6, 7) ausgehend von der Siebfläche (4) eine unterschiedliche Höhe aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Stofflöser einer Faserstoffaufbereitungsanlage, der zum Umwälzen einer in einem Behälter enthaltenen Faserstoffsuspension in diesem Behälter angeordnet ist und eine Siebfläche des Behälters überstreicht, wobei der Rotor von einem Rotorkopf gebildet wird, an dem am Außenumfang mehrere Rotorflügel befestigt sind.
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.
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.
Dabei kann die Wirkung der Rotoren jedoch noch nicht voll befriedigen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Wirksamkeit der Rotoren zu verbessern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Rotorflügel ausgehend von der Siebfläche eine unterschiedliche Höhe aufweisen. Während die flachen Rotorflügel für eine starke Scherung im Siebbereich sorgen und das Sieb freihalten, sollen die hohen Rotorflügel die Umtriebsströmung verstärken.
Dabei hat es sich als besonders wirksam herausgestellt, wenn am Rotorkopf mehrere hohe und mehrere niedrige Rotorflügel befestigt sind und vorzugsweise in Rotationsrichtung auf einen hohen Rotorflügel ein niedriger Rotorflügel folgt. Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn sechs Rotorflügel am Rotorkopf befestigt sind.
Der Rotorkopf hat einen relativ großen Durchmesser. Kleinere Rotorköpfe sind zwar energetisch effizienter, aber auch anfällig für die Bildung von unaufgelösten Zellstoffplatten, die sich über den Rotorkopf und den Innenbereich der Rotorflügel legen. Dadurch wird die Wirkung des Rotors stark beeinträchtigt. Die Zellstoffplatten können sogar zum Zusammenbruch des Umtriebs im Behälter führen.
Der große Rotorkopf führt zu einem großen Abstand zwischen den Rotorflügeln im Bereich des Rotorkopfes, so dass große Ballenbruchstücke viel Platz haben und die Strömung im Rotor nicht stören.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die in Rotationsrichtung weisende Seite mehrerer, vorzugsweise aller Rotorflügel ausgehend von der Siebfläche in Rotationsrichtung geneigt ist. In Kombination mit dem großen Zwischenraum zwischen den Rotorflügeln sorgt dies für einen guten Füllgrad der Flügelzwischenräume und damit einen hohen Wirkungsgrad des Rotors.
Dies kann noch dadurch verbessert werden, dass die hohen Rotorflügel eine in Rotationsrichtung gezogene Oberkante haben. Dadurch wird auch die Förderung des Rotors verbessert und die Luftempfindlichkeit reduziert.
Die Strömungsbildung kann ebenso noch durch eine geschwungene Form der Rotorflügel unterstützt werden.
Umfangreiche Untersuchungen haben ergeben, dass es hierbei von Vorteil ist, wenn die in Rotationsrichtung weisende Seite der Rotorflügel mit dem Außenumfang des Rotorkopfs einen Winkel zwischen 30 und 50°, vorzugsweise zwischen 35 und 45° und/oder die in Rotationsrichtung weisende Seite der Rotorflügel mit dem von den Rotorflügeln überstrichenen Rotorkreis einen Winkel zwischen 30 und 50°, vorzugsweise zwischen 35 und 45° bildet.
Besonders vorteilhaft ist es dabei für die Wirksamkeit des Rotors, wenn die in Rotationsrichtung weisende Seite der Rotorflügel mit dem Außenumfang des Rotorkopfes und dem von den Rotorflügeln überstrichenen Rotorkreis jeweils einen Winkel bildet, die maximal um 10°, vorzugsweise höchstens 5° voneinander differieren.
Um bei größeren Zellstoffstücken eine Unwucht zu erzeugen und diese so wegzuschleudern, sollte auf dem Rotorkopf wenigstens ein Zusatzflügel angebracht sein, der sich vorzugsweise innerhalb des Außenumfangs des Rotorkopfes erstreckt und asymmetrisch zu den Rotorflügeln angeordnet ist.
Mit Vorteil wird der Rotor bei der Zellstoffauflösung verwendet.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: einen schematischen Querschnitt durch einen Stofflöser;
2: eine Draufsicht auf den Rotor 1 und
3: eine Gesamtansicht des Rotors 1.
Eine Ausführungsform eines Stofflösers, auf den die Erfindung angewendet werden kann, ist der stehende, zylindrische und oben offene Stofflöser gemäß 1, bei dem sich Sieb und Rotor 1 im Bodenbereich befinden.
Beim Betrieb werden Zellstoff und Wasser in den Behälter 2 des Stofflösers eingetragen. Die fertige, pumpfähige Faserstoffsuspension 3 wird durch die Sieböffnungen der Siebfläche 4 des Siebes hindurch als Gutstoff abgezogen.
Auch wenn ein solcher Rotor 1 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 1 ist mit insgesamt sechs geschwungenen Rotorflügeln 6, 7 versehen und wird bei Betrieb des Stofflösers in Rotationsrichtung 8 rotierend angetrieben.
In an sich bekannter Weise wirkt der Rotor 1 mit der Siebfläche 4 zusammen. Das entsprechende Sieb ist in einem möglichst geringen Abstand zur Unterseite des Rotors 1 montiert. Dieser geringe Abstand liegt mit Vorteil bei wenigen Millimetern und bewirkt eine gute Auflösung sowie die Freihaltung der Sieböffnungen der Siebfläche 4. Dabei kann das Sieb auf der dem Rotor 1 zugewandten Seite auch mit Leisten versehen, was die Auflösewirkung vorteilhaft verstärkt. In diesem Fall ist der Abstand zwischen Rotor 1 und der Oberseite der Leiste wesentlich.
Der in den 2 und 3 im Detail dargestellte Rotor 1 eignet sich insbesondere für Faserstoffsuspensionen 1 mit hoher Konsistenz im Bereich zwischen 2 und 6%.
Hierzu besitzt der Rotor 1 einen relativ großen Rotorkopf 5 mit einem Durchmesser 10, an dessen Außenumfang 15 die sechs Rotorflügel 6, 7 befestigt sind. Über den großen Rotorkopf 5 kann der Bildung von unaufgelösten Zellstoffplatten wirksam begegnet werden. Die Rotorflügel 6, 7 weisen hierbei senkrecht zur Siebfläche 4 betrachtet unterschiedliche Höhen auf, wobei in Rotationsrichtung 8 auf einen hohen Rotorflügel 7 ein niedriger Rotorflügel 6 folgt.
Während die flachen Rotorflügel 6 für eine starke Scherung und die Freihaltung der Siebfläche 4 sorgen, sind die hohen Rotorflügel 7 für den Umtrieb wichtig.
Um die Förderung des Rotors 1 zu unterstützen, ist die in Rotationsrichtung 8 weisende Seite 11 aller Rotorflügel 6, 7 ausgehend von der Siebfläche 4 in Rotationsrichtung 8 geneigt, was eine Strömungskomponente zur Siebfläche 4 erzeugt. Zur Förderung der Auflösung haben die hohen Rotorflügel 7 eine in Rotationsrichtung 8 gezogene Oberkante 12.
Des Weiteren hat es sich als positiv erwiesen, wenn, wie hier dargestellt, die in Rotationsrichtung 8 weisende Seite 11 der Rotorflügel 6, 7 mit dem Außenumfang 15 des Rotorkopfes 5 und dem von den Rotorflügeln 6, 7 überstrichenen Rotorkreis 13 jeweils einen annähernd gleichgroßen Winkel 14, 16 zwischen 35 und 45° bildet.
Zusätzlich befindet sich auf dem Rotorkopf 5 ein Zusatzflügel 9, der sich innerhalb des Außenumfangs 15 des Rotorkopfes 5 erstreckt und asymmetrisch zu den Rotorflügeln 6, 7 angeordnet ist.
Hinsichtlich der Winkel 14, 16 zwischen den in Rotationsrichtung 8 weisenden Seiten 11 und dem Außenumfang 15 des Rotorkopfes 5 sowie dem Rotorkreis 13 wird hier immer die Tangente benutzt.

Claims

Rotor (1) für einen Stofflöser einer Faserstoffaufbereitungsanlage, der zum Umwälzen einer in einem Behälter (2) enthaltenen Faserstoffsuspension (3) in diesem Behälter (2) angeordnet ist und eine Siebfläche (4) des Behälters (2) überstreicht, wobei der Rotor (1) von einem Rotorkopf (5) gebildet wird, an dem am Außenumfang (15) mehrere Rotorflügel (6, 7) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel (6, 7) ausgehend von der Siebfläche (4) eine unterschiedliche Höhe aufweisen.
Rotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Rotorkopf (5) mehrere hohe (7) und mehrere niedrige (6) Rotorflügel befestigt sind.
Rotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Rotationsrichtung (8) auf einen hohen Rotorflügel (7) ein niedriger Rotorflügel (6) folgt.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sechs Rotorflügel (6, 7) am Rotorkopf (5) befestigt sind.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Rotationsrichtung (8) weisende Seite (11) mehrerer, vorzugsweise aller Rotorflügel (6, 7) ausgehend von der Siebfläche (4) in Rotationsrichtung (8) geneigt ist.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hohen Rotorflügel (7) eine in Rotationsrichtung (8) gezogene Oberkante (12) haben.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel (6, 7) eine geschwungene Form besitzen.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die in Rotationsrichtung (8) weisende Seite (11) der Rotorflügel (6, 7) mit dem Außenumfang (15) des Rotorkopfs (5) einen Winkel (16) zwischen 30 und 50°, vorzugsweise zwischen 35 und 45° bildet.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Rotationsrichtung (8) weisende Seite (11) der Rotorflügel (6, 7) mit dem von den Rotorflügeln (6, 7) überstrichenen Rotorkreis (13) einen Winkel (14) zwischen 30 und 50°, vorzugsweise zwischen 35 und 45° bildet.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Rotationsrichtung (8) weisende Seite (11) der Rotorflügel (6, 7) mit dem Außenumfang (15) des Rotorkopfes (5) und dem von den Rotorflügeln (6, 7) überstrichenen Rotorkreis (13) jeweils einen Winkel (14, 16) bildet, die maximal um 10°, vorzugsweise höchstens 5° voneinander differieren.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Rotorkopf (5) wenigstens ein Zusatzflügel (9) angebracht ist, der sich vorzugsweise innerhalb des Außenumfangs (15) des Rotorkopfes (5) erstreckt.
Rotor (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzflügel (9) asymmetrisch zu den Rotorflügeln (6, 7) angeordnet ist.