DE1417056B1 - Rohrschleuder zum Reinigen von Faserstoffaufschwemmungen - Google Patents

Description

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Aus den zur Herstellung von Papier dienenden Die Stoffaufschwemmung wird dabei von außen un-Faserstoffaufschwemmungen müssen vor der eigent- mittelbar auf das mit relativ hoher Geschwindigkeit liehen Papiermaschine (Entwässerungsmaschine) rotierende Schleuderrad aufgegeben. Solche Dickstoffsorgfältig Verunreinigungen kleiner und kleinster Ab- reiniger arbeiten bis zu etwa 4,5 °/o Stoffdichte zuvermessungen herausgezogen werden. Hierzu dienen 5 lässig, wobei man allerdings von vornherein auf die Sandfang, Sandschleudern, Knotenfänger und Rohr- Ausscheidung von feinem Schmutz verzichtet hat. schleudern. Dickstoffreiniger dieser Art haben den Vorteil, daß

In erhöhtem Maße haben in den vergangenen Jah- sie Stoff mittlerer Dichte verarbeiten können und daß ren insbesondere Rohrschleudern verschiedener Bau- es daher nicht notwendig ist, den Stoff für die Reiart Eingang gefunden, jedoch durchweg nur für rela- io nigung erst zu verdünnen und nachträglich wieder tiv hochverdünnte Aufschwemmungen, d. h. für Auf- für die weitere Bearbeitung auf das vorherige Maß schwemmungen, deren Stoff dichte 1 % atro (absoluter einzudicken. Der in Dickstoffreinigern dieser Art von Trockengehalt) oder jedenfalls nicht erheblich über groben Verunreinigungen gereinigte Stoff wird anl°/o liegt. Ihr Anwendungsbereich ist demnach auf schließend den weiteren Auf bereitungsmaschinenzugediejenigen Stellen einer Papierfabrik beschränkt, an 15 führt, die auf diese Weise vor Beschädigungen durch denen sich die Aufschwemmung schon aus anderen grobe Verunreinigungen geschützt werden. Die Fein-Gründen in der gewünschten Verdünnung vorfindet, reinigung des Stoffes wird dann erst unmittelbar vor oder aber die Aufschwemmung muß eigens für den der Papier- oder Kartonmaschine mit Rohr- oder Zweck der Reinigung in Rohrschleudern verdünnt Sandschleudern vorgenommen,
und anschließend in besonderen Eindickern wieder 20 Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eingedickt werden. Außerdem werden die bekannten eine Einrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, Rohrschleudern durchweg nur für die Ausscheidung eine Faserstoffaufschwemmung von mehr als 1,5 0/0 von verhältnismäßig feinen Verunreinigungen ange- atro bis zu sehr hohen Dichten, und zwar bis etwa wendet. Diese Nachteile sind seit langem allgemein 6 % zu reinigen, und zwar sowohl von groben und bekannt, und man hat sich mit ihnen abgefunden. 25 schweren Verunreinigungen als auch von feinerem

Bekannte Ausführungen von Rohrschleudern be- Schmutz, als dies der Dickstoffreiniger vermag. Die stehen im wesentlichen aus einem mehr oder weniger Erfindung besteht also in der Ausbildung einer Einkonischen Wirbelrohr, dem am oberen, meist zylin- richtung, die die Aufgabe eines Dickstoffreinigers drischen Ende die Aufschwemmung unter Druck und einer bekannten Rohrschleuder in sich vereinigt, tangential zugeführt wird, so daß sie dann in einer 30 Die Erfindung geht von der theoretisch an sich bedreidimensionalen räumlichen Spirale um den Kern- kannten Tatsache aus, daß die Strömung von Flüssigraum des Wirbelrohres rotiert und dabei schwere keiten höherer Dichte in Rohrleitungen selbst bei Schmutzteilchen infolge der Fliehkraftwirkung nach großen Strömungsgeschwindigkeiten niemals ganz außen abscheidet, wo sie sich langsam nach unten vom laminaren zum turbulenten Strömungszustand absetzen, während die gereinigte Aufschwemmung 35 umschlägt. Untersuchungen haben gezeigt, daß der allmählich unter Umkehrung ihrer Bewegungsrich- durch Überlagerung von laminarer und turbulenter tung nach innen und oben durch ein Tauchrohr ab- Strömung sich ergebende Widerstand für Dickstoffe gezogen wird. Auf Grund dieser besonderen Form in einer Rohrleitung in Abhängigkeit von der Gevon Rohrschleudern mit einem zylindrischen Teil schwindigkeit zwar zunächst bei kleinen Geschwin- und daran anschließendem, nach unten sich verjün- 40 digkeiten etwa in gleicher Weise, ja sogar etwas stärgendem Konus und mit Rücksicht auf die hierbei ker ansteigt als die Widerstandskurve von Wasser, auftretende Wandreibung und außerdem mit Rück- daß diese Widerstandskurve aber dann bei höheren sieht auf die große Verstopfungsgefahr am kleinsten Geschwindigkeiten flacher wird und sogar die WiderDurchmesser des Konus, aber auch schon an der Standskurve von Wasser unterschreiten kann,
relativ engen Einlaufdüse, war man bisher einmütig 45 Hierauf baut die Erkenntnis des Erfinders auf, daß in der ganzen Fachwelt der Auffassung, daß sich es möglich sein muß, Rohrschleudern mit wesentlich Rohrschleudern tatsächlich nur zum Reinigen von höheren Stoffdichten als bisher zu betreiben, ohne hochverdünnten Aufschwemmungen eignen. Diese einen unzulässig hohen Durchflußwiderstand und ein Auffassung hat sich um so mehr erhärtet, als sich bei Verstopfen der Rohrschleuder befürchten zu müssen. Versuchen zeigte, daß der Wirkungsgrad von Rohr- 50 Gegenstand der Erfindung ist eine Rohrschleuder schleudern mit etwas zunehmender Stoffdichte rasch zum Reinigen von Faserstoff auf schwemmungen hoher abfällt. Dabei muß berücksichtigt werden, daß die Stoffdichte bis zu etwa 6 °/o atro für die Papierfabriabsoluten Abmessungen, insbesondere die absoluten kation mit einem sich kegelig verjüngenden Wirbel-Durchmessergrößen solcher Rohrschleudern zur Er- rohr mit tangentialem Einlauf am oberen Ende, mit zielung einer hohen Fliehkraftwirkung, nur verhältnis- 55 einem Schmutzauslaß am unteren Ende und einem mäßig klein gewählt werden können und daß man konzentrisch in den oberen Teil eintauchenden Abzur Vermeidung der Verstopfungsgefahr einerseits zugsrohr für die gereinigte Aufschwemmung sowie und zur Vermeidung von Faserverlusten andererseits mit Sperrwasserzufuhr am unteren Ende, die dadurch den Rohrschleudern am unteren Ende Spülwasser zu- gekennzeichnet ist, daß das schwach kegelige Wirbelführen muß. 60 rohr eine Länge von etwa dem Fünf- bis Achtfachen Da es in vielen Fällen erwünscht ist, Aufschwem- des oberen Wirbelrohrdurchmessers aufweist und daß mungen von mehr als 1,5 »/0 Stoffdichte zu reinigen, der absolute Durchmesser des konischen Wirbelrohrwurden sogenannte Dickstoffreiniger entwickelt, das teiles am unteren Ende etwa 50 bis 80 mm beträgt,
sind Einrichtungen mit einer Schleuderscheibe, die in Dabei sind die kleineren Werte für den unteren einer Kammer rotiert, und zwar oberhalb eines in die 65 Durchmesser des kegeligen Wirbelrohres kleineren ringförmige Kammer hineinragenden zentralen Ab- Durchsatzmengen und die größeren Werte größeren flußrohres, das seinerseits von einer nach unten sich Durchsatzmengen zugeordnet. Beispielsweise wird konisch verjüngenden Absetzkammer umgeben ist. ein unterer Durchmesser von etwa 50 mm für eine

Durchsatzmenge von 500 l/min und ein Durchmesser von etwa 70 mm für eine solche von 1500 l/min gewählt.

Für das Verhältnis des oberen Durchmessers des kegeligen Wirbelrohres zu seiner Länge handelt es sich bei der Zahl 8 um ein gewisses Optimum hinsichtlich des baulichen Aufwandes und des erzielbaren Reinigungseffektes. An sich könnte auch noch ein etwas größeres Verhältnis gewählt werden, das dann einen noch größeren Reinigungseffekt ergibt, aber mit Rücksicht auf die größere Baulänge und die wieder zunehmende Verstopfungs- und Eindickneigung in der Regel wohl nicht gewählt werden wird.

Es ist zweckmäßig, den unteren Durchmesser des Kegels in Abhängigkeit von der Länge des Wirbelrohres zu wählen, und zwar um so größer, je langer das Wirbelrohr ist. Dabei ist es wichtig, die Ausführung so zu wählen, daß sich die Wirbelströmung wirklich bis an das unterste Ende des Wirbelrohres hin ausbildet. Auch hier wäre eine größere Erweiterung des unteren Durchmessers an sich mit Rücksieht auf eine stärkere Rotation im unteren Teil des Wirbelrohres und damit auf eine weitere Verminderung der Verstopfungsneigung wünschenswert. Da aber mit einer Vergrößerung des unteren Durchmessers auch eine größere Sperrwassermenge zugeführt werden müßte, sind die oben angegebenen absoluten Werte für den unteren Durchmesser als beste Lösungen anzusehen.

Außerdem soll gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung wenigstens der konische Wirbelrohrteil aus durchsichtigem Material, insbesondere aus Preßglas hergestellt werden, um mit der Glätte und Härte des Glases eine möglichst kleine Wandreibung bei hoher Verschleißfestigkeit zu erhalten und um die Durchsichtigkeit des Wirbelrohres für die Beobachtung der richtigen Sperrwassereinstellung auszunutzen.

Die Sperrwassermenge (oder Spülwassermenge genannt) hat in Verbindung mit der Konusverjüngung den Zweck, am unteren Ende des Konusses eine verdünnte Stoffzone mit nach oben entsprechend der Konuserweiterung zunehmender Stoffdichte zu schaffen, aus welcher sich die Verunreinigungen leichter lösen können, als dies aus einer unverdünnten Suspension möglich wäre. Außerdem soll sie, als Nebenaufgabe, brauchbare Fasern am Absitzen in der Schmutzbehälter hindern.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist es wertvoll, die Rohrschleuder mit einer Druckdifferenz zwischen dem Einlauf und dem Auslauf von etwa 10 m Wassersäule zu betreiben, da sich hierdurch unter sonst gleichen Bedingungen ein Bestwert hinsichtlich Energieverbrauch und Reinigungswirkung erzielen läßt.

Eingehende Versuche mit der neuen Dickstoffschleuder haben gezeigt, daß sie in gleich vorteilhafter Weise für Stoffaufschwemmungen niedriger und hoher Konsistenz verwendet werden kann. Bei einer Stoffdichte von beispielsweise 1,5 % scheidet sie u. a. auch feinen Sand aus, der beispielsweise von dem obenerwähnten Dickstoffreiniger mit Schleuderscheibe nicht erfaßt wird. Auch bei 3 °/o Stoffdichte scheidet die Dickstoffschleuder noch große Mengen von Stanniolteilchen aus, wie sie vor allem in Stoffaufschwemmungen aus Altpapier in reichem Maße enthalten sind. Bei Stoffdichten bis zu etwa 5 bis 6 °/o und sogar noch darüber, bei welchen der Dickstoffreiniger nicht mehr betrieben werden kann, arbeitet die Dickstoffschleuder noch völlig zufriedenstellend.

Die Energiebilanz ist für die Dickstoffschleuder infolge ihres einfachen Aufbaues außerordentlich günstig, und zwar sogar noch etwas günstiger als für den obenerwähnten Dickstoffreiniger mit Schleuderscheibe. Während beim Dickstoffreiniger der Stoff zwei Laufräder passieren muß, nämlich das Laufrad der Zubringerpumpe und das Schleuderrad, braucht er bei der Dickstoffschleuder nur die Zubringerpumpe zu durchströmen. Außerdem nimmt der Wirkungsgrad der Einlaufdüse an der Dickstoffschleuder, wie sich gezeigt hat, mit höher werdender Stoffdichte nur unwesentlich ab, so daß sich in der Tat insgesamt bei der Dickstoffschleuder ein geringerer Energieverbrauch ergibt.

Eine Rohrschleuder gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

An das Kopfstück 1 mit dem tangentialen Einlauf! ist der obere zylindrische Teil 3 des Wirbelrohres angeflanscht, dessen Länge L etwa gleich dreimal seinem Durchmesser D ist. In dieses zylindrische Wirbelrohrstück 3 taucht von oben das zylindrische Abzugsrohr 4 ein, dessen Durchmesser etwa halb so groß wie der Durchmesser des zylindrischen Wirbelrohrteiles ist und das etwa über drei Viertel der Länge des zylindrischen Wirbelrohrteiles reicht. An diesen schließt sich nach unten der Kegelteil 5 an, dessen unterer Auslaßquerschnitt durch einen mittels eines Handgriffes 7 bedienbaren Schieber 6 verschließbar ist. An den Kegelteil S ist unten ein Schmutzsammelbehälter 8 angeschlossen, der ebenfalls durch einen Deckel 9 verschließbar ist. In den Behälter 8 führt eine mit einem Regelventil 10 versehene Sperrwasserleitung 11.

Das zylindrische und kegelige Wirbelrohr ist teilweise durch ein Schutzrohr 12 nach außen abgedeckt. Hinter dem untersten Teil des kegeligen Wirbelrohres ist an einer Rückwand 13 eine Beleuchtungseinrichtung 14 angeordnet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rohrschleuder zum Reinigen von Faserstoffaufschwemmungen hoher Stoffdichte bis zu etwa 6 % atro für die Papierfabrikation mit einem sich kegelig verjüngenden Wirbelrohr mit tangentialem Einlauf am oberen Ende, mit einem Schmutzauslaß am unteren Ende und einem konzentrisch in den oberen Teil eintauchenden Abzugsrohr für die gereinigte Aufschwemmung sowie mit Sperrwasserzufuhr am unteren Ende, dadurch gekennzeichnet, daß das schwach kegelige Wirbelrohr eine Länge von etwa dem 5- bis 8fachen des oberen Wirbelrohrdurchmessers aufweist und daß der absulute Durchmesser des konischen Wirbelrohrteiles am unteren Ende etwa 50 bis 80 mm beträgt.

2. Rohrschleuder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelrohr aus durchsichtigem Material hergestellt ist.

3. Verfahren zum Betrieb einer Rohrschleuder nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch die Aufrechterhaltung einer Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslauf von etwa 10 m WS.

4. Verfahren zum Betrieb einer Rohrschleuder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrwasserzufuhr in Abhängigkeit von der Beobachtung des Strömungszustandes im Wirbelrohr erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen