-
Verfahren und Vorrichtung zum Sichten von Faserstoff-Suspensionen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sichten von
Faserstoff-Suspensionen, gemäß dem die Suspension ve:ranlaßt wird, über waagerecht
oder nahezu waagerecht angeordnete Siebplatten oder rotierende Siebe zu strömen,
welche derartige Öffnungen aufweisen, daß Fasern und Flüssigkeit hindurchgelassen,
zu große Teilchen dagegen zurückgehalten werden, und Suspensionsflüssigkeit der
Suspension zugeführt wird.
-
Wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, setzen sich die
Löcher des Siebes leicht zu, oft lediglich zu einem geringen Teil, aber selbst dann
sammeln sich die Fasern eine nach der anderen aus der mehr oder weniger geradlinig
dahinströmenden Suspension an, so daß dieselben Faseransammlungen bilden, welche
ihrerseits den Wirkungsgrad des Absiebvoriganges sowie die Leistung des Siebes noch
weiter herabsetzen.
-
Unter den früher gemachten Vorschlägen zur Beseitigung dieser Nachteile
sollen hier das schwingende Absieben mit pulsierenden Membranen und der Gebrauch
von Kratzern, welche über die Siebfläche bewegt werden, erwähnt werden. Ebenso sind
ferste oder in dar Längs- bzw. in der Querrichtung schwingende, gegen die Siebplatte,
insbesondere gegen deren Löcher, gerichtete Druckstrahlen vorgeschlagen und auch
in gewissem Umfange verwendet worden, da in Erwägung gezogen wurde, daß dadurch
der Durchgang der Fasern erleichtert und die Sieböffnungen rein gehalten, würden..
Trotz der verwendeten hohen Flüssigkeitsdrücke stieß
man doch überraschenderweise
auf große Schwierigkeiten infolge Zusetzens der Siebe.
-
Das wichtigste Ziel der vorliegenden Erfindung ist, Mittel zu schaffen,
um die Öffnungen der erwähnten Siebarten frei zu halten und dadurch den Wirkungsgrad
des Absiebvorganges sowie die Leistung der Siebe zu erhöhen. Ebenso ist es ein Ziel
der vorliegenden Erfindung, derartige Vorkehrungen auf einfache und billige Weise
zu treffen.
-
Diese Ziele und noch weitere Vorzüge, welche. aus der nachfolgenden
Beschreibung hervorgehen, erhält man gemäß der vorliegenden Erfindung und ganz im
Gegensatz zu dem erwähnten früheren Verfahren, indem man Hochdruckflüssigkeitsstrahlen
vermeidet und anstatt dessen die Suspensionsflüssigkeit längs der Siebplatten oder
Siebe gleichzeitig und praktisch gleichmäßig in Form mehrerer. Ströme zuführt, deren
hydrodynamischer Druck unter o,5 kg/cm2 liegt. Im Sinne der Erfindung geschieht
also die Zufuhr von Flüssigkeit von oben her in der Form von Strömen solcher Art,
insbesondere mit Bezug auf Querschnitt und hydrodynamische Kraft (je nach der Höhe
der Suspensionsschicht), daß die Flüssigkeitsströme nicht durch die Suspensicnsschicht
hindurchdringen, in keinem Falle mit einer solchen Kraft, daß ungenügend aufgeschlossene
Teilchen aufgespalten und/oder in irgendwelchem größeren Ausmaße in oder durch die
Öffnungen des Siebes gepreßt werden.
-
Ohne den Bereich der Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken,
sei hier als Erklärung für die gemäß der vorliegenden Erfindung erreichte wiesentlichste
Zunahme hinsichtlich Reinheit der Cellulosefaseraufsch,w-emmung und Siebleistung
erwähnt, d:aß bei den früher verwendeten Verfahren unter Benutzung von Druckstrahlen
Knoten, unaufgeschlossene Teilchen und sonstige Unreinheiten durch den starken Wasserdruck
zerkleinert wurden, so daß diese Verunreinigungen, anstatt als große Teilchen auf
der Siebplatte obenauf abzufließen, durch die Öffnungen des Siebes hindurchgedrückt
wurden und dadurch die Reinheit der Cellulosefaseraufschwemmung verdarben, oder
aber sie wurden in die Öffnungen gezwängt und verstopften dieselben, so daß die
Leistung herabgesetzt wurde. Die in die Öffnungen gezwängten Verunreinigungen stauten
auch tadellose Fasern zu Haufen auf und trugen damit dazu bei, den. Wirkungsgrad
noch weiter herabzusetzen.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird indessen vorgeschlagen, den
Druck der Strahlen so weit zu beschränken, daß die Gefahr der äbenerwähnten Zerkleinerung
der Teilchen und der Verstopfung des Siebes durch dieselben oder ihres Durchgangs
durch das Sieb vermieden oder fast auf Null herabgesetzt wird. Die Strahlen sollen
außer der Zufuhr des für das Absieben notwendigen Wassers lediglich für ein sachtes
und wirksames Rühren sorgen, so daß dies geradlinige Strömung praktisch vermieden
wird oder doch nur während kurzer Zeitspanien, wie z. B. von einer oder einigen
wenigen Sekunden, stattfinden kann. Dadurch wird die Flüssigkeit durch die Öffnungen
des Siebes hauptsächlich infolge der Schwerkraft und der gegebenenfalls anzubringenden
Saugvorrichtung, praktisch aber nicht durch den Einfiuß äußeren Drucks, wie z. B:
den von Hochdruckwasserstrahlen, hindurchgehen.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Beispiels näher erläutert,
jedoch ist sie dadurch selbstverständlich nicht in ihrem Bereich eingeschränkt.
-
Fig. i ist eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
des wesentlichen Teils einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, während
Fig.2 ein Querschnitt d1er Anordnung nach Fig. i gemäß der Schnittlinie II-II ist;
Fig. 3 zeigt ein Anschlußschema für das Zusammenwirken mehreirer Siebe.
-
In der Vorrichtung gemäß den Fig. i und 2 bezeichnet die Bezugsnummer
io die Siebplatte oder die Siebtafel, vorzugsweise mit Längsschlitzen i i oder sonstigen
Löchern versehen, um das völlig zerkleinerte Gut, d. h. also die Fasern, hindurchzulassen.
Auf jeder Seite der Siebplatte befindet sich eine aufrecht stehende Wandung 12 bzw.
13, die so angeordnet sind, daß sie einen Trog bilden, an dessen einem Ende die
Cellulosefaseraufschwemmung durch das links in der Fig. i dargestellte Rohr aufgegeben
wird. In einiger Entfernung mitten über der Siebplatte io befindet sich ein Spritzrohr
14, welches sich in der Längsrichtung des Siebes erstreckt, Das Rohr 14 ist drehbar
gelagert, und zwar teilm-eise in einem Rohr 15 und teilweise in Lagern 16 und 17.
Das Rohr 15 steht in Verbindung mit einem Behälter 18 für die Spritzflüssigkeit.
Im oberen Teil des Behälters 18 befindet sich ein Filterkasten i9 zum Filtrieren
der Spritzflüssigkeit, bevor dieselbe: in den Behälter i8 eintritt. Das Rohr 14
ist weiterhin mit einem Arm 2o versehen, welcher an demselben durch ein Verbindungsstück
21 befestigt ist. Das freie Ende des Armes 2o ist drehbar an eine Exzenterstange
22 angelemkt, welche den Arm in einer durch die gestrichelten Linien in Fg. 2 angedeuteten
Weise hin und her bewegt. Das Rohr 14 ist mit einer Reihe von Löchern 23 bzw. 24
versehen, welche in einer Reihe oder in mehreren Reihen oder auch unregelmäßig angeordnet
werden können. Die Löcher 23 und 24 gehen durch das Rohr hindurch und besitzen vorzugsweise
einen Durchmesser von 3 bis 4 min. Die Spritzflüssigkeit wird dann aus dem Rohr
über die Siebplatte in Form von Strahlen herausgespritzt. Wenn dann das Rohr 14
mitt°ls der Exzenterstange geschwenkt wird, streichen die Strahlen quer über die
Siebplatte. Die Löcher 23 stehen im rechten Winkel zu dem Rohr 14, und die durch
sie hindurchgehenden Strahlen l:ewegen sich daher in Ebenen senkrecht zu der Siebplatte.
Andererseits sind die Löcher 24 schräg angeordnet, und die durch sie hindurchgehenden
Strahlen bewegen sich daher in Ebenen, die mit der Oberfläche der Siebplatte spitze
Winkel bilden, wobei die Strahlen so gerichtet sind, daß sie die Strömung der Ce.llulosefaseraufschwemmung
in einer g
wissen Richtung über die Siebplatte erleichtern. Vorzugsweise
ist die Siebplatte nach einem Ende zu etwas geneigt, und da die Cellulosefaseraufschwemmung
am obersten Ende aufgegeben wird, hat sie die Neigung, von selbst längs der Siebplatte
herabzufließen. Diese Strömung wird bereits durch das Abspritzen erleichtert, mehr
noch, wenn die Strahlen, wie z. B. am Endteil der Siebplatte, schräg gerichtet sind.
Der Druck der Spritzflüssigkeit kann durch geeignete Regelung der Höhe der freien
Flüssigkeitsoberfläche im Behälter 18 variiert oder auch konstant gehalten werden.
-
Nach dem in Fig.3 gezeigten Anschlußschema für mehrere Siebplatten
werden drei Reihen von Siebplatten, jede Reihe aus drei hintereinandergeschalteten
Siebplatten 25, 26 und 27 bzw. 28, 29 und 30 bzw. 31, 32 und 33 bestehend,
gegenseitig nebeneinandergeschaltet und dann mit drei aufeinanderfolgenden Siebplatten
34, 35 und 36 hintereinandergeschaltet. Die Cellulosefaseraufschwemmung wird jeder
der Siebplatten 25, 28 und 31 zugeführt und fließt von diesen zu den Siebplatten
26 bzw. 29, 32 und weiter zu den Siebplatten 27 bzw. 3o bzw. 33, sammelt sich dann
auf der Siebplatte 34 und geht von dieser zu den Siebplatten 35 und 36. Die Spritzflüssigkeit
wird allen Siebplatten in der Form von Strahlen zugeführt. Die Strahlen der Siebplatten
25 bis 33 sind in Ebenen beweglich, die praktisch senkrecht zu der Oberfläche der
entsprechenden Siebplatte und zu der Strömungsrichtung der Cellulosefaseraufschwemmung
stehen, während die Strahlen der Siebplatten 34 bis 36 praktisch längs Kegelflächen
beweglich sind, so daß sie mit der Oberfläche dieser Siebplatten stets spitze Winkel
bilden. Die Strahlen drängen dann die Suspension in die Strömungsrichtung, wie sie
durch die Pfeile in der Zeichnung angedeutet ist. Der Gehalt dieses sich über die
Siebe bewegenden Fasergutes an Verunreinigungen nimmt natürlich allmählich zu, und
die Menge derselben ist daher auf den Siebplatten 34 bis 36 am größten. Daher genügt
das bloße Aufspritzen von Flüssigkeit nicht mit Sicherheit für die Fortbewegung
des Materials und das Absieben des wertvollen Anteils des Materials, was jedoch
durch die Schrägstellung der Strahlen ausgeglichen wird.
-
Die Spritzrah:re 14 müssen nicht gerade in der Längsachse der Siebe
angeordnet sein, sondern können auch eine andere Richtung haben, z. B. quer angeordnet
sein. Im letzteren Falle können zwei oder mehr Rohre parallel zueinander über jedem
Sieb angeordnet sein. Dabei muß indessen beachtet werden, daß die Richtung der Strahlen
nicht der normalen Strömungsrichtung der Cellulosefaseraufschwemmung entgegenwirkt.
Das abgesiebte wertvolle Material wird in bekannter Weise unterhalb der Siebe aufgefangen
und von dort in einen geeigneten Raum abgezogen. Unter den Siebplatten können auch
allgemein schwingende Kautschukmembranen od, dgl. zwecks abwechselnden Saugens und
Drückens angeordnet werden, um gutes Absieben zu erleichtern. Das dabei gebrauchte
Vakuum braucht nicht so hoch zu sein wie dasjenige,welches erforderlich ist, wenn
das vorliegende Verfahren nicht verwendet wird, weil ja im ersteren Falle die Lochungen
nicht verlegt werden.
-
Der Erfindungsgedanke wird natürlich nicht aufgegeben, falls die Siebplatten
an Stelle der Spritzrohre oder zusätzlich zu diesen beweglich sind.
-
Als Beispiel für den durch die vorliegende Erfindung zu erreichenden
Wirkungsgrad sollen hier einige Zahlen aus dem Betrieb einer Cellulosefabrik angegeben
werden, welchen ihren Betrieb vom dem früheren Verfahren auf das erfindungsgemäße
Verfahren umgestellt hat. Bei dem früheren Verfahren wurde das zum Absieben notwendige
Wasser über eine niedrige Wandung zugeführt, und das Durchrühren wurde mit Kratzern
ausgeführt, wohingegen bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise Wasserstrahlen quer
zu der Strömungsrichtung der Suspension hin und her geschwenkt wurden, wobei die
Strahlen einen Durchmesser von etwa 2 bis 4 mm hatten bei einem Wasserdruck von
etwa 2 m. Beim Absieben leicht gebleichter Sulfitcellulose nach dem alten Verfahren
erhielt man etwa z,1o bis 1,15 t je Stunde und eine sogenannte Punktzahl, das ist
die Anzahl der verunreinigenden Teilchen in dem fertigen Zellstoffbogen von etwa
1 m2 Fläche und einem Gewicht von etwa 6oo g je Quadratmeter, von 15 im Durchschnitt.
Nach Umstellung auf das erfindungsgemäße Verfahren erhielt man eine Stundenleistung
von 1,35 bis 1,50 t und manchmal sogar mehr sowie eine Punktzahl von 3 bis B. Es
ist zu bemerken, daß diese Verbesserung anhält und daß ein Reinigen der Siebplatten
fast überflüssig ist. Indessen sollte die Siebplatte gewaschen werden, um Harzablagerungen
usw. zu entfernen, z. B. vorzugsweise einmal wöchentlich bei der üblichen Wochenendstillegung.
Bei der Verwendung von Druckstrahlen erhält man zweifellos am ersten Tage oder in
den ersten Tagen eine gute Leistung, aber die Siebplatten müssen gründlich gereinigt
werden, und zwar mindestens nvei- oder dreimal wöchentlich, und niemals erhält man
dabei eine bemerkenswerte Verbesserung der Punktzahl.
-
Die obigen Ziffern zeigen also eine Zunahme der Siebleistung von etwa
20 bis 30°/o und eine Zunahme der Reinheit des Stoffes von gut 5o bis 6o%. Außerdem
wurde durch die ausgedehnte Ausschaltung des Reinigens, welches früher notwendig
war, eine beträchtliche Ersparnis an Arbeitsstunden erzielt. Weiterhin erhält man
infolge der Reinheit der Sieböffnungen den Vorteil, daß der Siebwiderstand konstant
wird und daß infolgedessen das Vakuum konstant und verhältnismäßig niedrig gehalten
werden kann, wodurch wiederum die Gefahr des Verlegens der Sieblöcher vermindert
wird.
-
Die Aufschlagkraft der zugeführten Flüssigkeit auf die Suspensionsschicht
kann der Höhe der besagten Schicht an:gep.aßt und um so. geringer gewählt werden,
je dünner die Schicht ist. In der a11-gemeinen Praxis wird es gewöhnlich vorteilhaft
sein, einen Druck von etwa 0,2 kg/cm2 zu verwenden, entsprechend etwa :2 m Wassersäule,
jedoch ist er auch abhängig von dem Querschnitt des auf die flüssige Schicht auftretenden
Flüssigkeitsstromes
und kann im allgemeinen um so größer sein.,
je geringer der Querschnitt ist, d. h. also je dünner die Strahlen sind. Dieser
Querschnitt kann mit Vorteil längs der Siebbahn abwechselnd, und zwar so, daß der
größere Querschnitt, z. B. von 3 bis q. mm Durchmesser, zu Beginn auftritt, wo;
die Cellulosefaseraufschwemmung dick und die Schicht höher ist, die kleineren Querschnitte
dagegen, beispi!elsweise von 2 bis 3 mm Durchmesser, am Ende vorkommen, wo die Konzentration
der Cellulose£aseraufschwemmung geringer und die Schicht dünner ist.
-
Das wesentliche Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist, daß die
von oben zugeführte flüssige Masse nicht durch die Suspensionsschicht hindurchdringen
sollte oder, mit anderen Worten, keinen zu hohen Druck auf das eigentliche Siebelement
ausübt. Der auf das letztere ausgeübte Druck sollte erheblich geringer sein als
der besagte Aufschlagdruck, vorzugsweise weniger als die Hälfte davon, z. B. 1/10
b13 1/50 desselben, je nach der Höhe des Aufschlagdruckes. Im absoluten Maß sollte
der besagte Bodendruck, der in geeigneter Weise in einer praktisch ruhenden flüssigen
Schicht gem.essenwird, nicht über o,2 kg/cm2 hinausgehen.
-
Das Verfahren zur Zuführung der Flüssigkeit kann innerhalb des Bereiches
der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Einzelheiten beträchtlich geändert werden.
So kann man z. B. die Flüssigkeit als Regen in Tropfenform niederfallen lassen oder
in der- Form von Strahlen, die praktisch gleichmäßig über die Siebfläche verteilt
werden. Zu diesem Zweck kann ein Behälter mit Öffnungen zum Durchlassen der Flüssigkeit
über dem Siebelement angeordnet werden. Vorzugsweise wird indessen die Flüssigkeit
in der Form von Strahlen zugeführt, welche zweckmäßig über das Siebelement hin und
her geschwenkt werden, und zwar quer zu der Strömungsrichtung der Suspension und
vorzugsweise etwas schräg zu jener Richtung, um die Strömung der Suspension zu unterstützen.
Durch die Bewegung der Strahlen, insbesondere in der Querrichtung, wird der Suspension
eine gewisse wogende Bewegung erteilt, welche nicht nur das gewünschte Durchrühren
begünstigt, sondern auch dazu beiträgt, den Druck der Strahlen auf das Siebelement
herabzusetzen.
-
Ein bevorzugtes Mittel für die Zuführung der Flüssigkeit ist die Verwendung
eines mit Bohrungen versehenen Rohres, welches längs zu der Strömungsrichtung der
Suspension angeordnet wird.
-
Durch angemessene Bemessung und Verteilung der Löcher wie auch die
zweckmäßige Anordnung des Rohres ist es selbst bei einem festen Rohr möglich, eine
gleichmäßige oder praktisch gleichmäßige Bewässerung der Siebfläche zu erreichen.
Indessen ist es vorzuziehen, das Rohr drehbar um seine Achse anzuordnen und es mit
einer Längsreihe von Löchern oder besser noch zwei oder mehr Längsreihen von Löchern
zu versehen. Im ersten Falle muß die Drehung des Rohres für die einzelne Reihe von
Löchern groß genug sein, damit die Strahlen die ganze Breite der Siebfläche bestreichen
können, während im anderen Falle die Drehung erheblich weniger betragen kann; bei
günstigem Winkelabstand zwischen den Lochreihen mit Bezug auf die Achse des Rohres
kann die Drehung auf die Hälfte oder noch weniger derjenigen des ersten Falles herabgesetzt
werden. Der Winkelabstand im Falle von zwei Lochreihen sollte zwischen 30 und 9o°,
vorzug&&cveise zwischen 40 und So", z. B. ungefähr 6o°, sein.
-
Die Flüssigkeit kann auch mittels Verteilermundstücken zugeführt werden,
welche von denn Typ sein können, bei dem der Flüssigkeit durch rotierrende Elemente
oder durch die besondere Formgebung des Mundstückes eine rotierende Bewegung erteilt
wird.
-
Um einen angemessenen Aufschlagdruck zu erhalten, ist es zweckmäßig,
die Flüssigkeit der Verteilvorrichtung oder dem Zufuhrelement durch eine Leitung
zuzuführen, welche gegenüber der umgebenden Atmosphäre geöffnet und in angemessener
Höhe über der Oberfläche der Suspension angeordnet ist, so daß die Flüssigkeit die
Löcher des Zufuhrelements durch den Druck ihres eigenen Gewichts verläßt. Die freie
Öffnung der besagten Leitung soll weniger als 5 m, z. B. ungefähr z bis 3 m über
der Oberfläche der Suspension liegen.
-
Obwohl die vorliegendeErfindung hierin genauer in ihrer Anwendung
auf ebene Siebe beschrieben worden ist, ist sie dennoch nicht auf derartige Siebe
beschränkt, sondern kann auch in Verbin: dung mit anderen Arten von Sieben, wie
z. B.. rotierenden Sieben, verwendet werden.