WO2013053572A1 - Vorrichtung zum aufschlagen von altpapieren und zellstoffen in einem pulper (stofflöser) - Google Patents

Vorrichtung zum aufschlagen von altpapieren und zellstoffen in einem pulper (stofflöser) Download PDF

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WO2013053572A1
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pulper
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plates
wear
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Guenter Betz
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Guenter Betz
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    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D21B1/30—Defibrating by other means
    • D21B1/34—Kneading or mixing; Pulpers
    • D21B1/345—Pulpers
    • D21B1/347—Rotor assemblies

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of patent claim 1.
  • pulper in which pulp density range (proportion of fiber material in water) and with which impact rotor the used paper grade or pulp grade is to be pitched.
  • the inventive device can not only avoid a complex and expensive conversion, but the user (paper mill) gets the opportunity to make different waste paper qualities in a device.
  • the change from one variety to another variety can be done without costly conversion measures.
  • the pulper according to the invention can be converted according to the requirements of a new "waste paper grade" in a very short time and the pulper can be operated with the optimum configuration for the dissolution of this waste paper.
  • the device according to the invention has a modular structure and designed so that all sub-elements are inserted and, if necessary, secured by screws.
  • the bearing block with the drive shaft is designed accordingly and stored the drive shaft accordingly, so that all rotor configuration options can be operated.
  • the device according to the invention contains additional optional elements which make it possible for the first time to economically recycle (recycle) recovered paper types that can not be processed in conventional pulpers, or can only be digested in a wasteful manner and with very high energy requirements. As a result, the range of application of the device according to the invention over conventional pulpers is extended.
  • the fiber material to be dissolved should slide past the rotor as often as possible during the dissolution time in order to be detected again by the latter and accelerated to a great extent and thereby defibrated.
  • the strong turbulence in the pulper should also help to break the pieces of fiber into individual fibers.
  • the average dissolution time of these pulpers for dissolving rapidly dissolving standard waste papers is between 25 and 50 minutes.
  • LC and MC pulpers are often run in continuous operation.
  • the dissolved fiber material is continuously withdrawn through holes in the pulper and fed to further processing.
  • a disadvantage of the continuous procedure with deduction of the dissolved fiber material are the sometimes large material density fluctuations. These are caused mainly by the non-uniform defibration of the different in its composition and moisture Altpapiereintrags.
  • the dissolution time is here between 45 and 90 minutes, or is, depending on the type of waste paper, even much longer.
  • Wet-strength papers such as label papers, tissue papers such as kitchen towels, kitchen rolls, towel crepe or decorative papers or security papers can not be economically dissolved in the LC, MC or HC range in conventional pulpers with conventional rotors.
  • the pulper according to the invention for breaking up old papers and pulps comprises a trough and a rotor, wherein the rotor is arranged on a rotatably mounted drive shaft.
  • both the rotor and the trough each have at least two detachably interconnected components or assemblies, so that a modular system results.
  • This module system which comprises a plurality of elements for both the trough and the rotor, allows the pulper according to the invention to be converted in a very short time so that it is suitable for another type of waste paper.
  • the modular construction of the pulper according to the invention relates equally to the trough and the rotor.
  • a ring plate can be detachably fastened to the bottom.
  • the ring plate can be made in one piece, or be composed of several segments. These segments are referred to as ground segment plates.
  • each of these ground segment plates can be replaced individually by loosening the mounting screws and removing the single ground segment plate from the bottom of the pulper.
  • ground segment plates may be perforated and / or have at least one rib.
  • bottom segment plate is perforated, it is possible to operate the pulper continuously because the digested fibers are pulled off through the perforations in the bottom segment plates.
  • the ribs according to the invention may have a triangular, quadrangular or round cross-section. Other cross sections are conceivable.
  • the ribs extend essentially radially, because this simplifies production and facilitates the assembly of a plurality of ground segment plates.
  • the ribs with a radius beam passing through the center of the bottom plate of the trough include a non-zero angle; d. H. they are inclined (see the angle ⁇ in Figure 18).
  • a further element of the "module construction kit” according to the invention is a breaker collar, which is detachably fastened to the bottom of the trough, preferably by means of screws and / or dowel sleeves.
  • This breaker wreath is optional. It is usually located on the outside diameter of the bottom so that the rotor rotates within the crusher collar.
  • the ground segment plates are arranged within the breaker collar.
  • the crusher ring is composed for reasons of manageability and ease of installation usually made of several segments, which are each bolted to the bottom of the Pulpertrogs with several screws.
  • the number of arranged on the crusher wreath "tines" and their shape and arrangement relative to the rotor of the pulper represent another way to adapt the performance of the pulper according to the invention to the processed waste paper grade and their properties.
  • these are preferably made of steel or stainless steel. If necessary, the material can additionally be surface-hardened.
  • a centering ring is provided at the bottom of the pulper. With the help of the centering ring it is possible to center the soil segment plates as best as possible. In addition, the gap between the centering ring and the rotor is optimized.
  • the rotor comprises a hub, at least one, but preferably a plurality of rotor blades, each rotor blade is bolted to a carrier and each of these carriers is in turn connected to the hub of the rotor.
  • the rotor is constructed as a modular system.
  • the most affected by the wear rotor blades are bolted to the associated straps, so that they can be easily replaced with reaching a wear limit by loosening some screws.
  • rotor blades in their shape, number and dimensions to the processed waste paper grade.
  • the number of rotor blades used can be varied by, for example, two, three, four, five or even more rotor blades are attached to the hub of the rotor according to the invention. This also makes it possible to adapt the operating characteristics of the rotor to the type of waste paper to be processed.
  • the preferably hardened wear plates 6 are not necessarily a must, but it makes sense to always have it off for wear reasons. They are especially important when squeezed or cut with the ribs of the soil segment plates.
  • the same effect can be achieved with the help of worn on the rotor blades wear plates.
  • the rotor wing, or its carrier can be mounted so that nothing can wedge underneath. All rotor arms should either slide very close over the elevations of the ground segment plates, or be mounted so high that wedging of wires or pieces of foil or wood is no longer possible. It is also possible to mount the rotor arms alternately high and low, so that an arm prevents wedging. The next rotor arm is mounted so high that nothing can wedge, but anything on the bottom plate, mainly in the interstices of the ribs located fibers and films can be swirled out to avoid "clogging" of these spaces with fiber material.
  • wear protection plates are releasably secured to a front side of the rotor blade.
  • the front of the rotor blades is exposed to the greatest wear. Therefore, it is particularly effective, these front pages by wear protection plates made of a wear-resistant material, such. As hardened steel, carbide or other highly wear-resistant material.
  • a wear-resistant material such as hardened steel, carbide or other highly wear-resistant material.
  • the described components of the modular pulper according to the invention such as.
  • As the carrier, the rotor flights, the wear carrier, the wear protection plates and the cylindrical or frustoconical screw flight, and the differently shaped ground segment plates can be combined with each other arbitrarily, because all components detachable, d. H. in particular by screws, are connected together. Therefore, the pulper according to the invention for all on the market known waste paper types adaptable.
  • FIG. 1 shows an exploded view of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows the "stationary" parts of the device illustrated in FIG. 1 in an oblique view
  • FIG. 3 shows a side view of the "stationary" parts of the device shown in FIG. 1 with a planar ground segment plate,
  • FIG. 4 shows a side view of the "stationary" parts of the device shown in FIG. 1 with a bottom segment plate with ribs,
  • FIG. 5 shows an oblique view of the "rotating" parts of the device shown in FIG. 1,
  • FIG. 6 shows the "rotating" parts of the device illustrated in FIG. 1 in an oblique view
  • FIG. 7 is an oblique view of an embodiment of a flat or star rotor according to the invention.
  • FIGS. 8 to 17 show various exemplary configurations of rotor and stator components of pulper-rotor design possibilities according to the invention
  • Figure 19 is a top view of another embodiment of a rotor according to the invention.
  • a preferably frustoconical screw 1 is shown.
  • This frustoconical screw 1 has in the middle of a central tube to which the actual coils are attached.
  • the central tube opens into a base plate (without reference numeral), which can be screwed via a screw 2 with a hub 3 of the flat rotor.
  • a pin 42 is visible, which serves for transmitting the torque from the hub 3 to the worm helix 1.
  • the worm helix 1 is used when it requires the type of waste paper to be processed and the waste paper in the high consistency range (HC) is to be digested.
  • HC high consistency range
  • the rotor is used as a flat rotor, which is also referred to as a star rotor or spin rotor.
  • the rotor shown in Figure 1 rotates counterclockwise during operation.
  • the rotor consists of a hub 3, which has a hexagonal cross-section in the illustrated embodiment.
  • a carrier 5 can be screwed.
  • the number of rotor blades or the carrier 5 is a possibility according to the invention of adapting the operating behavior of the rotor according to the invention to the type of waste paper to be processed.
  • the carriers 5 connect the rotor blades 4 with the hub 3.
  • the rotor blades 4 may be formed as a simple angle iron and, as can be seen from the figure 1, bolted to the carriers 5. They can also be cast from steel or stainless steel and have a flow-optimized shape.
  • slots are formed so that an angle between a leading edge of the rotor blades 4 and a radius beam passing through the center of the hub 3, can be set within wide limits. It has proved in many cases to be sufficient if the angle ⁇ (see FIG. 18) between the radius jet and a front edge of the rotor blades 4 can be varied between 0 ° and 45 °.
  • wear plates 6 are screwed. These wear plates 6 are preferably made of a very wear-resistant material and are replaced after reaching a wear limit. This can be done very easily and quickly by loosening two screws, as shown by the illustrated screw 7.
  • the hub 3 of the rotor is mounted on a drive shaft 18, which is also referred to as the rotor shaft.
  • a drive shaft 18 which is also referred to as the rotor shaft.
  • an unillustrated electric motor can be flanged directly or indirectly driven by an electric motor, for example via a belt drive or a gearbox.
  • the drive shaft 18 is rotatably mounted in a bearing block 17.
  • this bearing block 17 must be made very strong, since considerable dynamic forces act on the rotor during operation.
  • a pulp trough is placed and screwed to it.
  • the pulper trough essentially consists of a base plate 16 and a frustoconical side wall adjoining it (without reference number). At the inner diameter of the bottom plate 16, a centering ring 13 is arranged. The centering ring 13 stiffened on the one hand, the bottom plate in the region of the through hole for the drive shaft 18 and serves as a centering or positioning aid for the ground segment plates 8.
  • the ground segment plates 8 are bolted to the bottom 16.
  • the designated screw holes are indicated in the bottom plate 16 and have no reference numerals.
  • ground segment plates 8 In the ground segment plates 8, they are indicated by the reference numeral 12.
  • the ground segment plates 8 can be designed differently according to the requirements of the waste paper to be processed. They may have holes 36 and ribs 9 of rectangular cross section may be arranged on top of the ground segment plates 8.
  • These perforations 36 may also be provided in the other ground segment plates 8 with ribs 9, 10 or 11. Through these perforations 36 fibers can be removed during operation of the pulper, so that the pulper can be operated continuously. It goes without saying that these perforations 36 are optional and can be provided on all forms of ground segment plates 8 as needed. This makes it readily possible to use the same pulper both for batch operation and for continuous operation.
  • Knife-like ribs 11 having a triangular cross-section are arranged in the clockwise-following ground segment plates 8.
  • rod-shaped ribs 10 are attached.
  • all ground segments 8 will be the same.
  • the selection in FIG. 1 is shown merely to illustrate a selection of four different ground segment plates 8. The dimensions and the number of these ribs 9, 10 and 11 are further parameters for adapting the pulper to the waste paper grade to be processed. Further embodiments of ground segment plates 8 are shown in FIG.
  • flat plates or plate segments equipped with knives or baffles can be used as base plate segments.
  • the bottom plate segments 8 can be designed with or without perforation 36 for pumping out the stock suspension. (See Figure 1)
  • knife plates i.e., bottom segment plates 8 with ribs 9 or 11
  • the preferred geometry of the knives extends in a star shape or radially from the shaft center. This ensures that the blade gap increases steadily outwards and is thus flushed through constantly. As a result, the material to be dissolved can not settle between the knives.
  • the assembly and disassembly of the ground segment plates 8 can be done very quickly, the segments on the drive shaft 18 zugewanden inner side preferably inserted, not bolted, and only be screwed on the outer diameter.
  • Another modular component of the pulper according to the invention is the breaker collar 14, which in turn is preferably composed of several segments.
  • the breaker collar 14 is screwed with the help of screw holes 15 on the outer diameter of the bottom plate 16 if necessary.
  • screw holes 15 There are many applications in which can be dispensed with such a crusher wreath.
  • the modular concept of the pulper according to the invention comes again to bear.
  • FIG. 2 shows the stationary parts of the pulper according to the invention in an assembly drawing. It should be pointed out again at this point that all individual components can be combined with each other or can be omitted.
  • FIG. 4 shows a variation in which the ground segment plates 8 have ribs 9. This means that the distance between a lower edge of the wear plates 6 and the bottom plate 8 is reduced and due to the unevenness of the "bottom segment plates” increased and dynamic shear forces in the gap between the lower edge of the wear plates 6 and the bottom segment plates 8 result.
  • wear protection plate provided with the reference numeral 6 in Figure 5, it is jagged serrated at its upper edge. As a result, the breaking up of the waste paper is further promoted.
  • the other illustrated wear plates 6 have a straight top edge.
  • FIG. 6 shows the assembly drawing according to FIG. 5 in a longitudinal section.
  • wing-like profile pieces 35 are to some extent provided on the "back" of the rotor blades 4. These wing-like profile pieces 35 reduce the flow resistance of the rotor in the waste paper and thereby bring about a further improvement in the energy efficiency of the pulper according to the invention. If, in a later series production, these components are no longer produced mechanically, but rather represent the casting thereof more rationally, the component 35 will form a unit with the wing 4.
  • these wing-like profile pieces 35 can also be designed differently.
  • the profile pieces 35 which are often made of plastic or another relatively soft and easy-to-process material, serve to protect the screw connection between the rotor blades 4 and the carriers 5.
  • the rotor according to the invention has the following properties:
  • the number of rotor blades 4 and the carrier 5 is arbitrary; However, the arrangement must not cause any imbalance and therefore the rotor blades 4, no matter how many are mounted, should always be placed symmetrically around the shaft.
  • the number of rotor blades can start at two wings, but it can also be up to 8 or even more wings.
  • the number of wings depends on the type of waste paper, the consistency and the working speed of the rotor.
  • the number of mounting surfaces on the hub 3 for the carrier 5 determines the maximum possible number of rotor blades that can be mounted. Hubs 3 with, for example, 6, 8, 10 or more mounting surfaces can be mounted on the drive shaft 18.
  • the rotor can be operated optionally with 8, with 6, with 4 or with 2 blades.
  • wear plates are preferably used whose bottom edges are flat and exert a strong shearing action on the large waste paper pieces by lowering them very far to the knife blades underneath.
  • the front surfaces of the wear plates may also be planar and formed as a baffle, or have edges or corners in a variety of geometries to aid in severing wastepaper upon impact with these edges and corners.
  • a processing of the entire rotor, associated with loss of time and costs, can be eliminated.
  • a rotor does not necessarily change the whole rotor and be sized differently.
  • the dimensions of the rotor blades can remain the same.
  • the hub 3 remain unchanged and or other carrier 5 can be used.
  • This configuration is advantageous when high-speed paper is to be thrown against impact edges at high speed.
  • the pieces of paper are broken up into smaller and smaller parts and ultimately into individual fibers without fiber damage.
  • the kinetic energy is also exploited by the impact of the pieces of paper on the bump edges.
  • FIGS. 8 to 17 five particularly suitable combinations or variations of the modularly constructed opening device according to the invention are respectively represented in an exploded view and in a longitudinal section and described below.
  • the ground segment plates 8 are formed as flat plates without ribs.
  • the rotor itself and the hub 3 of the rotor are hexagonal and there are a total of 6 rotor blades 4 mounted.
  • This configuration can be used for all easily dissolvable but contaminated waste papers in the low consistency range (LC) and medium consistency range (MC). Such waste papers are processed in aqueous suspension by generating a strong turbulence to single fibers.
  • the rotor has an operating speed of about 450-600 rpm
  • FIG. 9 shows a section through FIG. 8 previously shown
  • the wear plates 6 protect the rotor blades 4 and the carriers 5 and are intended to slide over the ground segment plates 8 at a small axial distance. This small distance ensures that wires, sheets, wood, plastic parts or other contaminants of the waste paper can not become wedged under the rotor blades 4.
  • Untrimmed paper pieces and foreign matter are retained over the perforated plate segments.
  • the foreign substances are removed periodically via a dirt lock. After breaking up into individual fibers, the pieces of paper are peeled off over the perforations in the segment plates.
  • FIGS. 10 and 11 show a second configuration or variant in which the ground segment plates 8 are likewise made flat.
  • the hub 3 only two carriers 5 and correspondingly two rotor blades 4 are arranged with the wear plates 6.
  • a screw helix 1 is placed, whose diameter is almost as large as the diameter of the rotor blades 4th
  • This configuration is particularly suitable for all easily dissolvable or even foil-laminated papers in the high-consistency range (HC).
  • This variant is used when all possible impurities are present in the waste paper. It can be used in continuous operation or in batch mode.
  • the operating speed is typically 200-250 / min.
  • the registered waste paper is exposed to the relatively long edges of the screw helix 1 of an intense friction, which facilitates the detachment of fibers from film surfaces and supports.
  • the pulper can be prepared in the simplest way for MC or HC waste paper.
  • FIGS. 12 and 13 show a third configuration of a pulper according to the invention.
  • This third configuration is based essentially on the first variant (FIGS. 8 and 9).
  • the crusher ring 14 is additionally installed.
  • the paper is thrown and shredded by the rapidly rotating rotor. This means that the defibration takes place substantially at the tines 37 of the breaker collar.
  • the rotor operates as a "spinner” and hurls the paper to be shredded radially outward against the prongs 37.
  • the bolted crusher collar 14 can be easily replaced.
  • the speed here is 600-1'000 / min; with the digestion of high-wet-strength old paper, possibly more than 1,000 / min
  • FIGS. 14 and 15 show a fourth configuration or variant based on variant 2 (FIGS. 10 and 11). It is, unlike variant 2, especially suitable for clean and unmixed waste paper.
  • the bottom segment plates 8 are provided with ribs 9, 10 and 11.
  • the rotor is equipped with a total of 6 wings, so that as many cutting or pinching edges arise between the lower edge of the wear plates 6 and the ribs 9, 10 and 11 on the ground segment plates 8 at each revolution.
  • the ribs 9 to 11 are arranged radially, while the leading edges of the rotor blades 4 are not aligned radially. This results in an inwardly widening nip between the lower edge of a rotor blade 4 and an elongated elevation 9, which also ensures that in the opening nip of the ribs the pieces of paper lying therein do not wedge and the spaces between the ribs not but can be crowded with each sliding rotor wing to the outer edge.
  • Figures 16 and 17 show a fifth configuration based on configurations 1 and 3 ( Figures 8 and 9, and 12 and 13).
  • one of the ground segment plates 8 with the ribs 9, 10 and / or 11 is used instead of the flat bottom plate. These support the defibration of the waste paper.
  • This configuration is useful if you want to open up (recycle) mixed and foil-clad or foil-coated waste paper and possibly contaminated waste paper, which can be processed to single fibers very quickly even under heavy turbulence. In addition to the strong turbulence in the pulper, the friction on the rotor edge should be increased.
  • This configuration is useful for recycling mixed and possibly contaminated waste papers that begin to fibrillate at the rotor edges at very high pulp density under high friction, but slow buoyancy, or that break up at high rotor edges Consistency of existing fiber / fiber friction can quickly rub off film surfaces.
  • the material suspension is greatly accelerated by the high peripheral speed at the rotor blade ends and thrown against the impact edges of the crusher collar positioned at a small distance.
  • the pieces of paper are progressively more and more shredded until they have the desired size in order to be pumped off and fed to the subsequent deflaking.
  • the large pieces of paper are comminuted in less than 15 minutes to a size about the distance of the ribs 9, 10, or 11 corresponds to each other.
  • This mode of operation has the advantage that with a high-consistency pulper (HC-pulper) the double to triple throughput compared to a (LC) low-consistency pulper of the same size can be achieved.
  • HC-pulper high-consistency pulper
  • LC low-consistency pulper
  • Another feature of the present invention is the very quick and easy replacement of the floor panels.
  • each plate segment is sized so that each segment can be replaced without raising the rotor or removing a rotor blade.
  • the rotor blades 4 are screwed directly to the hub 5.
  • the carrier 5 can then be omitted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufschlagen von Altpapieren und Zellstoffen in einem Pulper mit einem Rotor, wobei der Rotor modular aus Einzelteilen aufgebaut und variabel in der Konfiguration ist. Es wird ein modular aufgebauter Pulper vorgeschlagen, bei dem sowohl der Trog als auch der Rotor aus verschiedenen Bauelementen zusammengesetzt wird, die je nach zu verarbeitender Altpapiersorte ausgewechselt und variiert werden können. Dadurch ist es möglich innerhalb sehr kurzer Rüstzeiten von weniger als 2h den erfindungsgemäßen Pulper für die Verarbeitung einer anderen Altpapiersorte vorzubereiten. Außerdem werden die Stillstände minimiert, wenn einzelne Teile, bspw. des Rotors verschlissen sind und ausgetauscht werden müssen.

Description

Vorrichtung zum Aufschlagen von Altpapieren und Zellstoffen in einem Pulper (Stofflöser)
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Je nach Altpapier- oder Zellstoffsorte ist es notwendig, vor der Installation eines Pulpers (Stofflöser) die Entscheidung zu treffen, in welchem Stoffdichtebereich (Anteil des Fasermaterials in Wasser) und mit welchem Aufschlagrotor die zum Einsatz kommende Altpapiersorte, bzw. Zellstoffsorte aufgeschlagen werden soll.
Soll zu einem späteren Zeitpunkt der Fasereintrag geändert werden, sind, um mit gleich hohem Wirkungsgrad diese Auflösung vornehmen zu können, umfangreiche Umbaumaßnahmen, oft aber auch der Wechsel des Rotors und/oder des Rotorkäfigs (Lagerstuhl) notwendig.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung (Pulper, Stofflöser) lässt sich nicht nur ein aufwändiger und teuerer Umbau vermeiden, sondern der Anwender (Papierfabrik) bekommt die Möglichkeit, verschiedene Altpapier-Qualitäten in einer Vorrichtung aufzuschlagen. Der Wechsel von einer Sorte zu einer anderen Sorte kann ohne aufwändige Umbaumaßnahmen erfolgen.
Je nach Erfordernis der aufzubereitenden Altpapierqualität kann der erfindungsgemäße Pulper in sehr kurzer Zeit den Anforderungen einer neuen “Altpapiersorte“ entsprechend umgebaut werden und der Pulper mit der für die Auflösung dieses Altpapiers optimalen Konfiguration betrieben werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist modular aufgebaut und so gestaltet, dass alle Teilelemente gesteckt und erforderlichenfalls durch Schrauben gesichert sind. Der Lagerstuhl mit der Antriebswelle ist entsprechend ausgelegt und die Antriebswelle entsprechend gelagert, so dass alle Rotor-Konfigurationsmöglichkeiten betrieben werden können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält zusätzliche optionale Elemente, die es erst möglich machen, Altpapiersorten wirtschaftlich aufzubereiten (zu recyceln), die sich in herkömmlichen Pulpern nicht, oder nur unwirtschaftlich und mit sehr hohem Energiebedarf aufgeschlossen werden können. Dadurch wird der Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber herkömmlichen Pulpern erweitert.
Man unterscheidet drei Stoffdichtebereiche (Verhältnis der Faserstoffkonzentration zu Wasser), in denen die Faserauflösung in einem Pulper erfolgt:
  • Niederkonsistenzbereich (LC) zwischen ca. 4 bis 6% Stoffdichte
  • Mittelkonsistenzbereich (MC) zwischen ca. 6 bis 12% Stoffdichte
  • Hochkonsistenzbereich (HC) zwischen ca. 12 bis >20% Stoffdichte
Im LC- und im MC-Bereich ist im Pulper noch ein guter Umtrieb vorhanden. Das aufzulösende Fasermaterial soll während der Auflösedauer möglichst oft am Rotor vorbeigleiten, um von diesen wieder erfasst und sehr stark beschleunigt und dadurch zerfasert zu werden. Außerdem soll die starke Turbulenz im Pulper ebenfalls dazu beitragen, die Faserstücke in Einzelfasern zu zerlegen.
Die durchschnittliche Auflösezeit bei diesen Pulpern zur Auflösung sich schnell auflösender Standard-Altpapiere (Zeitungen, Illustrierte, Wellpappenabfälle, Büroabfälle etc.) liegt zwischen 25 und 50 Minuten.
LC- und MC-Pulper werden oft im kontinuierlichen Betrieb gefahren. Dabei wird das aufgelöste Fasermaterial fortlaufend über Lochungen im Pulperboden abgezogen und der Weiterverarbeitung zugeführt.
Ein Nachteil der kontinuierlichen Fahrweise mit Abzug des aufgelösten Fasermaterials sind die teilweise grossen Stoffdichteschwankungen. Diese werden in der Hauptsache durch die nicht gleichmässige Zerfaserung des in seiner Zusammensetzung und Feuchtigkeit unterschiedlichen Altpapiereintrags hervorgerufen.
Bei stark bedruckten, geleimten oder gestrichenen Papieren werden bevorzugt HC-Pulper eingesetzt. Die Auflösezeit beträgt hier zwischen 45 und 90 Minuten, oder ist, abhängig der Altpapiersorte, auch noch deutlich länger.
Im HC-Bereich ist kaum noch ein Umtrieb im Pulper sichtbar. Hier macht man sich zunutze, dass auf Grund der hohen Stoffdichte im Pulper der gesamte Papiereintrag durch einen Schneckenrotor geknetet und durch die dabei entstehende Reibung (Eigenfaserreibung) zerfasert werden soll. HC-Pulper werden in Batchfahrweise betrieben.
Nassfeste Papiere, wie Etikettenpapiere, Hygienepapiere wie Küchentücher, Küchenrollen, Handtuchkrepp oder auch Dekorpapiere oder Sicherheitspapiere lassen sich weder im LC-, MC-, oder HC-Bereich in gängigen Pulpern mit den herkömmlichen Rotoren wirtschaftlich auflösen.
Stundenlange (energieintensive) Verweilzeiten sind notwendig, um diese Papiere in herkömmlichen Pulpern pumpfähig auflösen zu können.
Der energetische Aufwand, um das nassfeste Altpapier pumpfähig zu zerkleinern steht in keinem wirtschaftlichen Verhältnis zum Fasergewinn. Diese Papiere werden daher meist verbrannt oder minderwertigen Verwertungen (als Verpackungsmaterial, Polstermaterial etc.) zugeführt.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung lassen sich aber alle diese Papiere in ca. 15 bis 30 Minuten pumpfähig auflösen und können dann einer nachgeschalteten Entstippung zugeführt zu werden.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich alle Altpapiere, besonders auch nassfeste Qualitäten, nach Belieben auflösen, d. h. eine Papierfabrik kann nicht nur beliebig die Altpapiersorte wechseln, sondern auch die dazugehörende Rotorkonfiguration in sehr kurzer Zeit installieren.
Der Wechsel der Rotorkonfiguration kann in weniger als einer Stunde erfolgen, jede beliebige Rotorvariante ist machbar.
Es gibt kein Altpapier, das nicht mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufbereitet werden könnte.
Selbst nassfeste Papiere lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in weniger als 30 Minuten pumpfähig zerkleinern und energetisch aufschlagen, und können so einer nachfolgenden Entstippung oder Dispergierung zur vollständigen Einzelzerfaserung zugeführt werden.
Der erfindungsgemäße Pulper zum Aufschlagen von Altpapieren und Zellstoffen umfasst einen Trog und einen Rotor, wobei der Rotor auf einer drehbar gelagerten Antriebswelle angeordnet ist. Bei dem erfindungsgemäßen Pulper besteht sowohl der Rotor als auch der Trog aus jeweils mindestens zwei lösbar miteinander verbundenen Bauelementen oder Baugruppen, sodass sich ein Modulsystem ergibt. Dieses Modulsystem, welches eine Vielzahl von Elementen sowohl für den Trog als auch für den Rotor umfasst, erlaubt es, den erfindungsgemäßen Pulper in kürzester Zeit so umzubauen, dass er für eine andere Altpapiersorte geeignet ist.
In der Praxis lassen sich Rüstzeiten von ein bis zwei Stunden problemlos einhalten. Diese Verkürzung der Umrüstzeit und die Möglichkeit, den Pulper an verschiedenste Altpapiersorten anzupassen, stellt einen wesentlichen Vorteil des erfindungsgemäßen Pulpers dar.
Der erfindungsgemäße modulare Aufbau des Pulpers betrifft den Trog und den Rotor gleichermaßen.
Bei einem erfindungsgemäßen Trog, der einen Boden und eine mit dem Boden verbundene Seitenwand umfasst ist vorgesehen, dass auf dem Boden eine Ringplatte lösbar befestigt sein kann. Die Ringplatte kann einstückig ausgeführt sein, oder aus mehreren Segmente zusammengesetzt werden. Diese Segmente werden als Bodensegmentplatten bezeichnet.
Wenn mehrere Bodensegmentplatten vorgesehen sind, dann kann jede dieser Bodensegmentplatten einzeln ausgetauscht werden, indem die Befestigungsschrauben gelöst und die einzelne Bodensegmentplatte vom Boden des Pulpers abgenommen wird.
Um die Bodensegmentplatten mit der erforderlichen Genauigkeit auf dem Boden befestigen zu können, werden bevorzugt Passschrauben oder Passhülsen eingesetzt.
Um das Betriebsverhalten des erfindungsgemäßen Pulpers auf die verschiedenen Altpapiersorten einstellen zu können, ist vorgesehen, dass verschieden gestaltete Bodensegmentplatten zum Einsatz kommen.
So können die Bodensegmentplatten gelocht sein und/oder eine mindestens eine Rippe aufweisen.
Wenn die Bodensegmentplatte gelocht ist, ist es möglich, den Pulper kontinuierlich zu betreiben, weil die aufgeschlossenen Fasern durch die Lochung in den Bodensegmentplatten abgezogen werden.
Selbstverständlich ist es möglich, den erfindungsgemäßen Pulper auch im Batchbetrieb zu betreiben, wenn die Bodensegmentplatten Löcher aufweisen. Diese Löcher unterstützen dann zusätzlich das Aufschlagen der Altpapiere. Üblicherweise verwendet man Bodensegmentplatten ohne Lochung für den Batch-Betrieb.
Die erfindungsgemäßen Rippen können einen dreieckigen, viereckigen oder runden Querschnitt aufweisen. Auch andere Querschnitte sind denkbar.
Die Rippen verlaufen in aller Regel im Wesentlichen radial, weil dies die Herstellung vereinfacht und das Zusammensetzen mehrerer Bodensegmentplatten erleichtert. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Rippen mit einem Radiusstrahl, der durch den Mittelpunkt der Bodenplatte des Trogs geht, einen von Null verschiedenen Winkel einschließen; d. h. sie sind schräggestellt (siehe den Winkel α im Figur 18).
Ein weiteres Element des erfindungsgemäßen "Modulbaukastens" ist ein Brecherkranz, der auf dem Boden des Trogs lösbar, bevorzugt durch Schrauben und/oder Passhülsen, befestigt ist. Dieser Brecherkranz ist optional einsetzbar. Er befindet sich in aller Regel am Außendurchmesser des Bodens, sodass der Rotor innerhalb des Brecherkranzes rotiert. Innerhalb des Brecherkranzes sind die Bodensegmentplatten angeordnet.
Der Brecherkranz ist aus Gründen der Handhabbarkeit und der einfachen Montage in aller Regel aus mehreren Segmenten zusammengesetzt, die jeweils mit mehreren Schrauben am Boden des Pulpertrogs festgeschraubt sind. Die Zahl der auf dem Brecherkranz angeordneten "Zinken" sowie deren Form und Anordnung relativ zu dem Rotor des Pulpers stellen eine weitere Möglichkeit dar, das Betriebsverhalten des erfindungsgemäßen Pulpers an die zu verarbeitende Altpapiersorte und deren Eigenschaften anzupassen.
Um eine bestmögliche Verschleißfestigkeit der Bodensegmentplatten aber auch der Rippen zu erreichen, sind diese bevorzugt aus Stahl oder Edelstahl hergestellt. Bei Bedarf kann das Material noch zusätzlich oberflächengehärtet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Boden des Pulpers ein Zentrierring vorgesehen. Mit Hilfe des Zentrierrings ist es möglich, die Bodensegmentplatten bestmöglich zu zentrieren. Außerdem wird der Spalt zwischen dem Zentrierring und dem Rotor optimiert.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Rotor eine Nabe, mindestens einen, bevorzugt jedoch mehrere Rotorflügel, wobei jeder Rotorflügel mit einem Träger verschraubt ist und jeder dieser Träger wiederum mit der Nabe des Rotors verbunden ist.
Dadurch ist auch der Rotor als modulares System aufgebaut. Die vom Verschleiß am meisten betroffenen Rotorflügel sind mit den zugehörigen Trägern verschraubt, sodass sie mit dem Erreichen einer Verschleißgrenze einfach ausgetauscht werden können, indem einige Schrauben gelöst werden.
Auch ist es möglich, die Rotorflügel in ihrer Form, Zahl und Abmessungen an die zu verarbeitende Altpapiersorte anzupassen. Die Zahl der eingesetzten Rotorflügel kann variiert werden, indem bspw. zwei, drei, vier, fünf oder sogar noch mehr Rotorflügel an der Nabe des erfindungsgemäßen Rotors befestigt werden. Auch hierdurch ist eine Anpassung der Betriebseigenschaften des Rotors an die zu bearbeitende Altpapiersorte möglich.
Es ist ebenfalls möglich, die Rotorflügel in verschiedenen Positionen relativ zu der Nabe mit den Trägern zu verschrauben. Dadurch kann der axiale Abstand zwischen den Bodensegmentplatten und den Unterkanten der Rotorflügel eingestellt werden. In Folge dessen kann die Scherkraft zwischen den Rippen der Bodensegmentplatten und den Unterkanten der Rotorflügel bzw. der Verschleißplatten eingestellt und an die zu verarbeitende Altpapiersorte angepasst werden.
Die vorzugsweise gehärteten Verschleißplatten 6 sind zwar kein unbedingtes Muss, aber es ist sinnvoll sie aus Verschleißgründen immer dran zu haben. Sie sind besonders wichtig, wenn mit den Rippen der Bodensegmentplatten gequetscht oder geschnitten wird.
Der gleiche Effekt kann mit Hilfe der auf die Rotorflügel geschraubten Verschleißplatten erzielt werden. Der Rotorflügel, bzw. sein Träger kann so angebracht werden können, dass sich darunter nichts verkeilen kann. Es sollten alle Rotorarme entweder ganz dicht über die Erhöhungen der Bodensegmentplatten gleiten, oder so hoch befestigt werden können, dass keine Verkeilung von Drähten oder Folienstücken oder Holz mehr möglich ist. Es ist auch möglich, die rotorarme im Wechsel hoch und tief zu montieren, so dass ein Arm das Verkeilen verhindert. Der nächste Rotorarm ist so hoch montiert, dass sich nichts verkeilen kann, aber alles auf der Bodenplatte, hauptsächlich in den Zwischenräumen der Rippen befindliche Fasern und Folien herausgewirbelt werden kann, um ein „Zusetzen“ dieser Zwischenräume mit Fasermaterial zu vermeiden.
Auch ist es möglich, die Vorderkanten der Rotorflügel mehr oder weniger radial auszurichten. In vielen Anwendungsfällen ist vorgesehen, dass die Vorderkanten der Rotorflügel mit einem Radiusstrahl, der durch den Mittelpunkt des Rotors geht, einen Winkel α (siehe Figur 18) zwischen 0° und +/- 45° einschließen.
Wenn bspw. die Rippen auf den Bodensegmentplatten radial ausgerichtet sind und die Vorderkanten der Rotorflügel einen Winkel von 30° mit einem Radiusstrahl einschließen, dann findet die Scherung zwischen den Rippen und der Vorderkante der Rotorflügel nicht „auf einen Schlag“ beim Überstreichen der Rippen statt. Es ist vielmehr so, dass sich der Punkt an dem die Unterkante des Rotorflügels und eine Rippe einen minimalen Abstand haben, von innen nach außen bzw. von außen nach innen wandert. Dadurch wird ein gleichmäßigerer Lauf des erfindungsgemäßen Pulpers erreicht und außerdem ergibt sich eine Radialkomponente der Scherkräfte in dem zwischen dem Rotorflügeln und den Rippen vorhandenen Scherspalt. Auch dies führt zu einer Effizienzverbesserung des erfindungsgemäßen Pulpers.
Eine weitere Flexibilisierung und Vereinfachung der Instandhaltung ergibt sich, wenn die Träger selbst mit der Nabe des Rotors verschraubt sind. Dann ist es z. B. auch möglich die Träger in verschiedener Höhe an dem Rotor zu befestigen. Es kann auch die Zahl der Träger an die Zahl der gewünschten Rotorflügel angepasst werden. So ist es bspw. bei einem Rotor der für die Befestigung von sechs Trägern vorgesehen ist, ohne weiteres möglich, bspw. nur zwei, drei oder vier Träger und Rotorflügel zu montieren.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer Vorderseite der Rotorflügel Verschleißschutzplatten lösbar befestigt sind. Die Vorderseite der Rotorflügel ist dem größten Verschleiß ausgesetzt. Daher ist es besonders effektiv, diese Vorderseiten durch Verschleißschutzplatten aus einem verschleißfesten Material, wie z. B. gehärtetem Stahl, Hartmetall oder anderem hochverschleissfestem Material herzustellen. Auch hier kann mit Erreichen einer Verschleißgrenze durch einfaches Austauschen dieser Verschleißschutzplatte die Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Rotors in kürzester Zeit wieder hergestellt werden. Auch bietet die Gestaltung der Verschleißschutzplatten weitere Optimierungsmöglichkeiten im Hinblick auf die Anpassung des erfindungsgemäßen Pulpers an verschiedene Altpapiersorten.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, an einer Stirnfläche der Nabe eine an sich bekannt aus dem Stand der Technik zylindrische oder kegelstumpfförmige Schneckenwendel lösbar zu befestigen.
Die beschriebenen Bauelemente des erfindungsgemäßen modular aufgebauten Pulpers, wie z. B. die Träger, die Rotorflügen, die Verschleißträger, die Verschleißschutzplatten und die zylindrische oder kegelstumpfförmige Schneckenwendel, und die verschieden gestalteten Bodensegmentplatten können beliebig miteinander kombiniert werden, weil alle Bauteile lösbar, d. h. insbesondere durch Schrauben, miteinander verbunden sind. Daher ist der erfindungsgemäße Pulper für alle auf dem Markt bekannten Altpapiersorten adaptierbar.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Es zeigen
Figur 1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 2 die „feststehenden“ Teile der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung in einer Schrägansicht,
Figur 3 eine Seitenansicht der „feststehenden“ Teile der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung mit einer planen Bodensegmentplatte,
Figur 4 eine Seitenansicht der „feststehenden“ Teile der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung mit einer Bodensegmentplatte mit Rippen,
Figur 5 eine Schrägansicht der „rotierenden“ Teile der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung,
Figur 6 die „rotierenden“ Teile der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung in einer Schrägansicht,
Figur 7 eine Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Flach- oder Sternrotors,
Figuren 8 bis 17 verschiedene beispielhafte Konfigurationen von Rotor- und Statorbauteilen erfindungsgemäßer Pulper-Rotor-Auslegungsmöglichkeiten,
Figur 18 Bodensegmentplatten in unterschiedlichen Bauformen und
Figur 19 eine Ansicht von oben auf eine weiteres Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rotors.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Figur 1 sind die wichtigsten Bauteile aus denen der erfindungsgemäße modular aufgebaute Pulper zusammengesetzt sein kann, in einer Explosionsdarstellung dargestellt.
Zunächst ist im oberen Teil der Figur 1 eine bevorzugt kegelstumpfförmige Schneckenwendel 1 dargestellt. Diese kegelstumpfförmige Schneckenwendel 1 hat in der Mitte ein Zentralrohr an dem die eigentlichen Wendeln befestigt sind.
Das Zentralrohr mündet in einer Grundplatte (ohne Bezugszeichen), die über eine Schraubverbindung 2 mit einer Nabe 3 des Flachrotors verschraubt werden kann. An der Unterseite der Grundplatte (ohne Bezugszeichen) ist ein Zapfen 42 sichtbar, der zur Übertragung des Drehmoments von der Nabe 3 auf die Schneckenwendel 1 dient.
Die Schneckenwendel 1 kommt dann zum Einsatz, wenn es die zu verarbeitende Altpapiersorte erfordert und das Altpapier im hohen Stoffkonsistenzbereich (HC) aufgeschlossen werden soll. Wenn die Schneckenwendel nicht benötigt wird, wird sie einfach abgeschraubt und der Rotor wird als Flachrotor, der auch als Sternrotor oder Schleuderrotor bezeichnet wird, eingesetzt. Der in Figur 1 dargestellte Rotor dreht sich im Betrieb gegen den Uhrzeigersinn.
Der Rotor besteht aus einer Nabe 3, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen sechseckigen Querschnitt hat. An jeder der sechs Außenflächen kann ein Träger 5 angeschraubt werden. Es ist jedoch auch möglich, weniger als sechs Träger und damit weniger als sechs Rotorflügel an der Nabe 3 anzuschrauben. Die Zahl der Rotorflügel bzw. der Träger 5 ist eine erfindungsgemäße Möglichkeit, das Betriebsverhalten des erfindungsgemäßen Rotors an die zu verarbeitende Altpapiersorte anzupassen.
Die Träger 5 verbinden die Rotorflügel 4 mit der Nabe 3. Die Rotorflügel 4 können als einfache Winkeleisen ausgebildet sein und, wie sich aus der Figur 1 ergibt, mit den Trägern 5 verschraubt werden. Sie können auch aus Stahl oder Edelstahl gegossen werden und eine strömungsoptimierte Form aufweisen.
In den Rotorflügeln 4 sind Langlöcher (ohne Bezugszeichen) ausgebildet, sodass ein Winkel zwischen einer Vorderkante der Rotorflügel 4 und einem Radiusstrahl, der durch den Mittelpunkt der Nabe 3 geht, in weiten Grenzen eingestellt werden kann. Es hat sich in vielen Fällen als ausreichend erwiesen, wenn der Winkel α (siehe Figur 18) zwischen dem Radiusstrahl und einer Vorderkante der Rotorflügel 4 zwischen 0° und 45° variiert werden kann.
An der in Drehrichtung vorderen Seite der Rotorflügel 4 sind Verschleißplatten 6 angeschraubt. Diese Verschleißplatten 6 werden bevorzugt aus einem sehr verschleißfesten Material hergestellt und werden nach Erreichen einer Verschleißgrenze ausgetauscht. Dies kann, wie sich anhand der dargestellten Schraubverbindung 7 ergibt, durch das Lösen zweier Schrauben sehr einfach und zeitsparend erfolgen.
Die Nabe 3 des Rotors ist auf einer Antriebswelle 18, die auch als Rotorwelle bezeichnet wird, befestigt. An der in Figur 1 unteren Ende der Antriebswelle kann entweder ein nicht dargestellter Elektromotor direkt angeflanscht werden oder zum Beispiel über einen Riementrieb oder ein Getriebe indirekt von einem Elektromotor angetrieben werden.
Selbstverständlich können alle aus dem Stand der Technik bekannten Elektromotoren zum Antrieb der Antriebswelle des Rotors eingesetzt werden. Dabei können sogenannte Torquemotoren oder auch herkömmliche Asynchron- oder Synchrondrehstrommotoren eingesetzt werden. Über die Drehzahl dieser Motoren kann selbstverständlich auch das Betriebsverhalten des Rotors beeinflusst werden. Eine Steuerung der Drehzahl der Antriebsmotoren ist deshalb in manchen Fällen vorteilhaft.
Die Antriebswelle 18 ist in einem Lagerstuhl 17 drehbar gelagert. Dieser Lagerstuhl 17 muss selbstverständlich sehr kräftig ausgeführt sein, da während des Betriebs erhebliche dynamische Kräfte auf den Rotor wirken. Auf den Lagerstuhl 17 wird ein Pulpertrog aufgesetzt und mit ihm verschraubt.
Der Pulpertrog besteht im Wesentlichen aus einer Grundplatte 16 und einer daran anschließenden kegelstumpfförmigen Seitenwand (ohne Bezugszeichen). Am Innendurchmesser der Bodenplatte 16 ist ein Zentrierring 13 angeordnet. Der Zentrierring 13 versteift einerseits die Bodenplatte im Bereich der Durchgangsbohrung für die Antriebswelle 18 und dient als Zentrierung bzw. Positionierhilfe für die Bodensegmentplatten 8. Auch die Bodensegmentplatten 8 werden mit dem Boden 16 verschraubt. Die dafür vorgesehenen Schraubenlöcher sind in der Bodenplatte 16 angedeutet und haben kein Bezugszeichen.
In den Bodensegmentplatten 8 sind sie durch die Bezugszeichen 12 angegeben. Die Bodensegmentplatten 8 können entsprechend den Anforderungen des zu verarbeitenden Altpapiers unterschiedlich gestaltet sein. Sie können Lochungen 36 aufweisen und auf der Oberseite der Bodensegmentplatten 8 können Rippen 9 mit rechteckigem Querschnittangeordnet sein.
Diese Lochungen 36 können auch in den anderen Bodensegmentplatten 8 mit Rippen 9, 10 oder 11 vorgesehen sein. Über diese Lochungen 36 können Fasern während des Betriebs des Pulpers abgezogen werden, sodass der Pulper kontinuierlich betrieben werden kann. Es versteht sich von selbst, dass diese Lochungen 36 optional sind und bei Bedarf bei allen Formen von Bodensegmentplatten 8 vorgesehen werden können. Dadurch ist es ohne weiteres möglich, den gleichen Pulper sowohl für den Batchbetrieb als auch für den kontinuierlichen Betrieb einzusetzen.
In den im Uhrzeigersinn anschließenden Bodensegmentplatten 8 sind messerartige Rippen 11 mit einem dreieckigen Querschnitt angeordnet. In den daran anschließenden Bodensegmentplatten 8 sind stabförmige Rippen 10 angebracht. In vielen Anwendungsfällen wird man alle Bodensegmentplatten 8 gleich ausführen. Es ist aber auch manchmal vorteilhaft, eine Folge verschieden ausgebildete Bodensegmentplatten 8 nacheinander auf dem Boden des Pulpertrogs anzuordnen. Die Auswahl in Figur 1 ist lediglich zur Veranschaulichung einer Auswahl von vier verschiedenen Bodensegmentplatten 8 dargestellt. Die Abmessungen und die Zahl dieser Rippen 9, 10 und 11 sind weitere Parameter zur Anpassung des Pulpers an die zu verarbeitenden Altpapiersorte. Weitere Ausführungsformen von Bodensegmentplatten 8 sind in der Figur 18 dargestellt.
Als Bodenplattensegmente können je nach Aufgabenstellung plane, ebene Platten oder mit Messern oder Prallkörpern bestückte Plattensegmente zum Einsatz kommen.
Die Bodenplattensegmente 8 können mit oder ohne Lochung 36 zum Abpumpen der Stoffsuspension ausgeführt sein. (Siehe Figur 1)
Kommen Messerplatten (d. h. Bodensegmentplatten 8 mit Rippen 9 oder 11) zum Einsatz, verläuft gemäss der Erfindung die bevorzugte Geometrie der Messer sternförmig oder radial vom Wellenmittelpunkt aus. Dadurch wird sichergestellt, dass sich der Messerzwischenraum nach außen stetig vergrößert und dadurch ständig durchspült wird. In Folge dessen kann sich das aufzulösende Material nicht zwischen den Messern festsetzen.
Dies ist insbesondere wichtig, wenn über eine Lochung 36 der Pulper kontinuierlich betrieben und das zerfaserte Material ständig abgepumpt werden soll. Aber auch andere geometrische Anordnungen sind möglich und einsetzbar. Die Geometrie der Messer 9, 11 kann je nach Aufgabenstellung unterschiedlich sein.
Sollen große Papierstücke zerkleinert werden, kommen bevorzugt Vierkantmesser 9 oder Dreikantmesser 11 auf den Bodensegmentlatten 8 zum Einsatz. Soll auf das Papier nebst einer Scherwirkung eine starke Friktion (Zerfaserung) ausgeübt werden, kommen bevorzugt Geometrien wie Rundstäbe 10 oder Halbrundstäbe zum Einsatz.
Aber auch eine Kombination unterschiedlicher Plattenkonfigurationen ist möglich. So kann sich z.B. eine Bodensegmentplatte 8 mit Vierkantmesser 9 (schneiden, kürzen) im Wechsel mit einer Bodensegmentplatte 8 mit Rundstäben 10 (kneten, friktionieren) ablösen.
Damit die Montage und Demontage der Bodensegmentplatten 8 sehr schnell erfolgen kann, können die Segmente auf der der Antriebswelle 18 zugewanden inneren Seite bevorzugt gesteckt, nicht verschraubt, und nur am Außendurchmesser geschraubt sein.
Ein weiteres modulares Bauteil des erfindungsgemäßen Pulpers ist der Brecherkranz 14, der wiederrum bevorzugt aus mehreren Segmenten zusammengesetzt ist. Der Brecherkranz 14 wird mit Hilfe der Schraubenlöcher 15 am Außendurchmesser der Bodenplatte 16 bei Bedarf festgeschraubt. Es gibt viele Anwendungen in denen auf einen solchen Brecherkranz verzichtet werden kann. Auch hier kommt wieder das modulare Konzept des erfindungsgemäßen Pulpers zum Tragen.
In der Figur 2 sind die feststehenden Teile des erfindungsgemäßen Pulpers in einer Zusammenbauzeichnung dargestellt. Es soll an dieser Stelle erneut darauf hingewiesen werden, dass alle einzelnen Bauteile miteinander kombiniert werden können oder auch weggelassen werden können.
Aus der Figur 2 wird deutlich, dass der Trog des Pulpers mit seiner Bodenplatte an dem Lagerstuhl 17 befestigt ist. Des Weiteren wird deutlich, dass der Zentrierring 13 die Positionierung und Zentrierung der Bodensegmentplatten 8 übernimmt und außerhalb der Bodensegmentplatten 8 ein Brecherkranz 14 angeordnet sein kann. Alle Segmente des Brecherkranzes 14 und alle Bodensegmentplatten 8 sind mit Schraubverbindungen an der Bodenplatte 16 des Pulpers lösbar befestigt. Dies bedeutet, dass beim Wechsel der Altpapiersorte bspw. durch Austausch der Bodensegmentplatten 8 und/oder durch Weglassen des Brecherkranzes 14 das Betriebsverhalten des Pulpers an diese neue Altpapiersorte angepasst werden kann.
In der Figur 3 ist die in der Figur 2 als Schrägansicht dargestellte Konstellation nochmals im Schnitt dargestellt.
In der Figur 4 ist eine Variation dargestellt, bei der die Bodensegmentplatten 8 über Rippen 9 verfügen. Dies bedeutet, dass der Abstand zwischen einer Unterkante der Verschleißplatten 6 und der Bodenplatte 8 reduziert wird und sich aufgrund der Unebenheit der "Bodensegmentplatten" erhöhte und dynamische Scherkräfte in dem Spalt zwischen der Unterkante der Verschleißschutzplatten 6 und der Bodensegmentplatten 8 ergeben.
In der Figur 5 sind die in der Figur 1 dargestellten rotierenden Bauteile in einer Zusammenbauzeichnung im zusammengebauten Zustand dargestellt.
In der Figur 5 wird somit der konstruktive Aufbau des erfindungsgemäßen Rotors noch deutlicher. Des Weiteren wird deutlich, dass die Gestaltung der Verschleißplatten 6 ebenfalls zur Adaption des Rotors an die zu verarbeitende Altpapiersorte genutzt werden kann.
Bei einer der in der Figur 5 mit dem Bezugszeichen 6 versehenen Verschleißschutzplatte ist diese an ihrer oberen Kante sägezahnartig gezackt. Dadurch wird das Aufbrechen des Altpapiers noch weiter gefördert. Die anderen dargestellten Verschleißplatten 6 haben eine gerade Oberkante.
Das Zusammenwirken der Zapfen 42 mit der Nabe 3 zur formschlüssigen Übertragung von Drehmoment geht ebenfalls aus Figur 5 hervor. Dadurch wird die Schraubverbindung 2 entlastet.
In der Figur 6 ist die Zusammenbauzeichnung gemäß Figur 5 in einem Längsschnitt dargestellt.
In der Figur 7 ist nun ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flachrotors, d.h. eines Rotors ohne Schneckenwendel 1, nochmals vergrößert und deutlicher dargestellt. Auch hier gilt wieder, dass die Verschleißplatten 6 unterschiedlich gestaltet sein können.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 sind gewissermaßen auf der "Rückseite" der Rotorflügel 4 flügelartige Profilstücke 35 vorgesehen. Diese flügelartigen Profilstücke 35 verringern den Strömungswiderstand des Rotors in dem Altpapier und bringen dadurch eine weitere Verbesserung der Energieeffizienz des erfindungsgemäßen Pulpers mit sich. Sollte bei einem späteren Serienbau dieses Bauteile nicht mehr mechanisch gefertigt werden, sondern sich das Giessen desselben rationeller darstellen, wird das Bauteil 35 mit dem Flügel 4 eine Einheit bilden.
Selbstverständlich können diese flügelartigen Profilstücke 35 auch anders gestaltet werden. In jedem Fall dienen die häufig aus Kunststoff oder einem anderen relativ weichen und einfach zu verarbeitenden Material hergestellten Profilstücke 35 zum Schutz der Schraubverbindung zwischen den Rotorflügeln 4 und den Trägern 5.
Unabhängig von den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen hat der erfindungsgemäße Rotor folgende Eigenschaften:
Die Anzahl der Rotorflügel 4 und der Träger 5 ist beliebig; allerdings darf die Anordnung keine Unwucht hervorrufen und deshalb sollen die Rotorflügel 4, egal wie viele montiert werden, immer symmetrisch um die Welle herum platziert sein.
Die Anzahl der Rotorflügel kann bei zwei Flügeln beginnen, sie kann aber auch bis zu 8 oder noch mehr Flügel betragen.
Die Anzahl der Flügel ist abhängig von der Altpapiersorte, der Stoffdichte und der Arbeitsdrehzahl des Rotors.
Die Anzahl der Montageflächen auf der Nabe 3 für die Träger 5 bestimmt die maximal mögliche Anzahl der Rotorflügel, die montiert werden können. Es können Naben 3 mit zum Beispiel 6, 8, 10 oder mehr Montageflächen auf der Antriebswelle 18 befestigt werden.
Wird beispielsweise eine Nabe 3 mit den Montageflächen für acht Rotorflügel 4 eingesetzt, kann der Rotor wahlweise mit 8, mit 6, mit 4 oder mit 2 Flügeln betrieben werden.
Bei einer Auslegung der Nabe 3 für maximal sechs Rotorflügel ist eine Fahrweise mit 6, 4, 3 oder wenigstens 2 Flügeln möglich.
Der Betrieb eines Rotors mit wenigen Rotorflügeln kann dann sinn- und wirkungsvoll sein, wenn der Flachrotor mit sehr hoher Drehzahl betrieben werden soll. Dadurch kann das bessere Nachströmen der Suspension sichergestellt und Kavitation vermieden werden.
Ebenso kann durch das Aufschrauben unterschiedlich geformter Verschleissplatten 6 auf die Vorderseite des Rotorflügels 4 die Geometrie der Rotorflügel 4 verändert werden.
Sollen beispielsweise in den Pulper eingetragene grosse Papierstücke in sehr kurzer Zeit zerkleinert werden, so werden bevorzugt Verschleissplatten eingesetzt, deren Unterkanten plan sind und durch sehr weites Absenken auf die darunter befindlichen Messerplatten eine starke Scherwirkung auf die grossen Altpapierstücke ausüben.
Die Vorderseiten der Verschleissplatten können ebenfalls plan ausgeführt und als Prallfläche ausgebildet sein, oder Kanten oder Ecken in den verschiedensten Geometrien besitzen, um das Zertrennen von Altpapier beim Aufprall auf diese Kanten und Ecken zu unterstützen.
Es sind auch unterschiedliche Varianten der Verschleissplatten 6 im Wechsel an jedem zweiten Rotorflügel 4 bei Konfigurationen mit gerader Flügelanzahl möglich.
Gibt es nach vielen Betriebsstunden Beschädigungen oder Auswaschungen an den Verschleissplatten 6, können diese, abhängig von ihrer Geometrie, in kürzester Zeit gewendet werden, oder durch neue Platten ersetzt werden.
Die Auswechslung eines oder mehrerer beschädigter Rotorarme (6, 5, 4) ist durch die erfindungsgemäße Steck- und/oder Schraubverbindung, mit der die Rotorarme 6, 5, 4 an der Nabe 3 befestigt sind, ebenfalls in sehr kurzer Zeit möglich.
Eine Aufarbeitung des gesamten Rotors, verbunden mit Zeitverlust und Kosten, kann dadurch entfallen.
Ebenso ist es möglich, die Rotorarme 6, 5,4 in wechselnder Höhe zu den Bodensegmentplatten 8 mit Rippen 9, 10, 11 an der Nabe 3 zu befestigen. Durch diese Anordnung kann z. B. erreicht werden, dass der mit mehr Abstand über der Messerplatte gleitende Rotorarm eine gute Vermischung des Pulperinhalts bewirkt, während der nachfolgende Rotorarm eng über die Messerplatte gleitet und große Papierstücke zerschneidet.
Um den Durchmesser eines Rotors zu verändern (grösser wie kleiner) muss nicht zwingend der ganze Rotor verändert und anders bemessen werden. Für Änderungen des Rotordurchmessers (im Bereich von ca. 50% grösser oder kleiner) ist es ausreichend, den Durchmesser der Nabe zu vergrößern bzw. zu verkleinern. Die Dimensionen der Rotorflügel können die gleichen bleiben. Alternativ kann auch die Nabe 3 unverändert bleiben und oder andere Träger 5 eingesetzt werden.
Damit sich über der Nabe 3 keine stehende und nur in sich drehende Wassersäule bilden kann, ist es vorteilhaft, zwei Schleuderleisten, ausgehend vom Nabenmittelpunkt, auf der Nabenoberseite anzubringen (Nicht dargestellt).
Mit der Vergrößerung des Rotordurchmessers erhöht sich bei gleicher Drehzahl die Umfangsgeschwindigkeit an der Flügelaußenkante, die Schleuderwirkung wird erhöht, der Pralleffekt auf außenliegende Prallkanten wird dadurch deutlich verbessert.
Diese Konfiguration ist von Vorteil, wenn schwer aufzulösendes Papier mit hoher Geschwindigkeit gegen Prallkanten geschleudert werden soll. Durch den Aufprall von Papierstücken auf den Prallkanten werden die Papierstücke ohne Faserschädigung in immer kleinere Teile und letztendlich in Einzelfasern zerlegt. So macht man sich nebst der auf die Papierstücke wirkenden Turbulenz und Reibung auch noch die kinetische Energie durch den Aufprall der Papierstücke auf den Prallkanten zunutze.
In den Figuren 8 bis 17 werden fünf besonders geeignete Kombinationen oder Variationen der erfindungsgemäßen modular aufgebauten Auflösevorrichtung jeweils in einer Explosionsdarstellung und in einem Längsschnitt dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Wie sich aus der Figur 8 ergibt, ist bei dieser Variante kein Brecherkranz vorhanden. Die Bodensegmentplatten 8 sind als plane Platten ohne Rippen ausgebildet. Der Rotor selbst und die Nabe 3 des Rotors sind sechseckig und es sind insgesamt 6 Rotorflügel 4 montiert. Diese Konfiguration ist für alle leicht aufzulösenden, aber verunreinigten Altpapiere im Niedrigkonsistenzbereich (LC) und im Mittelkonsistenzbereich (MC) einsetzbar. Solche Altpapiere werden in wässriger Suspension durch das Erzeugen einer starken Turbulenz zu Einzelfasern aufbereitet.
Der Rotor hat eine Betriebsdrehzahl Drehzahl von etwa 450-600 /min
Die Figur 9 zeigt einen Schnitt durch dies vorher gezeigte Figur 8
Die Verschleißplatten 6 schützen vor allem die Rotorflügel 4 bzw. die Träger 5 und sollen mit einem geringen axialen Abstand über die Bodensegmentplatten 8 gleiten. Durch diesen geringen Abstand wird sichergestellt, dass sich Drähte, Bleche, Holz, Kunststoffteile oder andere Verunreinigungen des Altpapiers nicht unter den Rotorflügeln 4 verkeilen können.
Oftmals werden diese Pulper im kontinuierlichen Betrieb gefahren. Bei dieser Fahrweise wird versucht, die Faserstoffsuspension gleichmäßig durch die Lochung (nicht dargestellt in Figur 8) in den Bodensegmentplatten abzuziehen und gleichzeitig wieder Wasser und Altpapier möglichst genau und im richtigen Verhältnis in den Pulper einzubringen.
Noch nicht zerfaserte Papierstücke und Fremdstoffe werden über den Lochplattensegmenten zurückgehalten. Die Fremdstoffe werden periodisch über eine Schmutzschleuse entfernt. Die Papierstücke werden, nachdem sie sich in Einzelfasern aufgelöst haben, über die Lochung in den Segmentplatten abgezogen.
In den Figuren 10 und 11 ist eine zweite Konfiguration oder Variante dargestellt bei der die Bodensegmentplatten 8 ebenfalls plan ausgeführt sind. An der Nabe 3 sind nur zwei Träger 5 und entsprechend zwei Rotorflügel 4 mit den Verschleißplatten 6 angeordnet. Auf die Stirnfläche der Nabe 3 ist eine Schneckenwendel 1 aufgesetzt, deren Durchmesser fast so groß ist, wie der Durchmesser der Rotorflügel 4.
Diese Konfiguration ist besonders geeignet für alle leicht aufzulösenden oder auch folienkaschierten Papiere im Hochkonsistenzbereich (HC). Diese Variante wird eingesetzt, wenn in dem Altpapier sich alle möglichen Verunreinigungen befinden. Sie kann im kontinuierlichen Betrieb oder im Batch-Betrieb eingesetzt werden.
Die Betriebsdrehzahl beträgt typischerweise 200-250/min.
Weil der Rotor das aufzulösende Papier mehr oder weniger knetet, sind auch zwei Flügel ausreichend. Diese Flügel dienen gewissermaßen als Abräumer oder Schieber über den glatten Bodensegmentplatten 8, weil die Schneckenwendel 1 dies wegen ihres evtl. kleineren Durchmessers nicht kann. Auch bei dieser Konfiguration ist wieder hervorzuheben, dass die Kombination der Schneckenwendel 1 und der beiden als Räumer arbeitenden Rotorflügel 4 durch das Zusammenschrauben verschiedener Elemente des erfindungsgemäßen modularen Rotors ermöglicht wird.
Das eingetragene Altpapier wird an den relativ langen Kanten der Schneckenwendel 1 einer intensiven Reibung ausgesetzt, was die Ablösung von Fasern von Folienoberflächen erleichtert und unterstützt.
Über die Variation der Hauptabmessungen (Höhe und Durchmesser) der Schneckenwendel 1 kann der Pulper auf einfachste Weise für MC- oder HC-Altpapiere vorbereitet werden.
Die Figuren 12 und 13 zeigen eine dritte Konfiguration eines erfindungsgemäßen Pulpers. Diese dritte Konfiguration basiert im Wesentlichen auf der ersten Variante (Figuren 8 und 9). Allerdings ist zusätzlich noch der Brecherkranz 14 installiert. An den Zinken 37 des Brecherkranzes 14 wird das Papier durch den schnell drehenden Rotor geschleudert und zerfetzt. Dies bedeutet, dass die Zerfaserung im Wesentlichen an den Zinken 37 des Brecherkranzes stattfindet. Der Rotor arbeitet als „Schleuderrad“ und schleudert das zu zerfasernde Altpapier radial nach außen gegen die Zinken 37. Wenn die Zinken 37 verschlissen sind, kann der verschraubte Brecherkranz 14 auf einfache Weise ausgetauscht werden.
Die Drehzahl beträgt hier 600-1'000 /min; bei Aufschluss von hochnassfesten Altpapier evtl. auch mehr als 1.000 /min
In den Figuren 14 und 15 ist eine vierte Konfiguration oder Variante dargestellt, die auf der Variante 2 (Figuren 10 und 11 basiert). Sie ist, anders als die Variante 2 vor allem für saubere und sortenreine Altpapiere geeignet ist.
Statt der planen Bodenplatte 8 gemäß den Figuren 10 und 11 sind die Bodensegmentplatten 8 mit Rippen 9, 10 und 11 ausgestattet. Der Rotor ist mit insgesamt 6 Flügeln bestückt, damit bei jeder Umdrehung möglichst viele Schneid- bzw. Quetschkanten zwischen der Unterkante der Verschleißplatten 6 und den Rippen 9, 10 und 11 an den Bodensegmentplatten 8 entstehen.
Im Zusammenhang mit der Figur 14 soll darauf verwiesen werden, dass die Rippen 9 bis 11 radial angeordnet sind, während die Vorderkanten der Rotorflügel 4 nicht radial ausgerichtet sind. Dadurch ergibt sich ein von innen nach außen wandernder Quetschspalt zwischen der Unterkante eines Rotorflügels 4 und einer länglichen Erhöhung 9, was auch sicherstellt, dass sich in dem sich öffnenden Quetschspalt der Rippen die darinnen zu liegen kommenden Papierstücke nicht verkeilen und die Zwischenräume zwischen den Rippen nicht verfüllen können, sondern mit jedem darüber gleitenden Rotorflügel an den Außenrand gedrängt werden.
Die Figuren 16 und 17 zeigen eine fünfte Konfiguration, die auf den Konfigurationen 1 und 3 (Figuren 8 und 9 sowie 12 und 13) basiert. Zusätzlich ist statt der planen Bodenplatte eine der Bodensegmentplatten 8 mit den Rippen 9, 10 und/oder 11 eingesetzt. Diese unterstützen die Zerfaserung des Altpapiers.
Selbstverständlich stellen die anhand der Figuren 8 bis 17 dargestellten Varianten oder Konfigurationen nur exemplarische Ausführungsbeispiele dar. Sie sollen vor allem verdeutlichen, dass durch das Austauschen einzelner Elemente oder auch das Weglassen einzelner Elemente das Betriebsverhalten der erfindungsgemäßen Pulpers in sehr weiten Grenzen variiert werden kann und somit der Pulper auf verschiedene Altpapiersorten angepasst werden kann.
Nachfolgend werden noch einige typische Konfigurationen erläutert, ohne sie in einer Figur darzustellen. Dies ist deshalb entbehrlich, weil sie aus den bereits zuvor detailliert beschriebenen Bauelementen zusammengesetzt werden.
Konfiguration zur Auflösung im LC- und MC-Bereich für normal auflösbare Standard-Altpapiere:
Kleiner, konischer und schnell drehender Schneckenrotor (1) mit planen Bodenplatten-Segmenten (8). Ohne Lochung in den Bodensegmentplatten für die Fahrweise im Batchbetrieb, mit Lochung für den kontinuierlichen Betrieb.
Diese Konfiguration bietet sich an, wenn gemischte und folienkaschierte oder folienbeschichtete Altpapiere und evtl. mit Verunreinigungen versehene Altpapiere aufgeschlossen (recycelt) werden sollen, die schon unter starker Turbulenz sich sehr schnell zu Einzelfasern aufbereiten lassen. Zusätzlich zur starken Turbulenz im Pulper soll noch die Reibung an den Rotorkanten erhöht werden.
Konfiguration zur Auflösung im HC-Bereich von normal auflösbaren Altpapieren:
Langsam drehender Flachrotor mit aufgesetzter grosser Schneckenwendel 1 (konisch oder zylindrisch) und planen Bodensegmentplatten 8.
In dieser Konfiguration wird ein Pulper meist im Batchbetrieb gefahren, die Bodensegmentplatten 8 haben deshalb keine Lochung.
Diese Konfiguration bietet sich an, wenn gemischte und evtl. mit Verunreinigungen versehene Altpapiere aufgeschlossen (recycelt) werden sollen, die sich bei sehr hoher Stoffdichte unter starker Reibung, aber langsamen Umtrieb, an den Rotorkanten zu zerfasern beginnen, oder die sich durch die bei hoher Konsistenz vorliegende Faser-/ Faserreibung schnell von Folienoberflächen abreiben lassen.
Ein weiterer positiver Grund der Hochkonsistenz-Auflösung ist die geringe Einflussnahme der Auflösung auf Stör- und Fremdstoffe. Stör- und Fremdstoffe werden auf Grund des sehr geringen Umtriebs im Pulper nicht wesentlich zerkleinert oder zerschlagen, sondern bleiben in ihrer Grösse erhalten und sind dadurch gut sortierbar. Weiterhin kann mit einem Hochkonsistenz-Pulper (HC-Pulper) der doppelte bis dreifache Durchsatz gegenüber einem (LC) Niederkonsistenz-Pulper gleicher Baugrösse erreicht werden.
Allerdings steigt der Energiebedarf linear mit der Durchsatzleistung an.
Konfiguration zur Auflösung im LC- und MC-Bereich für sehr schwer auflösbare (nassfeste) Altpapiere:
Schnell drehender Flachrotor 1 mit planen Bodensegmentplatten 8 und Brecherkranz 14. Ohne Lochung in den Bodensegmentplatten 8 für die Fahrweise im Batchbetrieb, mit Lochung für den kontinuierlichen Betrieb.
Diese Konfiguration ist gut geeignet, wenn das eingetragene Altpapier keine allzu grossen Papierstücke und keine mechanischen Verunreinigungen enthält.
Um sicherzustellen, dass keine festen Störstoffe und Verunreinigungen enthalten sind, ist eine vorgeschaltete Detektion auf Störstoffe und deren Ausscheidung sinnvoll.
Durch den sehr schnell drehenden Flachrotor wird die Stoffsuspension durch die hohe Umfangsgeschwindigkeit an den Rotorflügelenden sehr stark beschleunigt und gegen die in geringem Abstand positionierten Prallkanten des Brecherkranzes geschleudert. Durch den Aufprall auf die Kanten werden die Papierstücke fortlaufend immer mehr zerkleinert, bis sie die gewünschte Grösse haben, um abgepumpt und der nachfolgenden Entstippung zugeführt zu werden.
Konfiguration zur Auflösung im LC- und MC-Bereich für sehr schwer auflösbare Altpapiere:
Schnell drehender Flachrotor 1 mit Bodensegmentplatten 8, die Rippen 9, 10, oder 11) aufweisen, und Brecherkranz 14. Ohne Lochung in den Plattensegmenten für die Fahrweise im Batchbetrieb, mit Lochung für den kontinuierlichen Betrieb.
Diese Konfiguration ist gut geeignet, wenn das eingetragene Altpapier keine mechanischen Verunreinigungen, aber viele grosse Papierstücke enthält. Zur Sicherstellung der Sauberkeit des Altpapiers ist eine vorgeschaltete Detektion auf Störstoffe und deren Ausscheidung sinnvoll.
Bei dieser Konfiguration wird mit Hilfe der Rippen 9, 10, oder 11 über die die Verschleissplatten 6 mit einem sehr kleinen Spalt gleiten, die grossen Papierstücke in weniger als 15 Minuten auf eine Größe zerkleinert werden, die etwa dem Abstand der Rippen 9, 10, oder 11 zueinander entspricht.
Konfiguration zur Auflösung im HC-Bereich für sehr schwer auflösbare Altpapiere:
Langsam drehender Flachrotor 3 mit aufgesetztem grossen Schneckenwendel 1 (zylindrisch oder konisch) und Bodensegmentplatten 8, die Rippen 9, 10, oder 11 aufweisen;
Ohne Lochung in den Plattensegmenten für die Fahrweise im Batchbetrieb, mit Lochung für den kontinuierlichen Betrieb.
Diese Konfiguration ist gut geeignet, wenn das eingetragene Altpapier keine mechanischen Verunreinigungen enthält.
Zur Sicherstellung der Sauberkeit ist eine vorgeschaltete Detektion auf Störstoffe und deren Ausscheidung sinnvoll.
Diese Betriebsweise hat den Vorteil, dass mit einem Hochkonsistenz-Pulper (HC-Pulper) der doppelte bis dreifache Durchsatz gegenüber einem (LC) Niederkonsistenz-Pulper gleicher Baugrösse erreicht werden. Allerdings steigt der Energiebedarf linear mit der Durchsatzleistung an.
Eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung stellt die sehr schnelle und einfache Auswechslung der Bodenplatten dar.
Die Größe der einzelnen Plattensegmente ist so bemessen, dass jedes Segment ausgewechselt werden kann, ohne dass der Rotor angehoben oder ein Rotorflügel entfernt werden muss.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 19 sind die Rotorflügel 4 direkt mit der Nabe 5 verschraubt. Die Träger 5 können dann entfallen.

Claims (18)

  1. Pulper zum Aufschlagen von Altpapieren und Zellstoffen umfassend einen Trog und einen Rotor, wobei der Rotor auf einer drehbar gelagerten Antriebswelle (18) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor und der Trog jeweils mindestens zwei lösbar miteinander verbundene Bauelemente (16, 8, 3, 4, 5, 6) oder Baugruppen umfasst.
  2. Pulper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trog einen Boden (16) und eine mit dem Boden (16) verbundenen Seitenwand umfasst, und dass auf dem Boden (16) eine Ringplatte oder mindestens eine Bodensegmentplatte (8, 9, 10, 11) lösbar befestigt ist.
  3. Pulper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringplatte oder die mindestens eine Bodensegmentplatte (8) mit dem Boden (16) verschraubt sind.
  4. Pulper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringplatte oder die mindestens eine Bodensegmentplatte (8) und der Boden (16) durch Passschrauben und/oder Passhülsen relativ zueinander positioniert sind.
  5. Pulper nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bodensegmentplatte (8) gelocht ist (36) und/oder mindestens eine Rippe (9,10,11) aufweist.
  6. Pulper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Rippe (9, 10, 11) einen dreieckigen, viereckigen oder runden Querschnitt aufweist.
  7. Pulper nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der mindestens einen länglichen Erhöhung (9, 10 , 11) sich bevorzugt in radialer Richtung erstreckt.
  8. Pulper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Boden (16) ein Brecherkranz (14) lösbar befestigt ist.
  9. Pulper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodensegmentplatten (8 - 11) und/oder die Rippen aus Stahl, Edelstahl sind oder dieselben zusätzlich gehärtet sind oder eine verschleißfeste Oberflächenbeschichtung erhalten haben.
  10. Pulper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (16) einen Zentrierring (13) aufweist.
  11. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor eine Nabe (3) und mindestens einen, bevorzugt jedoch mehrere Rotorflügel (4) aufweist, dass jeder Rotorflügel (4) direkt oder über einen Träger (5) lösbar mit der Nabe (3) des Rotors verbunden ist.
  12. Rotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel (4) in verschiedenen Positionen relativ zu der Nabe (3) befestigt werden können.
  13. Rotor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel (4) in verschiedenen Höhen über dem Boden (16) des Pulpertrogs und/oder in verschiedenen Anstellwinkeln anschraubbar sind.
  14. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (3) in verschiedenen Höhen über dem Boden (16) des Pulpertrogs auf der Antriebswelle (18) montierbar ist.
  15. Rotor nach einem der Ansprüche 9 bis 14 , dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (5) mit der Nabe (3) der Rotors verschraubt sind.
  16. Rotor nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Vorderseite der Rotorflügel (4) Verschleißschutzplatten (6) lösbar und/oder höhenverstellbar befestigt sind.
  17. Rotor nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnfläche der Nabe (3) eine zylindrische oder kegelstumpfförmige Schneckenwendel (1) lösbar befestigt ist.
  18. Pulper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzplatten (6) aus Stahl, Edelstahl, Hartmetall gefertigt sind oder zusätzlich gehärtet sind oder an den Hauptverschleißzonen eine verschleißfeste Oberflächenbeschichtung erhalten haben.
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