AT392301B - Vorrichtung zum teilen einer suspension von zellulosefaserpulpe in mehrere teile - Google Patents

Description

AT 392 301B

Die Eifindung betrifft eine Vorrichtung zum Teilen einer Suspension von Zellulosefaserpulpe in mehrere Teile, mit einem geschlossenen Gehäuse mit Ein- und Auslässen, wobei das geschlossene Gehäuse in zwei Kammern geteilt ist, von denen jede mit Einlässen und Auslässen versehen ist, in der ersten Kammer eine schnell rotierende Trennvorrichtung angeordnet ist, die unerwünschte Partikel aus dm- Suspension abtrennt und durch den S Auslaß ausscheidet, eine Öffnung zwischen der ersten Kammer und d» zweiten Kammer zum Übertragen der im wesentlichen von den unerwünschten Partikeln befreiten Suspension angeordnet ist, in der zweiten Kammer eine Rotorvonichtung mit Platten vorgesehen ist, die mit der Trennvorrichtung in der ersten Kammer verbunden ist, und die Trennvorrichtung und die Rotorvonichtung durch eine gemeinsame Welle angetrieben sind. ?

Bei der Herstellung von Zellulosefaserpulpe kommen Verunreinigungen sowohl von außerhalb als auch durch 10 Fehler beim Herstellungsprozeß selbst in die Pulpe. Diese unerwünschten Partikel können verschieden groß sein und z. B. aus Sandpartikeln, Kies, Steinen, Nüssen, Schweißdrahtteilchen und Metallstücken bestehen. Die v

Entfernung derartiger unerwünschter Partikel ist notwendig, insbesondere aus Suspensionen, die in empfindlichen Maschinen und Ausrüstungen weiterverarbeitet werden, die durch derartige feste Partikel beschädigt weiden können, oder aus Suspensionen, die aus anderen Gründen weitgehend von Verunreinigungen befreit werden IS müssen. Verschiedene Vorrichtungen wurden zur Trennung von unerwünschten Partikeln aus einer Zellulosefaserpulpe vorgeschlagen und sind z. B. aus der SE-Anmeldung 7903032-6 (entspricht der IJS-PS 4 303 508), der SE-Anmeldung 8S03372-8 (entspricht der US-Anmeldung 882 716) und der US-PS 4 231 881 bekannt

Zur Herstellung einer Suspension von Zellulosefaseipulpe mittlerer Konzentration, d. h. etwa 6 bis IS %, 20 muß eine Siebvorrichtung, die pulsierende Kräfte und Scherkräfte in der Pulpe erzeugt zum Fluidisieren der Pulpe verwendet werden, d. h. daß die Pulpe in einen leicht fließfähigen Zustand versetzt wird, bei dem sich auch die Fasern gegeneinander bewegen können. Ein Teilstrom feineren Fasermateriales (akzeptabler Gutstrom) und ein Teilstrom gröberen Materiales (auszuscheidender Ausschußstrom) wird dadurch mittels des Siebens erhalten. Eine auf dem vorangehend genannten Prinzip beruhende Vorrichtung ist in der SE-Anmeldung 85010304 (entspricht 25 der US-Anmeldung 836 123) beschrieben.

Zu diesem Zweck ist außerdem von der Patentinhaberin eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art entwickelt und in der DE-OS 3 622 056 beschrieben worden.

Weiters ist aus der FR-PS 2 547 605 bekannt, bei einer anderen als der gattungsmäßigen Vorrichtung eine Siebvorrichtung mit einer zylindrischen Siebplatte mit Öffnungen und mit einer dahinter angeordneten Kammer 30 für das akzeptable Gut zu versehen.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung in Form einer kompakten, mehrfunktionellen Konstruktionseinheit zur fortlaufenden Abtrennung von Verunreinigungen und zur fortlaufenden Aufteilung der Suspension in einen feinen Teil (den akzeptablen Gutstrom) und einen groben Teil (den auszuscheidenden Ausschußstrom), weiters mit einer gegenüber den bekannten vorangehend beschriebenen Siebvorrichtungen 35 verbesserten Siebvorrichtung, insbesondere die Schaffung ein» mehrfunktionellen Vorrichtung, die im Vergleich zu der kombinierten Verwendung von zwei getrennten Vorrichtungen mit jeweils ein» Funktion (Trennen und Sieben) den Antrieb und die Antriebsvorrichtung vereinfacht, die Installation vereinfacht und die Steuerungs- bzw. Regelungs- und Sicherheitsausrüstung verkleinert und dadurch die Betriebs-, Installations- und Vorrichtungskosten verringert. 40 Dieses Ziel wird mit ein» Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch »reicht, daß erfindungsgemäß eine Siebvorrichtung mit der Rotorvorrichtung zur Teilung der Suspension in verschiedene Teile, die die zweite Kamm» durch eigene Auslässe verlassen, zusammenwirkt.

Eine bevorzugte Ausführungsform d» Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher »läutert Es zeigen Fig. 1 schematisch im Längsschnitt die erfindungsgemäße Vorrichtung und Fig. 2 eine 45 Ausführungsfoim einer in der Vorrichtung montierten Zahnscheibe.

Die schematisch in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist ein Gehäuse (1) auf, in dem eine Trennvorrichtung (2) zum Trennen der nicht erwünschten festen Teile od» Partikel von ein» Suspension von Zellulosefaserpulpe und eine Siebvorrichtung (3) zum Sieben der Suspension angeordnet ist Das Gehäuse (1) ist in eine erste Kammer (4) für die Trennvorrichtung (2) und eine zweite Kammer (5) für die Siebvorrichtung (3) geteilt wobei die 50 Kammern (4), (5) über eine Öffnung in Form eines ringförmigen Schlitzes (6) vorbestimmter Größe miteinander in Verbindung stehen. Ein fest am Gehäuse (1) angebracht» Ring (7) bildet die Grenze zwischen den Kammern (4) und (5), und der innere Kreisumfang des Ringes (7) bildet den äußeren Ringumfang des ringförmigen Schlitzes (6).

Das Gehäuse (1) ist mit einem Einlaß (8) zur ersten Kammer (4) für die zu bearbeitende Suspension (I) 55 (einzuspeisendes Material) und einem Auslaß (9) von der zweiten Kammer (5) für das nach dem Sieben y

verbleibende Material (R) (auszuscheidendes Material) versehen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Einlaß (8) axial in Bezug zur Trennvorrichtung (2) angeordnet. Alt»nativ kann er auch radial oder tangential am zylindrischen Gehäuse (1) angeordnet sein. Das Gehäuse (1) ist weiters mit einem Auslaß (10) von der »sten -J

Kammer (4) für unerwünschte Partikel, die als feste Verunreinigungen (F) bezeichnet sind, versehen. Das 60 Gehäuse (1) ist auch mit einem Auslaß (23) vom Raum (24) für den akzeptäblen Gutstrom (A) versehen. Der ringförmige Schlitz (6) bildet zugleich einen Auslaß (6a) von d» ersten Kamm» (4) und einen Einlaß (6b) zur zweiten Kammer (5). -2-

AT 392 301B

Weiters weist die Vorrichtung eine waagrechte, sich durch die Wand (2) des Gehäuses (1) gegenüber dem Einlaß (8) erstreckende, drehbare Welle (11) auf, die die Trennvorrichtung (2) und einen Rotor (12) trägt, der sich in der zweiten Kammer (5) befindet Die Welle (11) erstreckt sich dadurch durch die zweite Kammer (5) und mittig durch den Ring (7). Die Welle (11) mit dem zugeordneten Rotor (12) und der Trennvorrichtung (2) 5 wird von einem Motor (15) angetrieben und ist in einer mit Dichtungen an der Wand (13) zur Dichtung der Welle (11) gegen das Gehäuse (1) versehenen Lagereinheit (16) gelagert Die Trennvorrichtung (2) ist fest am inneren Endabschnitt der Welle (11) mittels einer entsprechenden Befestigungsvorrichtung (17) befestigt, und eine flache, kreisförmige Scheibe (18) ist an der Welle (11) innerhalb der Trennvorrichtung (2) zwischen dieser und dem Rotor (12) angeordnet. Der äußere Umfang der Scheibe (18) bildet den inneren Umfang des 10 ringförmigen Schlitzes (6), d. h. der ringförmige Schlitz (6) ist nach außen von dem Ring (7) und nach innen von der Scheibe (18) begrenzt Alternativ kann die Scheibe (18) durch eine entsprechende Verlängerung des Rotors und eine entsprechende Erweiterung bzw. Vergrößerung des Rotors, wenigstens an dem in Frage stehenden Endabschnitt »setzt werden.

Die Trennvorrichtung (2) besteht aus einem flach» scheibenförmigen Bauteil mit mehreren im wesentlichen 15 radial abstehend» Zähnen (19), Nasen od. dgl. (Fig. 2), die mit den durch sie begrenzten Zwischenräumen (20) bei rotierender Trennvorrichtung (2) den Durchfluß der Suspension ermöglichen und axial mit dem ringförmigen Schlitz (6) fluchten. Die radiale Ausdehnung des Schlitzes (6) ist geringförmig kleiner als die radiale Ausdehnung der Zähne (19), d. h., der Kopfkreis der Zähne (19) mit der Welle (11) als Mittelpunkt hat einen etwas größeren Durchmess» als der innere Durchmess» (korrespondiert mit dem Durchmesser der Ringöffnung) 20 des Ringes (7), und der Fußkreis hat einen etwas kleineren Durchmesser als die Scheibe (18). Die scheibenförmige Trennvorrichtung (2) ist so nah wie möglich am Ring (7) montiert, sodaß der für den Fluß d» Suspension zur zweiten Kammer (5) zur Verfügung stehende Auslaß im wesentlichen durch die rotierenden Zwischenräume (20) zwischen den Zähnen (19) gebildet ist. Der Abstand des scheibenförmigen Bauteiles der Trennvorrichtung (2) vom Ring (7) ist gewöhnlich klein» als in der Zeichnung gezeigt Der Auslaß (10) für 25 feste Partikel (F), die von den rotierenden Zähnen (19) getroffen und dadurch aus der Suspension entfernt werden, befindet sich fluchtend mit dem scheib»iförmigen Bauteil d» Trennvorrichtung (2) an d» Unterseite des Gehäuses (1).

Eine Ausführungsform des gezähnten scheibenförmigen Bauteiles der Trennvorrichtung (2) ist in Fig. 2 daigestellt, in d» der Drehsinn durch einen Pfeil angezeigt ist Die vordere Kante (26) (im Drehsinn) des Zahnes 30 (19) bildet mit d» hinteren Kante (27) des unmittelbar davorliegenden Zahnes (19) einen Winkel (a), der zwischen 60° und 75° aufweisen kann, sodaß der scheibenförmige Bauteil der Trennvorrichtung (2) während seiner Drehung die nicht gewünschten festen Partikel (F) nach außen und schräg nach hinten schleudert und dadurch deren Durchgang axial oder im rechten Winkel durch die Trennvorrichtung (2) verhindert Die abgesonderten Verunreinigungen können Knollen oder größere Holzstücke sein. Der Hauptanteil dieser 35 naturgemäß auftretenden Verunreinigungen wird jedoch mit dem letzten auszuscheidenden Ausschußstrom ausgeschieden.

Der Auslaß (10) für die fest» Partikel (F) ist mit einer (nicht gezeigt») Vorrichtung zum Sammeln und Entfern» der aus der Susp»sion ausgeschiedenen festen Partikel (F) v»bunden. Flüssigkeit üblicherweise Wasser, kann dieser Vorrichtung zur Bildung eines g»ingen Flüssigkeits-Gegenstromes durch die Vorrichtung 40 zugeführt werden, sodaß sich diese nicht mit Fasern aus der Suspension füllt sondern im wesentlichen die daraus entfernten nichtgewünschten fest» Partikel (F) »thält

Die Siebvorrichtung (2) ist im Bereich des Ringes (7) angeordnet und besteht bei der gezeigten Ausfiihrungsform aus einer zylindrischen Siebplatte (21) mit Löchern oder Schlitzen zum Absondem eines feineren Teiles, des akzeptablen Gutstromes (A). Die Siebplatte (21) ist von der ringförmig» Kammer (22) 45 umgeben, in der gesiebte akzeptable Gutstrom (A) gesammelt und anschließend durch einen Auslaß (23) abgeleitet wird. Die mit dem Raum (24) fluchtende Anordnung des ringförmigen Schlitzes (6) sichert die gleichmäßige Verteilung der Suspension um die Siebplatte (21). Bei einer weiteren (nicht gezeigten) Ausfiihrungsform weist die Siebplatte eine begrenzte umfangsmäßige Ausdehnung auf, z. B. 180°.

Es ist ersichtlich, daß der Rotor (12) einen kleineren Durchmesser als die zylindrische Siebplatte (21) 50 aufweist, sodaß dazwischen genügend ringförmiger Raum (24) zur Aufnahme d» Suspension, aus der die unerwünschten Partikel entfernt wurden, gebildet ist. Weiters ist der Raum (24) in radialer Ausdehnung genügend groß zur Aufnahme mehrerer am Rotor (12) angebrachter, sich im wesentlichen an diesem entlang axial erstreckender Platten (25). In radialer Richtung reichen die Planen (25) knapp an die innere zylindrische Oberfläche d» Siebplatte (21), d. h. sie weis» einen entsprechend klein» Abstand zu dies» auf, und streichen 55 an ihr bei rotierendem Rotor (12) »dang. Im Bereich des nahe der Wand (13) und dadurch im Abstand zum ringförmigen Schlitz (6) angeordneten Auslasses (9) für den auszuscheidenden Ausschußstrom können die Platt» (25) eine größere radiale Ausdehnung aufweisen als im Bereich d» zylindrischen Siebplatte (21), um bei Bedürfnis ein» größer» Ausstoß durch d» Auslaß (9) zu erzielen. In dies»n Fall ist das Gehäuse (1) nahe der Wand (13) in radialer Richtung entsprechend erweitert, um Platz für die größeren Platten (25) zu bilden. Die 60 gezeigte Ausführungsform weist vier Platten (25) auf, jedoch kann diese Zahl in Abhängigkeit von der Kapazität der Vorrichtung, den Siebeigenschaften der Suspension usw. variieren. Alternativ können die Platten (25) geneigt angebracht sein, sodaß sie sich wendelförmig entlang des Rotors (12) erstrecken. Dabei sind sie -3-

Claims (3)

1. AT 392 301B vorzugsweise derart ausgerichtet, daß sie dem akzeptablen Gutstrom einen günstigen Vorschub verleihen. Die Vorrichtung ist vorzugsweise auch mit einem Einlaß (14) zur Zufuhr von Verdünnungsflüssigkeit in die zweite Kammer (5), d. h. zur Einlaßseite der zylindrische Siebplatte (21) versehen, um Fasern vom auszuscheidenden Ausschußstrom wegzuspülen, sodaß möglichst wenige verwendbare Fasern mit dem 5 Ausschußstrom ausgeschieden werden, sondern die zylinderförmige Siebplatte (21) als akzeptabler Gutstrom passieren. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Einlaß (14) eine durch die Kammer (22) und die zylindrische Siebplatte (21) zur Innenseite der zylindrischen Siebplatte (21) nahe deren stromab gelegener Seite und somit im Abstand von der beim Ring (7) befindlichen stromaufwärtigen Seite reichende Rohrverbindung. Die Rohrveibindung ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, entsprechend geneigt und im wesentlichen an der 10 dem Auslaß (23) entgegengesetzten Seite angeordnet. Alternativ können mehrere Rohrverbindungen um die Einlaßseite der zylindrischen Siebplatte (21) verteilt angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als mehrfunktionelle Konstruktionseinheit bezeichnet werden, da in einem Gehäuse mit einer Antriebsquelle und einer Welle die fortlaufende Abtrennung von Verunreinigungen und unmittelbar daran anschließend die fortlaufende Aufteilung der Suspension in wenigstens einen akzeptablen 15 Gutstrom und einen auszuscheidenden Ausschußstrom durchführbar ist Die unter Druck durch den Einlaß (8) in die Vernichtung fließende Suspension (I) wird nach außen zum ringförmigen Schlitz (6) gedrückt, um ihn zu passieren. Da die Querschnittfläche des Einlasses (8) wesentlich größer als die Querschnittfläche des ringförmigen Schlitzes (6) ist, wird die Suspension (I) auf höhere Geschwindigkeit beschleunigt und gleichzeitig fluidisiert Dies ist insbesondere bei einer Faserpulpe mittlerer 20 Dichte wichtig. Der vor dem Schlitz (6) rotierende scheibenförmige Bauteil der Trennvorrichtung (2) bildet durch seine Zähne (19) in der Suspension Scherkräfte, sodaß sie fluidisiert, d. h. leicht fließfähig wird. Da der scheibenförmige Bauteil der Trennvorrichtung (2) nahe dem ringförmigen Schlitz (6) angeordnet ist, dringt die Suspension in flüssiger Form in die zweite Kammer (5) ein. Diese flüssige Form wird anschließend durch den mit Platten (25) versehenen Rotor (12) auffechterhalten und verbessert Die Vorrichtung schafft dadurch einen 25 verbesserten fluidisierenden Effekt, der den Siebeffekt vergrößert und den Kraftbedarf verringert Bei rotierendem Rotor (12) erzeugen die Platten (25) in der Suspension Druckimpulse, die neben dem fluidisierenden Effekt auch einen reinigenden Effekt auf die zylindrische Siebplatte (21) ausüben und dessen Öffnungen frei halten. Beim Betrieb ist die Vorrichtung vollständig mit Suspensionspulpe gefüllt, die unter Druck durch die zwei Kammern (4) und (5) fließt 30 Andere wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen mehrfunktionellen Vorrichtung sind ein erheblich verringerter Kraftbedarf für deren Betrieb, da die Antriebsvorrichtung (15) für den mit den Platten (25) versehenen Rotor (12) und den gezähnten scheibenförmigen Bauteil der Trennvorrichtung (2) verwendet wird. Weiters ist die Installation einfach, da1 Platzbedarf gering, und die Steuerungs- und Sicherheitsvorrichtungen sind erheblich vereinfacht Diese Verbesserungen ergeben eine wesentliche Verminderung der Betriebs-, Installations-35 und Materialkosten. Bei einer (nicht gezeigten) alternativen Ausführungsform ist die Welle (11) verlängert, astreckt sich durch das gesamte Gehäuse (1) und ist in einer zweiten Lagereinheit an der anderen Gehäuseseite gelagert (an der linken Seite gemäß Fig. 1). Diese Seite ist dann mit einer Wand versehen, und der Einlaß für die Suspension ist radial anstatt am Ende des Gehäuses, wie vorangehend beschrieben, angeordnet. 40 Die Vorrichtung ist insbesondere für den Einbau in ein geschlossenes Drucksystem, z. B. in das Blasrohr eines kontinuierlichen Pulpeverarbeiters (pulp digester) zum Entfernen von Partikeln, die nachfolgende Verarbeitungsmaschinen gefährden könnten, geeignet Der dadurch erhaltene feinteilige bzw. akzeptable Gutstrom kann anschließend z. B. einer Sauerstoffbleichung zugeführt werden. Die Vernichtung kann daher zur Verwendung bei jedem über dem atmosphärischen Normaldruck liegenden, üblicherweise auftretenden Druck konstruiert 45 werden. Für eine Pulpe mittlerer Konzentration ist eine geeignete Drehzahl für den gezähnten scheibenförmigen Bauteil und die den Siebzylinder tragende Welle etwa 1500 U/min. Bei einer weiteren, nicht gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der längliche Rotor durch einen scheibenförmigen Rotor mit entsprechenden Platten an der flachen, der ersten Kammer zugekehrten Seite ersetzt. Die zweite Kammer ist im Durchmesser vergrößert und axial verkürzt, um der Form des scheibenförmigen Rotors 50 zu entsprechen. Der mit Platten versehene scheibenförmige Rotor wirkt dann mit einer flachen, kreisförmigen Siebvorrichtung zusammen. 55 PATENTANSPRÜCHE -4- 1 Vorrichtung zum Teilen einer Suspension von Zellulosefaserpulpe in mehrere Teile, mit einem geschlossenen 60 Gehäuse mit Ein- und Auslässen, wobei das geschlossene Gehäuse in zwei Kammern geteilt ist, von denen jede mit Einlässen und Auslässen versehen ist, in der ersten Kammer eine schnell rotierende Trennvorrichtung angeordnet ist, die unerwünschte Partikel aus der Suspension abtrennt und durch den Auslaß ausscheidet, eine AT 392 301B Öffnung zwischen der eisten Kammer und der zweiten Kamm» zum Übertragen der im wesentlichen von den unerwünschten Partikeln befreiten Suspension angeordnet ist, in der zweiten Kammer eine Rotorvorrichtung mit Platten vorgesehen ist, die mit der Trennvorrichtung in der ersten Kammer verbunden ist, und die Trennvorrichtung und die Rotorvorrichtung durch eine gemeinsame Welle angetrieben sind, dadurch 5 gekennzeichnet, daß eine Siebvorrichtung (3) mit der Rotorvorrichtung (12) zur Teilung der Suspension in verschiedene Teile, die die zweite Kammer (S) durch eigene Auslässe (23), (9) verlassen, zusammen wirkt
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebvorrichtung (3) in bekannter Weise eine vorzugsweise zylindrische Siebplatte (21) mit Öffnungen und eine dahinter angeordnete Kammer (22) für 10 das akzeptable Gut aufweist, und die Platten (25) der Rotorvorrichtung (12) bei Rotation der Rotorvorrichtung (12) an der Siebplatte (21) entlangstieichen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Einlaßvorrichtungen (14) zum Einlassen von Verdünnungsflüssigkeit zur Emlaßseite der Siebvorrichtung (3) versehen ist 15 Hiezu 1 Blatt Zeichnung 20 % -5-