DE2954539C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Siebvorrichtung für Fasersuspensionen, insbesondere Zellulosepulpe, der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.
Das Sieben oder Sortieren einer Fasersuspension in der Zelluloseindustrie, insbesondere des Papierstoffs in der Papierindustrie werden üblicherweise bei einer Dichte von 0,5 bis 5% durchgeführt. Soweit die Herstellungsverfah­ ren größere Dichten ergaben, beispielsweise 8 bis 12%, mußte die Suspension vor der Behandlung verdünnt und nach der Be­ handlung entwässert werden. Dies erforderte viel Energie und führte häufig zu ungleichmäßigen Ergebnissen.
Die Erfindung befaßt sich mit dem Sieben von Faser­ suspensionen mit einer Dichte im Bereich von 5 bis 20%. Derartig hochkonsistente Fasersuspensionen wurden früher nicht verarbeitet. Fasersuspensionen im Bereich einer Dichte von 1 bis 2% sind noch flüssig und insoweit gut handhabbar. Schon bei einer Dichte von 5% jedoch hat eine Zellulosepulpe nicht mehr ein überwiegend flüssiges Erscheinungsbild, son­ dern ähnelt nasser Watte oder Baumwolle. Bei Konsistenzen von 10 oder 15% ist überhaupt keine einer Flüssigkeit ähneln­ de Struktur mehr vorhanden, sondern ist die Suspension klum­ pig bis bröckelig und erinnert an nassen Schnee.
Der innere Zusammenhalt hochkonsistenter Fasersuspensio­ nen ist durch die verstärkte Ausbildung von Bindungen zwischen den einzelnen Zellulosefasern über die Wasserstoffbrücken wesentlich größer als bei den normalen niedrigkonsistenten Suspensionen, und es sind daher auch die Probleme der Förde­ rung und Handhabung hochkonsistenter Suspensionen ganz andere und müssen mit ganz anderen Mitteln gelöst werden, als man es von niedrigkonsistenten Suspensionen gewöhnt ist.
Die Konstruktion der Siebvorrichtung soll einfach und der Leistungsaufwand gering sein. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Fasersuspension durch wiederholte Wechsel in der Strömungsrichtung Scherkräften unterworfen wird, welche die Bindungen der Faser in der Suspension ausein­ anderreißen. Die Fasersuspension wird aufgewirbelt bzw. flui­ disiert, wobei die Fasern sich gegeneinander bewegen. Hierbei können Faserpartikel von verschiedenem Gewicht oder verschie­ dener Größe leicht voneinander getrennt werden.
Auf dem Aufwirbeln bzw. Fluidisieren basierende Geräte sind bereits früher zum Sieben von Fasersuspensionen vorge­ schlagen worden. Die schwedische Patentanmeldung 75 13 434-6 offenbart eine Siebvorrichtung, mit welcher es möglich ist, große Teilchen von einer große Dichte aufweisenden Fasersuspen­ sion zu trennen. Hierbei wird die Aufwirbelung bzw. Fluidi­ sierung vor einem Siebschlitz vorgenommen, der durch zwei sich drehende Walzen gebildet ist. Da die Durchtrittsweite eines solchen Siebschlitzes nur gering ist, müssen mehrere Siebschlitze vorgesehen sein, was zu einer entsprechend auf­ wendigen Konstruktion geführt hat.
In der US-PS 35 86 172 ist eine Siebvorrichtung beschrie­ ben, die aus einer Siebtrommel und einer drehenden Trommel besteht, die innenseitig der Siebtrommel angeordnet ist. Die Fasersuspension wird zwischen diesen Trommeln zugespeist. Der Außenumfang der sich drehenden Trommel ist mit Vorsprüngen und Vertiefungen versehen, welche Druckimpulse ergeben. Sieb­ vorrichtungen dieser Art arbeiten jedoch bei relativ geringen Dichten, d. h. weniger als 3%.
Dies gilt auch für den Wirbelreiniger nach der DE-OS 24 23 528.
Aus der US-PS 34 11 721 ist eine Siebvorrichtung für Fasersuspensionen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Bei dieser Siebvorrichtung tritt die Fasersuspension durch den Fasereinlaß ein und muß den Zwischen­ raum zwischen den umlaufenden und den feststehenden Vorsprün­ gen durchströmen, bevor sie der fluidisierenden Wirkung die­ ser Vorsprünge ausgesetzt wird. Eine Zuführung der Fasersuspen­ sion in den engen Zwischenraum zwischen den umlaufenden und feststehenden Vorsprüngen funktioniert jedoch nur bei norma­ len Fasersuspensionen, nicht aber bei einer klumpigen bis bröckeligen Suspension hoher Dichte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Siebvorrichtung zu schaffen, die relativ einfach aufgebaut und zuverlässig im Betrieb ist und mit der Fasersuspensionen einer Dichte von 5 bis 20% verarbeitbar sind.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 wiedergegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Siebvorrichtung für Fasersuspen­ sionen mündet der Einlaß in das Innere der Trommel, wo ein großer Querschnitt vorhanden ist und die Fasersuspension einfach hineinfallen kann. Die Fasersuspension wird dort zwischen den feststehenden und den umlaufenden Vorsprüngen einer Fluidisierung ausgesetzt, bevor sie durch die Durchbre­ chungen der Trommel radial nach außen hindurchtritt. Dabei ist ein großer Durchtrittsquerschnitt gegeben und wird die Fasersuspension geschont, d. h. nicht wesentlich zermahlen.
Eine einfache Ausführungsform der Trommel, die auch längere Fasern hindurchzulassen geeignet ist, ist in Anspruch 2 wiedergegeben.
Die zusammenwirkenden Vorsprünge können in der in An­ spruch 3 beschriebenen Weise ausgebildet sein, wobei die als feststehende Vorsprünge ausgebildeten Stangen eine Zusatz­ funktion insofern aufweisen, als sie das Zusetzen der Innen­ seite der Trommel verhindern.
Wenn der Rotor mit der Trommel in der in Anspruch 4 wiedergegebenen Weise verbunden ist, können Rotor und Trommel gemeinsam angetrieben und gelagert sein.
Die Rippen an der Innenfläche des Gehäuses (Anspruch 5) wirken mit den Stegen an der Trommel zur Erzeugung einer weiteren Fluidisierung der Fasersuspension nach dem Durchtritt durch die Durchbrechungen zusammen, um die Weiterförderung der Suspension zu erleichtern.
Die Rippen, Stege, Stangen und Vorsprünge können gemäß den Ansprüchen 6 bis 8 parallel oder unter einem Winkel zur Drehachse verlaufen und einen dreieckigen Querschnitt aufweisen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung schematisch dargestellt.
Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt nach der Linie G-G in Fig. 2.
Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt nach der Linie H-H in Fig. 1.
Die Siebvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 umfaßt eine umlaufende Siebtrommel 50, die aus mehreren in Achsrichtung benachbarten Ringen 51 besteht, deren Querschnitt viereckig ist und welche Schlitze 52 zwischen sich belassen. Außen­ seitig der Siebtrommel 50 sind rippenförmige Stege 53 von drei­ eckigem Querschnitt angeordnet und verbinden die Ringe 51 miteinander. Radiale Stützen 54 verbinden die Trommel 50 mit der Antriebswelle 55. Im Innern der Trommel 50 ist ein im Querschnitt dreieckiger achsparalleler Rotor 56 angeordnet.
Die Ecken 90 des Rotors 56 bilden Vorsprünge, welche gegen den Innenumfang der Trommel 50 vorstehen. Der Rotor 56 ist ebenfalls mit der Antriebswelle 55 verbunden. Auf diese Weise lassen sich die Teile 51 bis 56 gemeinsam drehen. Auf der Innenseite der Trommel 50 im geringen Abstand von deren Innenumfang sind im Querschnitt dreieckige Stangen 57 feststehend angeordnet. Die oberen bzw. unteren Enden der Stangen 57 sind an oberen bzw. unteren Ringen 58 bzw. 59 befestigt. Der obere Ring 59 ist an dem Gehäuse 61 der Sieb­ vorrichtung befestigt, um die Stangen 57 feststehend abzu­ stützen. An den Stangen 57 sind ferner Messer 60 zur Verhin­ derung eines Verstopfens der Trommel 50 angebracht. An der Innenfläche des die Trommel 50 umgebenden Gehäuses 61 sind dreieckige, axial gerichtete Rippen 62 vorgesehen. Die Sieb­ vorrichtung besitzt einen Einlaß 63 für die zu behandelnde Fasersuspension, einen Auslaß 64 für die durchgesiebte Fasersuspension und einen Auslaß 65 für den zu verwerfenden Siebrückstand.
Die zu behandelnde Fasersuspension wird durch den Einlaß 63 einer Fluidisierungszone 66 im Innern der Trommel 50 zugespeist, welche durch die Innenfläche 68 der Trommel 50, die Außenumfangsfläche 69 des Rotors 56 und die zum Innern der Trommel 50 weisenden Flächen 91 der Stangen 57 gebildet sind. Die Fasersuspension in der Fluidisierungs­ zone 66 wird durch den gemeinsamen Effekt des drehenden Rotors 56 der drehenden Trommel 50 und der feststehenden Stangen 57 fluidisiert. Die durchgesiebte Fasersuspension strömt durch die Schlitze 52 in der Trommel 50 in einen Raumbereich 67 außenseitig der Trommel 50, wo eine zweite Aufwirbelzone bzw. Fluidisierungszone gebildet ist, wodurch die durchgesiebte Fasersuspension zwischen dem sich bewe­ genden Außenumfang der Trommel 50 mit den Stegen 53 und den Rippen 62 an der Innenfläche des Gehäuses 61 in fluidisier­ tem Zustand verbleibt und so durch den Auslaß 64 austritt.
Der Siebrückstand, d. h. die gröberen oder klumpigen Teilchen, werden durch den Auslaß 65 am unteren Ende der Trommel 50 bzw. am Boden der Siebvorrichtung weggeschafft.

Claims (9)

1. Siebvorrichtung für Fasersuspensionen, insbesondere Zellulosepulpe,
  • mit einem mit Durchbrechungen versehenen Wandungsbereich, der auf einer Seite an einen Einlaß (63) für die zugeführte Fasersuspension, auf der anderen Seite an einen Raumbereich (67) grenzt, aus welchem die durchgesiebte Fasersuspension abführ­ bar ist,
  • mit einer umlaufenden Trommel (50),
  • mit umlaufenden Vorsprüngen (90), und
  • mit feststehenden Vorsprüngen (57), die den umlau­ fenden Vorsprüngen (90) mit Abstand gegenüberliegen,
  • wobei der Einlaß (63) für die Fasersuspension so angeord­ net ist, daß die Fasersuspension den Zwischenraum zwischen den umlaufenden und den feststehenden Vorsprüngen (90 bzw. 57) durchströmt, bevor sie den mit Durchbrechungen (52) versehe­ nen Wandungsbereich erreicht,
dadurch gekennzeichnet,
  • daß der Einlaß (63) in das Innere der Trommel (50) mündet,
  • daß die Trommel (50) den mit den Durchbrechungen (52) versehenen Wandungsbereich aufweist und
  • daß die feststehenden Vorsprünge (57) im Inneren der Trommel (50) in geringem Abstand von deren Innenumfang und die umlaufenden Vorsprünge (90) in der Mitte der Trom­ mel (50) auf der gleichen Drehachse wie die Trommel (50) angeordnet sind.
2. Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trommel (50) aus in Achsrichtung aufgereihten, Durchbrechungen (52) in Form von Schlitzen zwischen sich belassenden Ringen (51) besteht, die durch in Achsrichtung verlaufende Stege (53) miteinander verbunden sind.
3. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Trommel (50) ein im Quer­ schnitt dreieckiger Rotor (56), dessen Ecken die umlaufenden Vorsprünge (90) bilden und nahe dem Innenumfang der Trommel (50) Stangen (57) als feststehende Vorsprünge angeordnet sind.
4. Siebvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rotor (56) mit der Trommel (50) durch radia­ le Stützen (54) verbunden ist.
5. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenfläche des den Raum­ bereich (67) begrenzenden Gehäuses (61) Rippen (62) vorgese­ hen sind.
6. Siebvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rippen, Stege, Stangen und Vorsprünge (62, 53, 57, 90) parallel zur Drehachse verlaufen.
7. Siebvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rippen, Stege, Stangen und Vorsprünge (62, 53, 57, 90) einen Winkel zur Drehachse bilden.
8. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen, Stege, Stangen und Vorsprünge (62, 53, 57, 90) einen dreieckigen Querschnitt aufweisen.
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