DE2018510A1

DE2018510A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Fraktionieren von Holzzellstoff oder dergleichen

Info

Publication number: DE2018510A1
Application number: DE19702018510
Authority: DE
Inventors: Erik Folke Johanneshov Eriksson (Schweden)
Original assignee: Calor Celsius AB, Solna (Schweden)
Priority date: 1969-04-22
Filing date: 1970-04-17
Publication date: 1970-11-19
Also published as: DE2018510B2; SU445214A3; SE339165B; US3724660A; FI47794C; CA920981A; DE2018510C3; SU452109A3; FI47794B

Description

Patcnicnwäfto

• Dr. W. Schalle, DipUng. P. Wirth

Dipl.-Ino. G. D.-jnnaribsrg

Dr. V. Selir.iicd-Kowarzik

Dr. P. Weinhold, Dr. D. Gudcl

6 Frankfurt/M., Gr. Eschcnhoimnr Sir. 39

16. April 1970
Gu/RK

Jo AB.

Eyramidvägen 2,
171 36 Solna / Schweden

Verfahren und Vorrichtung zum Fraktionieren von Holzzellstoff oder dergleichen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Fraktionierung von Holzzellstoff oder ähnlichen Suspensionen mit Hilfe eines gekrümmten, durchbrochenen Siebes, gegen dessen konkave Seite der Zellstoff aufgespritzt wird. -

Die Verwendung derartiger Siebe ist früher schon für anderes Material vorgeschlagen worden, wobei doch die Siebewirkung ausschliesslich darauf begründet war, dass die lichte Weite " jedes Loches im Sieb den Grenzwert zwischen einer gewünschten oberen Abmessung für den Feinstoff und einer gewünschten unteren Abmessung für den Grobstoff bildete. Zur Erzielung dieser Wirkung hat man möglichst tangentiale Aufspritzung der Suspension auf die Siebfläche zu erzielen gesucht.

Bei Untersuchungen zum Zweck der Entwicklung eines Siebes /um Fraktionieren vom Holzzellstoff in einen im wesentlichen von Splittern und punktförmigen Verunreinigungen ("Flecken¹·) freien Feinstoff und einen im wesentlichen aus Splittern, Flecken und ähnlichen Verunreinigungen bestehenden Grobstoff hat man Versuche ausgeführt mit dem Aufspritzen von Zellstoffsuspension in einer Konzentration von etwa 2 - 0,2 i» gegen die Innenfläche eines zylindrischen Siebes aus durchlöchertem Blech. Bei diesen Versuchen

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hat man nach und nach eine im höchsten Grad zufriedenstellende Fraktionierungswirkung ohne die geringste Neigung zur Verstopfung der Siebfläche erzielt, wenn die lichte Weite jedes Loches in der Siebfläche grösse gewählt wurde als es der Grosse von gedrungenen Teilchen bzw. der Dicke von länglichen Teilchen in dem gewünschten Grobstoff entsprach und wenn die Suspension schräg auf die Siebfläche aufgespritzt wurde.

Die für die Abscheidungswirkung und die ausgebliebene Verstopfung der Sieböffnungen verantwortlichen physikalischen Faktoren wurden zum Gegenstand einer physikalischen Analyse gemacht, die zu dem Resultat geführt hat, dass eine auf einzelne physikalische Faktoren gegründete Erklärung nicht gegeben werden kann.

Der Umstand, dass Splitter, d.h. längliche Teilchen über und nicht durch die Löcher passieren, obwohl die Dicke des einzelnen Splitters bedeutend kleiner als der Durchmesser des Loches ist, kann möglicherweise damit erklärt werden, dass der Splitter in der dünnen Flüssigkeitsschicht in der Längsrichtung über das Loch gleitet ohne Möglichkeit einer Abbiegung in das Siebloch hinein. Dagegen ist es nicht möglich, mit den gleichen Erwägungen zu erklären, warum dicke, kurze Teilchen über die Innenfläche des Siebes als Grobstoff abgehen, auch wenn die Abmessungen der Teilchen ohne weiteres den Durchgang der Teilchen durch die Sieblöcher erlauben wurden.

Bei weiteren Untersuchungen hat es sich gezeigt, dass der Teil des Feinstoffes, der in der nächsten Nähe der Aufspritzstelle durch das Sieb hindurchgeht, einen verhältnismässig grösseren Anteil von sowohl Splittern als auch Flecken enthält als die Fraktion, die,weiter weg von der Aufspritzstelle entnommen wird. Diese Beobachtung führt zu der Annahme, an die die Erfindung doch nicht als gebunden zu betrachten ist, dass die Durchgangsbedingungen für sowohl Splitter als auch Flecken günstiger in dem Bereich der Siebfläche sind, in der der Suspensionsstrom eine durch die Aufspritzung hervorgerufene, schräg gegen die Siebfläche verlaufende Strömungsrichtung hat. Bei hohen Anforderungen an die Fraktionierung ist es daher erfindungsgemäss zweckmässig, dass auf der genannten Zone der Siebfläche der Durchgang der Sus-pension durch das Sieb erschwert, vermindert oder gesperrt wird, öder durchgehende Suspension abgeleitet wird.

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Verschiedene Arten der Durchführung des Erfindungsverfahrens und für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtungen sind Gegenstand der beigefügten Ansprüche.

Die Erfindung wird näher im Anschluss an die beigefügte Zeichnung beschrieben,die in Figur 1 schematisch in Draufsicht ein zylindrisches Fraktionierungssieb zeigt, während Figur 2 auf einem abwickelten Teil der Innenfläche eines zylindrischen Siebes ein erfindungsgemäss ausgebildetes Aufspritzmuster der Suspension auf der Siebfläch« zeigt.

Bei der Konstruktion eines zylindrischen Siebes zur kontinuierlichen Fraktionierung von Holzzellstoff in eine Feinfraktion und eine Grobfraktion wählt man die Grosse der gleichmässig und dicht über die Siebflache verteilten Sieböffnungen so, das3 die lichte Weite jedes Loches grosser ist als es in dem gewünschten Grobstoff der Grosse (bei grossen Variationen: der durchsclmittlichen Grosse) der gedrungenen Teilchen bzv/. der Dicke der länglichen Teilchen entspricht. Genaue Y/erte für derartige Abmessungsgrenzen im Verhältnis zu den Lochdurchmessern können nicht angegeben werden, aber man kann davon ausgehen, das3 der Durchmesser kreisförmiger Löcher bedeutend grosser sein kann als der Durchmesser kugelförmiger bzw. die Querschnittfläche länglicher Teilchen in dem gewünschten Grobstoff. Natürlich müssen in jedem einzelnen Fall und im Hinblick auf die Zusammensetzung des zu fraktionierenden Zellstoffes sowie die Anforderungen, die an die Zusammensetzung des Peinstoffes gestellt werden, Versuche ausgeführt werden zur bestmöglichen Zusammenordnung der Lochgrösse, des Aufspritzdruckes, der Aufspritzmenge und der Konzentration der Suspension:

Gegen die Innenwand des zylindrischen Siebes 1 wird in der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform eine Fasersuspension mit niedriger Konzentration von etwa 2 - 0,2 $ aus zwei einander dia- * metralt entgegengestellten, von einem zentralen Zufuhrrohr 3 ausgehenden Düsen 2 aufgespritzt. Es ist klar, dass abhängig von der Urafangslänge do3 Zylinders und dessen Höhe mehr als zwei Düsen auf jeder Ebene angebracht sein können und dass mehrere Sätze von Düsen auf verschiedenen Ebenen vorkommen können. Durch die schräge Auf3pritzung der Suspension kann man zwei verschiedene Strömungsmuster der Flüssigkeit unterscheiden, wobei innerhalb eine Winkel-

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zone a die Flüssigkeit eine durch die Aufspritzung hervorgerufene, schräg gegen die Siebfläche verlaufende Strömungsrichtung hat, während in der in der Strömungsrichtung an die Winkelzone a anschliessenden Zone die Strömungsrichtung auf der Siebfläche au3-schliesslich durch die Wölbung des Siebes bestimmt wird.

Bei einer senkrechten Aufstellung des Siebes, die keine technische Vorbedingung, aber im Hinblick auf den Platzbedarf und die Abflussbedingungen ein technologischer Vorteil ist, wird die Suspension über die Siebfläche im wesentlichen in der in Figur 2 veranschaulichten Weise verteilt, was bedeutet, dass der Strahl von der Düse auf einer kurzen Strecke sich bis auf eine grosste, durch die Schwerkraft nach unten vergrösserte Breite ausbreitet. Mit abnehmender Strömungsgeschwindigkeit vermindert sich die Ausdehnung der von dem Strom berührten Fläche quer zu Sbrömungsrichtung, und der Abfluss entlang der inneren Siebfläche erfolgt in der abschliessenden Phase praktisch gerade nach unten zu einem unten an das Sieb angeschlossenen Grobstoffauslass.

Abhängig von dem gewünschten Fraktionierungsgrad kann e3 zureichend sein, die Erstreckung der Winkelzone a durch beispielsweise vertikale Aufstellung des Siebes zu vermindern, wobei eine derartige Stellung eine Verbreiterung der Aufspritzzone durch schvverkraftbedingte Verbreitung der Flüssigkeit nach unten mitführt, oder durch solche Betriebsmassnahmen, wie die Wahl des Aufspritzdruckes und der Aufspritzmenge. Wenn es beispielsweise gilt, aus einer Holzzellstoffsuspension Splitter und Flecken abzuscheiden, kann es vollständig ausreichend sein, die von Splittern und Flecken praktisch freie Feinstoffraktion aufzusammeln, die durch die Sieblöcher hindurchgegangen ist, und sich damit zu begnügen, als Grobstoff die Fraktion, die nicht durch die Löcher des Siebes hindurchgegangen ist, aufzusammeln und weiterzubehandeln. Bei strengeren Anforderungen an die Fraktionierung können dagegen besondere Massnahmen berechtigt sein, um den auf der Winkelzone a durch die Löcher hindruchgehenden Teil der Feinfraktion zu beseitigen oder von dem eigentlichen Feinstoff abzuscheiden. Gemäss der in Figur 1 gezeigten Ausfülirungsform ist die Aussenfläche des Siebes auf den Zonen a abgeschirmt durch je einen Ableitka3ten 4, der den Teil des Durchflusses entgegennimmt, der gemäss dem beobachteten Fraktionierungsmuster einen verhältnismässig grossen

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Anteil Teilchen enthält, die rechtmässigerweise zum Grobstoff gehörön. Somit können diese Kästen 4 am unteren Ende an eine Leitung angeschlossen sein, die in Verbindung mit dem Grobstoffauolas3 steht. Im Hinblick auf veränderliche Arbeitsbedingungen und Ungleichheiten in dem behandelten Stoff kann die relative Lage zwischen den Kästen 4 und den Düsen 2 dadurch einstellbar sein, dass entweder die Kästen entlang der Siebfläche verschiebbar sind oder die Düsenvorrichtung in dem Sieb drehbar ist.

In Figur 2 wird eine weitere Lösung des Problemes angedeutet, die in der unmittelbarer Nähe der Aufspritzstelle auftretende Durchgangsfraktion zu beseitigen. In diesem Fall ist das Sieb auf dieser Zone 5 ohne Durchbrechungen ausgeführt, sodass ein Durchgang von Feinstoff durch das Sieb erst in einem Bereich beginnt, wo sich die Strömung ganz an die Siebfläche anschliesst · und irgendwelche schräg auf die Siebfläche hingerichteten Strömungskomponenten nicht mehr vorkommen, Die Lage der nicht durchbrochenen Siebfläche im Verhältnis zur Aufspritzstelle kann in diesem Fall einstellbar sein durch Drehen des Siebes im Verhältnis zu den stillstehenden Düsen 2 oder durch Drehung der Düseneinheit innerhalb des Siebes.

Unter anderen, nicht veranschaulichten Möglichkeiten die Fraktionierungswirkung zu verbessern kann man erwähnen eine Verminderung der lichten Lochweite innerhalb der Aufspritzzone oder die Verwendung einer auf der Innenseite des Siebes angebrachten, gegebenenfalls verschiebbaren Abschirmfläche. ,

Da es für die bestmögliche Fraktionierung von grosser Bedeutung zu sein scheint, dass die Strömungsrichtung der Suspension über die Siebfläche ausschliesslich durch die Wölbung der Siebfläche bestimmt wird, scheint es bedeutungsvoll zu sein, eine mögliche gegenseitige Einwirkung zwischen den Spritzstrahlen von auf verschiedenen Ebenen angeordneten Düsen zu verhindern. In Figur 2 wird schematisch ein wünschenswertes Lagenverhältnis zwischen den Spritzstrahlen von zwei übereinander angeordneten Düsen 2 veranschaulicht, die sich erst in dem Gebiet mischen, wo die Strömung im wesentlichen nach unten gerichtet ist und wo somit ein nennenswerter Durchgang durch die Sieblöcher unter der

Einwirkung der Fliehkraft nicht vorkommt* Schliesslich kann hervorgehoben werden, dass aus dem

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gleichen Grund der Umfang des Siebes und der Druck und dio Geschwindigkeit den Spritzstrahles zu gewählt werden müssen, das gegenseitige Ueberlagerung zwischen den Strahlen von auf der gleichen Ebene angeordneten Düsen nicht vorkommt.

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Claims

16. April 1970 . . AB CaL>-i <c 0,SL-IUS in -IiV +

Patentansprüche £ U I O b 1 U

1. Verfahren zur Fraktionierung von Ilolzzcllr;tof.T oder ähnliohoi* Suspension mit Hilfe einen gewölbten, durchbrechenden Siebes gegen der;oen konkave Seite der Zellstoff ge:;pri.tv,t v/ird, dadurch gekennzeichnet, dann die lichte Weile für y-Av;.\ fioch in dem Sieb grosser gewählt wird als ca der Grosse gedrungener Teilchen bzw. der Dicke länglicher Teilchen in dom gewünschten Grobstoff entspricht, und daoa die Sucpension schräg gegen die Siebfläche gespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang der Suspension durch das Sieb erschwert, vermindert oder gesperrt wird oder durchgehende Suspension abgeleitet v/ird auf der Zone der Siebfläche, wo der Suspensionsstrom eine durch g die Aufspritzung hervorgerufene, schräg gegen die Siebfläche verlaufende Strömungsrichtung hat.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da33 die Ausdehnung der genannten Zone dadurch verringert wird, dass das Sieb senkrecht aufgestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang der Suspension durch das Sieb auf der genannten Zone durch eine derartige Wahl des Aufspritzdruckes und der Aufspritzmenge vermindert wird, dass die Zone die kleinsbmögliche Ausdehnung erhält.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang der Suspension durch das Sieb auf der genannten Zone dadurch erschwert wird, das3 die lichte Weite der Löcher % dort kleiner gewählt wird als auf dem Sieb im übrigen.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang der Suspension durch das Sieb auf der genannten Zone dadurch gesperrt wird, dass die Zone ohne Löcher ausgeführt ist oder dass die Löcher abgeschirmt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Löcher auf der genannten Zone hindurchgehende Teile der Suspension*von dem Peinstoff weggeleitet wird, der durch die übrigen Löcher des Siebes hindurchgeht.

8. Verfahren nach Anspruch 7_f dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der genannten Zone durch Einstellung der relativen Lage zwischen der Zone und den Abschirmungs- oder Ableitungsmit- teln geschieht. _009847/010g .

9. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem gewölbten durchbrechenden Sieb und wenigstens einher Düne zur Aufcpritzung von Suspension auf der konkaven Fläche den Siebes wobei ein Peinstoffauslas3 an einen die konvexe Fläche des Siebes umgebenden Raum und ein Grobstoffauslass an einen an die konkave Fläche des Siebes anschliessenden Raum angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite jedes Loches im Sieb grosser ist als es der Grosse gedrungener Teilchen bzw. der Dicke länglicher Teilchen in der gewünschten Grobstoffraktion entspricht, und dass die Düse schräg gegen die konkave Fläche des Siebes gerichtet int, wodurch der Suspensionsstrom innerhalb dc3 Aufspritzgebietes eine schräg zur Siebfläche verlaufende Strömungs-

W richtung hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, da3s die lichte Lochweite in dem Aufspritzgebiet kleiner ist als auf dem Sieb im übrigen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb im Aufspritzgebiet undurchbrochen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Abschirmung, die die Löcher des Siebes in dem Aufspritzgebiet deckt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Ableitungsvorrichtung, die den durch die Löcher im Aufspritzgebiet hindurchgehenden Teil der Suspension von dem Feinstoff fern-

£ hält, der durch die übrigen Löcher des Siebes hindurchgeht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Abschirm- oder Ableitvorrichtung im Verhältnis zu dem Aufspritzgebiet einstellbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb zylindrisch ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebfläche im wesentlichen senkrecht gerichtet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 - 16, gekennzeichnet durch eine Verbindungsleitung zwischen der Ableitungsvorrichtung und dem Grobstoffauslass.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Düsen nebeneinander quer zur Aufsprit zrichtung angebracht sind.

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19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Düsen in solchem Abstand von einander liegen, dass die Aufspritzgebiebe von einander getrennt sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen in solchem Abstand von einander liegen, dass die Suspensionsströme von den einzelnen Düsen über den grösseren Teil der Siebfläche im wesentlichen von einander getrennt sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Düsen oder Sätze von Düsen im Inneren des zylindrischen Siebes in gleichmässiger Verteilung um die Zylinderachse angebracht sind.

Der Patentanwalt:

•AD

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