DE3001448C2 - Drucksortierer - Google Patents
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Description
a) der Suspensionseinlaß (22,13) am unteren Ende des Kanals (44) angeordnet ist,
b) die untere Kanalaußenwand (42) sich bis in den Bereich des Suspensionseinlasses (12, 13) erstreckt,
c) am oberen Ende des Kanals (44) ein Sammelbereich (46) für die Verunreinigungen vorgesehen
ist, an den sich der Auslaß (56) für diese Verunreinigungen anschließt.
2. Drucksortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbereich (46) aus einer
ringförmigen Suspensionszone (48) für die Verunreinigungen, die durch eine innere Wand (52), eine äußere
Wand (54) und eine obere Endplatte (49) begrenzt ist, sowie einem an die äußere Wand (54)
anschließenden Sammelrohr (50) für die Verunreinigungen besteht.
3. Drucksortierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wand (52) der Suspensionszone
(48) der feste, nicht durchbrochene obere Teil des ringförmigen Siebes (14) ist, daß die äußere
Wand (54) dieser Zone (48) schräg vom oberen Ende der Kanalaußenwand (43) nach außen verläuft und
daß das Sammelrohr (50) sich etwa senkrecht von der äußeren Wand weg erstreckt.
4. Drucksortierer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (50) mit
einem Auslaßventil (56) für die Verunreinigungen versehen ist.
5. Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die untere
Außenwand (42) des Kanals (44) einen kleineren Durchmesser als der obere Wandteil (43) hat und
beide Wandteile (42, 43) miteinander durch eine ringförmige Schulter (45) verbunden sind, und daß
ein Flüssigkeitseinlaß (58, 59) zur Suspensionsverdünnung in den oberen Teil des Kanals (44) mündet.
55
Die Erfindung betrifft einen Drucksortierer entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solcher Drucksortxrer ist aus der DE-OS 53 413 bekannt. Bei der zu reinigenden Suspension
kann es sich um eine Holzschliff- oder Zellstoff-Suspension für die Herstellung von Papier handeln. Solche Suspensionen
können verschiedenartige Verunreinigungen enthalten. Typischerweise können die Verunreinigungen
Teilchen von Papier, Holz, Schaumkunststoffen, Kunststoffolien oder auch schwerere Materialien, wie
Kies, Split oder Drahtstücke enthalten, die auch in Klumpen zusammenhaften können. Zusätzlich können
gelegentlich auch noch gröbere Fremdkörper, wie Metallteile oder Steine in der Faserstoffsuspension vorhanden
sein.
Bei dem bekannten Drucksortierer zum Reinigen solcher
Faserstoffsuspensionen befindet sich der Einlaß für die mit den Verunreinigungen versehene Suspension am
oberen Ende des Behälters. In etwa gleicher Höhe ist ein Auslaß zum Ausscheiden besonders grober und schwerer
Verunreinigungen vorgesehen. Die eigentliche Faserstoffsuspension fließt mit den Verunreinigungen von
oben nach unten durch den ringförmigen Kanal, der das Sieb umgibt Am unteren Ende des Kanals ist eine Auslaßkammer
für die noch in der Suspension vorhandenen Verunreinigungen vorgesehen, die zu einem Auslaß
führt Wegen der Strömungsverhältnisse im Kanal können insbesondere kleinere oder feinere, schwimmende
oder schwimmfähige Verunreinigungen mit den Fasern durch das Sieb in den Stoffauslaß für die brauchbaren
Fasern gehen, was nicht zu einer vollständigen Reinigung der Faserstoffsuspension führt Andererseits können
noch brauchbare Fasern mit den Verunreinigungen in den Auslaß gelangen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Strömungsverhältnisse im Kanal so zu gestalten,
daß die schwimmenden und die schwimmfähigen Verunreinigungen nur an einer einzigen Stelle oder
in einem einzigen Schritt aus der Faserstofisuspension abgesondert, gesammelt und ausgeschieden werden, ohne
daß dabei wesentliche Teile der brauchbaren Fasern mit in den Auslaß gelangen und ohne daß Verunreinigungen
mit den Fasern durch das Sieb in den Stoffauslaß gehen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.
Wegen der Anordnung des Suspensionseinlasses am unteren Ende des Kanals entsteht in diesem eine nach
oben gerichtete Strömung der Faserstoffsuspension mit den Verunreinigungen, die am oberen Ende abgesondert,
gesammelt und ausgeschieden werden. Durch diese Aufwärtsströmung werden bei entsprechender Geschwindigkeit
der Faserstoffsuspension sowie bei entsprechendem Geschwindigkeitsprofil in bezug auf den
Kanalquerschnitt praktisch alle Arten von Verunreinigungen entlang der Außenwand des Kanals nach oben
zu dem Sammelbereich gefördert, aus dem sie über den Auslaß abgegeben werden können. Dabei erfolgt eine
gute Trennung der Verunreinigungen von den Fasern. Da die Verunreinigungen längs der Kanalaußenwand
nach oben steigen und sich oben ansammeln, können praktisch keine Verunreinigungen mehr mit den Fasern
durch das Sieb in den Stoffauslaß gehen. Andererseits wandern die in der Suspension enthaltenen brauchbaren
Fasern aus dem oberen Sammelbereich längs der Kanalinnenwand, also längs des Siebes wieder nach unten,
so daß sie durch das Sieb in den Stoffauslaß gehen. Somit ergibt sich auch ein minimaler Faserverlust. In
dem oberen Sammelbereich werden nicht nur schwimmende, sondern auch schwimmfähige Verunreinigungen
abgesondert, also alle Arten von Verunreinigungen, die in der Lage sind, mit der Suspensionsströmung aufwärts
bewegt zu werden, wobei es sich auch um verhältnismäßig dichte oder schwere Verunreinigungen handeln
kann. Ausgenommen sind nur grobe Fremdkörper, wie Steine oder Metallstücke, die bereits am Einlaß vor dem
Eintritt der Suspension in den Kanal in üblicher Weise ausgeschieden werden können.
Die Erfindung unterscheidet sich somit auch vom Stand der Technik nach der US-PS 34 97 060. Bei dem
dort offenbarten Drucksortierer liegt der Suspensions-
einlaß im Gegensatz zur Erfindung oben, so daß ebenfalls
im Gegensatz zur Erfindung der Kanal zwischen Sieb und Behälterwand von oben nach unten durchströmt
wird. An der Behälterwand sammeln sich unten schwerere und oben leichtere Verunreinigungen. Die
schwereren Teilchen werden durch zwei getrennte untere Auslässe abgegeben, und nur die ganz leichten Verunreinigungen
werden durch einen oberen Auslaß abgegeben. An diesem oberen Auslaß ist nur eine Leitwand
vorhanden, die die leichteren Verunreinigungen direkt, also ohne Aufenthalt in einem Sammelraum, in
den oberen Auslaß führt Diese bekannte Vorrichtung arbeitet also anders als die Erfindung.
Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Dabei betreffen die Ansprüche 2 bis 4 bevorzugte Ausführungsformen aes oberen Sammelbereichs für die
Verunreinigungen sowie den Auslaß. Anspruch 5 betrifft die Ausbildung des Kanals, in dem dk Faserstoffden
ringförmigen Kanal 44, der durch die Außenseite des Siebes 14 und die zylindrische Wand 42,43 begrenzt
ist
Ein Abschnitt zum Sammeln der Verunreinigungen, der allgemein mit der Bezugsziffer 46 bezeichnet ist,
weist eine ringförmige Zone 4S auf, in der schwimmende Verunreinigungen suspendiert gehalten werden, sowie
ein Sammelrohr 50 für schwerere Verunreinigungen. Die Innenwand 52 der Suspensionszone für die schwimmenden
Verunreinigungen wird vorzugsweise durch den festen, nicht gelochten oberen Teil des feststehenden
ringförmigen Siebes 14 gebildet. Die äußere Wand 54 der Suspensionszone 48 für die schwimmenden Verunreinigungen
erstreckt sich vorzugsweise schräg nach au3en unter einem Winkel von 45° gegenüber dem oberen
Ende des Teils 43 mit größerem Durchmesser der feststehenden zylindrischen Wand. Eine große ringförmige
Platte 49 bildet den oberen Abschluß der Zone 48. Das Sammelrohr 50 für die schwereren Verunreinigun-
suspension aufwärtsströmt. An der ringförmigen Schul- 20 gen erstreckt sich senkrecht von der Außenwand 54
ter kann eine Flüssigkeit zur Verdünnung der Faser- weg.
Stoffsuspension eingeleitet werden, um beispielsweise Am Auslaß des Sammeirohrs 50 ist ein Ventil 56 ange-
durch Erhöhung des Flüssigkeitsdurchsatzes die Reini- ordnet Dieses Ventil ist normalerweise geschlossen und
gungswirkung der Vorrichtung infolge einer stärkeren kann von Zeit zu Zeit geöffnet werden, um ein Entfer-Aufwärtsströmung
zu verbessern. Die in dem oberen 25 nen sowohl der schwimmenden Verunreinigungen als
Sammelbereich abgesonderten Verunreinigungen kön- auch der schwereren Verunreinigungen aus dem Genen
dann absatzweise oder kontinuierlich über den Aus- häuse 10 zu ermöglichen.
laß abgeführt werden. Es können ein oder mehrere Flüssigkeitseinlässe vor-
F i g. 1 ist eine Seitenansicht; gesehen sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbei-
F i g. 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise im 30 spiel ist ein Flüssigkeitseinlaßrohr 58 vorgesehen, das zu
Schnitt. einem tangential angeordneten Flüssigkeitsauslaß 59
Der Drucksortierer weist ein Gehäuse 10 auf, das mit einem tangentialen Einlaß 12 für eine Holzpulpe-Suspension
versehen ist, durch den die Pulpesuspension in eine Kammer 13 eingeführt wird. Ein tangential angeordneter
Grobstoff-Abscheider 15 entfernt gegebenenfalls vorliegende sehr schwere und große Fremdkörper.
Ein feststehendes ringförmiges Sieb 14 mit einem gelochten Axialabschnitt 16 an seinem Umfang bildet eine
innere Kammer 18 für die brauchbaren Stoffe. Eine drehbare Flügelanordnung mit einem Paar von tragflügelartigen
Gebilden 20, die in Umfangsrichtung um einen Winkel von etwa 180° versetzt sind, ist koaxial innerhalb
des Siebes 14 angeordnet. Die Tragflügel 20
sind auf einem Rotor 22 angeordnet, der gemeinsam mit 45 sehen Wand mit ihren Teilen 42 und 43 ist derart bemescincr
drehbaren Welle 24 rotiert, die durch einen motor- sen, daß die Mehrzahl der brauchbaren Fasern durch die
führt, der an dem Teil 43 mit größerem Durchmesser der Wand unmittelbar oberhalb der ringförmigen Schulter
45 angeordnet ist. Die tangentiale Einführung der Flüssigkeit zusätzlich zu der Anordnung der ringförmigen
Schulter 45 bewirkt eine stärkere axiale Strömung längs dem radial äußeren Teil des Kanals 44, wodurch
die Förderung der gröberen oder schwereren Teilchen nach oben in die Zone 48 unterstützt und verbessert
wird.
Im Betrieb fließt die durch den Pulpe-Suspensionseinlaß 12 eingeführte Suspension in die ringförmige Kammer
13 und von dort innerhalb des Kanals 44 nach oben. Der Abstand zwischen dem Sieb 14 und der zylindri-
getriebenen Riemen 26 angetrieben ist, der sich um eine Riemenscheibe 2S herum erstreckt, die mit dem unteren
Ende der drehbaren Welle 24 verbunden ist.
Ein Auslaß 30 für die brauchbaren Stoffe steht in Flüssigkeitsverbindung mit der inneren Kammer 18, und
zwar über eine ringförmige Kammer 32 für die brauchbaren Stoffe, die durch einen Teil 33 der lotrechten
Wand des Gehäuses 101 gebildet ist. Im übrigen ist die
Kammer 32 begrenzt durch eine ringförmige Trennwand 34, eine ringförmige Trennwand 36 und eine ortsfeste
zentrale Säule 38. Die Säule 38 erstreckt sich in der Mitte des Gehäuses 10 mach oben und umgibt die drehbare
Welle 24. Der Unterteil 40 der ortsfesten Säule 38 ist abgeschrägt, um die Strömung der brauchbaren Bestandteile
in die ringförmige Kammer 32 und aus dem Gehäuse 10 hinaus durch den Auslaß 30 für die brauchbaren
Stoffe zu erleichtern.
Eine feststehende zylindrische Wand mit einem unteren Teil 42 und einem oberen Teil 43 von größerem
Durchmesser, die somit eine nach oben weisende ringförmige Schulter 45 bildet, umgibt das ringförmige Sieb
14 und bildet einen sich in axialer Richtung erstreckenöffnungen in dem zylindrischen Abschnitt 16 des Siebes
14 fließt, und zwar in die innere Kammer 18, von dort abwärts in die ringförmige Aufnahmekammer 32 und
aus dem Auslaß 30 für die brauchbaren Fasern hinaus.
Die Tragflügel 20 rotieren innerhalb der inneren Kammer 18 mit einem kleinen radialen Abstand zwischen
den Außenseiten der Schaufeln der Tragflügel und der Innenseite des Siebes 14. Die Drehung der
Tragflügel 20 innerhalb der inneren Kammer 18 längs einer Bahn, die dicht an der Innenseite des Siebes 14
bzw. des gelochten Teils 16 entlang verläuft, entwickelt hydrodynamische Strömungsimpulse, die radial nach
außen gerichtet sind und die dazu dienen, unerwünschtes Material von der Außenseite des Siebabschnitts 16
zu entfernen, das sich dort angesammelt hat.
Die Verunreinigungen können, wie zuvor erwähnt, schwimmende oder schwimmfähige und gröbere oder
schwerere Bestandteile enthalten. Jede Art dieser Bestandteile wird aus der Suspension deswegen abgetrennt,
weil diese Bestandteile durch die Öffnungen im Sieb nicht angenommen werden oder infolge des Kraftfelds
der entstehenden Zentrifugalkräfte, und diese Be-
standteile werden dann durch die Flüssigkeitsströmung in dem Kanal 44 zu einer Stelle geführt, an der sie sich
ansammeln und von der diese ausgeschiedenen Bestandteile aus dem Siebbereich entfernt werden. Die
tangentiale Zuführung der Flüssigkeitsströmung schafft eine Strömungsverteilung in dem Siebbereich im Kanal
44 und in der Sammelzone 46, die im wesentlichen oder angenähert die Form eines freien Wirbels hat. Auf diese
Weise wird ein Feld von Zentrifugalkräften geschaffen, die zu der Trennwirkung beitragen. Eine weitere Wirkung
oder Wirksamkeit besteht darin, daß über den ringförmigen Siebbereich des Kanals 44 ein axiales Geschwindigkeitsprofil
derart geschaffen wird, daß die maximale Aufwärtsgeschwindigkeit benachbart den Wänden
42 und 43 auftritt, und daß an der Unterseite der Endplatte 49 des Sammelbereichs 46 eine radial nach
innen gerichtete Strömungskomponente mit der Folge einer Strömung von oben nach unten an der Siebwand
entlang geschaffen wird. Die gemeinsame Wirkung oder Kombinationswirkung dieser beiden Flüssigkeitsströme
besteht darin, daß zunächst die gröberen oder schwereren Teilchen nach oben zu einer Stelle gefördert werden,
von der aus sie sich durch Schwerkraft in das Sammelrohr 50 für die schwereren auszuscheidenden Bestandteile
hinein absetzen, und daß zweitens ein kombiniertes Wirbelfeld in der Sammelzone 48 für die
schwimmenden oder schwimmfähigen auszuscheidenden Bestandteile gebildet wird. Dieses kombinierte Wirbelfeld
hat eine toroidische Form, in der das Toroid als Teil des gesamten Wirbelströmungsfeldes um die Achse
des Siebes herum rotiert, und in dem ein Sekundärwirbel
innerhalb des Toroid-Feldes um die kreisförmige Achse des Toroids herum rotiert, wodurch eine ringförmige
Zone niedrigen Drucks im Zentrum des Toroid-Feldes gebildet wird. Die schwimmenden oder
schwimmfähigen Teilchen haben somit die Tendenz, sich in dieser Zone geringen Drucks zu konzentrieren,
aus der sie gemeinsam mit den schwereren ausgeschiedenen Bestandteilen entfernt werden, wenn das Ventil
56 geöffnet wird. Diese Komponenten der Flüssigkeitsströmung, soweit sie in der Zeichenebene liegen, sind
durch Pfeile in F i g. 1 dargestellt.
Eine kontinuierliche Entfernung der Verunreinigungen ist bei der Vorrichtung nicht notwendig. Die Verunreinigungen
können absatzweise entfernt werden. Auf diese Weise wird weniger Flüssigkeit entfernt als es
erforderlich wäre, wenn eine kontinuierliche Entfernung notwendig wäre. Auch bleibt die Konsistenz des
aus dem Auslaß 30 für die brauchbaren Stoffe abgeführten Materials im wesentlichen unverändert gegenüber
der eingestellten Konsistenz am Einlaß !2 für die Suspension.
Dies ist sehr wichtig bei Sieben oder Sortiereinrichtungen, die bei eingestellter oder regulierter Lieferung
im Rahmen einer Papiermaschinenanlage verwendet werden. Auch werden wegen der intermittierenden
Entfernung der Verunreinigungen an Stelle einer kontinuierlichen Entfernung sämtliche brauchbare Fasern,
die vollständig durch den Kanal 44 und in die Sammelzone 48 für die schwimmenden Verunreinigungen
fließen, eine Tendenz erhalten, nach unten zurück in den Kanal 44 und längs der Öffnungen der Siebzone 16 zu
fließen, so daß sie in die Aufnahmekammer 18 für die brauchbaren Fasern gelangen. Auf diese Weise wird der
Prozentsatz an brauchbaren Fasern, die aus dem Gehäuse 10 gemeinsam mit den Verunreinigungen entfernt
werden, sehr stark reduziert im Vergleich zu dem Prozentsatz an brauchbaren Fasern, der gemeinsam mit den
Verunreinigungen in einem System entfernt würde, das mit kontinuierlichem Abzug oder kontinuierlicher Ausscheidung
der unbrauchbaren Stoffe arbeitet.
Der Flüssigkeitseinlaß 58 kann verwendet werden, falls dies erwünscht ist. Zum Beispiel kann Flüssigkeit
dann mit Hilfe des Einlasses 58 in das Gehäuse 10 eingebracht werden, wenn es erwünscht ist, den Kanal 44 und
den Sammelbereich 46 für die Verunreinigungen durchzuspülen oder zu reinigen. Die tangentiale Strömung in
den Kanal 44 hinein aus dem Flüssigkeitsauslaß 59 und das höhere Druckprofil im Bereich der Wand 43, das
durch diese tangentiale Strömung in Verbindung mit der ringförmigen Schulter 45 geschaffen wird, stellen
sich, daß jegliche Verunreinigungen, die die Tendenz haben, in dem Kanal 44 zu bleiben, nach oben in den
Sammelbereich 46 für die Verunreinigungen gespült werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Drucksortierer zum Reinigen einer Faserstoffsuspension, mit einem Behälter, der einen Einlaß für
die Suspension aufweist, mit einem im Behälter angeordneten feststehenden ringförmigen Sieb, dessen
Inneres eine mit einem Auslaß verbundene Kammer für die brauchbaren Fasern bildet und mit einem das
Sieb umgebenden ringförmigen Kanal, der mit einem Auslaß für die Verunreinigungen in Verbindung
steht, dadurch gekennzeichnet, daß
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