DE3037119C2 - Vorrichtung zum Einmischen von Behandlungsmedien in eine Suspension - Google Patents

Description

möglich, die Vorrichtung klein auszubilden.

Zweckmäßig ist in dem ersten Teil des Gehäuses der entsprechende Rotorteil zylindrisch ausgebildet, wobei die Außenkanten der Rippen einen im wesentlichen konstanten Abstand von der Drehachse haben.

Die Vorrichtung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einp Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, teilweise im Schnitt, und

F i g. 2 eine andere Seitenansicht in Richtung der Pfeile A-A in Fig. 1.

In F i g. 1 ist mit 1 allgemein das Vorrichtungsgehäuse bezeichnet, das aus eine.Yi zylindrischen Teil 2 und einem zylindrischen Teil 3 besteht, wobei der zylindrische Teil 2 einen geringeren Durchmesser hat als der zylindrische Teil 3. Der Teil 3 hat einen tangentialen Auslaß 4. Das Gehäuse ist mit einem Einlaßflansch 5 für die Verbindung mit einer Leitung oder einer anderen Maschine und mit einem Auslaßflansch 6 für die Verbindung mit einer Leitung oder einer Vorrichtung für eine weitere Behandlung ausgerüstet Das Gehäus · ist ferner mit einem Lagergehäuse 7 für die Welle 8 versehen, die mit geeigneter Umdrehungsgeschwindigkeit durch eine nicht gezeigte Antriebsvorrichtung angetrieben wird. Das Gehäuse 1 ist ferner mit Einlassen 9,10 und 11 für Chemikalien versehen. Die genannte Welle 8 ist an einem Rotor 12 befestigt, der innerhalb des Gehäuseteils 2 aus einem im wesentlichen zylindrischen Rotorteil mit Rippen 13 besteht und der in dem Gehäuseteil 3 aus einem scheibenförmigen Teil 14 mit einem oder mehreren ringförmigen Plattenelementen 15 und 16 besteht. Die Elemente 15 und 16 sind mit im wesentlichen radialen Rippen 17 und 18 versehen. Beide Gehäuseteile 2 und 3 sind mit gegenüberliegenden stationären Rippen 19 und 20 versehen. Die Rippen 19 verlaufen parallel zur Welle, während die Rippen 20 radial verlaufen. Alle Rippen, d. h. sowohl die stationären Rippen als auch die rotierenden Rippen, sind jeweils in vierfacher Ausführung vorges .hen. Es ist aber selbstverständlich, daß Rippen beliebiger Anzahl um den Umfang herum verteilt angeordnet sein können. In gleicher Weise kann der Abstand zwischen den feststehenden und den umlaufenden Rippen in fur die Suspension, die behandelt werden soll, geeigneter Weise verändert werden, und ebenso in Abhängigkeit von den einzumische.jden Chemikalien. Die Vorrichtung nach Fig. 2 ist mit der gleichen Rippen/.ahl versehen wie die Ausführung nach Fig. 1.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, besteht die Vorrichtung aus zwei Zonen, nämlich der ersten Zone mit im wesentlichen axialer Bewegung der Suspension, w,"hrend sie gleichzeitig innerhalb des Gehäuseteils 2 in gewissem Maße rotiert, und aus der zweiten Zone mit im wesentlichen radialer Bewegung der Suspension, während sie gleichzeitig innerhalb des Genauseteils 3 in gewissem Maße rotiert. Die erste Zone hat die Aufgabe, die Chemikalien sehr wirksam gleichmäßig in die Fasersuspension einzubringen. Sie wird deshalb Einbringzone genannt. Die zweite Zone hat die Aufgabe, die Chemikalien endgültig zu verteilen, so daß eine Emulsion erhalten wird. Sie wird deshalb Emulgierzone genannt. Die Einbringung von Chemikalien in die Fasersuspension und auch die Emulgierung erfolgen extrem schnell, wenn die Fasersuspension sich in einem fluidisierten bzw. verflüssigten Zustand befindet. Wie ersiehtlieh, sind beide- Zonen in einer Einheit zusammengefaßt, und sie weisen nur eine;F einzigen drehenden Teil auf, wodurch die Vorrichtung beträchtlich einfacher und billiger als andere Vorrichtungen ist. Aufgrund des Wirkungsgrades der Vorrichtung ist es für die Gestaltung bezeichnend, daß die gesamte Verweilzeit sowohl in der Einbringzone als auch in der Emulgierzone beträchtlich kurzer als bei anderen bekannten Vorrichtungen ist. Diese Verweilzeit beträgt 0,01 bis 2,0 Sekunden, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 Sekunden. In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, daß die Verweilzeit 2,0 Sekunden nicht übersteigen sollte, da insbesondere Zellulosefasern gegen mechanische Behandlung empfindlich sind, so daß die die Faserfestigkeit betreffenden Eigenschaften zerstört werden können, wenn die Zeit zu lang ist. Da die Mischwirkung im fluidisierten Zustand extrem wirksam ist, ist auch der Leistungsverbrauch der Vorrichtung beträchtlich geringer als bei anderen bekannten Mischvorrichtungen. Es ist ferner für die Vorrichtung typisch, daß sie ausreichend große Scherkräfte auf die Suspension aufbringt so daß diese fluidisiert wird.

Die Vorrichtung ist insbesondere für den Zusatz von Bleichchemikalien CIO2 und CI2 geebnet, die nach bekannten Verfahren zusammen oder i'.'xss voneinandcr entfernt zugesetzt werden können. Beispielsweise kann CIO2 durch den Einlaß 9 eingebracht werden, während CI2 durch den Einlaß 10 zugesetzt wird. Schließlich kann ein drittes Behandlungsmedium durch den Einlaß 11 zugesetzt werden, falls dies wünschenswert ist. Der Einlaß 11 kann insbesondere für die Behandlung von Zellstoffbrei mit Sauerstoff verwendet werden, wobei Sauerstoff durch den Einlaß 10 zugesetzt werden kinn, wo das Gas in dem Gehäuseteil 2 wirksam in der Suspension verteilt wird, worauf es später in dem Gehäuseteil 3 intensiv in der Suspension emulgiert wird, die schließlich, wenn sie noch eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit besitzt, durch den Einlaß 3 eine alkalische Lösung erhält, da dies nach den bekannten Verfahren für eine wirksame Behandlung von Zellstoffbrei mit Sauerstoff erforderlich ist. Es ist bekannt daß ein starkes Rühren alkalischer Zellstoffbreisuspensionen zu einer Abnahne der Festigkeitseigenschaften des fertigen Zellstoffbreies führen kann. Es ist deshalb bei Anwendung der erfinduPjSgemäßen Vorrichtung vorteilhaft, daß dort die Möglichkeit besteht alkalische Lösung an der Stelle zuzusetzen, an der die Suspension sozusagen auf dem Wege ist, die Vorrichtung zu verlassen, während sie andererseits aber noch eine so hohe Geschwindigkeit besitzt, daß die alkalische Lösung wirksam eingebracht werden kann. Die alkalische Lösung soli'.e als solche zugesetzt werden, während sich die Suspension noch in dem fluidisierten Zustand befindet, was mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einfacher und wirksamer Weise erfolgt. Die Einlasse 9, 10 und 11 sollten in jedem Falle so ausgebildet sein, daß sie für das jeweilige Behandlungsmedii'Ti geeignet sind.

F i g. 1 zeigt zwei ringförmige Elemente 15 und 16 mit ihren Rippen 17 un^H 18. Wenn die Vorrichtung nur für das Einmischen von Chemikalien in flüssiger Form verwendet werden soll, so können diese Chemikalien zweckmäßig durch die Einlasse 9 und 10 zugesetzt werden, in welchem Fa.ie möglicherweise eine ausreichende Emulgierung mit nur einem der Elemente 15 und 16 erreicht werden kann. Möglicherweise können beide Elemente 15 und 16 weggelassen werden, Vorauf immer noch ein ausreichendes Ergebnis erhalten wird.

In der obigen Beschreibung ist vorgesehen, daß die Rippen axial bzw. radial verlaufen, jedoch kann dies in einigen Fällen geändert werden, so daß die Rippen etwas gekrümmt sind oder unter einem Winkel verlaufen, so daß eine gewisse Schraubenwirkung erhalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einmischen von Behandlungsmedien in eine Suspension, insbesondere von Chemikalien in Pflanzenfasernbrei, mit einem aus einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil bestehenden Gehäuse, wobei der zweite Gehäuseteil sich an den ersten anschließt und beide Gehäuseteile koaxial zueinander angeordnet und über ein im wesentlichen radial verlaufendes ringförmiges Teil miteinander verbunden sind, mit einem Einlaß in den ersten Gehäuseteil für die Suspension, durch den die Suspension im wesentlichen in axialer Richtung zugeführt wird, mit einem Auslaß am Umfang des zweiten Gei-äuseteils, mit Einlaßöffnungen an dem Gehäuse, durch welche die Behandlungsmedien zugesetzt werden, mit einem koaxial in dem Gehäuse angeordneten, rotierenden Rührorgan, das aus einem die beiden Gehäuseteile konzentrisch durchsetzenden Rc:or besteht, der an seinem Umfang Rippen aufweist, und mit an dem Gehäuse angebrachten Gegenrippen, die mit den Rippen des Rotors zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der erste (2) und der zweite (3) Gehäuseteil waagrecht angeordnet und zylindrisch sind, daß der zweite Gehäuseteil einen größere.-* Durchmesser als der erste aufweist, daß die Rippen (13) des Rotors an seinem den ersten Gehäuseteil durchsetzenden Teil in ihrer Längsrichtung axial verlaufen, daß die Rippen des Ro'ors an seinem den zweiten Gehäuseteil durchsetzenden Teil als mit in ihrer Längsrichtung radial verlaufenden R Jtorrip_ en (17,18) ausgebildet sind, daß der ersie Gehäuseteil an seiner inneren Mantelfläche mit entsprechen den Rippen (13) in ihrer Längsrichtung axial verlaufenden Gegenrippen (19) versehen ist und daß der ringförmige Teil an seiner radial verlaufenden Innenfläche mit entsprechend den Rotorrippen (17, 18) in ihrer Längsrichtung radial verlaufenden Gegenrotorrippen (29) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Teil (2) des Gehäuses <κτ entsprechende Rotorteil (12) zylindrisch ausgebildet ist und daß die Außenkanten der Rippen einen im wesentlichen konstanten Abstand von der Drehachse haben.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einmischen von Behandlungsmedien in eine Suspension, insbesondere von Chemikalien in Pflanzenfasernbrei, mit einem aus einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil bestehenden Gehäuse, wobei der zweite Gehäuseteil sich an den ersten anschließt und beide Gehäuseteile koaxial zueinander angeordnet und über ein im wesentlichen radial verlaufendes ringförmiges Teil miteinander verbunden sind, mit einem Einlaß in den ersten Gehäuseteil für die Suspension, durch den die Suspension im wesentlichen in axialer Richtung zugeführt wird, mit einem Auslaß am Umfang des zweiten Gehäuseteil, mit Einlaßöffnungen an dem Gehäuse, durch welche die Behiindlungsmcdien zugcsel/.l werden, mil einem koaxial in dem Gehäuse ungeordneten, rotierenden Rührorgan, das aus einem die beiden Gehäuseteile konzentrisch durchsetzenden Rotor besteht, der an seinem Umfang Rippen aufweist, und mit an dem •Gehäuse angebrachten Gegenrippen, die mit den Rip

pen des Rotors zusammenwirken.

In der Papierindustrie werden viele verschiedene Vorrichtungen zum Einmischen von Behandlungschemikalien verwendet Bei niedriger Faserkonzentration bis etwa 5% ergeben sich keine größeren Probleme beim Einmischen. Bei höheren Konzentrationen der Fasern aber, d. h. in einem sogenannten mittleren Konzentrationsbereich bis zu etwa 15%, ergeben sich größere Probleme, und zwar im wesentlichen aufgrüne* der geringen Menge an freier Flüssigkeit zwischen den Fasern.

Die vorliegende Erfindung betrifft Mischvornchtungen, die für Faserbrei im Konzentrationsbereich von 2 bis 15%, vorzugsweise 8 bis 14%, geeignet sind.

Es ist eine Vorrichting der eingangs genannten Art bekannt (US-PS 32 49 310), bei welcher das Gehäuse vertikal angeordnet ist und die beiden Gehäuseteile hintereinander liegen und von oben nach unten kegelförmig zusammenlaufen. Diese bekannte Vorrichtung ist in erster Linie zum Zerkleinern und Vermischen vorgese-

:20 hen. Zu diesem Zweck sind die Rippen des Rotors und die am Gehäuse angebrachten Gegenrippen mit Zähnen versehen. Für das Einmischen von Flüssigkeiten in eine Suspension ist die bekannte Vorrichtung nicht optimal geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die insbesondere zum Einmischen von Behandlungsmedien in eine Suspension, insbesondere von Chemikalien in Pflanzenfasernbrei, geeignet ist und die das Einbringen von Behandlungsmedien in die Suspension in sehr kurzer Zeit ermögliche

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der erste und der zweite Gehäuseteil waagerecht angeordnet und zylindrisch sind, daß der zweite Gehäuseteil einen größeren Durchmesser als der erste aufweist, daß die Rippen des Rotors in seinem den ersten Gehäuseteil durchsetzenden Teil in ihrer Längsrichtung axial verlaufen, daß die Rippen des Rotors an seinem den zweiten Gehäuseteil durchsetzenden Teil a!s mit in ihrer Längsrichtung radial verlaufenden Rotorrippen ausgebildet sind, daß der erste Gehäuseteil an seiner inneren Mantelfläche mit entsprechend den Rippen in ihrer Längsrichtung axial verlaufenden Gegenrippen versehen isi und daß der ringförmige Teil an seiner radial verlaufenden Innenfläche mit entsprechend den Rotorrippen in ihrer Längsrichtung radial verlaufenden Gegenrotorrippen versehen ist.

Durch die waagerechte Anordnung des ersten zylindrischen Gehäuseteil mit seinen in Längsrichtung axial

Ί0 verlaufenden Rippen wird die Suspension hier im wesentlichen in axialer Richtung bewegt, während sie gleichzeitig innerhalb des ersten Gehäuseteils rotiert, wodurch die Chemikalien sehr wirksam und gleichmäßig in die Fasersuspension eingebracht werden.

Durch die Ausbildung des zum ersten Gehäuseteil koaxialen zweiten Gehäuseteils mit größerem Durchmesser als der ersie Gehäuseteil und durch die radiale Anordnung der Rippen wird die Suspension hier im wesentlichen in radialer Richtung bewegt, während sie in diesem zweiien Gehäuseteil in gewissem Maße rotiert, wodurch die Chemikalien endgültig so verleih werden, diiß eine Emulsion erhalten wird.

Durch die waagerechte Anordnung beider Gchiiuseteile mit ihren Rippen im Zusammenwirken mil den zugehörigen Rolorrippcn wird die Suspension in fluidisiertem bzw. verflüssigtem Zustand gehalten, weshalb das Einbringen der Chemikalien und das Emulgieren in extrem kurzer Zeit erfolgen. Dadurch wird es auch