DE3630358A1 - Sichter fuer fasersuspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf unter Druck betriebene Geräte zum Sichten von faserförmigen Materialien, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, beispielsweise Holzpulpe-Suspensionen und dergleichen.

Bei der Herstellung von Pulpe aus Holz können die Holzschnitzel einem Kocher (Digester) zugeführt werden. Verschiedene physikalische Vorgänge und chemische Reaktionen finden in dem Kocher statt, um Lignin zu entfer­ nen, wobei die gewünschten, brauchbaren Zellulosefasern zurückbleiben. Die "gekochte" Pulpe wird dann gesichtet oder gesiebt und einem Stoff- Wascher zugeführt.

Die von dem Kocher kommende Pulpe enthält normalerweise teilweise gekochte Holzschnitzel und Knoten, die man in dem weiteren Prozeß nicht zur Verar­ beitung zulassen kann. Die Pulpe kann auch viele andere Verunreinigungen enthalten, beispielsweise Teilchen von Metall, Steine und andere Substan­ zen, die alle entfernt werden sollten.

Um diese unbrauchbaren Bestandteile oder Verunreinigungen zu entfernen, wurden in dem Pulpebehandlungssystem zwischen dem Kocher (Digester) und dem Stoff-Wascher Geräte oder Systeme zum Sichten oder Sieben, sogenannte Sichter oder Knotenfänger, angeordnet. Diese Sichter oder Knotenfänger entfernen das unerwünschte grobe Material von der Prozeßflüssigkeit und führen nur die brauchbaren Fasern dem Stoff-Wascher zu. Das von dem Sichter oder Knotenfänger zurückgewiesene oder ausgeschiedene unbrauchbare Material kann zum Kocher zurückgeführt werden, um es noch einmal aufzukochen, oder es kann auf andere Weise entfernt oder vernichtet werden.

In US-PS 40 67 800 ist ein Sichter oder Knotenfänger zur Verwendung in einem Pulpeprozeß beschrieben, der für eine Konsistenz (Feststoffgehalt) des brauchbaren Materials (Stoff) bis zu 2,5% geeignet ist. Für Anwen­ dungen bei Pulpeprozessen, in denen etwa 4 % bis 5 % Feststoffkonsistenz erforderlich ist, stehen Sichter zur Verfügung, die einen hohen Fasergehalt in den ausgeschiedenen Stoffen oder Abfällen haben und die in komplexen, mehrstufigen Knotenfängersystemen oder Sichtersystemen verwendet werden müssen, die von einem Knoten-Trockner (knot drainer) gefolgt sind, um die Faserverluste auf ein annehmbares Niveau zu reduzieren. Die bestehenden Geräte oder Einrichtungen können entweder bei höheren Stoffkonsistenzen nicht funktionieren oder sie haben übermäßige Faserverluste in dem Abfall­ strom, so daß ein mehrstufiges Sichten oder Sieben erforderlich ist.

Durch die Erfindung wird ein Sichtgerät (Sichter) geschaffen, der auch bei einer Stoffkonsistenz von etwa 4 % oder 5 % funktioniert und nicht den Verlust einer großen Menge von Fasern zusammen mit den ausgeschiedenen Verunreinigungen zur Folge hat. Bei dem erfindungsgemäßen Sichter ergibt sich ein Faserverlust von weniger als 5 % mit den Abfällen oder den aus­ geschiedenen Materialien. Das Sichtgerät gemäß der Erfindung benötigt nur einen einstufigen Sieb- oder Sichtvorgang, dem ein Knotentrockner (knot drainer) folgen kann, wodurch sich daher geringere Kosten und weni­ ger komplizierte Installationen ergeben. Der Sichter gemäß der Erfindung arbeitet auch bei hohen Konzentrationen von Knoten oder Verunreinigungen, ohne daß die Auslaßöffnung für die Abfälle oder das Sieb verstopft, verlegt oder überbrückt werden.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines bevorzugten Ausführungsbeispiels;

Fig. 2 ist eine vergrößerte bruchstücksweise Ansicht des Abstreifers und der einstellbaren Öffnung für die Abfälle gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Ansicht nach der Linie 3-3 von Fig. 1, wobei die Rührflü­ gel entfernt und die Abstreifer in einer in Umfangsrichtung gegen­ über der Fig. 2 anderen Stellung gezeigt sind;

Fig. 4 ist eine seitliche Schnittansicht einer Abstreifers.

Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, weist der Sichter ein Gehäuse 10 auf, das mit einem Einlaß 12 für eine Holzpulpe-Suspension versehen ist. Eine ring­ förmige Suspensionsaufnahmekammer 14 nimmt die in das Gehäuse 10 durch den Einlaß 12 eingeführte Suspension auf. Ein erster Auslaß 16 an dem Gehäuse erstreckt sich unter einem Winkel gegenüber dem Boden der ringförmi­ gen Kammer 14. Der Auslaß 16 ist mit einem nicht dargestellten Verschluß oder Abscheider für Steine, Metall oder andere große unerwünschte stückige Verunreinigungen versehen, die in der Suspension enthalten sein können.

Ein Einlaß 18 für eine Verdünnungsflüssigkeit ist unterhalb des Suspensions­ einlasses 12 angeordnet. Die durch den Einlaß 18 in das Gehäuse 10 einge­ führte Verdünnungsflüssigkeit gelangt in eine ringförmige Kammer 20 für die Verdünnungsflüssigkeit, die innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet und von der Einlaßkammer 14 für die Pulpesuspension durch eine ringförmige Trennwand 22 getrennt ist.

Eine feste, nicht perforierte zylindrische Wand 24 erstreckt sich von dem inneren Umfang einer am Boden der Verdünnungskammer 20 angeordneten Trenn­ wand 26 bis zu einem Punkt, der mit Abstand unterhalb der Oberseite 28 der ringförmigen Suspensions-Aufnahmekammer 14 angeordnet ist. Die zylin­ drische Wand 24 bildet die Innenwand der ringförmigen Kammer 20 für die Verdünnungsflüssigkeit und bildet auch die Innenwand der ringförmigen Pulpesuspensions-Einlaßkammer 14. Derjenige Teil der zylindrischen Wand 24, der innerhalb der ringförmigen Suspensionsaufnahmekammer 14 liegt, dient als Prallwand, um die Pulpe zu zwingen, über die Oberseite der zylin­ drischen Wand 24 hinwegzufließen. Die Gestalt und das Volumen der Suspen­ sionsaufnahmekammer 14 bewirken, daß schwere Verunreinigungen, die mit dem eintretenden Pulpestrom eintreten, durch Zentrifugalkraft abgetrennt werden und zu dem Auslaß 16 fließen, um aus dem Gehäuse 10 entfernt zu werden, anstatt über die Oberseite der Wand 24 zu fließen.

Ein festes zylindrisches Sieb 32 ist innerhalb des Gehäuses 10 koaxial zu der zylindrischen Wand 24 angeordnet, hat aber einen kleineren Radius als die zylindrische Wand 24, um dadurch einen ringförmigen Kanal 34 oder eine entsprechende ringförmige Leitung zu bilden, die durch die Außenseite des Siebs 32 und die Innenseite der zylindrischen Wand 24 gebildet ist.

Ein Auslaß 36 für Abfälle steht in Flüssigkeitsverbindung mit dem Kanal 34 über ein Auslaßrohr 37 für die Abfälle, das die Abfälle aus einer ring­ förmigen Abfallkammer 38 aufnimmt. Das Abfallrohr 37 erstreckt sich nach unten und biegt dann nach außen ab und geht durch die Seitenwand des Gehäu­ ses 10 zu dem Auslaß 36 für die Abfälle. Die ringförmige Abfallkammer 38 ist unmittelbar unterhalb des Kanals 34 angeordnet und begrenzt durch eine zylindrische Wand 41, die ringförmige Trennwand 26, eine weitere ringför­ mige Trennwand 40 und den zylindrischen, vorzugsweise nicht perforierten, unteren Abschnitt 42 des festen zylindrischen Siebs 32 (Fig. 2).

Durch das zylindrische Sieb 32 wird eine innere Kammer 44 gebildet. Eine drehbare Rühreinrichtung weist ein Paar von Rührflügeln 46 auf, die in Umfangsrichtung um etwa 180° versetzt und koaxial zu dem Sieb 32 angeordnet sind. Die Rührflügel 46 sind auf einem Rotor 47 montiert, der mit einer drehbaren Welle 48 umläuft, die vorzugsweise durch einen von einem Motor angetriebenen Riemen 50 angetrieben wird, der sich um eine Riemenscheibe 52 herum erstreckt, die mit dem unteren Ende der drehbaren Welle 48 verbun­ den ist.

Ein Auslaß 54 für den brauchbaren Stoff steht in Flüssigkeitsverbindung mit der inneren Kammer 44 über eine ringförmige Kammer 56 für den Stoff, die durch einen Teil der lotrechten Wand des Gehäuses 10, die ringförmige Trennwand 40, eine ringförmige Trennwand 58 und eine mittlere Säule 60 gebildet ist. Die Säule 60 erstreckt sich in der Mitte des Gehäuses 10 nach oben und umgibt die drehbare Welle 48. Der untere Abschnitt 62 der ortsfesten Säule 60 ist geneigt und erleichtert somit die Strömung der gewünschten und brauchbaren Bestandteile in die ringförmige Kammer 56 und aus dem Gehäuse 10 durch den Stoffauslaß 54 hinaus.

Die verschiedenen Einlässe und Auslässe an dem Gehäuse 10 können in jeder gewünschten Anordnung in Umfangsrichtung vorgesehen sein, vorausgesetzt, daß die Einlässe in die richtigen ringförmigen Kammern hinein und die Aus­ lässe aus den richtigen ringförmigen Kammern heraus führen. Zum Beispiel kann der Suspensionseinlaß 12 für die Holzpulpe an jeder beliebigen Umfangs­ stelle in die ringförmige Suspensionseinlaßkammer 14 hineinführen, und der Abscheider mit dem Auslaß 16 kann an jeder gewünschten Umfangsstelle aus der ringförmigen Einlaßkammer 14 herausführen, vorausgesetzt, daß der Auslaß 16 nahe der Unterseite der Kammer 14 oder an deren ringförmiger Bodenwand 22 angeordnet ist. In ähnlicher Weise kann der Einlaß 18 für Verdünnungsflüssigkeit an jeder Umfangsstelle des Gehäuses 10 in die Auf­ nahmekammer 20 für die Verdünnungsflüssigkeit hineinführen. Der Auslaß 36 für die Abfälle kann das Gehäuse an jeder Umfangsstelle verlassen, und der Stoffauslaß 54 kann an jeder Umfangsstelle des Gehäuses 10 aus der ringförmigen Kammer 56 herausführen.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist die ringförmige Trennwand 40 mit einem Schlitz 64 versehen, der sich radial durch die ringförmige Trennwand 40 zu der Kammer 56 für die brauchbaren Stoffe erstreckt. Eine Auslaßöffnung 66 für die Abfälle erstreckt sich durch die ringförmige Wand 40 von der ringförmigen Abfallkammer 38 zu dem Abfallrohr 37. Ein verschiebbarer Stößel 70, der mit einer Öffnung 72 versehen ist, ist für eine Längsbewe­ gung innerhalb des Schlitzes 64 gelagert. Wenn der Stößel 70 sich in der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Stellung befindet, ist die Auslaßöffnung 66 für die Abfälle vollständig geöffnet. Es ist ersichtlich, daß durch Bewegung des Stößels 70 innerhalb des Schlitzes 64 der wirksame Öffnungs­ querschnitt und damit die Strömung der Abfälle eingestellt werden kann.

Die Abstreifeinrichtung weist wenigstens einen und vorzugsweise ein Paar von diametral einander gegenüber angeordneten Abstreifern 74 und 76 auf, die innerhalb der Abfallkammer 38 umlaufen. Die Abstreifer 74 und 76 sind mit einem ringförmigen Glied 78 verbunden, das eine Vielzahl von in Um­ fangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Löchern 80 (Fig. 3) aufweist. Die radial äußere Kante des ringförmigen Glieds 78 erstreckt sich radial nach außen durch den Raum oder Abstand 82 unterhalb der Unterseite des festen zylindrischen Siebs 32. Das ringförmige Glied 78 ist mit dem Rotor 47 unterhalb der Rührflügel 46 verbunden.

Die Abstreifer 74 und 76 laufen über die Auslaßöffnung 66 für die Abfälle hinweg und verhindern ein Verstopfen oder Überbrücken dieser Auslaßöff­ nung. Die Abstreifer sind so konstruiert, daß sie eine Turbulenz in der Abfallkammer 38 erzeugen. Diese Turbulenz hält die Faserflocken klein genug, daß sie durch die Öffnungen in dem festen zylindrischen Sieb 32 hindurchgehen können, und die Turbulenz verhindert, daß Knoten und andere grobe Verunreinigungen die Perforationen des Siebs 32 überbrücken oder verstopfen.

Der Radius der Abstreifer kann so bemessen sein, daß die Abstreifer sich vollständig über die Öffnung 66 für die Abfälle erstrecken, so daß die Öffnung jedesmal, wenn der Abstreifer darübergeht, vollständig abgestreift wird, oder der Abstreifer kann einen kleineren Radius haben, so daß die Öffnung nur teilweise abgestreift wird.

Die Bogenlänge der Abstreifer kann gegenüber der in Fig. 3 gezeigten ver­ größert werden, so daß die Abstreifer auch als Ventil funktionieren können. Die Bogenlänge der Abstreifer bestimmt die Zeitdauer, für die die Auslaß­ öffnung für die Abfälle jeweils für die Abfallströmung offen ist. Eine Vergrößerung der Bogenlänge der Abstreifer würde es gestatten, mit einer Abfallöffnung mit verhältnismäßig großem Durchmesser zu arbeiten und dabei gleichzeitig die Abfallströmung zu begrenzen.

Die Verdünnungsflüssigkeit wird in die Abfallkammer 38 aus der Verdün­ nungsflüssigkeit-Einlaßkammer 20 mit Hilfe von Öffnungen 90 in der Boden­ wand 26 überführt.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird Holzpulpe-Suspension durch den Einlaß 12 in die ringförmige Suspensionskammer 14 eingeleitet. Das schwerere uner­ wünschte Material sowie Verunreinigungen, wie insbesondere Steine und Metallstücke, werden von der Pulpesuspension abgetrennt und fließen zu dem Auslaß 16.

Die gewünschten Fasern strömen durch die Perforationen in dem zylindri­ schen Sieb 32 in die innere Kammer 44, nach unten in die ringförmige Stoffkammer 56 und durch den Stoffauslaß 54 hinaus.

Die Rührflügel 46 rotieren innerhalb der inneren Kammer 44 mit einem klei­ nen radialen Abstand zwischen den Außenseiten der Rührflügel und der Innen­ seite des Siebs 32. Die Rotation der Rührflügel 46 innerhalb der inneren Kammer 44 längs einer Bahn dicht an der Innenseite des Siebs 32 entwickelt hydrodynamische Strömungsimpulse, die radial nach außen gerichtet sind und die derart wirken, daß sie unerwünschtes angesammeltes Material von der Außenseite des Siebs 32 entfernen.

Das Ziel des Sichtens mittels des Siebes besteht darin, eine maximale Menge brauchbarer Fasern am Stoffauslaß zu haben und diejenige Menge brauchbarer Fasern auf ein Minimum herabzusetzen, die nicht durch das Sieb hindurch­ gehen. Diejenigen Fasern, die nicht durch das Sieb hindurchgehen, werden als Verunreinigungen behandelt und fallen durch den ringförmigen Kanal 34 in die Abfallkammer 38. Aus der Abfallkammer 38 fließen die Verunreini­ gungen durch die einstellbare Auslaßöffnung 66 für die Abfälle durch das Abfall-Auslaßrohr 37 und durch den Abfallauslaß 36 aus dem Gehäuse heraus.

Die Abstreifer 74 und 76 gehen flach oder bündig über die darunter angeord­ nete einstellbare Öffnung 66, um ein Verstopfen oder Überbrücken dieser Auslaßöffnung zu verhindern. Die Abstreifer sind auch so konstruiert, daß sie in dem Kanal 34 Turbulenz erzeugen. Diese Turbulenz hält die Faser­ flocken klein genug, damit sie durch die Perforationen des Siebs hindurch­ gehen, und verhindert, daß Knoten und andere grobe Verunreinigungen die Öffnungen des Siebs überbrücken oder verstopfen.

Verdünnungsflüssigkeit wird durch den Verdünnungseinlaß 18 in die ringför­ mige Verdünnungskammer 20 und durch die Öffnungen 90 in die Abfallkammer 38 eingeleitet. Der Abfallkammer 38 wird genügend Verdünnungsflüssigkeit zugeführt, um eine den Abfallauslaß 36 verlassende Suspension zu schaf­ fen, die die gewünschte Konsistenz aufweist. Diese Konsistenz kann bei­ spielsweise etwa 4 % oder 5 % betragen.

Claims (6)

1. Drucksichter zum Sichten oder Sieben einer flüssigen Suspension, die brauchbare Fasern und unbrauchbare Verunreinigungen enthält, mit einem geschlossenen Gehäuse, einem innerhalb des Gehäuses angeordneten festen, zylindrischen Sieb mit einem sich längs seines Umfangs erstreckenden, gelochten Axialabschnitt, das eine Kammer für den brauchbaren Stoff bildet, mit einem mit der Stoffkammer in Verbindung stehenden Stoff­ auslaß zum Auslassen der brauchbaren Fasern aus dem Gehäuse, mit einem Einlaß für eine Flüssigkeitssuspension zum Zuführen der Flüssigkeits­ suspension in das Gehäuse, mit Einrichtungen zum Führen der Flüssigkeits­ suspension längs der Außenseite des festen zylindrischen Siebs, so daß brauchbare Fasern durch das Sieb hindurchgehen, mit einer Auslaßöff­ nung für Abfälle, die mit der Einrichtung zum Führen der Flüssigkeits­ suspension in Verbindung steht, um unerwünschte Verunreinigungen, die an dem festen zylindrischen Sieb zurückgehalten werden, aus dem Gehäuse zu entfernen, gekennzeichnet durch eine Abstreifein­ richtung (74, 76, 78, 80), die wenigstens einen Abstreifer (74, 76) aufweist, der über die Auslaßöffnung (66) für die Abfälle hinwegstrei­ fend angeordnet ist, um ein Verstopfen oder Überbrücken dieser Öffnung zu verhindern.

2. Drucksichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtung (74, 76, 78, 80) in Umfangsrichtung vonein­ ander getrennte, drehbare Abstreifer (74, 76) aufweist.

3. Drucksichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rotor (47) sich axial innerhalb des Gehäuses (10) erstreckt und daß die in Umfangsrichtung voneinander getrennten, drehbaren Ab­ streifer (74, 76) mit dem Rotor (47) verbunden sind.

4. Drucksichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Führung der Flüssigkeitssuspension eine feste, nicht gelochte, zylindrische Wand (24) aufweist, die innerhalb des Gehäuses (10) angeordnet ist und einen größeren Radius hat als das feste zylindrische Sieb (32), so daß ein sich axial erstreckender, ringförmiger Kanal (34) gebildet ist, daß die Auslaßöffnung (66) für die Abfälle mit einem kleinen Längsabstand von dem Boden des ringförmi­ gen Kanals (34) angeordnet ist, und daß die Abstreifer (74, 76) in dem ringförmigen Raum (38) umlaufen, der die Auslaßöffnung (66) für die Abfälle von dem sich axial erstreckenden ringförmigen Kanal (34) trennt.

5. Drucksichter zum Sichten oder Sieben einer Flüssigkeitssuspension, die brauchbare Fasern und unbrauchbare Verunreinigungen enthält, mit einem ersten ringförmigen Sieb mit sich längs dessen Umfang erstrecken­ den Perforationen, das eine Kammer für die brauchbaren Stoffe bildet, mit einem Stoffauslaß in Verbindung mit der Stoffkammer, mit einer festen zylindrischen Wand, die das ringförmige Sieb umgibt, um einen sich axial erstreckenden, ringförmigen Kanal zu bilden, der durch die Außenseite des Siebs und die Wand gebildet ist, mit einer Einrichtung zum Zuführen einer Verdünnungsflüssigkeit längs der Wand in den sich axial erstreckenden, ringförmigen Kanal, mit einer Einrichtung zum Zuführen der flüssigen Suspension in den sich axial erstreckenden ring­ förmigen Kanal, gekennzeichnet durch eine Auslaßöff­ nung (66) für Abfälle, die mit einem kleinen Längsabstand gegenüber dem Boden des sich axial erstreckenden ringförmigen Kanals (34) ange­ ordnet ist, sowie durch in Umfangsrichtung voneinander getrennte, drehbare Abstreifer (74, 76), die in dem ringförmigen Raum (38) umlaufen, der die Auslaßöffnung (66) für die Abfälle und den sich axial erstreckenden ringförmigen Kanal (34) voneinander trennt, wobei die Abstreifer (74, 76) so angeordnet sind, daß sie über die Auslaßöffnung (66) für die Abfälle hinweggehen, um ein Verstopfen oder Überbrücken dieser Aus­ laßöffnung zu verhindern.

6. Drucksichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Rotor (47) axial in die Stoffkammer (44, 56) erstreckt, daß die in Umfangsrichtung voneinander getrennten, drehbaren Abstreifer (74, 76) mit dem Rotor (47) verbunden sind, und daß ferner Flügel (46) mit dem Rotor (47) verbunden und benachbart der Innenseite des festen zylindrischen Siebs (32) angeordnet sind, um ein Verstopfen des Siebs (32) zu verhindern.