EP1571256A1 - Vorrichtung zum Pumpen und Entstippen einer störstoffhaltigen Papierstoffsuspension - Google Patents

Vorrichtung zum Pumpen und Entstippen einer störstoffhaltigen Papierstoffsuspension Download PDF

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EP1571256A1
EP1571256A1 EP05002087A EP05002087A EP1571256A1 EP 1571256 A1 EP1571256 A1 EP 1571256A1 EP 05002087 A EP05002087 A EP 05002087A EP 05002087 A EP05002087 A EP 05002087A EP 1571256 A1 EP1571256 A1 EP 1571256A1
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EP
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pump
pump impeller
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baffles
impeller
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EP05002087A
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French (fr)
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Klaus Dr. Doelle
Stefan Rippl
Reimund Rienecker
Gerhard Veh
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/20—Methods of refining
    • D21D1/34—Other mills or refiners
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30—Defibrating by other means
    • D21B1/34—Kneading or mixing; Pulpers
    • D21B1/345—Pulpers

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • the invention is therefore based on the object to provide a device of the type specified, with which it is possible, in the simplest possible way at least a large part of the specks disassemble them so far that they no longer work in downstream sorters or cleaners be excreted.
  • the specks contained in the suspension with little effort at least partially crushed or completely dissolved. That is in particular characterized in that between the baffles and the rotating parts of the Pump impeller is a defined distance, which is usually between two and twenty Millimeters, preferably five to ten millimeters.
  • Another advantage of the invention is in that the device has the function of an already existing apparatus, namely the Fuel pump, also can take over. For this reason, the additional apparatus and energy expenditure relatively low, especially measured by the benefits that such Device offers.
  • Fig. 1 shows in a greatly simplified form the section through a device according to the invention. It can be seen the pump housing 1, in which the pump impeller 4 is located, which of the Shaft 22 is driven.
  • the inlet connection 2 is central and concentric with the pump impeller 4 arranged to introduce the pulp suspension S axially centered in the pump housing 1.
  • the supplied medium by means of the pump impeller 4 in Rotation offset and radially or tangentially outward through the outlet port 3 again led out, the pressure increases considerably.
  • Impinging pieces 7 is shown here one in the lower part of the pump housing 1.
  • baffle 7 It stretches as a survey radially inward and is on the media-contacting circumference 5 of the pump housing. 1 attached. Another possibility is to several or all baffle pieces 7 on a to attach curved stator and insert it into the pump housing 1.
  • the distance e between the baffle 7 and the outermost part of the impeller 4 is advantageously about 5 - 10 mm and the radial extent r of the baffle 7 between 5 and 30mm.
  • the shape of the baffles affects the fibring effect of the device.
  • Fig. 2 are four Examples - a, b, c and d - shown.
  • the outer ends of the pump bars 6 are relative to the fixed impact pieces 7, 7 'or 7 "moves, wherein the direction of rotation of the pump impeller indicated by an arrow.
  • the baffle piece 7 has a work surface, the is parallel to the direction of the pump impeller.
  • Example c) shows a work surface that is in Running direction recoils and example d) a projecting in the direction of work surface.
  • the Pump bar 6 may end in accordance with example a) parallel to the running direction or also outside Beveled (see Examples b, c, d).
  • the impeller 4 here has a total of six radially aligned Pump bars 6. But it is also possible, the pump bars 6 'in the form of straight and inside tangentially arranged (see Fig. 4) or of curved pump blades 9 (see Fig.5) manufacture. The latter are known to have a better efficiency, but are more complex to build.
  • the direction of rotation of the pump impeller is indicated by an arrow.
  • On the Media wetted circumference 5 of the pump housing 1 are here three radially aligned impact pieces. 7 attached, the baffles 8 are radially aligned.
  • baffle 7 '' ' is with his Baffle 8 formed parallel to the outlet port 3, so that form a pressure edge can, which serves the pressure gain of the device.
  • the shape of the baffle pieces can be different from those shown differ. It is important that in cooperation with the outer ends of the pump bars 6, 6 'or pump blades 9 unfold a fibring effect.
  • Fig. 6 essentially serves to give some more details about the structure of a device according to the invention Device to show.
  • the pump impeller 4 is mounted on a shaft 22, which by a motor, not shown is drivable.
  • the shaft 22 is mounted in a block 10, to which serve the bearings 11 and sealed relative to the inner part of the housing 1 by a sealing device 12.
  • the impact pieces 7 are mounted in the housing, one of which is shown.
  • At the centrally arranged inlet connection 2 is a screwed lid 13th
  • the transition between inlet port 2 and the inner part of the pump housing 1, in the The pump impeller 4 is moved here is bridged by a few removable discs 14.
  • the pump housing 1 can be screwed to the foundation via the housing foot 15.
  • the axial blade height H is generally between 20 and 80 mm in size.
  • Fig. 7 shows a system diagram with a particularly favorable use of The subject matter.
  • the pulp suspension S by dissolution of waste paper AP made with water W in a pulper 16 in a conventional manner. It enters via an im Pulper inserted below grossblochiges sieve into the annulus 17. From there it will be without further intermediate machines are pumped directly by means of the device 18 according to the invention, wherein the device 18 thus fulfills the function of the Pulperableerpumpe.
  • the remaining specks decomposed so far that in the downstream sorting device 19 a Separation between contaminants 20 and 21 pulp is possible.
  • Such a system therefore uses the invention optimally.
  • the pulper 16 may also be act an apparatus for the dissolution of paper machine board. This usually contains no soiling and can then be processed very quickly.
  • FIG. 8 Another possibility for using the subject invention is shown in FIG. 8.
  • the device 18 is followed by a Vorratsbütte 24, in which the overflow 23 of one or several presortters 22 is collected.
  • the overflow 23 can then be used as a stock suspension S be supplied to the device 18 according to the invention.
  • a downstream of this device The reject sorter 24 then separates the contaminants 20 from the fibrous material 21 to be used.
  • a discharge pump can be replaced by the device 18.

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Abstract

Die Vorrichtung dient dazu, eine Papierstoffsuspension (S) zu pumpen und gleichzeitig zu entstippen. Dazu wird das Pumpenlaufrad (4) mit feststehenden Prallstücken (7) versehen, die sich in einem definierten Abstand (e) zum Pumpenlaufrad (4) befinden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bekanntlich werden in einem großen Umfang Papierrohstoffe zur Papierherstellung in Suspension gebracht, welche einen mehr oder weniger großen Anteil an Störstoffen enthalten. Derartige Störstoffe sind überwiegend Kunststoffteile und -folien, Drähte, Glasscherben, Sand etc. Selbstverständlich sollen die Störstoffe möglichst frühzeitig aus dem Prozess entfernt werden. Zum einen, um die zur Bearbeitung benutzten Maschinen vor Verschleiß zu schützen und zum anderen wegen der Qualitätsanforderungen an das spätere Papier. Nach Vermischung mit Wasser (z.B. in einem Stofflöser) wird der Rohstoff mechanisch bearbeitet, wobei in Folge des Quellens der Papierrohstoffe diese zerfallen, während ein großer Teil der Störstoffe seine Festigkeit beibehält. Dadurch bleiben z.B. Plastikfolien relativ großflächig erhalten und können später aussortiert werden. Aber auch Stippen bleiben zu einem beträchtlichen Teil erhalten. Das hat den Nachteil, dass in den üblicherweise nachgeschalteten Sortiervorrichtungen ein Verlust der faserstoffhaltigen Stippen in Kauf genommen werden muss. Solche Sortiervorrichtungen können nämlich nicht ausreichend zwischen den unerwünschten Störstoffen, z.B. Plastikfolien und den an sich noch wertvollen faserstoffhaltigen Stippen unterscheiden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, mit der es möglich ist, auf möglichst einfache Art und Weise zumindest einen großen Teil der Stippen so weit zu zerlegen, dass sie in nachgeschalteten Sortierern oder Reinigern nicht mehr ausgeschieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale vollständig gelöst.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die in der Suspension enthaltenen Stippen mit geringem Aufwand zumindest teilweise zerkleinert oder ganz aufgelöst werden. Das ist insbesondere dadurch möglich, dass sich zwischen den Prallstücken und den rotierenden Teilen des Pumpenlaufrades ein definierter Abstand befindet, der in der Regel zwischen zwei und zwanzig Millimeter, vorzugsweise fünf bis zehn Millimeter, beträgt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Vorrichtung die Funktion einer ohnehin vorhandenen Apparatur, nämlich der Stoffpumpe, ebenfalls übernehmen kann. Aus diesem Grunde ist der zusätzliche apparative und energetische Aufwand relativ gering, insbesondere gemessen an dem Nutzen, den eine solche Vorrichtung bietet.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1
die erfindungsgemäße Vorrichtung in geschnittener Seitenansicht;
Fig. 2
verschiedene Prallstücke;
Fig. 3
die erfindungsgemäße Vorrichtung in Vorderansicht;
Fig. 4
ein Pumpenlaufrad mit tangential angeordneten Pumpenleisten;
Fig.5
ein Pumpenlaufrad mit gebogenen Pumpenschaufeln;
Fig.6
eine etwas detailliertere Darstellung des Erfindungsgegenstandes;
Fig.7+8
je eine Anlage mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter Form den Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Man erkennt das Pumpengehäuse 1, in dem sich das Pumpenlaufrad 4 befindet, welches von der Welle 22 angetrieben wird. Der Zulaufanschluss 2 ist zentral und konzentrisch zum Pumpenlaufrad 4 angeordnet, um die Papierstoffsuspension S axial mittig in das Pumpengehäuse 1 einzuführen. Wie von Kreiselpumpen bekannt, wird das zugeführte Medium mit Hilfe des Pumpenlaufrades 4 in Rotation versetzt und radial oder tangential nach außen durch den Auslaufanschluss 3 wieder herausgeführt, wobei der Druck beträchtlich ansteigt. Zum Beschleunigen der eingeströmten Suspension dienen die Pumpenleisten 6, die hier als Radialleisten ausgebildet sind. Von den Prallstücken 7 ist hier eines im unteren Teil des Pumpengehäuses 1 eingezeichnet. Es erstreckt sich als Erhebung radial nach innen und ist auf dem medienberührten Umfang 5 des Pumpengehäuses 1 befestigt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, mehrere oder alle Prallstücke 7 auf einem gebogenen Stator zu befestigen und diesen in das Pumpengehäuse 1 einzusetzen. Der Abstand e zwischen dem Prallstück 7 und dem äußersten Teil des Pumpenlaufrades 4 beträgt mit Vorteil etwa 5 - 10 mm und die radiale Erstreckung r des Prallstückes 7 zwischen 5 und 30mm.
Die Form der Prallstücke beeinflusst die zerfasernde Wirkung der Vorrichtung. In Fig. 2 sind vier Beispiele - a, b, c und d - gezeigt. Die äußeren Enden der Pumpenleisten 6 werden relativ zu den feststehenden Prallstücken 7, 7' oder 7" bewegt, wobei die Drehrichtung des Pumpenlaufrades durch einen Pfeil angedeutet ist. Gemäß a) und b) hat das Prallstück 7 eine Arbeitsfläche, die parallel zur Laufrichtung des Pumpenlaufrades ist. Das Beispiel c) zeigt eine Arbeitsfläche, die in Laufrichtung zurückweicht und Beispiel d) eine in Laufrichtung vorspringende Arbeitsfläche. Die Pumpenleiste 6 kann gemäß Beispiel a) parallel zur Laufrichtung enden oder ebenfalls außen abgeschrägt sein (s. Beispiele b, c, d).
Eine ähnliche Vorrichtung wie in Fig. 1 zeigt Fig. 3 in axialer Blickrichtung, wobei das Gehäuse geschnitten gezeichnet ist. Das Pumpenlaufrad 4 hat hier insgesamt sechs radial ausgerichtete Pumpenleisten 6. Es ist aber auch möglich, die Pumpenleisten 6' in Form von geraden und innen tangential angeordneten (s. Fig. 4) oder von geschwungenen Pumpenschaufeln 9 (s. Fig.5) herzustellen. Letztere haben bekanntlich einen besseren Wirkungsgrad, sind dafür aber aufwändiger zu bauen. Die Drehrichtung des Pumpenlaufrades ist durch einen Pfeil eingezeichnet. Auf dem medienberührten Umfang 5 des Pumpengehäuses 1 sind hier drei radial ausgerichtete Prallstücke 7 angebracht, deren Prallflächen 8 radial ausgerichtet sind. Ein weiteres Prallstück 7''' ist mit seiner Prallfläche 8 parallel zum Auslaufanschluss 3 ausgebildet, so dass sich eine Druckkante bilden kann, die dem Druckgewinn der Vorrichtung dient. Die Form der Prallstücke kann von den gezeigten abweichen. Wichtig ist, dass sie im Zusammenwirken mit den äußeren Enden der Pumpenleisten 6, 6' oder Pumpenschaufeln 9 eine zerfasernde Wirkung entfalten.
Fig. 6 dient im Wesentlichen dazu, etwas mehr Details über den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu zeigen. Selbstverständlich handelt es sich dabei nur um ein Ausführungsbeispiel. Das Pumpenlaufrad 4 ist auf einer Welle 22 befestigt, die von einem nicht gezeigten Motor antreibbar ist. Die Welle 22 ist in einem Bock 10 gelagert, wozu die Lagerstellen 11 dienen und gegenüber dem Innenteil des Gehäuses 1 durch eine Dichtvorrichtung 12 abgedichtet. An der Peripherie des Pumpenlaufrades 4 sind im Gehäuse die Prallstücke 7 angebracht, von denen eines gezeigt ist. Am zentral angeordneten Zulaufanschluss 2 befindet sich ein verschraubter Deckel 13. Der Übergang zwischen Zulaufanschluss 2 und dem inneren Teil des Pumpengehäuses 1, in dem das Pumpenlaufrad 4 bewegt wird, wird hier durch einige herausnehmbare Scheiben 14 überbrückt. Das Pumpengehäuse 1 kann über den Gehäusefuß 15 mit dem Fundament verschraubt werden. Die axiale Schaufelhöhe H ist im Allgemeinen zwischen 20 und 80 mm groß.
Fig. 7 zeigt ein Anlagenschema mit einer besonders günstigen Verwendung des Erfindungsgegenstandes. Darin wird die Papierstoffsuspension S durch Auflösung von Altpapier AP mit Wasser W in einem Stofflöser 16 in an sich bekannter Weise hergestellt. Sie gelangt über ein im Stofflöser unten eingesetztes groblochiges Sieb in den Ringraum 17. Von dort wird sie ohne weitere zwischengeschaltete Maschinen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 18 direkt abgepumpt, wobei die Vorrichtung 18 also die Funktion der Pulperableerpumpe erfüllt. Gleichzeitig werden darin die restlichen Stippen so weit zerlegt, dass in der nach geschalteten Sortiervorrichtung 19 eine Trennung zwischen Störstoffen 20 und Faserstoffen 21 möglich ist. Eine solche Anlage nutzt daher die Erfindung optimal aus. Für den Fall, dass der Stofflöser bei einer Konsistenz arbeitet, in der der hergestellte Faserstoff nicht pumpfähig ist, wird zweckmäßigerweise eine hier nicht gezeigte Verdünnung vor der Vorrichtung 18 vorzusehen sein. Bei dem Stofflöser 16 kann es sich auch um einen Apparat zur Auflösung von Papiermaschinenausschuss handeln. Dieser enthält normalerweise keine Verschmutzungen und kann dann sehr zügig verarbeitet werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Verwendung des Erfindungsgegenstandes zeigt die Fig. 8. In diesem Fall wird die Vorrichtung 18 einer Vorratsbütte 24 nachgeschaltet, in der der Überlauf 23 eines oder mehrerer Vorsortierer 22 gesammelt wird. Der Überlauf 23 kann dann als Papierstoffsuspension S der erfindungsgemäßen Vorrichtung 18 zugeführt werden. Ein dieser Vorrichtung nachgeschalteter Rejektsortierer 24 trennt dann die Störstoffe 20 vom weiter zu verwendenden Faserstoff 21. Auch hier kann eine Ableerpumpe durch die Vorrichtung 18 ersetzt werden.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Pumpen und Entstippen einer insbesondere aus Altpapier gebildeten Papierstoffsuspension (S), welche ein Pumpengehäuse (1) mit einem zentralen Zulaufanschluss (2) und einen radial außen liegenden Auslaufanschluss (3) sowie ein Pumpenlaufrad (4) aufweist, durch das die Papierstoffsuspension (S) vom Zulaufanschluss (2) zum Auslaufanschluss (3) gefördert werden kann,
    wobei in Folge der Pumpwirkung des Pumpenlaufrads (4) der Druck in der Papierstoffsuspension (S) erhöht wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich im Pumpengehäuse (1) mehrere feststehende Prallstücke (7, 7', 7", 7''') befinden, die in einem Abstand (e) zum Pumpenlaufrad (4) angeordnet sind, der zwischen 2 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 10 mm, liegt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Prallstücke (7, 7', 7", 7''') radial außerhalb des Pumpenlaufrads in dessen Abströmbereich angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Prallstücke (7, 7', 7", 7''') als Vorsprünge ausgebildet sind, die sich vom medienberührten Umfang (5) des Pumpengehäuses (1) nach innen erstrecken.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Prallstücke (7, 7', 7") auf der von der Papierstoffsuspension (S) in Umfangsrichtung angeströmten Seite eine rechtwinklig zur Umfangsrichtung stehende Prallfläche (8) haben.
  5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Prallstücke (7, 7', 7", 7''') eine radiale Erstreckung (r) von mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 30 mm haben.
  6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zwischen 3 und 12 Prallstücke (7, 7', 7", 7''') aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenlaufrad (4) mit radialen Pumpenleisten (6) versehen ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenlaufrad mit innen tangential ausgerichteten Pumpenleisten (6') versehen ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenlaufrad (4) mit gekrümmten Pumpenschaufeln (9) versehen ist.
  10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenlaufrad (4) einflutig ist.
  11. Verwendung der Vorrichtung (18) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche in einer Anlage zur Aufbereitung von störstoffhaltigem Altpapier (A), in der die Vorrichtung (18) direkt einem Stofflöser (16) nachgeschaltet und einer Sortiervorrichtung (19) vorgeschaltet ist.
  12. Verwendung der Vorrichtung (18) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 in einer Anlage zur Aufbereitung von Papiermaschinenausschuss, in der die Vorrichtung (18) direkt einem Ausschussauflöser nachgeschaltet ist.
  13. Verwendung der Vorrichtung (18) gemäß einem der Ansprüche1 bis 10, in einer Anlage zur Aufbereitung von Altpapier (AP) oder Papiermaschinenausschuss mit mindestens einem Grobsortierer (19), dessen Überlauf (23) in einer Vorratsbütte (24) gesammelt und dann in die Vorrichtung (18) eingeleitet wird.
  14. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stofflöser (16) mit einem Sieb versehen ist, durch das die Papierstoffsuspension (S) in die Vorrichtung (18) gelangt.
EP05002087A 2004-03-05 2005-02-02 Vorrichtung zum Pumpen und Entstippen einer störstoffhaltigen Papierstoffsuspension Withdrawn EP1571256A1 (de)

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