DE899144C - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von Wirbelabscheidern fuer die Verarbeitung von Papierstoff od. dgl. - Google Patents

Description

Erteilt auf Grund des Ersten Überleitungsgesetzes vom 8, Juli 1949

(WiGBl. S. 175)

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

AUSGEGEBEN AM 7. DEZEMBER 1953

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 55d GRUPPE 4

P522O4VII/55dD

Frederick William Vickery f, London

ist als Erfinder genannt worden

Vickerys Limited, London

Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von Wirbelabscheidern für die Verarbeitung von Papierstoff od. dgl.

Zusatz zum Patent 894 Γ94 Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutsdiland vom 17. August 1949' an

Das Hauptpatent hat .angefangen am 1. Januar 194©

Patentanmeldung bekanntgemacht am 19. Oktober 1950

Patenterteilung bekanntgemacht am 29. Oktober 1953

Die Priorität der Anmeldungen in Großbritannien vom 15. September, 14 Oktober 1948 und 20. Juni 1949 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wirbelabscheider für die Aufbereitung von Papiermasse, der einen zylindrischen Wirbelbehälter mit einem an seinem oberen Ende tangential einmündenden Einlaß für die Papiermasse und einem mittleren Auslaßrohr aufweist, das von oben bis auf ein gutes Stück unterhalb des Einlasses in den Wirbelbehälter hineinragt. Sie stellt eine Weiterentwicklung des Verfahrens und der Vorrichtungen dar, ίο die Gegenstand des Patents 894 194 sind.

Es ist bekannt, in solchen Abscheidern unerwünschte Stoffe durch Zentrifugalwirkung von der guten Papiermasse zu trennen, bei denen diese Stoffe auif den Boden des Wirbelbehälters sinken, während die gute Papiermasse durch das Auslaßrohr abgezogen wird.

Unter unerwünschten Stoffen ist nicht nur Schmutz im Sinne von faserfremdem Material, sondern auch mit Schmutz untrennbar vermengtes Fasergut zu verstehen. So* kann z. B. ein Schmutz*-

teilchen an einer Faser oder an einem Faserknäuel haften. In beiden Fällen ist die Entfernung des Schmutzteilchens von großer Bedeutung, und wenn sich Fasern darunter befinden, so* werden sie ebenso wie der Schmutz, zu unerwünschten Stoffen.

Die Entfernung der unerwünschten Stoffe aus dem Abscheider bringt nun schwierige Probleme mit sich. Ein bekanntes Verfahren zur Lösung dieses Problems ist, unterhalb des Wirbelbehälters ίο einen besonderen, als Sumpf dienenden Behälter vorzusehen und ein in der Verbindungsleitung zwischen dem Wirbelbehälter und dem Sumpf vorgesehenes Ventil periodisch abzuschließen, den Sumpf ζω entleeren, ihn dann, mit Wasser zui füllen und schließlich das Ventil wieder zu öffnen. Dieses Verfahren bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß notwendigerweise bei jeder Entleerung des Sumpfes eine beträchtliche Zeit vergeht, während der die Tätigkeit des Abscheiders gestört und größtenteils unwirksam ist. Außerdem muß das Ventil auf die verschiedenen, von dem Abscheider zu verarbeitenden Papiermassen eingestellt werden, z. B. indem man es mit auswechselbarem Durchgangshülsen verschiedener Bohrung versieht, weil der Querschnitt des geöffneten Ventils bei wertvoller Papiermasse klein sein soll, um. zu verhindern, daß eine unziulässig große Menge guter Papiermasse in den Sumpf gelangt und damit verlorengeht. Im Falle geringwertiger Papiermasse, wie beispielsweise solche für die Herstellung von Dachpappe, die große Teile unerwünschter Stoffe enthalten kann, wird dagegen eine sehr viel größere Bohrung benötigt, um den Durchgang der unierwünschten Stoffe in dem Sumpf zu ermöglichen.

Die hierfür benötigten austauschbaren Hülsen müssen etwa Bohrungen von 14 bis 20· mm Durchmesser haben, und wenn gar keine Hülse eingesetzt ist, so kann etwa ein Durchmesser der Ventilbohrung von 30· mm zur Verfügung stehen. Ein solcher Austausch der Hülsen bei Verarbeitung einer neuen Papiermassensorte ist jedoch sehr umständlich, und die Änderungsmöglichkeiten für die Ventilbohrung sind durch die Zahl der verschiedenen vorhandenen· Hülsen'begrenzt. Da auißerdem im Falle der Verarbeitung von hochwertiger Papiermasse vorteilhafterweise eine Hülse von kleiner Bohrung verwendet wird und diese nicht nur die Menge guter Fasern, die in den Sumpf binuntergelangt, auf ein Minimum herabsetzen soll, sondern auch den. größten' Teil an unerwünschten Stoffen aus dem" Abscheider in den Sumpf eintreten lassen soll, so neigt die Hülse kleiner Bohrung sehr dazu, sich zu verstopfen¹, so daß die Wirksamkeit des Abscheiders dadurch unterbrochen wird. Wie schon im Hauptpatent.erwähnt wurde, haben Versuche ergeben, daß in der Praxis die beste Leistung des Abscheiders für sehr verschiedene Arbeitsbedingungen erreicht wird, wenn die unerwünschten Stoffe aus dem Abscheider im wesentliehen in dem Maße abgezogen werden, in dem sich diese Stoffe am Boden des Abscheiders absetzen. Das soll nicht heißen, daß überhaupt keine Ansammlung unerwünschter Stoffe am Boden des Abscheiders zulässig wäre. Im Gegenteil ist eine gewisse Ansammlung solcher Stoffe nicht zu beanstanden, vorausgesetzt, daß die Menge nicht übermäßig groß wird. Außerdem ist eine geringe Ansammlung von unerwünschten Stoffen am Boden des Abscheiders oder in einer am Boden des Abscheiders angeordneten Beobachtungskammer schon deshalb erwünscht, um, wie weiter unten noch angegeben wird, dem Bedienungsmann die Möglichkeit zu geben, die Menge der anfallenden Stoffe zu beobachten und danach die Entfernung dieser Stoffe durch eine selbsttätig arbeitende Abzugsvorrichtung, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, richtig zu steuern. Die Ansammlung unerwünschter Stoffe sollte zur Erzielung der besten Ergebnisse jedoch auf dem Minimum gehalten werden, das für solche Beobachtungen erforderlieh ist.

Gemäß der Erfindung wird ein selbsttätiges und kontinuierliches Entfernen der unerwünschten Stoffe durch eine im Boden des Abscheiders vorgesehene öffnung beträchtlicher Größe durch eine in ihrer Drehzahl regelbare Abzugsvorrichtung bewirkt. Die Abzugsvorrichtung kann so· der Art der zu verarbeitenden Papiermasse angepaßt und stets so geregelt werden, daß die Menge der durch sie aus dem, Abscheider entfernten unerwünschten Stoffe der Menge der durch den Abscheider aus der Masse abgeschiedenen Stoffe entspricht. Wie schon im Hauptpatent ausgeführt wurde, muß eine solche Abzugsvorrichtung so arbeiten, daß durch sie weder Luft in den Abscheider eintreten kann noch die Wirksamkeit des Abscheiders störende Strömungen hervorgerufen werden. Weitere Versuche haben gezeigt, daß ein weiteres Erfordernis darin besteht, daß durch die Abzugsvorrichtung keine Wasserverluste erfolgen) dürfen'. Wenn- nämlich Wasser ablaufen kann, so wird die Konzentration der unierwünschten Stoffe am Boden des Abscheiders mit der Zeit so hoch, daß die Abzugsvorrichtung nicht weiterarbeiten kann. Das würde zur Folge haben, daß die Maschine stillgesetzt und die An-Sammlung unerwünschter Stoffe auf andere Weise entfernt werden muß.

Demgemäß sieht die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines für die Aufbereitung von Papiermasse geeigneten Wirbelabscheiders der beschrie- no benen Art vor, das darin besteht, daß die unerwünschten Stoffe durch eine im· Boden des Abscheiders vorgesehene öffnung beträchtlicher Größe durch eine in ihrer Drehzahl regelbare und ständig einen dichten Abschluß bildende Abzugsvorrichtung kontinuierlich in einer Menge entfernt werden, die im wesentlichen der sich laufend in dem Abscheider absetzenden Menge unerwünschter Stoffe entspricht, wobei die Abzugsvorrichtung so arbeitet, daß weder Luft in den Abscheider eintreten kann noch die Wirksamkeit des Abscheiders störende Strömungen hervorgerufen werden¹. Zur Klarstellung sei schon hier erwähnt, daß die in dem Hauptpatent beschriebene Abzugsvorrichtung mit einer Förderschnecke das wesentliche Merkmal eines dichten Abschlusses nicht aufweist. Der nach dem, Verfahren gemäß der

vorliegenden Erfindung arbeitende Wirbelabscheider weist eine kontinuierlich arbeitende, mit dem Wirbelbehälter durch eine in seinem Boden vorgesehene öffnung beträchtlicher Größe verbundene Abzugsvorrichtung auf, die einen länglichen Stator und einen mit dem Stator einen wasserdichten Abschluß bildenden, in seiner Drehzahl regelbaren Rotor besitzt, der durch seine Drehung bewirkt, daß sich Flüssigkeit aus dem Abscheider durch die ίο Abzugsvorrichtung in der allgemeinen Richtung der Achse des Stators hindurchbewegt.

Es ist vorteilhaft, wenn/ der Stator als den Rotor

von außen umgebendes Gehäuse ausgebildet ist.

Auch empfiehlt es sich, entweder den Rotor¹ oder

t5 den Stator aus Gummi herzustellen. Dadurch wird eine sehr gute Abdichtung erreicht, da die Teile mit einer solchen Passung zusammengebaut werden können, daß die Gummiteile sogar etwas verformt werden, wenn sich der Rotor dreht, ohne daß da-

ao durch eine Drehung des Rotors gegenüber dem Stator verhindert wird.

Infolge des wasserdichten Abschlusses kann kein Leckwasser aus dem Abscheider austreten, abgesehen von dem Wasser, das die unerwünschten Stoffe in Suspension enthält und durch die Drehung des Rotors abgezogen wird. Unter normalen Verhältnissen neigen daher die unerwünschten) Stoffe nicht dazu, sich am Boden des Abscheiders so, festzusetzen, daß die Abzugsvorrichtung unwirksam wird. Außerdem kann die Menge der laufend von der Abzugsvorrichtung entfernten unerwünschten Stoffe durch Veränderung der Drehzahl des Rotors leicht der jeweils behandelten Papiermasse und der Menge der anfallenden¹ unerwünschten Stoffe angepaßt werden.

Die Abzugsvorrichtung kann unmittelbar an den normalerweise trichterförmig ausgebildeten unteren Teil des Wirbelbehälters angeschlossen werden oder unter Einschaltung eines besonderen Beobachtungsraumes. Der Teil des Behälters, aus dem die unerwünschten Stoffe durch die Abzugsvorrichtung entnommen werden, wird vorzugsweise durchsichtig ausgeführt oder mit einem, Fenster versehen, so daß der Bedienungsmann den Umfang der Ansammlung unerwünschter Stoffe beobachten und die Drehzahl des Rotors danach so einstellen kann, daß die unerwünschten Stoffe einen bestimmten Stand einhalten. Er wird die Drehzahl erhöhen, wenn dieser Stand unzulässig ansteigt, und sie vermindern, wenn er so- weit absinken will, daß gute Fasern durch die Abzugsvorrichtung mit austreten können.

Es ist jedoch nicht leicht, den Stand der unerwünschten Stoffe durch ein konisches oder teilweise konisches Fenster zu beobachten. Deshalb ist es vorteilhafter, wenn; zwischen den Wirbelbehälter und die Abzugsvorrichtung eine zylindrische, aus durchsichtigem Werkstoff bestehende oder mit einem durchsichtigen Fenster versehene Beobachtungskammer eingeschaltet ist, die gleichachsig mit dem Wirbelbehälter angeordnet ist und sich an die in dem Boden des Wirbelbehälters vorgesehene Öffnung anschließt. Diese Anordnung erleichtert nicht nur die Feststellung des Standes der unerwünschten, Stoffe, ,sondern hat außerdem noch den Vorteil, daß die Wirkung der Wirbel in dieser Kammer weniger bemerkbar ist, als in dem. unteren Teil des Abscheiders. Ein weiterer Vorteil der Anordnung einer Beobachtungskammer ist, daß es dadurch möglich ist, einen Wasserstrahl tangential in das untere Ende der Beobachtungskammer zu einem noch zu beschreibenden Zweck einzuführen:, ohne die eigentliche Tätigkeit des Abscheiders zu stören. In dem unteren Teil des Abscheiders könnte ein Wasserstrahl nicht ohne eine solche Störung eingeführt werden.

Die Beobachtungskammer soll keinen unnötig großen Durchmesser besitzen; sonst besteht nämlich die Gefahr, daß die Abzugsvorrichtung die darin angesammelten Stoffe nur aus dem mittleren Teil der Beobachtungskammer entnimmt, so· daß an den Wänden der Kammer ein höher bleibender Rand unerwünschter Stoffe verbleibt, der von dem Stand der unerwünschten Stoffe in der Beobachtungskammer ein falsches Bild gibt. Eine solche Neigung entsteht jedoch nicht, wenn der Querschnitt der Beobachtungskammer etwa ebenso groiß oder wenigstens nicht wesentlich größer ist als der Querschnitt der Bohrung des Stators der Abzugsvorrichtung.

Es ist auch vorteilhaft, wenn der Querschnitt der Beobachtungskammer im wesentlichen mit der im Boden des Wirbelbehälters vorgesehenen Öffnung übereinstimmt, damit keine unnötigen Ecken und Winkel entstehen.

Wird die Beobachtungskammer aus zwei oder mehreren durchsichtigen Zylindern: gebildet, so wählt man die lichte Weite der tiefer liegenden Zylinder vorzugsweise etwas größer als die des jeweils darüberliegenden Zylinders·, um jede Neigung zum Festsetzen· der unerwünschten Stoffe in der Beobachtungskammer auf ein Minimum herabzusetzen.

Wie schon erwähnt, ist es gut, eine genügende Ansammlung unerwünschter Stoffe in der Beobachtungskammer zuzulassen, um dem Bedienungsmann die Möglichkeit zu geben, den Stand dieser Stoffe zu erkennen und nach den' auftretenden Änderungen des Standes die Drehzahl der Abzugsvorrichtung einzuregeln. Würde man überhaupt keine Ansammlung zulassen, so< könnte die Abzugsvorrichtung unter Umständen zu schnell arbeiten und dadurch gute Fasern mit abführen, ohne daß der Bedienungsmann dies bemerkt. Jedoch soll die Ansammlung unerwünschter Stoffe in der Beobachtungskammer vorzugsweise so, gering gehalten werden, wie sich dies mit der Regelung der Drehzahl der Abzugsvorrichtung vereinbaren läßt und noch die Sicherheit dafür gibt, daß keine guten Fasern durch die Abzugsvorrichtung entfernt iao werden.

Trotz der Tatsache, daß die Abzugsvorrichtung' eine wasserdichte Abdichtung darstellt, kann doch von Zeit zu Zeit die Neigung bestehen, daß sich die unerwünschten Stoffe am Boden der Beobachtungskammer festsetzen, und zwar entweder infolge

Unachtsamkeit oder falscher Regelung seitens des Bedienungismannes oder infolge vorübergehender Zunahme des Anfalls unerwünschter Stoffe aus dem Abscheider in der Beobachtungskammer oder schließlich infolge der Tatsache, daß besonders schwer zu, behandelndes Material aufbereitet werden muß. Um solchen Zufälligkeiten begegnen zu können, ist es vorteilhaft, wenn am unteren Ende der Beobachtungskammer nahe dem Einlaß der

ίο Abzugsvorrichtung eine tangential in die Kammer einmündende, mit einem, Steuerventil versehene Wasserdüse vorgesehen· ist, durch die von Zeit zu Zeit ein Wasserstrahl eingeführt werden kann, der in solchen. Ausnahmefällen, in denen ein zu starkes Absetzen· unerwünschter Stoffe auftritt, diese etwas durcheinanderwirbelt.

Es wurde schon erwähnt, daß die Größe des Querschnitts der Beobachtungskammer wichtig ist und daß er dem Querschnitt des Stators der Abzugsvorrichtung nicht wesentlich überschreiten soll, da sonst die äußeren Schichten der unerwünschten Stoffe am den Wänden der Kammer stehenbleiben und ein falsches Bild von dem Stand der unerwünschten Stoffe in der Beobachtungskammer geben. Ebenso ist auch die Länge der Beobachtungskammer wichtig. Wie schon erwähnt, soll die Beobachtungskarnmier möglichst die Wirkung haben, die Wirbelgeschwindigkeit der durch die Abzugsvorrichtung zu, entfernenden Stoffe herabzusetzen.

Sie soll jedoch auch nicht zu lang sein, da sonst ein Stillstehen' und Absetzen schwerer unerwünschter Stoffe in solchem Maße auftritt, das eine geeignete Beobachtung des Inhalts der Beobachtungskammer nachteilig beeinflussen und ein gutes Arbeiten der Abzugsvorrichtung stören würde. Andererseits soll die Beobachtungskammer auch nicht zu kurz sein, da es sonst schwierig wäre, die Vorgänge innerhalb der Kammer zu erkennen.

Man kann aber eine Beobachtungskammer, die länger als jenes theoretische Ideal vom· Standpunkt der besten Wirbelgescbwindigkeit der durch die Abzugsvorrichtung zu entfernenden Stoffe ist, verwenden, wenn an einer oder mehreren auf die Länge der Kammer verteilten· Stellen tangential einmündende Wasserdüsen zur laufenden Zuführung von Wasser in die Beobachtungskammer vorgesehen sind, weil dadurch die sich sammelnden Stoffe wieder in Bewegung gesetzt werden. Auch können

durch die Stoißwirkung des eingebrachten Wassers die Zusammenballungen von mit Schmutzteilchen beladenen Fasern zerteilt werden, wodurch diese Fasern aus solchen Zusammenballungen wieder herausgelangen, und in den Abscheider zurückkehren können.

Die Abzugsvorrichtung ist vorzugsweise so· angeordnet, daß sie die die unerwünschten Stoffe enthaltende Flüssigkeit nach unten aus dem Abscheider oder der Beobachtungskammer abzieht, wozu/ der Stator der Abzugsvorrichtung gleichachsig mit dem Wirbelbehälter angeordnet wird. Doch kann sie in Abänderung davon die unerwünschten Stoffe auch in waagerechter Richtung vom Boden des Abscheiders oder der Beobachtungskammer abführen. Die Abzugsvorrichtung kann, außerdem vorzugsweise in Verbindung mit einem Wirbelabscheider verwendet werden, in dem, wie dies bekannt ist, unterhalb des Auslaßrohres eine Stauplatte vorgesehen ist, die den Wirbelbehälter in eine obere Wirbelkammer und eine darunterliegende Absetzkammer unterteilt und die die Aufgabe hat, die Flüssigkeitsströmung von der Wirbelkammer zu der Absetzkammer zu vermindern.

Als Abzugsvorrichtung dient vorzugsweise eine aus einem Rotor und einem Stator dienende Pumpe, wie sie unter dem Namen Mono~ oder Moyno-Pumpe bekannt ist. Bei einer solchen Pumpe läßt sich eine besonders gute Abdichtung des Rotors gegenüber dem Stator erreichen, insbesondere wenn der Stator aus Gummi und der Rotor aus Metall besteht und hierbei der Rotor mit einer solchen Passung in den Stator eingesetzt ist, daß er bei seiner Drehung Verformungen des Stators hervorruft.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine Seitenansicht und teilweisen Schnitt eines Wirbelabscheiders mit einer am unteren Ende des Wirbelbehälters angeordneten· Beobachtungs- go kammer und einer darunter vorgesehenen; Abzugsvorrichtung,

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht mit teilweisem Schnitt einer abgeänderten Ausführungsform, bei der sich die Abzugsvorrichtung unmittelbar an den Wirbelbehälter anschließt,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 in größerem· Maßstab,

Fig. 4, 5 und 6 waagerechte Schnitte nach den Linien IV-IV, V-V bzw. VI-VI der Fig. 3,

Fig. 7 einen Schnitt durch den unteren Teil einer abgeänderten Ausführungsform, bei der die Abzugsvorrichtung in waagerechter Richtung von dem unteren Ende der Beobachtungskammer abgeht,

Fig. 8 eine schematische Draufsicht auf mehrere Wirbelabschedder und den Antrieb ihrer Abzugsvorrichtungen durch einen gemeinsamen Motor,

Fig. 9 eine Seitenansicht nach der Linie IX-IX der Fig. 8,

Fig. 10 und 11 schematische Darstellungen der Arbeitsweise der Abzugsvorrichtung und

Fig. 12 bis 15 perspektivische Ansichten der teilweise aufgeschnittenen Abzugsvorrichtung in verschiedenen Stellungen des Rotors.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 3 besteht der Abscheider aus einem zylindrischen Wirbelbehälter 10 von etwa 150 mm lichter Weite und einem sich unten an ihn anschließenden trichterförmigen Teil 11. Der Wirbelbehälter weist an seinem oberen Ende einen tangentialen Einlaß 12 für die zu reinigende Papiermasse und ein zentrales Auslaßrohr 13 für die gereinigte Papiermasse auf, das in den· Wirbelbehälter 10 ein gutes Stück tiefer als das Einlaßrohr 12 herabreicht. Der Wirbelbehälter 10 ist durch eine Stauplatte 14 in eine

obere Wirbelkammer 15 und eine darunter befindliche Absetzkammer 16 unterteilt. Die Stauplatte 14 vermindert die Flüssigkeitsströmung von der Wirbelkammer 15 zu der Absetzkammer 16 durch den engen Ringspalt 17, der die Stauplatte umgibt. Diejenigen Stoffe, die aus der Absetzkammer 16 in eine Ringhülse 18 unterhalb der Stauplatte aufsteigen, können durch ein Auslaßrohr 19, das durch einen Hahn 20 gesteuert wird, zur weiteren Reinigung in einen Hilfsabscheider gelangen.

Im Gegensatz zu. einem bekannten Abscheider steht das trichterförmige untere Ende 11 der Absetzkammer nicht mit einem. Sumpf von großen Abmessungen in Verbindung, sondern mit einer zylindrischen· Beobachtungskammer, die gleichachsig mit dem Abscheider angeordnet ist und zwei übereinander angeordnete Zylinder 21,22 aus durchsichtigem Material aufweist. Der obere Zylinder 21 hat eine lichte Weite von etwa 30 mm und steht, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, mit einer annähernd gleichgroßen Bohrung 24 in dem Boden des trichterförmigen Teils 11 der Absetzkammer in Verbindung. In diese Bohrung ist ein Abschlußventil 23 eingebaut, das normalerweise geöffnet ist, so- daß es den Durchgang nicht behindert, aber geschlossen werden kann, um die Beobachtungskammer von dem Abscheider zu trennen.

Der untere durchsichtige Zylinder 22 hat eine etwas größere lichte Weite von etwa 35 bis 40. mm Durchmesser. Die Zylinder 21 und 22 sind durch einen Metallring 25 miteinander verbunden, in dem eine tangential einmündende Düse 26 (s. Fig. 4) vorgesehen ist, durch die Wasser laufend in die Beobachtungskammer eingeführt wird.

Die Abzugsvorrichtung, die später beschrieben wird, ist in einem unterhalb der Beobachtungskammer und gleichachsig mit dieser angeordneten Gehäuse 27 vorgesehen. Die durchsichtigen Zylinder 21 und 22 sind durch drei rundherum, angeordnete Metallsäulen 28 von äußeren Druckwirkungen entlastet. Die Säulen· sind mit Flanschen 29, 30 verbunden, die ihrerseits durch Bolzen 33, 34 mit unten am Abscheider und oben, an: dem Gehäuse 27 vorgesehenen Flanschen 31, 32 verschraubt sind.

In dem Flansch 30 ist ein Wasseranschluß 35 vorgesehen, von dem aus das Wasser durch eine Bohrung 36 in einer der Säulen 28 und ein Rohr 37 der in dem Ring 25 angeordneten tangentialen Düse 26 ununterbrochen zufließt. Die Menge des durch die Düse 26 fließenden Wassers wird durch ein einstellbares Nadelventil 38 (Fig. 4) geregelt und kann gegebenenfalls durch einen Hahn 39 vollständig abgesperrt werden.

Eine weitere, tangential einmündende Wasserdüse 40 (Fig. 5) ist am unteren Ende der Beobachtungskammer in dem Flansch 30 vorgesehen. Wie schon erwähnt, wird diese Düse nur gelegentlich zum Umrühren der unerwünschten Stoffe be^ nutzt, wenn sich diese in etwas zu starkem Maße in der Beobachtungskammer angesammelt haben. Die Düse 40 ist deshalb normalerweise von dem Wasseranschluß 35 durch ein Ventil 41 abgesperrt.

Der Abscheider gemäß Fig. 2 stimmt mit dem in Fig. ι dargestellten überein mit der Ausnahme, daß die Beobachtungskammer fortgelassen ist und das Gehäuse 27 der Abzugsvorrichtung unmittelbar mit dem trichterförmigen Teil 11 der Absetzkammer verbunden ist.

Auch hier ist das Gehäuse 27 der Abzugsvorrichtung wieder gleichachsig mit dem Abscheider vorgesehen. Dies ist jedoch nicht notwendig. In Fig. 7 ist beispielsweise eine Bauart gezeigt, bei der das Gehäuse 27 der Abzugsvorrichtung waagerecht liegt, d. h. also im rechten Winkel zu dem unteren Zylinder 22 der Beobachtungskammer. In diesem Falle ist eine bei 43 an dem Gehäuse 27 angelenkte Klappe 42 vorgesehen. Durch die von ihr abgeschlossene öffnung ist das Innere der Beobachtungskammer zugänglich.

In allen Ausführungsformen besteht die Abzugsvorrichtung aus einem Rotor 44 und einem Stator 45. Der Rotor 44 besteht aus Metall und stellt eine schraubenförmig gewundene Stange von durchgehend kreisförmigem Querschnitt dar. Die Mittelpunkte sämtlicher Querschnitte liegen auf einer Schraubenlinie, deren Radius als Exzentrizität e des Rotors bezeichnet wird. Fig. 10 zeigt eine Stirnansicht des Rotors 44, dessen Querschnittsfläche den Radius r besitzt und in der die durch die Querschnittsmittelpunkte gebildete Schraubenlinie durch den strichpunktierten Kreis 46 mit dem Radius e dargestellt ist. Der Kreis 47 umschreibt sämtliche mit dem Radius r um die Punkte des Kreises 46 geschlagenen! Kreise.

Der feststehend© Teil oder Stator 45 stellt ein Gummirohr, dar, dessen Bohrung über ihre gesamte Länge gleichbleibendem Querschnitt beisitzt. Dieser Querschnitt stellt eine Fläche dar, die durch zwei Halbkreise vom Radius r und zwei si© verbindende gemeinsame Tangenten umschrieben wird, wie dies aus Fig. 11 erkennbar ist, die eine Sti'rnansicht des Rotors und das Stators zeigt.. Die Mittelpunkte der beiden Halbkreise sind mit c und C₁ bezeichnet. Ihr Abstand bzw. die Länge der beiden Tangenten 1 ist viermal so* groß wie die Exzentrizität e_ des Rotors. Die Bohrung des Stators 45 ist ebenfalls schraubenförmig gewunden, so daß sie die Form eines zweigängigen Gewindes 49 (Fig. 12) besitzt, wobei die Steigung doppelt so groß wie die des Rotors ist. In einer solchen' Pumpe wird ein Abschluß zwischen dem Rotor 44 und der Bohrung 48 des Stators 45 entlang einer Schraubenlinie gebildet. Wird der Rotor 44 jedoch in Richtung der in Fig. 12 bis 15 eingezeichneten Pfeile gedreht, so wandert jeder Kreisquerschnitt des Rotors bei jeder Umdrehung. in dem - entsprechenden länglichen Querschnitt des Stators auf der geraden Mittellinie einmal hin und her. Aus Fig. 12 bis 15 erkennt mart, beispielsweise,., daß der Endquerschnitt des Rotors bei einer halben Umdrehung des Rotors von der obersten in die unterste Stellung innerhalb des Endquerschnitts der Bohrung 48 wandert...

Die Drehung wird dem Rotor 44 von einer Welle 50 aus erteilt (Fig. 3), die von einem in seiner Drehzahl regelbaren Motor angetrieben wird und

über Kegelräder 51, 52, eine Welle 53 und einen Lenker 54 mit dem Rotor 44 verbunden, ist. Der Lenker 54 ragt von unten in eine in dem Rotor vorgesehene Bohrung 55 hinein. Er ist mit dem Rotor durch einen Bolzen 57 und mit der Welle 53 durch einen senkrecht zu dem Bolzen 57 stehenden Bolzen 56 verbunden, der durch eine ballig ausgebildete Bohrung der Welle 53 hindurchgeht. Auf diese Weise kann der Lenker 54 den Bewegungen des Rotors 44 folgen. Die Getriebeteile 51, 52 sind durch einen Deckel 58 gegen· die aus der Abzugsvorrichtung austretenden unerwünschten Stoffe geschützt.

Der geradlinige Weg, den jeder Querschnitt des Rotors zurücklegt, ist mit der dem Rotor durch den Antriebsmechanismus erteilten Drehung um seine Achse verbunden, die in Fig. 11 durch den Pfeil X angegeben ist, und einer gleichzeitigen Drehbewegung der Rotorachse in der entgegengesetzten. Richtung, die durch den Pfeil Y angedeutet ist und durch den Eingriff des Rotors mit dem Stator hervorgerufen wird. Aus diesem Grunde muß der Rotor über das Kreuzgelenk 56, 57 angetrieben werden.

Bei der Drehung des Rotors wandert die die Abdichtung zwischen Rotor und Stator bildende Schraubenlinie laufend durch- den· Stator, wie dies aus Fig. 12 bis 15 ersichtlich ist, und erneuert sich an der Einlaßseite des Stators immer wieder selbsttätig. Auf diese Weise findet also trotz der ständigen Abdichtung eine ununterbrochene Entnahme der unerwünschten Stoffe statt.

Eine solche Abzugsvorrichtung nimmt die die unerwünschtein Stoffe enthaltend© Flüssigkeit aus dem Abscheider auf einem· schraubenförmigen, aber i'n der allgemeinem Richtung parallel zur Achse des Rotors liegenden Weg heraus. Die Wirkung ist also ähnlich der einer Schnecke, und es ergibt sich, daß nur durch eine solche Anordnung, bei der die die unerwünschten Stoffe enthaltende Flüssigkeit aus dem Abscheider in der allgemeinen Richtung parallel zur Rotorachse herausbewegt wird, im Gegensatz; zu einer solchem in Umf angsrichtung, wie es z. B. bei einem Rotor nach Art eines Schaufelrades der Fall ist, eine genügend wirksame Wasserabdichtung erreicht werden kann.

Die Abzugsvorrichtung dient dazu, die Flüssigkeit, die sonst nach unten aus dem Abscheider abfließen· würde, in dem Abscheider zurückzuhalten und erlaubt ihr bei der Drehung des Rotors den Austritt nur in abgemessener Menge, jedoch unter solchem Bedingungen, daß keine feststehenden' kleinen öffnungen durchlaufen werden müssen, die durch die unerwünschtem Stoff© verstopft werden könnten.

Oftmals ist es vorteilhaft, mehrere Wirbelabscheider nebeneinander vorzusehen. In solchem Falle kötinen die Abzugsvorrichtungen sämtlicher Abscheider von einer gemeinsamen) Welle 59

(s. Fig. 8 und 9) angetrieben· werden, und zwar jede durch einen Riemen 60, der mit einer von mehreren! Riemenscheiben 61 gekuppelt werden kann, um, der Welle 50 der Abzugsvorrichtung verschiedene Drehzahlen erteilen zu können. Die Welle wird von dem Elektromotor 63 über ein Regelgetriebe 64 und einen Riemen 62 angetrieben.

Claims (13)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zum Betrieb eines für die Aufbereitung und Reinigung von Papierstoff geeigneten, aus einem. Wirbelbehälter und einer unten an diesen angeschlossenen Abzugsvorrichtung für die sich absetzenden unerwünschten Stoffe bestehenden¹ Wirbelabscheider, bei dem die unerwünschten Stoffe durch eine im Boden des Wirbeibehalters vorgesehene Öffnung beträchtlicher Größe in solcher Weise abgezogen werden, daß weder Luft in den Abscheider eintreten kann noch die Wirksamkeit des Abscheiders störende Strömungen hervorgerufen werden, nach Patent 894 194, dadurch gekeimt zieichnet, daß die unerwünschten Stoffe durch eine in ihrer Drehzahl regelbare und ständig einen dichten Abschluß bildende Abzugsvorrichtung (44, 45) kontinuierlich in einer Menge entfernt werden, die im wesentlichen der sich laufend im Wirbelbehälter (10, 11) absetzenden Menge unerwünschter Stoffe entspricht.
2. 2. Wirbelabscheider zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Wirbelbehäl<ter und eimer unten an diesen angeschlossenen Abzugsvorrichtung für die sich absetzenden unerwünschten Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Wirbelbehälter (10, 11) durch eine öffnung (24) von beträchtlicher Größe in Verbindung stehende Abzugsvorrichtung einen länglichen Stator (45) und einen mit dem Stator einen wasserdichten Abschluß bildenden, in seiner Drehzahl regelbaren Rotor (44) aufweist, der durch seine Drehung bewirkt, daß sich die die unerwünschten Stoffe enthaltende Flüssigkeit aus dem Abscheider durch die Abzugsvorrichtung in der allgemeinen Richtung der Achse des Stators hindurchbewegt.
3. 3. Wirbelabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (45) als den Rotor (44) von außen umgebendes Gehäuse ausgebildet ist.
4. 4. Wirbelabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbehälter (10) an seinem unteren Ende trichterförmig ausgebildet und aus durchsichtigem Werkstoff hergestellt oder mit einem durchsichtigen Fenster versehen ist, wobei sich die Abzugsvorrichtung (44, 45) unmittelbar an das untere trichterförmige Ende (11) des Wirbelbehälters anschließt.
5. 5. Wirbelabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wirbelbehälter (10, 11) und die Abzugsvorrichtung (44,45) eine zylindrische, aus durchsichtigem Werkstoff bestehende oder mit einem durchsichtigen Fenster versehene! Beobachtungskammer(2i, 22) eingeschaltet' ist, die gleichachsig mit dem Wirbelbehälter angeordnet ist

   und sich an die in dem unteren Ende des Behälters vorgesehene Öffnung (24) anschließt.
6. 6. Wirbelabscheider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Stators

   (45) nicht wesentlich kleiner als der Querschnitt der Beobachtungskammer (pi, 22) ist.
7. 7. Wirbelabscheider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Beobachtungskammer (20, 21) im wesentlichen mit der im Boden des Wirbelbehälters (10, 11) vorgesehenen öffnung (24) übereinstimmt.
8. 8. Wirbelabscheider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Beobachtungskammer (20, 21) eine tangential einmündende, mit einem Steuerventil (41) versehene Wasserdüse (40) vorgesehen ist, um Wasser in die Beobachtungskammer einspritzen zu können, wenn; sich eine zu. große Menge unerwünschter Stoffe in ihr angesammelt hat.
9. 9. Wirbelabscheider nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an einer oder mehreren auf die Länge der Beobachtungskammer (20,21) verteilten Stellen tangential einmündende Düsen. (26) zur laufenden Zuführung von Wasser vorgesehen sind.
10. 10. Wirbelabscheider nach Anspruch 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (45) der Abzugsvorrichtung (44,45) gleichachsig mit dem Wirbelbehälter (10, 11) angeordnet ist.
11. 11. Wirbelabscheider nach einem, der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wirbelbehälter'(10, 11) unterhalb des Auslaßrohres (13) eine Stauplatte (14) vorgesehen ist, die den Behälter in eine obere Wirbelkammer (15) und eine untere Absetz.-kammer (16) unterteilt und die Flüssigkeitsströmung von der Wirbelkammer zu der Absetzkammer vermindert.
12. 12. Wirbelabscheider nach einem- der Anspruches bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (44) der Abzugsvorrichtung (44, 45) aus einem schraubenförmig gewundenen Körper kreisförmigen Querschnitts besteht, bei dem die Mittelpunkte sämtlicher Querschnitte auf einer Schraubenlinie (46) liegen, und der Stator (45) eine Bohrung (48) von über ihre gesamte Länge gleichbleibendem. Querschnitt aufweist, der durch zwei Halbkreise vom Radius (r) des-Rotors und zwei die Halbkreise miteinander verbindenden gemeinsamen Tangenten bestimmt wird, deren Länge viermal so groß wie der Radius (e) der genannten Schraubenlinie ist, wobei die Bohrung des Stators SO' verwunden ist, daß sie die Form eines doppelgängigen Gewindes mit der doppelten Steigung des Rotors besitzt.
13. 13. Wirbelabscheider nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (45) aus Gummi und der Rotor (44) aus Metall besteht und daß der Rotor, mit einer solchen¹ Passung in den Stator eingesetzt ist, daß er bei seiner Drehung Verformungen! des Stators hervorruft.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

    5637 11.53