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Stoffänger für Papier-, Zellstoff- und Holzschliff-Fabriken Es sind
bereits Stoffänger für Papier-, Zellstoff- und Holzschliff-Fabriken bekannt, die
teilweise oder ganz nach dem Auftriebprinzip arbeiten, indem das Abwasser in einen
Behälter geleitet wird und die emporschwimmenden Fasern durch Saugwirkung entfernt
werden. So wird bei einem bekannten Stoffänger die Hauptmasse der Fasern vom Boden
des Behälters entfernt und nur eine geringe Menge Fasern von einem unter der Oberfläche
angebrachten Sieb aufgefangen und von hier mittels Saugkasten abgesaugt. Dieser
Stoffänger kann daher besser als Absetzbehälter bezeichnet werden. Dabei ist der
Behälter offen, der Einlauf des zu reinigenden Wassers schräg nach unten gerichtet,
und das gereinigte Wasser fließt am oberen Ende des Behälters ab. Bei einem gänzlich
nach dem Auftriebprinzip arbeitenden Stoffänger wird das zu reinigende Abwasser,
mit Gas oder Luft gemischt, in einen nach oben konisch verjüngten Behälter durch
einen in der Hauptsache zentral liegenden, aufwärts gerichteten Einlaß eingeführt.
In dem Behälter wird ein Unterdruck aufrechterhalten, so daß die eintretenden Luft-
oder Gasbläschen sich ausbreiten können und die Fasern zu der Oberfläche an der
Spitze des konischen Behälters hinbringen, von wo sie durch eine feste Saugleitung
entfernt werden, während das gereinigte Wasser durch einen Ablauf im unteren Teil
des Behälters abgeht. Der Stoffänger nach dieser Ausführung hat sich in der Praxis
als weniger brauchbar erwiesen aus folgenden Gründen: Die luftgeladenen Fasern sind
bestrebt, das umgebende Wasser in Bewegung zu setzen, und zwar in der Bewegungsrichtung
der Fasern, und rufen so eine sekundäre Strömung in der Flüssigkeit hervor. Die
Stärke dieser Strömung ist teils von der Größe des Unterdruckes, teils von der Masse
der Fasern abhängig. An der Oberfläche angelangt, läßt sich die zentrale Strömung
in gegen die Peripherie gehende Ströme auf. Bei der konischen Form des Behälters
hat dieser sekundäre zentrale Strom nach Aufstieg bis zum oberen Teil des Behälters,
wo die Fasern angehäuft sind, nur die Möglichkeit, unmittelbar nach unten längs
der Wand des Behälters umzukehren, wobei er notwend@igenveise größere oder mindere
Mengen der bereits emporgeschwommenen und noch emporschwimmenden Fasern mitreißen
muß, die also .dem im unteren Teil des Behälters abgehenden Wasser folgen und mit
verlorengehen. Auch der Umstand, daß bei zu großer relativer Geschwindigkeit der
Fasern im Verhältnis zu dem Wasser die Fasern durch die Reibung mit dem Wasser ihrer
Luftbläschen beraubt werden, wirkt hierbei zu dem schlechten Erfolg mit.
Solange
Abwasser in dem Einlaufrohr sich befindet, ist die Geschwindigkeit der Flüssigkeit
verhältnismäßig groß und demnach die Geschwindigkeit der Fasern im Verhältnis zu
der des Wassers relativ gering. Erst nachdem die lotrechte Betvegungsgeschwindigkeit
beim Eintritt in den eigentlichen Behälter auf ein Minimum herabgesetzt wird, macht
der erwähnte Geschwindigkeitsunterschied zwischen Fasern und Wasser sich geltend.
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Auf der Erkenntnis dieser Tatsache beruht die vorliegende Erfindung
eines Stoffängers, der nach dem Auftriebprinzip und mit einem Unterdruck im Behälter
gleich dem erwähnten Stoffänger arbeitet. Erfindungsgemäß sind im oberen Teil des
geschlossenen Behälters ein oder mehrere bewegliche, an die feste Saugleitung angeschlossene
Saugrohre angeordnet, die von oben in die Oberflächenschicht eintauchen, wobei der
lotrechte Ab-
stand zwischen dem unten zentral in den Behälter einmündenden
Einlaß und der waagerechten Ebene, in der die Mündungen der Saugrohre arbeiten,
im Verhältnis zum Durchmesser des Behälters in dieser Ebene gering gehalten ist.
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Durch die niedrige Flüssigkeitshöhe über dem Einlaßrohr haben die
Fasern keine Möglichkeit mehr, ihre vertikale Bewegung schädlich zu beschleunigen,
son=dern folgen der seitlichen Flüssigkeitsströmung, un=d dieser wird Gelegenheit
gegeben, ihrer Neigung, bis zur Oberfläche hochzusteigen, allmählich zu folgen,
ohne daß dadurch störende Sekundärströme hervorgerufen werden. Durch die verhältnismäßig
große, seitliche Ausdehnung der Abscheidezone erhalten die Fasern noch die erforderliche
Zeit, sich von dem Flüssigkeitsstrom zu scheiden.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes;
es ist Abb. i eine Seitenansicht der wesentlichen Teile des Apparates mit dem Behälter
im senkrechten Schnitt, Abb. 2 ein waagerechter Schnitt nach Linie II-II der Abb.
i, Abb. 3 ein senkrechter Schnitt in größerem Maßstab, der die Verbindung zwischen
der festen Saugleitung und den beweglichen Saugrohren oder -mundstücken darstellt,
Abb.4 ein waagerechter Schnitt des äußeren Endes eines Saugrohres und Abb.6 die
Vorrichtung nach Abb.5 von unten gesehen, wie durch die Linie VI-VI in Abb. 5 angedeutet
wird.
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i bezeichnet den auf einem Gestell e stehenden Behälter, durch dessen
Boden ein an beiden Enden offenes, senkrechtes Rohr 3 emporragt, das sich bei 4
im Behälter trichterförmig erweitert. Das untere Ende des Rohres 3 ragt in eine
Wanne 5, in welche das Luft- oder gasgemischte, mit Fasern vermengte Abwasser durch
eine Leitung 6 einfließt. Ehe das Abwasser in das Rohr 3 eintritt, durchläuft es
einen geneigten Kanal 61 mit winkelförmiger Decke 62 und scheidet auf dem Wege durch
diesen Kanal etwa überflüssige Gas- oder Luftblasen aus dem Abwasser aus. In dem
Boden des Behälters i um dass Rohr 3 herum ist ein Ringkanal 8 vorgesehen, aus welchem
das gereinigte Wasser durch eine seitliche Öffnung und die Leitung 9 in eine in
der Wanne 5 befindliche Rinne 7 gelangt, hier überfließt und schließlich durch eine
Leitung io abfließt. In der Wanne 5 sind Zwischenwandungen i i angeordnet, die das
gereinigte von dem nichtgereinigten Wasser trennt.
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Im Behälter i wird in bekannter Weise ein verminderter Druck aufrechterhalten,
indem die emporgeschwemmte Partikelmasse mittels einer Pumpe 12, die durch eine
mit einem Regelungsventil 13 ausgerüstete Leitung 14 mit dem Behälter in Verbindung
steht, entfernt wird. Die Leitung 14 mündet in den oberen Teil des Behälters in
dessen Mitte und steht in Verbindung mit einem oder mehreren (in der Zeichnung zwei)
beweglichen Saugmundstücken 15, die etwa die Form waagerechter Rohre mit nach unten
abgebogenen Enden haben, .die von oben in die Oberflächenschicht eintauchen. Die
Mundstücke 15 werden in der Achse des Behälters i durch eine die Decke des Behälters
durchdringende Welle 16 im Umdrehung versetzt. Die Welle kann durch denselben Motor
wie die Pumpe 12 durch ein Riemengetriebe 17, 18, i9 angetrieben werden, indem auf
der Welle der Riemenscheibe i9 eine Schnecke 2o sitzt, die in ein Schneckenrad 21
der Welle 16 eingreift. Die Dichtung zwisch@en der Welle 16 und dem Behälter i wird
durch eine Stopfbüchse 22 mit Brille 23 (Abb-.3) o=der durch einen Quecksilberverschluß
bewirkt. Das untere Ende der Welle 16 trägt ein Rohr-24, das eine mit der Saugleitung
14 verbundene Stopfbüchse 25 durchdringt, in der das Rohr 24 drehbar ist. Die Stopfbüchse
25, deren obere und untere Enden das Rohr 24 mittels Brillen 26 direkt umschließen,
ist zwischen den beiden Sitzen für die Dichtungsringe 27 rings um das Rohr 24 erweitert,
so daß zwischen dem Rohr un=d der inneren Seite der Büchse ein Zwischenraum 28 vorhanden
ist, der sowohl zur Leitung 14 führt, als auch mit dem Rohr 24 durch Öffnungen 29
dieses in Verbindung steht (Abb.4). Das untere Ende des Rohres 24 ist mittels einer
Muffe 30 mit den beiden als Saugmundstücke dienenden Rohren 15 verbunden,
deren herabgebogene äußere Enden je eine unter der Öffnung des Rohres
befindliche
waagerechte und verstellbare Platte oder Schirm 31 tragen (Abb. 5).
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Im Behälter i ist zwischen den Mundstücken 15 und dem oberen, erweiterten
Teil q. des Rohres 3 in der Mitte des Behälters ein trichterförmiger Körper 33,
mit der Spitze- nach unten gerichtet, vorgesehen. Mit dein unteren Ende dieses Trichters
ist ein enges Rohr 34 verbunden, so daß das Innere des Trichters mit dem Inneren
des Rohres 3 kommuniziert. Der Trichter 33 kann auf seiner äußeren Seite mit längs
gehenden Rippen (nicht gezeichnet) verseben sein. Die Aufgabe des Trichters ist,
den durch das Rohr ; aufgebenden Strom nach dem Umkreis des Behälters zu lenken.
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Auf dem Rohr 15 kann eine Schabplatte 35 befestigt sein, die -den
Zweck hat, beim Umdrehen jedes Mundstückes die obere Schicht der Flüssigkeit mit
den darauf schwimmenden Partikeln in Bewegung zu setzen gegen die Bahnen der Mundstückenden
hin.
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Ehe. der Apparat in Gang gesetzt wird, befindet sich die Flüssigkeit
etwa an dem mit Linie .d in Abb. i angedeuteten Stand. Zwecks Ingangsetzens wird
der Apparat z. B. durch eine Druckwasserleitung mit Wasser gefüllt, während die
Leitungen 3 und 9 durch eine Bodenklappe bzw. durch ein Ventil geschlossen sind.
Wenn die Flüssigkeit die Stellung nach Linie B im Behälter erreicht hat, wird die
Pumpe 12 in Gang gesetzt zwecks Aufrechterhaltung des Unterdruckes und der Lage
der Flüssigkeitsoberfläche bei B beim C )ffnen der Verschlußorgane der Leitungen
3 und 9. Jetzt kann das mit Fasern vermengte Abwasser durch das Rohr 3 aufsteigen,
und die an den Fasern festsitzenden Luft- oder Gasblasen heben hierbei die Fasern
bis zur Flüssigkeitsoberfläche in Bahnen, die mehr oder weniger von der Senkrechten
abgelenkt sind je nach der Intensivität der Luft- oder Gasladungen der einzelnen
Fasern. In demselben Maße, wie die Fasern gegen .den Umkreis des Behälters atlsschwimmen,
«-erden sie ununterbrochen rings der Flüssigkeitsoberfläche durch die mit der Welle
16 sich drehenden Mundstücke 15 abgezogen. Die auf diese Weise entfernte
2 asse von Fasern und Flüssigkeit fließt durch das Rohr 24 in den Raum 28
der Stopfbüchse 25 hinein, von hier durch die Saugleitung 1q. bis zur Pumpe 12 und
wird von dieser dahin befördert, wo die Fasermasse nützlich gemacht «-erden soll.
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Wie in der Zeichnung dargestellt wird, ist der lotrechte Abstand zwischen
dem Einlaß 3 und der waagerechten Ebene, in der die Saugrohre 15 arbeiten, im Verhältnis
zum Durchmesser des Behälters in dieser Ebene gering, damit die Luft- oder gasgeladenen
Fasern nach dem Austritt aus dem Einlaß dem Wasser keine größere Geschwindigkeit
geben. Dadurch sind auch schwach geladene Fasern imstande, sich von der Wasserströmung
zu scheiden und nach oben zu treiben. Die ringsum auf den großen Behälterquerschnitt
verteilte und darum schwache, abwärts gehende Strömung des Wassers ist nicht imstande,
die emporschwimmenden Fasern mitzureißen.
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Gleichzeitig mit dem Absaugen der Masse kommt auch oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche
im Behälter abgegebene Luft oder Gas durch die Mundstücke 15 zum Absaugen, so daß
der erforderliche Unterdruck im Behälter aufrecht6rhalten bleibt. Der unter jedem
Sa.ugrobrende angebrachte Schirm 31 hat die Wirkung, den Strom von Partikeln in
einem seitlichen, etwas waagerechten Strom gegen die Rohröffnung hinzuleiten und
ein Saugen der Flüssigkeit gerade von unten zu verhindern.
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Selbstverständlich können Abänderungen des unter Hinweis auf die Zeichnung
beschriebenen Apparates vorgenommen werden, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung
verlassen wird. Beispielsweise kann nur ein einziges Saugmundstück angeordnet sein,
was in gewissen Fällen genügt. Die Saugmundstücke können auch in einer Mehrzahl
angeordnet sein und sich radial in verschiedenen Längen erstrecken. Eine weitere
Möglichkeit ist die, durch eine Pumpe den. Unterdruck im Behälter aufrechtzuerhalten
und durch eine andere Pumpe die Masse übzusaugen.