DE2225005B2 - Wirbelabscheider für Faserstoffaufschwemmungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wirbelabscheider zum Reinigen von Faserstoffaufschwemmungen mit einer Wirbelkammer, in welcher sich die Aufschwemmung in einem schraubenspiralförmigen Wirbelstrom bewegt, mit Einlauf und je einem Auslaß für Gut- und Schlechtstoff. Zellstoff oder Papiermaterial hoher Konsistenz erhält man beispielsweise bei der Zerkleinerung von Abfallpapier in Wasser zur Wiederverwendung. Solches Material hoher Konsistenz enthält deshalb eine erhebliche Menge an groben Verunreinigungen wie Papierklammern, Büroklammern, Nägeln, Bündelungseisenband, Schnurstücke, Steine, Kies und Sand sowie Klumpen nicht zerfaserten Papiers, die durch Heftklammern zusammengehalten werden. Diese Verunreinigungen müssen aus dem Material ausgeschieden werden, oder sie verursachen eine Beschädigung und einen Verschleiß nachgeschalteter Apparate für die Verarbeitung des Materials, beispielsweise von Vergütungsapparaten.

Um Verunreinigungen aus Material hoher Konsistenz auszuscheiden, sind bisher Wirbelabscheider im wesentlichen in der gleichen Ausführung wie für Zellstoff geringer Dichte verwendet worden.

Diese bekannten Wirbelabscheider (DT-AS 14 17 056, DTPS 9 10 022, GB-PS 6 08 026, GB-PS 7 40 588) bestehen im Prinzip aus einer vertikalen, nach unten konisch zulaufenden Wirbelkammer, der die zu reinigende Fasersuspension als Zulauf oben zugeleitet wird, derart, daß die Suspension einen nach unten wandernden schraubenförmigen Wirbelstrom in der Kammer bildet, so daß die Fliehkraft die schwereren Verunreinigungen in der Suspension in Richtung auf die Wand der Wirbelkammer bewegt. Unter dem Einfluß der Schwerkraft und des nach unten gehenden schraubenförmigen Wirbelstroms sinken die Verunreinigungen an der Wand entlang in Richtung auf das untere Ende der Wirbelkammer, wo der die Verunreinigungen enthaltende Schlechtstoff als Ausschuß aus der Wirbelkammer abgeleitet wird. Die gereinigte Partie (Gutstoff) der Fasersuspension wird als Zwischenprodukt auf Grund ihrer geringeren spezifischen Dichte auf den axialen mittleren Teil der Wirbelkammer konzentriert, häufig als ein innerer, sich nach oben bewegender schraubenförmiger Wirbelstrom, und sie wird durch ein Rohr in der Form eines Wirbelfinders abgeleitet, das koaxial in die Wirbelkammer am oberen oder unteren Ende derselben vorsteht.

Wenn Wirbelabscheider der bekannten Art verwendet werden, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, um Material hoher Konsistenz zu reinigen, d.h. ZeHstoffsuspensionen mit einer relativ hohen Konsistenz von 3% oder mehr, hat es sich als schwierig er-•A'iesen, Gut- und Schlechtstoff voneinander ausreichend genau zu trennen. Häufig erhält man ein Zwischenprodukt, das immer noch eine erhebliche Menge an Verunreinigungen enthält. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn man versucht, einen Schlechtstoff zu erhalten, der keinen nennenswerten Anteil an brauchbaren Fasern enthält. Die Gründe für diese Schwierigkeiten bei der Verwendung bekannter Wirbelabscheider dürften hauptsächlich darauf zurückzuführen sein, daß die Verweilzeit der Fasersuspension in der Wirbelkammer relativ kurz ist und daß die tangentiale oder periphere Strömungsgeschwindigkeit im Wirbelstrom und damit die Fliehkraft im unteren Teil der Wirbelkammer erheblich reduziert wird. Deshalb werden in einer Fasersuspension hoher Konsistenz die Verunreinigungen nicht effektiv in Richtung auf die Wand der Wirbelkammer abgeschieden, vielmehr wird ein erheblicher Teil der Verunreinigungen zusammen mit dem Zwischenprodukt abgeleitet.

Bei diesen bekannten Wirbelabscheidern wird der erforderliche Wirbelstrom im allgemeinen dadurch erzeugt, daß der Zulauf in peripherer oder tangentialer Richtung in das obere Ende der Wirbelkammer eingeleitet wird. Die erforderliche Energie zur Aufrechterhaltung des Wirbelstroms in der Wirbelkammer wird folglich dem Wirbelstrom ausschließlich am oberen Ende der Wirbelkammer zugeleitet. Bei hochkonsistenten Fasersuspensionen jedoch führt das zu einer schnellen Abnahme in der tangentialen Strömungsgeschwindigkeit in dem Wirbelstrom als Folge von Reibungsverlusten in der Fasersuspension selbst und zwischen der Fasersuspension und der Wand der Wirbelkammer. Deshalb wird für hochkonsistente Fasersuspensionen die hohe tangentiale Strömungsgeschwindigkeit im Wirbelstrom am oberen Ende der Wirbelkammer nicht weiter unten in der Wirbelkammer aufrechterhalten. Insbesondere im unteren Teil der Wirbelkammer, wo die Verunreinigungen abgeleitet werden, kann der Wirbelstrom vollkommen unterbunden sein, so daß überhaupt keine Abscheidung mehr erreicht wird. Um die periphere Strömungsgeschwindigkeit und damit die Fliehkräfte in dem Wirbelstrom in einem Wirbelabscheider für Material hoher Konsistenz zu erhöhen, ist mitunter ein von einem Motor angetriebenes Laufrad am oberen Einlaufende der Wirbelkammer vorgesehen worden, mittels dessen die erforderliche tangentiale Strömungsgeschwindigkeit für den Wirbelstrom aem Zulauf verliehen wird, der der Wirbelkammer zugeleitet wird. Trotzdem ist der Wirbelstrom jedoch nicht zufriedenstellend, weil auch in diesem Fall die Energiezufuhr zum Wirbelstrom immer noch auf eine begrenzte Partie der Wirbelkammer konzentriert ist, insbesondere auf deren oberes Ende, während für Fasersuspensionen hoher Konsistenz die periphere Strömungsgeschwindigkeit im Wirbelstrom schnell in den unteren Teilen der Wirbelkammer abnimmt. Ferner verheddern sich Verunreinigungen im Zulauf in der Form von Schnurstücken, Bündelungsdrähten od. dgl. leicht mit dem Laufrad, was Stillstände zur Folge hat.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde einen Wirbelabscheider zu schaffen, der Fasersuspen sior.en mit einer hohen Stoffdichte ausreichend genai in Gut- und Schlechtstoff trennt.

Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschla gen, daß die Wirbelkammer toroidfönnig susgebilde

ist und als Einlauf ein ringförmiger, sich konzentrisch um die Symmetrieachse der Wirbelkammer erstreckender Spalt in der Wirbelkammerwand vorgesehen ist und die zu reinigende Aufschwemmung der Wirbelkammer durch den ringförmigen Einlaufspalt im wesentlichen über dessen gesamte Länge hinweg mit einer — relativ zum Querschnitt der Wirbelkammer — im wesentlichen tangentialen Strömungskomponente zuführbar ist, und daß die Wirbelkammer eine erste, die periphere Strömung absperrende Trennwand aufweist, in deren Mitte eine im Vergleich zum Innendurchmesser der Wirbelkammer öffnung kleineren Durchmessers angeordnet ist, wobei diese kleinere öffnung stromabwärts der ersten Trennwand mit dem Auslaß für den Gutstoff in Verbindung steht und stromaufwärts, nahe der ersten Trennwand, der Auslaß für den Schlechtstoff in der Wirbelkammerwand vorgesehen ist.

Da beim erfindungsgemäßen Wirbelabscheider die Wirbelkammer die Form eines Toroids hat, erhält man eine Wirbelkammer erheblicher Länge, in der folglich die durchschnittliche Verweilzeit für die Fasersuspension lang ist und über deren gesamte Länge hinweg die erforderliche Energie kontinuierlich zugeführt werden kann, um einen kraftvollen Wirbelstrom der Fasersuspension in der Wirbelkammer aufrechtzuerhalten, selbst wenn die Suspension eine hohe Konsistenz hat. Das führt zu einer sehr wirkungsvollen Ausscheidung von eventuellen Verunreinigungen, selbst wenn die Fasersuspension eine hohe Konsistenz hat, so daß das aus dem Wirbelabscheider kommende Zwischenprodukt im wesentlichen frei von Verunreinigungen ist und nur brauchbare Fasern erhält.

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen ist

F i g. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Wirbelabscheiders gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Seitenansicht des Wirbelabscheiders, der in F i g. 1 gezeigt ist. und zwar in Blickrichtung aus der Ebene der Linie H-Il in F i g. 1,

F i g. 3 ein Schnitt durch den Wirbelabscheider an der Linie HIHI in F i g. 1,

F ig. 4 ein axialer Schnitt durch den Wirbelabscheider an der Linie 1V-1V in F i g. 3,

F i g. 5 ein Teilschnitt durch den Wirbelabscheider an der Linie V-V der F i g. 3.

F i g. 6 ein Schnitt ähnlich dem in F i g. 5 gezeigten Schnitt durch einen Wirbelabscheider in einer abgewandelten Ausführung im Vergleich zu dem Wirbelabscheider, der in F i g. 1 bis 5 gezeigt ist,

F i g. 7 eine schematische und geschnittene Darstellung einer Vorrichtung zur Ableitung des Schlechtstoffes, d.h. der ausgeschiedenen Verunreinigungen, aus dem Wirbelabscheider,

F i g. 8 eine schematische axiale Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Wirbelabscheiders gemäß der Erfindung,

F i g. 9 eine schernaüsche axiale Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Wirtfelabscheiders gemäß der Erfindung und

Fig. 10 eine schemaiische axiale Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Wirbelabscheidcrs gemäß der Erfindung.

Der in F i g. 1 bis 5 gezeigte Wirbelabscheider weist eine im wesentlichen toroidale Wirbelkammer 1 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei verbundenen Kammerhälften la und 16 gebildet ist. Wie im einzelnen aus F i g. 4 zu ersehen ist, ist die toroidale Wand dieser Wirbelkammer 1 nicht vollständig geschlossen, vielmehr ist sie mit einer ringförmigen Einlauföffnung bzw. einem ringförmigen Einlaufspalt 2 versehen, der sich längs des gesamten Umfangs der toroidalen Wirbelkammer erstreckt und durch die die zu behandelnde Fasersuspension der Wirbelkammer zugeleitet wird. Dieser Zulauf geschieht durch ein Zulaufrohr 3, das sich koaxial zur inneren mittleren öffnung

ίο der Wirbelkammer 1 erstreckt, so daß der Rand 3a seines offenen Endes den radial innenliegenden Rand des ringförmigen Einlaufspalts 2 zur Wirbelkammer 1 bildet. Wie in F i g. 1 und 2 gezeigt ist, ist der Wirbelabschtider mit dem Zulaufrohr 3 oben auf einer Rohrsäu-Ie 4 angeordnet, die eine Tragkonstruktion für den Wirbelabscheider bildet und deren oberer Teil eine direkte Verlängerung des Zulaufrohres 3 bildet, dem die Suspension über eine Rohrverbindung 5 zugeführt wird.
Wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, ist die obere Kammerhalte la mit einem konischen Deckel Ic versehen, der einstückig mit der oberen Kammerhälfte la ausgebildet ist und der sich an die obere Kammerhälte la an dem radial außenliegenden Rand des ringförmigen Einlaufspalts 2 anschließt. Eine Welle 6 ist im konischen Dekkel Ic koaxial der toroidalen Kammer 1 gegenüber gelagert. Das obere Ende dieser Welle 6 ist mit einem Antriebsmotor gekuppelt, der nicht dargestellt ist, der jedoch auf einem Flansch id an der oberen Kammerhälfte la angeordnet werden kann. Das untere Ende der Welle 6, das sich in den Decker Ic hineinerstreckt, trägt ein Schleuderrad 7 mit einer Nabe 7a, einer konischen Radscheibe 76, die nah am Deckel Ic angeordnet ist, und mit radialen Radflügeln 7c. In F i g. 3 sind der periphere Rand des Schleuderrades 7 und einige seiner Flügel 7c gestrichelt dargestellt. Es wird unterstellt, daß das Schleuderrad sich in der durch den Pfeil 8 in F i g. 3 angegebenen Richtung dreht. Unter der Wirkung des rotierenden Laufrades 7 wird der durch das Zulaufrohr 3 zugeleitete Zulauf in die toroidale Wirbelkammer 1 durch den ringförmigen Einlaufspalt 2 derart zugeleitet, daß der Zulauf innerhalb der toroidalen Wirbelkammer einen schraubenförmigen Wirbelstrom um die Mittellinie 9 in der toroidalen Kammer 1 bildet. Das wird dadurch erreicht, daß das Schleuderrad 7 die Zulaufsuspension nahe an die Wand der Wirbelkammer 1 mit einem Geschwindigkeitsvektor schleudert, der eine erste Komponente hat, die tangential dem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt der toroidalen Kammer 1 am Zulaufpunkt gegenüber gerichtet ist und der eine zweite Vektorkomponente hat die parallel zur Mittellinie 9 der toroidalen Kammer 1 gerichtet ist. Es versteht sich, daß der Zulauf vom Zulaufrohr 3 der toroidalen Kammer 1 über die gesamte Länge des ringförmigen Einlaufspalts 2 hinweg zugeleitet wird. Es versteht sich ferner, daß das rotierende Schleuderrad 7 nicht nur die Zulaufsuspension in die toroidale Wirbelkammer 1 drückt, wie das vorstehend beschrieben worden ist, sondern daß es auch dazu beiträgt den beschriebenen Wirbelstrom der Zulaufsuspension aufrechtzuerhalten, der bereits in der Wirbelkammer 1 vorhanden ist. Die erforderliche Energie für das Aufrechterhalten dieses Wirbelstroms der Zulaufsuspension wird folglich kontinuierlich Ober die gesamte periphere Länge der Wirbelkammer 1 hinweg zugeführt. Es versteht sich, daß in einem Wirbelabscheider gemäß der Erfindung es möglich ist, eine Wirbelkammer erheblicher Länge zu erhalten, in der folglich die durchschnittliche Vcrweilzeit für die Zulaufsuspension ver-

gleichsweise lang wird und während der insgesamt ein kraftvoller Wirbelstrom im Schraubenlinienverlauf der Zulaufsuspension aufrechterhalten werden kann. In diesem Wirbelstrom werden alle schwereren Verunreinigungen unter dem Effekt der Fliehkraft in Richtung auf die äußere Partie des Wirbelstroms konzentriert, d. h. nahe an die Wand der Wirbelkammer II, während eine Partie der Zulauf suspension, die im wesentlichen nur brauchbare Fasern enthält, in der weiter mittig liegenden Partie des Wirbelstroms anfällt.

Wie im einzelnen aus F i g. 3 bis 5 zu ersehen ist, ist die toroidale Wirbelkammer 1 durch eine innere Quertrennwand 10 abgeteilt, die mit einer öffnung 11 versehen ist, welche einen wesentlich kleineren Durchmesser als der Querschnittsdurchmesser der Wirbelkammer 1 hat. Es versteht !rich, daß die mittlere Partie des Wirbelstroms der Zulaufsuspension in der Wirbelkammer 1, die dort im wesentlichen nur brauchbare Fasern enthält, durch die Öffnung U in der Trennwand 10 geht, während andererseits die Verunreinigungen, d. h. der Schlechtstoff, der nahe an der Wand der Wirbelkammer 1 konzentriert wird, durch die Trennwand 10 aufgefangen wird und nicht durch die öffnung 11 in der Trennwand gehen kann. Die Verunreinigungen, die durch die Trennwand 10 aufgefangen werden, werden aus der Wirbelkammer 1 durch eine Auslaßöffnung 12 in der Wand in der unteren Hälfte 1fr der Wirbelkammer unmittelbar vor der Trennwand 10 abgeleitet, bei Blick in Richtung der Drehung des Schleuderrades 7. Eine Rohrleitung 13, die als ein Schlechtstoffauslauf dient, ist mit dem Auslaß 12 verbunden.

Der Gutstoff, der durch die Öffnung 11 in der Trennwand 10 geht, gelangt in einen Raum 14 (F i g. 3 und 4). der von dem Rest der toroidalen Wirbelkammer 1 getrennt ist und der sich zwischen der Trennwand 10 und •einer zweiten Trennwand 15 befindet, die schräggestellt ist und die sich an die Trennwand 10 am oberen Rand nahe am ringförmigen Einlaufspalt 2 der Wirbelkammer 1 anschließt. Aus diesem Raum 14 wird der Gutstoff durch eine öffnung 16 in der Wand der unteren Hälfte 16 der Wirbelkammer abgeleitet. Eine Rohrleitung 17, die als ein Gutstoff fungiert, ist mit dieser Auslauföffnung 16 verbunden.

Alternativ kann die Rohrleitung 17 in die Wirbelkammer 1 hinein verlängert sein und direkt mit der öffnung 11 in der Trennwand 10 verbünden sein. Die schräggestellte Trennwand 15 bewirkt jedoch geringere Störungen im Strom und damit einen geringeren Gesamldruckabfall im Wirbelabscheider.

Gemäß F i g. 4 und 5 ist die öffnung 11 in der Trennwand 10 vorzugsweise mit einem kurzen Rohr 18 versehen, das von der Trennwand 10 entgegengesetzt zur Drehrichtung 8 des Schleuderrades 7 gerichtet ist und das als ein sogenannter Wirbelfinder fungiert. Dieser Wirbelfinder. 18 erbringt die Sicherheit daß keine Verwnreinigungcn durch die Öffnung 11 in der Trennwand 10 zusammen mit dem Gutstoff gehen können.

Wie in Fig.3 zu sehen ist steht die Trennwand 10 mit der Öffnung 11 winklig zur radialen Richtung der Symmetrieachse der toroidalen Kammer 1 und damit auch zu den radialen Flügeln Ic des Schleuderrades 7, so daß die Flügel 7c einen Winkel mit der Trennwand 10 bilden, wenn Flügel an der Trennwand vorbeflaufcn, wobei die Flügelcndcn die letzten Partien der Flügel sind, die die Trennwand passieren. Diese Anordnung der Trennwand 10 führt zu dem Vorteil, daß ausgeschiedene Verunreinigungen, die aus irgendeinem Cirundc nicht direkt durch den Auslaß 12 abgeleitet werden, in Drehung um den Wirbelfinder 18 vor der Trennwand 10 mittels der Flügel Tc des rotierenden Schleuderrades 7 gehalten werden, so daß sie mehrere Male die Möglichkeit haben, durch den Auslaß 12 abgeleitet zu werden. Anderenfalls würde ein erheblicher Teil solcher ausgeschiedener Verunreinigungen durch das Schleuderrad 7 an der Trennwand 10 vorbei über den oberen Rand nahe am Schleuderrad 7 vorbeigeschleudert werden, so daß diese ausgeschiedenen Verunreinigungen gezwungen wurden, einen zweiten Durchlauf durch die toroidale Wirbelkammer zu machen.

Wie aus F i g. 5 zu ersehen ist, sind die Flügel 7r des Schleuderrades 7 vorzugsweise etwas schräggestellt der Scheibe Tb des Schleuderrades gegenüber angeordnet. Dadurch erhält man den Vorteil, daß die von dem Zulaufrohr 3 zugeleitete Zulaufsuspension und insbesondere schwerere Verunreinigungen im Zulauf durch die Flügel Tc in Richtung auf die konische Schleuderradscheibe Tb gedruckt werden, wodurch die Einspritzung der Zulaufsuspension in die toroidale Wirbelkammer so nahe wie möglich an der Wand der Wirbelkammer vonstatten geht

Wie vorstehend erläutert soll der Schlechtstoff, der aus dem Wirbelabscheider ausgeschieden wird, im wesentlichen nur Verunreinigungen enthalten, aber keine brauchbaren Fasern. Ferner sollen nur kleine Mengen an Wasser durch den Ausschußauslauf abgeleitet werden. Beides wird in wirkungsvoller Weise dadurch erreicht, daß man eine Ausschußabgabevorrichtung verwendet, die schematisch in F i g. 7 gezeigt ist.

In F i g. 7 ist die untere Partie der Auslauf leitung 13 gezeigt, die mit der Auslauföffnung 12 für den Schlechtstoff verbunden ist. Diese Auslaufleitung ist durch einen transparenten Rohrabschnitt 19. ein sogenanntes Schauglas, und ein T-Stück 20 mit einem im wesentlichen waagerechten Rohr 21 verbunden. Dieses waagerechte Rohr 21 enthält einen Kolben 22, der mittels eines Druckluftzylinders 23 oder einer anderen geeigneten Vorrichtung an dem T-Stück 20 vorbei hin- und herbewegt werden kann und der ;inen Hub hat. der nur etwas größer als der Durchmesser des vertikalen Zweiges des T-Stückes 20 ist. Das gegenüberliegende Ende des Rohres 21 ist durch eine gewichtsbelastete Klappe 25 geschlossen, die hauptsächlich eine Abdichtung gegenüber dem Wasserdruck in der AusschuSauslaufleitung 13 bewirkt, so daß nur vernachlässigbare Mengen an Wasser durch das Rohr 21 entweichen. An Stelle einer gewichtsbelasteten Klappe ist es natürlich auch möglich, eine federgespannte Klappe oder eine andere geeignete Verschlußvorrichtung zu verwenden. Wenn mit der Inbetriebnahme des Wirbelabscheiders begonnen wird, kann, falls erforderlich und erwünscht das äußere Ende des Rohres 21 an der Klappe 25 mit lokker gestopftem Abfallpapier, Baumwollabfall oder einem ähnlichen Material gefüllt werden, das ein Abfließen von Wasser aus dem Rohr 21 an der Klappe 25 mit verhindert bis das Rohr 21 sich mit Ausschuß füllt. Es versteht sich, daß Verunreinigungen, die aus dei Wirbelkammer 1 abgeleitet werdeiw und zwar durch den Ausiaß IZ unter dem Einfloß ihres Eigengewichte; durch das Auslaufrohr 13 nach unten in das Rohr 21 unmittelbar unter dem T-Stück 20 fallen. In wiederhol ten Intervallen wird der Kolben 22 mittels des Zylin dcrs 23 aus seiner Ruhestellung, die in Fig.7 gezeig ist nach links in der Zeichnung am T-Stück 20 vorbei bewegt um den Hubweg 24 zu durchlaufen, so daß aus geschiedene Verunreinigungen, die sich unter der

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ίο

Γ-Stück 20 gesammeil haben, nach links in das Rohr 21 in Richtung auf die Klappe 25 geschoben werden. Diese Bewegung des Kolbens 22 ist vergleichsweise langsam, um keinen Druckstoß zu erzeugen, der zu einem Wasserausfluß an der Klappe 25 führen könnte oder Störungen im Strom an dem Auslaß 12 an der Wirbelkammer hervorrufen könnte. Wenn das gesamte Rohr 21 zwischen dem T-Stück 20 und der Klappe 25 vollkommen mit ausgeschiedenen Verunreinigungen gefüllt

nung 11 versehen ist; sie schließt sich an die Trennwände IO und 15 am oberen Rand an, so daß ein Raum 28 zwischen den Trennwänden 27 und 15 entsteht. In diesem Raum 28 ist die untere Hälfte 16 der Wirbelkammer mit einer öffnung 29 versehen, die mit einer Zulaufleitung 30 für den Gutstoff verbunden ist, der von der zweiten Reinigungsstufe kommt. Die Trennwand 27 ist mit einer öffnung 31 versehen, die in der Mitte in der Wirbelkammer 1 sitzt und die einen wesentlich

worden ist, öffnet jeder weitere Hub des Kolbens 22 io kleineren Durchmesser als der Querschnittsdurchmesdie Klappe 25 und gibt eine bestimmte Menge an aus- *er der Wirbelkammer 1 hat und die mit einem Rohr 32 geschiedenen Verunreinigungen aus dem Rohr 21 ab. versehen ist, das axial in die Wirbelkammer 1 vorsteht. Um zu verhindern, daß brauchbare Fasern zusammen Der Gutstoff von der zweiten Reinigungsstufe wird mit den ausgeschiedenen Verunreinigungen duich das folglich durch die Rohrleitung 30, die Öffnung 29, den Auslaufrohr 13 abgegeben werden, ist es vorteilhaft. >5 Raum 28. die Öffnung 31 in der Trennwand 27 und das wie das an sich bekannt ist, eine geeignete Menge an Rohr 32 in die toroidale Wirbelkammer 1 in das Innere Rückspül- oder Verschlußwasser der Auslaufleitung 13 mittig in den Wirbelstrom eingeleitet, der in der Wirzuzuleiten. In der in F i g. 7 gezeigten Vorrichtung ge belkammer 1 durch die Einlaufsuspension entsteht die schieht das durch ein Rohr 26. das zum T-Stück 20 öff- durch das Schleuderrad 7 vom Zulaufrohr 3 durch den net Die Menge an Verschlußwasser, die durch das 20 Zulaufschlitz 2 eingespritzt wird (F 1 g. 4). Rohr 26 zugeleitet wird, wird auf einen solchen Wert Einige Alternativausführungen sind schematisch in

eingestellt, daß keine Fasern vom Wirbelabscheider F i g. 8 bis 10 gezeigt, in denen axiale Schnitte durch die durch das Auslaufrohr 13 abgegeben werden. Das kann Wirbeiabscheider gezeigt sind, bei denen aber alle Einsichtbar im Sichtglas 19 kontrolliert werden. Die An- lauf- und Auslaßrohre für den Einlauf, den Gutstoff und Ordnung des Zuleitrohres 26 für das Verschlußwasser, 25 den Schlechtstoff für eine vereinfachte Darstellung die in F i g. 7 dargestellt ist, hat den Vorteil, daß der weggelassen worden sind. Entsprechende Teile sind mit

- - ■ den gleichen Bezugszahlen wie in F i g. 1 bis 5 versehen

worden.

Der in F i g. 8 gezeigte Wirbelabscheider sitzt direkt unten in einem Stoffauslöser, von dem die Suspension in die toroidale Wirbelkammer 1 mittels des rotierenden Schleuderrades 34 eingeleitet wird. Dieses Schleuderrad ist mit radialen Flügeln 34a an der Oberseite versehen, die einerseits als Rührwerk in dem Faser-

der nicht nur Verunreinigungen enthält, sondern auch 35 Stoffbehälter 33 fungieren, zum anderen die Suspension eine bestimmte Menge an brauchbaren Fasern, und die- in die Wirbelkammer 1 einleiten. Das Schleuderrad 34 ser wird möglicherweise nach der Verdünnung mit zu- ist jedoch auch mit Flügeln 346 an der Unterseite versätzlichem Wasser, einem zweiten Wirbelabscheider sehen. Diese Flügel befinden sich folglich in der Wirbelzugeleitet. Aus diesem zweiten Wirbelabscheider wird kammer 1, und sie dienen dazu, den schraubenförmigen ein Gutstoff abgegeben, der einige Verunreinigungen 40 Wirbelstrom innerhalb der Wirbelkammer 1 aufrechtenthält und der deshalb dem ersten Wirbelabscheider zuerhalten.

zurückgeleitet werden kann. Folglich wird der Gutstoff Das schematisch in F i g. 9 gezeigte Ausführungsbei-

von der zweiten Reinigungsstufe als eine Einlaufsus- spiel ist in wesentlichen Teilen dem Ausführungsbeipension dem ersten Wirbelabscheider zugeleitet, der spiel ähnlich, das in F i g. 1 bis 5 gezeigt ist; es untererfindungsgemäß ausgebildet ist Naiürlich kann das 45 scheidet sich von diesem Wirbeiabscheider im wesenthdadurch geschehen, daß eine Vermischung des Gutstof- chen allein dadurch, daß der Deckel Ic der toroidalen fes von der zweiten Reinigungsstufe mit der Ausgangsfasersuspension erfolgt ehe eine Zuleitung ?um Wirbelabscheider gemäß der Erfindung erfolgt d. h. der ersten Reinigungsstufe. Der Wirbelabscheider gemäß der 5°
Erfindung kann jeaoch auch mit einem getrennten Einlauf für den Gutstoff von der zweiten Reinigungsstufe
versehen sein. F i g. 6 zeigt eine solche Variante in dem
erfmdungsgemäßen Wirbelabscheider. In F i g. 6 ist ein
Teilschnitt durch einen abgewandelten Wirbelabschei- 55 dessen Welle 37 in der Mitte der toroidalen Kammer der gezeigt der dem in F i g. 5 gezeigten Schnitt ent- gelagert ist Die Flügel 36a des Schleuderrades 36 ste-

■ · ' ■ ■ hen etwas in die Wirbelkammer 1 vor, so daß sie die

Aufrechterhaltung des schraubenförmigen Wirbelstroms in der Wirbelkammer mit unterstützen. Im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen, die vorstehend beschrieben worden sind, hat das in Fig. 10 gezeigte

Verschlußwasserstrom den Rand des T-Stückes 20, der vom Kolben 22 am weitesten entfernt liegt, von Verunreinigungen freigehalten wird, so daß der Kolben 22 sicher am T-Stück 20 vorbeiwandern kann.

Mitunter kann es erwünscht sein, eine Papiermaterialsuspension in zwei Stufen zu reinigen. In solchen Fällen erfolgt von einem ersten Wirbelabscheider gemäß der Erfindung eine Abgabe eines Schlechtstoffes,

Wirbelkammer 1 flach und nicht konisch ist und daß folglich das Schleuderrad 7 eine ebene Schleuderradscheibe 76 für die Flügel 7c hat.

In dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Einlaufsuspension durch eine nach unten gerichtete Rohrleitung 34 zugeleitet und in die toroidale Kammer 1 durch den ringförmigen Einlaufspalt 2 mittels eines rotierenden Schleuderrades 36 eingeleitet

spricht Identische Teile im abgewandelten Wirbelabscheider, der in F i g. 6 gezeigt ist, und im Wirbelabscheider, der in F i g. 1 bis 5 gezeigt ist sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen.

Der abgewandelte Wirbeiabscheider, der in F i g. 6 gezeigt ist unterscheidet sich vom in F i g. 1 bis 5 gezeigten Wirbelabscheider darin, daß die toroidale Wirbelkammer 1 mit einer zusätzlichen Trennwand 27 ver-

Ausführungsbeispiel den Nachteil, daß Schnurstücke, Bündelungsdrähte und ähnliche Verunreinigungen, die in der Emiaufsuspension vorhanden sind, sich mit dem

sehen ist die sich an der gegenüberliegenden Seite der 65 Schleuderrad 36 verheddern können und Stillstande schräggestellten Partie der Trennwand 15 der Trennwand 10 gegenüber befindet die mit der Empfangsöff-

verursachen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

"'., Patentansprüche:

1. Wirbelabscheider zum Reinigen von Faserstoffaufschwemmungen mit einer Wirbelkammer, in welcher sich die Aufschwemmung in einem schraubenspiralförmigen Wirbelstrom bewegt, mit Einlauf und je einem Auslaß für Gut- und Schlechtstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer (1) toroidförmig ausgebildet ist und als Einlauf ein ringförmiger, sich konzentrisch um die Symmetrieachse der Wirbelkammer (1) erstreckender Spalt in der Wirbelkammerwand (la, 16) vorgesehen ist und die zu reinigende Aufschwemmung der Wirbelkammer (1) durch den ringförmigen Einlaufspalt (2) im wesentlichen über dessen gesamte Länge hinweg mit einer — relativ zum Querschnitt der Wirbelkammer — im wesentlichen tangentialen Strömungskomponente zuführbar ist, und daß die Wirbelkammer (1) eine erste, die periphere Strömung absperrende Trennwand (10) aufweist, in deren Mitte eine im Vergleich zum Innendurchmesser (D) der Wirbelkammer (1) öffnung kleineren Durchmessers (d) angeordnet ist, wobei diese kleinere öffnung (11) stromabwärts der ersten Trennwand (10) mit dem Auslaß für den Gutstoff in Verbindung steht und stromaufwärts, nahe der ersten Trennwand, der Auslaß (12) für den Schlechtstoff in der Wirbelkammerwand vorgesehen ist.

2. Wirbelabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wirbelkammer (1) stromabwärts und in einem Abstand von der ersten Trennwand (10) eine zweite Trennwand (15) vorgesehen ist, die mit der ersten Trennwand (10) einen ersten gegenüber dem Einlaufspalt (2) abgeschlossenen Raum (14) begrenzt, welcher einerseits über die in der ersten Trennwand (10) vorgesehene öffnung (11) mit der Wirbelkammer (1) und andererseits mit dem in der Wirbelkammerwand vorgesehenen Auslaß (16) für den Gutstoff in Verbindung steht.

3. Wirbelabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Trennwand (15) gegenüber der ersten Trennwand (10) schräggestellt ist.

4. Wirbelabscheider nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Sekundärzufuhr für die zu reinigende Aufschwemmung in der Wirbelkammer (1) stromabwärts von der zweiten Trennwand (15) eine dritte, die Strömung absperrende Trennwand (27) vorgesehen ist, die mit der zweiten Trennwand (15) und der Wirbelkammerwand (1) einen gegenüber dem Einlaufspalt (2) abgeschlossenen Raum (28) begrenzt, und der Raum (28) in der Wirbelkammerwand einen zusätzlichen Einlauf (29) und mittig in der dritten Trennwand (27) eine im Vergleich zum Innendurchmesser (D) der Wirbelkammer (1) öffnung (31) kleineren Durchmessers aufweist.

5. Wirbelabscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der öffnung (31) der dritten Trennwand (27) ein kurzes stromabwärts ragendes Rohr (32) angeordnet ist.

6. Wirbelabscheider nach einem der Ansprüche 1

bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnung (11) der ersten Trennwand (10) ein kurzes stromaufwärts ragendes Wirbelfinderrohr (18) angeordnet ist.

7. Wirbelabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigende Aufschwemmung der Wirbelkammer (1) mittels eines koaxial zur Symmetrieachse der Wirbelkammer (1) angeordneten Zentrifugalpumpenrades (7) zuführbar ist und der äußere Rand des Zenti ifugalpumpenrades (7) in der Nähe des ringförmigen Einlaufspalts (2) angeordnet ist

8. Wirbelabscheider nach Anspruch 7. gekennzeichnet durch ein Einlaufrohr (3) für die zu reinigende Aufschwemmung, das sich koaxial zur Symmetrieachse der Wirbelkammer (1) und von dieser umgeben derart erstreckt, daß der Rand des offenen Endes des Einlaufrohres (3) den radial innenliegenden Rand des ringförmigen Einlaufspalts (2) zur Wirbelkammer (1) bildet, wobei das Zentrifugalpumpenrad (V) dem offenen Ende dieses Einlaufrohres (3) gegenüberliegt und der periphere Rand des Pumpenrades (7) nahe am radial außenliegenden Rand des ringförmigen Einlaufspalts (2) zur Wirbelkammer (1) liegt.

9. Wirbelabscheider nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrifugalpumpenrad (7) eine konische Radscheibe (7b) und radiale, im wesentlichen über ihre gesamte radiale Länge mit der Radscheibe (7b) an der dem Einlaufrohr (3) zugekehrien Seite der Radscheibe verbundene Flügel (7c) aufweist, wobei die Konizität der Radscheibe (7b) derart ist, daß sie sich im wesentlichen tangential zur Wand der Wirbelkammer (1) erstreckt.

tO. Wirbelabscheider nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der radial außenliegende Rand des ringförmigen Einlaufspalts (2) zur Wirbelkammer (1) sich peripher an einem konischen Deckel (Ic) anschließt, in dem das Zentrifugalpumpenrad (7) gelagert ist, wobei dessen Radscheibe (7b) sich nahe unter diesem Deckel (Ic) befindet.

11. Wirbelabscheider nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrifugalpumpenrad (7) eine Radscheibe (7b) und radiale, im wesentlichen über ihre gesamte radiale Länge mit der Radscheibe (7b) an der dem Einlaufrohr (3) zugekehrten Seite der Radscheibe (7b) verbundene Flügel (7c) aufweist, wobei die Flügel (7c) der Radscheibe (7b) gegenüber derart schräg gestellt sind, daß die an der Radscheibe befestigten Längskanten der Flügel hinter den freiliegenden Längskanten der Flügel bei Blick in Drehrichtung des Pumpenrades liegen.

12. Wirbelabscheider nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Trennwand (10) in der Wirbelkammer (1) unter einem Winkel zur radialen Richtung zur Symmetrieachse der Wirbelkammer derart angeordnet ist, daß die Flügel (7c) des Zentrifugalpumpenrades (7) beim Überfahren dieser ersten Trennwand (10) einen Winkel mit der Trennwand (10) bilden und daß jeweils das radial äußerste Ende eines Flügels die Trennwand zuletzt überfährt.

13. Wirbelabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer (1) mit ihrer Symmetrieachse vertikal angeordnet ist und daß der Auslaß (12) für den Schlechtstoff im unteren Teil der Wand der Wirbelkammer angeordnet ist.

14. Wirbelabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (12) für den Schlechtstoff mit dem oberen Ende eines im wesentlichen senkrecht angeordneten

Rohres (13) verbunden ist, dessen unteres Ende über ein T-Stück (20) mit einem zweiten, im wesentlichen waagerecht angeordneten Rohr (21) verbunden ist, das auf einer Seite de;T-Stücks durch einen Kolben (22) verschlossen ist, der an dem T-Stück vorbei hin- und herverschiebbar ist

15. Wirbelabschetder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des waagerechten Rohres (21) mit einem Verschluß (25) versehen ist, der durch Überwindung einer Gegenkraft geöffnet werden kann.

16. WirbeJabscheider nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (26) zum Zuleiten von Wasser in das vertikale Rohr (13) vorzugsweise nahe an dem T-Stück (20) vorgesehen ist.