WO2009152882A1 - Stoffauflöser - Google Patents

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WO2009152882A1
WO2009152882A1 PCT/EP2009/000732 EP2009000732W WO2009152882A1 WO 2009152882 A1 WO2009152882 A1 WO 2009152882A1 EP 2009000732 W EP2009000732 W EP 2009000732W WO 2009152882 A1 WO2009152882 A1 WO 2009152882A1
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WO
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rotor
grooves
pulper according
screen
screen surface
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Application number
PCT/EP2009/000732
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English (en)
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Inventor
Wolfgang Mueller
Gert Gottschalk
Andreas Steidele
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
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Publication date
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    • 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 pulper for the treatment of fiber raw materials with a container for receiving water and the fiber raw material, at least one arranged in the container, drivable rotor and at least one sieve, which is provided with screen openings Sieb configuration at least for the most part covered by the rotor.
  • Pulpers are used for processing of fiber raw materials, which is to be used in the form of a pulp suspension in a machine for producing a fibrous web, in particular a paper web.
  • fiber raw materials which is to be used in the form of a pulp suspension in a machine for producing a fibrous web, in particular a paper web.
  • virgin fibers or recovered paper fibers can be used as fiber raw materials.
  • the pulper and subsequent devices to this purpose are to crush the fiber raw materials into individual fibers.
  • Soflösbaumr have a screen plate with a rotor, which is to crush the fiber raw material and to suspend in the water.
  • the object of the invention is therefore to improve the resolution of fiber raw materials and to reduce the energy required for this purpose.
  • the object has been achieved in that the screen surface has one or more grooves whose course at least predominantly corresponds to the course of the working edge lying in the direction of rotation of the rotor.
  • the course of all grooves of the screen surface should at least predominantly correspond to the course of the working edge lying in the direction of rotation of the rotor at least approximately, wherein it is important to ensure sufficient shear.
  • the container Depending on the type of fiber raw material or the shape and size of the container, the
  • Sieve surface or the rotor it may be advantageous if the working edge of the rotor in the region of the screen surface is at least predominantly straight or at least predominantly formed by straight sections or at least predominantly curved.
  • the sieve is rigid and preferably free of elevations. Because of the grooves can be completely dispensed with the attachment of strips.
  • the groove width should be greater than the diameter of the sieve openings, wherein the groove can also extend over several, in particular two rows of sieve openings. Moreover, it is advantageous if the vast majority, preferably all screen openings in Area of one or more grooves are completely within the respective groove. As a result, this means that the grooves adapt to the course of the screen openings, wherein it is advantageous if the vast majority, preferably all screen openings in the region of all grooves lie completely within the respective groove.
  • the screen surface may well have other grooves that do not meet this condition. However, this depends on the relationship between the cost of producing these grooves and their reduced effect.
  • the groove base of the vast majority preferably all grooves flat or curved or runs in the direction of rotation of the rotor away from this.
  • Figures 1 and 2 a schematic cross section through different pulpers; Figures 3-5: different rotor and Nutverumble and Figures 6a + b: different groove cross-sections.
  • the pulper is, as shown in Figures 1 and 2, formed by an open-topped container 1, in which the fiber raw material S and water W are given.
  • a drivable rotor 2 with several rotor blades on a container wall.
  • the consistency in the pulper is between 2 and 6%.
  • the rotor 2 or its rotor blade sweeps over a screen surface 8 of a screen 3 provided with screen openings 4.
  • the accepts G deducted through the screen openings 4 via a pump G in the form of a pulp suspension is further treated in subsequent devices and processed in a paper machine to paper webs.
  • the sieve 3 with the rotor 2 in front is located at the bottom of the container 1, as can be seen in FIG.
  • the screen openings 4 are circular, but for example, oval shapes are possible.
  • the rotor 2 provides on the one hand for the resolution of the fiber raw material S and the deflaking and on the other hand for clearing any interference or foreign matter from the screen surface 8.
  • the axis of rotation of the rotor 2 is perpendicular to the screen surface. 8
  • Decisive for the deflaking is the angle between the lying in the direction of rotation 9 working edge 10 of the rotor 2 and rotor blade and lying in the direction of rotation 9 edge or side wall 7 of the grooves 5. The sharper this angle, the greater the mechanical support due Shearing and the smaller the energy expenditure for it.
  • the working edge 10 of the rotor 2 extends continuously curved in FIG. 3, it is composed of two straight sections in FIG. In contrast, the working edge 10 in the rotor 2 shown in FIG. 5 runs continuously straight.
  • the grooves 5, in particular their lying in the direction of rotation 9 shearing edges 7 in all examples approximately like the working edge 10 of the rotor 2. It may be in terms of making the grooves 5 and / or adaptation to the course of the working edge 10th
  • the rotor 2 may also be advantageous, as shown in Figure 4, to arrange a plurality of differently oriented grooves 5 radially one behind the other.
  • these grooves 5 completely cover all sieve openings 4, so that the sieve openings 4 open into the groove base 6 of the grooves 5. If possible, no sieve opening 4 should only be cut by these grooves 5.
  • 6b may be parallel to the screen surface 8 or, as shown in FIG. 6a, may be inclined such that the distance to the screen surface 8 increases in the direction of rotation 9, resulting in a deep shear edge 7.
  • the grooves 5 are aligned in their course, taking into account the arrangement pattern of the screen openings 4 as far as possible the course of the working edge 10 of the rotor 2 and its rotor blades. According to the selected or necessary arrangement pattern of

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stofflöser zur Behandlung von Faserrohstoffen (S) mit einem Behälter zur Aufnahme von Wasser (W) sowie des Faserrohstoffs (S), zumindest einem im Behälter (1) angeordneten, antreibbaren Rotor (2) und wenigstens einem Sieb (3), dessen mit Sieböffnungen (4) versehene Siebfläche (8) zumindest größtenteils vom Rotor (2) überstrichen wird. Dabei soll die Auflösung dadurch verbessert und die erforderliche Energie dadurch vermindert werden, dass die Siebfläche (8) ein oder mehrere Nuten (5) besitzt, deren Verlauf wenigstens annähernd dem Verlauf der in Rotationsrichtung (9) des Rotors (2) liegenden Arbeitskante (10) entspricht.

Description

Stoffauflöser
Die Erfindung betrifft einen Stofflöser zur Behandlung von Faserrohstoffen mit einem Behälter zur Aufnahme von Wasser sowie des Faserrohstoffs, zumindest einem im Behälter angeordneten, antreibbaren Rotor und wenigstens einem Sieb, dessen mit Sieböffnungen versehene Siebfläche zumindest größtenteils vom Rotor überstrichen wird.
Stofflöser werden zur Bearbeitung von Faserrohstoffen eingesetzt, die in Form einer Faserstoffsuspension in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papierbahn verwendet werden soll. Als Faserrohstoffe können dabei beispielsweise Frischfasern oder Altpapierfasern zum Einsatz kommen. Der Stofflöser und nachfolgende Vorrichtungen sollen hierzu die Faserrohstoffe zu Einzelfasern zerkleinern.
Im Allgemeinen weisen Sofflöser eine Siebplatte mit einem Rotor auf, welcher den Faserrohstoff zerkleinern und im Wasser suspendieren soll.
Der Gutstoff passiert die Sieböffnungen während die unerwünschten Substanzen, wie Fremdstoffe vom Sieb zurückgehalten und ausgeschleust werden.
Speziell für die Ausschussauflösung, generell jedoch für schwer auflösbare Faserrohstoffe erfordert dies große Siebflächen und einen hohen Energieaufwand.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Auflösung von Faserrohstoffen zu verbessern und den hierfür erforderlichen Energieaufwand zu senken.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Siebfläche ein oder mehrere Nuten besitzt, deren Verlauf wenigstens überwiegend dem Verlauf der in Rotationsrichtung des Rotors liegenden Arbeitskante entspricht. Hierdurch kommt es zu einer Steigerung der Kantenaufschlagsflächen zwischen der Arbeitskante des Rotors und der in Rotationsrichtung liegenden Nutkante. Dies verbessert die Auflösung und insbesondere die Entstippungswirkung erheblich. Wegen der sich dadurch ergebenden, sehr hohen Gesamtscherkantenlänge zwischen diesen Kanten kommt es zu einer mechanischen Unterstützung der Entstippung, was den Energiebedarf reduziert.
Um diesen Effekt zu maximieren, sollte der Verlauf aller Nuten der Siebfläche wenigstens überwiegend dem Verlauf der in Rotationsrichtung des Rotors liegenden Arbeitskante zumindest ungefähr entsprechen, wobei auf eine ausreichende Scherung zu achten ist.
Besonders vorteilhaft kann sein, wenn der Verlauf der Nuten vollständig mit dem Verlauf der in Rotationsrichtung des Rotors liegenden Arbeitskante übereinstimmt.
Je nach Art des Faserrohstoffs oder der Form und Größe des Behälters, der
Siebfläche oder des Rotors kann es dabei vorteilhaft sein, wenn die Arbeitskante des Rotors im Bereich der Siebfläche zumindest überwiegend gerade verläuft oder zumindest überwiegend von geraden Abschnitten gebildet wird oder zumindest überwiegend gekrümmt verläuft.
Hinsichtlich der Belastung und des Verschleißes aber auch zur Vereinfachung der Konstruktion ist es von Vorteil, wenn das Sieb starr ausgebildet und vorzugsweise frei von Erhebungen ist. Wegen der Nuten kann auf die Anbringung von Leisten vollständig verzichtet werden.
Dabei kann es in Abhängigkeit von der Größe des Behälters oder der Art und dem Ort des Rotors von Vorteil sein, wenn die Siebfläche gekrümmt oder eben ist.
Damit die Nuten ihre vollständige Wirkung entfalten können, sollte die Nutenbreite größer als der Durchmesser der Sieböffnungen sein, wobei sich die Nut auch über mehrere, insbesondere zwei Reihen von Sieböffnungen erstrecken kann. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die überwiegende Anzahl, vorzugsweise alle Sieböffnungen im Bereich einer oder mehrerer Nuten vollständig innerhalb der jeweiligen Nut liegen. Im Ergebnis bedeutet dies, dass sich die Nuten an den Verlauf der Sieböffnungen anpassen, wobei es vorteilhaft ist, wenn die überwiegende Anzahl, vorzugsweise alle Sieböffnungen im Bereich aller Nuten vollständig innerhalb der jeweiligen Nut liegen.
Je nach dem Verlauf der Arbeitskante des Rotors sowie des Musters der Sieböffnungen kann dies dazu führen, dass nur in bestimmten Abschnitten der Siebfläche derartige Nuten eingebracht werden können. Dies ist wegen ihrer verbesserten Wirkung jedoch oft ausreichend.
Außerdem kann die Siebfläche durchaus noch andere Nuten aufweisen, die diese Bedingung nicht erfüllen. Dies hängt jedoch vom Verhältnis zwischen dem Aufwand zur Herstellung dieser Nuten und ihrer verminderten Wirkung ab.
Entsprechend der Gestaltung des Rotors, insbesondere seiner Arbeitskante sowie dem Herstellungsverfahren der Nuten kann es von Vorteil sein, wenn der Nutgrund der überwiegenden Anzahl der, vorzugsweise aller Nuten eben oder gekrümmt oder in Rotationsrichtung des Rotors von diesem weg verläuft.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
Figur 1 und 2: einen schematischen Querschnitt durch verschiedene Stofflöser; Figuren 3-5: verschiedene Rotor- und Nutverläufe und Figuren 6a+b: verschiedene Nutquerschnitte.
Der Stofflöser wird, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, von einem oben offenen Behälter 1 gebildet, in den der Faserrohstoff S sowie Wasser W gegeben werden. Für die Durchmischung und Zerkleinerung des Faserrohstoffs S sowie die Suspendierung im Wasser W sorgt ein antreibbarer Rotor 2 mit mehreren Rotorflügeln an einer Behälterwand. Dabei beträgt die Stoffdichte im Stofflöser zwischen 2 und 6%. Der Rotor 2 bzw. dessen Rotorflügel überstreichen während der Rotation eine mit Sieböffnungen 4 versehene Siebfläche 8 eines Siebes 3. Der durch die Sieböffnungen 4 über eine Pumpe abgezogene Gutstoff G in Form einer Faserstoffsuspension wird in nachfolgenden Vorrichtungen weiterbehandelt und in einer Papiermaschine zu Papierbahnen verarbeitet.
Meist befindet sich das Sieb 3 mit dem davor liegenden Rotor 2 am Boden des Behälters 1 , wie in Figur 1 zu sehen.
Es kann jedoch auch von Vorteil oder notwendig sein, diesen, wie in Figur 2 dargestellt, an einer Behälterwand anzuordnen. Derartige, liegende Stofflöser kommen insbesondere unterhalb der Papiermaschine bei der Ausschussbehandlung zur Anwendung.
Wegen der Belastung des Siebes 3 und zur Vereinfachung der Herstellung ist dieses eben und starr ausgebildet. Die Sieböffnungen 4 sind kreisrund, wobei beispielsweise jedoch auch ovale Formen möglich sind.
Der Rotor 2 sorgt einerseits für die Auflösung des Faserrohstoffs S sowie die Entstippung und andererseits für das Abräumen eventueller Stör- oder Fremdstoffe von der Siebfläche 8. Dabei steht die Rotationsachse des Rotors 2 senkrecht auf der Siebfläche 8.
Um insbesondere die Entstippung zu unterstützen, befinden sich in der Siebfläche 8 mehrere Nuten 5, welche beispielsweise in die Siebfläche 8 gefräst werden können. Entscheidend für die Entstippung ist der Winkel zwischen der in Rotationsrichtung 9 liegenden Arbeitskante 10 des Rotors 2 bzw. Rotorflügels und der in Rotationsrichtung 9 liegenden Kante bzw. Seitenwand 7 der Nuten 5. Je spitzer dieser Winkel ist, um so größer ist die mechanische Unterstützung infolge Scherung und um so kleiner der Energieaufwand dafür.
Während die Arbeitskante 10 des Rotors 2 in Figur 3 durchgehend gekrümmt verläuft, setzt sich diese in Figur 4 aus zwei geraden Abschnitten zusammen. Im Gegensatz hierzu verläuft die Arbeitskante 10 bei dem in Figur 5 gezeigten Rotor 2 durchgehend gerade. Im Interesse einer großen Scherwirkung verlaufen die Nuten 5, insbesondere deren in Rotationsrichtung 9 liegenden Scherkanten 7 in allen Beispielen annähernd wie die Arbeitskante 10 des Rotors 2. Dabei kann es hinsichtlich der Herstellung der Nuten 5 und/oder der Anpassung an den Verlauf der Arbeitskante 10 des Rotors 2 auch vorteilhaft sein, wie in Figur 4 dargestellt, mehrere verschieden ausgerichtete Nuten 5 radial hintereinander anzuordnen.
In allen Fällen erfassen diese Nuten 5 alle Sieböffnungen 4 vollständig, so dass die Sieböffnungen 4 in den Nutgrund 6 der Nuten 5 münden. Möglichst keine Sieböffnung 4 sollte von diesen Nuten 5 nur angeschnitten werden.
Dabei kann der Nutgrund 6 gemäß Figur 6b parallel zur Siebfläche 8 verlaufen oder, wie in Figur 6a gezeigt, derart geneigt sein, dass sich der Abstand zur Siebfläche 8 in Rotationsrichtung 9 vergrößert, was zu einer tiefen Scherkante 7 führt.
Im Ergebnis sind die Nuten 5 in ihrem Verlauf unter Berücksichtigung des Anordnungsmusters der Sieböffnungen 4 weitestgehend dem Verlauf der Arbeitskante 10 des Rotors 2 bzw. dessen Rotorflügel ausgerichtet. Entsprechend dem gewählten oder notwendigen Anordnungsmuster der
Sieböffnungen 4 und der Gestaltung der Arbeitskante 10 des Rotors ist ein optimaler Verlauf der Nuten 5 nicht in allen Abschnitten des Siebes 3 gegeben, weshalb es, wie in den Figuren 4 und 5 angedeutet, Abschnitte der Siebfläche 8 ohne Nuten 5 gibt. Wegen der Wirksamkeit der vorhandenen Nuten 5 genügt dies meist. Dabei wirkt es sich verschleißmindernd aus, dass die Siebfläche 3 keine Erhebungen, wie zum Beispiel Leisten besitzt.

Claims

Patentansprüche
1. Stofflöser zur Behandlung von Faserrohstoffen (S) mit einem Behälter (1) zur Aufnahme von Wasser (W) sowie des Faserrohstoffs (S), zumindest einem im Behälter (1) angeordneten, antreibbaren Rotor (2) und wenigstens einem Sieb (3), dessen mit Sieböffnungen (4) versehene Siebfläche (8) vom Rotor (2) überstrichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebfläche (8) ein oder mehrere Nuten (5) besitzt, deren Verlauf wenigstens annähernd dem Verlauf der in Rotationsrichtung (9) des Rotors (2) liegenden Arbeitskante (10) entspricht.
2. Stofflöser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf aller Nuten (5) der Siebfläche (8) wenigstens annähernd dem Verlauf der in Rotationsrichtung (9) des Rotors (2) liegenden Arbeitskante (10) entspricht.
3. Stofflöser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Nuten (5) vollständig mit dem Verlauf der in Rotationsrichtung (9) des Rotors (2) liegenden Arbeitskante (10) übereinstimmt.
4. Stofflöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskante (10) des Rotors (2) im Bereich der Siebfläche (8) zumindest überwiegend gerade verläuft.
5. Stofflöser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskante (10) des Rotors (2) im Bereich der Siebfläche (8) zumindest überwiegend von geraden Abschnitten gebildet wird.
6. Stofflöser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskante (10) des Rotors (2) im Bereich der Siebfläche (8) zumindest überwiegend gekrümmt verläuft.
7. Stofflöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (3) starr ausgebildet ist und vorzugsweise frei von Erhebungen ist.
8. Stofflöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebfläche (8) gekrümmt ist.
9. Stofflöser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebfläche (8) eben ist.
10. Stofflöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutenbreite größer als der Durchmesser der Sieböffnungen (4) ist.
11. Stofflöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die überwiegende Anzahl, vorzugsweise alle Sieböffnungen (4) im Bereich einer oder mehrerer Nuten (5) vollständig innerhalb der jeweiligen Nut (5) liegen.
12. Stofflöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die überwiegende Anzahl, vorzugsweise alle Sieböffnungen (4) im Bereich aller Nuten (5) vollständig innerhalb der jeweiligen Nut (5) liegen.
13. Stofflöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutgrund (6) der überwiegenden Anzahl der, vorzugsweise aller Nuten (5) eben verläuft.
14. Stofflöser nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutgrund (6) der überwiegenden Anzahl der, vorzugsweise aller, Nuten (5) gekrümmt verläuft.
15. Stofflöser nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutgrund (6) der überwiegenden Anzahl der, vorzugsweise aller Nuten (5) in Rotationsrichtung (9) des Rotors (2) von diesem wegverläuft.
PCT/EP2009/000732 2008-06-18 2009-02-04 Stoffauflöser WO2009152882A1 (de)

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