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Umlaufende Siebtrommel zum Entwässern von in Wasser aufgeschlämmten
Faserstoffen, z. B. Holzschliff, Zellstoff u. dgl. Zum Entwässern von flüssigen
Stoffmischungen, beispielsweise im Wasser aufgeschlämmten Holzschliff, Zellstoff,
Torf u. dgl., sind, außer Plansieben und ähnlichen Vorrichtungen, in den die Aufschlämmung
enthaltenden Behältern umlaufende Siebtrommeln verwendet worden,. auf die die Fasern
der Stoffmischung abgelagert werden, so daß sie sich in passender Weise als eine
zusammenhängende Bahn abnehmen lassen, während das Wasser durch den Siebmantel der
Trommeln abfließt. Diese Siebtrommeln sind für gewöhnlich durch radiale Trennwände
in. unter sich abgeschlossene Zellen geteilt, in denen der Reihe nach bei ihrem
Durchgang durch die Mischung während der Drehung der Trommel ein den Faserstoff
anpressender Unterdruck zur Wirkung gebracht wird. An einer bekannten Art solcher
Siebtrommeln wurden zur Erzeugung dieses Unterdruckes besondere Saugkästen, Pumpen,
lange Saugleitungen u. dgl. angewendet, wodurch die Vorrichtungen sowohl in Herstellung
als in Betrieb und Unterhaltung teurer wurden und man außerdem bei der Unterbringung
von den örtlichen Verhältnissen abhängig war. Bei einer anderen Art ist die Entwässerung
nur von dem Druckunterschied zwischen dem äußeren Stoffmischungsstand -und einem
inneren Wasserstand abhängig, indem in dem zentralen Teil der Trommel eine mit einem
Abfluß versehene Kammer vorgesehen ist-, in der der unterhalb des freien Standes
der Stoffmischung liegende innere Flüssigkeitsstand aufrechterhalten wird, während
die Zellen in dem diese Kammer umschließenden äußeren Teil der Trommel angeordnet
sind. Bei derartigen Siebtrommeln bestand der maximale Druckunterschied nur über
einen verhältnismäßig kleinen Teil der Bewegung der Zellen unter dem Mischungsstand.
Falls dabei der maximale Druckunterschied in dem ersten Teil der genannten Bewegung
lag, bildete sich sofort ein Faserstoffilter, das die Ablagerung der Stoffmischung
begünstigte. Die Stoffbahn wurde also ziemlich schwer beim Aufgang aus der Mischung
und würde sich infolge des niedrigeren Druckes bei dem späteren Teil der Bewegung
unter dem Mischungsstand, d. h. beim Aufgang, von der Trommel lösen. Der verwendete
Druck müßte daher recht niedrig gewählt werden, weshalb das Erzeugungsvermögensolcher.
Siebtrommeln klein war. Falls dagegen der maianale Druckunterschied erst in dem
späteren Teil der genannten Bewegung einsetzte, fand zwar keine Lösung der Stoffschicht
von der Trommel statt, aber wegen des kleineren Druckes im ersten Teil der Bewegung
unter
dem Mischungsstand dauerte es längere Zeit, ehe sich eine Stoffschicht gebildet
hatte, die das Durchströmen der Stoffasern verhinderte. In solchen Siebtrommeln
war also teils der Verlust an Faserstoff ziemlich groß, teils auch das Erzeugungsvermögen
recht gering.
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Diese Nachteile der bekannten Siebtrommeln werden erfindungsgemäß
dadurch behoben, daß man den maximalen Druckunterschied im wesentlichen über den
ganzen Teil der unter dem Mischungsstand stattfindenden Bewegung der Trommel aufrechterhält.
Diese früher nicht bekannte Wirkung wird durch Verwendung einer Zellentrommel erreicht,
die sich dadurch kennzeichnet, daß die Zellen mit ihren inneren Enden unmittelbar
in eine zentrale Kammer einmünden und daß diese Enden während der Umdrehung der
Trommel derart in die in der zentralen Kammer lagernde Flüssigkeit hineintauchen,
daß die oberhalb des unteren Flüssigkeitsstandes liegenden Teile der Zellen als
Saugheber wirken und dadurch an der Siebtrommelwand der volle Druckunterschied zwischen
dem äußeren und inneren Flüssigkeitsstand während der Bewegung der Zellen sowohl
unterhalb des unteren Flüssigkeitsstandes als zwischen dem unteren und oberen Flüssigkeitsstand
aufrechtgehalten wird. Der Ablauf für das Wasser der Trommel ist zweckmäßig als
ein unterhalb des oberen Flüssigkeitsstandes liegender Überfluß ausgebildet.
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Es sind zwar Siebtrommeln bekannt, bei denen radiale, zwischen den
Endwänden der Trommel längs verlaufende, in der Mitte nicht zusammenstoßendeTrennwändevorgesehensind,
so daß eine Anzahl, am Umfange der Trommel gegeneinander abgeschlossene, nach der
Mitte zu offene Abteilungen entstehen. Dort dienen diese längs verlaufenden Wände
aber zur Bildung von Rühr- oder Mischorganen. Bei der Erfindung dagegen sind die
radialen Trennwände dazu vorgesehen, um die Siebtrommel in einzelne in der Längsrichtung
verlaufende Zellen zu unterteilen, in denen bei der Drehung der Siebtrommel, infolge
der dabei sich ändernden Druckverhältnisse, ein Druckunterschied an der Mantelwand
erzeugt wird, so daß die Fasern aus der Stoffmischung auf der äußeren Oberfläche
der Siebtrommel abgelagert werden. Eine derartige Wirkung tritt bei dem Bekannten
nicht ein und ist auch - gar nicht beabsichtigt.
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Bei der Erfindung wird sofort, nachdem die Zelle sich unter den oberen
Stoffmischungsstand bewegt bat und ganz mit Wasser gefüllt ist, durch den über dem
unteren Wasserstand liegenden, Teil der Zelle eine Saugheberwirkung hervorgebracht,
die den an der Siebtrommelwand wirkenden Druckunterschied unterstützt. Die Entwässerung
wird also gleich nach dem Eintauchen der Zelle auf ihren Höchstwert gebracht, so
daß ein faserersparendes Filter schnell gebildet wird. Der maximale Druckunterschied
besteht während der ganzen Bewegung der Zellen unter dem unteren Wasserstand. Wenn
die Zelle über den unteren Wasserstand hinaufgeht, nimmt der Druckunterschied allmählich
ab, aber hierzu addiert sich wiederum die Saugheberwirküng des zwischen den beiden
Flüssigkeitsständen liegenden Teiles der Zelle. Die gebildete Stoffbahn kann sich
also beim Aufgang aus der Mischung nicht von der Mantelwand der Siebtrommel lösen,
weil der maximale Anpressungsdruck annähernd bis an den oberen Stand aufrechtgehalten
wird. Gleichzeitig mit der erwähnten faserstoffersparenden Wirkung wird also auch
eine Vergrößerung des Erzeugungsvermögens der Vorrichtung erreicht.
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Die Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnung, auf der eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei
ist Abb, i ein senkrechter Querschnitt und Abb. 2 ein senkrechter Längsschnitt durch
die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung versehenen Vorrichtung.
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Mit i ist die beispielsweise durch eine Riemenübertragung drebbare
Siebtrommel bezeichnet, die vom Stoffmischungsbehälter 2 teilweise umschlossen ist
und durch einen Zapfen 3 und das Ablaufrobr 4 in den Endwandungen des Behälters
2 gelagert ist, wobei diese beiden Achsenteile von Dichtungsringen 5 umgeben sind.
Diese beiden Lagerstellen sind die einzigen dem Verschleiß ausgesetzten Stellen
der Vorrichtung. Die Siebtrommel i hat innen von dem Umfang zur Mitte, radial öder
-im wesentlichen radial, zwischen, den beiden Stirnwänden 6 der Siebtrommel i längs
verlaufende Trennwände 7, die mit dem Siebmantel i zusammen die nach der Mitte zu
ganz offenen und miteinander kommunizierenden Zellen 8 bilden. Die Stoffmischung
wird durch den Einlauf 9 zugeführt, wobei der Zufluß derart geregelt wird, daß im
Behälter 2 ein bestimmter Stoffmischungsstand io aufrechtgehalten wird. Das durch
den Siebmantel i einströmende Wasser wird durch das Ablaufrohr 4 nach dem Stauraum
ii hinausgeleitet, der eine Überfließwand 12 zum Aufrechthalten eines unveränderlichen
Wasserstands 13 hat, das niedriger als der Stoffmischungsstand io ist. Vom Stauraum
ii wird dann das Wasser durch den Ablauf 14 weggeleitet. Der Unterschied zwischen
dem Stoffmischungsstand io und dem Wasserstand 13 stellt die Druck-bzw. die
Saughöhe lt dar.
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Die oben beschriebene, .nach der Erfindung ausgeführte Vorrichtung
arbeitet im wesentlichen auf folgende Weise Wenn beim Umlaufen der Siebtrommel i
in Richtung des Pfeiles die Zellen 8 unter den Stoffmischungsstand io heruntergeben,
entsteht ein Druck gegen den Siebmantel mit einem von Null an dem Stoffrnischungsstand
io bis
Druckhöhe h -gegenüber dem Wasserstand 13
ansteigenden
Wert. Bei ganz mit Wasser gefüllter Zelle tritt durch den zwischen den beiden Flüssigkeitsständen
ao und 13 liegenden Teil der Zelle eine Saugheberwirkung ein, die die aus dem Höhenunterschied
der beiden Flüssigkeitsstände zo und 13 herrührende Druckwirkung unterstützt. Die
Entwässerung durch die Zellen 8 hindurch erreicht also gleich nach dem Hinuntertauchen
der Zelle unter dem oberen Stand ihren Höchstwert, wodurch auf der Außenseite der
Siebtrommel ein. Stoffbelag gebildet wird, der sogleich am Anfang die Durchströmung
von Fasern durch den Siebmantel verhindert. Wenn die Zelle unter den inneren unteren
Stand gelangt, hört die Saugheberwirkung auf, aber jetzt besteht der maximale Druckunterschied
h, und zwar bis an den unteren Stand an der gegenüberliegenden Seite der Siebtrommel
r, also auch während des ersten Teiles der Aufwärtsbewegung aus der Stoffmischung.
Entsprechend der Abnahme des Höhenunterschiedes fällt .auch der Druckunterschied
h ab, aber zu diesem abfallenden Druck addiert sich die allmählich größer werdende
Saugheberwirkung des zwischen den beiden Flüssigkeitsständen liegenden Teiles der
Zelle, solange diese gefüllt ist. Bei der Entleerung der Zelle erzeugt die heruntergehende
Wassersäule der Zelle einen Unterdruck, der die Stoffbahn an die Siebtrommel anpreßt.
Die Außenluft beginnt gleichzeitig durch die Stoffschicht in die Zellen hineinzuströmen
und bewirkt eine weitere Entwässerung, bis die Zelle mit Luft gefüllt ist. Aus dem
Obigen geht hervor, daß der maximale Anpressungsdruck etwa bis annähernd an den
äußeren oberen Stoffmischungsstand aufrechtgehalten wird. Wenn die Zellen dann anfangen,
sich dem Stoffmischungsstand wieder zu nähern, nachdem sie die höchste Stelle der
Trommel durchlaufen haben, setzt die Einströmung des Wassers von der Mitte der Trommel
in die Zelle ein, wobei die Luft zusammengepreßt und durch den Siebmantel ausgetrieben
wird. Dadurch löst sich der Stoffbelag sehr leicht und folgt der Abnahmewalze 15.
Auch werden die in das Siebtuch eingepreßten Fasern und Fremdkörper ausgeblasen,
ehe eine neue Auflagerung anfängt, so daß hier zum Reinigen des Siebtuches keine
besondere Spritzvorrichtung erforderlich ist.
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Die Höhenlage des unveränderlichen Wasserstandes 13 ist von der Beschaffenheit
derjenigen Stoffmischung abhängig, die auf der Siebtrommel abgelagert und entwässert
werden soll. Im wesentlichen können zwei Fälle vorkommen..
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Wenn der hergestellte Faserstoff sehr porös ist und das Wasser daher
leicht durchströmen kann, werden sich die Zellen so schnell entleeren, daß die Saugwirkung
früher als wünsehenswert aufhören kann. In einem derartigen Fall wird in an sich
bekannter Weise durch die Überfließwand i2 der Wasserstand 13 auf eine solche Höhe
eingestellt, daß die gegen die Mitte offenen Seiten sämtlicher Zellen durch Wasser
gedeckt sind. Dadurch wird ein Wasserschloß gebildet, so daß das in den Zellen befindliche
Wasser nicht in größerer Menge als entsprechend dem Wasser oder der Luft, die durch
den Siebmantel und den Stoffbelag einströmen können, abfließen kann.
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Bei einem Stoffbelag dagegen, der von derartig großer Dichte ist,
daß keine oder nur eine geringe Menge Luft durchdringen kann, werden die in den
Zellen befindlichen Wassersäulen zurückgehalten, so daß die Saugwirkung länger als
wünschenswert bestehen kann. Dadurch wird das Abheben der Stoffschicht von dem Siebmantel
erschwert. In derartigen Fällen wird durch die Überfließwand 12 der Wasserstand
auf eine solche Höhe eingestellt, daß er sich etwas unter den nach der Mitte zu
offenen Seiten der am höchsten liegenden Zellen der Siebtrommel befindet, so daß
das Wasser aus der Zelle auszuströmen beginnt, nachdem ihre offene Seite auf eine
größere Höhe als der Wasserstand 13 emporgekommen ist, unter der Voraussetzung,
da.ß die offene Seite der Zelle von passender Größe ist.
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Die Erfindung ist in erster Linie zur Entwässerung von Stoffmischungen
mit einer oberen Grenze der Stoffdichte von etwa ro°/o absoluten Trockengehaltes
bestimmt, ist aber selbstverständlich nicht hierauf beschränkt. Sowohl der Trockengehalt
als das Erzeugungsvermögen können bedeutend gesteigert werden, wenn man die Siebtrommel
mit größerem Durchmesser ausführt, so daß der Druckunterschied gesteigert wird.
Durch eine geringe Vergrößerung des Durchmessers kann man mittels einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung ohne besondere Saugvorrichtungen dieselbe Erzeugungsmenge erreichen,
wie bei früher bekannten Vorrichtungen von entsprechender Größe mit besonderen Saugkästen
o. dgl. Ebenso ist es möglich, durch Anordnung von Egoutteur- oder Druckwalzen die
Entwässerung noch weiter zu steigern.
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Die dargestellte Ausführungsform kann selbstverständlich abgeändert
werden, ohne daß man von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen braucht. Beispielsweise
können die Trennwände zwischen den Zellen schräg statt radial angeordnet werden,
und die Verbindung zwischen den Zellen und dem Niveauraum kann andersartig ausgeführt
werden. Weiter sind auch andere Vorrichtungen als Überfließwände zum Aufrechthalten
des unveränderlichen Wasserstandes verwendbar. Letzteres muß überdies nicht unbedingt
vollkommen unveränderlich sein, sondern darf sich gegebenenfalls innerhalb gewisser
Grenzen ändern. Die Uberfließwand 12
oder eine damit gleichwertige
Vorrichtung ist vorteilhaft regelbar, so daß der Wasserstand und dadurch der Druckunterschied
den jeweils vorhandenen Verhältnissen angepaßt werden kann. Schließlich ist die
Erfindung auch an Vorrichtungen zur Behandlung von Faserstoffmischungen mit anderen
Flüssigkeiten als Wasser verwendbar.