Die Erfindung betrifft einen Siebapparat für verschmutzte Faserstoffsuspensionen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Zweck eines derartigen Siebapparates besteht darin, aus einer wässrigen
Faserstoffsuspension, die z.B. aus Altpapier gewonnen sein kann, unerwünschte
Schmutzstoffe herauszuholen. Bekanntlich enthält das Altpapier neben den gewünschten
Faserstoffen auch eine gewisse Menge von Störstoffen, welche nicht in das Papier
gelangen dürfen.
Üblicherweise werden die Rohstoffe in einem Stofflöser mit Wasser vermischt und so
weit zerkleinert, daß sie als Suspension aus dem Stofflöser abgepumpt werden können.
Auch wenn in vielen Fällen bereits im Stofflöser eine Vorreinigung erfolgt, verbleibt
noch eine beträchtliche Menge von Störstoffen in der abgepumpten Suspension und
gelangt in die für die Aufbereitung verwendeten Vorrichtungen. Dabei sind in aller Regel
mehrere Trennvorgänge erforderlich, um die verschiedenartigen Störstoffe in
verschiedenen Abschnitten des Aufbereitungsprozesses zu entfernen. In vielen Fällen ist
das Auftreten von Verstopfungen des Aufbereitungssystemes durch Störstoffe nur
dadurch zu vermeiden, daß Spültakte eingerichtet werden, was verständlicherweise zu
Belastungen des Aufbereitungsbetriebes, zu Mengenstössen und zu Faserverlusten
führen kann.
In dem Fachaufsatz "Erfahrungen mit einem System zur Stofflöserentsorgung",
Hans-Bernhard Winterstein, erschienen in einem Sonderdruck 1994, wird eine
Entsorgungsmaschine mit oben liegender Siebplatte beschrieben. Der Einlauf in diese
Maschine ist nach unten gerichtet, und zwar direkt in Richtung zur Schwerteilschleuse
hin. Leichtteile sammeln sich im Gehäuse des Entsorgungsapparates an und werden
taktweise ausgespült. Dazu wird der Inhalt mit Waschwasser verdünnt, bis angenähert
die Waschwasserkonsistenz erreicht ist.
Die deutsche Patentschrift 26 58 845 zeigt einen Stofflöser zum Auflösen und Sortieren
von Altpapier, welcher ebenfalls ein oben liegendes Sieb enthält, das von einem Rotor
freigehalten wird. In dem Rotor befindet sich zentral ein mitrotierender Kanal, was zu
einem beträchtlichen Aufwand und zu einer Verteuerung der Maschine führt.
Verstopfungen des Kanals sind nicht auszuschließen und schwer zu beseitigen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Siebapparat zu schaffen, mit welchem es gelingt, die
Aussortierung von Störstoffen betriebssicher durchzuführen. Dabei soll ein möglichst
großes Spektrum von Störstoffen erfaßt werden können, und zwar sowohl solche, die
leichter sind als die Suspension, als auch solche, deren spezifisches Gewicht gleich oder
größer ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale
gelöst.
Der erfindungsgemäße Siebapparat ist in der Lage, mit Hilfe des Siebes Störstoffe im
Gehäuse zurückzuhalten und Schwerteile aufgrund ihrer höheren Dichte aus der
Faserstoffsuspension zu entfernen. Gegenüber dem Stand der Technik weist er aber auch
den Vorteil auf, gezielt Leichtstoffe, welche sich aufgrund des spezifischen Gewichtes im
Kernbereich des Gehäuses ansammeln, frühzeitig daraus und, falls gewünscht, auch
kontinuierlich abzuführen. Dazu dient das entsprechend günstig positionierte
Leichtstoffrohr. Es ist von großem Vorteil, daß die Leichtstoffe nicht lange im Apparat
verbleiben, weil die Entfernung von Störstoffen mit zunehmender Zerkleinerung immer
schwieriger wird.
Sowohl durch den Tangentialeinlauf als auch durch die Rotorbewegung wird eine
Wirbelströmung erzeugt, bei der aufgrund der Zentrifugalkräfte eine Ansammlung der
Leichtstoffe in der Mitte und der Schwerteile in der Wandungsnähe des Gehäuses bewirkt
wird. Dabei können aufgrund der Anordnung der Apparatur die Schwerteile z.B. auf einer
schraubenlinienförmigen Bahn zur Austrittsöffnung für Schwerteile absinken. In einer
speziellen Ausgestaltung mit unten liegendem konischen Gehäuseteil wird die
Schwerteilabscheidung weiter verbessert. Außerdem ist die im wesentlichen
senkrechte Anordnung der Symmetrieachse hilfreich.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
- Fig. 1
- einen erfindungsgemäßen Siebapparat, geschnitten in Seitenansicht;
- Fig. 2a + 2b
- Detailansichten des Rotorbereiches;
- Fig. 3 - 5
- diverse Schemata und Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen
Siebapparates bei der Altpapieraufbereitung;
- Fig. 6
- einen erfindungsgemäßen Siebapparat in Schrägstellung.
Der in Fig. 1 gezeigte Siebapparat enthält ein Gehäuse 1, welches hier aus einem oben
liegenden zylindrischen Teil 8 und einem darunter liegenden konischen Teil 9 besteht.
Im Deckel des Gehäuses 1 und konzentrisch mit seiner Mittellinie ist ein Rotor 4
angeordnet, welcher durch einen darüberliegenden nur angedeuteten Antriebssatz in
Rotation versetzt werden kann. Dieser Rotor dient sowohl zur Erzeugung einer
Wirbelströmung im Gehäuse 1, als auch dazu, ein ebenfalls im Deckel des Gehäuses 1
sitzendes Sieb 3 von Verstopfungen frei zu halten. Das Sieb 3 teilt den Innenraum des
Gehäuses 1 von der darüberliegenden Gutstoffkammer 2 ab, aus der der darin
angesammelte Stoff durch den Gutstoffauslauf 5 ausgeleitet werden kann. Im unteren Teil
des Gehäuses 1 befindet sich eine schräg abwärts führende Austrittsöffnung 6 für die
Schwerteile. Diese kann, muß aber nicht, in eine Schleuse 15 einmünden, welche durch
zwei Absperrorgane gesteuert wird. Es ist günstig, das Gehäuse 1 unten durch eine
schräge Abschlußplatte 11 abzuschließen. Ihr Winkel α gegen die Horizontale sollte so
gewählt werden, daß die unten angelangten Schwerteile von der Abschlußplatte 11 in die
Austrittsöffnung 6 rutschen können. Um diesen Bereich von Ablagerungen freizuhalten,
kann die Zugabe von Spülwasser durch einen Spülwasseranschluß 16 vorteilhaft sein.
Im zentralen Bereich des Gehäuses 1 erkennt man das Leichtstoffrohr 7, welches koaxial
zum Rotor 4 angeordnet ist Der Zweck dieses Leichtstoffrohres 7 ist der, daß die sich
bei Betrieb der Maschine im Inneren ansammelnden Leichtstoffe nach außen abgeführt
werden können. In der Regel wird man den Siebapparat mit Überdruck betreiben, so daß
die Leichtstoffe von selbst austreten. Dabei kann der Überdruck die Menge der
abgezogenen Leichtstoffe regeln. Es ist aber auch möglich, den Leichtstoffaustritt mit
einem nicht gezeigten Absperrorgan zu versehen und z.B. taktweise zu öffnen und zu
schließen. Eine weitere Möglichkeit wäre eine Dosiervorrichtung, welche
verstopfungsfrei eine bestimmte Menge kontinuierlich aus dem Inneren herausfördert.
Im Zentrum des Rotors 4 kann ein nach unten gerichtetes Rohrstück 17 vorhanden sein,
welches den Wirbel stabilisiert.
Bekanntlich werden bei der Aufbereitung von Papierfaserstoff, insbesondere wenn er
aus Altpapier gewonnen wird, die Funktionen Reinigung/Trennen und
Zerkleinern/Auflösen nicht immer voneinander getrennt, sondern werden vielmehr des
öfteren in ein und derselben Apparatur durchgeführt. So ist es z.B. sinnvoll, bei einem
Siebapparat der hier beschriebenen Art eine - wenn auch beschränkte -
Weiterzerkleinerung des in der Suspension enthaltenen Feststoffes vorzunehmen, um
z.B. die Sortierbarkeit des Stoffes zu verbessern. Dabei ist abzuwägen zwischen den
Schäden, die durch Zerkleinerung der Störstoffe entstehen und dem Nutzen, der aus der
höheren Vereinzelung von Störstoffen und Faserstoffbahnen erzielbar ist. In diese
Überlegung ist auch einzubeziehen, wie groß die Sieböffnungen 13 in dem Sieb 3
gewählt sind. In den Fällen, in denen eine weitere Zerkleinerung oder Zerfaserung der
sich in der Suspension befindenden Stoffe gewünscht wird, ergibt sich eine sehr einfache
Möglichkeit, das zu realisieren. Es werden dann nämlich an der Peripherie eines mit
Flügeln 12 versehenen Rotors 4 Prallstücke 18 angebracht, die im Zusammenwirken
mit den Flügelspitzen eine schonende Zerkleinerung bewirken können.
Die Fi.g 2a und 2b zeigen spezielle Möglichkeiten, um den erfindungsgemäßen
Siebapparat auf die Erfordernisse abzustimmen. Die Flügel 12 des Rotors 4 sind an
ihren Vorderkanten 14 (Fig. 2a) bzw. 14'(Fig. 2b) mit Schrägen versehen. Da zwischen
der Bewegung des Flügels und der sie umgebenden Suspension eine
Relativgeschwindigkeit besteht, geht von diesen schrägen Flächen eine hydraulische
Wirkung aus. Dabei wird gemäß Fig. 2a die in Siebnähe befindliche Suspension vom Sieb
wegtransportiert, während im Falle Fig. 2b eine verstärkte Transportwirkung zum Sieb
hin erfolgt. Die Ausführungsform gemäß Fig. 2a ist besonders dann angebracht, wenn
der Siebapparat in erster Linie zum Sortieren einer grob verunreinigten Suspension
eingesetzt wird. In diesem Fall werden die Sieböffnungen 13 auch meistens größer
gewählt, ca. 10 bis 20 mm Durchmesser. In anderen Fällen, in denen der Siebapparat
auch zum Zerkleinern der in der Suspension enthaltenen Stoffe geeignet sein soll, kann
es wünschenswert sein, den Stoff mit Hilfe der Flügel gegen das Sieb zu drücken. Bei
einem derartigen Einsatz der Maschine ist außerdem die Anbringung von den bereits
erwähnten Prallstücken (18) in Erwägung zu ziehen, weil auch diese die
Zerkleinerungswirkung erhöhen.
Die Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Siebapparates sollen anhand
einiger Anlagenbeispiele, wie sie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt sind, erläutert werden.
Dabei wird jeweils von einem Stofflöser 20 ausgegangen, in dem der Papierstoff, z.B.
Altpapier, mit Wasser vermischt und in eine Suspension überführt wird. Der Stofflöser
20 ist in seinem Bodenbereich mit einem nicht gezeigten Sieb ausgestattet, durch das ein
Teil der Suspension in den Ringraum 21 gelangen und als Faserstoffsuspension 22
weiterverarbeitet werden kann. Die Fig. 3 zeigt speziell die Entsorgung des Stofflösers
20 durch einen Absetzbehälter 23 hindurch und die Weiterleitung der so von groben
Schwerteilen 24 befreiten Suspension in einen erfindungsgemäßen Siebapparat 19.
Dieser Siebapparat 19 hat hier im wesentlichen die Aufgabe, Schwerteile 24' und
Leichtstoff 25 abzuführen, um so eine gereinigte Gutstoffsuspension 26 zu bilden,
welche das Sieb des Siebapparates 19 passiert hat. Die Leichtstoffe 25 gelangen in einen
Nachsortierapparat, z.B. eine Sortiertrommel 27, in der eine Trennung zwischen
Störstoffen 28 und Faserstoffsuspension erfolgt, wobei die Faserstoffsuspension z.B. in
den Stofflöser 20 zurückgeleitet werden kann. Hier dient der erfindungsgemäße
Siebapparat 19 also als Organ zur Entsorgung des Stofflösers 20.
Eine ähnliche Funktion erfüllt die Kombination zweier erfindungsgemäßer Siebapparate
19', 19'' gemäß Fig. 4. Dabei dient der zweite Siebapparat 19'' zur Behandlung des aus
dem stromaufwärtigen Siebapparat 19' stammenden Leichtstoffes, übernimmt also
dessen Spuckstoffbehandlung. Er kann in der Regel kleiner ausgeführt und mit einer
kleineren Sieblochung versehen sein.
In dem Anlagenschema gemäß Fig. 5 sollen die zwei hintereinandergeschalteten
Siebapparate 19''', 19'''' eine Faserstoffsuspension 22 behandeln, die als Gutstoff eines
hier nicht gezeigten Stofflösers gewonnen wurde. Ihre Funktion ist sowohl die Reinigung
als auch die weitere Auflösung des Faserstoffes. Diese Anwendung der erfindungsgemäßen
Siebapparate hat den Vorteil, daß eine schnelle und wirksame Entfernung der störenden
Verunreinigungen erfolgt und gleichzeitig ein weiterer Aufschluß des Faserstoffes ohne
zusätzliche Apparate.
Anzumerken ist, daß die Fig. 3 bis 5 lediglich Beispiele zur sinnvollen Verwendung des
Erfindungsgegenstandes sind und die Möglichkeiten des neuen Apparates aufzeigen sollen.
Die Schemata zeigen nur die wichtigsten Verfahrensschritte, wobei die dazu verwendeten
Apparate nur angedeutet und alle Förder- und Regeleinrichtungen nicht dargestellt sind.
Es ist auch ohne weiteres denkbar, den erfindungsgemäßen Siebapparat nicht in exakt
senkrechter Stellung zu betreiben, sondern z.B. in einem Winkel von 30° gegen die
Senkrechte anzuordnen (s. Fig. 6). Dabei führt die Austrittsöffnung 6 für die
Schwerteile steiler nach unten. Es können sich auch Vorteile in der Rohrleitungsführung
und bezüglich des Platzbedarfes ergeben.