EP0427802B1

EP0427802B1 - Gerät zum sortieren und entstippen von fasersuspensionen

Info

Publication number: EP0427802B1
Application number: EP90903349A
Authority: EP
Inventors: Hagen Hutzler; Erich Czerwoniak
Original assignee: Hermann Finckh Maschinenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Voith Finckh Fiber Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1989-02-18
Filing date: 1990-02-07
Publication date: 1993-08-04
Anticipated expiration: 2010-02-07
Also published as: DE59002193D1; CA2027564A1; WO1990009480A1; DE3904960A1; EP0427802A1

Abstract

Gerät zum Sortieren und Entstippen von Fasersuspensionen mit einem in einem Gehäuse mit horizontaler Achse drehbar gelagerten Rotor, welcher in einer einlaßseitigen ersten Rotorzone mit Mitnahmeelementen zum Auszentrifugieren spezifisch schwerer Schmutzteile versehen ist, stromabwärts von einem Siebzylinder umgeben wird und gleichfalls mit Mitnahmeelementen für die Fasersuspension versehen ist, mit deren Hilfe in einer zweiten Rotorzone entstippt und sortiert, in einer dritten Zone unter Waschwasserzugabe Fasern aus dem Spuckstoff ausgewaschen und in einer vierten Zone der Spuckstoff entwässert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Sortieren und Entstippen von Fasersuspensionen, und zwar insbesondere einen sogenannten drucklosen Sortierer für stark verschmutzte Fasersuspensionen, wie sie als Spuckstoff aus den verschiedensten Sortiersystemen anfallen.
Bekannte offene Sortiergeräte, wie z.B. Vibrationssortierer, wie sie oft als Endstufe in einer mehrstufigen Sortieranlage eingesetzt werden, führen in der Regel nicht zu einem stark entwässerten Spuckstoff und haben außerdem relativ hohe Verluste an im Spuckstoff verbleibenden, brauchbaren Fasern zur Folge. Die hohen, mit dem Deponieren des Spuckstoffs verbundenen Kostei, vor allem aber die Forderung nach einem hohen Trockengehalt des Spuckstoffs, zwingen deshalb oft zur Anschaffung von zusätzlichen Geräten, wie Kolbenpressen und Schneckenverdichtern, zur weiteren Entwässerung des Spuckstoffs in einer Papierfabrik.
Bekannte Sortiergeräte mit einem Rotor unterliegen aber bei Aufarbeiten stark verschmutzter Fasersuspensionen einem hohen Verschleiß, sofern ihnen nicht ein Gerät zur Abscheidung spezifisch schwerer Schmutzteile vorgeschaltet wird. In diesen Geräten wirken nämlich die spezifisch schweren Schmutzteilchen zwischen Rotor und Sieb stark abrasiv.
Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Sortiergerät zu schaffen, welches sich auch für die Verarbeitung stark verschmutzter Fasersuspensionen eignet und die Forderung nach einem möglichst faserfreien Spuckstoff hohen Trockengehalts erfüllt.
Ein Sortiergerät, in dem der Stippengehalt der zu verarbeitenden Fasersuspension vermindert wird und das einen Spuckstoff relativ hohen Trockengehalts ergeben soll, ist aus der EP-0 235 605-A2 bekannt. Dieses Sortiergerät besitzt ein einen Rotor mit liegender Achse umgebendes Gehäuse mit einem einlaßseitigen Gehäuseteil größeren und einem auslaßseitigen Gehäuseteil kleineren Durchmessers. Im einlaßseitigen Gehäuseteil besitzt der Rotor eine erste Rotorzone, die als Laufrad verhältnismäßig großen Durchmessers ausgebildet ist und ein Entstippen bewirken soll, während eine zweite, im auslaßseitigen Gehäuseteil befindliche Rotorzone als Zylinder wesentlich kleineren Durchmessers ausgebildet ist und von einem zylindrischen Sieb umgeben wird, welches vom Gutstoff und dem größten Teil des Wassers passiert wird, um so einen verhältnismäßig trockenen Spuckstoff zu erzeugen. Auf der dem auslaßseitigen Gehäuseteil kleineren Durchmessers gegenüberliegenden Seite des Laufrads befindet sich eine Siebplatte, und zwar in ganz geringem axialem Abstand vom Laufrad, an die sich ein mit einem Gutstoffauslaß versehener Gutstoffraum anschließt. Wird dieses bekannte Gerät für die Aufarbeitung von aus gemischtem Altpapier gewonnen Fasersuspensionen verwendet, soll es für die letzte Stufe des Sortiervorgangs eingesetzt werden. Würde es die erste Stufe des Sortiervorgangs bilden, hätten in der Fasersuspension enthaltene Schmutzteile, wie Sand und Metallteile, einen raschen Verschleiß des Laufrads, der Siebplatte, der am Umfang der zweiten Rotorzone angeordneten Flügel und des die zweite Rotorzone umgebenden zylindrischen Siebs zur Folge.
Aus der DE-26 11 886-B der Anmelderin ist ein Gerät zum Sortieren und Entstippen von Fasersuspensionen bekannt, das ein einen mit liegender Achse angeordneten Rotor umgebendes Gehäuse besitzt, welches in einem vorderen Gehäuseendbereich einen Einlaß für die zu verarbeitende Fasersuspension, in einem mittleren Bereich unten einen Gutstoffauslaß für die sortierte Fasersuspension und in einem hinteren Gehäuseendbereich unten einen Spuckstoffauslaß aufweist. Der Rotor hat die Gestalt eines hohlen, ungefähr tonnenförmigen, rotationssymmetrischen Körpers und weist drei in Richtung der Rotorachse hintereinanderliegende Zonen auf, nämlich eine einlaßseitige erste Rotorzone, eine mittlere, zweite Rotorzone und eine auslaßseitige dritte Rotorzone. In der ersten und der dritten Rotorzone sind am Rotorumfang stegartige Beschleunigerleisten befestigt, um die Fasersuspension in Umfangsrichtung zu beschleunigen, während die zweite Rotorzone am Umfang mit in axialer Richtung verlaufenden Rippen versehen ist, die derart gestaltet sind, daß sie zusammen mit einem den Rotor in geringem radialem Abstand umfassenden Siebzylinder eine entstippende Wirkung entfalten. Zusammen mit diesem Siebzylinder bewirkt die erste Rotorzone ein Entwässern der Fasersuspension bei gleichzeitiger Absonderung von Gutstoff, d. h. bei der ersten Rotorzone handelt es sich um eine Sortier- und Entwässerungszone, die zweite Rotorzone bewirkt, wie bereits erwährt, ein Entstippen der Fasersuspension, und im Ringraum zwischen dritter Rotorzone und Siebzylinder werden noch brauchbare Fasern aus dem Spuckstoff ausgewaschen und aussortiert, wozu in radialer Richtung von außen ein Verdünnungswasserzulauf auf den Siebzylinder gerichtet ist. Hinter dem Rotor verläßt der Spuckstoff das Gerätegehäuse durch den bereits erwähnten Spuckstoffauslaß.
Wird mit diesem bekannten Gerät eine aus gemischtem Altpapier gewonnene Fasersuspension sortiert und entstippt, so führen Sand, Metallteilchen und dgl. zu starken Verschleißerscheinungen am Siebzylinder und an den am Rotorumfang befestigten Beschleuniger- und Entstippungsrippen. Des weiteren liefert dieses bekannte Gerät einen unerwünscht dünnen Spuckstoff, weil in der dritten .Rotorzone mit Verdünnungswasser die noch brauchbaren Fasern aus dem Spuckstoff ausgewaschen werden. Durch dieses bekannte Gerät ließ sich deshalb die vorstehend erwähnte Aufgabe nicht lösen.
Ausgehend von einem Gerät der Gattung, wie es durch die DE-26 11 886-B bekannt geworden ist, d. h. von einem Gerät zum Sortieren und Entstippen von Fasersuspensionen, das ein Gehäuse besitzt, welches in einem vorderen Gehäuseendbereich einen Einlaß für die zu verarbeitende Fasersuspension, ferner einen Gutstoffauslaß für die sortierte Fasersuspension sowie einen Spuckstoffauslaß aufweist und in dem ein Rotor mit liegender Achse drehbar gelagert ist, welcher mehrere, von Ringräumen unterschiedlicher Funktion umgebene, in Richtung der Rotorachse hintereinander liegende Zonen aufweist, von denen eine einlaßseitige erste Rotorzone und eine letzte, dem an einem hinteren Gehäuseendbereich angeordneten Spuckstoffauslaß zugewandte Rotorzone am Umfang mit Mitnahmeelementen für die Fasersuspension versehen sind, die letzte Rotorzone von einem ringförmigen Sieb umgeben ist und eine stromaufwärts dieser letzten Rotorzone liegende Entstippungs-Rotorzone ein Entstippen bewirkende Erhebungen aufweist, wobei sich zwischen der ersten und der letzten Rotorzone eine von einem ringförmigen Sieb umgebene weitere Rotorzone befindet, läßt sich die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch lösen, daß die erste Rotorzone von einer ringförmigen Gehäusewand umgeben ist, in welche von unten ein Auslaß für spezifisch schwere Schmutzteilchen mündet, und daß die letzte Rotorzone als Spuckstoff-Eindickzone und die weitere Rotorzone als Sortierzone ausgebildet sind. Da bei dem erfindungsgemäßen Gerät kein die erste Rotorzone umgebendes Sieb vorgesehen werden muß, ja vielmehr Ausführungsformen bevorzugt werden, bei denen die erste Rotorzone von der Gehäusewand umgeben wird, die bis auf den oben angeordneten Einlaß für die zu verarbeitende Fasersuspension und die Mündung des Schwerschmutzauslasses geschlossen ist, werden in dem erfindungsgemäßen Gerät die spezifisch schweren Schmutzteilchen aus der Fasersuspension abzentrifugiert, ehe sie zu einem Verschleiß an einem Sieb und den vom Sieb umschlossenen Rotorteilen führen können; die vom Rotor in schnellen Umlauf versetzte Fasersuspension schleudert die schweren Schmutzteilchen an die Gehäusewand, wo sie an dieser Wand entlang nach unten gleiten und dort in den Auslaß für die spezifisch schweren Schmutzteilchen gelangen. Erst dann wird in dem erfindungsgemäßen Gerät die Fasersuspension entstippt und sortiert, wobei es als besonderer Vorteil anzusehen ist, daß die Vorgänge des Sortierens und Eindickens nicht im gleichen Bereich des Geräts ablaufen, weil man nämlich in der Sortierzone das Sieb zweckmäßigerweise mit Spülwasser beaufschlagt, um das Sieb zu reinigen und brauchbare Fasern auszuwaschen, während bei dem erfindungsgemäßen Gerät die Spuckstoff-Eindickzone keine Spül- bzw. Waschwasser-Zufuhrvorrichtung aufweisen muß.
Bei einem gattungsfremden Gerät zum Sortieren und Auswaschen einer Fasersuspension sowie zum Eindicken des Spuckstoffs (DE-28 50 385-B) wird ein mit nahezu liegender Achse angeordneter Rotor über seine ganze Länge von einem Siebzylinder umgeben; am einen Ende des gleichfalls mit nahezu liegender Achse angeordneten und ungefähr zylindrisch ausgebildeten Gerätegehäuses ist ein Einlaß für die zu verarbeitende Fasersuspension vorgesehen, außerhalb des Siebzylinders befindet sich ein Auslaß für den Gutstoff und am anderen Ende des Gerätegehäuses ist ein Spuckstoffauslaß vorgesehen. Eine einlaßseitige erste Rotorzone ist mit Beschleunigungsflügeln für die Fasersuspension versehen, eine zweite Rotorzone mit die Fasersuspension in axialer Richtung fördernden Transportflügeln und eine dritte Rotorzone mit am Rotorumfang angeordneten Schleuderflügeln. Die erste Rotorzone dient dem Sortieren der Fasersuspension, die zweite dem Auswaschen der Fasersuspension (vermittels im Rotormantel vorgesehener Waschwasser-Auslaßöffnungen), und in der dritten Rotorzone wird der Spuckstoff entwässert. Dieses bekannte Gerät ist deshalb gattungsfremd, weil es sich nicht um ein Entstippungsgerät handelt. Des weiteren löst es die gestellte Aufgabe nicht, weil es keine Mittel zum Entfernen spezifisch schwerer Schmutzteilchen, ehe die Fasersuspension in einen Ringraum zwischen einem Rotor und einem Sieb eintritt, aufweist.
Bei einem weiteren gattungsfremden Gerät (DE-38 20 366-A), in dem die Fasersuspension gleichfalls nicht entstippt wird, handelt es sich um ein Gerät für die Zellstoffsortierung, welches in einem mit liegender Achse angeordneten, ungefähr kreiszylindrischen Gehäuse einen konzentrisch zum Gehäuse angeordneten Rotor aufweist. Die zu verarbeitende Fasersuspension wird am einen Gehäuseende achsparallel in das Gerät eingeleitet,und zwar in eine Kammer, die von der am Umfang geschlossenen Gehäusewand gebildet wird. In dieser Kammer befindet sich eine als Zahnscheibe ausgebildete erste Rotorzone, an die sich eine zweite, kreiszylindrische Rotorzone anschließt, die unmittelbar hinter der Zahnscheibe mit einer Gehäusetrennwand einen schmalen Ringspalt bildet, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Zahnscheibe. Auf die zweite Rotorzone sind rippenartige, in axialer Richtung verlaufende Flügel aufgesetzt. Ein einlaßseitiger erster Bereich der zweiten Rotorzone wird von einem als Sieb ausgebildeten Bereich der Gehäusewand umgeben, so daß in diesem Bereich die Fasersuspension sortiert wird, während ein vom Geräteeinlaß abgewandter zweiter Bereich der zweiten Rotorzone von einem geschlossenen Bereich der Gehäusewand umgeben wird, in die von oben ein Spuckstoffauslaß mündet. Im Bereich des Siebs führt ein Verdünnungswasseranschluß durch das Sieb hindurch. Die Zahnscheibe soll so ausgebildet sein, daß unerwünschte feste Schmutzteile durch die Zahnscheibe angeschlagen und in radialer Richtung nach außen sowie in Richtung auf den Geräteeinlaß zurückgeschleudert werden, um so die Schmutzteilchen daran zu hindern, in den hinter der Zahnscheibe liegenden Ringspalt einzutreten. In der DE-38 20 366-A wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der Hauptteil der in der Fasersuspension auftretenden Verunreinigungen durch das Gerät hindurchgeht und dieses mit dem Spuckstoff verläßt. Des weiteren besitzt dieses bekannte Gerät keine Spuckstoff-Eindickzone. Zusammenfassend kann gesagt werden, daß es undenkbar ist, mit diesem bekannten Gerät aus hochverschmutztem, gemischtem Altpapier gewonnene Fasersuspensionen zu bearbeiten.
Es liegt auf der Hand, daß die verschiedenen Rotorzonen nicht notwendigerweise von ein und demselben Rotor gebildet werden müssen. Ferner kann sich vor der ersten Rotorzone auch noch eine weitere Rotorzone befinden, z.B. eine solche ohne Mitnahmeelemente für die Fasersuspension.
Zweckmäßigerweise wird das erfindungsgemäße Gerät so ausgebildet, daß alle Rotorzonen von einem einzigen, trommelförmigen Rotor und alle Siebe von einem rotationssymmetrischen Siebkorb gebildet werden. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß aus der DE-AS 26 11 886 der Anmelderin ein Gerät zum Sortieren, Entstippen und Nachsortieren einer Fasersuspension bekanntgeworden ist, das in einem Gehäuse mit einem kreiszylindrischen Sieb einen mit liegender Achse angeordneten, trommelförmigen Rotor besitzt. Am einen Ende des Gehäuses ist ein Einlaß für die zu verarbeitende Fasersuspension vorgesehen, am anderen Ende ein Spuckstoffauslaß, und dazwischen besitzt das Gehäuse unten einen Gutstoffauslaß und oben, dem Spuckstoffauslaß benachbart, einen Verdünnungswasseranschluß. Der Rotor ist an seinem Umfang in einer ersten und einer dritten, dem Einlaß bzw. dem Spuckstoffauslaß benachbarten Rotorzone mit parallel zur Rotorachse verlaufenden, leistenartigen Mitnehmerelementen für die Fasersuspension versehen,und in einer zweiten, zwischen der ersten und der dritten Rotorzone angeordneten Rotorzone trägt er an seinem Umfang einen zahnradartigen Reif, dessen Zähne das Entstippen der Fasersuspension bewirken. Bei diesem bekannten Gerät gelangen also alle Schmutzteilchen, und zwar auch die spezifisch schweren, welche einen starken Verschleiß bewirken, zwischen den Rotor und den Siebzylinder, und der das Gerät verlassende Spuckstoff enthält infolge des Verdünnungswassereinlasses im Bereich der dritten Rotorzone verhältnismäßig viel Wasser.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts ist zwischen der Sortierzone und der Spuckstoff-Eindickzone eine als Faserauswaschzone ausgebildete Rotorzone vorgesehen, welche von einem ringförmigen Sieb umgeben wird und der ein gegen den Rotor gerichteter Waschwassereinlaß zugeordnet ist. In dieser Zone werden die brauchbaren Fasern aus der entstippten Fasersuspension ausgewaschen und passieren als Gutstoff das diese Rotorzone umgebende Sieb, so daß der das Gerät verlassende Spuckstoff weitgehendst faserfrei ist.
Da es sich bei dem erfindungsgemäßen Gerät vorzugsweise um ein druckloses Sortiergerät handelt, empfiehlt es sich, den Rotor in der Sortierzone bzw. in der Faserauswaschzone an seinem Umfang mit Mitnahmelementen für die Fasersuspension zu versehen, welche die letztere gegen das jeweilige Sieb drängen. Werden diese Mitnahmeelemente scharfkantig ausgebildet, so haben sie außerdem einen Entstippungseffekt zur Folge, und in der Faserauswaschzone begünstigen sie das Verteilen des Waschwassers und das Auswaschen der brauchbaren Fasern aus dem Spuckstoff.
Besonders wirksam sind die Mitnahmelemente dann, wenn sie als flügelartig vom Rotorumfang abstehende Stege oder Bleche ausgebildet sind.
Da der Vorgang des Entstippens bzw. Zerfaserns nichtaufgelöster Faserzusammenballungen im wesentlichen zwischen den Erhebungen am Rotorumfang und den Kanten der Sieböffnungen stattfindet und auf eine Prall- und Scherbeanspruchung der Faserzusammenballungen zurückzuführen ist, hängt der Entstippungseffekt wesentlich vom radialen Abstand der Erhebungen bzw. Stege vom jeweiligen Sieb ab. Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Geräts beträgt der radiale Abstand der Stege vom jeweiligen Sieb ca. 1/2 bis ca. 5 mm und vorzugsweise 1/2 bis ca. 1 mm. Besonders vorteilhaft sind Ausführungsformen, bei denen die Stege in ihrer Höhe zum Rotorumfang einstellbar sind.
Um die Absonderung der spezifisch schweren Schmutzteilchen mit möglichst geringem Energieaufwand zu bewerkstelligen - die zu verarbeitende Fasersuspension fließt in das Gerätegehäuse mit einer gewissen geodätischen Zulaufhöhe ein, die insbesondere 1 bis 4 m WS beträgt -, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Gehäuseeinlaß für die zu verarbeitende Fasersuspension ungefähr tangential ausgerichtet und der Rotor in Richtung der Einlaßströmung antreibbar, so daß schon die Einlaßströmung zu einer rotatorischen Strömung der Fasersuspension zwischen Rotor und Gehäusewand führt.Bei entsprechender Ausbildung und Anordnung der Mitnahmeelemente der ersten Rotorzone sowie des sich an letztere anschließenden Ringraums zwischen der Sortierzone und dem diese umgebenden Sieb läßt sich erfindungsgemäß erreichen, daß spezifisch schwere Schmutzteilchen im wesentlichen nicht mit den Mitnahmeelementen der ersten Rotorzone in Berührung kommen und daß die Fasersuspension im wesentlichen ungehindert in den genannten Ringraum eintreten kann, weitere Merkmale, durch die sich das erfindungsgemäße Gerät ganz wesentlich von dem bekannten, gattungsfremden Gerät nach der DE-38 20 366-A unterscheidet.
Grundsätzlich wäre es denkbar, die das Entstippen bewirkende Rotorzone mit einer geschlossenen Wand zu umgeben, die z.B. den Entstippungsvorgang fördernde Vorsprünge aufweist. Aufgrund des vorstehend geschilderten Entstippungsmechanismus weisen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Geräts jedoch ein die Entstippungs-Rotorzone umgebendes ringförmiges Sieb auf, so daß in derselben Zone entstippt und sortiert werden kann.
Da sich ohne besondere Maßnahmen an der Zulaufseite der Siebe vliesartige Faseransammlungen bilden, die den Sortiereffekt behindern, empfiehlt es sich, die am Rotor angeordneten Mitnahmeelemente möglichst nahe an dem betreffenden Sieb umlaufen zu lassen. Eine weitere Maßnahme, ein Zusetzen der Sieböffnungen zu verhindern, besteht darin, dem Sieb der Sortierzone Spülwassereinlässe zuzuordnen, um die Sieböffnungen zu reinigen.
Die verschiedenen Siebe können Sieböffnungen gleicher Größe und Form haben. Vorteilhafter ist es aber, das Sieb der Sortierzone mit feineren Sieböffnungen zu versehen als das Sieb der Faserauswaschzone, um einerseits zunächst einen Gutstoff möglichst hoher Qualität zu erlangen und andererseits in der Auswaschzone möglichst alle brauchbaren Fasern durch das Sieb hindurchzuführen. Wenn es schließlich darum geht, den Spuckstoff einzudicken, d.h. diesem nur Wasser zu entziehen, können wieder feinere Sieböffnungen verwender werden, so daß bei einer bevorzugten Ausführungsform das Sieb der Spuckstoff-Eindickzone feinere Sieböffnungen besitzt als das Sieb der Faserauswaschzone.
Die Aufenthaltsdauer der zu verarbeitenden Fasersuspension in den verschiedenen Zonen des Geräts hängt von der Zulaufmenge pro Zeiteinheit, den pro Zeiteinheit zugeführten Wasch- bzw. Spülwassermengen, der Neigung der Stege relativ zur Rotorachse und der Drehzahl des Rotors ab. Deshalb empfiehlt es sich, die Stege in ihrer Neigung relativ zu einer Mantellinie des Rotorumfangs einstellbar zu gestalten. Da in der ersten Rotorzone ein möglichst hoher Zentrifugaleffekt bewirkt werden soll und die sich in dieser Zone befindliche Fasersuspension ohnehin durch die nachströmende frische Fasersuspension verdrängt wird, wird empfohlen, die Stege in der ersten Rotorzone ungefähr parallel zu den Mantellinien des Rotorumfangs verlaufen zu lassen, während die Stege in den auf die erste Rotorzone folgenden Rotorzonen gegenüber den Mantellinien des Rotorumfangs derart geneigt sein können, daß sie einen Fördereffekt in Richtung auf das hintere Gehäuseende ergeben.
Um den möglichst trockenen Spuckstoff aus dem Bereich zwischen Rotor und letzter Siebzone zu entfernen, ragen bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts die Stege der letzten Rotorzone über deren Sieb nach hinten in einen vom Gehäuse gebildeten Spuckstoffraum hinein, so daß der Spuckstoff in diesen Raum hinein vom Rotor abgeschleudert wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten zeichnerischen Darstellung und der nachfolgenden Beschreibung einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Geräts; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen Axialschnitt durch das Gerät;
Fig. 2: einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig.1;
Fig. 3: einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig.1;
Fig. 4: einen Schnitt durch einen Teil des Rotors, und zwar einen Schnitt senkrecht zur Rotorachse, und
Fig. 5: eine Draufsicht aus einen Teil des Rotorumfangs.

Die Fig. 1 zeigt ein auf einem Gestell 10 montiertes und als Ganzes mit 12 bezeichnetes Gehäuse, welches einen äußeren Gehäusemantel 14 besitzt und gemäß Fig. 1 links durch eine Stirnwand 16 verschlossen ist. Eine rechte Stirnwand 18 hat eine zu einer Achse 20 konzentrische Öffnung 22 und trägt einen Spuckstoffkasten 24, welcher unten eine Austrittsöffnung 26 für den Spuckstoff aufweist.
Das Gestell 10 trägt ferner einen Antriebsmotor 28 und einen Lagerkörper 30, in dem eine Rotorwelle 32 drehbar gelagert ist. Diese ist konzentrisch zur Geräteachse 20, trägt eine Riemenscheibe 34 und wird über diese, Antriebsriemen 36 und eine Riemenscheibe 38 des Motors 28 in Drehung versetzt, und zwar gemäß den Fig. 2 und 3 im Gegenuhrzeigersinn. Auf der Rotorwelle 32 ist ein hohler, kreiszylindrischer Rotor 40 befestigt, der an seinen Stirnenden mit Stirnwänden 42 und 44 verschlossen ist und einen Mantel 46 aufweist, auf dem insgesamt 4 Sätze von Flügeln 50¹, 50², 50³ und 50⁴ befestigt sind, die der Mitnahme, d.h. der rotatorischen Beschleunigung der zu verarbeitenden Fasersuspension dienen. Diese Flügelsätze 50¹ bis 50⁴ sind 4 Zonen I, II, III und IV des Geräts bzw. des Rotors 40 zugeordnet, nämlich - gemäß Fig. 1 von links nach rechts - einer Schwerteile-Abscheidzone I, einer Sortier- und Entstippungszone II, einer Auswaschzone III und einer Entwässerungszone IV. Dabei sind einander in Umfangsrichtung benachbarte Flügel des Flügelsatzes 50² der Sortier- und Entstippungszone II wegen deren axialer Länge in axialer Richtung gegeneinander versetzt,so wie dies die Fig. 1 erkennen läßt.
In der Schwerteile-Abscheidezone I mündet in das Gehäuse 12 ein tangential orientierter Einlaßstutzen 54 für die zuverarbeitende Fasersuspension, und zwar ist dieser Einlaßstutzen erfindungsgemäß oben am Gehäuse angeordnet. In der Zone I wird der Rotor 40 nur vom äußeren Gehäusemantel 14 umfaßt, in den unten ein vertikal orientierter Auslaßstutzen 56 für spezifisch schwere Schmutzteilchen mündet. An diesen schließt sich ein Schwerteiletopf 58 an, an welchen eine Verdünnungswasserleitung 60 angeschlossen ist. Den Schwerteiletopf 58 oben und unten verschließende Ventile sind mit 62 und 64 bezeichnet, ein Ventil für die Verdünnungswasserleitung 60 wurde mit 66 bezeichnet.
Längs der Zonen II, III und IV nimmt das Gehäuse 12 einen kreiszylindrischen Siebzylinder 68 auf, dessen Sieböffnungen in der Sortier- und Entstippungszone II und in der Entwässerungszone IV feiner sind als in der Auswaschzone III. Wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt wurde, sind auf der Außenseite des Siebzylinders 68 Spülwasserkanäle 70 befestigt, die über eine mit einem Ventil 72 versehene Spülwasserleitung 74 gespeist werden. Unter den sich in Richtung der Geräteachse 20 erstreckenden Spülwasserkanälen 70 weist der Siebzylinder 68 keine Sieböffnungen auf, sondern nur an bestimmten Stellen Spritzöffnungen 76, und zwar erfindungsgemäß nur in der Sortier- und Entstippungszone II sowie in der Auswaschzone III, während der Entwässerungszone IV kein Spülwasser zugeführt wird.
Ein vom Siebzylinder 68 und dem äußeren Gehäusemantel 14 begrenzter Gutstoffraum 78 wird gemäß Fig. 1 rechts von der Stirnwand 18 und links durch einen kreisringförmigen Gehäusesteg 80 verschlossen; von unten mündet in den Gutstoffraum 78 ein Gutstoff-Auslaßstutzen 82.
Gemäß der Erfindung sind Maßnahmen getroffen worden, um zu gewährleisten, daß der in den Spuckstoffkasten 24 geförderte Spuckstoff sich nicht zusammenballen kann, sondern den Spuckstoffkasten unten durch dessen Austrittsöffnung 26 verläßt. Zu diesem Zweck ragen die Flügel 50⁴ des Rotors 40 etwas in den Spuckstoffkasten 24 hinein, dem unteren Bereich des Rotors 40 ist im Spuckstoffkasten 24 eine halbschalenförmige Leitwand 86 zugeordnet, und oben, dem Rotor benachbart, ist im Spuckstoffkasten eine Prallwand 88 angeordnet, welche bewirkt, daß der nach oben geschleuderte Spuckstoff gemäß Fig. 1 schräg nach rechts und unten reflektiert wird und so rechts von der Leitwand 86 nach unten in die Austrittsöffnung 26 fällt.
Die über den Einlaßstutzen 54 in das Gerät einströmende Fasersuspension wird durch die in der Schwerteile-Abscheidezone I am Rotor befestigten Flügel 50¹ erfaßt und gegen den äußeren Gehäusemantel 14 geschleudert. Die in der Fasersuspension enthaltenen spezifisch schweren Schmutzteilchen gleiten aufgrund der Schwerkraft am äußeren Gehäusemantel 14 entlang nach unten, wo sie am tiefsten Punkt des Gehäuses 12 über den Auslaßstutzen 56 in den Schwerteiletopf 58 gelangen. Durch ein Gegenspülen über die Verdünnungswasserleitung 60 wird ein Eindicken des Spuckstoffs im Schwerteiletopf 58 vermieden.
In der Schwerteile-Abscheidezone I wird die zu verarbeitende Fasersuspension also von spezifisch schweren Schmutzteichen, wie Metallteilen und dergleichen, befreit, ehe sie in den Ringraum zwischen dem Rotor 40 und dem Siebzylinder 68 eintritt.
In der Sortier- und Entstippungszone II wird die Fasersuspension von den Flügeln 50² erfaßt und gegen den perforierten Siebzylinder 68 geschleudert, dessen Sieböffnungen den Gutstoff, d.h. die von brauchbaren Fasern und Wasser gebildete Feinfraktion, passieren lassen, während der Schmutz im Ringraum zwischen Rotor und Siebzylinder zurückgehalten wird. Der Gutstoff verläßt den Gutstoffraum 78 über den Gutstoffauslaßstutzen 82.
Durch die erfindugsgemäß scharfkantig ausgebildeten Flügel 50² werden in der Fasersuspension enthaltene Stippen, d.h. Faserzusammenballungen,aufgelöst; in gleicher Weise wirkt sich ein möglichst geringer Abstand der Flügel 50² vom Siebzylinder 68 aus, wodurch noch ein weiterer Vorteil erreicht wird: Die Fasern neigen dazu, an der innenliegenden Anströmseite des Siebzylinders 68 ein Faservlies zu bilden, welches das Durchströmen des Gutstoffs durch den Siebzylinder behindern würde. Durch die in geringem bestand vom Siebzylinder 68 umlaufenden Flügel 50² wird die Ausbildung eines solchen Faservlieses verhindert bzw. ein im Entstehen begriffenes Faservlies entfernt.
Wie die Fig. 4 erkennen läßt, läßt sich die wirksame Höhe der Flügel 50² einstellen bzw. verhindern, z.B. durch die in Fig. 4 dargestellten Unterlegplättchen 90. Dasselbe gilt für die übrigen Flügel. Dadurch kann die Intensität der von den Flügeln 50² bewirkten Zerfaserungsarbeit beeinflußt werden, welche zwischen den Flügelkanten und den Kanten der Sieböffnungen durch Prall- und Scherungseffekte geleistet wird.
Wie in Fig. 5 angedeutet läßt sich auch die Neigung der Flügel relativ zur Geräteachse 20 bzw. zur Mantellinie des Rotors 40 einstellen. Dadurch kann die Fasersuspension bzw. der Schmutz schneller oder langsamer durch den Ringraum zwischen Rotor 40 und Siebzylinder 68 zu dem gemäß Fig. 1 rechten Siebzylinderende hin transportiert werden. In der Schwerteile-Abscheidezone I werden die Flügel 50¹ vorzugsweise axial angeordnet, d.h. ohne eine winkelmäßige Anstellung, da der axiale Transport der Fasersuspension in Richtung Spuckstoffkasten 24 durch die nachfließende Fasersuspension bewirkt wird.
Die Reinigung der Siebzylinderöffnungen erfolgt unter anderem durch das über die Spülwasserkanäle 70 zugeführte Spülwasser und die Spritzöffnungen 76.
Nachdem der größte Teil der im Wasser suspendierten und vereinzelten Fasern die Siebzylinderöffnungen passiert hat, wird in der Auswaschzone III dem Spuckstoff vermehrt Spülwasser zugeführt, um die noch im Spuckstoff enthaltenen brauchbaren Fasern vom Schmutz abzuwaschen und sie dann durch die Flügel 50³ aus dem Ringraum zwischen Rotor und Siebzylinder auszuzentrifugieren. Bei dem erfindungsgemäßen Gerät ist der Auswaschvorgang besonders intensiv, da die in den Ringraum zwischen Siebzylinder 68 und Rotor 40 eintretenden Wasserstrahlen auf den Rotormantel 46 auftreffen, dort reflektiert werden und dabei auseinandersprühen. Zusätzlich wird das Wasch- und Verdünnungswasser durch die rotierenden Flügel 50³ gut verteilt. Dieser Flügel 50³ werden winkelmäßig entsprechend der gewünschten Verweildauer in der Auswaschzone III auf dem Rotor montiert.
Der im Ringraum zwischen Rotor 40 und Siebzylinder 68 verbleibende Spuckstoff wird nun in der Entwässerungszone IV durch Zentrifugieren mit Hilfe der Flügel 50⁴ von dem anhaftenden Wasser befreit. Die Flügel 50⁴ sind erfindungsgemäß über die ganze Länge der Entwässerungszone IV aus einem Stück geformt.
Der entwässerte Spuckstoff verläßt das Gerät über die Austrittsöffnung 26 des Spuckstoffkastens 24.
Will man trotz der nachströmenden Fasersuspension eine besonders lange Verweildauer der Fasersuspension oder des Spuckstoffs in einer bestimmten Zone erreichen, so werden dort die Flügel negativ angestellt, d.h. so, daß sie im Sinne eines Rückfördereffekts wirken.

Claims

Gerät zum Sortieren und Entstippen von Fasersuspensionen, mit einem Gehäuse, das in einem vorderen Gehäuseendbereich einen Einlaß für die zu verarbeitende Fasersuspension, ferner einen Gutstoffauslaß für die sortierte Fasersuspension sowie einen Spuckstoffauslaß aufweist und in dem ein Rotor mit liegender Achse drehbar gelagert ist, welcher mehrere, von Ringräumen unterschiedlicher Funktion umgebene, in Richtung der Rotorachse hintereinanderliegende Zonen aufweist, von denen eine einlaßseitige erste Rotorzone und eine letzte, dem an einem hinteren Gehäuseendbereich angeordneten Spuckstoffauslaß zugewandte Rotorzone am Umfang mit Mitnahmeelementen für die Fasersuspension versehen sind, die letzte Rotorzone von einem ringförmigen Sieb umgeben ist und eine stromaufwärts dieser letzten Rotorzone liegende Entstippungs-Rotorzone ein Entstippen bewirkende Erhebungen aufweist, wobei sich zwischen der ersten und der letzten Rotorzone eine von einem ringförmigen Sieb umgebene weitere Rotorzone befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rotorzone (I) von einer ringförmigen Gehäusewand (14) umgeben ist, in welche von unten ein Auslaß (56) für spezifisch schwere Schmutzteilchen mündet, und daß die letzte Rotorzone (IV) als Spuckstoff-Eindickzone und die weitere Rotorzone (II) als Sortierzone ausgebildet sind.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die erste Rotorzone (I) umgebende Gehäusewand (14) bis auf den Einlaß (54) und die Mündung des Schwerschmutzauslasses (56) geschlossen ist.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sortierzone (II) und der Spuckstoff-Eindickzone (IV) eine als Faserauswaschzone (III) ausgebildete Rotorzone vorgesehen ist, welche von einem ringförmigen Sieb (68) umgeben und der ein gegen den Rotor (40) gerichteter Waschwassereinlaß (76) zugeordnet ist.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (40) in der Sortierzone (II) an seinem Umfang mit Mitnahmeelementen (50²) für die Fasersuspension versehen ist.
Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (40) in der Faserauswaschzone (III) an seinem Umfang mit Mitnahmeelementen (50³) für die Fasersuspension versehen ist.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer der Rotorzonen (I, II, III, IV) die Mitnahmeelemente (50¹, 50², 50³, 50⁴) als flügelartig vom Rotorumfang abstehende Stege ausgebildet sind.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auch die das Entstippen bewirkenden Erhebungen (50²) als flügelartig vom Rotorumfang abstehende Stege ausgebildet sind.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand der Stege (50², 50³, 50⁴) vom jeweiligen Sieb (68) ca. 1/2 bis 5 mm beträgt.
Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand der Stege (50², 50³, 50⁴) vom jeweiligen Sieb (68) ca. 1/2 bis 1 mm beträgt.
Gerät nach einem oder mehrerer der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseeinlaß (54) für die zu verarbeitende Fasersuspension ungefähr tangential ausgerichtet und der Rotor (40) in Richtung der Einlaßströmung drehantreibbar ist, und daß die Mitnahmeelemente (50¹) der ersten Rotorzone (I) sowie der sich an letztere anschließende Ringraum zwischen der Sortierzone (II) und dem diese umgebenden Sieb (68) so angeordnet und ausgebildet sind, daß spezifisch schwere Schmutzteilchen im wesentlichen nicht mit den Mitnahmeelementen (50¹) der ersten Rotorzone (I) in Berührung kommen und daß die Fasersuspension im wesentlichen ungehindert in den genannten Ringraum eintreten kann.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entstippungs-Rotorzone (II) von einem ringförmigen Sieb (68) umgeben ist.
Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Entstippungszone (II) auch die Sortierzone bildet.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sieb (68) der Sortierzone (II) Spülwassereinlässe (76) zugeordnet sind.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (68) der Sortierzone (II) feinere Sieböffnungen besitzt als das Sieb der Faserauswaschzone (III).
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (68) der Spuckstoff-Eindickzone (IV) feinere Sieböffnungen besitzt als das Sieb der Faserauswaschzone (III).
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (50¹, 50², 50³, 50⁴) in ihrer Höhe zum Rotorumfang einstellbar sind.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (50¹, 50², 50³, 50⁴) in ihrer Neigung relativ zu einer Mantellinie des Rotorumfangs einstellbar sind.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (50¹) in der ersten Rotorzone (I) ungefähr parallel zu den Mantellinien des Rotorumfangs verlaufen.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (50², 50³, 50⁴) in den auf die erste Rotorzone (I) folgenden Rotorzonen (II, III, IV) gegenüber den Mantellinien des Rotorumfangs derart geneigt sind, daß sie einen Fördereffekt in Richtung auf das hintere Gehäuseende (24) ergeben.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (50⁴) der letzten Rotorzone (IV) über deren Sieb (68) nach hinten in einen vom Gehäuse (12) gebildeten Spuckstoffraum (24) hineinragen.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (54) oben in der die erste Rotorzone (I) umgebenden Gehäusewand (14) angeordnet ist.