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Sichter für Papierstoffsuspensionen Zusatz zum Patent: 1131081 Die
Erfindung betrifft einen Sichter für Papierstoffsuspensionen mit tangentialem Einlauf,
einem aufrecht in einem Behälter stehenden zylindrischen Sieb sowie innerhalb des
Siebes und hierzu konzentrisch umlaufenden Rührschaufeln, die abwechselnd Üb er-
und Unterdruck in der Flüssigkeit am zylindrischen Sieb erzeugen, nach Patent 1
131 081.
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Durch den Sichter nach dem Hauptpatent wird erreicht, daß der Wechsel
von ttber- und Unterdruck gleichmäßig pulsierend beim Umlauf der Rührschaufeln stattfindet,
wobei ein wesentlicher Teil der gröberen Feststoffe in der Suspension gar nicht
erst mit der Sieboberfläche in Berührung kommt und die Schaufeln in einem größeren
Abstand als bisher am Sieb auf der feststoffreinen Abflußseite entlangstreichen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sauberhaltung
des Siebes im Sichter nach dem Hauptpatent zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe
ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen dem zylindrischen Sieb und der Seitenwand
des Sichtergefäßes ein im Querschnitt von oben nach unten abnehmender Ringraum gebildet
ist, von dem eine in tangentialer Richtung verlaufende Leitung zum Ableiten von
Verunreinigungen in eine Kammer abgeht, wobei im Bereich der umlaufenden Rührschaufeln
ein flaches, senkrecht stehendes Sieb in einer von der Kammer zurück in den Ringraum
führenden Öffnung eingebaut ist, das grobe Bestandteile der Suspension vom zylindrischen
Sieb zurückhält. Auf diese Weise ist somit einerseits für eine Abtrennung der schweren
wie auch andererseits der leichten Verunreinigungen aus der Flüssigkeit gesorgt.
Ferner ist es durch die Erfindung möglich, die Austragung der Verunreinigungen vorzunehmen,
ohne daß hierbei wesentliche Menge von feinen, in Suspension befindlichen Teilen
den Sichter verlassen und hierdurch eine Rückgewinnung dieser feinen Teilchen erforderlich
wird.
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In der Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter
Hinweis auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Darstellung des erfindungsgemäßen
Sichters im senkrechten Schnitt, F i g. 2 einen Schnitt durch F i g. 1 nach der
Linie 11-11, Fig.3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig.2 und Fig. 4 einen Schnitt
durch F i g. 1 nach der Linie IV-IV.
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Die Suspension tritt durch die Rohrleitung 8 ein, füllt das Gefäß
1, strömt durch den Siebzylinder 2
und verläßt den Sichter durch die Leitung 11.
Auf Grund des tangentialen Einströmens der Flüssigkeit durch die Leitung 8 kreist
die Flüssigkeit im Inneren der Vorrichtung, die somit nach Art eines Zyklons arbeitet.
Unter dem Einfluß der hierbei auftretenden Zentrifugalkraft werden die Verunreinigungen,
die hinsichtlich ihrer Dichte diejenige der Suspension übertreffen, zur Wand des
Gefäßes 1 hin bewegt, während die Suspension selbst durch den Siebzylinder 2 geht.
Die Verunreinigungen bewegen sich auf einer schraubförmigen Bahn entlang der kegelstumpfartigen
Wand des Gefäßes 1 nach unten und sammeln sich in der in Abständen entleerten Schleuse
14 an.
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Die leichten Verunreinigungen, die sich in der Suspension befinden,
und auf welche die Zentrifugalwirkung keinen Einfluß hat, werden vom Siebzylinder
2 beim Durchströmen der Flüssigkeit zurückgehalten, sammeln sich am Boden des Gefäßes
1 und gehen durch die Leitung 17 ab.
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Das Sieb 2 hat die Wirkung, daß in seiner Nähe eine erhebliche Verringerung
der Drehbewegung der Flüssigkeit eintritt und infolgedessen sich die Zyklonwirkung
vermindert oder auf Grund von Sekundärwirbeln zum großen Teil unwirksam wird. Um
dies
zu verhindern und somit für eine verbesserte Wirkungsweise
des Sichters zu sorgen, kann vorgesehen sein, daß der mit den Rührschaufeln 4 a
und 4 b ausgestattete Rotor in zur Drehrichtung der Flüssigkeit im Ringraum zwischen
dem Siebzylinder und der Gefäßinnenwand entgegengesetzten Sinne J1 antreibbar ist.
Die Rührschaufeln 8 a, welche eine Druckwirkung der Flüssigkeit auf die Innenwand
des Siebzylinders 2 ausüben, sind ferner wie sich aus F i g. 3 ergibt, so ausgebildet,
daß sie einen von Null bis zum Winkel a anwachsenden Winkel bilden, und auf diese
Weise die Absolutgeschwindigkeit der Flüssigkeit beim Verlassen der Rührschaufeln
durch einen Wert zwischen den Winkeln P1 und P2 nach Fig.3 bestimmt ist.
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Auf diese Weise prallt bei jedem Vorbeigang einer Schaufel 4 a die
das Sieb 2 passierende Flüssigkeit in der Sieböffnung 2 a gegen deren Seitenwand
und verläßt die Sieböffnung 2 a in der Richtung f, die die Flüssigkeit ursprünglich
inne hatte. Das Sieb bildet somit keine Behinderung für die Zyklonwirkung, sondern
unterstützt sie. Wenn die Flüssigkeit mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit
eingeleitet und für eine ebensolche Drehgeschwindigkeit der Rührschaufeln 4 gesorgt
wird, ist es möglich, eine solche Wirkungsweise des Zyklons zu erzielen, als sei
das Sieb 2 nicht vorhanden. Darüber hinaus unterstützen die von den Rührschaufeln
4 hervorgerufenen Druckänderungen die Wirkungsweise des Zyklons insofern noch weiterhin,
als die im Inneren der Flüssigkeit auftretenden Schwingungen die Trennung der Verunreinigungen
von den ihnen anhaftenden Fasern begünstigen.
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Wie bereits oben ausgeführt wurde, wandern die leichten, in der zu
bearbeitenden Suspension befindlichen Verunreinigungen, die von Siebzylinder 2 zurückgehalten
werden, zum Boden des Gefäßes 1, wobei sie dem durch die Leitung 8 in tangentialer
Richtung eingeleiteten Flüssigkeitsstrom auf seinem schraubenförmigen Weg folgen
und der Flüssigkeitsstrom selbst ständig die Außenseite des Siebzylinders 2 bespült.
Die Verunreinigungen sammeln sich am Boden des Behälters 1, von wo sie durch die
Leitungen abgezogen werden.
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Die die Regeleinrichtung bildenden Schieber können drei Stellungen
einnehmen: Stellung 1: Der Schieber 18 ist geöffnet, der Schieber 22 geschlossen.
Die faserhaltige Suspension, welche sich im unteren Teil des Ringraumes 5 befindet
und dort umläuft, reichert sich mit vom Sieb zurückgehaltenen Teilchen an, fängt
sich in der Leitung 17 und gelangt in die Kammer 16. Durch die Leitung 19 wird ständig
Verdünnungswasser eingespritzt.
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Dieser Wasserzusatz bewirkt eine Verdünnung der faserhaltigen Suspension
und gleichzeitig die Erzeugung einer Saugwirkung vor dem Venturirohr 20 und entsprechend
einen Überdruck an der Rückseite des Venturirohres 20. Die Folge hiervon ist, daß
in der Kammer 16 ein höherer Druck als in dem Behälter 1 herrscht Die faserhaltige
Suspension in der Kammer 16 hat daher die Neigung, die Kammer 16 durch das Sieb
23 zu verlassen um wieder in das Gefäß einzutreten, wo sie sich mit der in Umlauf
befindlichen Flüssigkeit vereinigt. Die Verunreinigungen werden vom Sieb 23 zurückgehalten
und sammeln sich in der Kammer 16 an.
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Damit sich das Sieb 23 nicht verstopft, ist es ebenso wie das Sieb
2 im Wirkungsbereich der Rühr-
schaufeln 4 a angeordnet. Bei jedem Vorbeigang einer
Rührschaufel 4 a bildet sich örtlich ein Überdruck, der auf der Unkomprimierbarkeit
der Flüssigkeit beruht, und der sich durch das Sieb 2 bis zum Sieb 23 fortpflanzt.
Dieser Überdruck, der auf die Unterstromseite des Siebes 23 einwirkt, hat das Rückfiießen
einer kleinen Flüssigkeitsmenge durch das Sieb 23 zur Folge, so daß auf diese Weise
auch das Sieb 23 bei jedem Vorbeigang einer Rührschaufel 4 a gereinigt wird. Das
Sieb 23 bleibt somit immer sauber und arbeitsfähig.
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Stellung 2: Wenn sich eine ausreichende Menge von zurückerhaltenem
Material in der Kammer 16 angesammelt hat, wird der Schieber 18 geschlossen, während
der Schieber 22 weiterhin geschlossen bleibt. Das ständig durch die Leitung 19 zufließende
Verdünnungswasser strömt auch weiterhin durch die Kammer 16 und das Sieb 23 in das
Gefäß. Durch diese Strömung werden die in der Kammer 16 befindlichen Fasern mitgenommen,
während die vom Sieb zurückgehaltenen Verunreinigungen in der Kammer 16 verbleiben
und somit gewaschen werden. Diese Waschung wird so lange fortgesetzt, bis keine
Faser mehr in der Kammer 16 vorhanden ist.
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Stellung 3: Wenn das in der Kammer 16 zurückgehaltene Material ausreichend
gewaschen ist, wird der Schieber 22 geöffnet, während der Schieber 18 geschlossen
bleibt. Die Kammer 16, die nunmehr lediglich vom Sieb 23 zurückgehaltene, mit Wasser
vermischte Feststoffteilchen enthält, entleert sich über den Abfluß. Das durch die
Leitung 19 zugeführte Wasser sorgt für eine gute Spülung der Kammer 16.
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Wenn die Kammer entleert ist, wird der Schieber 22 geschlossen, und
der Schieber 18 wird geöffnet. Hiernach beginnt der Vorgang in gleicher Reihenfolge
wie beschrieben wurde. Die Häufigkeit der Entleerung der Kammer 16 kann je nach
der Menge der zu entleerenden Feststoffe eingestellt werden.
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Durch die Anbringung der Kammer 16 und ihrer zusätzlichen Einrichtungen
wird der beschriebene Sichter in dem Sinne unabhängig, daß die Rückstände, die aus
der Kammer 16 ausgetragen werden, vollständig gewaschen sind und keine weitere Behandlung
in einer anderen Vorrichtung mehr verlangen, in der sonst die mit ihnen vermischten
Fasern eigens zurückgewonnen werden müßten.
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Nachfolgend wird eine Verwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen
Sichters beschrieben, bei der eine Entlüftung der Suspension möglich ist.
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Dies ist insofern vorteilhaft, als die faserhaltigen Suspensionen
häufig Luft in feinen Blasen enthalten, die an den einzelnen Fasern sitzen und insbesondere
bei nachträglicher Verarbeitung der Fasermasse auf Papiermaschinen den Bearbeitungsvorgang
stören.
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Beim erfindungsgemäßen Sichter wird die im Inneren des Siebzylinders
2 befindliche Flüssigkeit durch den Rotor 3 mit einer bestimmten Geschwindigkeit
in Umdrehung versetzt, die zwar geringer als die Drehgeschwindigkeit des Rotors
3, jedoch immer noch verhältnismäßig hoch ist. Diese Drehbewegung der Flüssigkeit
bewirkt ihr Zentrifugieren.
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Genauer gesagt ergibt sich folgendes: Wenn angenommen wird, daß der
Sichter gefüllt ist und P den Druck in der Ausgangsleitung 11 und P' den Druck am
Punkt A an der Oberseite und in der Mitte des Sichters darstellt, ergibt sich P>
P'. Damit andererseits der Sichter voll bleibt, muß P größer als ein Wert Pm (abhängig
von der Drehgeschwindigkeit)
sein, unterhalb dem am Punkt A ein
dem Außendruck P' entsprechender Druck entstünde. Wenn der Betriebsdruck am Ausgang
P niedriger als Pm ist, ist es erforderlich, die zugeführte Beschickung zu drosseln
(durch teilweises Schließen eines Schiebers), um die Bildung eines zu großen Unterdruckes
zu verhindern, durch den sonst die Rührschaufeln freigelegt werden könnten.
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Eine andere Art, dies zu erzielen, besteht darin, am Punkt A einen
Unterdruck zu erzeugen, beispielsweise mit Hilfe einer Unterdruckpumpe, die P' auf
einem Wert hält, der unterhalb des atmophärischen Druckes H liegt, und der etwa
dem Wert H - (Pm - P) entspricht. Es bildet sich auf diese Weise bei A ein geringerer
Unterdruck, der auf einer bestimmten gewollten Größe gehalten wird. In der Glocke
V, gebildet durch die Oberfläche der rotierenden Flüssigkeit, sammeln sich die Luftblasen
unter dem Einfluß einer doppelten Wirkung, nämlich der Trennung auf Grund von Zentrifugalkraft
und des am Punkt A herrschenden Unterdrucks. Die Luft wird somit durch die Leitung
25, die mit der Unterdruckpumpe in Verbindung steht, evakuiert. Man erhält auf diese
Weise eine Entlüftung der faserhaltigen Suspension. Es ist möglich, die Höhe des
Druckes guttels eines den Regler der Unterdruckpumpe steuernden Schwimmers zu steuern.