DE2656477B1

DE2656477B1 - Flotiervorrichtung

Info

Publication number: DE2656477B1
Application number: DE2656477A
Authority: DE
Inventors: Manfred Kohrs; Karl Mueller
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1976-11-29
Filing date: 1976-12-14
Publication date: 1978-03-09
Also published as: CH614135A5; DE2656477C2

Description

Vorzugsweise kann das Strahlrohr mit den Öffnungen entlang des Bodens des Behälters beweglich sein. Auf diese Weise wird mit geringem Aufwand eine große Wirkungsfläche des Strahlrohres, entlang welcher es die Bildung von Ablagerungen verhindert, erhalten. Es
versteht sich jedoch auch, daß eine größere Anzahl von Strahlrohren im Bodenbereich des Behälters stationär angebracht werden kann.
Zur Erzielung der Bewegung kann das Strahlrohr vorzugsweise um eine senkrecht zum Boden stehende Achse drehbar sein. Auf diese Weise wird die angestrebte Beweglichkeit des Strahlrohres entlang des Bodens mit einfachen Mitteln erhalten.
Dabei können die Öffnungen unter einen Winkel os von 0° bis 45O zum Boden des Behälters gerichtet und am Strahlrohr auf der bezüglich der Drehrichtung hinteren Seite angeordnet sein, derart, daß die Reaktionskraft ihrer Strahlen die Drehbewegung des Strahlrohres zumindest unterstützt. Durch diese Anordnung kann in den meisten Fällen auf einen besonderen Antrieb des Strahlrohres verzichtet werden, die die Reaktionskraft zu dessen Antrieb ausreicht.
Bei einer derartigen Ausführungsform kann das parallel zum Boden verlaufende Strahlrohr mit einem zum Strahlrohr senkrecht angeordneten Zuführrohr verbunden sein, das an seinem vom Strahlrohr entfernten Ende über eine drehbare dichtende Kupplung an die Quelle von Druckwasser angeschlossen ist, wobei das Zuführrohr am Behälter in Lagern drehbar gelagert ist. Es handelt sich dabei um eine besonders einfache Ausführungsform der drehbaren Anordnung und Lagerung des Strahlrohres, wobei gleichzeitig das Problem der Zufuhr des Druckwassers zum Strahlrohr mit einfachen Mitteln gelöst ist.
Am Ende des Strahlrohres kann eine Öffnung angeordnet sein, deren Strahl schräg zum Boden des Behälters gerichtet ist und im wesentlichen in der Längsrichtung des Strahlrohres verläuft. Mit der Hilfe dieser Öffnung kann die reinigende Wirkung des Strahlrohres zusätzlich über dessen Länge hinaus ausgedehnt werden.
An einem Zuführrohr können mindestens zwei Strahlrohre angeschlossen sein, die zwei Arme bilden, wobei die Öffnungen der Strahlrohre bezüglich des Zuführrohres im gleichen Drehsinn gerichtet sind.
Durch diese Maßnahme kann die reinigende Wirkung der Anordnung wesentlich gesteigert werden, wobei ein Zuführrohr für mehrere Strahlrohre genügt, so daß die Anordnung einfach und zuverlässig bleibt. Durch die Verwendung mehrerer Strahlrohre bei einem Zuführrohr wird außerdem das Drehmoment vergrößert, mit welchem die Strahlrohre auf das Zuführrohr einwirken, so daß in praktisch allen Fällen auf einen besonderen Antrieb des Zuführrohres mit den Strahlrohren verzichtet werden kann. Es kann sich sogar eine Bremsvorrichtung als zweckmäßig erweisen, welche z. B. am Zuführrohr angeordnet sein kann und eine zu rasche Drehung des Zuführrohres mit den Strahlrohren verhindert.
Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Flotiervorrichtung, Fig.2 die Ansicht eines Strahlrohres mit seinem Zuführrohr in gegenüber der F i g. 1 größerem Maßstab, Fig. 3 einen Grundriß zur F i g. 2, Fig. 4 den Schnitt einer Düse nach der Linie IV-IV in derFig.2, Fig. 5 eine Ansicht des Düsenkörpers in der Richtung des Pfeils V in der F i g. 4 betrachtet, F i g. 6 eine Ansicht des Düsenkörpers entsprechend der Blickrichtung nach Pfeil VI in der Fig. 4, Fig.7 eine schematische Darstellung einer möglichen Anordnung von mehreren drehbaren Strahlrohren mit sich überschneidenden Bewegungsbahnen, F i g. 8 einen Grundriß eines Zuführrohres mit mehreren Strahlrohren, F i g. 9 einen Teilschnitt eines Flotierbehälters mit mehreren geradlinigen beweglichen Strahlrohren.
Die in der F i g. 1 im Schnitt dargestellte Vorrichtung ist zur Entfernung von Druckfarbe aus Stoffsuspension bestimmt, welche aus Altpapier gewonnen wurde.
Dieser an sich bekannte Vorgang wird als )>Deinking« bezeichnet. Bei diesem Vorgang wird der Stoffsuspension ein Flotationshilfsmittel beigefügt. So kann z. B.
Seife beigegeben werden, die darauf zu Kalkseife niedergeschlagen wird. Beim Flotieren entsteht Schaum, welcher die Kalkseife mit der darin gebundenen Druckfarbe enthält. Dieser Schaum wird aus der Vorrichtung abgeleitet, worauf die gereinigte Stoffflüssigkeit zur Papierherstellung verwendet werden kann.
Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält einen Behälter 1 mit einem Eingangsstutzen 2 und einem Ausgangsstutzen 3. Der Behälter 1 enthält einen Boden 4, in welchem sich Einsätze 5 in der Form von Gewebematten aus Kunststoffgeweben befinden. Der Kunststoff kann vorzugsweise ein Polyester sein.
Unterhalb der Einsätze befinden sich Luftkästen 6, die an eine Druckluftleitung 7 über Ventile 8 angeschlossen sind.
Im oberen Bereich des Behälters 1 sind Überlaufrinnen 10 angeordnet, die zur Ableitung des Flotierschaumes dienen, welcher auf der Oberfläche der im Behälter 1 befindlichen Stoffflüssigkeit gebildet wird. Die Überlaufrinnen 10 sind, wie dargestellt, quer zur Strömungsrichtung der Stoffflüssigkeit im Behälter 1 angeordnet, die vom Stutzen 2 zum Stutzen 3 verläuft.
Außerdem ist der Behälter 1 mit einem Blasrohr 11 versehen, das zur Bewegung des Schaumes 12 in die zugeordnete Überlaufrinne 10 dient Das Blasrohr 11 ist über eine Leitung 13 mit einem Ventil 14 an die Druckluftleitung 7 angeschlossen. Weiter ist der Behälter t mit einer Verteilerwand 15 versehen, welche eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeitsströmung über die ganze Breite des Behälters 1 gewährleisten soll.
Eine Überlaufwand 16 hat die gleiche Wirkung auf der Ausströmseite des Behälters.
Erfindungsgemäß sind im Behälter 1 Strahlrohre 20 vorgesehen, welche mit Strahldüsen 21 versehen sind, deren Anordnung insbesondere aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht. Die Strahlrohre 20 sind mit vertikalen, zu den Strahlrohren senkrechten Zuführrohren 22 verbunden, die im Behälter 1 in Lagern 23, 24 drehbar gelagert sind. Die oberen Lager 24 dienen gleichzeitig als Axiallager, auf welchen das Gewicht der Rohre 20 und 22 abgestützt ist. Zu diesem Zweck sind die Zuführrohre 22 mit Flanschen 25 versehen, die auf den Lagern 24 aufliegen.
Wie noch aus der Fig. 1 ersichtlich ist, sind die Zuführrohre 22 durch drehbare Kupplungen 26 dichtend über Ventile 27 an eine Druckluftleitung 28 angeschlossen.
Wie aus der F i g. 4 hervorgeht, sind die Düsen 21 an den Rohren 20 derart angeordnet, daß ihre Strahlen unter einem Winkel os zum Boden 4, 5 des Behälters 1 gerichtet sind. Am Zuführrohr 22 bilden die Strahlrohre 20 gleich lange Arme a, b, an denen die Düsen 21 in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind. Wie aus der F i g. 3 hervorgeht, befinden sich auf diese Weise bei der dort eingezeichneten Drehrichtung die Düsen immer auf der bezüglich der Drehrichtung hinteren Seite des betreffenden Armes der Strahlrohre 20. An den Enden der Strahlrohre 20 sind ebenfalls Düsen 21 angeordnet, die entsprechend der Darstellung in der F i g. 3 in der Längsrichtung des Strahlrohres gerichtet sind, und deren Strahlen schräg zum Boden 4, 5 des Behälters gerichtet sind, ähnlich wie die Strahlen der Düsen 21, die seitlich an den Rohren 20 angeordnet sind.
Die F i g. 4, 5 und 6 zeigen Details der Düsen, die an sich unter der Bezeichnung »Flachstrahldüsen« bekannt sind. Die in Stutzen 30 des Strahlrohres 20 eingeschraubten Düsenkörper 21 enthalten Öffnungen 31, deren Querschnitt am Eingang nach der F i g. 6 rund, und am Ausgang, entsprechend der Darstellung in der F i g. 5, flach ist.
Im Betrieb wird die zu behandelnde, aus Altpapier gewonnene und mit den für den Flotiervorgang erforderlichen Chemikalien versehene Stoffflüssigkeit durch den Eingangsstutzen 2 zugeführt. Die behandelte Flüssigkeit wird durch den Stutzen abgeleitet. Im Behälter 1 bildet die Flüssigkeit einen Flüssigkeitsspiegel, welcher durch die verstellbare Höhe der Überlaufwand 16 bestimmt ist. Den Luftkammern 6 wird durch die Druckluftleitung 17 Luft mit einem Druck zugeführt, der in den Luftkammern 6 größer ist als auf die obere Fläche der Einsätze 5 wirkende hydrostatische Druck der Flüssigkeit im Behälter 1. Die Luft strömt daher in feinen Blasen durch die Poren des Kunststoffgewebes des Einsatzes 5 nach oben in den Flüssigkeitsraum des Behälters 1 und durchströmt dabei die im Behälter 1 befindliche Flüssigkeit. Dabei entsteht auf der Oberfläche des Behälters Schaum 12, welcher am linken Teil des Behälters 1 durch natürliche Strömung, im rechten Teil des Behälters mit der Hilfe des Blasrohres in den betreffenden Schaumtrog 10 transportiert wird.
Die beschriebene Anordnung von Einsätzen 5 aus Gewebematten hat den Vorteil einer sehr feinen und gleichmäßigen Verteilung der Luftblasen auf den über den Einsätzen befindlichen Raum des Behälters. Wegen dieser feinen Verteilung, die für den Flotiervorgang vorteilhaft ist, besteht jedoch eine gewisse Gefahr der Bildung von Schlammablagerungen am Boden 4, 5 des Behälters 1.
Um die Bildung solcher Ablagerungen zu vermeiden, sind die Strahlrohre 20 mit den Zuführrohren 22 vorgesehen. Wenn den Strahlrohren 20 aus der Leitung 28 Wasser zugeführt wird, das in den Strahlrohren 20 einen höheren Druck hat als die sie umgebende Stoffflüssigkeit, entstehen in den Düsen 21 Wasserstrahlen, die gegen den Boden 4, 5 gerichtet sind und den Schlamm aufwirbeln, worauf er von der Strömung mitgerissen wird. Bereits gebildete Schlammschichten können dadurch aufgelöst werden bzw. es kann bei Dauerbetrieb die Bildung einer Schlammschicht verhindert werden. Wegen der erwähnten aus den F i g. 2 und 3 hervorgehenden Anordnung der Düsen 21 wird das Strahlrohr 20 durch die Reaktionskraft der aus den Düsen austretenden Wasserstrahlen in Drehung versetzt. Auf einen besonderen Antrieb zur Drehbewegung der Strahlrohre 20 kann daher verzichtet werden. Die an den Enden der Strahlrohre 20 befindlichen Düsen 21 vergrößern den Wirkungsbereich der Strahlrohre 20 über deren Länge hinaus.
Nach der Fig. 1 sind im Behälter 1 zwei Anordnungen 20, 22 vorgesehen, die sich unabhängig voneinander drehen können, wobei ihre Drehzahl und Strahlwirkung durch die Ventile 27 beeinflußt werden kann. Es versteht sich, daß nach Bedarf mehrere Strahlrohre bezüglich der Strömung nebeneinander, oder, wie dargestellt, hintereinander angeordnet werden können. Dabei können sich ihre Wirkungsbereiche entsprechend der Darstellung in der F i g. 7 auch überschneiden. Zu diesem Zweck können benachbarte Rohre 20 in verschiedenen Höhen über dem Boden 4 angeordnet sein. Es ist auch eine gegenseitige Verbindung der Zuführrohre 22 der Strahlrohre 20 z. B. durch Kettenräder und Ketten möglich, welche gewährleistet, daß die Strahlrohre 20 immer eine gegebene Winkelstellung zueinander einhalten, bei welcher sie sich bei der gegenseitigen Drehung nicht behindern. Am einfachsten ist es jedoch, wenn gemäß der F i g. 7 die Drehrichtungen benachbarter Strahlrohre entgegengesetzt gewählt sind, so daß sie sich, auch wenn sie zusammenstoßen, an einer Drehbewegung nicht behindern.
Die in den F i g. 1 bis 6 dargestellte Ausführungsform ist besonders einfach und zuverlässig, wobei sie eine große Bodenfläche des Behälters 1 bestreichen kann. Es versteht sich jedoch, daß auch andere Anordnungen der Strahlrohre möglich sind.
Nach der F i g. 8 kann z. B. ein Zuführrohr 22 mit mehr als zwei, z. B. vier, Strahlrohren 20 versehen sein, die vier Arme bilden.
Nach der F i g. 9 können am Boden 5 des Behälters parallele Strahlrohre 20 angeordnet sein, die z. B. durch geeignete Führungen quer zu ihrer Längsrichtung beweglich geführt sind. Nach der F i g. 9 sind die Strahlrohre 20 durch eine - Verbindungsstange 40 miteinander verbunden, welche durch die Seitenwand des Behälters 1 durchgeführt ist und an eine Kolbenstange 41 eines Zylinders 42 mit einem Kolben 43 angeschlossen sein kann. Der Zylinder 42 kann auf eine nicht dargestellte Weise durch ein hydraulisches oder pneumatisches Medium betätigbar sein. Bei dieser Ausführungsform können durch eine geeignete Betätigung des Zylinders 42 die Blasrohre 20 entlang des Bodens 5 in der Richtung der Pfeile P hin- und herbewegt werden. Es versteht sich, daß bei einer genügenden Anzahl der Strahlrohre 20 diese auch am Boden 5 feststehend angeordnet sein können, wobei sie an eine nicht dargestellte Druckwasserleitung angeschlossen sind und gemeinsam oder einzeln betätigt werden können Obwohl bei den dargestellten Beispielen die Öffnungen 31 zur Bildung der Wasserstrahlen in Düsenkörpern 21 ausgebildet sind, versteht sich, daß diese Öffnungen auch direkt in den Rohren 20 bzw. an diesen angeschweißten Teilen gebohrt sein und einen runden Querschnitt haben können.
Gemäß der vorangehenden Erläuterungen ist die erfindungsgemäße Maßnahme insbesondere für Flotierbehälter mit einem Boden mit Einsätzen aus einer Gewebematte geeignet. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch für Flotierbehälter mit anderen für Luft durchlässigen Böden geeignet ist, z. B. mit den erwähnten Lochplatten, falls dort die erwähnten Probleme auftreten.
Die Zuführrohre 22 brauchen nicht, wie im Beispiel dargestellt, von oben in den Flotierbehälter 1 eingeführt zu sein, sondern sie können z. B. auch durch eine geeignete Dichtung von unten durch den Boden in den Behälter führen.
Schließlich ist es möglich, insbesondere bei der Anordnung nach der Fi-g.8, mit mehreren als zwei Strahlrohren 20 das zugehörige Zuführrohr 22 mit einer Bremse, z. B. einer Reibungsbremse, zu versehen, um eine allzurasche Drehung des Zuführrohres und seiner Strahlrohre zu verhindern. Andererseits kann, falls dies erforderlich sein sollte, das Zuführrohr mit dem bereits erwähnten Antrieb versehen sein, welcher es in eine langsame Drehung versetzt.

Claims

Patentansprüche: 1. Flotiervorrichtung mit einem Boden, der mindestens einen für Luft durchlässigen Bereich enthält, unter welchem sich ein Luftraum befindet, der an eine Quelle von Druckluft anschließbar ist, deren Druck höher ist als der an der tiefsten Stelle des Bodens herrschende hydrostatische Druck der im Behälter befindlichen Flüssigkeit, d a du r c h ge ke n n z e i ch n e t, daß in der Nähe des Bodens (4, 5) über diesem mindestens ein Strahlrohr (20) angeordnet ist, das an eine Quelle (28) von Druckwasser mit höherem Druck als dem im Bereich des Strahlrohres (20) herrschenden hydrostatischen Druck der im Behälter (1) befindlichen Flüssigkeit anschließbar und mit Öffnungen (31) zur Bildung von Wasserstrahlen versehen ist, die unter einem Winkel von von 0° bis 90" zum Boden (4,5) gerichtet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr (20) mit den Öffnungen (31) entlang des Bodens (4, 5) des Behälters (d) beweglich ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr (2cm) um eine senkrecht zum Boden (4,5) stehende Achse (22) drehbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (31) unter einen Winkel (oil) von 0° bis 45" zum Boden (4, 5) des Behälters (1) gerichtet und am Strahlrohr (20) auf der bezüglich der Drehrichtung hinteren Seite angeordnet sind, derart, daß die Reaktionskraft ihrer Strahlen die Drehbewegung des Strahlrohres (20) zumindest unterstützt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das parallel zum Boden (4, 5) verlaufende Strahlrohr (20) mit einem zum Strahlrohr senkrecht angeordneten Zuführrohr (22) verbunden ist, das an seinem vom Strahlrohr (20) entfernten Ende über eine drehbare dichtende Kupplung (26) an die Quelle (28) von Druckwasser angeschlossen ist, wobei das Zuführrohr (22) am Behälter (1) in Lagern (23,24) drehbar gelagert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Strahlrohres (20) eine Öffnung (31) angeordnet ist, deren Strahl schräg zum Boden (4, 5) des Behälters (1) gerichtet ist und im wesentlichen in der Längsrichtung des Strahlrohres verläuft.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Zuführrohr (22) mindestens zwei Strahlrohre (20) angeschlossen sind, die zwei Arme (a, b) bilden, wobei die Öffnungen (31) der Strahlrohre (20) bezüglich des Zuführrohres im gleichen Drehsinn gerichtet sind.

Die Erfindung betrifft eine Flotiervorrichtung mit einem Boden, der mindestens einen für Luft durchlässigen Bereich enthält, unter welchem sich ein Luftraum befindet, der an eine Quelle von Druckluft anschließbar ist, deren Druck höher ist als der an der tiefsten Stelle des Bodens herrschende hydrostatische Druck der im Behälter befindlichen Flüssigkeit Eine Flotiervorrichtung dieser Art ist aus der DT-OS 25 11 435 bekannt. Die bekannte Flotiervorrichtung, bei welcher der Bereich ein luftdurchlässiges Material in der Form einer Gewebematte enthält, ist insbesondere zur Entfernung von Druckfarbe aus Altpapier, dem sogenannten Deinking, bestimmt.

Das den Boden bildende luftdurchlässige Material gestattet eine wesentlich gleichmäßigere Durchlüftung der im Flotierbehälter befindlichen Flüssigkeit, z. B. der aus Altpapier gewonnenen Stoffsuspension, die zur Herstellung von neuem Papier bestimmt ist. Die vorher bekannten Flotierbehälter mit im Boden befindlichen Lochplatten oder mit Rohren aus keramischem Material, die in der Nähe des Bodens angeordnet waren, gestatteten nicht eine derartige gleichmäßige Durchlüftung und führten einerseits zu einer verminderten Leistung des Flotierbehälters, andererseits zu einem höheren spezifischen Luftverbrauch.

Die feine Verteilung der Luft mit der Hilfe des Bodens aus luftdurchlässigem Material, z. B. der erwähnten Gewebematte, hat jedoch andererseits den Nachteil, daß die Luftströmung nicht mit der gleichen Intensität in die Flüssigkeit, die sich im Behälter befindet, einströmt.

Es besteht daher die Gefahr einer Bildung von Schlammablagerungen am Boden des Behälters, und zwar auch an Stellen, wo eine Luftströmung durch das luftdurchlässige Material verläuft. Diese Schlammablagerungen, die unter Umständen die Luftströmung durch den Flotierbehälter beeinträchtigen können, waren einer der Gründe, warum sich Flotierbehälter mit einem Boden aus einer Gewebematte, die bereits aus der DT-PS 550487 bekannt sind, bisher nicht voll durchsetzen konnten.

Die Erfindung hat eine Weiterentwicklung der bekannten Flotiervorrichtungen zum Gegenstand, mit dem Ziel, den erwähnten Nachteil zu beseitigen und die Bildung der Schlammablagerungen am Boden des Flotierbehälters zu vermeiden, und dadurch insbesondere Behälter mit Gewebematten im Boden voll einsatzfähig zu machen.

Die erfindungsgemäße Flotiervorrichtung, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Bodens über diesem mindestens ein Strahlrohr angeordnet ist, das an eine Quelle von Druckwasser mit höherem Druck als dem im Bereich des Strahlrohres herrschenden hydrostatischen Druck der im Behälter befindlichen Flüssigkeit anschließbar und mit Öffnungen zur Bildung von Wasserstrahlen versehen ist, die unter einem Winkel von 0° bis 90" zum Boden gerichtet sind.

Die aus den Öffnungen des Strahlrohres austretenden Wasserstrahlen haben eine intensive Verwirbelung der am Boden des Behälters befindlichen Flüssigkeit zur Folge, wodurch die Bildung von Ablagerungen am Boden des Behälters verhindert wird.

In diesem Zusammenhang muß darauf hingewiesen werden, daß ein Strahlrohr in Verbindung mit einer Flotationszelle bereits aus der US-PS 14 20 165 bekannt ist. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung zur Ausscheidung von kohleartigen Materialteilchen aus Schlämrnen, so daß andere Verhältnisse als im vorliegenden Fall bestehen. Der Patentschutz bezieht sich im vorliegenden Fall jedoch nur auf eine Kombination des Strahlrohres mit der erwähnten Druckluftzelle.