WO2011144196A1 - Pulper mit einem zuführraum und einem verdrängerraum - Google Patents

Pulper mit einem zuführraum und einem verdrängerraum Download PDF

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WO2011144196A1
WO2011144196A1 PCT/DE2011/000398 DE2011000398W WO2011144196A1 WO 2011144196 A1 WO2011144196 A1 WO 2011144196A1 DE 2011000398 W DE2011000398 W DE 2011000398W WO 2011144196 A1 WO2011144196 A1 WO 2011144196A1
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pulper
displacement
chamber
feed space
feed
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Hans-Joachim Boltersdorf
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Hans-Joachim Boltersdorf
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • 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 with a feed space and a displacer space.
  • pulpers have a pear-shaped reaction space.
  • a feed space with a smaller diameter is provided, and in the lower area, a displacement space with a larger diameter is provided, which as a rule has a perforated plate.
  • the material to be treated is fed to the pulper via a pulper access.
  • the pure substance is removed below the perforated plate and residue is removed above the perforated plate.
  • mixing operations in which freshly supplied material comes into contact with residue.
  • the invention is based on the object to further develop such a pulper. [04] This object is achieved with a generic pulper in which the diameter between the feed space and the displacement chamber is at most 1/3 of the diameter of the displacement chamber.
  • the diameter is a maximum of 1/4, preferably 1/3 and more preferably 1/6 of the diameter of the displacement.
  • CONFIRMATION COPY [07] In order to design such pulpers, it is proposed that a diameter-reducing constriction be arranged between the feed space and the displacement space. Instead of a constriction may also be provided a paragraph that acts on the flow conditions. [08] It is further proposed that the feed space has a supply screw leading centrally to the displacement space. This makes it possible to centrally lead the supplied material to the displacement and, for example, a perforated plate.
  • the displacer has a Verdrfiterspirale and a perforated plate. With feed screw and Verdrfiterspirale thus a directed movement of the pulp can be effected in the pulper.
  • the displacement has balls above a perforated plate.
  • the supplied material is mixed with the supply of water with the central feed screw, that is using a rotor screw in the feed space and conveyed to the displacement.
  • the displacement of the supplied material is separated by a perforated plate and the residue is removed as possible before contact with the supplied material below the material feed level from the pulper. This creates a strong turnover and the pulp is treated very gently.
  • the residue outlet is arranged at the feed space, there is once again a friction of the residue in the displacement space and in the feed space before the residue leaves the pulper.
  • the residue output can be arranged tangentially on the displacement chamber.
  • the feed space is arranged above the displacement space.
  • the feed space is arranged below the displacement space.
  • An accelerating pulper is formed when the diameter of the pulper to the height of the pulper is at least 1 and preferably more than 2. [18]
  • the pulper becomes a jacket pulper when it has a screen plate shaped like a basket.
  • the screen plate has vertical areas.
  • a particularly energy-saving fabric guide is achieved if a groove with a width of several millimeters is provided between the screen sheet segments.
  • An embodiment which is also essential to the invention independently of the features described above, provides that the feed space is open at the top Having mixing chamber. This has the advantage that the complex lateral material supply system can be dispensed with. In addition, the material supply can be done by means of tape.
  • the pulper are designed so that no material passes from the displacement chamber back into the feed space. This can be achieved in a simple manner, characterized in that the displacement chamber has a positive displacement spiral and the delivery rate of the feed screw of the supplied amount of material is adjusted.
  • a variant embodiment provides that the pulper in the feed space has a mixer disk as a homogenizing disk and a mixing chamber with a feed screw, wherein the diameter of the displacement spiral is greater than the diameter of the feed screw.
  • the upper part of the feed screw can provide both for the homogenization of the coarse entry parts as well as for the necessary spin for the separation of heavy parts.
  • the diameter of the screw segment which acts as a Homogenticiansschraube, particularly large, while their slope is chosen brelativ large.
  • the pulper can be operated in the upper area as a thin pulp while it is operated as a displacement pulper in the lower area.
  • the homogenizing screw or disc then acts like a whipping disc in a Dünunstoffpulper.
  • the invention also provides a pulper with multiple pulp outlets with different hole or slot sizes.
  • a pulper does not need to have the further features previously described. It is preferably operated as a continuous high-consistency pulp. The pulp outlets can open into separate chambers.
  • the advantage over other pulpers of similar design is that you can classify the feedstock into different fractions with different grain sizes. Such a classification can now be achieved with only one pulper. A special shape of the pulper is not necessary.
  • FIG. 1 schematically shows the basic form of a pulper as a sectional illustration
  • FIG. 2 schematically shows a pulper with a high feed space as a sectional view
  • FIG. 3 schematically shows a pulper in an inverse arrangement of feed space and displacer space as a sectional representation
  • FIG. 4 schematically shows a pulper with a tangential outlet
  • FIGS. 5 to 8 schematically show various performance forms of acceleration pulpers
  • FIGS. 9 and 10 schematically show different embodiments of shell pulpers
  • FIG. 11 schematically shows a pulper with a closed spiral
  • FIG. 12 schematically shows a pulper bottom with quasi-grooves.
  • FIG. 13 shows schematically a pulper with an upwardly open mixing chamber
  • FIG. 14 schematically shows a pulper according to FIG.
  • FIG 15 schematically shows a pulper, which has been optimized for waste paper treatment.
  • the diameter 1 shown in Figure 1 pulper 1 has a feed chamber 2 and a displacer 3.
  • the diameter 4 between the feed chamber 2 and displacer 3 has slightly less than 1/3 of the maximum diameter 5 of the displacement 3.
  • Under the displacement chamber 3 is arranged a perforated plate 6 as a screen plate.
  • the diameter 29 in the displacement chamber 25 is three to four times the diameter 30 in the feed space 31.
  • the residue discharge 28 is arranged between pulper access 21 and a pure substance outlet 32.
  • FIG. 4 shows a pulper body 50 with a tangential exit 51 and a large spiral 52.
  • the diameter ratio D / H of the pulper 60 is 1.
  • Such a pulper 60 is particularly suitable for extremely flow-unwilling substances with high fiberizing resistances, because on the one hand it leaves a lot of room for clogging-free River 62 offers and on the other hand due to the relatively small perforated plate surface 61 only relatively low material flows permits.
  • FIG. 6 shows a waste paper pulper 70 with feed lock 71.
  • the diameter ratio is about 2.3 and represents a compromise between relatively high freedom from clogging and relatively high throughput.
  • the pulper as shown in Figure 3, is located substantially below the perforated plate.
  • the pulper 80 shown in FIG. 7 has a diameter ratio of 5. It is suitable for flowable substances with low fiberizing resistance.
  • FIG. 8 shows a pulper 90 with an extremely large perforated sheet surface 91. It is intended for highest throughputs with simultaneously high and low fiberizing resistance, provided the material is fluent. The small height guarantees high shear forces, the large diameter high throughputs.
  • the large spiral 92 leads to strong rotation and thus reduces the likelihood that it due to spontaneous drainage (thickening or agglomeration) is disrupted.
  • FIGS. 9 and 10 show so-called shell pulpers 100 and 110.
  • FIG. 9 shows the principle: Here, perforated plates 101 are also disclosed in the conical transition to the upper reaction zone 102. The principle becomes even clearer on the screen basket 1 1 1 in FIG. 10.
  • Such a screen basket 1 1 1 is known from sorting machines. It leads to excellent results when used in continuously operated high-density pulpers.
  • the tips of the ends 114 of the displacement spiral 1 13 can hereby be shaped in the form of Aufströmpropellern - not shown here.
  • Sheath pulpers are suitable for highest production volumes with high defibration resistance, as they offer very large open screen surfaces and, on the other hand, induce large shearing forces due to the countercurrent flow - upwards and downwards - using the kappa effect at not too low speeds.
  • the combination with the ball mill effect is advantageous in that balls are introduced into the reaction space.
  • this has the advantage that the displacement spiral 121 experiences a much higher rigidity and thus the entire construction is much less expensive.
  • the displacement spiral 121 is similar to the agitator of a kneader of the bakery industry - but with a completely different task.
  • the closed displacement spiral 121 ensures that larger agglomerates are already crushed at the entrance 126 into the reactor 127 of the pulper 120 and rapidly homogenized.
  • FIG. 11 shows how the perforated plate is further developed further from a surface to a cross-sectionally U-shaped trough to a cross-sectionally C-shaped trough.
  • a perforated plate is arranged almost around the screw, or a plurality of perforated plates are lined up in such a way that they surround the screw. Seen from the screw behind the perforated plate and different chambers may be provided (not shown) in which different fractions are added.
  • the pulper floor of several inner perforated sheet segments, which form a flat surface. Radially close to it further perforated sheet metal segments, which rise at an angle of about 45 °.
  • the grooves in the plane preferably extend approximately at right angles to the surface of the displacement spiral and in the second section of the pulper bottom - ie the first oblique section of the pulper jacket (cone) at 45 °.
  • An angle of 45 ° would be optimal both in the plane and in the inclined area between the groove and the displacement spiral in order to promote the contents well radially outwards and slightly upwards.
  • the pulper 150 shown in FIG. 13 is a continuously operated high-density pulp which may also be designed as a displacement pulper or a shell pulper.
  • This pulper has an upwardly open mixing chamber 151, in which the raw material indicated by the arrow 152 is mixed with the water indicated by the arrow 153. The mixture then passes into the displacer 154 with the screen plates 155 to 158. Through this screen plates enter the fibers in different areas 159 to 162 and ultimately to the pure substance exits 163 to 166. The residue exits through the residue output 167 from the pulper.
  • the screen plates 15-158 of the pulper preferably have different hole or slot sizes.
  • the pulper 180 in FIG. 14 is constructed according to the pulper 150 shown in FIG. However, he has in addition a Schwerteil catch 181, which is arranged above the displacement chamber 182. This Schwermaschinefang 181 is located outside a central Zu Kunststoffspirale 183. The central feed screw 183 is arranged so that it generates sufficient radial forces, so that the heavy parts reach the outer region of a Zu adoptedraumes 184 and passed there by means of a guide plate 185 to an output 186 of the Schwermaschinefangs 181 become. The heavy part output 186 is in this case above the displacement chamber 182.
  • the pulper 180 shown in FIG. 14 has on one axle a suspending disk 187, the feeding screw 183, and a displacer screw 188.
  • the coarse feeding parts 189 are mixed with the introduced water 190 and suspended by the suspending disk 187.
  • the suspending disc 187 may also be designed as a racket. Heavy parts are accelerated radially, passed over the guide plate and removed at the output 186 from the pulper. Thereafter, the material is circulated in the lower part of the pulper with the displacement screw 188. Over different screen plate areas 191 to 194 fine material is discharged from the pulper in different areas. By choosing different sieve qualities, different material qualities can also be discharged in the different regions 191 to 194.
  • the pulper 220 shown in Fig. 15 is designed as wastepaper pulper for high-consistency, continuous operation with a relatively low specific pulping resistance. The waste paper is thereby quickly suspended, so that the free fiber must be quickly dissipated to prevent clogging of the holes of the screen.
  • strainer basket 221 in which a drawn up spiral 222 provides for circulation and keeps the holes in the strainer basket 221 clear by sweeping the impurities, scraps of paper and paper marks from the holes of the strainer basket 221.
  • a Schwermaschineausschleusung 223 is provided in the upper part of the pulper 220 so that the waste paper can be fed from the top classic.
  • the central axis 224 can also be stored at the top, bottom or top and bottom of the pulper 220. This is particularly relevant in closed construction, especially with mixing chamber and Schwfachenmaschinefang.

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Abstract

Ein Pulper mit einem Zuführraum (2) und einem Verdrängerraum (3) zur besonders schonenden Behandlung von Materialien hat einen Durchmesser zwischen dem Zuführraum und dem Verdrängerraum, der maximal l/3 des Durchmessers des Verdrängerraums (3) aufweist.

Description

Pulper mit einem Zuführraum und einem Verdrängerraum
[Ol] Die Erfindung betrifft einen Pulper mit einem Zuführraum und einem Verdrängerraum. Üblicherweise haben Pulper einen birnenförmigen Reaktionsraum. Im oberen Bereich ist ein Zuführraum mit einem geringeren Durchmesser vorgesehen und im unte- ren Bereich ist ein Verdrängerraum mit einem größeren Durchmesser vorgesehen, der in der Regel ein Lochblech aufweist.
[02] Im oberen Bereich des Pulpers wird über einen Pulperzugang das zu behandelnde Material dem Pulper zugeführt. Im unteren Bereich des Pulpers wird unterhalb des Lochblechs der Reinstoff abgeführt und oberhalb des Lochblechs wird Reststoff abge- führt. Je nach Anordnung der Zuführschraube und der Verdrängerspirale im Pulper entstehen Mischvorgänge, bei denen frisch zugeführtes Material mit Reststoff in Berührung kommt.
[03] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Pulper weiterzuentwickeln. [04] Diese Aufgabe wird mit einem gattungsgemäßen Pulper gelöst, bei dem der Durchmesser zwischen Zuführraum und Verdrängerraum maximal 1/3 des Durchmessers des Verdrängerraums beträgt.
[05] Der Übergang von Zuführraum zu Verdrängerraum wird dabei bewusst sehr schmal im Verhältnis zum Verdrängerraum ausgebildet. Dadurch entsteht im Pulper eine Strömung, die zu einer besonders schonenden Materialbehandlung führt.
[06] Vorteilhaft ist es, wenn der Durchmesser maximal 1/4, vorzugsweise 1/3 und besonders bevorzugt 1/6 des Durchmessers des Verdrängerraums beträgt.
BESTÄTIGUNGSKOPIE [07] Um derartige Pulper zu gestalten, wird vorgeschlagen, dass zwischen Zuführraum und Verdrängerraum eine den Durchmesser reduzierende Einschnürung angeordnet ist. An Stelle einer Einschnürung kann auch ein Absatz vorgesehen sein, der auf die Strömungs Verhältnisse einwirkt. [08] Es wird weiter vorgeschlagen, dass der Zuführraum eine zentral zum Verdrängerraum führende Zuführschraube aufweist. Dies erlaubt es, zentral den zugeführten Stoff zu dem Verdrängerraum und beispielsweise einem Lochblech zu führen.
[09] Daher wird weiter vorgeschlagen, dass der Verdrängerraum eine Verdrängerspirale und ein Lochblech aufweist. Mit Zuführschraube und Verdrängerspirale kann somit eine gerichtete Bewegung der Pulpe im Pulper bewirkt werden.
[10] Außerdem ist es von Vorteil, wenn der Verdrängerraum Kugeln oberhalb eines Lochblechs aufweist.
[1 1] Vorteilhaft ist es, wenn der Zuführraum einen Pulperzugang und der Verdrängerraum einen Reinstoffausgang aufweist, wobei zwischen Pulperzugang und Reinstoffausgang ein Reststoffausgang angeordnet ist. Dies führt dazu, dass der Reststoff an einer Einschnürung vorbei im Gegenstrom zum zugeführten Rohstoff einen starken Umtrieb erfährt, während die Mischverluste klein gehalten werden können.
[12] In der Praxis wird das zugeführte Material unter Zufuhr von Wasser mit der zentralen Zuführschraube, das heißt unter Einsatz einer Rotor schraube, im Zuführraum gemischt und zum Verdrängerraum gefördert. Im Verdrängerraum wird das zugeführte Material über ein Lochblech getrennt und der Reststoff wird möglichst vor einem Kontakt mit dem zugeführten Material unterhalb der Materialzuführebene aus dem Pulper abgeführt. Dadurch entsteht ein starker Umtrieb und die Pulpe wird besonders schonend behandelt. [13] Wenn der Reststoffausgang am Zuführraum angeordnet ist, besteht nochmals eine Reibung des Reststoffs im Verdrängerraum und im Zuführraum, bevor der Reststoff den Pulper verlässt.
[14] Um die Rückströmung zu minimieren kann der Reststoffausgang tangential am Verdrängerraum angeordnet sein.
[15] Üblicherweise ist der Zuführraum oberhalb des Verdrängerraums angeordnet. Um Schwerteile besonders wirkungsvoll abzutrennen, wird als Alternative vorgeschlagen, dass der Zuführraum unterhalb des Verdrängerraums angeordnet ist.
[16] Um insbesondere bei einem Verdrängerraum mir großer radialer Erstreckung einen geeigneten Stofffluss zu erzeugen, wird vorgeschlagen, dass im Verdrängerraum eine Verdrängerspirale sich über die radiale Erstreckung des Verdrängerraumes erstreckt.
[17] Ein Beschleunigungs-Pulper entsteht, wenn der Durchmesser des Pulpers zur Höhe des Pulpers mindestens 1 und vorzugsweise mehr als 2 beträgt. [18] Der Pulper wird zu einem Mantelpulper, wenn er ein Siebblech aufweist, das korbartig geformt ist.
[19] Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Siebblech vertikale Bereiche aufweist.
[20] Die Herstellung wird bei verbesserter Wirkung erleichtert, wenn der Pulper eine Verdrängerspirale aufweist, die an einem oberen Ende und einem unteren Ende mit ei- ner zentralen Achse verbunden ist.
[21] Eine besonders energiesparende Stoffführung wird erreicht, wenn zwischen Siebblechsegmenten eine Nut mit mehreren Millimetern Breite vorgesehen ist.
[22] Eine auch unabhängig von den zuvor beschriebenen Merkmalen erfindungswesentliche Ausführungsform sieht vor, dass der Zuführraum eine nach oben offene Mischkammer aufweist. Dies hat den Vorteil, dass das aufwändige seitliche Stoffzu- führsystem entfallen kann. Außerdem kann die Stoffzufuhr mittels Band erfolgen.
[23] Dabei ist es vorteilhaft wenn der Pulper so ausgebildet sind, dass kein Material vom Verdrängerraum zurück in den Zuführraum gelangt. [24] Dies kann auf einfache Art dadurch erreicht werden, dass der Verdrängerraum eine Verdrängerspirale aufweist und die Förderleistung der Zuführschraube der Zugeführten Materialmenge angepasst ist.
[25] Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass der Pulper im Zuführraum eine Mischerscheibe als Homogenisierungsscheibe aufweist und eine Mischkammer mit ei- ner Zuführschraube, wobei der Durchmesser der Verdrängerspirale größer ist als der Durchmesser der Zuführschraube.
[26] Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Steigung der Zuführschraube kleiner ist als die Steigung der Verdrängerspirale.
[27] Dann kann der obere Teil der Zuführschraube sowohl für das Homogenisieren der groben Eintragsteile sorgen als auch für die notwendige Drehbeschleunigung zur Abscheidung von Schwerteilen. Sofern der Pulper nur mit relativ geringer Drehzahl betrieben wird, ist der Durchmesser des Schraubensegmentes, das als Homogenisierungsschraube wirkt, besonders groß, während ihre Steigung dort brelativ groß gewählt ist. Dadurch kann der Pulper im oberen Bereich als Dünnstoffpulper be- trieben werden, während er im unteren Bereich als Verdrängerpulper betrieben wird. Die Homogenisierschraube oder -scheibe wirkt dann wie eine Aufschlagscheibe in einem Dünnstoffpulper.
[28] Für Pulper jeglicher Art ist es vorteilhaft, wenn oberhalb des Verdrängerraumes ein Schwerteilefang angeordnet ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass oberhalb des Verdrängerraumes ein Dünnstoff-Vorschaltpulper als Mischkammer ohne eigenen Aufschläger auf den eigentlichen Pulper aufgesetzt ist. [29] Zur Realisierung des Schwerteilefanges wird vorgeschlagen, dass der Schwerteilefang radial außerhalb einer Zuführschraube angeordnet ist. Eine separate oder eine verlängerte Schraube mit relativ kleiner Förderleistung sorgt dann sowohl für die notwendigen Zentrifugalkräfte für die wirksame Abscheidung der Schwerteile als auch für die Stoffzuführung in den Verdrängerraum beispielsweise eines Hochstoffdichtereak- tors. Das beschriebene Inverssystem - bei dem der Pulper auf dem Kopf steht - kann dadurch vermieden werden.
[30] Gegenstand der Erfindung ist auch ein Pulper mit mehreren Faserstoffausgängen mit unterschiedlichen Loch- oder Schlitzgrößen. Ein derartiger Pulper muss nicht die weiteren vorher beschriebenen Merkmale aufweisen. Er wird vorzugsweise als kontinuierlicher Hochstoffdichtepulper betrieben. Die Faserstoffausgänge können in getrennte Kammern münden. Der Vorteil gegenüber anderen Pulpern ähnlicher Bauart liegt darin, dass man den Einsatzstoff in verschiedene Fraktionen mit unterschiedlichen Korngrößen klassieren kann. Eine derartige Klassierung kann nun mit nur einem Pulper erreicht werden. Eine spezielle Formgebung des Pulpers ist dabei nicht notwendig.
[31 ] Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Pulper sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 schematisch die Grundform eines Pulpers als Schnittdarstellung,
Figur 2 schematisch einen Pulper mit hohem Zuführraum als Schnittdar- Stellung,
Figur 3 schematisch einen Pulper in inverser Anordnung von Zuführraum und Verdrängerraum als Schnittdarstellung,
Figur 4 schematisch einen Pulper mit tangentialem Ausgang,
Figuren 5 bis 8 schematisch verschiedene Aufführungsformen von Beschleuni- gungs-Pulpern, Figuren 9 und 10 schematisch verschiedene Ausführungsformen von Mantel- Pulpern,
Figur 1 1 schematisch einen Pulper mit geschlossener Spirale,
Figur 12 schematisch einen Pulperboden mit Quasinuten Figur 13 schematisch einen Pulper mit nach oben hin offener Mischkammer
Figur 14 schematisch einen Pulper nach Figur 13 mit Schwerteilefang
Figur 15 schematisch einen Pulper, der für die Altpapierbehandlung optimiert wurde . [32] Der in Figur 1 gezeigte Pulper 1 hat einen Zuführraum 2 und einen Verdrängerraum 3. Der Durchmesser 4 zwischen Zuführraum 2 und Verdrängerraum 3 hat etwas weniger an Länge als 1/3 des maximalen Durchmessers 5 des Verdrängerraums 3. Unter dem Verdrängerraum 3 ist ein Lochblech 6 als Siebblech angeordnet.
[33] Die Strömung in einem derartigen Pulper ist in dem in Figur 2 dargestellten Pul- per 20 schematisch eingezeichnet. Vom Pulperzugang 21, an dem das Material und Wasser zugegeben wird, wird die Strömung 22 durch eine Zuführschraube (nicht gezeigt) angetrieben nach unten gefördert. Dort übernimmt eine Verdrängerspirale (nicht gezeigt) die weitere Förderung im Wesentlichen in radialer Richtung 23 parallel zum Siebblech 24. Im radial äußeren Bereich des Verdrängerraumes 25 wirkt eine Strömung 26 nach oben und an einer Einschnürung 27 vorbei zum Reststoffausgang 28. Dadurch entsteht eine Umtriebszone 33, in der das am Pulperzugang 21 zugeführte Material oben eingemischt und unten ausgetragen wird. Dies führt zu minimaler Entropie und das System suspendiert besonders schonend, d. h. es produziert nur wenig Feinstoff und benötigt vergleichsweise wenig Strom für seine Arbeit. [34] Dies geschieht dadurch, dass im oberen Teil eine Schraube - hier nicht gezeigt - das Material mit Wasser vermischt und entlang der Mittelachse 34 innen nach unten fuhrt. In der Reaktions- oder Umtreibszone 33 wird das noch nicht suspendierte Material mittels Spiralräumer - hier auch nicht gezeigt - außen nach oben geführt und dort in den Reststoffausgang 28 gedrängt bzw. mittels Austragswendel - ebenfalls nicht gezeigt - herausgezogen.
[35] Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt der Durchmesser 29 im Verdrängerraum 25 bei dem drei- bis vierfachen des Durchmessers 30 im Zufuhrraum 31.
[36] Die inverse Anordnung ist bei dem in Figur 3 gezeigten Pulper 40 vorgesehen. Hier ist der Reststoffausgang 41 zwischen dem Pulperzugang 42 und dem Reinstoffausgang 43 angeordnet. Unterhalb des Pulperzugangs 42 ist ein Schwerteileausgang 44 vorgesehen. Dadurch dass der Pulper auf dem Kopf steht, werden Schwerteile besonders wirkungsvoll abgetrennt.
[37] Sowohl in den Figuren 2 und 3 ist der Reststoffaustrag 28 zwischen Pulperzu- gang 21 und einem Reinstoffausgang 32 angeordnet.
[38] Die Figur 4 zeigt einen Pulperkörper 50 mit tangentialem Ausgang 51 und großer Spirale 52.
[39] Mit diesem Pulper kann das Oberkorn tangential aus der Druckzone 53 austre- ten. Da sich der Umwälzprozess auf die Reaktionszone 54 beschränkt, kann die spezifische Oberfläche des Pulpers 50 sehr klein gehalten werden. Der Stoff-Zuführraum 55 wird dadurch minimiert und dünnflüssig durchströmt, ohne dass eine wesentliche Rück- strömung auftritt.
[40] Die kleinere Oberfläche des Pulpers 50 garantiert geringe Oberflächen- Reibungsverluste und somit einen vergleichsweise geringen Strombedarf. [41] Außerdem wird durch den in der Druckzone 53 herrschenden Druck das Ausschleusen des Oberkorns begünstigt.
[42] Darüber hinaus werden auch sog. Bären/Bänke (große Agglomerate) - so sich welche gebildet haben sollten - wirkungsvoll aufgelöst bzw. ausgeschieden. [43] Weiterhin ist erkennbar, dass es sich bei der Spirale 52 im Reaktionsraum 56 um eine solche mit maximal möglichem großem Durchmesser handelt, was zu maximal schonender Suspendierung führt. Es versteht sich von selbst, dass das Reaktorgehäuse 57 an der Stelle 58 des größten Durchmessers geteilt ist, um den Austausch von Spirale 52 und Lochblechen 59 zu ermöglichen. [44] Die Figuren 5 bis 8 zeigen sogenannte Beschleunigungs-Pulper 60, 70, 80 und 90. Kennzeichnend für diese Beschleunigungs-Pulper ist das große Verhältnis von Durchmesser zu Höhe. Die physikalische Wirkungsweise des Beschleunigungs-Pulvers beruht auf dem Zwang der zu suspendierenden Teile zum beschleunigten Ausweichen vor sich stauendem Material. [45] Material staut sich deshalb, weil der Durchmesser im inneren Bereich des Pulpers zunehmend kleiner wird - von außen nach innen - und somit auch die zur Verfügung stehende Stoff-Durchtrittsfläche. Bei kleinerer Fläche und konstantem Massenstrom führt dies zwangsläufig zu höherer Geschwindigkeit, gepaart mit Beschleunigung und somit Kraftbedarf. Diese Kraft führt schließlich zur Friktion (Scherung) und letzt- endlich zur Zerfaserung.
[46] Die Vorteile des in den Figuren 5 bis 8 gezeigten tangentialen Austrages im Bereich der Druckzone wurden bereits weiter oben detailliert beschrieben.
[47] In der Figur 5 ist das Durchmesserverhältnis D/H des Pulpers 60 gleich 1. Ein derartiger Pulper 60 ist besonders für extrem fließunwillige Stoffe mit hohen Zerfaserungswiderständen geeignet, da er einerseits viel Raum für verstopfungsfreien Fluss 62 bietet und andererseits aufgrund der relativ kleinen Lochblechfläche 61 nur relativ geringe Stoffflüsse zulässt.
[48] Die Figur 6 zeigt einen Altpapier- Pulper 70 mit Zuführschleuse 71. Das Durchmesserverhältnis liegt bei etwa 2,3 und stellt einen Kompromiss dar zwischen relativ hoher Verstopfungsfreiheit und relativ großem Durchsatz. Um die Schwerteile wirkungsvoll abzuscheiden, kann man sich des inversen Prinzips bedienen, bei dem der Pulper, wie in Figur 3 gezeigt, im wesentlichen unterhalb des Lochblechs liegt.
[49] Der in Figur 7 gezeigte Pulper 80 hat ein Durchmesserverhältnis von 5. Er ist geeignet für fließfreudige Stoffe mit geringem Zerfaserungswiderstand. [50] Die Figur 8 zeigt einen Pulper 90 mit extrem großer Lochblechfläche 91. Er ist für höchste Durchsätze bei gleichzeitig sowohl hohem als auch niedrigem Zerfaserungswiderstand gedacht, vorausgesetzt, der Stoff ist fließfreudig. Die kleine Höhe garantiert hohe Scherkräfte, der große Durchmesser hohe Durchsätze. Die große Spirale 92 führt zu starkem Umtrieb und somit wird die Wahrscheinlichkeit verringert, dass es aufgrund von Spontanentwässerungen (Eindickung bzw. Agglomeratbildung) zu Störungen kommt.
[51] Die Figuren 9 und 10 zeigen sogenannte Mantel-Pulper 100 und 1 10. Mit Figur 9 wird das Prinzip aufgezeigt: Hier sind Lochbleche 101 auch im konischen Übergang zur oberen Reaktionszone 102 offenbart. Noch deutlicher wird das Prinzip am Siebkorb 1 1 1 in Figur 10. Ein derartiger Siebkorb 1 1 1 ist von Sortiermaschinen bekannt. Er führt zu hervorragenden Ergebnissen bei der Verwendung in kontinuierlich betriebenen Hochstoffdichte-Pulpern geführt.
[52] Das Freihalten der Löcher/Schlitze 1 12 erfolgt hierbei nicht durch„Flügel" - ob drehend oder stehend (bei rotierendem Siebkorb) - sondern wie bei allen kontinuierlich betriebenen Hochstoffdichte-Pulpern durch die„Fegewirkung" der durch die Verdrän- gerspirale 113 an den Löchern/Schlitzen 1 12 vorbeigeschobenen Begleitstoffe/Papierschnipseln.
[53] Die Spitzen der Enden 114 der Verdrängerspirale 1 13 können hierbei in Form von Aufströmpropellern geformt sein - hier nicht gezeigt. [54] Mantel-Pulper eignen sich für höchste Produktionsmengen bei gleichzeitig hohen Zerfaserungswiderständen, da sie einerseits sehr große offene Siebflächen bieten und andererseits infolge der Gegenströmung - außen aufwärts und innen abwärts unter Nutzung des Kappaeffektes bei nicht zu kleinen Drehzahlen große Scherkräfte induzieren. Vorteilhaft ist die Kombination mit der Kugelmühlenwirkung, indem in den Reak- tionsraum Kugeln eingebracht werden.
[55] Eine Weiterentwicklung der in den Figuren 9 und 10 gezeigten Pulper führt zu dem in Figur 1 1 gezeigten Pulper 120 mit geschlossener Verdrängerspirale 121. Hier sind nicht nur das untere Ende 122 der Verdrängerspirale 121 sondern auch ihr oberes Ende 123 mit einer zentralen Achse 124 verbunden. [56] Dadurch entsteht eine geschlossene Verdrängerspirale 121. Vorteilhaft sind auch die dadurch möglichen Lochbleche 124, 125 auch im oberen Teil des Pulpers.
[57] Dies hat unter anderem den Vorteil, dass die Verdrängerspirale 121 eine sehr viel höhere Steifigkeit erfährt und somit die gesamte Konstruktion wesentlich weniger aufwändig wird. Die Verdrängerspirale 121 ähnelt so dem Rührorgan eines Kneters der Backwarenindustrie - mit allerdings einer gänzlich anderen Aufgabe. Des Weiteren sorgt die geschlossene Verdrängerspirale 121 dafür, dass größere Agglomerate schon beim Eintritt 126 in den Reaktor 127 des Pulpers 120 zerschlagen und schnell homogenisiert werden.
[58] Natürlich fordert die geschlossene Spirale 121 die Umwälzung und somit die gesamte Pulperarbeit. [59] Die Figuren 9, 10 und 1 1 zeigen wie das Lochblech immer weiter von einer Fläche zu einer im Querschnitt U-formigen Wanne bis zu einer im Querschnitt C-förmigen Wanne weiterentwickelt wird. In Figur 1 1 ist nahezu rund um die Schraube herum ein Lochblech angeordnet oder es werden mehrere Lochbleche so aneinander gereiht, dass sie die Schraube umgeben. Von der Schraube aus gesehen hinter dem Lochblech können auch unterschiedliche Kammern vorgesehen sein (nicht gezeigt), in denen unterschiedliche Fraktionen aufgenommen werden.
[60] In Figur 12 wird eine Anordnung 130 der Loch-/Schlitzblechsegmente 131 bis 134 in einer Form offenbart, in der die Abstände zwischen ihnen eine Art Nut 135 bis 138 entstehen lässt. Die Pulperinhaltsstoffe (Begleitstoffe und Papierschnipsel) werden durch die Arbeit von Schraube 139 und Spirale 140 sehr viel besser in erst radialer, danach axialer, dann wieder radialer und abschließend wieder axialer Richtung gedrängt als ohne Nuten. Dabei drückt die Verdrängerspirale 140 die Pulperinhaltsstoffe 141 zunächst tangential, wobei die Inhaltsstoffe radial ausweichen. Gelangen die Inhalts- Stoffe an eine Nut 135 bis 138, so verstärkt dies die radiale Bewegung.
[61 ] Aus Fertigungstechnischen Gründen ist es sinnvoll, den Pulperboden aus mehreren inneren Lochblechsegmenten zu bilden, die eine ebene Fläche bilden. Radial schließen sich daran weitere Lochblechsegmente an, die in einem Winkel von etwas 45° ansteigen. Dann verlaufen die Nuten in der Ebene vorzugsweise etwa rechtwinklig zur Fläche der Verdrängerspirale und im zweiten Abschnitt des Pulperbodens - also dem ersten schrägen Abschnitt des Pulpermantels (Konus) unter 45°. Optimal wäre ein Winkel von 45° sowohl im ebenen als auch im geneigten Bereich zwischen Nut und Verdrängerspirale, um die Inhaltsstoffe gut radial nach außen und leicht nach oben zu fördern. [62] Insgesamt erfährt der Pulper durch diese Maßnahme eine Effizienzsteigerung, da es zu einer verstärkten Umwälzung mit Zerfaserungs- und Waschfunktion kommt und die eher schädliche Drehbewegung eingeschränkt wird. [63] Der in Figur 13 gezeigte Pulper 150 ist ein kontinuierlich betriebener Hochstoff- dichtepulper, der auch als Verdrängerpulper oder Mantelpulper ausgebildet sein kann. Dieser Pulper hat eine nach oben offene Mischkammer 151, in der das mit dem Pfeil 152 gekennzeichnete Rohmaterial mit dem durch den Pfeil 153 angedeuteten Wasser vermischt wird. Das Gemenge gelangt danach in den Verdrängerraum 154 mit den Siebblechen 155 bis 158. Durch diese Siebbleche gelangen die Faserstoffe in unterschiedliche Bereiche 159 bis 162 und letztlich zu den Reinstoffausgängen 163 bis 166. Der Reststoff tritt über den Reststoffausgang 167 aus dem Pulper aus. Die Siebbleche 1 5 bis 158 des Pulpers haben vorzugsweiseunterschiedliche Loch- oder Schlitzgrößen. [64] Der Pulper 180 in Figur 14 ist entsprechend dem in Figur 13 gezeigten Pulper 150 aufgebaut. Er hat jedoch zusätzlich einen Schwerteilefang 181 , der oberhalb des Verdrängerraumes 182 angeordnet ist. Dieser Schwerteilefang 181 liegt außerhalb einer zentralen Zuführspirale 183. Die zentrale Zuführschraube 183 ist dabei so angeordnet, dass sie genügend Radialkräfte erzeugt, sodass die Schwerteile in den äußeren Bereich eines Zuführraumes 184 gelangen und dort mittels eines Leitbleches 185 zu einem Ausgang 186 des Schwerteilefangs 181 geleitet werden. Der Schwerteileausgang 186 liegt hierbei oberhalb des Verdrängerraumes 182.
[65] Der in Figur 14 gezeigte Pulper 180 hat auf einer Achse eine Suspendierscheibe 187, die Zuführschraube 183 und eine Verdrängerschraube 188. Die groben Eintragstei- le 189 werden mit dem eingebrachten Wasser 190 vermischt und durch die Suspendierscheibe 187 suspendiert. Die Suspendierscheibe 187 kann auch als Schläger ausgebildet sein. Schwerteile werden radial beschleunigt, über das Leitblech geführt und am Ausgang 186 aus dem Pulper entfernt. Danach wird das Material im unteren Bereich des Pulpers mit der Verdrängerschraube 188 umgewälzt. Über verschiedene Siebblechbereiche 191 bis 194 wird feines Material in unterschiedlichen Bereichen aus dem Pulper ausgeschleust. Durch die Wahl unterschiedlicher Siebqualitäten können in den unterschiedlichen Bereichen 191 bis 194 auch unterschiedliche Materialqualitäten ausgeschleust werden. [66] Der in Figur 15 gezeigte Pulper 220 ist als Altpapierpulper für kontinuierlichen Betrieb bei hoher Stoffdichte mit einem relativ geringen spezifischen Zerfaserungswiderstand konzipiert. Das Altpapier wird hierbei schnell suspendiert, so dass der Freifaserstoff schnell abgeleitet werden muss, um ein Zusetzen der Löcher des Siebes zu verhindern.
[67] Dies wird durch den Siebkorb 221 erreicht, in dem eine hochgezogene Spirale 222 für eine Umwälzung sorgt und die Löcher im Siebkorb 221 dadurch frei hält, dass die Begleitstoffe, Papierschnipsel und Papierstippen durch sie von den Löchern des Siebkorbes 221 gefegt werden. [68] Im oberen Bereich des Pulpers 220 ist eine Schwerteileausschleusung 223 vorgesehen, so dass das Altpapier klassisch von oben zugeführt werden kann.
[69] Bei diesem Pulper ist die volumenbezogene spezifische Zerfaserungsleistung reduziert und gleichzeitig die volumenbezogene spezifische Lochfläche stark erhöht.
[70] Wie bei den zuvor gezeigten Pulpern kann auch beim Pulper 220 die mittlere Achse 224 oben, unten oder oben und unten gelagert werden. Das ist besonders bei geschlossener Bauweise insbesondere mit Mischkammer und Schwerteilefang relevant.

Claims

Patentansprüche:
1. Pulper mit einem Zuführraum und einem Verdrängerraum, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser zwischen dem Zuführraum und dem Verdrängerraum maximal 1/3 des Durchmessers des Verdrängerraumes beträgt.
2. Pulper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführraum eine zentral zum Verdrängerraum führende Zuführschraube aufweist..
3. Pulper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reststoffausgang tangential am Verdrängerraum angeordnet ist.
4. Pulper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführraum oberhalb des Verdrängerraums angeordnet ist.
5. Pulper insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführraum nach oben offen ist.
6. Pulper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er so ausgebildet sind, dass kein Material vom Verdrängerraum zurück in den Zuführraum gelangt.
7. Pulper, insbesondere nach dadurch gekennzeichnet, dass er im Zuführraum eine Mischerscheibe aufweist.
8. Pulper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung einer Zuführschraube im Zuführraum kleiner ist als die Steigung einer Verdrängerspirale im Verdrängerraum.
9. Pulper insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Verdrängerraumes ein Schwerteilefang angeordnet ist.
10. Pulper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerteilefang radial außerhalb einer Zuführschraube angeordnet ist.
1 1. Pulper insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mehrere Faserstoffausgänge mit unterschiedlichen Lochoder Schlitzgrößen aufweist.
12. Pulper nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffausgän- ge in getrennte Kammern münden.
13. Pulper insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine geschlossene Verdrängerspirale aufweist.
14. Pulper insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einen die Verdrängerspirale umgebenden Korb mit Öffnungen aufweist.
15. Pulper insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er im Zuführraum eine Schleuse aufweist.
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