DE2811821A1

DE2811821A1 - Vorrichtung zur bildung einer pulpeschicht

Info

Publication number: DE2811821A1
Application number: DE19782811821
Authority: DE
Inventors: Oscar Luthi
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1978-10-19
Also published as: US4098642A; DE2811821C3; CA1074162A; SE425749B; DE2811821B2; SE7802938L

Description

PAT=NTANWALTh

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-ING.

INGERSQLL-RAND COMPANY ir-68

L/Bi. 16. März 1978

Vorrichtung zur Bildung einer Pulpeschicht

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildung einer Pulpeschicht entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung wird in der Technologie der Papierherstellung bzw. der Pulpeverarbeitung verwendet.

Bei der Herstellung von Pulpe aus Holz wird das Holz, das in der Form von Holzschnitzeln vorliegen kann, in einer Aufbereitungsvorrichtung (Digester), z.B. einem Autoklaven, erhitzt. In der Aufbereitungsvorrichtung wird das Lignin chemisch gelöst, und die Masse wird so erhitzt, daß die Zellulosefasern des Holzes frei werden, so daß sie zu Papier verarbeitet werden können.

Die erhitzten und ausgekochten Pulpefasern werden dann in einen Tank geblasen, wo der Dampf abgelassen wird. Dem Tank wird Flüssigkeit (black liquor) zugeführt, um das Material in dem Tank auf angenommen etwa 3 1/2 bis ¹J % Feststoffgehalt bzw. Gehalt an Fasern zu verdünnen. Das verdünnte Material wird von dem Tank zu einer Wascheinrichtung gepumpt. Bevor jedoch diese Pulpeaufschlemmung der Waschvorrichtung zugeführt wird, muß sie zunächst weiter verdünnt werden, so daß am Eingang der Waschvorrichtung ein Feststoffgehalt von etwa 1 % vorliegt, damit eine gute Schichtbildung auf dem Zylinder der Vorrichtung möglich ist.

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BodiS(;asic 49 Telex: 7248 868 pagd d PoHsdietkkonto München 167941-804 Lipowskystraße IO Telex: 5 212 248 pawe d

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Ein Grund dafür, daß die Pulpeaufschlemmung auf etwa 1 % Peststoffgehalt verdünnt werden muß, besteht darin, daß eine gut ausgebildete Pulpeschicht oder -matte in der Waschvorrichtung für eine gute Wirksamkeit oder Leistungsfähigkeit des Waschvorgangs wesentlich ist. Bei den bisher verwendeten Waschvorrichtungen hat die Pulpe in dem Bottich eine Tendenz, Flocken zu bilden, wenn der Feststoffgehalt oder Fasergehalt der Pulpeaufschlemmung über etwa 1 1/2 % liegt. Hieraus folgt die Bildung einer klumpigen bzw. mit Klumpen versetzten Schicht oder Matte und eine geringe Wirksamkeit des Waschvorgangs. Andere Nachteile bestehen darin, daß es sehr schwer ist, eine gleichmäßige Pulpeverteilung über die gesamte Zylinderlänge der Waschvorrichtung zu erzielen, und es kann eine teilweise oder vollständige Verstopfung am Eintritt in die Waschvorrichtungf^der im Bottich auftreten, insbesondere bei Aufnahme des Betriebes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bildung einer Pulpeschicht zu schaffen, die es gestattet, die Pulpeaufschlemmung der Vorrichtung mit einem Feststoffgehalt oder Fasergehalt von etwa bis zu ¹I ? zuzuführen. Ein Feststoffgehalt von 4 % ist praktisch die Grenze zur Verarbeitung der Aufschlemmung in Kreiselpumpen und zum Durchleiten durch Rohrleitungen mit annehmbaren Reibungswerten. Der Vorteil der Erhöhung des Feststoffgehalts der Pulpe von etwa 1 % auf etwa 4 % besteht unter anderem darin, daß die Menge der im Umlauf befindlichen Flüssigkeit auf etwa ein Viertel reduziert werden kann, wodurch die Pumpenleistung herabgesetzt werden kann und wodurch kleinere Pumpen und engere Rohrleitungen ermöglicht werden. Wenn weniger Flüssigkeit verwendet oder benötigt wird, ergibt sich wegen der erhöhten Leistung der Waschvorrichtung die Möglichkeit, kleinere, billigere Zylinder zu verwenden.

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Die Erfindung ist im wesentlichen in Anspruch 1 gekennzeichnet.

Durch diese Ausbildung wird die oben genannte Aufgabe gelöst; die Bildung von Flocken wird auf ein Minimum reduziert_s und bereits gebildete Flocken werden wieder aufgebrochen oder zerkleinert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab, die ein schwenkbares Glied in der Normalstellung zeigt, bei der eine Pulpeaufschlemmung der Vorrichtung zuströmt;

Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 2, bei der das schwenkbare Glied sich in geöffneter Stellung befindet, d.h. in der Stellung, die bei Betriebsbeginn auftritt und die automatisch dann auftritt, wenn Fasern in dem Raum zwischen dem schwenkbaren Glied und der inneren Oberfläche des Bottichs eingeklemmt werden oder dort hängenbleiben;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht in vermindertem Maßstab, die einen schrägen Einlaßkasten für die Pulpeaufschlemmung und eine Vielzahl von schwenkbar gelagerten Gliedern zeigt.

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Wie insbesondere Pig. 1 zeigt, ist die mit Vakuum oder Überdruck arbeitende Wascheinrichtung mit einem Zylinder 10 versehen, der mit einem Drahtgewebe bedeckt ist und der in einem Bottich 12 umläuft, der die Pulpeaufschlemmung enthält. Der untere Abschnitt des Zylinders 10 ist in die Aufschlemmung eingetaucht. Mit Hilfe von Ventilen oder anderer nicht dargestellter Einrichtungen wird ein Vakuum oder ein Druckunterschied aufgebracht, während der umlaufende Zylinder 10 in die Pulpeaufschlemmung eintritt. Die Flüssigkeit der Aufschlemmung dringt nach innen durch das Drahtgewebe (nicht dargestellt) hindurch und läßt eine Schicht oder Matte aus Pulpe 14 auf der Oberfläche des Drahtgewebes zurück, und diese Pulpeschicht wird dort durch das Vakuum innerhalb des Zylinders 10 gehalten. Wenn sich der Zylinder 10 weiterdreht, taucht die dicke, an der Oberfläche des Drahtgewebes anhaftende Pulpeschicht aus der Aufschlemmung heraus. Flüssigkeit wird weiterhin aus der Pulpe herausgezogen, und zwar infolge des Druckunterschiedes zwischen der äußeren Atmosphäre und dem Vakuum innerhalb des Zylinders. Schließlich wird das Vakuum abgeschaltet und die gewaschene Pulpeschicht 14 wird von dem Drahtgewebe des Zylinders 10 durch einen Kratzer 16 abgenommen, kurz bevor die jeweilige Umfangssteile des Zylinders wieder einen neuen Kreislauf beginnt.

Die Pulpeaufschlemmung, die einen Feststoffgehalt oder Fasergehalt bis zu etwa 4 % haben kann, wird durch eine Pulpeleitung 18 in einen Einlaßkasten 20 eingeführt. Die Pulpeaufschlemmung fließt dann um das schwenkbare Glied 22 herum, das um eine Gelenkachse 24 herum verschwenkbar ist, und die Pulpeaufschlemmung fließt in den Raum 42 zwischen der äußeren Umfangsfläche des drehbaren Zylinders 10 und der inneren Oberfläche des Bottichs 12.

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Die Pulpeaufschlemmung beginnt, eine Schicht oder Matte 1*1 in dem Bereich zu bilden, der sich in Umfangsrichtung etwa zwischen einer 4-Uhr-Stellung und einer 5-Uhr-Stellung erstreckt. Ein Preßschuh 26, der stromabwärts von dem Einlaßkasten 20 für die Pulpeaufschlemmung mittels eines Gelenks 28 schwenkbar gelagert ist, übt mittels eines kleinen Betätigungsgliedes 30 eine Zusammendrückkraft gegen die sich bildende Schicht oder Matte Ik aus. Durch einen Einlaß 31 tritt Waschwasser in den Bottich 12 ein. Es können außerdem nicht dargestellte Wasserberieselungen vorgesehen sein, um der Schicht oder Matte 14 Waschwasser zuzuführen, kurz bevor diese durch den Kratzer 16 entfernt wird.

Vorzugsweise ist eine Vielzahl schwenkbarer Glieder 22 längs der gesamten Länge des Zylinders 10 angeordnet (Fig. k). Diese schwenkbaren Glieder 22 können alle um einen einzigen Gelenkzapfen 32 herum verschwenkbar sein. Wie Fig. 4 zeigt, ist der Einlaßkasten 20 vorzugsweise abgeschrägt, um sicherzustellen, daß die Geschwindigkeit der eintretenden Pulpeaufschlemmung nicht abnimmt, während sich die Pulpeteilchen oder Fasern von dem Einlaß 34 des Einlaßkastens 20 nach rechts gemäß Fig. 4 bewegen. Der abgeschrägte Teil trägt dazu bei, die Strömung der Pulpeaufschlemmung in den engeren Bereichen zu beschleunigen, um dadurch die Geschwindigkeit der Strömung aufrechtzuerhalten und die Fasern in der Aufschlemmung mit hohem Feststoffgehalt am Ausflocken oder Absetzen zu hindern.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, bietet der Abstand der radial äußeren Oberfläche 36 des schwenkbaren Gliedes 22 gegenüber der inneren Oberfläche 38 des Bottichs 12 einen schmalen Schlitz für den Durchfluß der Pulpeaufschlemmung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die radial äußere Ober-

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fläche 36 des schwenkbaren Glieds 22 und die inneren Oberflächen 38 und 39 so konstruiert, daß sie eine schlagartige Verengung 4l bilden, an die sich ein sich erweiternder Schlitz 43 anschließt, um die Strömung der Aufschlemmung in der Verengung 4l zu beschleunigen. Dieses Beschleunigen der Pulpeströmung bringt die Flockenbildung auf ein Minimum und bricht solche Flocken auf, die sich möglicherweise in dem Einlaßkasten 20 für die Pulpeaufschlemmung gebildet haben.

Die radial innere Oberfläche 40 des schwenkbaren Glieds 22 kann leicht gekrümmt sein, um zu der Krümmung des drehbaren Zylinders 10 zu passen. Die innere Oberfläche 40 kann auch eben sein oder jede andere geeignete Gestalt haben. Die radial innere Oberfläche 40 des schwenkbaren Glieds 22 ist gegenüber der Außenseite des Zylinders 10 mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet. Der Druck in dem Raum 42 zwischen der radial inneren Oberfläche 40 des schwenkbaren Glieds 22 und der äußeren Oberfläche des Zylinders 10 ist so bestimmt, daß für den Fall, daß an einem oder mehreren der schwenkbaren Glieder 22 Fasern in der Verengung 4l zwischen der radial äußeren Oberfläche 36 und der inneren Oberfläche 38 des Bottichs 12 eingeklemmt werden oder hängenbleiben, der dadurch erhöhte Druck in der Verengung 41 bewirkt, daß sich das schwenkbare Glied 22 automatisch auf den Zylinder 10 zu und von der inneren Oberfläche 38 des Bottichs 12 weg in die in Fig. 3 gezeigte Stellung verschwenkt. Sobald an der radial äußeren Oberfläche 36 dieses verschwenkten Gliedes 22 die Strömung wieder beginnt, kehrt das schwenkbare Glied 22 automatisch in seine Anfangsstellung gemäß Fig. 2 zurück.

Beim Waschen von Pulpe mit einem Feststoffgehalt oder Fasergehalt von 4 % ist es auch wichtig, daß die Pulpe in Bewegung gehalten wird, und zwar selbst dann noch, wenn sie um das

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schwenkbare Glied 22 herumgegangen ist und in den Raum 42 eintritt. Um die hohe Geschwindigkeit der Strömung der Pulpeaufschlemmung beizubehalten, ist eine Umlenkvorrichtung 44 für die Aufschlemmung vorgesehen. Die Umlenkvorrichtung 44 hat eine gekrümmte innere Oberfläche 46. Diese gekrümmte innere Oberfläche 46 ist mit geringem Abstand gegenüber der äußeren Oberfläche 48 des schwenkbaren Glieds 22 angeordnet und so ausgebildet, daß sie die Strömungsrichtung der Aufschlemmung umkehrt, wenn diese um die äußere Oberfläche 48 des schwenkbaren Gliedes 22 herumströmt. Zunächst fließt also die Pulpe in der Verengung 41 in einer Umfangsrichtung bezogen auf den Zylinder 10, und danach fließt die Pulpeströmung in dem Raum 42 in entgegengesetzter Richtung bezogen auf den Umfang des Zylinders 10. Diese Umkehr der Strömungsrichtung hält die Aufschlemmung in Bewegung und verhindert eine Flockenbildung beim Eintritt der Pulpeaufschlemmung in den Raum 42.

Bei Beginn des Betriebs der Vorrichtung sind die schwenkbaren Glieder 22 in der geöffneten Stellung gemäß Fig. 3. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit zunimmt, werden die schwenkbaren Glieder 22 durch die auf sie wirkenden hydraulischen Kräfte in die in Fig. 2 gezeigte geschlossene Stellung gezogen, wodurch ein schmaler Schlitz 41 mit einer Hochgeschwindigkeitszone gebildet wird. Ein Druckabfall von angenommen etwa 0,2 bis 0,35 kp/cm (3 bis 5 psi) kann zwischen dem abgeschrägten Einlaßkasten 20 und dem Waschbottich 12 auftreten. Die verstärkte Strömung schafft höhere hydraulische Kräfte, die in Richtung des Schließens des Einlaßspaltes wirken. Daher halten die verschwenkbaren Glieder 22 zusammen mit dem Druckabfall eine sehr gleichförmige Strömung über die gesamte Zylinderlänge aufrecht.

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Wenn der enge Einlaßschlitz im Bereich der Verengung 4l an einem bestimmten schwenkbaren Glied 22 durch Pulpe oder Fremdstoffe verstopft werden sollte, hört hier die Strömung auf und das schwenkbare Glied 22 schwenkt in die geöffnete Stellung, wodurch der Stopfen freigegeben wird.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer Waschvorrichtung zum Waschen von Pulpe beschrieben wurde, die aus einem Tank kommt, kann diese Vorrichtung auch zwischen verschiedenen Stufen chemischer Behandlungen in einem Bleichverfahren verwendet werden. Obwohl die Waschvorrichtung allgemein als eine Vakuum-Waschvorrichtung beschrieben wurde, kann an der Innenseite des Zylinders 10 ein anderer Druck vorherrschen, wobei es nur wesentlich ist, daß der Druck an der Innenseite des Zylinders niedriger ist als an der Außenseite. Die Erfindung kann auch in anderen Einrichtungen zur Bildung von Pulpeschichten oder -matten eingesetzt werden.

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Leerseite

Claims

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-ING.

INGERSOLL-RAND COMPANY ir-68

L/Bi. l6„ März 1978

Vorrichtung zur Bildung einer Pulpeschicht

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur Bildung einer Pulpeschicht mit einem Zylinder, der in einem eine Pulpeaufschlemmung enthaltenden Bottich drehbar ist, und mit einem Einlaßkasten für die Pulpeaufschlemmung, dadurch gekennzeichnet , daß an dem Bottich (12) wenigstens ein schwenkbares Glied (22) gelenkig in dem Bereich gelagert ist, in dem die Pulpeaufschlemmung den Einlaßkasten (20) verläßt und in den Bottich (12) eintritt, wobei das schwenkbare Glied (22) mit Abstand gegenüber der inneren Oberfläche (38) des Bottichs (12) angeordnet ist und eine radial äußere Oberfläche (36) hat, die so geformt ist, daß sie die Strömung der Pulpeaufschlemmung zwischen der Außenseite des schwenkbaren Glieds (22) und der Innenseite des Bottichs (12) beschleunigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl voneinander getrennter, in Längsrichtung zueinander ausgerichteter schwenkbarer Glieder (22) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die schwenkbaren Glieder (22) eine radial innere Oberfläche (40) haben, die unter einem

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H. SCHROETER Telegramme: Schroepat Schwäbisch Gmünd 02/00 535 (BLZ 613 700 86) K.LEHMANN Tclc(;r»mmc: Schroepat

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ORIGINAL INSPECTED

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vorbestimmten Abstand gegenüber dem äußeren Umfang des drehbaren Zylinders (10) angeordnet ist, und daß die schwenkbaren Glieder (22) so gestaltet sind, daß sie sich automatisch von der inneren Oberfläche (38) des Bottichs (12) wegbewegen, wenn Pulpeteilchen in einer Verengung (41) zwischen der radial äußeren Oberfläche (36) des schwenkbaren Glieds (22) und der inneren Oberfläche (38) des Bottichs (12) eingeklemmt werden oder hängenbleiben, um so diese Teilchen freizugeben, wobei die schwenkbaren Glieder (22) so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie automatisch in ihre Ausgangsstellung zurückkehren, nachdem die Pulpeteilchen freigegeben wurden.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Einlaßkasten (20) abgeschrägt ist und in Einlaßrichtung abnehmenden Querschnitt aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Umlenkvorrichtung (44) für die Strömung der Pulpeaufschlemmung mit dem Bottich (12) verbunden und in geringem Abstand gegenüber der äußeren Oberfläche (48) des schwenkbaren Glieds (22) angeordnet und so ausgebildet ist, daß sie die Strömung der Aufschlemmung in Umfangsrichtung umkehrt, wenn diese um die äußere Oberfläche (48) des schwenkbaren Glieds (22) herumströmt, um so die Pulpe an der Flockenbildung zu hindern, wenn die Pulpeaufschlemmung in den Raum (42) zwischen dem Zylinder (10) und der radialen inneren Oberfläche (38) des Bottichs (12) eintritt.

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