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Vorrichtung zum ununterbrochenen Reinigen von Aufschwemmungen oder
Schlämmen, insbesondere Faserstoffen der Papierindustrie. Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum ununterbrochenen Reinigen von Aufschwemmungen oder
Schlämmen, insbesondere Faserstoffen der Papierindustrie, bestehend _aus einem feststehenden
Gehäuse und einer darin schnell unilaufenden Trommel mit durchbrochener Wand, der
die Aufschwemmung oder der Schlamm axial zugeführt wird.
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Bei den bekannten Stoffschleudern mit einer umlaufenden Schleudertrommel
mit geschlossener -Wand bilüet sich -an. -der =ge .-schlossenen Wand ein verdichtetes
festes Faserpolster, in welchem und auf welchem sich die scheren Verunreinigtmgen
ansammeln. Für die Absonderung der leichteren Verunreinigungen werden Ringe benutzt,
die von der Achse aus in die innere Oberfläche der Schleuderschicht eintauchen und
-die auf der Innenseite schwimmenden leichten Bestandteile-zurückhalten. Diese--Schlendern
haben den Nachteil, daß die Schleudertrommel sich nach einer gewissen Betriebsdauer
mit den zurückgehaltenen Schmutzteilen anfüllt und alsdann zur Reinigung abgestellt
werden muß. .Es sind daher auch schon Vorschläge gemacht worden, ein Verfahren zu
finden,. mit dem eine kontinuierliche Abführung des ausgeschiedenen Schmutzes möglich
sein soll. Unter anderem ist vorgeschlagen die Verwendung von Trommeln mit geschlossener
Wand und oberem Fundring, - über- .welchen . der gereinigte Staff überfließt, während
der sich- absetzende Schmutz aus engen Öffnungen, die im oberen Bundring weiter
von der Achse entfernt liegen, . ausgeschleudert wird. Dieser Vorschlag hat sich
nicht durchsetzen können, cla aus den Öffnungen für den Schmutzaustritt eine zu
-große Menge verwendbaren Faserstoffes gleichzeitig mit austritt und somit die Verluste
dieses Verfahrens zu große sein
würden. Andererseits ist es auch
bekannt, stillstehende zylindrische Gefäße zu verwenden, in denen die Stoffaufschwemmung
durch Rührer in Umdrehung versetzt wird oder in «-elche man den Stoff mittels einer
außenstehenden Pumpe mit hoher Geschwindigkeit eindrückt, so daß er innerhalb des
stillstehenden Gehäuses weiter rotieren kann. Es ist möglich, an dem stillstehenden
Gehäuse an geeigneter Stelle Öffnungen vorzusehen, durch die kontinuierlich oder
von Zeit zu Zeit der ausgeschiedene Schmutz austritt. Durch die hohen Reibungsverluste
an der stillstehenden Wand treten jedoch bei derartiger Anordnung Wirbelungen auf,
die einen Teil des auszuscheidenden Schmutzes mitreißen. Die Reibungsverluste werden
um so größer, je lichter die zu reinigende Stoffaufschweininung ist, so daß Voraussetzung
für einwandfreies Arbeiten die Anwendung sehr hoher #."erdünnungen ist.
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Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung «-erden die vorgeschriebenen
-Nachteile der bekannten Einrichtungen vermieden. Die erlindungsgemäße Einrichtung
besteht darin, dar der Gehäuseinnenraum der Schleuder durch die umlaufende Trommel
in selbständige, durch die Durchbrechungen der "Trommel in Verbindung stehende Schleuderzonen
geteilt ist, und zwar in eine innere, die die gereinigte Aufschwemmung axial wieder
verläßt, und in eine äußere Zone, in die die ausgesonderten schweren Verunreinigungen
übertreten und aus der sie mit etwa mitgeführter Flüssigkeit der Aufschwern-:nung
zeitweise oder fortlaufend abgeleitet werden. Im Gegensatz hierzu findet bei einem
bekannten Zentrifugalsortierer, in dem der Stoff und feinere Schwerteile durch eine
rasch umlaufende Siebtrommel hindurch nach dem Raum zwischen Trommel und Gehäusewand-gelangen,
die Absonderung der Schwerteile in diesem Raum vorwiegend durch die Schwerkraft
entlang einem nach einem Auslaß hin kegelig erweiterten Gehäuse statt. Im Außenraum
der Schleuder befinden sich somit der Schmutzstoff und der zu reinigende Stoff beisammen,
und es besteht keine räumliche Trennung zwischen diesen. Bei starker Strömung in
Dichtung - des Reinstoffauslasses kann noch nicht gereinigter Stoff in diesen Auslaß
gelangen, oder es können Schmutzteile durch den gereinigten Stoff mitgerissen werden.
Demgegenüber sind beim Gegenstand der Erfindung die die teilweise oder vollständig
gereinigte Stoffaufschweinmung enthaltenden Räume getrennt von dem die bereits abgesonderten
schweren Verunreinigungen aufnehmenden Raum, so daß das Ergebnis der neuen Sichtungsart
wesentlich verbessert ist. C berdies unterscheidet sich der Gegenstand der Erfindung
von der Arbeitsweise der bekannten Zentrifugalsortierer, in denen die Aufschwemmung
durch enge Öffnungen getrieben wird, durch die Ausscheidung der t erunreinigungen
nicht wie bei diesen nach der Größenordnung der Verunreinigungen und durch entsprechende
Wahl der Größe dieser Öffnungen, sondern lediglich durch die Schleuderkraftwirkung,
während der mit Durchbrechungen versehenen Trommel andere Aufgaben zufallen.
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Bei der erfindungsgemäßen Schleuder kann die Sedirnentation in der
inneren Schleuderzone entlang der Trommel durch im wesentlichen radiale Flächen
mehrfach abgesetzt werden, welche den Stoffstrom nach innen oder aulJen ablenken,
wodurch die Absonderung der Verunreinigungen begünstigt wird. Die Schwerstoffe «-erden
vor den Flächen Zurückgehalten, vor denen speziell die Durchgangsöffnungen der Trommel
angeordnet sind, durch die hindurch die Verunreii:igungen in die Außenzone gelangen.
Die Sedimentation kann in der äußeren Zone ebenfalls abchnittsweise getrennt vor
sich gehen, wobei etwa durch Rippe- oder Stufen an der G,-häusewand die Schwerstoffe
gesaiitnielt und vi-#n dort getrennt abgeleitet werden.
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Die Länge der beiden Schleuderzonen wird voll ausgenutzt, indem der
Stoff in der %nnenzone etwa durch eine Pumpe schnell auf die Umlaufgeschwindigkeit
der Trommel gebracht und nach der Reinigung sofort aus der Schleuder befördert wird.
Als weitere Abwandlung kann durch besondere, z. B. kegelige Ausbildung der Außenwand
des Gehäuses der Schwerstoffgehalt im Stoff an der Abzugsstelle erhöht werden. Ebenso
ist durch das Vorsehen eines Kreislaufes im Schleuderinnenraum von der inneren nach
der äußeren Zone und wieder zurück nach der Einlaufseite eine ganz bestimmte Lenkung
des Schleudervorganges und der Sedimentation und Ableitung der Verunreinigungen
erzielbar.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Einrichtungen
nach der Erfindung schematisch dargestellt.
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Abb. i zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch eine Schleuder,
Abb.2 und 3 zeigen die Seitenansicht von Schleudern init verschiedenartig ausgebildetem
Gehäuse.
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In Abb. 4 und 5 sind Schleudern mit verschiedenartiger Stofführung
im senkrechten Längsschnitt dargestellt.
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Abb. 6 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch eine Schleuder einer
anderen Ausführungsform.
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Abb. 7 zeigt einen Querschnitt durch eine
Schleudertrommel
und Abb.8 eine Ansicht einer Stirnfläche einer Schleudertrommel: Die Schleuder besteht
aus einem beispielsweise zylindrischen Gehäuse i, auf dessen einer Stirnseite?,
die Aufschwemmung durch einen Rohrkrümmer 3 eingeleitet wird. Der Stoffaustritt
erfolgt durch die gegenüberliegende Stirnwand ¢ über den Krümmer 5. Innerhalb des
Gehäuses liegt die Schleuderwelle 6, die außerhalb gelagert ist und durch eine geeignete
Antriebskraft in rasche Umdrehungen versetzt .wird. Die Welle trägt den Verdrängungskörper
7 sowie durch radiale Arme 8 die gelochte Schleudertrommel g. Zur Beschleunigung
- des durch den Krümmer 3 eintretenden Stoffes sind auf der Stirnseite des Verdrängungskörpers
7 die Arme als Flügel io ausgebildet.
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Es ist zweckmäßig, am Ende der umlaufenden Schleudertrommel g entweder
an der Schleudertrommel selbst oder am Gehäuse i einen nach innen ragenden Bundring
vorzusehen und dabei den Stoffauslauf derart anzuordnen, daß die lichte Weite der
Stoffaustrittsöffnung aus dem Gehäuse kleiner ist als der Innendurchmesser der umlaufenden
Schleudertrommel. Durch diese Anordnung bildet sich im Innern der Schleudertrommel
nahe ihrer Wand eine Zone mit geringerer axialer Strömungsgeschwindigkeit, in welcher
die auszuscheidenden Schmutzteile in Ruhe kommen und radial nach außen geschleudert
werden können. Die Einlaßöffnüng in den Gehäuseinnenraum hat einen .kleineren Querschnitt
als die Auslaßöffnung, um hierdurch den Überdruck des ausgehenden Stofffes und die
dein Stoff erteilte lebendige Energie zur Weiterförderung der Aufschwemmung auszunutzen.
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Am äußeren Mantel des Gehäuses i ist in bekannter Weise ein Rohr i
i zum Ablassen der im Mantel angesammelten Aufschwemmung angeschlossen, in welcher
sich die Schmutzteile befinden. Das Ablässen kann entweder in geringen Mengen fortlaufend
erfolgen,, oder die -Öffnung ist von Zeit zu Zeit aufzumachen, wenn größere Schmutzmengen
sich im Außenmantel abgesondert haben.
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Der umlaufende oder feststehende Verdrängungskörper 7 zwingt den eintretenden
Stoff, bei seinem Lauf längs der Achse nach außen zu gehen, wo er in die Einflußzone
der umlaufenden Schleudertrommel g gelangt und dort in Umlauf versetzt wird. Durch
den nachströmenden Stoffstrom wird der Stoff längs der Trommel mit durchbrochener
Wand fortgeschoben und füllt den Innenraum des gesamter. geschlossenen Gehäuses
i der Schleudervorrichtung aus. Beim Durchgang durch die Schleuderzone längs der
gelochten Trommelwand tritt eine Verdickung der Aufschwemmung nach der Außenwand
ein, die jedoch nur so lange fortschreitet, bis durch die Wirbelungen an der stillstehenden
Wand der- weiteren Eindickung eine Grenze gesetzt wird. Die im Stoffstrom enthaltenen
schweren Verunreinigungen werden durch die Öffnungen in der Trommelwand abgesondert
und sammeln sich in der zwischen Gehäusewand und umlaufender Trommelwand befindlichen
Aufschwemmung an. Der gereinigte Stoff hingegen strömt längs der inneren Wand der
durchbrochenen Trommel zum anderen Ende des geschlossenen Gehäuses und tritt durch
eine öffnung in der Stirnwand aus.
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Es ist vorteilhaft, die eintretende Stoffmenge in der bei Reinigungsschleudern
und bei Sichtern mit schnell umlaufender Siebtrommel bekannten Weise durch ein etwa
radiales Schaufelsystem io zunächst auf die oder nahezu auf die Umfangsgeschwindigkeit
der umlaufenden durchbrochenen Trommel zu beschleunigen. Hierdurch wird die notwendige
Umfangsgeschwindigkeit dem Stoff bereits am Anfang der umlaufenden Trommel der zu
reinigenden Aufschwemmung erteilt, so daß die Trommel auf ihrer ganzen Länge zur
Ausscheidung der schweren Teile ausgenutzt werden kann. Das stillstehende Gehäuse
kann auch, wie bekannt, derart ausgebildet werden, daß der ausgeschiedene Schmutz
sich möglichst in der Nähe der Anschlußstelle des Rohres i i ansammelt. -Nach Abb.
2 ist der äußere Mantel des Gehäuses i" in ebenfalls bekannter Weise kegelig ausgebildet.
An der Stelle des größten Kegeldurchmessers, wo sich die Schmutzteile in erster
Linie ansammeln, ist das Rohr i i angeschlossen. Die gelochte Trommel 9a kann ebenfalls
kegelig ausgebildet sein.
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Es ist vorteilhaft, die Gebäuseaußenwand sich, statt gegen den Auslaß
hin, gegen den Einlaß hin erweitern zu lassen, wie dies bei Reinigungsschleudern
mit geschlossener Trommel bekannt ist, um die Sammelstelle des Schmutzes möglichst
weit vom Auslaß für den gereinigten Stoff entfernt anzuordnen.
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Die Abb. 3 zeigt eine solche Schleuder mit stufenförmig abgesetztem
Außenmantel ib. Am Ende jeder Stufe ist ein Rohr ii angeschlossen. Es kann an Stelle
eines zylindrischen auch ein kegelig abgestufter Außenmantel irgendwelcher anderen
Art vorgesehen sein (Abb: 5). Eine weitere Vervollkommnung des Reinigungsvorganges
tritt ein durch die Anordnung von Bundringen 12 innerhalb der umlaufenden Trommel
gb oder auch von Ringen 1d. im stillstehenden Außen= mantel i, wie Abla 4 zeigt.
Hier trägt der Verdränger 7b Ringe 13 und die umlaufende Trommel 9b nach
innen ragende Bundringe 12, über deren Kantender Stoff wechselweise
nach
innen und außen abgelenkt wird. Vor Miesen Ringen wird der durchströmende Stoff
gestaut, so daß hier langsamere Stoffströmung und an der Ringkante auch Werbelungen
eintreten, welche ein Absetzen des Schmutzes vor den Ringen und ein Durchtreten
durch die Löcher der Trommel begünstigen.
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Zweckmäßigerweise sind die Ringe i2 in Richtung der axialen Strömung
kegelig er-«-eitert angeordnet, so daß sich Schwerteile aus dem über die Ringkanten
tretenden Stoff hinter den Ringen absetzen können.
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Eine Unterteilung der äußeren Schleuderzone durch Bundringe 1d, ist
ebenfalls zweckmäßig, um ein Verschieben des Schmutzes längs der Außenwand nach
dem Feinstoffauslaf hin zu unterbinden. Der größte Schmutz wird sich im ersten Abschnitt
der äußeren Schleuderzone ausscheiden, während in den mehr nach dem Auslaß zu gelegenen
Abschnitten nur geringere Schmutzmengen aus den Rohren i i ausgespült werden. Durch
die Anordnung der Ringe 12 bis 14 wird die Schmutzmenge in die davor liegende Zone
zurückgeschlagen, in der sie auch ausgeschieden wurde, so daß der einmal ausgeschiedene
Schmutz nicht mehr an das Auslaßende der Schleuder gelangen kann.
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ach Abb. ; ist das stillstehende Gehäuse i in den einzelnen Teilen
konisch unterteilt ausgeführt. Um die vorbeschriebenen 1-orteile zu erzielen, erweitern
sich die Gehäusekegel gegen den Feinstoffauslaß hin und gehen über radiale Flächen
in den nächsten kegeligen Abschnitt über. Die Rohre i i sind am Boden der Schleuder
je-,##-eils vor den radialen Flächen angeschlossen. Zweckinäßigerweise sind auf
dem äußeren Mantel der Schleudertrommel g,, radiale Rippen 15 vorgesehen, welche
die in der Außenzone abgesonderten Schwerteile gegen die Außenwand hinleiten. Zur
Verstärkung des Durchganges der Schwerteile durch die Trommelkann die Drehachse
der Trommel im Gehättse leicht exzentrisch angeordnet werden, in dem sich sodann
-wechselweise am Trominelumfang eine Drucksenkung und Drucksteigerung ablösen.
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Gemäfi Abb. 5 ist die Verdrängüngstrcnimel;c auf der Einlaufseite
als Pumpenlaufrad io" ausgebildet. Eine andere- Art von Stofführung in der Innenzone
der. Schleudertrommel 9c wird durch die wechselweise Ai=-ordnung von radialen Zwischenwänden
16 zwischen der "I.'romniel o; und dem \Terdrät?-gtinbsl;5rper;, erzielt. In den
'Zwischen-;v-<nden sind Öffnungen 17 vorgesehen, die %%,.-echselweise
nahe bei der ,Trommel und dein erdränger oder -in der Ivlitte zwischen beiden liegen,
so daß sich verschieden weit von der Drehachse entfernt liegende Durchs enge für
den Stoff ergeben, wodurch die Absonderung auch feinster Verunreinigungen erzielt
wird, deren spez. Gewicht bei dem der Stofffaser liegt.
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Abb. 6 zeigt eine Ausführungsform des Gehäuses id mit einem spiralförmigen
Stoffeinlauf 18 und einem spiralförmigen Stoffauslauf ig, wie sie an sich bei Sichtern
bekannt sind. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des zulaufenden
Stoffes auszunutzen, um dem eintretenden Stofft bereits eine kreisende Bewegung
zu erteilen, so daß sich hierdurch eine Kraftersparnis ergibt. Durch die Ausgestaltung
des Austrittsteiles in Schneckenforen ist ein höherer Austrittsdruck erzielbar.
Bei dieser Ausführungsfarm ist beispielsweise das Gehäuse i;, gegen die Einlaufseite
hin zuerst wenig und dann stärker kegelig erweitert, so daß sich eine Ringtasche
2o bildet, aus der der Schmutzstoff abgeleitet wird. Zum Zurückhalten der leichten
Bestandteile ist ein die Achse umgebendes kegeliges Rohr 21 vorgesehen, das die
infolge des Schleudervorganges zur Achse strebenden leichten Verunreinigungen aufnimmt,
so daß sie durch das Rohr 22 abgelassen werden können.
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Die Ausgestaltung der umlaufenden durchbrochenen Trommel 9 kann ebenfalls
in verschiedener Weise erfolgen, je nach der Art der zu reinigenden Aufschwemmung.
Bei Ausscheidung feinerer Verunreinigungen genügt es, einen Hantel zu verwenden,
der durch feine Bohrungen perforiert ist, während für die Reinigung von Stoff mit
gröberen Verunreinigungen größere Durchbrechungen vorgesehen werden.
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Für die Reinigung von Stoff mit geringeren Mengen von Verunreinigungen
ist es genügend, wenn kurz vor den nach innen ragenden Ringen 23 in der Trommel
die Trommel mit einer umlaufenden Reihe von Löchern geeigneten Durchmessers versehen
wird. Eine geeignete Ausführungsform ergibt sich auch. wenn die Trommel innen oder
außen mit in Richtung der Achse verlaufenden Rippen versehen wird und in dem Trommelmantel
rund umlaufende Schlitze oder auch durchbrochene Schlitze eingefräst werden.
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Eine zweckmäßige Ausführung einer Schleudertrommel ist in Abb.; dargestellt.
Ringe 2d., die zum Zurückhalten der Verunreinigungen der Aufschwemmung dienen. tragen
Stege 25, die axial verlaufen und zwischen sich Schlitze frei lassen. durch die
die Schwerteile hindurchgehen.
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Eine- unerwünschte Zirkulation von Stoff aus der äußeren nach der
inneren Schleuderzone, insbesondere am Austrittsende der tunlaufenden Trommel, wird
dadurch vermieden, daß die umlaufende Trommel g" an ihrem
Ende mit
Bundringen 26 versehen wird, denen .nach innen gezogene Hälse des Gehäuses id gegenüberstehen
(Abb. 8).
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An den äußeren Flächen der Bundringe 26 sind Kanäle 27 eingearbeitet
bzw. entsprechende Rippen aufgesetzt, die etwa radial verlaufen. - Durch geeignete
Breite dieser Ringe läßt es sich ermöglichen, zwischen dem Hals des Gehäuses id
und dem umlaufenden Bundring 26 eine Strömung zu erzeugen,. die Oden gereinigten
Stoff aus der Innenzone in die Außenzone drückt, so da.ß keinesfalls ausgeschiedene
Schmutzteile von außen nach innen in den gereinigten Stoff übertreten können.
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Das Hindurchtreten von Schmutz durch die Trommel und eine Verbesserung
der Reinigung sortierten Stoffes bzw. eine Leistungssteigerung ist dadurch zu erzielen,
daß zwischen Außenzone und Stoffeinlaß eine Rohrverbindung z8 besteht (Abb. 6),
durch die ständig eine gewisse Menge teilweise gereinigten Stoffes aus dem äußeren
Teil des Gehäuses abgezogen und dem Einlauf wieder zugeführt wird. Hierbei wird
vorteilhaft diese Stoffmenge nicht am äußeren Umfang des Gehäuses entnommen, wo
sich die größere Schmutzmenge ansammelt, sondern auf einem etwas näher zur Achse
gelegenen Umfangsteil.
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Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, an einem Punkt des
äußeren Schleudergehäuses einen ständigen Stoffstrom abzuziehen und diesen in einer
zweiten Einrichtung zu reinigen und den Gutstoff entweder dem Einlaß der ersten
Zentrifuge zuzuführ,-n oder ihn auch als Gutstoff direkt der Verarbeitung zugehen
zu lassen. Auch besteht die Möglichkeit, bei größeren Anlagen .mehrere Schleudereinrichtungen
nebeneinander anzuordnen, die gegebenenfalls auf eine gemeinsame Nachzentrifuge
oder andere Reinigungseinrichtung arbeiten.
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Eine weitere Arbeitsweise ergibt sich durch Zuführen von Druckwasser
in die äußere Reinigungszone der Schleuder. Mittels dieses @@'assers kann eine Ausspülung
der abgesonderten Schwerstoffe aus dem guten Faserstoff und damit eine Verringerung
der mit dem Schwerstoff aus der Schleuder austretenden Faserstoffmenge erzielt werden.
An Stelle der Reinigung von Faserstoffen eignet sich (las Schleuderverfahren nach
der Erfindung ebenso für Schlämmen aller Art, wie z. B. die Reinigung von Kaolin.