DE3856373T2 - Rührwerk zur Verbesserung der Verarbeitung von Fasernsuspension - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mischvorrichtung zur Verbesserung der Behandlung von Fasersuspension. Im besonderen eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anwendung bei der Zumischung von Chemikalien zum Hochkonsistenz- Halbstoff in der Papier- und Zellstoffindustrie.
• Die Behandlung von Hochkonsistenz-Halbstoff, indem er fließend wie Wasser gemacht wird, begann Ende der siebziger Jahre, als die sogenannte Fluidisierung entdeckt wurde. Die ersten kommerziellen Vorrichtungen, die diese Erscheinung nutzen, waren Kreiselpumpen. Diese Hochkonsistenz-Pumpen neuen Typs sind in den Fabriken populärer geworden, und solch eine Pumpe ist zum Beispiel in US-A-4 435 122 beschrieben. Hochkonsistenz-Halbstoff wird in der Pumpe fluidisiert, d. h. in einen fließenden Zustand überführt, kurz bevor der Halbstoff den Bereich des Pumpenlaufrads erreicht. Hochkonsistenz-Halbstoff (Konsistenz 8-20%) ist von seiner Natur her ein sehr steifes Material; je nach der Konsistenz kann er so steif sein, daß man mit normalen Schuhen auf dem Halbstoff stehen kann, ohne in den Halbstoff zu versinken. Der Grund hierfür ist, daß Fasern mit einer Größe von einigen Millimetern ein starkes dreidimensionales Fasergeflecht bilden. Doch Hochkonsistenz-Halbstoff kann in fließenden Zustand dadurch überführt werden, daß das Fasergeflecht durch Einführung von Scherkräften in die Suspension aufgebrochen wird. Dies wird die Fluidisierung von Hochkonsistenz-Halbstoff genannt. Normalerweise wird die Fluidisierung durch eine Art starken Läufer bewirkt. Zum Beispiel bei Hochkonsistenz-Pumpen bewirkt der Läufer die Fluidisierung im Saugkanal der Pumpe. Bei kommerziellen Kreiselpumpen ist der Läufer am Kreiselrad befestigt und erstreckt sich zentral und axial im Einlaßkanal der Pumpe. Die Fluidisierung ist ein umkehrbarer Prozeß, und sobald der Läufer zum Stillstand kommt oder der Halbstoff sich nicht mehr im Bereich des Läufers befindet, bildet sich das Fasergeflecht erneut und aus der Suspension wird wieder festes Material.
• In Zellstoffabriken ist es oft notwendig, dem Halbstoff zum Beispiel beim Bleichen Chemikalien darunterzumischen. Dieses kann entweder in einer fluidisierenden Hochkonsiso stenz-Pumpe oder in einem getrennten Mischer, vgl. das FI-Patent 77 905 (FI- Patentanmeldung 850854), bewerkstelligt werden. Wenn Chemikalien in einer fluidisierenden Hochkonsistenz Pumpe beigemischt werden, werden sie entweder vor der Pum pe, zum Beispiel in ihren Einlaßkanal oder am Außenumfang des Laufrads, zugesetzt. In diesem Fall ist ein getrennter Mischer nicht notwendig, sondern die gleiche Vorrichtung dient sowohl als Mischer als auch als Pumpe.
• Oft kann eine Pumpe aus mehreren Gründen nicht als Mischer benutzt werden. Dabei kann es sich zum Beispiel um Materialprobleme oder die Tatsache handeln, daß die Menge oder Qualität von Chemikalien solch ist, daß die Chemikalien nicht in die Pumpe eingegeben werden können. Deshalb muß man einen getrennten Mischer einsetzen. Es gibt auch Anwendungen, wo ein Teil der Chemikalien in die Pumpe und der Rest in den Mischer oder aber alle Chemikalien - je nach der Situation - in den Mischer eingeführt werden können.
• Ein Beispiel für einen Fluidisiermischer ist zum Beispiel in der FI-Patent- Veröffentlichung 68688 beschrieben. Der Mischer umfaßt einen wesentlich zylindrischen Läufer, der auf seiner Oberfläche Vorsprünge aufweist, ein Gehäuse mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung und Vorsprüngen auf seiner Innenfläche, und einen Eingabekanal für Chemikalien, der sich in die Mischzone zwischen Läufer und Gehäuse öffnet.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen verbesserten Mischer zur Beimischung von Chemikalien in eine Fasersuspensionsströmung in der Papier- und Zellstoffindustrie vorzusehen.
• Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gelöst, die im Anspruch 1 definiert ist. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
• Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Beimischung von Chemikalien in eine Fasersuspensionsströmung dar. Die Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse, das eine Mischkammer mit einer Einlaßöffnung, einer Auslaßöffnung und einem speziellen Fluidisierläufer hat.
• Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik werden nachstehend angeführt:
• - der gesamte Druckverlust wird verringert.
• - das Konsistenzniveau der Mischung kann bis auf eine Konsistenz von 25- 30% erhöht werden. Bei den bisher bekannten Vorrichtungen ist dies unmöglich. Die die Erfindung anwendende Anordnung ermöglicht das Zumischen von Chemikalien, ohne daß die Pumpe die einzige Stelle ist, wo solche zugesetzt werden können. Oft können in Bleichprozessen alle Chemikalien im Mischer zugesetzt werden. Demzufolge ist die Anordnung nach dem Stand der Technik, bei der ein in FI 68688 beschriebener Mischer sehr wohl eingesetzt könnte, wesentlich vereinfacht, weil die Pumpe aus billigerem Material hergestellt werden kann, da die Chemikalien der Suspension hinter der Pumpe zugesetzt werden.
• Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend detailliert beispielhaft mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Mischanordnung nach dem Stand der Technik.
• Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht eines Mischers gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 3 ein fragmentarisches Detail eines Mischers gemäß Fig. 2 aus der Eintrittsrichtung gesehen.
• Fig. 1 zeigt eine schematische Anordnung, zum Beispiel zur Zumischung von Bleichchemikalien zu einer Fasersuspension. Die Anordnung ist im Grunde genommen die gleiche, wie sie im finnischen Patent 77 905 (FI-Patentanmeldung 850854) beschrieben ist. Die Anordnung umfaßt einen Stoffbehälter 3, eine Pumpe 2, ein Niveauregelventil 1, das zur Einstellung der aus dem Behälter 3 abgeleiteten Halbstoffmenge benutzt wird, und einen dem Ventil 1 in Richtung des Stoffflusses nachgeschalteten Mischer 7, welcher Mischer zum Beispiel dem in der finnischen Patentveröffentlichung 68688 dargestellten Fluidisiermischer ähnlich sein kann. Nachteile der Anordnung sind ein beachtlicher Gesamtso druckverlust der Vorrichtungen insbesondere bei Hochkonsistenz-Halbstoffen und die Kosten der aus Spezialmaterialien hergestellten Vorrichtungen.
• Den Fig. 2 und 3 zufolge besteht die Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem Gehäuse 13 mit einer sogenannten Mischkammer, die eine Einlaßöffnung 14 und eine Auslaßöffnung 16 hat. Das Gehäuse ist mit einer weiteren Öffnung 24 für eine Welle 21 versehen. Die Welle 21 ist im wesentlichen in rechtem Winkel zur Mittellinie CL der Vorrichtung 10, d. h. von der Mitte der Einlaßöffnung 14 zur Mitte der Auslaßöffnung 16 verlaufenden Linie positioniert, die der Strömungsrichtung des Halbstoffs durch das Gehäuse 13 entspricht. Die Welle 21 hat zwei Enden, von denen das erste Ende mit einem (nicht dargestellten) Antrieb gekoppelt ist und das zweite Ende 25 sich wesentlich bündig mit der Wand der Mischkammer in das Gehäuse 13 hinein erstreckt. Ein Fluidisierläufer 22 ist am zweiten Ende 25 der Welle 21 solcherart befestigt, daß er sich innerhalb des Gehäuses 13 erstreckt. Der Fluidisierläufer 22 ist aus Organen 26 gebildet, die sich zur Wand der Mischkammer gegenüber der Wellenöffnung hin erstrecken. Die Organe 26 sind mit Abstand zu ihrer Rotationsachse solcherart angeordnet, daß sie das Zentrum des Fluidisierläufers 22 offenlassen. Durch das offene Zentrum soll sichergestellt werden, daß der Halbstoff durch die Vorrichtung selbst dann fließen kann, wenn der Fluidisierläufer 22 stillsteht. Das Mischergehäuse 13 kann auch mit einer Öffnung 23 zur Einführung von Chemikalien in den Mischer ausgestattet sein. Die Öffnung 23 ist entweder stromaufwärts vom Fluidisierläufer 22 im Bereich der Einlaßöffnung 14 oder in der Mischkammer angeordnet. Selbstverständlich können die Chemikalien mit dem Stoffstrom in die Mischkammer eingeführt werden.
• Es ist auch klar, daß es sich beim Mischgut nicht um hochkonsistenten Halbstoff zu handeln braucht, sondern daß sich das Vermischen auch auf die Verdünnung von Halbstoff anwenden läßt. Entsprechend können die beizumischenden Substanzen oder Chemikalien entweder gasförmig, Flüssigkeiten oder Feststoffe sein.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Zumischung von Chemikalien zu einer Fasersuspensionsströmung, welche Vorrichtung ein Gehäuse (13) für die Fasersuspensionsströmung mit einer Mischkammer, einer Einlaßöffnung (14), einer Auslaßöffnung (16) und einem in der Mischkammer angeordneten Fluidisierläufer (22) umfaßt, wobei der Fluidisierläufer (22) aus einer Welle (21) besteht, die sich durch das Gehäuse (13) wesentlich in rechtem Winkel zur Fasersuspensionsströmung dadurch erstreckt und im Gehäuse (13) am Ende (25) der Welle (21) befestigte Fluidisierorgane (26) aufweist, welcher Fluidisierläufer der Darstellung in den Fig. 2 und 3 der Zeichnungen entsprechend ausgeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (13) eine Öffnung (23) zur Einführung von Chemikalien dahinein angeordnet ist.

153. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (23) für Chemikalien stromaufwärts von den Fluidisierorganen (26) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (23) für Chemikalien in der Fluidisierzone angeordnet ist.