-
Schwerschmutzabscheider für faserige und/oder flockige Suspensionen,
insbesondere für Papierstoff Die Erfindung betrifft einen Schwerschmutzabscheider
für faserige und/oder flockige Suspensionen, insbesondere für Papierstoff, bei welchem
in einer im wesentlichen rotationssymmetrischen Kammer ein um die Achse der Kammer
rotierendes, von oben nach unten durchströmtes Axialschaufelrad im oberen Bereich
der Kammer angeordnet ist, welches der Suspension eine Rotationsbeschleunigung erteilt.
Derartige Abscheider dienen dazu, spezifisch schwere Verunreinigungen aus den Suspensionen
abzuscheiden, um nachgeschaltete Geräte vor Beschädigung durch diese Schwerteile
zu schützen.
-
Bei einer bekannten Vorrichtung zu diesem Zweck wird die Suspension
zentral einer Radialschaufeln tragenden, im wesentlichen waagerechten Schleuderscheibe
zugeführt und hier beschleunigt und nach außen abgeschleudert. Die Schleuderscheibe
ist dabei so angebracht, daß der Großteil der die Vorrichtung durchlaufenden Suspension
nicht in den Bereich der Schaufeln kommt, sondern ihre Drehbewegung, unter deren
Einfluß die Schwerteile ausgeschleudert werden sollen, durch Reibung mit den den
Schaufelbereich durchlaufenden Flüssigkeitsteilen erhält. Um hierbei eine ausreichende
Schwerteilabscheidung zu erzielen, sind hohe Umfangsgeschwindigkeiten des Schleuderorgans
notwendig, welche einen entsprechenden Energieverbrauch zur Folge haben. Außerdem
läuft bei den meisten bekannten Vorrichtungen die die Schleuderscheibe antreibende
Welle infolge des zentralen Zuflusses in der zu reinigenden Suspension, so daß spinnbare
Verunreinigungen oder Bestandteile um die Welle oder um die Schleuderscheibe aufgewickelt
werden und zu Verstopfungen führen. Die gleichen Nachteile treten bei anderen bekannten
Vorrichtungen auf, die nach dem gleichen Prinzip arbeiten, jedoch einen langgestreckten
oder mehrere hintereinandergeschaltete Schleuderkörper besitzen. Bei diesen Vorrichtungen
ist der Schleuderkörper zylindrisch, spitzkonisch oder aus beiden Formen zusammengesetzt.
Außen ist er mit sich in Richtung der Erzeugenden des Zylinders bzw. des Konus erstreckenden
Rippen oder Schaufeln besetzt, welche jedoch ebenfalls nur einen Bruchteil der Suspension
erfassen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwerschmutzabscheider
der eingangs umrissenen Art zu schaffen, welcher die Mängel der bekannten Abscheider
vermeidet und sich durch eine gute Ausscheidungsleistung auszeichnet. Zur Lösung
dieser Aufgabe geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß zur Abscheidung von
Schwerteilen eine Schleuderwirkung nicht erforderlich ist. Es hat sich auch in angestellten
Versuchen gezeigt, daß eine gleichmäßig kreisende Bewegung der gesamten Suspension
mit mäßiger Geschwindigkeit genügt. Infolge der Bewegung der Suspension tritt nämlich
eine gegenseitige Verschiebung der Suspensionspartikeln auf, die das Durchtreten
der Schwerteile bei einer geringen Zentrifugalkraft ermöglicht, welche noch keine
hemmende Verdichtung der Suspension an der Gehäusewandung hervorruft. Das gleiche
gilt für den Weg der Teilchen an der Gehäusewand entlang zum Schmutzbehälter. Man
kommt so mit einem Bruchteil der Zentrifugalbeschleunigung der bekannten Vorrichtungen
aus. Dementsprechend ist der Schwerschmutzabscheider gemäß der Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß die von dem Schaufelkörper abragenden Schaufeln praktisch den
gesamten Ringraum zwischen der Nabe und der Wandung der Kammer bestreichen.
-
Durch diese Ausbildung wird axial auf relativ kurzem Weg der gesamten
Flüssigkeit eine Rotationsbeschleunigung erteilt. Dadurch, daß hierbei die gesamte
Flüssigkeit den von den Schaufeln bestrichenen Raum passieren muß, werden Turbulenzen
und unerwünscht starke Rotationen vermieden, und es besteht eine ausgesprochen ruhige
Strömung, welche nicht nur das radiale Langsam-nach-außen-Wandern von Schwerschmutzteilchen
begünstigt, sondern auch unerwünschte Verdichtungen der Suspension an der Gehäusewandung
vermeidet.
-
Die Schaufeln des Schaufelrades haben vorteilhaft Rechteckform, da
diese eine gute Erfassung der Strömung erlaubt. Die Eintrittskanten der Schaufeln
können auch nach außen hin abfallen.
Die Konstruktion wird am einfachsten,
wenn sich die Schaufeln in Axialebenen des Schaufelrades erstrecken. Zur besseren
Anpassung an die Strömung werden die Schaufeln vorteilhaft schräg zur Drehachse
des Schaufelrades geneigt.
-
Die Gesamtvorrichtung ist vorteilhaft, wie an sich bekannt, mit einer
sich konisch nach unten verjüngenden Kammer versehen, welche unten einen Schwerschmutzabfluß
aufweist, während sich der Einlaß des Gutstoffabzuges zentral unter dem Schaufelrad
befindet.
-
Nachfolgend sind an Hand der Zeichnungen drei Ausführungsbeispiele
beschrieben.
-
F i g. 1 zeigt eine der Erfindung entsprechende Vorrichtung schematisch
im Schnitt; F i g. 2 zeigt die Draufsicht auf F i g. 1; F i g. 3 zeigt eine abgeänderte
Schaufelform; F i g. 4 zeigt eine Ausführung mit Einlaufspirale im Schnitt.
-
Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus einer zyklonartigen
Kammer 1 mit untergebauter Schleuse 2, welche zwecks Entleerung durch
einen Schieber oder ein Ventil 3 vom Abscheider getrennt werden kann. Auf dem Gehäuse
ist das schraubenlinienförmig einmündende Einlaufrohr 5 über dem von den Schaufeln
bestrichenen Ringraum angeordnet, während das Austrittsrohr 6 wie üblich zentral
angeordnet ist und seitwärts aus dem Apparat herausgeführt wird.
-
Unterhalb des Eintrittsrohres 5 ist zentral der Schaufelkörper 7 angeordnet.
Dieser besitzt am Umfang beispielsweise zwölf Schaufeln 8 oder
8 a, welche bis nahe an den Kammermantel herangehen. Die Höhe der Schaufeln
in Durchflußrichtung beträgt weniger als den halben Durchmesser des Schaufelkörpers.
Abgesehen von den Rührschaufeln ist die übrige Oberfläche des Schaufelkörpers glatt.
Die Nabe 9 des Schaufelkörpers ist mit großem Durchmesser ausgeführt und läuft ganz
dicht am oberen Gehäuseboden, so daß die eintretende Suspension den Schaufeln durch
einen ringförmigen Raum, dessen größter Durchmesser der Kammerdurchmesser ist, zugeführt
wird. An das Drehzentrum kann die Suspension nicht herankommen. Dieses ist im Schaufelbereich
vom Schaufelkörper 7 ausgefüllt.
-
Die Schaufeln 8 können, wie in F i g. 1 dargestellt, parallel
zur Drehachse angeordnet werden, sie können aber auch nach F i g. 2 schräg angeordnet
sein. Bei letzterer Anordnung haben sie eine Förderwirkung in Durchflußrichtung,
was z. B. dann vorteilhaft ist, wenn bei der Weiterförderung zu den nachgeschalteten
Apparaten eine gewisse Pumpwirkung erwünscht ist.
-
Außerdem können die Schaufeln, wie bei 8 a dargestellt, einfach rechteckig
ausgeführt sein, oder sie können, wie Ausführung 8 zeigt, oben angeschrängt
werden. Letzteres bringt dann Vorteile, wenn in der Suspension sehr langfaserige
oder schnurartige Partikeln enthalten sind, welche sich auf den geraden oberen Kanten
der Rührschaufeln festsetzen könnten. Bei schräger Anordnung dieser Kante rutschen
eventuell übergehängte Partikeln nach außen ab und gehen durch den Spalt zwischen
Rührer und Wandung nach unten hindurch.
-
Im Betrieb wird die zu reinigende Suspension dem Schwerschmutzabscheider
durch das Eintrittsrohr 5 zugeführt und gelangt zu dem ringförmigen Raum oberhalb
des Schaufelkörpers 7 und von dort dem Druck der nachfolgenden Suspension folgend
in den Bereich des Schaufelkörpers. Durch diesen wird es in kreisende Bewegung gesetzt.
-
Dabei wandern die Schwerteile durch die in Bewegung befindlichen und
sich gegeneinander verschiebenden faserigen und flockigen Partikeln der Suspension
radial nach außen zum Mantel des Abscheiders hin. Unter dem Schaufelkörper setzt
sich die kreisende Bewegung fort, so daß die Schwerteile am Mantel bleiben und die
zum Austrittsrohr 6 gelangende Suspension frei von Schwerteilen bleibt.
-
Die kreisende Bewegung der am Mantel befindlichen Partikeln setzt
sich auch weiter nach unten in den konischen Teil fort, bis an den übergang zu der
mit klarem Wasser gefüllten Schleuse 2. Hier sinken die Schwerteile ins Wasser ab,
während die geringen Mengen an Suspensionen, welche die Schwerteile mit sich geführt
haben, durch die Rückströmung im Kern des Apparates nach oben mitgenommen werden
und sich mit der Hauptmasse der feststofffreien Suspension beim Einlauf in das Austrittsrohr
6 vereinigen.
-
In F i g. 4 ist eine etwas aufwendigere, aber besonders vorteilhafte
Bauweise des Abscheiders dargestellt. Der Einlauf erfolgt hier durch eine Spirale
10
etwa der Art, wie sie bei Turbinen bekannt ist. Die Schleuse 2 ist vom
Abscheider durch einen durch Höhenverstellung schließbaren Ventilring 3 abtrennbar.
-
Statt des zentralen Schaufelkörpers 7 könnte auch ein Teil der Kammerwandung
im Schaufelbereich drehbar gelagert werden und die Schaufeln tragen. In diesem Teil
würde man im mittleren Bereich zwischen den Schaufen zweckmäßig einen feststehenden
Verdrängungskörper vorsehen, der etwa dem Schaufelkörper 7 entspräche.
-
Mit dem vorliegenden Patentanspruch 1 wird Schutz lediglich für die
Gesamtkombination der in diesem enthaltenen Merkmale beansprucht. Auch für die Unteransprüche
wird selbständiger Schutz nicht beansprucht.