DE3327508C2 - Mischer zum Bearbeiten von Fasersuspensionen (Pulpe) - Google Patents

Abstract

In einem Mischer zur Bearbeitung von Fasersuspensionen (Pulpe) werden Pulpe und Sauerstoff dadurch gemischt, daß die Pulpe und auch der Sauerstoff einem Mischer zugeführt werden, der einen mit Nuten versehenen Rotor aufweist, der mit engem Abstand zwischen zwei mit Nuten versehenen Scheiben angeordnet ist, um Mischbereiche mit hoher Intensität zu schaffen.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Mischer zum Bearbeiten von Fasersuspensionen (Pulpe) in der zellstoffverarbeitenden Industrie oder der Papierindustrie. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Mischer mit hoher Mischleistung zum Mischen einer Pulpe, die mittlere Konsistenz aufweisen kann, mit einem Bleichmittel, z. B. Sauerstoff, Gas oder andere Chemikalien.
• Beim Mischen von Pulpe mit Bleichmittel ist es wichtig, für eine gute Verteilung des Bleichmittels und für ein Einmischen desselben in die Pulpe unter Turbulenz zu sorgen. Das Bleichmittel muß in einer möglichst kleinen Mischkammer gleichförmig verteilt werden. Der Mischvorgang ist am intensivsten, wenn der Mischbereich ein kleines Volumen hat. Daher ist es für ein optimales Mischen ein enger Spalt mit hoher Scherwirkung oder Turbulenz erwünscht.
• Es stehen verschiedene Arten von Mischern für Pulpe und Bleichmittel zur Verfügung. Viele dieser Mischer haben einen engen Spalt mit hoher Scherwirkung und hoher Turbulenz. Unglücklicherweise enthält jedoch die Pulpe immer eine gewisse Menge unerwünschter, insbesondere metallischer Fremdkörper. Wenn diese Fremdkörper nicht aus der Pulpe entfernt werden, verursachen sie Störungen und können den Mischer ernsthaft beschädigen, wodurch ein Stillstand des ganzen Produktionssystems und teuere Reparaturen erforderlich werden. Ein mit hoher Geschwindigkeit umlaufender Rotor eines Mischers kann z. B. nicht rechtzeitig angehalten werden, wenn ein Fremdkörper zwischen dem Rotor und dem Gehäuse eingeklemmt wird. Der Mischer wird dann zerstört.
• Ein Mischer entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-OS 31 09 530 bekannt. Hierbei wird die Pulpe axial über einen zentralen Einlaß in das Gehäuse eingeleitet. Die Pulpe trifft auf eine ebene Abdeckscheibe eines Rotors, längs welcher sie radial nach außen gefördert wird. Am Außenumfang des Rotors tritt die Pulpe in einen axialen Ringspalt ein, der zwischen dem Rotor und dem Gehäuse gebildet ist. Anschließend wird die Pulpe zum Auslaß gefördert. Beim Eintritt in den Ringspalt soll Turbulenz erzeugt und dadurch ein Mischen der Pulpe mit dem zusätzlich zentral am Rotor zugeführten Bleichmittel erzielt werden. Bei der Umlenkung der radial nach außen gerichteten Strömung aus Pulpe und Bleichmittel zur Einleitung in den axialen Ringspalt erfolgt zwar ein abrupter Richtungswechsel der Strömung, wobei aber nicht sichergestellt ist, daß dadurch auch wirklich eine starke Turbulenz erzeugt wird. Deswegen sind bei der bekannten Anordnung an dem Ringspalt zusätzlich weitere Bauteile angeordnet, die Turbulenz erzeugen sollen, beispielsweise radiale Stifte oder Vorsprünge auf dem Rotor, die zwischen entsprechende Stifte oder Streifen am Gehäuse eingreifen. Turbulenz wird also im wesentlichen längs eines axialen Strömungsweges erzeugt. Außerdem besteht hierbei die Gefahr, daß Fremdkörper bei der Umleitung der radialen Strömung in die axiale Strömung zwischen dem Rotor und dem Gehäuse eingeklemmt und verkeilt werden, wodurch der Mischer zerstört werden kann.
• Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Mischer der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß einerseits das Bleichmittel mit hoher Turbulenz intensiv in die Pulpe eingemischt werden kann, wobei ferner das Entfernen unerwünschter Fremdkörper sichergestellt ist, ohne daß diese in den Mischbereich eintreten können.
• Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.
• Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt also das Mischen von Pulpe und Bleichmittel längs eines radial einwärts gerichteten Strömungsweges mit Hilfe einzelner, durch die sich radial erstreckenden Nuten des Rotors gebildeter Strömungsbahnen. Hierdurch ergibt sich eine Überlagerung der einwärts gerichteten Strömungsbewegung mit der durch die Drehung des Rotors erzeugten, nach außen gerichteten Zentrifugalkraft, was ein außerordentlich intensives Durchmischen von Pulpe und Bleichmittel zur Folge hat. Gleichzeitig werden durch die Zentrifugalkraft des Rotors feste Fremdkörper in der Pulpe nach außen geschleudert und dadurch abgetrennt, so daß sie nicht in den eigentlichen Mischbereich zwischen Rotor und Gehäuse eintreten und den Mischer zerstören können.
• Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen und Einzelheiten der Erfindung.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.
• Fig. 1 ist eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt.
• Fig. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt.
• Fig. 3 ist eine Schnittansicht im vergrößerten Maßstab und zeigt den mit Nuten versehenen Teil des Rotors, sowie mit Nuten versehene Scheiben.
• Fig. 4 ist eine Vorderansicht einer der Scheiben.
• Wie insbesondere die Fig. 1 und 2 zeigen, weist der Mischer ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 10 auf. Ein Pulpe- Einlaß 12 wird verwendet, um die Pulpe tangential in das Gehäuse 10 einzuführen. Die Pulpe, die durch den Pulpe-Einlaß 12 eintritt, wird einem schneckenförmigen oder spiralförmigen Kanalgehäuse 13 zugeführt. Der Kanal 14 zwischen dem Gehäuse 10 und der Außenseite des Kanalgehäuses 13 nimmt in Umfangsrichtung um das Gehäuse 10 herum fortschreitend, ausgehend vom Anfang 15 des Kanalgehäuses 13, in radialer Richtung allmählich ab.
• Wie Fig. 2 zeigt, verläßt die mit Sauerstoff gemischte Pulpe das Gehäuse 10 durch einen koaxialen Pulpe-Auslaß 18. Der Sauerstoff wird dem Gehäuse 10 mittels wenigstens einem und vorzugsweise mittels einer Vielzahl von in Umfangsrichtung verteilten Einlässen 20 für das Bleichmittel in dem Gehäuse 10 zugeführt.
• Ein Rotor 22 mit einem mit Speichen versehenem Rad 24 ist koaxial innerhalb des Gehäuses 10 gelagert. Wie Fig. 3 zeigt, ist der Rand 26 des Rades 24 mit sich radial erstreckenden Nuten 28 auf jeder seitlichen Oberfläche versehen. Die Nuten 28 erstrecken sich von der Innenseite des Randes teilweise über den Rand 26 hinweg und enden an Punkten 30, die radial mit Abstand innerhalb der äußeren Oberfläche 31 des Randes angeordnet sind.
• Ringe 32 und 34 erstrecken sich in axialer Richtung von jeder Seite des äußeren Abschnitts des Randes 26. Der Radius der Innenseite jedes Ringes 32 und 34 ist im wesentlichen der gleiche wie der äußere Radius von ringförmigen Scheiben 36 und 38. Eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit Abständen angeordneten Nuten erstrecken sich durch jeden Ring 32 und 34.
• Die ringförmigen Scheiben 36 und 38 sind jeweils mit auf dem Kreisumfang mit Abständen angeordneten Nuten 40 und 42 versehen. Die Scheiben 36 und 38 verjüngen sich radial nach innen. Die Nuten 40 und 42 haben die gleiche Tiefe über ihre ganze Länge. Wie Fig. 4 zeigt, sind die Nuten 42 auf der ringförmigen Scheibe 38 nach hinten oder nach rückwärts in Bezug auf die Richtung der Pulpeströmung geneigt. Obwohl es nicht in Fig. 4 dargestellt ist, sind auch die Nuten 40 auf der Scheibe 36 (Fig. 3) in Bezug auf die Richtung der Pulpeströmung nach hinten oder nach rückwärts geneigt.
• Im Betrieb tritt die Pulpe in das spiralförmige oder schnekkenförmige Gehäuse ein und bewegt sich in der in Fig. 1 durch einen Pfeil angedeuteten Richtung. Während die Pulpe sich durch den Raum 14 hindurch bewegt, muß die Pulpeströmung sich mehr und mehr zu dem äußeren Durchmesser des Rotors 22 hin zusammenziehen. Die Rückwärtsneigung der Nuten in den ringförmigen Scheiben sorgt für ein leichtes Strömen der Pulpe durch die Nuten. Metallische Fremdkörper in der Pulpe werden von den Pulpefasern in dem Turbulenzbereich im Raum 14 nahe des Randes der äußeren Oberfläche 31 getrennt und zu der Außenseite des Kanals 14 hin geschleudert. Die metallischen Fremdkörper sammeln sich am Bodenteil des Kanals 14 und werden von Zeit zu Zeit durch einen Auslaß 50 für metallische Fremdkörper entfernt. Die Nuten 28 des Rotors haben eine Tendenz, die Pulpe radial nach außen zu beschleunigen. Da jedoch die Nuten kurz innerhalb der äußeren Oberfläche des Randes enden, ist eine Mischzone mit hoher Intensität geschaffen, die ein radiales Zurückströmen verursacht, das der hohen Tangentialgeschwindigkeit der Pulpezuführung überlagert ist. Die sich verjüngenden ringförmigen Scheiben minimieren eine Zurückströmung in das Spiralgehäuse. Der Abstand der Scheiben 36 und 38 von dem Rand des Rades kann natürlich einstellbar gemacht werden, um an die Betriebsbedingungen anpaßbar zu sein.
• Der Sauerstoff-Einlaß 20 erstreckt sich durch die Scheiben 36 und 38 in die Mischbereiche mit hoher Intensität. Da der Sauerstoff in den Bereich hoher Intensität eingeführt wird, ist eine gleichförmige Verteilung des Sauerstoffs durch die große Radialströmung und Zirkulation sichergestellt, selbst wenn nur ein Einlaß pro Scheibe verwendet wird.

Claims (8)

1) Mischer zum Mischen von Pulpe mit einem Bleichmittel, der ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse mit einem Pulpe- Einlaß und einem Pulpe-Auslaß sowie wenigstens einen Einlaß zum Zuführen des Bleichmittels in das Gehäuse aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses ein Rotor koaxial angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulpe-Einlaß (12) tangential am Gehäuse (10) angeordnet ist, daß der Rotor (22) ein Rad (24) mit sich radial erstreckenden Nuten (28) aufweist, die in dem Strömungsweg der Pulpe zwischen dem Pulpe- Einlaß (12) und dem Pulpe-Auslaß (18) angeordnet sind, und daß wenigstens ein Teil des mit den radialen Nuten (28) versehenen Anschnitts des Rades (24) zusammen mit einem Teil des Gehäuses (10) einen ringförmigen Raum bildet, so daß für die Pulpe ein radial einwärts gerichteter Strömungsweg von dem Pulpe-Einlaß (12) durch den ringförmigen Raum zu dem Pulpe-Auslaß (18) gebildet ist.

2) Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich radial erstreckenden Nuten (28) auf beiden Seiten des Rades (24) angeordnet sind und daß zwei mit axialem Abstand angeordnete, mit Nuten (40, 42) versehene Scheiben (36, 38) in dem Gehäuse (10) vorgesehen sind, zwischen denen das Rad (24) mit einem engen axialen Abstand angeordnet ist, um ringförmige Mischbereiche hoher Intensität zu bilden.

3) Mischer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben ( 36, 38) ringförmig sind und daß jede Scheibe (36, 38) Nuten (40, 42) auf der dem Rad (24) zugekehrten Oberfläche hat.

4) Mischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (24) mit Speichen versehen ist, daß die radialen Nuten (28) sich von der Innenseite des Randes (26) des Rades (24) teilweise über den Rand (26) erstrecken, und daß die Nuten (40, 42) in den ringförmigen Scheiben (36, 38) sich vollständig über die Scheiben (36, 38) erstrecken.

5) Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Scheiben (36, 38) sich radial nach innen verjüngen und daß die Tiefe dieser Nuten (40, 42) über ihre Länge konstant ist.

6) Mischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulpe-Auslaß (18) die gleiche Achse hat wie das Gehäuse (10) und der Rotor (22) hat, daß das Rand (24) Ringe (32, 34) trägt, die sich von jeder Seite des äußeren Abschnitts des Randes (26) in axialer Richtung erstrecken, daß der Radius der Innenseite jedes Ringes (32, 34) im wesentlichen der gleiche ist wie der äußere Radius der Scheiben (36, 38), und daß jeder Ring ( 32, 34) eine Vielzahl von sich radial durch den Ring erstreckenden Nuten hat.

7) Mischer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (40, 42) in den Scheiben (36, 38) nach rückwärts in Bezug auf die Strömungsrichtung der Pulpe geneigt sind.

8) Mischer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Einlässen (20) für Bleichmittel vorgesehen ist, die sich axial durch die ringförmigen Scheiben (36, 38) in den Mischbereich erstrecken.