DE2611885A1 - Geraet zur reinigung von faserstoffsuspensionen geringer stoffdichte - Google Patents

Geraet zur reinigung von faserstoffsuspensionen geringer stoffdichte

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DE2611885A1 DE19762611885 DE2611885A DE2611885A1 DE 2611885 A1 DE2611885 A1 DE 2611885A1 DE 19762611885 DE19762611885 DE 19762611885 DE 2611885 A DE2611885 A DE 2611885A DE 2611885 A1 DE2611885 A1 DE 2611885A1
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Description

DR 'Ν· OfFL-IMO M, *C DI»*i_.-»*HY·. OA. DOL.<I*HYS· HÖGER - STELLRECHT - GH-ESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE .N STUTTGART
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20. Feb. 1976
Firma
HERMANN FINCKH
Maschinenfabrik
Marktstr. 185
7417 Pfullingen
Gerät zur Reinigung von Faserstoffsuspensionen geringer Stoffdichte
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Reinigung von Faserstoffsuspensionen geringer Stoffdichte; diese im sog. Dünnstoffbereich eingesetzten Geräte werden auch Cleaner oder Dünnstoff reiniger genannt.
Zur Abtrennung von spezifisch schweren Teilchen sowie von spezifisch leichten Bestandteilen verhältnismäßig großer Abmessungen aus Faserstoffsuspensionen relativ geringer Stoffdichte werden üblicherweise Rohrschleudern verwendet, die ein
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sich nach unten verjüngendes, konisches Gehäuse mit einem Schmutzauslass am unteren Ende sowie einem Einlass für die zu reinigende Suspension am oberen Ende besitzen. Dieser Einlass hat die Form eines tangential einmündenden Rohrstutzens, und dadurch, dass die zu reinigende Suspension den bekannten Rohrschleudern mit einem Zulaufdruck von 30 bis 45 mWS zugeführt wird, entsteht dank der tangentialen Ausrichtung des Einlassstutzens in der Rohrschleuder eine Strömung, die aussen die Form einer nach unten gerichteten Spirale besitzt und im Zentrum nach oben gerichtet ist, so dass unten der Schmutz und oben die gereinigte Suspension abgezogen werden können. Um beim Arbeiten im Dünnstoffbereich den Schmutz wirksam abscheiden zu können, ist eine beträchtliche Zirkulationsgeschwindigkeit in der Rohrschleuder und damit ein hoher Zulaufdruck in dem oben angegebenen Bereich für die zu reinigende Suspension erforderlich, so dass für den Betrieb der bekannten Rohrschleudern ein erheblicher Energieaufwand benötigt wird. Deshalb lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Reinigung von Faserstoffsuspensionen geringer Stoffdichte zu konstruieren, für das ein geringerer Energieaufwand erforderlich ist.
Insbesondere bei der Aufbereitung von aus Altpapier gewonnenen Faserstoffsuspensionen wird zur Vorsortierung im Dünnstoffbereich üblicherweise die in einer Rohrschleuder gereinigte Faserstoffsuspension einem Drucksortierer zugeleitet, und dasselbe gilt für die Feinsortierung im Dünnstoffbereich.
Grundgedanke der Erfindung ist es nun, die für die Erzeugung eines hohen Zulaufdrucks für den Betrieb der Rohrschleuder erforderliche Energie grossenteils einzusparen und die nötige Umlaufgeschwindigkeit der zu reinigenden Faserstoffsuspension
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in der Rohrschleuder durch einen Rotor zu erzeugen, welcher Bestandteil eines mit der Rohrschleuder kombinierten Drucksortierers oder Drucksichters ist. Zur Lösung der geschilderten Aufgabe wird deshalb von einem Gerät ausgegangen, wie es in der Patentanmeldung P 24 13 310.6-27 vorgeschlagen worden ist, d.h. von einer mit einem Drucksichter zusammengebauten Rohrschleuder für Faserstoffsuspensionen, wobei die Rohrschleuder ein sich nach unten verjüngendes, konisches Gehäuse mit einem Schmutzauslass am unteren Ende sowie einem Einlass für die zu reinigende Suspension am oberen Ende aufweist und der Drucksichter konzentrisch zur Rohrschleuderachse einen stationären, zylindrischen und aufrechtstehenden Siebkorb sowie in diesem einen angetriebenen Rotor besitzt, der an seiner Unterseite mit die Zirkulation der in die Rohrschleuder einströmenden Suspension verbessernden Beschleunigungselementen versehen ist. Dieses bereits vorgeschlagene Gerät eignet sich jedoch im wesentlichen aus folgendem Grund nicht für einen Einsatz im Dünnstoffbereich: Die die Rohrschleuder verlassende Faserstoffsuspension strömt von unten in einen Ringspalt zwischen dem unten geschlossenen Rotor und dem Siebkorb des Drucksichters hinein, und bei einem Einsatz dieses Geräts im Dünnstoffbereich würde ein beträchtlicher Teil der zu reinigenden Faserstoffsuspension vom Einlass direkt in diesen Ringspalt hineinströmen, was bei der Aufbereitung von Suspensionen grosser Stoffdichte nicht der Fall ist.
Erfindungsgemäss wird nun das bereits vorgeschlagene Gerät zur Verwendung im Dünnstoffbereich so abgewandelt, dass der Rotor an seiner Unterseite eine zentrale Einlassöffnung aufweist und im übrigen geschlossen ist und dass für den Ringspalt zwischen Rotorunterseite und Siebkorb eine Spaltdichtung vorgesehen ist.
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Auf diese Weise wird erreicht, dass die der Rohrschleuder zugeführte, zu reinigende Suspension zunächst vollständig von oben nach unten durch die Rohrschleuder hindurchströmt, wobei Schmutzteilchen verhältnismässig hohen spezifischen Gewichts und relativ grosse Schmutzteilchen verhältnismässig geringen spezifischen Gewichts abgesondert werden, so dass sie sich am unteren Ende der Rohrschleuder abziehen lassen, worauf die gereinigte Suspension die Rohrschleuder in ihrem Zentrum von unten nach oben durchströmt und im Zentrum des Rotors an dessen Unterseite in diesen eintritt. Durch geeignete Öffnungen im Rotormantel tritt die Suspension dann aus dem Rotor aus, und der sogenannte Gutstoff kann aus dem den Siebkorb umgebenden Raum abgezogen werden, während der sogenannte Spuckstoff in dem Ringspalt zwischen Rotor und Siebkorb nach oben strömt und oben abgezogen wird. Da die Einlassöffnung an der Unterseite des Rotors einen wesentlich geringeren Durchmesser als der Rotor selbst aufweist, verbleibt auf der Rotorunterseite noch genügend Raum für die Beschleunigungselemente, durch die bei mit hoher Drehzahl laufendem Rotor die in die Rohrschleuder eintretende Faserstoffsuspension in Umlauf versetzt wird.
Das bereits vorgeschlagene, aus einem Drucksichter und einer Rohrschleuder bestehende Gerät besitzt als Beschleunigungselemente an der Rotorunterseite in radialer Richtung verlaufende Leisten, die sich vom Zentrum des Rotors bis zu dessen Umfang erstrecken; deshalb konnte das bereits vorgeschlagene Gerät keine Anregung zur Lösung der gestellten Aufgabe vermitteln, da es angesichts der erwähnten Beschleunigungsleisten nicht naheliegend war, zur Schaffung einer Einlassöffnung für. die in den Drucksichterteil eintretende Suspension den Rotor unten zu Öffnen.
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Bei dem bereits vorgeschlagenen Gerät beträgt der Konuswinkel des Rohrschleudergehäuses ungefähr 35°. Bei einem Einsatz im Dünnstoffbereich empfiehlt es sich nun, den Konuswinkel der Rohrschleuder kleiner als ca. 20° zu wählen, vorzugsweise gleich oder kleiner als 15 und insbesondere zwischen ca. 7° und 15 . Durch die grössere Länge der Rohrschleuder (die Länge beträgt vorzugsweise ungefähr das Fünffache des Gehäusedurchmessers am oberen Ende der Rohrschleuder) wird ein wesentlich höherer Reinigungsgrad erzielt, da für die Abtrennung der Schmutz-, Rinden- und sonstigen Teilche^wie beispielsweise Holzsplitter(ein längerer Zeitraum zur Verfügung steht, in dem die zu reinigende Faserstoffsuspension in der Rohrschleuder zirkuliert.
Um zu gewährleisten, dass nur der gereinigte Teil der Faserstoff suspension in den Drucksichter einströmt, empfiehlt es sich, den Durchmesser der Einlassöffnung des Rotors etwas kleiner als den Durchmesser der nach oben gerichteten Strömung im Zentrum der Rohrschleuder zu wählen.
Kanten und kleine Öffnungen bringen immer die Gefahr mit sich, dass sich dort Faseransammlungen bilden, die zu Betriebsstörungen führen . Deshalb weist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Geräts nur zwei Austrittsöffnungen im Rotormantel auf, d.h. der Rotor besitzt einen mit Ausnahme zweier Austrittsöffnungen geschlossenen Mantel. Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Rotor ein T-förmiges Rohrstück ange- ■ ordnet ist, welches die Einlassöffnung und die Austrittsöffnungen bildet, da auf diese Weise Faserzusammenballungen im Innern des Rotors vermieden werden können.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Geräts; es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Geräts;
Fig. 2 einen Schnitt durch dieses Gerät nach der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 den in Fig. 1 mit A gekennzeichneten Ausschnitt in grösserem Maßstab als in Fig. 1 und
Fig. 4 den unteren Teil einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemässen Geräts im Schnitt.
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Gerät besteht aus einer Rohrschleuder 10 und einem Drucksichter 12, welchletzterer oben auf die Rohrschleuder aufgesetzt ist. Diese besitzt ein konisches Gehäuse 14, welches oben einen Einlass in Form eines tangential einmündenden Rohrstutzens 16 und unten eine als Ganzes mit 18 bezeichnete Schmutzschleuse 18 aufweist. Die letztere besitzt einen bekannten Aufbau und umfasst zwei pneumatische Schieber 18a und 18b, zwischen denen ein Schmutzbehälter 18c angeordnet ist. Diese Schmutzschleuse ermöglicht einen diskontinuierlichen Schmutzaustrag, wozu zunächst der Schieber 18a geöffnet wird, so dass unten im Rohrschleudergehäuse 14 angesammelter Schmutz in den Schmutzbehälter 18c ab-
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sinken kann. Dann wird der Schieber 18a geschlossen und der Schieber 18b geöffnet, um den Schmutzbehälter zu-entleeren.
Der Drucksichter 12 besitzt ein zylindrisches Gehäuse 20, in dem zwischen Ringen 22 ein ebenfalls zylindrischer Siebkorb gehalten ist. In diesem Siebkorb läuft ein als Ganzes mit bezeichneter Rotor um, der von der Antriebswelle 28 eines auf dem Gehäuse 20 montierten Elektromotors 30 gehalten wird. Er besitzt eine im wesentlichen kreiszylindrische Gestalt mit einem kreiszylindrischen Mantel 32, einem den Rotor oben verschliessenden Deckel 34 und einem kreisringförmigen Boden 36, in den ein T-förmiges Rohrstück 38 eingesetzt ist, welches auf der Unterseite des Rotors eine Einlassöffnung 40 und am Umfang zwei einander gegenüberliegende Austrittsöffnungen 42 definiert und erfindungsgemäss abgerundete Übergänge zwischen dem von der Einlassöffnung 40 nach oben führenden Kanal und dem die Austrittsöffnungen 42 miteinander verbindenden Querkanal aufweist.
Am Boden 36 des Rotors ist ein Tragring 50 befestigt, dessen nach unten gewandte Fläche Kegelstumpfgestalt besitzt und sich in radialer Richtung erstreckende Beschleunigungsleisten 52 trägt, die, wie die Fig. 1 erkennen lässt, ungefähr dreiecksförmig sind. Wie die Fig. 3 erkennen lässt, wird der Ringspalt oder Ringraum 54 zwischen dem Mantel 32 des Rotors und dem Siebkorb 24 unten von einer Spaltdichtung verschlossen,
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Siebkorb 24 unten von einer vom Tragring 50 gebildeten Spaltdichtung nahezu verschlossen, so daß sich ein Zwischenraum zwischen dem Umfang des Tragrings 50 und dem Siebkorb 24 ergibt, welcher gerade so breit ist, daß die in der die Rohrschleuder 10 verlassenden Faserstoffsuspensionen enthaltenen Schmutzpartikel nicht zu einem zu hohen Verschleiß führen.
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An das Gehäuse 20 ist ausserhalb des Siebkorbs 24 ein einen Gutstoffauslass 60 bildender Rohrstutzen angeschweisst, während in einen über dem Rotor 26 befindlichen Spuckstoffraum 62 des Drucksichters 12 ein Rohrstutzen 64 mündet, der mit einem pneumatisch betätigten Schieberventil 66 verschlossen wird.
Ein den Elektromotor 30 tragender und das Drucksichtergehäuse oben verschliessender Deckel wurde schliesslich mit 68 bezeichnet.
Die zu reinigende und zu sortierende Faserstoffsuspension wird über den einen Einlass bildenden Rohrstutzen 16 in die Rohrschleuder 10 eingeleitet, wobei nicht nur dank des tangentialen Verlaufs des Rohrstutzens 16, sondern vor allem infolge der hohen Drehzahl des Rotors 26 und somit der Beschleunigungsleisten 52 die Faserstoffsuspension in der Rohrschleuder in starke Zirkulation versetzt wird. Dadurch bildet sich eine schraubenlinienförmige, nach unten gerichtete Strömung in der Rohrschleuder aus, die dafür verantwortlich ist, dass sich spezifisch schwere Schmutzteilchen und spezifisch verhältnismässig leichte Schmutzteilchen mit einer gewissen Mindestgrösse im Aussenbereich der Rohrschleuder ansammeln und sich dann in deren unterem Ende absetzen, so dass sie über die Schmutzschleuse 18 abgezogen werden können. Die gereinigte Faserstoffsuspension steigt im Zentrum der Rohrschleuder 10 nach oben und tritt über die Einlassöffnung 40 in den Rotor 26 und damit in den Drucksichter 12 ein.
Der grösste Teil des Wassers der Faserstoffsuspension verlässt zusammen mit dem brauchbaren Faseranteil durch den Siebkorb 24
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hindurch und durch den Gutstoffauslass 60 das Gerät, während der sogenannte Spuckstoff über den Ringraum 54 nach oben in .den Spuckstoffraum 62 strömt und von dort entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich durch den Rohrstutzen 64 abgezogen werden kann.
Da das Gehäuse 14 der Rohrschleuder 10 einen verhältnismässig kleinen Konuswinkel und deshalb eine grosse Länge besitzt, lassen sich Faserstoffsuspensionen auch im Dünnstoffbereich gut reinigen, wenn die Drehzahl des Rotors 26 gross genug ist, und zwar ohne dass es eines hohen Zulaufdrucks am Rohrstutzen 16 bedarf. Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass der Durchmesser der Einlassöffnung 40 etwas kleiner als der Durchmesser der nach oben gerichteten Strömung im Zentrum der Rohrschleuder 10 ist, um sicherzustellen, dass nur diejenigen Teile der Faserstoffsuspension in den Rotor eintreten können, die im wesentlichen frei von Schmutzteilchen sind. Auch v/irkt es sich auf den Reinigungsgrad günstig aus, dass das T-förmige Rohrstück 38 nach unten bis in den Bereich der Mündung des Rohrstutzens 16 in die Rohrschleuder 10 hineinragt.
Zweckmässig ist es auch, wenn der Rotor 26 an seinem Umfang mit Erhebungen, insbesondere mit aus Fig. 2 ersichtlichen Räumleisten 70 versehen ist, die gegenüber der Achsrichtung des Rotors leicht so schräg gestellt sind, dass sie unter Berücksichtigung der Drehrichtung des Rotors einen Fördereffekt nach oben bewirken. Im übrigen ist es Zweck der Räumleisten 70, Druckstösse auf die Öffnungen des Siebkorbs 24 einwirken zu lassen, um in bekannter Weise ein Zusetzen dieser öffnungen zu verhindern.
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Eine besonders wirkungsvolle Reinigung der Faserstoffsuspension in der Rohrschleuder 10 ergibt sich dann, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors zwischen 20 und 25 m/sec und insbesondere bei ca. 23 m/sec liegt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Geräts beträgt die Länge der Rohrschleuder ungefähr das Fünffache ihres Durchmessers am oberen Ende, und der Abstand der Räumleisten 70 vom Siebkorb 24 beträgt ca. 20 mm. Ferner ist der Durchmesser der Einlassöffnung 40 des Rotors ungefähr gleich dem Durchmesser des Rohrstutzens 16, d.h. des Einlasses für die zu reinigende Suspension, und ungefähr gleich 30% des Durchmessers der Rohrschleuder an ihrem oberen Ende.
Die Fig. 4 zeigt eine Variante des unteren Endes der Rohrschleuder 10: anstelle der Schmutzschleuse 18 mit diskontinuierlichem Abzug des Schmutzes ist eine insbesondere auswechselbare Düse 80 vorgesehen, über die ständig den Schmutz mit sich reissendes Wasser abfliesst. Zweckmässigerweise wird die Öffnung der Düse so gewählt, dass ständig 0,5 bis 1% der umgesetzten Faserstoffsuspension durch die Düse abgezogen werden.
Zur Charakterisierung der vorstehend verwendeten Bezeichnungen "Dickstoffbereich" und "Dünnstoffbereich" sei darauf hingewiesen, dass die Stoffdichte im Dickstoffbereich üblicherweise zwischen 2,5% und 5% und im Dünnstoffbereich zwischen o, 8% und 1,5% liegt-
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Claims (11)

Λ 41 590 b Patentansprüche :
1. Mit einem Drucksichter zusammengebaute Rohrschleuder für Faserstoffsuspensionen, wobei die Rohrschleuder ein sich nach unten verjüngendes, konisches Gehäuse mit einem Schmutzauslass am unteren Ende sowie einem Einlass für die zu reinigende Suspension am oberen Ende aufweist und der Drucksichter konzentrisch zur Rohrschleuderachse einen stationären, zylindrischen und aufrechtstehenden Siebkorb sowie in diesem einen angetriebenen Rotor besitzt, der an seiner Unterseite mit die Zirkulation der in die Rohrschleuder einströmenden Suspension verbessernden Beschleunigungselementen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verwendung des Geräts im Dünnstoffbereich der Rotor
(26) an seiner Unterseite eine zentrale Einlassöffnung (40) aufweist und im übrigen geschlossen ist und dass für den Ringspalt (54) zwischen Rotorunterseite und Siebkorb (24) eine Spaltdichtung (50 ) vorgesehen ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel [oC) der Rohrschleuder (10)kleiner als ca. 20° ist, vorzugsweise gleich oder kleiner als 15 , und insbesondere zwischen ca. 7° und 15 liegt.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (40) des Rotors (26) einen etwas kleineren Durchmesser besitzt als die nach oben gerichtete Strömung im Zentrum der Rohrschleuder.
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4. Gerät nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (40) des Rotors (26) von einem nach unten ragenden Rohrstutzen gebildet wird, welcher sich bis in den Bereich des Niveaus des Einlasses (16) für die zu reinigende Suspension erstreckt.
5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (26) einen mit Ausnahme zweier Austrittsöffnungen (42) geschlossenen Mantel (32) besitzt.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
im Rotor (26) ein T-förmiges Rohrstück (38) angeordnet ist, welches die Einlassöffnung (40) und die Austrittsöffnungen (42) bildet.
7. Gerät nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende der Rohrschleuder (10) eine Ausschleußvorrichtung
(18) mit Schwerteiletopf für diskontinuierlichen Austrag oder eine insbesonder auswechselbare Düse (80) für kontinuierlichen Austrag vorgesehen ist.
8. Gerät nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors (26) zwischen 15 und 30 m/sec und insbesondere zwischen 20 und 25 m/sec liegt.
9. Gerät nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (26) an seinem Umfang in an sich bekannter Weise mit sich
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zumindest ungefähr in axialer Richtung erstreckenden Erhebungen (70) versehen ist, deren Abstand vom Siebkorb (24) zwischen 10 und 30 mm, insbesondere bei ca. .20 mm, liegt.
10. Gerät nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Rotor-EinlaufÖffnung (40) ungefähr gleich dem Durchmesser des Einlasses (16) für die zu reinigende Suspension ist.
11. Gerät nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Rotor-EinlaufÖffnung (40) ungefähr 30% des Durchmessers der Rohrschleuder (10) an ihrem oberen Ende ist.
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