EP0931584A1 - Vorrichtung zur mechanischen Behandlung von hochkonsistenten Faserstoff - Google Patents

Vorrichtung zur mechanischen Behandlung von hochkonsistenten Faserstoff Download PDF

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EP0931584A1 EP98122347A EP98122347A EP0931584A1 EP 0931584 A1 EP0931584 A1 EP 0931584A1 EP 98122347 A EP98122347 A EP 98122347A EP 98122347 A EP98122347 A EP 98122347A EP 0931584 A1 EP0931584 A1 EP 0931584A1
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    • B01F35/75—Discharge mechanisms

Definitions

  • the invention relates to a device for the mechanical treatment of highly consistent fibrous material according to the preamble of claim 1.
  • Such a treatment device is for example from DE-PS 30 47 013 known.
  • This device which is suitable for dispersing waste paper, serves the purpose of Machining material intensively mechanically and thermally, which means that the contained therein Contaminants detached from the fibers, crushed and / or below the visibility limit can be brought.
  • the pulp is not in a pumpable suspension processed, but in the form of a doughy or crumbly high consistency substance, preferably with a dry content between 20 and 35%. Let it this way significantly higher shear forces are transferred to the pulp, causing the mentioned goals are achievable without a significant change in Fiber length is done.
  • the effect of mechanical treatment further intensified by heat, e.g. by setting a fiber temperature of 90 ° Celsius or above.
  • the Dispersion After the highly consistent fiber material has passed the processing area, i.e. the Dispersion has occurred, it emerges at the last stage of the stator set. Here it is pushed out by the following substance and essentially leads one radial movement. Because the set contains circular rows of teeth, this is done the ejection of the fiber over the entire circumference, i.e. 360 °. As a rule, that is The central axis of such a dispersing device is arranged horizontally, i.e. of the The pulp is transported in a vertical plane. Where the tooth gaps between the teeth, the fabric falls out freely, e.g. in a vessel, in which, if desired, can be diluted with water.
  • the object of the invention is therefore to provide a treatment device create with which it is possible to discharge processed pulp with simple Means to improve.
  • the subject of the invention also has the advantage of being relatively inexpensive Wear behavior. It is about reducing the wear and tear is known not to be entirely avoided in such devices. The fact that the Substance is removed relatively quickly, caking, which the Favor wear, be prevented. It is particularly advantageous if the Radial projections belong to the part of the treatment tool that is due to the unavoidable wear and tear should be replaced at certain intervals anyway got to. In this way, the normal wear and tear on a few parts limited, while the other machine parts, especially the mounting plates for the trimmings, subject to very little wear.
  • the radial projection can extend over the entire circumference be an annular collar. Like the set, it can do one thing wear-resistant material and, if necessary, together with the set be replaced.
  • FIG. 1 shows two complementary treatment tools that can be moved relative to one another 1 and 2, which are in engagement with each other so that they can cooperate.
  • the selected representation in the form of a section in side view shows that radially from the inside to those belonging to different treatment tools Alternate teeth 4, 3, 4 ', 3', 4 '', 3 ''.
  • the arrangement is such that the row of teeth a treatment tool in each of the intermediate space 11 (Fig. 3) complementary tool is sufficient and a distance a to the teeth of the takes complementary treatment tool.
  • the one on the left belongs here Treatment tool 1 to the stator 6 and treatment tool 2 to the right on the rotor 5.
  • the axis of rotation, not shown, is horizontal here, and the The radial transport direction of the fibrous material lies in vertical planes.
  • the last Row of teeth with 3 '' teeth belongs to the stator set.
  • the treatment tools are housed in a housing 6 ', the stator set with the housing rotatably connected is.
  • Such sets are basically already known and are used, for example De-sticking or dispersing used.
  • the decisive innovation can be found in the Area of the discharge device 8. This shows in the example shown here fixed deflection element 9 with a contour 10, the shape of which is radial emerging fiber material is deflected in the axial direction. It works together with one Number of radial projections 7 (only one drawn), which are about the projection b extend beyond the outermost edge of the rotor 5.
  • Fig. 2 shows a view radially from the outside of a radial projection 7, each in Has the surface A or A 'circumferential direction. You can see some of the outermost teeth 4 '', which starts from the treatment tool 2 axially in the direction of not drawn complementary tool.
  • Radial projections 7 are available, which are each at a distance of 120 ° from one another.
  • the appropriate number of radial projections depends of course Conditions, e.g. Set diameter and speed from. They run over one Circumferential extent c, which is about 10 ° here.
  • the run-up angle ⁇ between the Radius and the areas A, A ' is approximately 20 °.
  • FIG. 4 shows the top view of a stator set with teeth 3, 3 ', 3' 'between which are the spaces 11 and also the contour 10 of the Deflection element 9.
  • the embodiment shown here is part of a Device according to the invention, the axis of rotation of which is horizontal. The view this figure is to be understood so that the direction according to arrow 12 is above. Because of the conditions already described, especially in the upper area of the Treatment device, the deflection element 9 is attached there. It stretches here over a circumferential angle of approx. 270 °. There are variations of this circumferential angle can be determined by experiments. In other cases where the axis of rotation is vertical, the deflecting element is essentially on the entire circumference to provide.
  • contour 10 in contact with the material Deflection element 9.
  • the contour 10 is part of a Torus'T educated.
  • other forms are also conceivable with which the deflection takes place can.

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Abstract

Die Behandlungsvorrichtung dient z.B. zum Dispergieren von hochkonsistentem Altpapierfaserstoff. Sie weist mindestens zwei miteinander im Eingriff stehende, jeweils mit Zähnen (3, 3', 3'', 4, 4', 4'') versehene Behandlungswerkzeuge (1, 2) auf, die relativ zueinander bewegbar sind. Der zwischen diesen Behandlungswerkzeugen (1, 2) hindurchgetretene Faserstoff gelangt nach der Behandlung in eine Austragsvorrichtung (8). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mechanischen Behandlung von hochkonsistentem Faserstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Behandlungsvorrichtung ist zum Beispiel aus der DE-PS 30 47 013 bekannt. Diese zum Dispergieren von Altpapier geeignete Vorrichtung dient dazu, den Stoff intensiv mechanisch und thermisch zu bearbeiten, wodurch die darin enthaltenen Störstoffe von den Fasern abgelöst, zerkleinert und/oder unter die Sichtbarkeitsgrenze gebracht werden können. Anders als zum Beispiel bei Papierstoff-Mahlrefinern wird bei derartigen Maschinen der Faserstoff nicht in einer pumpfähigen Suspension bearbeitet, sondern in Form eines teigigen oder krümeligen Hochkonsistenzstoffes, vorzugsweise mit einem Trockengehalt zwischen 20 und 35 %. Auf diese Weise lassen sich beträchtlich höhere Scherkräfte in den Faserstoff übertragen, wodurch die genannten Ziele erreichbar sind, ohne daß dabei eine wesentliche Veränderung der Faserlänge erfolgt. In vielen Fällen wird die Wirkung der mechanischen Behandlung durch Hitze weiter verstärkt, z.B. durch Einstellen einer Faserstofftemperatur von 90° Celsius oder noch darüber.
Durch die hohe Konsistenz, die der Faserstoff bei der Behandlung hat, ist eine intensive mechanische Bearbeitung möglich, obwohl sich die Zähne der relativ zueinander bewegbaren Behandlungswerkzeuge nicht berühren, sondern sich vielmehr in einem Abstand von ca. 0,5 mm oder mehr aneinander vorbeibewegen. Oft kann der Abstand zwischen den Behandlungswerkzeugen zur Regelung der Behandlungsintensität verändert werden. Solche Behandlungswerkzeuge werden zumeist als Garnituren bezeichnet, und zwar die stillstehende als Stator- und die bewegte als Rotorgarnitur. Garnituren können aus Kreisringsegmenten zusammengesetzt sein.
Nachdem der hochkonsistente Faserstoff den Bearbeitungsbereich passiert hat, also die Dispergierung erfolgt ist, tritt er an der letzten Stufe der Statorgarnitur aus. Dabei wird er durch den nachfolgenden Stoff herausgedrückt und führt eine im wesentlichen radiale Bewegung aus. Da die Garnitur kreisförmig angelegte Zahnreihen enthält, erfolgt der Auswurf des Faserstoffes über den gesamten Umfang, also 360°. In der Regel ist die Mittelachse einer solchen Dispergiervorrichtung waagerecht angeordnet, d.h. der Faserstofftransport erfolgt in einer senkrechten Ebene. Dort, wo die Zahnlücken zwischen den Zähnen nach unten führen, fällt der Stoff frei heraus, z.B. in ein Gefäß, in dem er, wenn gewünscht, mit Wasser verdünnt werden kann. Im geodätisch betrachtet oberen Bereich der Garnituren sammelt sich der Stoff an, da er nicht direkt herabfallen kann. Zwar wird er früher oder später durch nachdrängenden Stoff abtransportiert, die Verhältnisse sind aber undefiniert und daher nicht immer befriedigend. Als Abhilfe kann im oberen Teil des Gehäuses bereits Wasser zugegeben werden, was einerseits zur Verdünnung führt und daher bei nachfolgender Hochkonsistenzbehandlung, z.B. Bleiche, unerwünscht ist und andererseits auch nicht immer den gewünschten Erfolg hat.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Behandlungsvorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, den Austrag von bearbeitetem Faserstoff mit einfachen Mitteln zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale vollständig gelöst. Danach wird die radiale Bewegung, insbesondere im oberen Teil des Gehäuses, in eine axiale und dann in eine Umfangsbewegung umgelenkt. Der Stoff gelangt vollständig - ohne störende Anhäufungen und ohne wesentlichen Energieverbrauch - in den dafür vorgesehenen Behälter. Nachteilige Veränderungen des zumeist heißen Faserstoffes, wie z.B. Austrocknen, Verbacken, Verhornen werden vermieden.
Der Erfindungsgegenstand hat darüberhinaus den Vorteil eines relativ günstigen Verschleißverhaltens. Dabei geht es um die Reduzierung des Verschleißes, der sich bekanntlich bei solchen Vorrichtungen nicht gänzlich vermeiden läßt. Dadurch, daß der Stoff verhältnismäßig zügig abtransportiert wird, können Anbackungen, die den Verschleiß begünstigen, verhindert werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Radialvorsprünge zu dem Teil des Behandlungswerkzeuges gehören, der infolge des unvermeidbaren Verschleisses ohnehin in bestimmten Abständen ausgewechselt werden muß. Auf diese Weise wird nämlich der normale Verschleiß auf wenige Teile beschränkt, während die übrigen Maschinenteile, insbesondere die Befestigungsplatten für die Garnituren, nur noch einem sehr geringen Verschleiß unterliegen.
Die wichtigste Anwendung der Erfindung ist bei solchen Vorrichtungen zu erwarten, bei denen der hochkonsistente Faserstoff erst nach dem Austritt aus dem Gehäuse der Vorrichtung verdünnt wird, also als Dickstoff herausfällt. Es gibt aber auch andere Anwendungsfälle, nämlich die, bei denen der Dickstoff bereits im Gehäuse mit Wasser verdünnt wird. Auch wenn der Stoff verdünnt ist, sollte er möglichst schnell aus dem Gehäuse abgeführt werden, wozu die Erfindung entscheidend beiträgt.
Im Extremfall kann der Radialvorsprung ein über den gesamten Umfang verlaufender ringförmiger Bund sein. Er kann - ebenso wie die Garnitur - aus einem besonders verschleißfesten Material bestehen und im Bedarfsfall zusammen mit der Garnitur ausgetauscht werden.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1
Schnitt durch den wesentlichen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht;
Fig. 2
Detailansicht eines Radialvorsprunges;
Fig. 3
Aufsicht auf die Vorrichtung (Rotor);
Fig. 4
Aufsicht auf die Vorrichtung (Stator);
Fig. 5
Variante, Teilansicht;
Fig. 6
Kontur eines speziellen Umlenkelementes.
Fig. 1 zeigt zwei relativ zueinander bewegbare, komplementäre Behandlungswerkzeuge 1 und 2, die miteinander so im Eingriff stehen, daß sie zusammenwirken können. Die gewählte Darstellung in Form eines Schnitts in Seitenansicht läßt erkennen, daß sich radial von innen nach außen die zu verschiedenen Behandlungswerkzeugen gehörenden Zähne 4, 3, 4', 3', 4'', 3'' abwechseln. Die Anordnung ist derart, daß die Zahnreihe eines Behandlungswerkzeuges jeweils in den Zwischenraum 11 (Fig. 3) des komplementären Werkzeuges reicht und einen Abstand a zu den Zähnen des komplementären Behandlungswerkzeuges einnimmt. Dabei gehört das links gezeichnete Behandlungswerkzeug 1 zum Stator 6 und rechts das Behandlungswerkzeug 2 zum Rotor 5. Die nicht dargestellte Rotationsachse liegt hier waagerecht, und die Radialtransportrichtung des Faserstoffes liegt in senkrechten Ebenen. Die letzte Zahnreihe mit den Zähnen 3'' gehört zur Statorgarnitur. Die Behandlungswerkzeuge sind in einem Gehäuse 6' untergebracht, wobei die Statorgarnitur mit dem Gehäuse drehfest verbunden ist.
Derartige Garnituren sind grundsätzlich bereits bekannt und werden beispielsweise zum Entstippen oder Dispergieren eingesetzt. Die entscheidende Neuerung findet sich im Bereich der Austragsvorrichtung 8. Diese weist in dem hier gezeigten Beispiel ein feststehendes Umlenkelement 9 mit einer Kontur 10 auf, deren Form den radial austretenden Faserstoff in axiale Richtung umlenkt. Es wirkt zusammen mit einer Anzahl von Radialvorsprüngen 7 (nur einer gezeichnet), die sich um den Überstand b über den äußersten Rand des Rotors 5 hinaus erstrecken.
Fig. 2 zeigt in Ansicht radial von außen einen Radialvorsprung 7, welcher jeweils in Umfangsrichtung die Fläche A bzw. A' aufweist. Man sieht einige der äußersten Zähne 4'', die sich vom Behandlungswerkzeug 2 ausgehend axial in Richtung zum nicht gezeichneten komplementären Werkzeug erstrecken.
In der Aufsicht gemäß Fig. 3 auf eine Rotorgarnitur erkennt man die ringförmigen Zwischenräume 11. Auch die Zähne 4, 4', 4'' sind in ringförmigen Reihen angeordnet.
Von der Vielzahl sind nur einige gezeichnet, teils im Schnitt, teils in Aufsicht. Ihre Form ist bekannt und richtet sich nach dem Verwendungszweck der Garnitur. Am radial äußeren Rand der Rotorgarnitur sind bei dem hier gezeichneten Beispiel insgesamt drei Radialvorsprünge 7 vorhanden, die jeweils einen Abstand von 120° voneinander haben. Die zweckmäßige Anzahl der Radialvorsprünge hängt selbstverständlich von den Bedingungen, z.B. Garniturdurchmesser und Drehzahl ab. Sie verlaufen über eine Umfangserstreckung c, die hier bei etwa 10° liegt. Der Auflaufwinkel α zwischen dem Radius und den Flächen A, A' beträgt ca. 20°.
Fig.4 zeigt die Aufsicht auf eine Statorgarnitur mit den Zähnen 3, 3', 3'', zwischen denen sich die Zwischenräume 11 befinden sowie auch die Kontur 10 des Umlenkelementes 9. Bei der hier gezeigten Ausführung handelt es sich um den Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, deren Rotationsachse waagerecht liegt. Die Ansicht dieser Figur ist so zu verstehen, daß die Richtung gemäß Pfeil 12 oben ist. Wegen der bereits beschriebenen Verhältnisse, insbesondere im oberen Bereich der Behandlungsvorrichtung, ist dort das Umlenkelement 9 angebracht. Es erstreckt sich hier über einen Umfangswinkel von ca. 270°. Variationen dieses Umfangswinkels sind durch Experimente bestimmbar. In anderen Fällen, in denen die Rotationsachse senkrecht steht, ist das Umlenkelement im wesentlichen am gesamten Umfang vorzusehen.
Bei dem in Fig. 5 gezeigten Fall sind sowohl das Umlenkelement 9 als auch die Radialvorsprünge 7 Teile der entsprechenden Garnituren und damit aus demselben Material wie deren Zähne. Natürlich kann dieses Zusammenfassen auch lediglich bei der Rotor- oder Statorgarnitur erfolgen. Diese Figur zeigt (gestrichelt) als Alternative einen Radialvorsprung 7', der direkt auf der Grundplatte des Rotors (5) angebracht ist.
Fig. 6 zeigt schematisch eine mögliche Form der stoffberührten Kontur 10 am Umlenkelement 9. Bei dieser Ausgestaltung wird die Kontur 10 als Teil eines Torus'T gebildet. Natürlich sind auch andere Formen denkbar, mit denen die Umlenkung erfolgen kann.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zur mechanischen Behandlung von hochkonsistentem Faserstoff, mit mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Behandlungswerkzeugen (1, 2,),
    1.1 die jeweils eine im wesentlichen rotationssymmetrische Form haben und koaxial zueinander angeordnet sind,
    1.2 die in ringförmigen, zu ihrer Mitte konzentrischen Reihen angeordnete Zähne (3, 3', 3'', 4, 4', 4'') aufweisen, zwischen welchen sich Zahnlücken (5) befinden, die freie Querschnitte bilden, welche von dem zu behandelnden Faserstoff durchströmbar sind,
    1.3 die zwischen den Zahnreihen ringförmige Zwischenräume (11) aufweisen,
    1.4 die so zueinander positioniert sind, daß mindestens eine Zahnreihe eines Behandlungswerkzeuges (1,2) in einen ringförmigen Zwischenraum (11) des anderen, komplementären Behandlungswerkzeuges (2,1) hineinreicht,
    1.5 wobei die Vorrichtung wenigstens eine Austragsvorrichtung (8) für den radial nach außen austretenden Faserstoff enthält,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Austragsvorrichtung (8) ein Umlenkelement (9) enthält mit einer Kontur (10), die so geformt ist, daß sie radial austretenden Faserstoff in etwa axiale Richtung umlenkt und daß das relativ zum Gehäuse (6) der Vorrichtung bewegbare Behandlungswerkzeug (2) im Bereich des Außendurchmessers mit mindestens einem Radialvorsprung (7) versehen ist, der sich über den radial äußersten Rand hinaus erstreckt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Behandlungswerkzeug (1) zu einem feststehenden Stator (6) gehört und das komplementäre Behandlungswerkzeug (2) zu einem antreibbaren Rotor (5).
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rotationsachse waagerecht liegt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mindestens ein Radialvorsprung (7) Teil des bewegbaren Behandlungswerkzeuges (2) ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der radiale Überstand (b) des Radialvorsprungs (7) über den Umfang des Rotors (5) hinaus zwischen 3 und 50 mm beträgt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der radiale Überstand (b) des Radialvorsprungs (7) über den Umfang des Rotors (5) hinaus zwischen 3 und 20 mm beträgt.
  7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Radialvorsprung (7) in Umfangsrichtung auf mindestens einer Seite eine Fläche (A, A') aufweist, die zum Radius in einem Auflaufwinkel (α) zwischen 10° und 45° steht.
  8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Umfangserstreckung (c) des Radialvorsprungs (7) einen Winkel zwischen 3° und 15° hat.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Umfangserstreckung (c) des Radialvorsprungs (7) einen Winkel von 360° hat.
  10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Behandlungswerkzeug (2) einen einzigen Radialvorsprung (7) aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Radialvorsprung (7) nicht axial in den Behandlungsbereich des komplementären Behandlungswerkzeuges hineinreicht.
  12. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kontur (10) des Umlenkelementes (9) über einen Umfangswinkel (d) zwischen 180° und 300° verläuft und sich im wesentlichen oberhalb der Behandlungswerkzeuge erstreckt.
  13. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kontur (10) des Umlenkelementes (9) die Innenfläche eines Torusabschnittes hat, dessen Zentrum mit dem der Behandlungswerkzeuge zusammenfällt.
  14. Behandlungswerkzeug zur mechanischen Bearbeitung von hochkonsistentem Faserstoff,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß es für eine Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche geeignet ist.
  15. Behandlungswerkzeug nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß es aus einer Mehrzahl von Kreisringsegmenten zusammengesetzt ist.
EP98122347A 1998-01-22 1998-11-25 Vorrichtung zum Dispergieren von hochkonsistentem Altpapier Expired - Lifetime EP0931584B1 (de)

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