DE1187910B - Container for processing fibrous materials suspended in liquid - Google Patents
Container for processing fibrous materials suspended in liquidInfo
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Description
Behälter zum Bearbeiten von in Flüssigkeit aufgeschwenunten Faserstoffen Die Erfindung bezieht sich auf Behälter zum Bearbeiten von in Flüssigkeit aufgeschwemmten Faserstoffen, insbesondere Stofflöser zum Auflösen von schwer zerfaserbarem Halbstoff, Altpapier und Ausschuß für die Papier-, Karton- und Pappenherstellung, gegebenenfalls unter Zusatz von Dampf. Solche Behälter weisen wenigstens ein mit Rippen, Schaufeln od. dgl. versehenes, umlaufendes Werkzeug auf. Diese Werkzeuge sind meist als Propeller ausgebildet, deren, in Drehrichtung des Propellers gesehen, vordere Begrenzungskanten der Propellerflügel als Arbeitskanten ausgebildet sind und bei der Anwendung in Stofflösern das Auflösen des eingegebenen Materials bewirken. Dieses Auflösen der aufgeschwemmten Faserstoffe, d. h. die Erzeugung einer pumpfähigen Suspension, kommt dabei auf zweierlei Weise zustande-. Einmal durch mechanisches Auseinanderreißen des Materials bei direkter Berührung mit den Arbeitskanten des Werkzeugs und zum anderen durch Scherkräfte, die an den zu zerfasernden Stoffteilen als Folge von Geschwindigkeitsunterschieden in der Strömung der Suspension angreifen. Die Geschwindigkeitsgradienten sind in unmittelbarer Nähe des Propellers am größten, so daß die größte Auflösearbeit geleistet wird.Container for processing fibrous materials swollen up in liquid The invention relates to containers for processing fibrous materials floated up in liquid, in particular pulpers for dissolving hard-to-break pulp, waste paper and scrap for paper, cardboard and cardboard manufacture, optionally with the addition of steam. Such containers have at least one rotating tool provided with ribs, blades or the like. These tools are mostly designed as propellers, the front boundary edges of which, viewed in the direction of rotation of the propeller, of the propeller blades are designed as working edges and, when used in pulpers, cause the material added to dissolve. This dissolving of the suspended fibrous materials, d. H. the creation of a pumpable suspension comes about in two ways. On the one hand by mechanically tearing the material apart when it comes into direct contact with the working edges of the tool and on the other hand by shear forces that attack the pieces of material to be shredded as a result of speed differences in the flow of the suspension. The speed gradients are greatest in the immediate vicinity of the propeller, so that the greatest resolution work is performed.
Neben der Auflösearbeit muß aber in einem Stofflöserbehälter zur Aufrechterhaltung eines ausreichenden Umtriebs des Inhalts außerdem auch eine Umtriebsarbeit geleistet werden, welche gewährleistet, daß jedes zu zerfasernde Teilchen in die Auflösezone des Propellers gelangt. Diese Umtriebsarbeit ist bezüglich der Zerfaserungswirkung vorwiegend eine Verlustarbeit, die jedoch zur Vermeidung von Ab- lagerungen unzerfaserter Stoffteile aufgewendet werden muß, obwohl sie den Auflösewirkungsgrad des Stofflösers, der gebildet wird aus dem Verhältnis reine Auflösearbeit zu Gesamtarbeit (Auflöse- und Umtriebsarbeit), verringert.In addition to the dissolving work, in order to maintain sufficient circulation of the contents, a work of rotation must also be carried out in a pulper container, which ensures that every particle to be shredded gets into the dissolving zone of the propeller. This Umtriebsarbeit is a work loss, but deposits in order to avoid waste of unfiberized material parts must respect to the fiber opening mainly to be expended, even though it from the ratio of pure dissolution work total work (dissolving and Umtriebsarbeit), reduced the dissolution efficiency of the pulper formed.
Bei den meisten der bekannten Stofflöser wird die Umtriebsarbeit von dem Auflösewerkzeug mit übernommen. Der Wirkungsgrad dieser Einrichtung ist aber nicht besonders gut und insbesondere ist eine vollständige Zerfaserung von schwer auflösbaren Faserstoffen mit dieser Art Stofflöser gar nicht oder nur beschränkt bei großem Zeit- und entsprechendem Energieaufwand möglich.In most of the known pulpers the work of rotation is of taken over by the dissolving tool. The efficiency of this device is however not particularly good, and in particular, complete defibration is difficult Dissolvable fibers with this type of pulper not at all or only to a limited extent possible with great expenditure of time and energy.
Zur Behebung dieser Nachteile ist daher bei Stofflösern bereits vorgeschlagen worden, das als Auflösescheibe ausgebildete umlaufende Werkzeug außer auf der Oberseite auch auf der Unterseite mit Rippen zu versehen und diese Rippen mit feststehenden Reißrippen zusammenarbeiten zu lassen. Es ist ferner bekannt, zur besseren und schnelleren Zerfaserung des eingegebenen Stoffes dieser rotierenden und mit den Reißrippen zusammenarbeitenden Auflösescheibe in einem gewissen Abstand auf der gleichen Welle eine weitere Auflösescheibe zuzuordnen. Es ist auch bekannt, für Auflöse- und Umtriebsarbeit zwei verschiedene Werkzeuge anzuordnen; so ist z. B. schon vorgeschlagen worden, einen bei Bütten als Umwälzorgan bekannten Propeller auf der verlängerten Welle des als Scheibe ausgebildeten Auflöseorgans anzuordnen. Außerdem sind Stofflöser bekannt, bei denen ein oder mehrere Propeller als Auflösewerkzeuge verwendet werden, darunter auch solche, welche als Schaufelräder mit parallel zur Drehachse zylindrisch gekrümmten Schaufeln ausgebildet sind. Deren verhältnismäßig breite, zur Drehachse senkrechte Begrenzungsfläche mit Rippen zu versehen, welche mit feststehenden Reißrippen zusammenarbeiten, ist ebenfalls bekannt. Weiterhin ist ein Stofflöser bekannt, dessen unmittelbar über einem den im Behälterboden angebrachten Stoffauslaß überdeckenden zylindrischen Sieb angeordnetes Laufrad das Sieb mit an der Laufradscheibe befestigten Schlagarmen umgreift, während die Oberseite der Laufradscheibe mit mehreren parallel zur Drehachse spiralig gekrümmten, im wesentlichen den Stoffumtrieb bewirkenden Schaufeln besetzt ist.In order to remedy these disadvantages, it has therefore already been proposed for pulpers the rotating tool, which is designed as an opening disk, except on the upper side also to provide ribs on the underside and these ribs with fixed ones To let tear ribs work together. It is also known for better and faster Defibration of the input material of this rotating and cooperating with the tear ribs Opening disk at a certain distance on the same shaft another opening disk assign. It is also known that there are two different types of work for opening and turning To arrange tools; so is z. B. has already been proposed, one for laid paper known as a circulating propeller on the elongated shaft of the disc designed as a disc To arrange dissolving organ. In addition, pulpers are known in which one or more Propellers are used as disintegration tools, including those used as Bucket wheels are designed with blades that are cylindrically curved parallel to the axis of rotation are. Their relatively wide boundary surface perpendicular to the axis of rotation with It is also necessary to provide ribs that work together with fixed tear ribs known. Furthermore, a pulper is known whose immediately above one of the arranged in the container bottom covering the stock outlet covering cylindrical sieve The impeller engages around the sieve with flapping arms attached to the impeller disc, while the top of the impeller disc with several spirally curved parallel to the axis of rotation, is essentially occupied by the material circulation causing blades.
Eine andere bekannte Bauart eines Stofflösers benutzt ein aus mehreren, in Achsrichtung übereinander angeordneten Reihen von räumlich gekrümmten Schlagarinen gebildetes Laufrad, welches innerhalb des konischen Unterteils eines oben offenen Stoffbehülters oder, in etwas geänderter Ausbildung, innerhalb eines geschlossenen zylindrischen Behälters rotiert und dort eine heftige wirbelige Bewegung des Materials erzeugt.Another known type of pulper uses one of several, In the axial direction one above the other, rows of spatially curved whipped arines formed impeller, which inside the conical lower part of an open top Cloth container or, in a slightly modified form, within a closed one cylindrical container rotates and there is a violent whirling movement of the material generated.
Alle diese bekannten Vorschläge haben indessen keine. wesentliche Verbesserung des Auflösewirkungsgrades gebracht und ermöglichen nicht eine schnelle Auflösung schwer zerfaserbarer Stoffe, obwohl der Bauaufwand bei den meisten Einrichtungen nicht unerheblich ist.All of these known proposals, however, have none. essential Improvement of the dissolving efficiency brought and do not allow a quick Dissolution of hard-to-shred fabrics, though the construction costs is not insignificant to most institutions.
Gemäß der Erfindung wird bei einem Behälter zum Bearbeiten von in Flüssigkeit aufgeschwemmten Faserstoffen mit wenigstens einem im Behälter angeordneten als Propeller ausgebildeten, umlaufenden Werkzeug vorgeschlagen, die in Drehrichtung gesehen vorderen Begrenzungskanten (Arbeitskanten) der Flügel nach einer logarithmischen Spirale oder nach einer durch knickfrei aneinanderschließende Kreisbögen gebildeten Ersatzkurve für die legarithmische Spirale zu krümmen. Durch eine solche Ausbildung des Propellers wird bei der Anwendung in Stofflösern für schwer zerfaserbaren Halbstoff, Altpapier und Ausschuß bei niedriger Umtriebsarbeit eine besonders rasche vollständige Auflösung des eingetragenen Stoffes in Einzelfasern erreicht, da durch die besondere Form der Vorderkanten der Propellerflügel verhindert wird, daß sich Stoffetzen an den Flügeln festsetzen. Vielmehr gleiten die Stofffetzen von den Flügeln sofort immer wieder ab, weil ja an den Flügeln keine zum Absetzen geeignete Stelle mehr vorhanden ist. Die Arbeitskanten der Flügel können infolgedessen ungehindert zur Auflösung des eingetragenen Gutes wirksam sein. Der prozentuale Anteil der reinen Auflösearbeit an der Gesamtarbeit steigt wesentlich an, so daß der erreichbare Wirkungsgrad sehr hoch ist.According to the invention, in a container for processing in Liquid suspended fibrous materials with at least one arranged in the container designed as a propeller, revolving tool proposed in the direction of rotation seen front boundary edges (working edges) of the wing according to a logarithmic Spiral or after one formed by circular arcs that are free of kinks To bend substitute curve for the legarithmic spiral. Through such training the propeller is used in pulpers for hard-to-fiber pulp, Recovered paper and scrap with low turnover a particularly quick complete Dissolution of the introduced substance into individual fibers is achieved because of the special The shape of the leading edges of the propeller blades prevents scraps of cloth from getting on fix the wings. Rather, the scraps of fabric slide off the wings immediately again and again, because there is no longer any suitable place on the wings to settle is available. As a result, the working edges of the wings can be used unhindered Dissolution of the registered property will be effective. The percentage of pure Dissolving work on the overall work increases significantly, so that the achievable efficiency is very high.
Durch die besonders gute Auflösefähigkeit der gemäß der Erfindung ausgebildeten Propellerflügel können auch so schwer auflösbare Faserstoffe wie kunstharzhaltiges Altpapier und hartgepreßter Zellstoff in kürzester Zeit aufgelöst werden, was mit den bekannten Stofflösern überhaupt nicht oder nur unter langandauerndem Aufwand hoher Energie möglich war.Due to the particularly good dissolving power according to the invention trained propeller blades can also contain fibers that are difficult to dissolve, such as those containing synthetic resin Waste paper and hard-pressed pulp can be dissolved in no time, what with the known pulpers not at all or only with long-term effort high energy was possible.
Ein solcher mit einem als Propeller gemäß der Erfindung ausgebildeten, umlaufenden Werkzeug versehener Behälter ermöglicht, einem weiteren Gedanken der Erfindung zufolge, den Antrieb des Werkzeugs für eine Umfangsgeschwindigkeit von mindestens 60 m/Sek. auszulegen.Such a container provided with a rotating tool designed as a propeller according to the invention enables, according to a further concept of the invention, the drive of the tool for a peripheral speed of at least 60 m / sec. to interpret.
Durch diese hohe Umfangsgeschwindigkeit entstehen rings um den Propeller ausgedehnte Zonen hoher Energiedichte mit großem Geschwindigkeitsgefälle, wodurch die erforderliche Umtriebsarbeit noch weiter reduziert wird. Danach entsteht ein besonders gutes Verhältnis der Auflösearbeit zur Gesamtarbeit, so daß der Stofflöser gemäß der Erfindung einen so hohen Wirkungsgrad aufweist, daß etwa nur 50111o und weniger des bei den bekannten Stofflösem erforderlichen Arbeitsaufwandes zur Erzielung eines gleichen Zerfaserungsgrades bei gleichem eingetragenem Stoff erforderlich sind. Durch die großen Geschwindigkeitsgefälle in der näheren und weiteren Umgebung des Propellers wird ferner gerade die Zerfaserung schwer auflösbarer Stoffe besonders günstig beeinflußt.This high peripheral speed creates all around the propeller extensive zones of high energy density with large velocity gradients, whereby the required rotational work is reduced even further. After that, a particularly good ratio of the dissolving work to the total work, so that the pulper according to the invention has such a high efficiency that about only 50111o and less of the work required to achieve this with the known pulpers of the same degree of fiberization required for the same entered substance are. Due to the large speed gradient in the near and far of the propeller, the fraying of substances that are difficult to dissolve is particularly important favorably influenced.
Außerdem wird durch die hohe Umfangsgeschwindigkeit eine konstruktiv einfache Anordnung des Propellers bei kleinem Durchmesser desselben, eine einfache Lagerung des Propellers, direkte Kupplung des Antriebsmotors mit der Welle des Propellers und geringe bauliche Abmessungen des Antriebsmotors ermöglicht.In addition, the high circumferential speed makes a constructive one simple arrangement of the propeller with a small diameter of the same, a simple one Storage of the propeller, direct coupling of the drive motor with the shaft of the propeller and allows small structural dimensions of the drive motor.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung weisen die Arbeitskanten der Propellerflügel eine Abschrägung auf, derart, daß der Winkel zwischen der Schrägfläche und der dem Antrieb zugekehrten Oberfläche des Flügels etwa 20# beträgt. Durch diese Abschrägung wird die Auflösewirkung der Propellerflügel noch weiter verbessert, so daß der Wirkungsgrad noch weiter ansteigt.According to a further proposal of the invention, the working edges the propeller blade has a bevel, such that the angle between the inclined surface and the surface of the wing facing the drive is approximately 20 #. Through this Bevel, the dissolving effect of the propeller blades is further improved, so that the efficiency increases even further.
Um den Umtrieb der Faserstoffaufschwemmung im Behälter den jeweils erforderlichen Verhältnissen anpassen zu können, werden die Propellerflügel in weiterer Ausbildung der Erfindung zwecks Änderung des Anstellwinkels drehbar ausgebildet.To keep track of the pulp suspension in the container To be able to adapt the necessary conditions, the propeller blades are further Embodiment of the invention designed to be rotatable for the purpose of changing the angle of attack.
Die Verwendung von Federstahl für die Propellerflügel - gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung - hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.The use of spring steel for the propeller blades - according to a further concept of the invention - has proven to be particularly advantageous.
Eine konstruktiv einfache Ausführung eines aus einer Nabe und zwei oder mehreren daran angesetzten Flügeln gebildeten Propellers ergibt sich dadurch, daß man in an sich bekannter Weise den Propeller (Nabe und Flügel) aus einer einteiligen Scheibe durch Ausschneiden der Flügelzwischenräume und Verschränken der Flügel bildet.A structurally simple implementation of one hub and two or several propellers attached to it results from this, that in a known manner the propeller (hub and blades) from a one-piece Forms disc by cutting out the spaces between the wings and interlacing the wings.
Besonders zweckmäßig ist es, dem schnellaufenden, als Propeller ausgebildeten Auflösewerkzeug in an sich bekannter Weise eine gegebenenfalls im Stofflöserbehälter angeordnete Entstippungseinrichtung zuzuordnen. Dadurch wird der Auflösevorgang beschleunigt.It is particularly useful to use the fast-running propeller Dissolving tool in a manner known per se, optionally in the pulper container assigned deflaking device arranged. This will start the dissolving process accelerated.
Der Propeller wird zweckmäßigerweise nicht in unmittelbarer Nähe einer Behälterwand eingebaut, sondern durch geeignete konstruktive Maßnahmen so in dem Behälter angeordnet, daß die Faserstoffaufschwemmung von allen Seiten ungehinderten Zutritt zu dem Propeller hat, insbesondere zwischen den Propellerflügeln hindurch zur Rückseite desselben.The propeller is expediently not in the immediate vicinity of a Built into the container wall, but by means of suitable constructive measures in the Container arranged that the pulp suspension unhindered from all sides Has access to the propeller, in particular through between the propeller blades to the back of the same.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is shown in more detail in an exemplary embodiment in the drawing explained.
F i g. 1 zeigt die Anordnung des Propellers in einem Behälter, beispielsweise in einem Stofflöser; F i g. 2 und 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Propellers, und F i g. 4 zeigt eine Ausführung des Propellers als einteilige Stahlblechscheibe.F i g. 1 shows the arrangement of the propeller in a container, for example in a pulper; F i g. 2 and 3 shows an embodiment of the propeller, and FIG. 4 shows an embodiment of the propeller as a one-piece sheet steel disk.
In dem Behälter 10, beispielsweise eines Stofflösers, ist an einer Seitenwand in einem gewissen Ab- stand von derselben ein Propeller 11 drehbar angeordnet, der über die Welle 12 direkt von einem Elektromotor 13 angetrieben wird. Ein Antrieb über Getriebe, Riemenzug od. dgl. ist natürlich auch möglich. Bei dem Elektromotor 13 handelt es sich um einen hochtourigen Motor, mit einer Drehzahl von etwa 3000 U/min. Die Welle 12 ist in einem konischen an der Behälterwand befestigten Lagerteil 14 drehbar gelagert, der entsprechend seiner Form der Suspension von allen Seiten einen Zutritt zum Propeller ermöglicht. Der Propeller kann in gleicher Weise auch an anderer Stelle des Behälters, z. B. am Boden, angeordnet sein. Auch ist der Einbau in Behälter anderer Form als in der Zeichnung dargestellt ohne weiteres möglich.In the container 10, such as a pulper, is on a side wall at a certain distance-from the same a propeller 11 rotatably disposed which is driven via the shaft 12 directly by an electric motor. 13 A drive via gear, belt train or the like is of course also possible. The electric motor 13 is a high-speed motor with a speed of approximately 3000 rpm. The shaft 12 is rotatably mounted in a conical bearing part 14 which is fastened to the container wall and which, depending on its shape, enables the propeller to be accessed from all sides. The propeller can also be used elsewhere on the container, e.g. B. be arranged on the ground. Installation in a container other than that shown in the drawing is also easily possible.
Der in F i g. 2 und 3 dargestellte Propeller besteht im wesentlichen aus der Nabe 20, in der Propellerflügel 21 verdrehbar befestigt sind. Die in Drehrichtung gesehen vorderen Begrenzungskanten 22 der Flügel 21 sind dabei nach einer logarithmischen Spirale entsprechend der Formel r = r 0 . ein . (P ausgebildet. Diese Begrenzungskanten 22 sind außerdem mit einer Schräge23 von etwa 200 gegen die Blattfläche des Flügels 21 versehen. Zum Verdrehen sind die Flügel 21 über Zapfen 24 in einem Verstellring 25 befestigt, der über eine nicht dargestellte Einrichtung betätigt wird.The in F i g. 2 and 3 shown propeller consists essentially of the hub 20, in which the propeller blades 21 are rotatably attached. The front boundary edges 22 of the vanes 21 as seen in the direction of rotation are in this case according to a logarithmic spiral according to the formula r = r 0. a . (P formed. These delimiting edges 22 are also provided with a bevel 23 of about 200 against the blade surface of the wing 21. For rotation, the wings 21 are fastened by pins 24 in an adjusting ring 25 which is actuated by a device not shown.
In F i g. 4 ist ein aus einer einteiligen Scheibe 30 aus Stahlblech oder Federstahlblech hergestellter Propeller dargestellt, dessen Propellerflügel 31 durch Ausschneiden der Flügelzwischenräume gebildet und sodann zur Erzielung einer Anstellung gegenüber der Umlaufebene geschränkt sind.In Fig. 4 shows a propeller made from a one-piece disk 30 made of sheet steel or spring steel sheet, the propeller blades 31 of which are formed by cutting out the spaces between the blades and are then set in relation to the plane of rotation in order to achieve an adjustment.
Claims (2)
Priority Applications (3)
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Family Applications (1)
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Also Published As
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