EP4652323A1 - Vorrichtung und verfahren zur entleerung eines liegenden stofflösers - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur entleerung eines liegenden stofflösers

Info

Publication number
EP4652323A1
EP4652323A1 EP23821589.1A EP23821589A EP4652323A1 EP 4652323 A1 EP4652323 A1 EP 4652323A1 EP 23821589 A EP23821589 A EP 23821589A EP 4652323 A1 EP4652323 A1 EP 4652323A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flushing
outlet
suspension
treatment chamber
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23821589.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Mannes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP4652323A1 publication Critical patent/EP4652323A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • D21B1/32—Defibrating by other means of waste paper

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for emptying a horizontal pulper.
  • a horizontal pulping drum is known from EP 0 164 428 A1.
  • the pulping drum for waste paper can be rotated around an approximately horizontal axis and is provided with a closed peripheral wall as a soaking drum for mixing water and waste paper and for soaking the waste paper.
  • a sorting drum with a perforated outer casing is connected to the pulping drum.
  • Processes for treating waste paper that work with a horizontal pulping drum have the advantage of particularly gentle pulping, both for sensitive types of fiber and for undesirable accompanying materials that can be sorted.
  • fiber losses are high for fibers that are difficult to pulp compared to pulping using a pulping trough. Losses are high in a pulping drum if the shear forces occurring in the drum are not sufficient to shred the raw material.
  • a horizontally arranged pulper for dissolving HC pulp densities is known.
  • the pulper is provided with a U-shaped housing that is open at the top.
  • Working elements connected to a shaft are arranged in the housing.
  • the shaft is rotatably mounted and the working elements act on the pulp.
  • a distance is provided between the working elements and the U-shaped housing wall. The smallest radial distance is in the Range from 5 cm to 50 cm. In this area, a surface layer can form and it is not possible to completely empty the U-shaped housing through the mechanical conveying effect of the working elements.
  • the object of the invention is to enable improved emptying of a horizontal pulper constructed in this way.
  • the flushing device By providing a flushing device for emptying the treatment room, emptying the treatment room can be supported.
  • the flushing device has a liquid supply and a flushing outlet directed at at least one longitudinal wall of the treatment room. Liquid is introduced into the treatment room through the at least one flushing outlet.
  • emptying is supported by the supply of flushing water.
  • the flushing water causes dilution and, on the other hand, the flushing water can apply force to a layer of deposits to cause them to come off.
  • a plurality of flushing outlets are provided. This allows an entire section in the longitudinal direction to be supplied with flushing liquid, which has an advantageous effect on the time required for emptying.
  • the flushing outlets can be designed as nozzles. As an advantageous further development, it can be provided that the nozzles are pivotable.
  • the rinsing water is directed from above onto at least one of the longitudinal walls. This enables Targeted removal of a layer of deposits is possible, which can accelerate emptying.
  • the flushing device is divided into several sections or can be divided into several sections. Actuable valves can also be provided for the division.
  • the sections can be supplied with flushing water at different times.
  • Each section has at least one flushing outlet.
  • the possibility of only supplying part of the device with flushing liquid at a time through the flushing device means that the flushing water supply required for this can be made smaller. This has a positive effect on the required installation space. This also reduces the required pump power. This makes it possible to use existing pumps in the periphery of the device.
  • a pump provided for the removal of acceptable material is used for the application of rinsing water, wherein the pump can introduce the liquid, preferably for rinsing, at a pressure of 0.5 bar and/or can flow in at an initial flow rate of at least 5 m/sec, preferably 10 m/sec.
  • the flushing device can be designed as a unit with its own pump. In this case, it is also advantageous if the pump output can be kept low, which has a positive effect on costs. If the time required for emptying is the main priority, it may be preferable to provide a powerful pump and not divide the system into sections.
  • a closable lower outlet for discharging suspension is provided in the lower wall section.
  • the lower outlet has a maximum diameter of 200 mm, preferably a maximum of 100 mm. This minimizes the risk of accumulations forming in the area of the lower outlet, which could encourage jamming.
  • At least one end outlet is provided in an end wall for draining the suspension from the treatment chamber.
  • the suspension can be drained via this outlet. If this side outlet is arranged at the lowest point, the working chamber can be completely emptied via this outlet.
  • the gap is also selected to be small enough that a maximum of suspension can escape into a subsequent device, in this case a screening device. Due to the dimension of the gap, the escaped suspension cannot contain any heavy particles, although the heavy particles can cause damage to the screening device or subsequent device.
  • the method according to the invention provides that a device in which a layer of deposits has formed on the wall of a treatment chamber during normal operation can be emptied by the method with the following steps.
  • the layer of deposits is also removed in the process.
  • the plan is for at least one section of the lower and/or longitudinal wall to be sprayed with liquid.
  • the purpose of spraying is to loosen deposits.
  • Spraying can be carried out at different times in the different sections, preferably one after the other. If spraying is carried out in a time sequence, the amount of flushing liquid entering the system is lower and can be discharged through the outlet openings provided.
  • Deposits can then be removed by switching the liquid supply to at least one other section of the work area and spraying the lower wall section of this section. In this way, the entire treatment area can be freed of a layer of deposits section by section and the treatment area can be completely emptied.
  • the suspension created by the rinsing liquid and the layer is drained off during and even during spraying.
  • a lower outlet can be opened for drainage.
  • a side outlet can also be used to drain the suspension.
  • the shaft with working elements rotates so that the detached portion is discharged and/or transported towards the outlet.
  • the lower outlet is opened before the start of emptying.
  • a lateral connection line to a subsequent device is created, preferably installed before the emptying process begins and dismantled again after the emptying process is complete. This allows part of the suspension formed by the rinsing liquid to be drained away and fibers still contained in this suspension can also be recovered as acceptable material.
  • Fig.1 a schematic perspective view of an arrangement according to the invention for fiber processing fiber materials
  • Fig.2 Device according to the invention
  • Fig.3 a schematic perspective view of a device for fiber dissolution...
  • Fig. 4 Device with flushing device
  • Fig. 1 shows an arrangement 1 for processing fibrous materials, in particular for dissolving and sorting fibrous materials.
  • the arrangement 1 is suitable for dissolving fibrous materials with high material densities in the HC range (high consistency) and in particular waste paper materials.
  • the arrangement 1 comprises a dissolving device 11 and a sorting device 51.
  • the dissolving device 11 is designed to dissolve fibrous material and the sorting device 51 for subsequently sorting the dissolved fibrous material.
  • a heavy part separator 71 for separating heavy parts such as wires, metal parts, plastic components, etc.
  • a feed 3 is provided for feeding the fibrous material, in particular in the form of bales, into the dissolving device 11.
  • dilution water is also added to dissolve the fiber and form a fiber suspension. Further dilution can also be provided for treatment in the sorting device.
  • Both the opening device and the sorting device 51 can be driven by a drive 5.
  • a reject discharge opening 65 is provided at the end of the sorting device.
  • a pump 15 is provided for the discharge of a fiber suspension separated as acceptable material.
  • FIG. 2 shows a section of the arrangement from Figure 1.
  • the entry area 3 for feeding waste paper from the rear is shown.
  • the shaft 23 is shown in the area of the entry into the housing 13 of the dissolving device 11.
  • Liquid feeds 37 of a flushing device 35 are shown. These liquid feeds 37 are guided into the housing 13 of the dissolving device 11.
  • a sorting device 51 is connected to the dissolving device.
  • the shearing part separator 71 can also be seen in the background.
  • Fig. 3 shows an exemplary opening device 11 with a housing 13.
  • a shaft 23 is arranged in the housing 13.
  • the shaft 23 is mounted so as to be rotatable about an axis of rotation parallel to a longitudinal axis of the housing 13.
  • blade-like working elements 25 are arranged on the circumference, which can be brought into engagement with the fiber material.
  • a leading edge of the rotating blade-like working elements 25 can be inclined at an angle relative to a tangent applied to the circumference of the shaft 23, which angle is in particular less than 45° and preferably less than 30°.
  • the working elements 19 can be disk-shaped or wing-shaped.
  • the housing 13 of the dissolving device 11 is designed in the form of a trough that is open at the top, U-shaped in cross section and extends horizontally along shaft 23.
  • the trough of the housing 13 has an inner wall that is partially circular in cross section, in particular semicircular, in its lower region.
  • the smallest radial distance 27 between the working elements 25 and an inner wall of the housing 13 of the dissolving device 11 is approximately 200 mm, preferably 300 mm, see Figure 7.
  • This large radial distance 27, the radial direction being designated by 26, can largely prevent the introduced, not yet dissolved fibrous material from becoming trapped between the wall 16 of the treatment chamber 15 and the working elements 25.
  • Figure 7 shows the radial region 24 swept over by the working elements 25.
  • the dissolving device 11 can be provided with a shredding device with various shredding elements.
  • the shredding elements are intended to prevent foreign matter from winding around the shaft or from winders reaching a critical size that would interfere with the functioning of the working elements 25.
  • the shredding elements are intended to shred torn-off fragments of a winder and in particular spinning parts such as cords, wires, plastic parts and foreign matter in general. These shredded foreign matter are then removed from the fiber suspension by the heavy part separator 71 and discharged.
  • the shredding elements can be provided in both the input zone 29 and the treatment zone 31.
  • the flushing device 35 is described in more detail with reference to Figure 4.
  • a first liquid supply 37 and a second liquid supply 37' are shown for supplying flushing liquid.
  • the flushing device 35 shown here is divided into two sections 47 and 47'.
  • the two sections 47, 47' can be supplied with flushing liquid separately. This makes it possible to separate the sections one after the other to undergo a rinsing process and thus cleaning. This reduces the amount of rinsing liquid required at the same time, which means that existing pumps can be used.
  • an existing pump can be used to transport the extracted accept material.
  • the accept material that is produced can be used for rinsing.
  • This recirculation means that pumping out is not necessary. This means that the pump intended for accept material can be used.
  • filtrate can be fed in instead of the accept material to further reduce the density in the dissolving tank.
  • Two sections are shown here as an example, but further sections could also be provided.
  • the flushing liquid supplied via the liquid supply 37 is fed to a plurality of flushing outlets 43, 43' via a distributor 38, 38'.
  • the flushing outlets are arranged along the longitudinal direction 21 of the shaft 23.
  • the flushing outlets 43, 43' are directed parallel to or slightly obliquely towards the longitudinal wall 18.
  • the angle between the flushing outlet and the longitudinal wall 18 in the direction of the circular segment-shaped wall section should not exceed 30°. Flushing outlets can be provided on both sides. However, it can also be sufficient for flushing liquid to flow in from one longitudinal side and for the flushing water to shoot up the flow along the wall to the opposite side.
  • the layer of deposits By tangentially injecting flushing liquid, for example recirculated acceptable material, via downwardly directed nozzles 45, 45' along a longitudinal wall 18 of the container at a speed in the range of 5 m/sec, preferably at least 10 m/sec., the layer of deposits, also referred to as the edge layer, can be detached from the wall. These detached components can be flushed via a weir opening in the direction of the sorting device 51. After the flushing in the dissolving area has been turned off, any suspension still contained therein that cannot flow over the weir can flow out via an annular gap 49 between the shaft and the end wall 19, see Figure 5. In the exemplary embodiment shown, an annular channel 48 is connected to the annular gap.
  • the suspension can be discharged into the subsequent sorting device 51 via the annular channel 48.
  • the suspension resulting from emptying has a lower concentration than in normal operation.
  • the suspension resulting from emptying can therefore have a concentration that is at least 30% lower. It has proven particularly advantageous that the concentration of the suspension is in the range of a maximum of 2.5%.
  • the lower outlet 39 is preferably not permanently present, but is formed with a flange 40.
  • An outlet opening 39 with subsequent discharge can be mounted above this bottle 40 for emptying. Since part of the liquid is already discharged via the end wall 19, the lower outlet 39 can be made small, e.g. with an opening diameter of a maximum of 100 mm. This prevents the risk of deposits during normal operation, or at least reduces it.
  • an end-side lateral outlet 41 can be provided.
  • a flange 42 can be provided in the end-side front face 19 so that the lateral outlet 41 can be mounted for emptying.
  • a discharge via an inlet-side front wall 57 into a screening device 51 can be provided.
  • the dissolving device 11 and the screening device 51 are arranged adjacently and thus only a short connecting piece 61 is required for discharging rinsing liquid into the screening device 51, see Figure 6.
  • the rinsing liquid can flow off via the connecting piece in the direction of the sorting device 51.
  • the lateral outlet 41 and also the lower outlet 39 are implemented here as closable outlets.
  • Figure 7 shows a schematic section through a dissolving device.
  • the area 24 swept over by the working elements is located coaxially to the shaft 23.
  • the gap 27 can be clearly seen.
  • the gap is provided to prevent the shaft from jamming. However, if no material is fed in, a layer of deposits remains.
  • the flushing device 35 is provided to remove such a layer of deposits.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein vollständiges Entleeren eines sich horizontal erstreckenden Behandlungsraumes. Für das Entleeren des Behandlungsraumes (15) ist eine Spülvorrichtung (35) vorgesehen. Die Spülvorrichtung weist eine Flüssigkeitszufuhr (37) und auf mindestens eine längsseitige Wandung (18) des Behandlungsraumes (15) gerichteten mindestens einen Spülauslass (43) auf. Durch die Spülflüssigkeit kann eine sich zwischen Arbeitselementen der Vorrichtung und Wandung ausgebildeten Schicht von Ablagerungen abgelöst werden.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Entleerung eines liegenden Stofflösers
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entleerung einer liegenden Stofflösers.
In bekannten liegenden Stofflösern, die auf dem Trommelprinzip basieren, wird in der Auflösezone das mit Wasser versetzte Altpapier durch Anheben, Rutschen und Fallen, bzw. Relativbewegungen der Stoffanteile zueinander, zerkleinert. Trommeln werden in der Regel mit einem kontinuierlichen Auflöseprozess betrieben. D.h. es wird am Ausgang der Trommel kontinuierlich Fasersuspension ausgegeben
Aus der EP 0 164 428 A1 ist zum Beispiel eine liegende Auflösetrommel bekannt. Die Auflösetrommel für Altpapier ist um eine ungefähr horizontale Achse drehbar und ist mit einer geschlossener Umfangswand als Einweichtrommel zum Mischen von Wasser und Altpapier sowie zum Einweichen des Altpapiers versehen. An die Auflösetrommel schließt sich eine Sortiertrommel mit einem perforierten Außenmantel an.
Verfahren zur Behandlung von Altpapier, die mit einer liegenden Auflösetrommeln arbeiten, haben den Vorteil einer besonders schonenden Auflösung, sowohl was empfindliche Fasersorten als auch sortierbar zu erhaltende, unerwünschte Begleitstoffe betrifft. Allerdings sind die Faserverluste bei schwer auflösbaren Faserstoffen im Vergleich zu einer Faserauflösung mittels Auflösetrog hoch. In einer Auflösetrommel gehen die Verluste hoch, wenn die in der Trommel auftretenden Scherkräfte nicht ausreichen, den Rohstoff zu zerkleinern.
Aus der WO 2016/ 165860 ist eine liegend angeordneter Stofflöser zum Auflösen von HC-Stoffdichten bekannt. Der Stofflöser ist mit einem U-förmigen und nach oben offenem Gehäuse versehen. Im Gehäuse sind mit einer Welle verbundene Arbeitselementen angeordnet. Die Welle ist drehbar gelagert und die Arbeitselement wirken auf den Faserstoff ein. Zwischen der den Arbeitselementen und der U-förmigen Gehäusewandung ist ein Abstand vorgesehen. Der kleinste radiale Abstand liegt im Bereich von 5 cm bis zu 50 cm. In diesem Bereich kann sich eine Randschicht ausbilden und es ist nicht möglich durch die mechanische Förderwirkung der Arbeitselemente ein vollständiges Entleeren des U-förmigen Gehäuses zu erreichen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem derart aufgebauten, liegenden Stofflöser eine verbesserte Entleerung zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Durch das Vorsehen einer Spülvorrichtung für eine Entleerung des Behandlungsraumes kann eine Entleerung des Behandlungsraumes unterstützt werden. Die Spülvorrichtung weist eine Flüssigkeitszufuhr und einen mit mindestens einem auf mindestens eine längsseitige Wandung des Behandlungsraumes gerichteten Spülauslass auf. Durch den mindestens einen Spülauslass wird Flüssigkeit in den Behandlungsraum eingebracht. Die Entleerung wird bei der Erfindung durch die Zuleitung von Spülwasser unterstützt. Das Spülwasser bewirkt zum einen eine Verdünnung und zum anderen kann durch das Spülwasser eine Schicht aus Ablagerungen mit Kraft für eine Ablösen beaufschlagt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl an Spülauslässen vorgesehen sind. Dadurch kann ein ganzer Abschnitt in Längsrichtung mit Spülflüssigkeit beaufschlagt werden, was sich vorteilhaft auf die erforderliche Zeit für die Entleerung auswirkt. Für eine noch zielgerichtetere Beaufschlagung können die Spülauslässe als Düsen ausgebildet sein. Als vorteilhafte Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Düsen schwenkbar sind.
Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Spülwasser von oben auf mindestens eine der längsseitigen Wandungen gerichtet ist. Dadurch ist ein zielgerichtetes Ablösen einer Schicht aus Ablagerungen möglich, was eine Entleerung beschleunigen kann.
Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Spülvorrichtung in mehrere Sektionen unterteilt ist oder in mehrere Sektionen unterteilbar ist. Für die Unterteilung können auch betätigbare Ventile vorgesehen sein. Die Sektionen können zeitlich getrennt jeweils mit Spülwasser beaufschlagt werden. Jede Sektion umfasst mindestens einen Spülauslass. Durch die Möglichkeit zeitlich nur einen Teil der Vorrichtung durch die Spülvorrichtung mit Spülflüssigkeit zu versorgen, kann eine dafür erforderliche Spülwasserzuführung kleiner dimensioniert werden. Was sich vorteilhaft auf den erforderlichen Bauraum auswirkt. Auch wird dadurch die erforderliche Pumpleistung reduziert. Dadurch ist es möglich auf bereits vorhandenen Pumpen in der Peripherie der Vorrichtung zurückzugreifen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für eine Beaufschlagung mit Spülwasser eine für eine Abführung von Gutstoff vorgesehene Pumpe eingesetzt wird, wobei durch die Pumpe vorzugsweise für ein Spülen die Flüssigkeit mit einem Druck von 0,5 bar eingebracht werden kann und/oder mit einer anfänglichen Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 5 m/sec vorzugsweise von 10 m/sec eingeströmt werden kann.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Spülvorrichtung als eine Einheit eine eigene Pumpe aufweist. Auch dann ist es von Vorteil, wenn die Leistung der Pumpe geringgehalten werden kann, was sich vorteilhaft auf die Kosten auswirkt. Wenn die erforderliche Zeit für eine Entleerung im Vordergrund steht, kann das Vorsehen einer leistungsstarken Pumpe und der Verzicht auf eine Unterteilung in Sektionen bevorzugt werden.
Während die zugeführte Spülflüssigkeit in der Hauptphase des Spülvorgangs über den normalen Stoffauslass am Ende der Auflösezone abfließen kann, sind für das eigentliche Entleeren der Maschine weitere, spezielle Öffnungen erforderlich. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem unteren Wandungsanschnitt ein verschließbarer unterer Auslass für ein Ablassen von Suspension vorgesehen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der untere Auslass einen maximalen Durchmesser von 200 mm, vorzugsweise von maximal 100 mm aufweist. Dadurch wird ein Risiko, dass sich im Bereich des unteren Auslasses Ansammlungen bilden, was ein Verklemmen begünstigen könnte, minimiert.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist in einer endseitigen Wandung mindestens ein endseitiger Auslass für ein Ablassen der Suspension aus dem Behandlungsraum vorgesehen ist. Die Suspension kann über diesen Ablass abgelassen werden. Ist dieser seitliche Ablass an dem tiefsten Punkt angeordnet, so kann über diesen Ablass der Arbeitsraum vollständig entleert werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass zwischen Welle (23) und endseitiger Wandung ein Spalt von vorzugsweise mindestens 1 cm, vorzugsweise 2 cm als seitlicher Auslass vorgesehen ist. Über diesen Ringspalt kann bereits ein spürbarer Anteil der Suspension abgeführt werden. Es kann auf einen weiteren seitlichen Auslass verzichtet werden. Aufgrund der gewählten Dimension des Ringspaltes kann erreicht werden, dass im Normalbetrieb mit einer deutlich höheren Konzentration der Suspension durch den schmalen Spalt kein, zumindestens aber nur ein marginaler Anteil entweicht. Auch ist der Spalt so klein gewählt, dass maximal Suspension in eine nachfolgende Vorrichtung, hier Siebvorrichtung, entweichen kann. Die entwichene Suspension kann aufgrund der Dimension des Spaltes keine Schwerteile enthalten, wobei die Schwerteile bei der Siebvorrichtung oder nachfolgenden Vorrichtung Beschädigungen verursachen kann.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt die Spülvorrichtung bei einer Vorrichtung zur Auflösung von Faserstoff, insbesondere Altpapier, vorzusehen. Gerade bei derartigen Vorrichtungen werden große Spalte zwischen Arbeitselementen und Wandung des Behandlungsraumes vorgesehen, um ein Verklemmen durch eingebrachtes noch nicht gelöstes Material zu verhindern. Allerdings ist damit auch das Risiko verbunden, dass sich eine Schicht von Ablagerungen ausbildet, dass bei einem Leerläufen durch die Arbeitselemente nicht aus dem Behandlungsraum ausgetragen werden können.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass eine Entleerung einer Vorrichtung, bei der sich eine Schicht von Anlagerungen an der Wandung eines Behandlungsraumes während des normalen Betriebs gebildet hat, durch das Verfahren mit den folgenden Schritten entleert werden kann. Dabei wird auch die Schicht von Ablagerungen ausgetragen.
Dabei ist vorgesehen, dass mindestens in einer Sektion ein unterer und/oder längsseitiger Wandungsabschnittes mit Flüssigkeit besprüht wird. Das Besprühen dient dem Zweck Anlagerungen zu lösen.
Das Besprühen kann zeitlich versetzt in den verschiedenen Sektionen, bevorzugt in zeitlicher Abfolge hintereinander erfolgen. Erfolgt das Besprühen in zeitlicher Abfolge, so ist der Eintrag an Spülflüssigkeit geringer und kann bereits durch vorgesehene Auslassöffnungen ausgetragen werden.
Anschließend kann durch Umschalten der Flüssigkeitszuführung auf mindestens eine weitere Sektion des Arbeitsraumes und Besprühen des unteren Wandungsabschnittes dieser Sektion ein Ablösen von Ablagerungen erfolgen. So kann der gesamte Behandlungsraum Sektion für Sektion von einer Schicht an Ablagerungen befreit werden und eine vollständige Entleerung des Behandlungsraumes durchgeführt werden. Am und auch schon während des Besprühens wird die durch die Spülflüssigkeit und die Schicht erzeugt Suspension abgeführt. Für die Abführung kann ein unterer Auslass geöffnet werden. Es kann zusätzlich auch ein seitlicher Auslass für eine Abführung der Suspension genutzt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Welle mit Arbeitselementen sich dreht, damit der losgelöste Anteil ausgetragen und/oder in Richtung Auslass befördert wird. In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass für eine vollständige Entleerung eines Behandlungsraumes der untere Auslass vor Beginn der Entleerung geöffnet wird. Dafür kann es erforderlich sein einen durch zum Beispiel durch einen Blindflansch verschlossenen Auslass zu öffnen, dass über einen seitlichen Auslass (41 , 48) ein Teil der gebildeten Suspension abgeführt wird und eine untere Auslassöffnung (39) für das Ablassen von Fasersuspension für ein vollständiges Entleeren geöffnet wird.
In einer Ausführungsvariante wird eine seitliche Verbindungsleitung zu einer nachfolgenden Vorrichtung geschaffen, vorzugsweise vor Beginn der Entleerung montiert und nach Abschluss der Entleerung wieder demontiert. Dadurch kann ein Teil der durch die Spülflüssigkeit gebildeten Suspension so abgeführt werden und auch noch in dieser Suspension enthaltenen Fasern können als Gutstoff gewonnen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Figur zeigt
Fig.1 : eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung für eine Faseraufbereitung Faserstoffe
Fig.2: erfindungsgemäße Vorrichtung
Fig.3: eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Faserauflösung...
Fig. 4: Vorrichtung mit Spülvorrichtung
Fig.5: Auslass Welle
Fig.6: Auslassflansch
Fig.7: Schnittdarstellung Vorrichtung
Zusätzliche Kennzeichen, Aspekte und Vorteile der Erfindung oder ihrer Ausführungsbeispiele werden durch die ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen ersichtlich. In Fig. 1 ist eine Anordnung 1 zur Bearbeitung von Faserstoffen, insbesondere zum Auflösen und Sortieren von Faserstoff, dargestellt. Insbesondere ist die Anordnung 1 zum Auflösen von Faserstoffen mit hohen Stoffdichten im HC-Bereich (engl. high consistency) und insbesondere von Altpapierstoffen geeignet. Die Anordnung 1 umfasst eine Vorrichtung zum Auslösen 11 und ein Sortiervorrichtung 51. Die Auflösevorrichtung 11 ist zum Auflösen von Faserstoff und die Sortiervorrichtung 51 zum anschließenden Sortieren des aufgelösten Faserstoffs ausgebildet. Zwischen der Auflösevorrichtung 11 und der Sortiervorrichtung 51 ist ein Schwerteilabscheider 71 angeordnet zum Abscheiden von schweren Teilen wie Drähten, Metallteilen, Kunststoffkomponenten, etc., die sich in dem üblicherweise in Form von Ballen zugeführten Faserstoff befinden können. Zudem sind eine Zuführung 3 für die Zuführung des Faserstoffs, insbesondere in Form von Ballen, in die Auflösevorrichtung 11 vorgesehen. Neben Faserstoff wird auch Verdünnungswasser zugegeben, um eine Auflösung des Faserstoffes und Bildung einer Fasersuspenion zu erreichen. Auch kann für eine Behandlung in der Sortiervorrichtung eine weitere Verdünnung vorgesehen sein.
Durch einen Antrieb 5 kann sowohl die Auflösevorrichtung als auch die Sortiervorrichtung 51 angetrieben werden. Endseitig von der Sortiervorrichtung ist eine Rejektaustragsöffnung 65 vorgesehen. Für die Abführung einer als Gutstoff separierten Fasersuspension ist eine Pumpe 15 vorgesehen.
In Figur 2 ist ein Ausschnitt der Anordnung aus Figur 1 gezeigt. Es ist der Eintragsbereich 3 für die Zuführung von Altpapier von der Rückseite gezeigt. Unterhalb des Eintragsbereichs ist die Welle 23 im Bereichs des Eintritts in das Gehäuse 13 der Auflösevorrichtung 11 gezeigt. Es sind Flüssigkeitszuführungen 37 einer Spülvorrichtung 35 gezeigt. Diese Flüssigkeitszuführungen 37 werden in das Gehäuse 13 der Auflösevorrichtung 11 geführt. An die Auflösevorrichtung schließt sich eine Sortiervorrichtung 51 an. Im Hintergrund ist noch der Scherteilabscheider 71 zu erkennen. In der Fig. 3 ist ein beispielhafte Auflösevorrichtung 11 mit einem Gehäuse 13 dargestellt. In dem Gehäuse 13 ist eine Welle 23 angeordnet. Die Welle 23 ist um eine zu einer Längsachse des Gehäuses 13 parallelen Drehachse drehbar gelagert. An der Manteloberfläche der Welle 23 sind umfangseitig schaufelartige Arbeitselemente 25 angeordnet, die mit dem Faserstoff in Eingriff bringbar sind. Eine führende Kante der rotierenden schaufelartigen Arbeitselemente 25 kann gegenüber einer an den Umfang der Welle 23 angelegten Tangente um einen Winkel geneigt sein, der insbesondere kleiner als 45° und vorzugsweise kleiner als 30° ist. Insbesondere können die Arbeitselemente 19 scheibenförmig oder flügelförmig ausgebildet sein.
Das Gehäuse 13 der Auflösevorrichtung 11 ist in Form eines nach oben offenen, im Querschnitt U-förmigen und sich horizontal entlang Welle 23 erstreckenden Troges ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Trog des Gehäuses 13 in seinem unteren Bereich eine im Querschnitt teilkreisförmige, insbesondere halbkreisförmige Innenwandung aufweist. Der kleinste radiale Abstand 27 zwischen den Arbeitselementen 25 und einer Innenwandung des Gehäuses 13 der Auflösevorrichtung 11 beträgt etwa 200 mm, vorzugsweise 300 mm, siehe Figur 7. Durch diesen großen radialen Abstand 27, wobei die radiale Richtung mit 26 bezeichnet ist, kann ein Einklemmen des eingebrachten, noch nicht aufgelösten Faserstoffs zwischen der Wandung 16 des Behandlungsraumes 15 und den Arbeitselementen 25 weitgehend verhindert werden. In Figur 7 ist der von den Arbeitselementen 25 überstrichene radiale Bereich 24 dargestellt.
Bei der hier dargestellten Ausführung ist die Auflösevorrichtung 11 in eine Eintragszone 29 und in eine Behandlungszone 31 unterteilt. Es kann vorgesehen sein, dass der Durchmesser der Welle 23 in der Eintragszone 29 größer als in der Behandlungszone 31 ist. Der aufgelöste Faserstoff ist insbesondere axial und/oder seitlich auswertbar und wird dem Sortiermodul 50 nach der Auflösung kontinuierlich zugeführt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der aufgelöste Faserstoff im Bereich sich nach oben bewegender Arbeitselemente 25 seitlich auswertbar ist, so dass der Auswurf durch die sich bewegenden Arbeitselemente 25 unterstützt wird.
Zudem kann die Auflösevorrichtung 11 mit einer Zerkleinerungsvorrichtung mit verschiedenen Zerkleinerungselementen versehen sein. Die Zerkleinerungselemente sollen verhindern, dass sich Störstoff um die Welle wickeln bzw. dass Wickler eine kritische Größe erreichen, welche die Funktion der Arbeitselemente 25 stören. Durch die Zerkleinerungselemente sollen abgerissene Bruckstücke eines Wicklers und insbesondere spinnende Teile wie Schnüre, Drähte, Plastikteile und generell Störstoffe zerkleinert werden. Diese zerkleinerten Störstoffe werden dann von dem Schwerteilabscheider 71 aus der Faserstoffsuspension entfernt und ausgetragen. Die Zerkleinerungselemente können sowohl in der Eintragszone 29 als auch in der Behandlungszone 31 vorgesehen sein.
Durch die sich drehende Welle 23 wird ein kontinuierlicher Auflösungsprozess erreicht, der zu einer effektiven Materialausnutzung und einer gleichmäßigen und stabilen Verarbeitung des Faserstoffs führt. Insbesondere ist eine stippenfreie Auflösung für HC-Faserstoffe und schwer auflösbare Rohstoffe möglich, die gegebenenfalls durch eine Durchführung der Auflösung bei höheren Temperaturen und/oder eine Zugabe von Chemikalien unterstützt werden kann. Üblicherweise wird in der Auflösevorrichtung 11 eine Fasersuspension mit einer Stoffdichte minimal 4% Volumenprozent erreicht. Die rotierenden Arbeitselemente 25 ermöglichen ein Durchmischen und Verkneten des Faserstoffs zur Bildung einer Fasersuspension, so dass auf die noch zu vereinzelnden Bestandteile des Faserstoffs ausreichend hohe Scherkräfte ausgeübt werden, um den Faserstoff energieeffizient auflösen zu können.
Anhand von Figur 4 wird die Spülvorrichtung 35 näher beschrieben. Für eine Zufuhr von Spülflüssigkeit ist eine erste Flüssigkeitszufuhr 37 und eine zweite Flüssigkeitszufuhr 37 'gezeigt. Die hier gezeigte Spülvorrichtung 35 ist in zwei Sektionen 47 und 47 'unterteilt. Die beiden Sektionen 47, 47' können getrennt voneinander mit Spülflüssigkeit versorgt werden. Dadurch ist es möglich die Sektionen nacheinander einem Spülvorgang und damit einer Reinigung zu unterziehen. Dadurch wird die zeitgleich erforderliche Spülflüssigkeitsmenge reduziert, wodurch bereits vorhandene Pumpen verwendet werden können. Beispielsweise kann eine für die Beförderung des extrahierten Gutstoffes vorhandene Pumpe verwendet werden. Während eines Großteils des Reinigungsverfahrens kann der anfallende Gutstoff für die Spülung verwendet werden. Durch diese Rezirkulation ist kein Abpumpen erforderlich. Somit kann diese für Gutstoff vorgesehene Pumpe verwendet werden. Am Ende des Reinigungsverfahren kann vorgesehen sein, dass Filtrat für eine weitere Absenkung der Stoffdichte im Auflösebehälter anstelle des Gutstoffes zugeführt wird.
Die mit 'versehenen Bezugszeichen bezeichnen die Bestandteile der Spülvorrichtung 35 einer zweiten Sektion 47'. Hier sind beispielhaft zwei Sektionen gezeigt, es könnten aber auch noch weitere Sektionen vorgesehen sein.
Die über die Flüssigkeitszufuhr 37 zugeleitete Spülflüssigkeit wird über einen Verteiler 38, 38' einer Mehrzahl an Spülauslässen 43, 43'zugeführt. Die Spülauslässe sind entlang der Längsrichtung 21 der Welle 23 angeordnet. Die Spülauslässe 43, 43'sind parallel zur oder leicht schräg auf die längsseitige Wandung 18 gerichtet. Für eine gutes Ablösen von der Wandung sollte der Winkel zwischen Spülauslauslass und längsseitiger Wandung 18 in Richtung kreissegmentförmigem Wandungsabschnitt 30°nicht übersteigen. Es können beidseitig Spülauslässe vorgesehen sein. Allerdings kann es auch ausreichend sein von einer Längsseite Spülflüssigkeit einzuströmen und durch die Strömung entlang der Wand bis zur gegenüberliegenden Seite das Spülwasser hochzuschießen.
Durch tangentiales Einspritzen von Spülflüssigkeit, beispielsweise von rezirkuliertem Gutstoff, über nach unten gerichtete Düsen 45, 45' entlang einer längsseitigen Wandung 18 Seitenwand des Behälters mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 5 m/sec, vorzugsweise von mindestens 10 m/sec. kann die Schicht von Ablagerungen, auch als Randschicht bezeichnet, von der Wand gelöst werden. Diese gelösten Bestandteile können über eine Wehröffnung in Richtung Sortiervorrichtung 51 gespült werden. Nach Abstellen der Spülung im Auflösebereich kann noch enthaltene Suspension , die nicht über das Wehr abfließen kann, über einen Ringspalt 49 zwischen Welle und endseitiger Wandung 19 abfließen, siehe Figur 5. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel schließt sich an den Ringspalt ein Ringkanal 48 an. Über den Ringkanal 48 kann die Suspension in die sich anschließende Sortiervorrichtung 51 abgeleitet werden. Die bei der Entleerung anfallende Suspension weist eine geringere Konzentration im Vergleich zu einem Normalbetrieb auf. So kann die bei der Entleerung anfallende Suspension eine um mindestens 30% geringere Konzentration aufweisen. Es hat sich insbesondere als vorteilig herausgestellt, dass die Konzentration der Suspension im Bereich von maximal 2,5% liegt. Dadurch kann erreicht werden, dass bei der Entleerung ein Teil der anfallenden Suspension über den Ringspalt 49 abgeführt wird. Ein verbleibender Rest an Suspension kann über einen unteren Auslass 39 abgelassen werden. Vorzugsweise ist der untere Auslass 39 nicht dauerhaft vorhanden, sondern ist mit einem Flansch 40 ausgebildet. Über diesen Flasch 40 kann für die Entleerung eine Auslassöffnung 39 mit nachfolgender Abführung montiert werden. Da bereits ein Teil über die endseitige Wandung 19 abgeführt wird, kann der untere Auslass 39 klein, z. B mit einem Öffnungsdurchmesser von maximal 100 mm, dimensioniert werden. Dadurch kann das Risiko von Ablagerungen im Normalbetrieb verhindert, aber zumindestens vermindert werden.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Ringspalt 49 und zu dem unteren Auslass 39 kann ein endseitiger seitlicher Auslass 41 vorgesehen sein. Wiederum kann ein Flansch 42 in der endseitigen Stirnseite 19 vorgesehen sein, so dass der seitliche Auslass 41 für eine Entleerung montiert werden kann. Es kann eine Abführung über eine eingangsseitige Stirnwand 57 in eine Siebvorrichtung 51 vorgesehen sein. Hier ist die Auflösevorrichtung 11 und die Siebvorrichtung 51 benachbart angeordnet und dadurch ist nur ein kurzes Verbindungsstück 61 für eine Abführung von Spülflüssigkeit in die Siebvorrichtung 51 erforderlich, siehe Figur 6. Die Spülflüssigkeit kann über das Verbindungsstück in Richtung Sortiervorrichtung 51 abfließen. Der seitliche Auslass 41 und auch der untere Auslass 39 sind hier als verschließbare Auslässe realisiert. In Figur 7 ist schematisch ein Schnitt durch eine Auflösevorrichtung dargestellt. Der von den Arbeitselementen überstrichene Bereich 24 befindet sich koaxial zur Welle 23. Der Spalt 27 ist deutlich zu erkennen. Der Spalt ist zur Vermeidung von einem Verklemmen der Welle vorgesehen. Allerdings wenn kein Material nachgeführt wird, verbleibt eine Ablagerungsschicht. Für eine Entfernung einer derartigen Ablagerungsschicht ist die Spülvorrichtung 35 vorgesehen.
Bezugszeichenliste

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung für eine Faseraufbereitung (9) mit einem sich horizontal erstreckenden Behandlungsraum (15) mit seitlichen endseitigen Wandungen (19) und mit zumindestens einem unteren kreissegmentförmigen Wandungsabschnitt (17) und mit einer in Längsrichtung (21 ) des Behandlungsraumes (15) verlaufenden drehbaren Welle (23), wobei die Welle (29) mit in radialer Richtung (26) sich erstreckenden Arbeitselementen (25) versehen ist und zwischen der Wandung (16) und den Arbeitselementen (25) ein Spalt (27) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Entleerung des Behandlungsraumes (15) eine Spülvorrichtung (35) mit einer Flüssigkeitszufuhr (37) mit mindestens einem auf mindestens eine längsseitige Wandung (18) des Behandlungsraumes (15) gerichteten Spülauslass (43) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an Spülauslässe (43) vorgesehen sind und diese Spülauslässe (43) als Düsen (45) ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Spülwasser von oben auf mindestens eine der längsseitigen Wandungen (18) gerichtet ist, wobei die Austrittsöffnung des mindestens einen Spülauslasses in vertikaler Richtung betrachtet unterhalb der Welle liegen kann.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Spülvorrichtung (35) mehrere Sektionen aufweist oder in mehrere Sektionen unterteilbar ist, wobei zeitlich getrennt Sektionen (47) mit jeweils mindestens einem Spülauslass (43, 43') mit Spülwasser beaufschlagt werden können. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Beaufschlagung mit Spülwasser eine für eine Abführung von Gutstoff vorgesehene Pumpe (7) eingesetzt wird, wobei durch die Pumpe (7) vorzugsweise für ein Spülen die Flüssigkeit mit einem Druck von 0,
5 bar eingebracht wird und/oder mit einer anfänglichen Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 5 m/sec vorzugsweise von 10 m/sec einströmt.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass in dem unteren Wandungsabschnitt (17) ein verschließbarer unterer Auslass (39) für ein Ablassen von Suspension vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Auslass (39) einen maximalen Durchmesser von 200 mm, vorzugsweise von maximal 100 mm aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der Behandlungsraum (15) am axialen Ende eine endseitige Wandung (19) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in der endseitigen Wandung (19) mindestens ein endseitiger Auslass (41 , 49) für ein Ablassen der Suspension aus dem Behandlungsraum (15) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (23) die endseitige Wandung (19) des Behandlungsraumes (15) durchdringt, wobei zwischen Welle (23) und endseitiger Wandung (19) ein Spalt (49) von vorzugsweise mindestens 1 cm, vorzugsweise 2 cm als seitlicher Auslass (41 ) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (9) eine Vorrichtung zur Auflösung (11 ) von Faserstoff, insbesondere Altpapier, ist.
11. Anordnung umfassend eine Vorrichtung (11 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Auflösen von Faserstoff und einer zur endseitigen Wandung (19) benachbart angeordneten Siebvorrichtung (51 ), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Behandlungsraum (15) der Auflösevorrichtung (11 ) und einem Arbeitsraum der Siebvorrichtung (51 ) eine Verbindung (61 , 48) für Suspension besteht oder bereitstellbar ist.
12. Anordnung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (23) der Auflösevorrichtung (11 ) sich an eine Welle (67) der Sortiervorrichtung (51 ) anschließt oder miteinander verbunden sind, wobei sich ein Ringkanal (48) um die Wellen (23, 67) sich von der Auflösevorrichtung (11 ) bis in die Sortiervorrichtung (51 ) erstreckt.
13. Verfahren für eine Entleerung einer Vorrichtung mit einem sich horizontal erstreckenden Behandlungsraum (15) und mit in dem Behandlungsraum (15) rotatorisch antreibbaren sich radial erstreckenden Arbeitselementen (25), wobei ein radialer Spalt (27) zwischen Arbeitselementen (25) und Wandung besteht, mit den folgenden Schritten:
-Besprühen mindestens einer Sektion (47) des unteren und/oder längsseitigen Wandungsabschnittes (17, 18) mit Flüssigkeit, vorzugsweise zumindestens zeitweise mit rezirkuliertem Gutstoff, zum Lösen einer an dem unteren Wandungsabschnitt angelagerten Faserschicht (ist die Welle im Stillstand?)
- anschließendes Umschalten der Flüssigkeitszuführung (37) auf mindestens eine weitere Sektion (47') des Arbeitsraumes und Besprühen des unteren Wandungsabschnittes (17) dieser Sektion
- Abführen der durch die Flüssigkeit und der Faserschicht gebildeten Suspension über mindestens einen Auslass (39, 41 , 48)
- Abführung einer verbliebenen Restmenge an Suspension über eine untere Auslassöffnung (39).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass über einen seitlichen Auslass (41 , 48) ein Teil der gebildeten Suspension abgeführt wird und eine untere Auslassöffnung (39) für das Ablassen von Fasersuspension für ein vollständige Entleeren geöffnet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass über die Stirnwand (19) abgeführte Suspension in einen Arbeitsraum einer nachfolgenden Vorrichtung (51 ) zugeführt wird.
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