EP0868565B1

EP0868565B1 - Gerät zum aufbereiten von für die papier- bzw. pappeproduktion vorgesehenen fasersuspensionen

Info

Publication number: EP0868565B1
Application number: EP96906729A
Authority: EP
Inventors: Erich Czerwoniak; Emil Holz; Hagen Wilhelm Hutzler; Jochen Gustav Pfeffer
Original assignee: Hermann Finckh Maschinenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Voith Finckh Fiber Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-03-02
Publication date: 1999-12-01
Anticipated expiration: 2016-03-02
Also published as: AU701896B2; ATE187213T1; AU5002896A; US6068772A; DE59603807D1; WO1997023688A1; CA2240116A1; EP0868565A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Aufbereiten von für die Papier- oder Pappeproduktion vorgesehenen und insbesondere aus Altpapier gewonnenen Fasersuspensionen, welche von den brauchbaren Fasern der Suspension abzutrennende Partikel enthalten, deren spezifisches Gewicht sich deutlich vom demjenigen der brauchbaren Fasern unterscheidet.

Im Zuge der Aufbereitung des für die Papier- oder Pappeproduktion vorgesehenen Faserstoffs wird die durch Auflösen des Fasermaterials gewonnene Fasersuspension zunächst von groben Verunreinigungen, wie z. B. Drähten, Schnüren, Kunststofffolienteilen und dergleichen, befreit, und zwar mit Hilfe eines Sortiergerätes, dessen Sieböffnungen beispielsweise einen Durchmesser von 7 mm aufweisen; diese Grobsortierung erfolgt im sogenannten Dickstoffbereich, d. h. bei einer Stoffdichte von ca. 4 % (Feststoffanteil der Fasersuspension). An diese Grobsortierung schließt sich eine Vorsortierung an, um die Fasersuspension von grobem Schwerschmutz (spezifisch schwere Verunreinigungen) zu befreien, z. B. von Steinen, größeren Glassplittern und Metallklammern, aber auch von grobem Leichtschmutz (spezifisch leichte Verunreinigungen), wie spezifisch leichte Kunststoffteilchen und verhältnismäßig große Faserzusammenballungen (Stippen). Diese Vorsortierung erfolgt in der Regel gleichfalls im sogenannten Dickstoffbereich, wobei mit Sortiergeräten gearbeitet wird, deren Sieböffnungen einen Durchmesser z. B. von 1,2 bis 2,5 mm aufweisen.

Nach Durchführung der in zwei Stufen erfolgenden Grob- und Vorsortierung erfolgt bislang üblicherweise eine Feinsortierung mit Sortiergeräten, deren Sortieröffnungen schlitzförmig sind und eine Schlitzweite bis herab zu 0,1 mm haben. Früher wurde dabei im sogenannten Dünnstoffbereich (Stoffdichte kleiner 2 %) gearbeitet, um störungsfrei bei Schlitzweiten von 0,35 bis 0,2 mm arbeiten zu können, neuere Entwicklungen erlauben es jedoch, die Feinsortierung im Dickstoffbereich bei ca. 4 % Stoffdichte durchzuführen, und zwar mit feinsten Schlitzen. Das Arbeiten im Dickstoffbereich bringt zwar ein erhebliches Energieeinsparungspotential mit sich (bezogen auf die Fasermenge müssen geringere Suspensionsmengen verarbeitet werden), für die Herstellung vieler Papiersorten reicht eine Feinsortierung im Dickstoffbereich jedoch nicht aus; so lassen sich insbesondere feine, spezifisch schwere Verunreinigungen, wie Sand, feine Glassplitter und dergleichen, beim Arbeiten im Dickstoffbereich nicht ausscheiden, für die Abscheidung derartiger Verunreinigungen geeignete, auf dem Markt verfügbare Geräte machen es vielmehr erforderlich, bei Stoffdichten unter 2 % zu arbeiten.

Um Sand und anderen feinen Schwerschmutz auszuscheiden, werden heute sogenannte Cleaner eingesetzt, und zwar in Cleaneranlagen, welche mehrere aufeinanderfolgende Stufen umfassen, deren jede einen solchen Cleaner besitzt.

Die bekannten sogenannten Centricleaner arbeiten strömungstechnisch nach dem Prinzip des freien Wirbels; in einem kegelförmigen Gefäß, welches sich nach unten verjüngt, wird die von feinem Schwerschmutz zu befreiende Fasersuspension dadurch in Rotation versetzt, daß sie unter hohem Druck und damit mit hoher Geschwindigkeit oben tangential in das Cleanergehäuse eingeführt wird, so daß ein freier Wirbel entsteht, in dem die Fasersuspension schraubenlinienförmig nach unten strömt; dabei nehmen Tangential- und Winkelgeschwindigkeit entsprechend dem immer kleiner werdenden Gehäusedurchmesser immer mehr zu, ebenso die auf die spezifisch schweren Schmutzpartikelchen einwirkenden Zentrifugalkräfte. Der dadurch an die Umfangswand des Cleaners sowie in diesem nach unten beförderte Schwerschmutz wird durch eine zentrale Öffnung am unteren Ende des Cleanergehäuses ausgeschieden, während im Wirbelkern der die brauchbaren Fasern enthaltende Suspensionsteil (Gutstoff) nach oben steigt und das Cleanergehäuse oben verläßt, und zwar durch ein Gutstoff-Auslaßrohr, welches in der Gehäuseachse von oben in das Cleanergehäuse hineinragt und so den im Wirbelkern aufsteigenden Gutstoff von der in den Cleaner eintretenden, zu behandelnden Fasersuspension trennt. Aufgrund der vorstehend geschilderten Funktionsweise benötigen Cleaneranlagen viel Energie (hohe Pumpenleistungen zur Erzeugung der erforderlichen hohen Druckdifferenzen); außerdem dürfen Cleaner nicht zu groß gebaut werden, weil sie sonst nicht mehr wirkungsvoll abscheiden, d. h. ein solcher Cleaner kann pro Zeiteinheit nur eine verhältnismäßig kleine Suspensionsmenge verarbeiten. Außerdem führen die hohen Rotationsgeschwindigkeiten zu einem erheblichen Verschleiß an der Umfangswand des Cleanergehäuses, und die sogenannte Spuckstoffmenge (mit dem abgeschiedenen Schwerschmutz ausgeschiedener Suspensionsanteil) liegt bei ca. 5 %.

Da sich mit einem normalen Centricleaner nur Schwerschmutz abscheiden läßt, sind für die Abscheidung spezifisch leichter Verunreinigungen (Leichtschmutz) Cleanergeräte erforderlich, bei denen es sich um sogenannte Entgasungscleaner oder um reine Leichtschmutzcleaner handeln kann. Auch diese Cleaner arbeiten strömungstechnisch nach dem Prinzip des freien Wirbels, sie haben ein aufrechtstehendes, kegelförmiges, sich nach unten verjüngendes Cleanergehäuse, die zu behandelnde Fasersuspension strömt oben tangential und unter hohem Druck bzw. mit hoher Geschwindigkeit in den Cleaner ein, im Wirbelkern, d. h. in der Gehäuseachse nach oben steigender Leichtschmutz (und gegebenenfalls Luft) wird über ein zentrales, axiales Leichtschmutz-Auslaßrohr abgeführt, und der Gutstoff wird über ein Gutstoff-Auslaßrohr größeren Durchmessers abgeführt, welches das Leichtschmutz-Auslaßrohr umgibt und gleichfalls von oben in das Cleanergehäuse hineinragt.

Auch diese für die Abscheidung von Leichtschmutz herangezogenen Cleaner haben einen erheblichen Energiebedarf (Pumpenleistung), können nur verhältnismäßig geringe Suspensionsmengen verarbeiten und führen zu großen Spuckstoffmengen (zusammen mit dem Leichtschmutz austretender Suspensionsanteil) von bis zu 20 %; hohe Spuckstoffanteile erhöhen aber entweder die Verlustmenge an noch brauchbaren Fasern oder den Energiebedarf (wegen der Notwendigkeit einer weiteren Behandlung des Spuckstoffs zwecks Rückgewinnung der brauchbaren Fasern).

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein im Hinblick auf Verschleißprobleme und Energiebedarf möglichst günstiges Gerät zum Aufbereiten von insbesondere aus Altpapier gewonnenen Fasersuspensionen zu schaffen, mit dem sich aus der Fasersuspension Partikel, deren spezifisches Gewicht sich deutlich von demjenigen der brauchbaren Fasern unterscheidet, wirkungsvoll ausscheiden lassen.

Für den letztgenannten Zweck sind schon Geräte bekanntgeworden, welche strömungstechnisch nach dem Prinzip eines erzwungenen Wirbels arbeiten. Ein solches Gerät bietet die Firma E. & M. Lamort, F-51302 Vitry-Le-Francois, unter der Bezeichnung GYROCLEAN Typ GYS an. Dieses Gerät hat ein trommelartiges Außengehäuse in Form eines mit Stirnwänden versehenen hohlen Kreiszylinders mit horizontal verlaufender Gehäuseachse, welches durch einen Drehantrieb um seine Achse in Rotation versetzt wird. Über ein mit der Gehäuseachse koaxiales Einlaßrohr an der einen Gehäusestirnseite wird die zu behandelnde Fasersuspension in axialer Richtung in das Außengehäuse eingeleitet; letzteres nimmt im Bereich seines einströmseitigen Endes einen stationären, bezüglich der Gehäuseachse rotationssymmetrischen Körper auf, durch den die einströmende Fasersuspension zur Umfangswand des Außengehäuses umgelenkt wird. Da das letztere rotiert, wird so in dem Ringraum zwischen dem stationären rotationssymmetrischen Körper und der Umfangswand des Außengehäuses in der einströmenden Fasersuspension ein Wirbel erzwungen, so daß sich im Wirbelkern stromabwärts des stationären rotationssymmetrischen Körpers der Leichtschmutz ansammelt. Am anderen Stirnende des rotierenden Außengehäuses ragt in dieses ein mit der Gehäuseachse koaxiales Spuckstoff-Auslaßrohr hinein, über welches der Leichtschmutz-haltige Spuckstoff das Gerät verläßt. An diesem abströmseitigen Stirnende ist das rotierende Außengehäuse ferner mit einem zur Gehäuseachse koaxialen Gutstoff-Auslaßrohrstutzen versehen, welcher das Spuckstoff-Auslaßrohr umgibt und einen deutlich größeren Durchmesser als das letztere besitzt; über diesen Auslaßrohrstutzen soll der im wesentlichen nur brauchbare Fasern enthaltende Suspensionsanteil das Gerät verlassen.

Dieses bekannte Gerät hat zwar den Vorteil, daß die zu behandelnde Fasersuspension dem Gerät mit wesentlich geringerem Druck zugeführt werden muß als bei einem Gerät, welches nach dem Prinzip des freien Wirbels arbeitet, es hat aber auch eine Reihe von Nachteilen: Eine Abscheidung von Schwerschmutz ist nicht vorgesehen, es werden mehrere Gleitdichtungen benötigt, die einen erheblichen Durchmesser aufweisen, nämlich am Einlaßrohr für die zu behandelnde Fasersuspension und am Gutstoff-Auslaßrohrstutzen, und infolgedessen wegen der hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen stationärem Dichtungsring und rotierendem Dichtungsring einem hohen Verschleiß unterworfen sind, und die abrasiv wirkenden Schwerschmutz-Partikel führen zu einem erheblichen Verschleiß nicht nur an dem einströmseitig vorgesehenen stationären, rotationssymmetrischen Körper, sondern auch am einströmseitigen Endbereich des Außengehäuses, durch dessen Rotation der Wirbel erzwungen wird, da dort die Fasersuspension in Rotationsrichtung beschleunigt werden muß und infolgedessen eine erhebliche rotatorische Relativgeschwindigkeit zwischen zu beschleunigender Fasersuspension und Außengehäuse nicht vermieden werden kann. Zum Energiebedarf dieses Geräts kommt noch derjenige eines Centricleaners hinzu, mit dem Schwerschmutz von der Fasersuspension abgetrennt wird.

Den zuletzt erwähnten Mangel besitzt zwar ein ähnliches Gerät der Firma LAMORT nicht, welches aus der EP-0 359 682-B1 bekanntgeworden ist, da sich mit diesem sowohl Leichtschmutz, als auch Schwerschmutz abscheiden lassen sollen, alle übrigen Nachteile müssen aber auch bei diesem anderen Gerät in Kauf genommen werden, da es sich von dem Gerät GYROCLEAN Typ GYS nur dadurch unterscheidet, daß an die Stelle des stationären, rotationssymmetrischen Körpers des letztgenannten Geräts ein gleichfalls um die Achse des Außengehäuses rotierender Körper tritt, welcher ungefähr die Gestalt zweier axial aufeinanderfolgender Kegelstümpfe mit einer mittleren Einschnürung hat, in deren Bereich ein Suspensionsanteil, welcher den Leichtschmutz enthalten soll, über einen radial orientierten Kanal abgezogen wird, der in ein zur Achse des Außengehäuses koaxiales Leichtschmutz-Auslaßrohr mündet; der am abströmseitigen Geräteende vorgesehene Gutstoff-Auslaßrohrstutzen wird von einem gleichfalls zusammen mit dem Außengehäuse rotierenden Schwerschmutz-Auslaßrohrstutzen umfaßt, so daß am abströmseitigen Ende des sich aus der EP-0 359 682-B1 ergebenden Gerätes sogar drei in hohem Maße verschleißanfällige Gleitdichtungen benötigt werden, nämlich am Schwerschmutz-Auslaßrohrstutzen, am Gutstoff-Auslaßrohrstutzen und zwischen dem letzteren und dem Leichtschmutz-Auslaßrohr.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird von einem Gerät mit einem im wesentlichen trommelartigen Außengehäuse ausgegangen, welchletzteres im Bereich seines einen, anströmseitigen Endes einen bezüglich der Gehäuseachse im wesentlichen rotationssymmetrischen Körper aufnimmt und mit einem Einlaß für die aufzubereitende Fasersuspension versehen ist sowie im Bereich seines anderen, abströmseitigen Endes ein stationäres, zur Gehäuseachse konzentrisches Auslaßrohr (Leichtschmutzauslaß) für einen abzutrennenden und spezifisch leichte Partikel enthaltenden ersten Suspensionsteil (Leichtschmutzanteil) aufnimmt und mit einem Gutstoffauslaß für einen im wesentlichen brauchbare Fasern enthaltenden zweiten Suspensionsteil (Gutstoff) versehen ist, wobei ein Drehantrieb zur Erzeugung einer bezüglich der Gehäuseachse rotatorischen Strömungskomponente in dem Ringraum zwischen Außengehäuse und rotationssymmetrischem Körper vorgesehen ist; erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein solches Gerät so zu gestalten, daß das Außengehäuse sowie der Gutstoffauslaß stationär sind und der rotationssymmetrische Körper als um die Gehäuseachse drehantreibbarer Rotor ausgebildet ist, daß eine zur Gehäuseachse rotationssymmetrische Trennwand vorgesehen ist, welche zusammen mit der Umfangswand des Außengehäuses einen in Richtung auf den Rotor stirnseitig offenen und in entgegengesetzter Richtung geschlossenen äußeren Ringraum bildet, der in axialem Abstand von seiner offenen Stirnseite mit einem Auslaß (Schwerschmutz-Auslaß) für einen abzutrennende und spezifisch schwere Partikel enthaltenden dritten Suspensionsteil (Schwerschmutzanteil) versehen ist, und daß der Gutstoffauslaß mit dem abströmseitigen Ende eines zwischen Trennwand und Leichtschmutz-Auslaßrohr befindlichen inneren Ringraumes kommuniziert.

Ein erfindungsgemäßes Gerät erlaubt nicht nur die Abscheidung sowohl von Leichtschmutz, als auch von Schwerschmutz und macht infolgedessen ein weiteres Gerät, wie einen Centricleaner, zur Abscheidung von Schwerschmutz überflüssig, was zur Minimierung des Energiebedarfs beiträgt, sondern es muß nur ein einziges Element mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser, nämlich eine Rotor-Antriebswelle, abgedichtet werden, so daß sich einem hochgradigen Verschleiß unterworfene Dichtungen vermeiden lassen. Schließlich läßt sich ein erfindungsgemäßes Gerät ohne weiteres so gestalten, daß einem Verschleiß infolge einer abrasiven Wirkung von Schwerschmutzpartikeln unterworfene Bauteile einfach und kostengünstig ausgetauscht werden können, nämlich ein die Außenumfangswand des Außengehäuses bildender Gehäusemantel, ein den Rotorumfang bildendes Rotorbauteil sowie die der Trennung von Gutstoff und Schwerschmutzanteil dienende Trennwand. Auch läßt sich das erfindungsgemäße Gerät bezüglich einer effizienten Abscheidung von Leichtschmutz und Schwerschmutz viel leichter an die zu verarbeitende Fasersuspension anpassen als das Gerät nach der EP-0 359 682-B1, weil sich Durchmesser und axiale Länge sowohl des Leichtschmutz-Auslaßrohres, als auch der Trennwand ohne weiteres variieren lassen, ganz abgesehen davon, daß die Effizienz der Leichtschmutzabscheidung bei dem sich aus der EP-0 359 682-B1 ergebenden bekannten Gerät bezweifelt werden muß, denn dort muß der den Leichtschmutz enthaltende Suspensionsteil zweimal um 90° umgelenkt werden, um in die radial ausgerichtete Rotorbohrung und in das axial ausgerichtete Leichtschmutz-Auslaßrohr einzutreten.

Bei den vorstehend geschilderten bekannten Geräten, welche mit einem erzwungenen Wirbel arbeiten, tritt die zu verarbeitende Fasersuspension notwendigerweise zentral und in axialer Richtung in das Gerät ein; dies ist zwar grundsätzlich auch bei dem erfindungsgemäßen Gerät möglich (die Fasersuspension könnte z. B. über eine hohle Antriebswelle des Rotors in das Gerät eingeleitet werden), bevorzugt werden aber Ausführungsformen, bei denen der Einlaß für die aufzubereitende Fasersuspension als in Rotor-Drehrichtung tangential in das Außengehäuse einmündendes Rohr ausgebildet ist, denn dann führt schon die Einströmgeschwindigkeit der Fasersuspension zu einer Umlaufgeschwindigkeit um die Gehäuseachse, während bei den in Rede stehenden bekannten Geräten deren Drehantrieb die ganze Beschleunigungsleistung aufbringen muß.

Bei den in Rede stehenden bekannten Geräten ist auch der Gutstoffauslaß axial orientiert und zur Gehäuseachse koaxial angeordnet, weshalb der Gutstoff vor dem Geräteaustritt gezwungenermaßen in Richtung auf die Gehäuseachse umgelenkt werden muß. Dieses Strömungsprinzip wäre zwar auch bei einem erfindungsgemäßen Gerät möglich, vorteilhafter ist es jedoch, wenn der Gutstoffauslaß ein in Rotordrehrichtung tangential wegführendes Rohr aufweist, denn dann kann der auch noch am abströmseitigen Geräteende eine gewisse Umlaufgeschwindigkeit aufweisende Gutstoff ungehindert in den Gutstoffauslaß eintreten. Entsprechendes gilt für den den Schwerschmutz enthaltenden Suspensionsanteil, weshalb sich bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gerätes dadurch auszeichnen, daß der Schwerschmutzauslaß in Rotordrehrichtung tangential vom äußeren Ringraum wegführt.

Optimale Abscheidungsergebnisse erzielt man mit dem erfindungsgemäßen Gerät dann, wenn die Achse seines Außengehäuses zumindest ungefähr horizontal verläuft - jede Abweichung von der horizontalen Orientierung führt zu einer Verschlechterung des Abscheideergebnisses entweder bezüglich des Leichtschmutzes, oder bezüglich des Schwerschmutzes.

Da der Schwerschmutz dazu neigt, unter dem Einfluß der Schwerkraft nach unten zu sinken, wird bei einem erfindungsgemäßen Gerät mit zumindest ungefähr horizontal verlaufender Gehäuseachse der Schwerschmutzauslaß zweckmäßigerweise so angeordnet, daß er von unten in den äußeren Ringraum mündet.

Eine optimale Abtrennung des den Schwerschmutz zumindest überwiegend mitführenden Suspensionsanteils vom Gutstoff ergibt sich dann, wenn das dem Rotor zugewandte Ende der Trennwand sich in einem Bereich der Suspensionsströmung befindet, wo der vom Rotor erzeugte Wirbel durch die Außengehäuse-Umfangswand noch nicht nennenswert abgebremst wurde, jedoch schon so lange wirksam war, daß die Schwerschmutzpartikel hinreichend in radialer Richtung zur Außengehäuse-Umfangswand gedrängt worden sind - in axialer Strömungsrichtung hinter dem Rotor wird der Wirbel durch die stillstehende Außengehäuse-Umfangswand immer mehr abgebremst. Deshalb wird empfohlen, das erfindungsgemäße Gerät so auszubilden, daß die Trennwand an ihrem dem Rotor zugewandten Ende einen solchen radialen Abstand von der Außengehäuse-Umfangswand sowie einen solchen axialen Abstand vom Rotor aufweist, daß ein von letzterem der Außengehäuse-Umfangswand benachbart erzeugter, aufgrund von Zentrifugalkräften mindestens einen wesentlichen Teil des Schwerschmutzes enthaltender ringförmiger Strömungsbereich mit bezüglich der Gehäuseachse rotatorischer Strömungskomponente aufgrund der axialen Durchströmung des Geräts in den äußeren Ringraum eintritt.

Entsprechendes gilt für das Abziehen des zumindest einen wesentlichen Teil des Leichtschmutzes enthaltenden Suspensionsanteils - der vom Rotor erzwungene Wirbel bewirkt ja, daß der Leichtschmutz in Richtung auf die Gehäuseachse gedrängt wird. Infolgedessen empfiehlt es sich, das erfindungsgemäße Gerät so zu gestalten, daß der Einlaßdurchmesser des Leichtschmutzauslaßrohres an dessen dem Rotor zugewandten Ende sowie der axiale Abstand des letzteren vom Rotor so bemessen sind, daß ein von letzterem erzeugter, mindestens einen wesentlichen Teil des Leichtschmutzes enthaltender, zur Gehäuseachse konzentrischer und letztere enthaltender Kernbereich der Strömung aufgrund der axialen Durchströmung des Geräts in das Leichtschmutz-Auslaßrohr eintritt.

Sobald der vom Rotor erzwungene Wirbel in axialer Richtung des Gerätes schwächer wird, besteht zunehmend die Gefahr, daß im Bereich der Geräteachse konzentrierter Leichtschmutz wieder in den Gutstoffstrom gelangt. Da bei einem erfindungsgemäßen Gerät sowohl das Außengehäuse, als auch das Leichtschmutz-Auslaßrohr stillstehen, läßt sich das Gerät bezüglich der Leichtschmutz-Abscheidung dann problemlos an die zu verarbeitende Fasersuspension anpassen, wenn das den Leichtschmutzauslaß bildende Auslaßrohr im Geräteaußengehäuse in axialer Richtung verschiebbar gehalten ist.

Damit der Rotor die in das Gerät einströmende Fasersuspension möglichst wirksam in Umlaufrichtung beschleunigt, ist es zweckmäßig, den Rotor an seinem Außenumfang mit die Suspension in Rotationsrichtung beschleunigenden Erhebungen zu versehen, bei denen es sich am besten um auswechselbare Leisten handelt, damit verschlissene Beschleunigungselemente ohne weiteres ausgetauscht werden können. Werden diese Leisten nicht parallel zur Gehäuseachse angeordnet, sondern gegenüber der letzteren etwas geneigt, läßt sich mit dieser Neigung auch die axiale Durchströmungsgeschwindigkeit beeinflussen, was unter Umständen von Vorteil sein kann.

Wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt, beeinflußt das Verhältnis von Rotordurchmesser zu Durchmesser des rotorseitigen Endes der Trennwand den Wirkungsgrad der Schwerschmutzabscheidung, und es hat sich gezeigt, daß die Schwerschmutzabscheidung dann besonders wirksam erfolgt, wenn der Außendurchmesser des Rotors ungefähr so groß oder etwas größer ist wie bzw. als der Außendurchmesser des rotorseitigen Trennwandendes.

Damit die Strömung am abströmseitigen Ende des Rotors nicht abreißt und der Leichtschmutz wirksam in Richtung auf die Gehäuseachse abgedrängt wird, ist es von Vorteil, wenn der Rotor an seiner abströmseitigen Stirnseite kegelförmig ausgebildet ist.

Hohe axiale Strömungsgeschwindigkeiten des zumindest wesentliche Teile des Leichtschmutzes mit sich führenden Teiles der Fasersuspension bringen das Risiko mit sich, daß von diesem Suspensionsanteil auch nennenswerte Mengen noch brauchbarer Fasern mitgerissen werden; deshalb wird empfohlen, für einen Drosseleffekt im Leichtschmutzauslaß zu sorgen, was sich am einfachsten dadurch erreichen läßt, daß man den Leichtschmutzauslaß mit einem Ventil versieht, welches natürlich in einer Rohrleitung stromabwärts des eigentlichen Gerätes angeordnet werden kann. Wenn dieses Ventil so gestaltet ist, daß sich sein Durchlaßquerschnitt einstellen läßt, kann das Gerät auch in dieser Hinsicht an die zu verarbeitende Fasersuspension angepaßt werden.

Entsprechendes gilt für die Schwerschmutzabscheidung, wobei das Abführen des Schwerschmutzes aus dem Gerät unter Umständen sogar in Intervallen erfolgen kann. Es empfiehlt sich deshalb, den Schwerschmutzauslaß mit einem Ventil zu versehen. Vor allem dann, wenn der äußere Ringraum hinreichend lang ist und ein nicht unbeträchtliches Volumen hat, kann es völlig ausreichend sein, dieses Ventil nur von Zeit zu Zeit zu öffnen.

Zwecks Anpassung des erfindungsgemäßen Geräts an die zu verarbeitende Fasersuspension (an deren Stoffdichte, die Mengen und Mengenverhältnisse von Schwerschmutz und Leichtschmutz sowie die Größe der Schmutzpartikel) empfiehlt es sich des weiteren, für den Geräteantrieb einen Drehstrommotor zu verwenden, welcher über einen einstellbaren Frequenzwandler betrieben wird, so daß durch Wahl der Frequenz die Rotordrehzahl in einfacher Weise verändert werden kann.

Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, wenn das erfindungsgemäße Gerät nicht nur nach dem Prinzip eines erzwungenen Wirbels arbeitet, sondern zusätzlich auch noch nach dem Prinzip eines freien Wirbels, so daß das Gerät hinsichtlich der Schwerschmutzabscheidung auch noch ähnlich wie ein eingangs beschriebener Centricleaner arbeitet. Zu diesem Zweck läßt sich ein erfindungsgemäßes Gerät so ausbilden, daß die Trennwand mindestens in einem dem Rotor zugewandten axialen Abschnitt sich dem Rotor zu öffnend konisch gestaltet ist und daß die Trennwand ungefähr am rotorfernen Ende des Konusabschnittes wenigstens eine Öffnung für einen Schwerschmutzdurchtritt in den äußeren Ringraum aufweist. Dann wird nämlich auch der in den inneren Ringraum eintretende Gutstoff noch einmal zentrifugiert, weil der Konusabschnitt der Trennwand wie ein Centricleaner wirkt, in dem sich ein freier Wirbel ausbildet, und in radialer Richtung gegen die Trennwand gedrängte Schwerschmutzpartikel können über die insbesondere als Ringspalt gestaltete Öffnung in den äußeren Ringraum übertreten, ein Effekt, welcher sich noch dadurch verstärken läßt, daß sich die Trennwand zwischen Durchtrittsöffnung und abströmseitigem Ende wieder konisch erweitert.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung zweier besonders vorteilhafter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Geräts; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch die erste Ausführungsform des Geräts;
Fig. 2: eine Stirnansicht der ersten Ausführungsform, gemäß Fig. 1 von links gesehen, und
Figuren 3 und 4: den Figuren 1 und 2 entsprechende Darstellungen der zweiten Ausführungsform.

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Gerät hat ein erfindungsgemäß kreiszylindrisch gestaltetes Gehäuse 10 mit einer als Ganzes mit 12 bezeichneten Umfangswand, welche nur aus Herstellungs- und Montagegründen in zwei Sektionen 12a und 12b unterteilt ist; des weiteren besitzt das Gehäuse 10 eine erste und eine zweite Stirnwand 14 bzw. 16, wobei die letztere mit einer zu einer Geräteachse 18 konzentrischen Durchtrittsöffnung 20 verhältnismäßig großen Durchmessers versehen ist, an die sich ein topfförmiges, kreiszylindrisches und zur Geräteachse 18 koaxiales weiteres Gehäuse anschließt, im folgenden als Auslaßtopf 22 bezeichnet. Der letztere ist an der Stirnwand 16 befestigt und gemäß Fig. 1 rechts mit einer Stirnwand 24 versehen.

Ein um die Geräteachse 18 rotierend antreibbarer und zur Geräteachse koaxial angeordneter Rotor 26 wird von einer Antriebswelle 28 gehalten, welche koaxial zur Geräteachse 18 abgedichtet durch die Stirnwand 14 hindurchgeführt ist und von einem Drehstrommotor 30 angetrieben wird, für den an der Stirnwand 14 eine Halterung 32 befestigt ist. Der Rotor 26 hat eine auf der Antriebswelle 28 befestigte hintere Stirnwand 36, an der ein kreiszylindrischer Mantel 38 befestigt ist. Letzterer trägt eine kegelförmige Kappe 40, die zusammen mit dem Rotormantel 38 und der Stirnwand 36 einen abgedichteten Hohlraum umschließt. Über den Umfang des Rotormantels 38 verteilt sind an diesem mehrere Beschleunigungsleisten 44 auswechselbar befestigt, welche entweder parallel zur Geräteachse 18 oder gegenüber dieser so leicht geneigt verlaufen, daß sie die zu verarbeitende Fasersuspension nicht nur in Rotor-Umlaufrichtung beschleunigen, sondern der Fasersuspension auch eine axiale Strömungskomponente aufzwingen, welche gemäß Fig. 1 von links nach rechts gerichtet ist.

Ein in Drehrichtung des Rotors 26 in die Umfangswand 12 des Gehäuses 10 tangential einmündender Einlaßrohrstutzen 50 dient dem Einleiten der zu behandelnden Fasersuspension in das Gehäuse 10 und damit in das Gerät, wobei sich der Einlaßrohrstutzen 50 erfindungsgemäß an einer solchen Stelle der Gehäuseumfangswand 12 befindet, daß die in das Gerät einströmende Fasersuspension durch den Rotor 26 sofort in Umlaufrichtung beschleunigt wird; bevorzugt liegt der Einlaßrohrstutzen 50 auf der Höhe des gemäß Fig. 1 linken Endbereichs des Rotormantels 38.

Die Stirnwand 16 trägt ein zur Geräteachse 18 konzentrisches Schwerschmutz-Abscheiderohr 54, welches von einer bezüglich der Geräteachse 18 rotationssymmetrischen Trennwand 56 gebildet wird. Diese besitzt einen anströmseitigen kreiszylindrischen Abschnitt 56a sowie einen abströmseitigen, kegelstumpfförmigen Wandabschnitt 56b und bildet zusammen mit der Gehäuseumfangswand 12 einen äußeren Ringraum 58, welcher sich im Bereich des Trennwandabschnitts 56b gemäß Fig. 1 von links nach rechts verjüngt.

In der Stirnwand 24 des Auslaßtopfes 22 ist ein Leichtschmutz-Auslaßrohr 60 gehalten und in seiner Längsrichtung verschiebbar geführt, und zwar natürlich so, daß das Leichtschmutz-Auslaßrohr 60 abgedichtet durch die Stirnwand 24 hindurchtritt. Es ist rotationssymmetrisch gestaltet, koaxial zur Geräteachse 18 angeordnet und bis auf einen konischen Einlaufbereich 60a streng kreiszylindrisch. Zur besseren Halterung des Auslaßrohres 60 kann es sich empfehlen, die Stirnwand 16 mit speichenartig gestalteten und verlaufenden Stützen zu versehen, welche in der Durchtrittsöffnung 20 liegen und einen Führungsring halten, in dem das Leichtschmutz-Auslaßrohr 60 verschiebbar gehalten ist. Die Länge des kreiszylindrischen Teils des Leichtschmutzauslaßrohres 60 ist so bemessen, daß es sowohl in eine vordere Endstellung vorgeschoben werden kann, welche in Fig. 1 links strichpunktiert dargestellt wurde, als auch in eine hintere Position zurückgezogen werden kann, welche in Fig. 1 rechts gleichfalls strichpunktiert dargestellt wurde. In seiner vorderen Endposition endet das Leichtschmutz-Auslaßrohr 60 in verhältnismäßig geringem axialen Abstand vom Rotor 26; dieser Abstand sowie der Einströmdurchmesser des Einlaufbereichs 60a müssen jedenfalls so gewählt werden, daß ein hinreichend hoher Prozentsatz der in der zu behandelnden Fasersuspension enthaltenen Leichtschmutzpartikel aufgrund des durch den Rotor 26 erzeugten Wirbels in achsnahe Bereiche des Innenraums des Gehäuses 10 gedrängt werden konnte und so vom Leichtschmutz-Auslaßrohr 60 erfaßt wird. Wenn dies durch einen hinreichenden Abstand des Leichtschmutz-Auslaßrohres 60 vom Rotor 26 gewährleistet wird, dürfte es nicht ratsam sein, diesen axialen Abstand des Auslaßrohres 60 vom Rotor 26 noch weiter zu vergrößern.

Durch den vom Rotor 26 in der zu behandelnden Fasersuspension erzwungenen, zur Geräteachse 18 konzentrischen Wirbel werden, wie bereits erwähnt, die Schwerschmutzpartikel nach außen zentrifugiert, d. h. in bezüglich der Geräteachse 18 achsferne Bereiche gedrängt; durch die Trennwand 56 wird nun derjenige Teil der Suspensionsströmung, welcher die nach außen zentrifugierten Schwerschmutzpartikel enthält und einen schraubenlinienförmigen Strömungsverlauf hat, von den übrigen Fasersuspensionsanteilen abgetrennt; dieser Schwerschmutz-Spuckstoff strömt im äußeren Ringraum 58 gemäß Fig. 1 von links nach rechts und kann über einen mit einem einstellbaren Ventil 64 versehenen Schwerschmutz-Auslaßrohrstutzen 66 kontinuierlich oder in Intervallen aus dem Gerät abgelassen werden; der Schwerschmutz-Auslaßrohrstutzen 66 wird zwar am besten entgegen der Drehrichtung des Rotors 26 tangential in die Gehäuseumfangswand 12 einmünden, es kann aber auch genügen, wenn der Rohrstutzen 66 radial von unten in die Gehäuseumfangswand 12 einmündet.

Der sogenannte Gutstoff, welcher zumindest den ganz überwiegenden Teil der brauchbaren Fasern der behandelten Fasersuspension enthält, jedoch keine oder möglichst wenig Schwerschmutz- und Leichtschmutz-Partikel, strömt in dem inneren Ringraum 70 zwischen Schwerschmutz-Abscheiderohr 54 und Leichtschmutz-Auslaßrohr 60 mit schraubenlinienförmigem Strömungsverlauf gemäß Fig. 1 von links nach rechts in den Auslaßtopf 22, in dessen Umfangswand 23 ein Gutstoff-Auslaßrohrstutzen 74 einmündet, und zwar wiederum tangential entgegen der Drehrichtung des Rotors 26. Da bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts der Gutstoffauslaß nicht in Richtung der Geräteachse 18 aus dem Gerät herausführt, kann sich keine so hohe axiale Strömungsgeschwindigkeit des Gutstoffs ausbilden, daß dadurch im Bereich vor dem anströmseitigen Ende des Leichtschmutz-Auslaßrohres 60 größere Mengen von Leichtschmutzpartikeln von der Gutstoffströmung mitgerissen und in den inneren Ringraum 70 transportiert werden.

Wie die Fig. 1 erkennen läßt, könnte auf den separaten Auslaßtopf 22 ohne weiteres verzichtet werden, wenn man die Gehäuseumfangswand 12 über den gemäß Fig. 1 rechten Abschluß des äußeren Ringraums 58 hinaus verlängern und mit dem Gutstoff-Auslaßrohrstutzen 74 sowie einer der Stirnwand 24 entsprechenden Stirnwand versehen würde.

Des weiteren ergibt sich aus Fig. 1, daß sich alle aufgrund der in der zu behandelnden Fasersuspension enthaltenen Schwerschmutzpartikel besonders verschleißgefährdeten Teile ohne weiteres auswechseln lassen, nämlich die Beschleunigungsleisten 44 des Rotors 26, die Gehäuseumfangswand 12 und das Schwerschmutz-Abscheiderohr 54.

Die Neigung der Beschleunigungsleisten 44 gegenüber der Richtung der Geräteachse 18 könnte ohne weiteres einstellbar gemacht werden; auch könnte man die Kappe 40 des Rotors 26 gleichfalls mit die Fasersuspension in Umlaufrichtung antreibenden Elementen versehen.

Da der Drehstrommotor 30 über einen hinsichtlich seiner Ausgangsfrequenz einstellbaren Frequenzwandler betrieben wird, so daß sich die Drehzahl des Rotors 26 leicht verändern und einstellen läßt, kann die Leistungsaufnahme des erfindungsgemäßen Geräts minimiert werden. Dem selben Zweck dient die Möglichkeit, das Leichtschmutz-Auslaßrohr 60 in axialer Richtung verschieben zu können, um die Position des anströmseitigen Endes des Auslaßrohres 60 an den von der Rotordrehzahl abhängigen erzwungenen Wirbel anpassen zu können, wodurch gleichzeitig auch die Abscheidung der Leichtschmutzpartikel optimiert wird.

Bezüglich des axialen Abstandes des anströmseitigen Endes des Schwerschmutz-Abscheiderohres 54 vom Rotor 26 sowie des Einströmdurchmessers dieses Abscheiderohres, bezogen auf den Rotordurchmesser, wurden vorstehend bereits die wesentlichen Hinweise gegeben; die Fig. 1 läßt jedoch erkennen, daß das Schwerschmutz-Abscheiderohr in verhältnismäßig geringem axialen Abstand von demjenigen Bereich des Rotors enden kann, welcher die in das Gerät einströmende Fasersuspension in Umlaufrichtung beschleunigt oder den größten Teil dieser Beschleunigungsarbeit bewerkstelligt (im dargestellten Fall handelt es sich um den Rotormantel 38 mit den Beschleunigungsleisten 44). Auch zeigt die Fig. 1, daß der Außendurchmesser des Schwerschmutz-Abscheiderohres 54 nicht kleiner als der Außendurchmesser des Rotormantels 38 ist.

Der axiale Abstand des anströmseitigen Endes des Leichtschmutz-Auslaßrohres 60 vom Gutstoffauslaß, d. h. vom Gutstoff-Auslaßrohrstutzen 74, sollte so groß gewählt werden, daß die aus dem Gerät austretende Gutstoffströmung keine solchen Rückwirkungen auf die Strömung im Bereich des Einlasses des Leichtschmutz-Auslaßrohres haben kann, daß eine nennenswerte Anzahl von Leichtschmutzpartikeln von der Gutstoffströmung in den inneren Ringraum 70 hinein mitgerissen wird.

Das erfindungsgemäße Gerät kann außerdem die folgenden, zeichnerisch nicht dargestellten weiteren Merkmale aufweisen:

Im Bereich des Rotors 26 kann die Innenseite der Gehäuseumfangswand 12 eine Oberflächenstruktur aufweisen, durch die in der zu behandelnden Fasersuspension Turbulenzen erzeugt werden, um den Faserstoff in der Trägerflüssigkeit zu fluidisieren, damit feine Verunreinigungen aus dem Faserverbund gelöst werden. In diesem Fall ist es aber zweckmäßig, den Turbulenzen erzeugenden Bereich der Gehäuseumfangswand 12 nicht bis zum abströmseitigen Ende des Rotormantels 38 bzw. der Beschleunigungsleisten 44 zu erstrecken, damit stromabwärts des Turbulenzen erzeugenden Oberflächenbereichs noch ein die Suspension in Umfangsrichtung wirksam antreibender Rotorbereich verbleibt und auf die Fasersuspension einwirkt.

Alle einem abrasiven Verschleiß unterworfenen Geräteteile, vor allem aber die Innenseite der Gehäuseumfangswand 12, werden bzw. wird zweckmäßigerweise mit einer verschleißfesten Beschichtung versehen.

Da, wie bereits erwähnt, Schwerschmutzpartikel dazu neigen, sich unter dem Einfluß der Schwerkraft im unteren Bereich der Gehäuseumfangswand 12 abzusetzen, kann sich eine Maßnahme empfehlen, welche den axialen Transport der Schwerschmutzpartikel zum Schwerschmutzauslaß gewährleistet oder beschleunigt; am einfachsten ist es, zu diesem Zweck die Innenseite der Gehäuseumfangswand 12 mit einer Art Gewinde zu versehen, welches eingängig oder mehrgängig und von einer schraubenlinienförmig verlaufenden Nut in der Umfangswand 12 gebildet sein kann.

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Gerät führte bei einer Stoffdichte der zu behandelnden Fasersuspension von ca. 1 % dazu, daß Sand als abzuscheidender Schwerschmutz äußerst effektiv abgetrennt wurde - der Abscheidegrad betrug bis zu 90 %; dabei war die Leistungsaufnahme des Gerätes vergleichsweise gering - bei einem Durchsatz von 3000 Liter Fasersuspension pro Minute betrug die Leistungsaufnahme nur ca. 30 kW.

Durch weitere Versuche konnte gezeigt werden, daß sich das erfindungsgemäße Gerät äußerst kostensparend betreiben läßt, nämlich mit einem Energieaufwand von nur gut 20 kWh pro Tonne verarbeiteter Fasersuspension (und zwar unter Berücksichtigung einer Leistung einer die Suspension in das Gerät einspeisenden Pumpe von 11 kW für das im vorstehenden Absatz beschriebene Beispiel).

Des weiteren konnte gezeigt werden, daß sich mit einem erfindungsgemäßen Gerät bei Stoffdichten bis zu ca. 2,5 % arbeiten läßt, wenn man keine zu hohen Anforderungen an den Schwerschmutz-Abscheidegrad stellt.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Geräts besteht darin, daß die anfallenden Spuckstoffmengen äußerst gering sind - sowohl der den Schwerschmutz enthaltende Spuckstoff, als auch der den Leichtschmutz enthaltende Spuckstoff beträgt jeweils nur ca. 3 % der dem Gerät zugeführten, zu behandelnden Fasersuspensionsmenge.

Die in den Figuren 3 und 4 dargestellte zweite besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 nur in der Gestaltung des Schwerschmutz-Abscheiderohres, weshalb auch nur dieses beschrieben wird. Für alle anderen Teile der zweiten Ausführungsform wurden in den Figuren 3 und 4 dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den Figuren 1 und 2.

Das als Ganzes mit 54' bezeichnete Schwerschmutz-Abscheiderohr des in den Figuren 3 und 4 dargestellten Geräts wird wiederum von einer bezüglich der Geräteachse 18 rotationssymmetrischen Trennwand gebildet, bestehend aus einem anströmseitigen Wandabschnitt 56a', einem mittleren Wandabschnitt 56b' und einem abströmseitigen Wandabschnitt 56c'. Der Wandabschnitt 56a' bildet einen sich zum Rotor 26 hin öffnenden Konus, der Wandabschnitt 56b' stellt einen Kreiszylinder dar, und der Wandabschnitt 56c' bildet einen sich in Richtung der axialen Durchströmung des Geräts erweiternden Konus entsprechend dem konischen Wandabschnitt 56b des in Fig. 1 dargestellten Geräts. Das Besondere bei dem Gerät nach den Figuren 3 und 4 ist nun in folgendem zu sehen:

Die von dem Rotor 26 nahezu auf dessen Umfangsgeschwindigkeit beschleunigte, zu behandelnde Fasersuspension bildet in dem aus dem Wandabschnitt 56a' bestehenden ersten Teil des Schwerschmutz-Abscheiderohres 54' einen freien Wirbel, welcher dank der axialen, gemäß Fig. 3 von links nach rechts gerichteten Strömungskomponente der Fasersuspension in dem vom Wandabschnitt 56a' gebildeten Trichter zu demselben Effekt führt wie in einem eingangs beschriebenen Centricleaner. Im Gutstoffstrom noch enthaltene Schwerschmutzpartikel werden auf diese Weise auszentrifugiert, nämlich gegen die Innenwand des Wandabschnitts 56a' gedrängt. Da nun der Außendurchmesser des Wandabschnitts 56b' kleiner ist als der Innendurchmesser des Wandabschnitts 56a' an dessen abströmseitigem Ende, sowie wegen der axialen Strömungskomponente des das Abscheiderohr 54' durchströmenden Gutstoffes treten die in dem vom Wandabschnitt 56a' gebildeten Konus auszentrifugierten Schwerschmutzpartikel zusammen mit einem geringen Teil der Fasersuspension aus dem Ringspalt 57' in den äußeren Ringraum 58 aus, während der von diesen Schwerschmutzpartikeln befreite Anteil des Gutstoffstromes durch das vom Wandabschnitt 56b' gebildete Rohr hindurch in den sich erweiternden und vom Wandabschnitt 56c' gebildeten Konus einströmt und dann in den Auslaßtopf 22 gelangt.

Bei einer solchen Geräteausführung ist es zweckmäßig, den Einströmdurchmesser des Schwerschmutz-Abscheiderohres etwas größer zu machen als den Rotordurchmesser, um so einen möglichst großen Anteil der brauchbare Fasern mit sich führenden Suspensionsströmung zu erfassen und in das Innere des Schwerschmutz-Abscheiderohres eintreten zu lassen; dies kann man sich bei der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Gerätevariante deshalb erlauben, weil dabei gegebenenfalls in das Innere des Schwerschmutz-Abscheiderohres gelangende Schwerschmutzpartikel über den Ringspalt 57' ausgeschieden werden.

Der Wandabschnitt 56a' kann im übrigen durch beispielsweise drei speichenförmige Stützen gehalten werden, welche über den Umfang des Schwerschmutz-Abscheiderohres 54' verteilt angeordnet und einerseits mit dem Wandabschnitt 56a' und andererseits mit irgendeinem Teil verbunden sind, welches unmittelbar oder mittelbar starr mit dem Gehäuse 10 verbunden ist, sei es nun die Umfangswand 12 oder beispielsweise der Wandabschnitt 56b' oder der Wandabschnitt 56c'.

Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Geräts ist darin zu sehen, daß der äußere Ringraum, d. h. zum Beispiel der Ringraum 58 in Fig. 1, ein Speichervolumen für Schwerschmutz bildet; bei entsprechender Ausbildung und Anordnung des Leichtschmutz-Auslaßrohres, z. B. des in Fig. 1 gezeigten Rohres 60, weist das erfindungsgemäße Gerät auch ein verhältnismäßig großes Speichervolumen für Leichtschmutz auf.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das Gerät mit Mitteln versehen werden, durch die der Anteil noch brauchbarer Fasern verringert wird, welche das Gerät über den Schwerschmutzauslaß verlassen. Zu diesem Zweck versieht man die Umfangswand des Außengehäuses mit einer oder mehreren Einmündungen für sogenanntes Sperr- oder Spülwasser, und zwar vorzugsweise mit mehreren über den Umfang des Außengehäuses verteilt angeordneten derartigen Einmündungen. Diese Einmündung bzw. Einmündungen werden in einem Bereich der Umfangswand des Außengehäuses angeordnet, welcher im Bereich des äußeren Ringraumes liegt, und zwar vorzugsweise etwas näher am Schwerschmutzauslaß als am Rotor-seitigen Ende der den äußeren Ringraum begrenzenden Trennwand (in Fig. 1 der Trennwand 56). Durch das über diese Einmündung bzw. Einmündungen zugeführte Wasser werden noch brauchbare Fasern aus dem Schwerschmutz ausgewaschen, und der zumindest nahe der Einmündung ungefähr radiale Strömungsverlauf des zugeführten Wassers hat für die spezifisch leichten Fasern eine Art Rückhalteeffekt.

Claims

Gerät zum Aufbereiten von insbesondere aus Altpapier gewonnenen Fasersuspensionen, welche von den brauchbaren Fasern der Suspension abzutrennende Partikel enthalten, deren spezifisches Gewicht sich deutlich von demjenigen der brauchbaren Fasern unterscheidet, mit einem im wesentlichen trommelartigen Außengehäuse, welches im Bereich seines einen, anströmseitigen Endes einen bezüglich der Gehäuseachse im wesentlichen rotationssymmetrischen Körper aufnimmt und mit einem Einlaß für die aufzubereitende Fasersuspension versehen ist sowie im Bereich seines anderen, abströmseitigen Endes ein stationäres, zur Gehäuseachse konzentrisches Auslaßrohr (Leichtschmutzauslaß) für einen abzutrennende und spezifisch leichte Partikel enthaltenden ersten Suspensionsteil (Leichtschmutzanteil) aufnimmt und mit einem Gutstoffauslaß für einen im wesentlichen brauchbare Fasern enthaltenden zweiten Suspensionsteil (Gutstoff) versehen ist, und mit einem Drehantrieb zur Erzeugung einer bezüglich der Gehäuseachse rotatorischen Strömungskomponente in dem Ringraum zwischen Außengehäuse und rotationssymmetrischem Körper, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse (10) sowie der Gutstoffauslaß (74) stationär sind und der rotationssymmetrische Körper als um die Gehäuseachse (18) drehantreibbarer Rotor (26) ausgebildet ist, daß eine zur Gehäuseachse (18) rotationssymmetrische Trennwand (56; 56a', 56b', 56c') vorgesehen ist, welche zusammen mit der Umfangswand (12) des Außengehäuses (10) einen in Richtung auf den Rotor (26) stirnseitig offenen und in entgegengesetzter Richtung geschlossenen äußeren Ringraum (58) bildet, der in axialem Abstand von seiner offenen Stirnseite mit einem Auslaß (66) (Schwerschmutzauslaß) für einen abzutrennende und spezifisch schwere Partikel enthaltenden dritten Suspensionsteil (Schwerschmutzanteil) versehen ist, und daß der Gutstoffauslaß (74) mit dem abströmseitigen Ende eines zwischen Trennwand (56; 56a', 56b', 56c') und Leichtschmutz-Auslaßrohr (60) befindlichen inneren Ringraumes (70) kommuniziert.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (50) für die aufzubereitende Fasersuspension als in Rotor-Drehrichtung tangential in das Außengehäuse (10) einmündendes Rohr ausgebildet ist und der Gutstoffauslaß (74) ein in Rotordrehrichtung tangential wegführendes Rohr aufweist.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerschmutzauslaß (66) in Rotordrehrichtung tangential vom äußeren Ringraum (58) wegführt.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (18) des Außengehäuses (10) zumindest ungefähr horizontal verläuft.
Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerschmutzauslaß (66) von unten in den äußeren Ringraum (58) einmündet.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (56; 56a', 56b', 56c') an ihrem dem Rotor (26) zugewandten Ende einen solchen radialen Abstand von der Außengehäuse-Umfangswand (12) sowie einen solchen axialen Abstand vom Rotor (26) aufweist, daß ein von letzterem der Außengehäuse-Umfangswand (12) benachbart erzeugter, aufgrund von Zentrifugalkräften mindestens einen wesentlichen Teil des Schwerschmutzes enthaltender ringförmiger Strömungsbereich mit bezüglich der Gehäuseachse (18) rotatorischer Strömungskomponente aufgrund der axialen Durchströmung des Geräts in den äußeren Ringraum (58) eintritt.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßdurchmesser des Leichtschmutz-Auslaßrohres (60) an dessen dem Rotor (26) zugewandten Ende sowie der axiale Abstand des letzteren vom Rotor so bemessen sind, daß ein vom Rotor (26) erzeugter, mindestens einen wesentlichen Teil des Leichtschmutzes enthaltender, zur Gehäuseachse (18) konzentrischer und letztere enthaltender Strömungskernbereich aufgrund der axialen Durchströmung des Geräts in das Leichtschmutz-Auslaßrohr (60) eintritt.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand des dem Rotor (26) zugewandten Endes des Leichtschmutz-Auslaßrohres (60) vom Gutstoffauslaß (74) mindestens so groß ist wie der Abstand vom Rotor (26).
Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des dem Rotor (26) zugewandten Endes des Leichtschmutz-Auslaßrohres (60) vom Gutstoffauslaß (74) ein Vielfaches des Abstandes vom Rotor (26) beträgt.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leichtschmutz-Auslaßrohr (60) in axialer Richtung verschiebbar ist.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand des rotorseitigen Trennwandendes vom Rotor (26) höchstens so groß ist wie der Abstand vom Schwerschmutzauslaß (66).
Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand des rotorseitigen Trennwandendes vom Schwerschmutzauslaß (66) ein Vielfaches des Abstandes vom Rotor (26) ist.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (26) an seinem Außenumfang mit die Suspension in Rotationsrichtung beschleunigenden Erhebungen (44) versehen ist.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Rotors (26) ungefähr so groß oder größer ist wie bzw. als der Außendurchmesser des rotorseitigen Trennwandendes.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (26) an seiner abströmseitigen Stirnseite kegelförmig ausgebildet ist.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leichtschmutz-Auslaßrohr (60) ein Ventil zugeordnet ist.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerschmutzauslaß (66) mit einem Ventil (64) versehen ist.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (50) im Bereich des Rotorumfangs sowie in Rotordrehrichtung tangential in die Außengehäuse-Umfangswand (12) mündet.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb einen über einen einstellbaren Frequenzwandler gespeisten Drehstrommotor (30) aufweist.
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der folgenden Geräteelemente auswechselbar angebracht ist: Rotorumfangsbereich oder Teile hiervon, Leichtschmutz-Auslaßrohr (60) und Trennwand (56; 56a', 56b', 56c').
Gerät nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (56a', 56b', 56c') mindestens in einem dem Rotor zugewandten axialen Abschnitt (56a') sich dem Rotor (26) zu öffnend konisch gestaltet ist und daß die Trennwand ungefähr am rotorfernen Ende des Konusabschnitts wenigstens eine Öffnung (57') für einen Schwerschmutzdurchtritt in den äußeren Ringraum (58) aufweist.
Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (57') ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Ringspalt ist.
Gerät nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Trennwand (56a', 56b', 56c') zwischen Durchtrittsöffnung (57') und abströmseitigen Ende konisch erweitert.