DE2225005C3 - Wirbelabscheider für Faserstoffaufschwemmungen - Google Patents
Wirbelabscheider für FaserstoffaufschwemmungenInfo
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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 17056, DTPS 9 10022, 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 Wirbeistrom 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 (Giftstoff)
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. Zellstoffsuspensionen mit einer relativ hohen Konsistenz
von 3% oder mehr, hat es sich als schwierig erwiesen. 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 tangenlialen 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 dem 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 Strömungsge
schwindigkeit im Wirbelstrom schnell in den unterer Teilen der Wirbelkammer abnimmt. Ferner verhedderr
sich Verunreinigungen im Zulauf in der Form vor Schnurstücken, Bündelungsdrähten od. dgl. leicht mi
dem Laufrad, was Stillstände zur Folge hat.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde einen Wirbelabscheider zu schaffen, der Fasersuspen
sionen mit einer hohen Stoffdichte ausreichend genai in Gut- und Schlechtstoff trennt.
Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschla gen, daß die Wirbelkammer toroidförmig ausgebilde
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 tangentiaien Strömungskomponentc
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 Ausführungsbeispielcn 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 Seilenansicht des Wirbelabscheiders, der
in F i g. 1 gezeigt ist, und zwar in Blickrichtung aus der Ebene der Linie U-II in F i g. 1.
F i g. 3 ein Schnitt durch den Wirbelabscheider an der Linie 11I-III in F i g. 1.
Fig.4 ein axialer Schnitt durch den Wirbelabscheider
an der Linie IVlV in F i g. 3,
F i g. 5 ein Tcilschnitt durch den Wirbelabscheider an der Linie V-V der F i g. 3,
Fig. 6 ein Schnitt ähnlich dem in F i g. 5 gezeigten
Schnitt durch einen Wirbelabscheider in einer abgewandelten Ausführung im Vergleich zu dem Wirbelabseheider,
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 Wirbelabseheider,
F i g. 8 eine schematische axiale Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Wirbelabscheiders
gemäß der Erfindung,
F i g. 9 eine schematische axiale Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Wirbelabscheiders
gemäß der Erfindung und
Fig. 10 eine schematische axiale SchnittdarsteHung
eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Wirbelabscheiders gemäß der Erfindung.
Der in F i g. 1 bis 5 gezeigte Wirbelabseheider weist eine im wesentlichen toroidale Wirbelkammer 1 auf.
die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei verbundenen Kammerhälften Xa und Xb 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 3<j 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 Wirbelabscheider mit dem Zulaufrohr 3 oben auf einer Rohrsäu·
Ie 4 angeordnet, die eine Tragkonstruktion für den Wirbelabscheidcr 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 Kammer·
halte Xa mit einem konischen Deckel Ic versehen, der
einstückig mit der oberen Kammerhälfte la ausgebildei
ist und der sich an die obere Kammerhälte la an derr 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 eineir Antriebsmotor gekuppelt, der nicht dargestellt ist, dei
jedoch auf einem Flansch Xd an der oberen Kammer hälfte Xa angeordnet werden kann. Das untere Ende
der Welle 6, das sich in den Deckel Ic hineinerstreckt trägt ein Schleuderrad 7 mit einer Nabe 7a, einer koni
sehen Radscheibe 7 b, die nah am Deckel lcangeordne
ist. und mit radialen Radflügeln 7c. In F i g. 3 sind dei
periphere Rand des Schleuderrades 7 und einige seinei Flügel 7cgestrichelt dargestellt. Es wird unterstellt, daf.
das Schleuderrad sich in der durch den Pfeil 8 in Fig.;
angegebenen Richtung dreht. Unter der Wirkung de; rotierenden Laufrades 7 wird der durch das Zulaufrohi
3 zugeleitete Zulauf in die toroidale Wirbelkammer 1 durch den ringförmigen Einlaufspalt 2 derart zugeleitet
daß der Zulauf innerhalb der toroidalen Wirbelkamme einen schraubenförmigen Wirbelstrom um die Mitteln
nie 9 in der toroidalen Kammer 1 bildet. Das wird da durch erreicht, daß das Schleuderrad 7 die Zulaufsus
pension nahe an die Wand der Wirbelkammer 1 mi einem Geschwindigkeitsvektor schleudert, der eine er
sie Komponente hat, die tangential dem im wesentii chen kreisförmigen Querschnitt der toroidalen Kam
mer 1 am Zulaufpunkt gegenüber gerichtet ist und de eine zweite Vektorkomponente hat. die parallel zu
Mittellinie 9 der toroidalen Kammer 1 gerichtet ist. E versteht sich, daß der Zulauf vom Zulaufrohr 3 der to
roidalen Kammer 1 über die gesamte Länge des ring förmigen Einlaufspalts 2 hinweg zugeleitet wird. E
versteht sich ferner, daß das rotierende Schleuderrad nicht nur die Zulaufsuspension in die toroidale Wirbel
kammer 1 drückt, wie das vorstehend beschrieben wor den ist. sondern daß es auch dazu beiträgt, den be
schriebenen Wirbelstrom der Zulaufsuspension auf rechtzuerhalten, der bereits in der Wirbelkammer
vorhanden ist. Die erforderliche Energie für das Auf rechterhalten dieses Wirbelstroms der Zulaufsuspen
sion wird folglich kontinuierlich über die gesamte peri phere Länge der Wirbelkammer 1 hinweg zugeführt.
Es versteht sich, daß in einem Wirbelabseheider ge maß der Erfindung es möglich ist. eine Wirbelkamme
erheblicher Länge zu erhalten, in der folglich die durch schnittliche Verweilzeit 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 1, während eine Partie der Zulaufsuspension, 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 sich, daß die mittlere Partie des Wirbelstroms
der Zulaufsuspension in der Wirbelkammer 1, die dort im wesentlichen nur brauchbare Fasern enthält,
durch die öffnung 11 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 Ii 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 \b 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 ·όπ 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 \b 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 verbunden sein. Die schräggestellte Trennwand 15 bewirkt jedoch geringere
Störungen im Strom und damit einen geringeren Gesamtdruckabfall 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 Verunreinigungen durch die öffnung 11 in der Trennwand
10 zusammen mit dem Gutstoff gehen können.
Wie in F i g. 3 zu sehen ist, steht die Trennwand 10 mit der öffnung 11 winklig zur radialen Richtung der
Symmetrieachse der toroidalen Kammer 1 und damit aoch zu den radialen Flügeln Tc des Schleuderrades 7,
so daß die Flügel Tc einen Winkel mit der Trennwand 10 bilden, wenn Flügel an der Trennwand vorbeilaufen,
wobei die Flügelenden die letzten Pariien der Flügel sind, die die Trennwand passieren. Diese Anordnung
der Trennwand 10 führt zu dem Vorteil, daß ausgeschiedene Verunreinigungen, die aus irgendeinem
Grunde 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 Tc 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 Fi g. 7 ist die untere Partie der Auslaufleitung 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 einen 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 Ausschußauslaufleitung
13 bewirkt, so daß nur vernachlässigbare Mengen an Wasser durch das Rohr 21 entweichen. An Stelk
einer gewichtsbelasteten Klappe ist es natürlich auch möglich, eine federgespannte Klappe oder eine ander«
geeignete Verschlußvorrichtung zu verwenden. Wenr mit der Inbetriebnahme des Wirbelabscheiders begon
nen wird, kann, falls erforderlich und erwünscht, da; äußere Ende des Rohres 21 an der Klappe 25 mit lok
ker gestopftem Abfallpapier, Baumwollabfall odei einem ähnlichen Material gefüllt werden, das ein Ab
fließen von Wasser aus dem Rohr 21 an der Klappe 2; mit verhindert bis das Rohr 21 sich mit Ausschuß füllt
Es versteht sich, daß Verunreinigungen, die aus de Wirbelkammer 1 abgeleitet werden, und zwar durci
den Auslaß 12, unter dem Einfluß ihres Eigengewichte: durch das Auslauf rohr 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
ders 23 aus seiner Ruhestellung, die in F i g. 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 den
509 683/21 (
T-Stück 20 gesammelt 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 worden ist, öffnet jeder weitere Hub des Kolbens 22
die Klappe 25 und gibt eine bestimmte Menge an ausgeschiedenen Verunreinigungen aus dem Rohr 21 ab.
Um zu verhindern, daß brauchbare Fasern zusammen mit den ausgeschiedenen Verunreinigungen durch das
Auslaufrohr 13 abgegeben werden, ist es vorteilhaft, wie das an sich bekannt ist, eine geeignete Menge an
Rückspül- oder Verschlußwasser der Auslaufleitung 13 zuzuleiten. In der in Fig.7 gezeigten Vorrichtung geschieht
das durch ein iRohr 26, das zum T-Stück 20 öffnet. Die Menge an Verschlußwasser, die durch das
Rohr 26 zugeleitet wird, wird auf einen solchen Wert eingestellt, daß keine Fasern vom Wirbelabscheider
durch das Auslaufrohr 13 abgegeben werden. Das kann sichtbar im Sichtglas 19 kontrolliert werden. Die Anordnung
des Zuleitrohres 26 für das Verschlußwasser, die in F i g. 7 dargestellt ist, hat den Vorteil, daß der
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 Papiermate rialsuspension in zwei Stufen zu reinigen. In solchen
Fällen erfolgt von einem ersten Wirbelabscheider gemäß der Erfindung eine Abgabe eines Schlechtstoffes,
der nicht nur Verunreinigungen enthält, sondern auch eine bestimmte Menge an brauchbaren Fasern, und dieser
wird, möglicherweise nach der Verdünnung mit zusätzlichem Wasser, einem zweiten Wirbelabscheider
zugeleitet. Aus ,diesem zweiten Wirbelabscheider wird ein Gutstoff abgegeben, der einige Verunreinigungen
enthält und der deshalb dem ersten Wirbelabscheider zurückgeleitet werden kann. Folglich wird der Gutstoff
von der zweiten Reinigungsstufe als eine Einlaufsuspension dem ersten Wirbelabscheider zugeleitet, der
erfindungsgemäß ausgebildet ist. Natürlich kann das dadurch geschehen, daß eine Vermischung des Gutstoffes
von der zweiten Reinigungsstufe mit der Ausgangsfasersuspension ',rfolgt ehe eine Zuleitung zum Wirbelabscheider
gemäß der Erfindung erfolgt, d. h. der ersten
Reinigungsstufe. Der Wirbelabscheider gemäß der Erfindung kann jedoch auch mit einem getrennten Einlauf
für den Gutstoff von der zweiten Reinigungsstufe versehen sein. F i g. 6 zeigt eine solche Variante in dem
erfindungsgemäßen Wirbelabscheider. In F i g. 6 ist ein Teilschnitt durch einen abgewandelten Wirbelabscheider
gezeigt, der dem in F i g. 5 gezeigten Schnitt entspricht. Identische Teile im abgewandelten Wirbelab
scheider, 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 Wirbelabscheider, 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 versehen
ist, die sich an der gegenüberliegenden Seite der schräggestellten Partie der Trennwand 15 der Trennwand
10 gegenüber befindet, die mit der Empfangsöffnung 11 versehen ist; sie schließt sich an die Trennwände
10 und 15 am oberen Rand an, so daß ein Raum 2Ϊ zwischen den Trennwänden 27 und 15 entsteht. In die
sem Raum 28 ist die unter? Hälfte \b der Wirbelkammer
mit einer öffnung 29 versehen, die mit einer Zulaufleitung
30 für den Gutstoff verbunden ist, der vor der zweiten Reinigungsstufe kommt. Die Trennwand 7Ί
ist mit einer Öffnung 31 versehen, die in der Mitte ir der Wirbelkammer 1 sitzt und die einen wesentlich
kleineren Durchmesser als der Querschnittsdurchmesser der Wirbelkammer 1 hat und die mit einem Rohr 3i
versehen ist, das axial in die Wirbelkammer 1 vorsteht Der Gutstoff von der zweiten Reinigungsstufe wire
folglich durch die Rohrleitung 30, die öffnung 29, der
Raum 28, die öffnung 31 in der Trennwand 27 und da; Rohr 32 in die toroidale Wirbelkammer 1 in das Inner«
mittig in den Wirbelstrom eingeleitet, der in der Wir belkammer 1 durch die Einlaufsuspension entsteht, die
durch das Schleuderrad 7 vom Zulaufrohr 3 durch der Zulaufschlitz 2 eingespritzt wird (F i g. 4).
Einige Alternativausführungen sind schematisch ir F i g. 8 bis 10 gezeigt, in denen axiale Schnitte durch die
Wirbelabscheider gezeigt sind, bei denen aber alle Ein lauf- und Auslaßrohre für den Einlauf, den Gutstoff unc
den Schlechtstoff für eine vereinfachte Darstelluni weggelassen worden sind. Entsprechende Teile sind mi
den gleichen Bezugszahlen wie in F i g. 1 bis 5 verseher worden.
Der in F i g. 8 gezeigte Wirbelabscheider sitzt direk unten in einem Stoffauslöser, von dem die Suspensior
in die toroidale Wirbelkammer 1 mittels des rotieren den Schleuderrades 34 eingeleitet wird. Dieses Schleu
derrad ist mit radialen Flügeln 34a an der Oberseite versehen, die einerseits als Rührwerk in dem Faser
Stoffbehälter 33 fungieren, zum anderen die Suspensior in die Wirbelkammer 1 einleiten. Das Schleuderrad 3t
ist jedoch auch mit Flügeln 346 an der Unterseite ver sehen. Diese Flügel befinden sich folglich in der Wirbel
kammer 1, und sie dienen dazu, den schraubenförmiger Wirbelstrom innerhalb der Wirbelkammer 1 aufrecht
zuerhalten.
Das schematisch in F i g. 9 gezeigte Ausführungsbei spiel ist in wesentlichen Teilen dem Ausführungsbei
spiel ähnlich, das in F i g. 1 bis 5 gezeigt ist; es unter scheidet sich von diesem Wirbelabscheider im wesentli
chen allein dadurch, daß der Deckel lcder toroidaler
Wirbelkammer 1 flach und nicht konisch ist und daf. folglich das Schleuderrad 7 eine ebene Schleuderrad
scheibe 76 für die Flügel 7c hat.
In dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispie wird die Einlaufsuspension durch eine nach unten ge
richtete Rohrleitung 34 zugeleitet und in die toroidale Kammer 1 durch den ringförmigen Einlaufspalt 2 mit
tels eines rotierenden Schleuderrades 36 eingeleitet dessen Welle 37 in der Mitte der toroidalen Kamme:
gelagert ist Die Flügel 36a des Schleuderrades 36 ste hen etwas in die Wirbelkammer 1 vor, so daß sie die
Aufrechterhaltung des schraubenförmigen Wirbel Stroms in der Wirbelkammer mit unterstützen. Im Ver
gleich zu den Ausführungsbeispielen, die vorstehenc beschrieben worden sind, hat das in Fi g. 10 gezeigte
Ausführungsbeispiel den Nachteil, daß Schnurstücke Bündelungsdrähte und ähnliche Verunreinigungen, die
in der Einlaufsuspension vorhanden sind, sich mit derr Schleuderrad 36 verheddern können und Stillstände
verursachen.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (16)
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 denn 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 Zentrifugalpumpenrades
(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 (I) 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
(7) dem offenen Ende dieses Einlaufrohres (3) gegenüberliegt und der periphere Rand des
Pumpenrades (7) nahe am radial außenliegenden Rand des ringförmigen Einlaufspalts (2) zur Wirbeikammer
(1) liegt.
9. Wirbelabscheider nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrifugalpumpenrad (7)
eine konische Radscheibe (76) und radiale, im wesentlichen über ihre gesamte radiale Länge mit der
Radscheibe (7b) an der dem Einlaufrohr (3) zugekehrten 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.
10. 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 aneeordneten
Rohres (13) verbunden ist, dessen unteres Ende über ein T-Stück (20) mit einen; zweiten, im wesentlicher,
waagerecht angeordneter, Rohr (2!) verbunden ist, das auf einer Seite des T-Stücks durch einen
Kolben (22) verschlossen ist, der an dem T-Stück vorbei hin- und herverschiebbar ist.
15. Wirbelabscheider 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. Wirbelabscheider nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (26) zurr. Zuleiten von Wasser in das vertikale Rohr (13) vorzugsweise
nahe an dem T-Stück (20) vorgesehen ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE660071 | 1971-05-21 | ||
SE06600/71A SE352541B (de) | 1971-05-21 | 1971-05-21 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2225005A1 DE2225005A1 (de) | 1972-11-30 |
DE2225005B2 DE2225005B2 (de) | 1975-05-22 |
DE2225005C3 true DE2225005C3 (de) | 1976-01-15 |
Family
ID=
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