AT395872B - Vorrichtung zum sieben einer zellulosefaserbrei-suspension - Google Patents

Description

AT 395 872 B VORRICHTUNG ZUM SIEBEN EINER ZELLULOSEFASERBREI-SUSPENSION.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sieben einer Zellulosefaserbrei-Suspension, bestehend aus einem langgestreckten Gehäuse und einer sich durch das Gehäuse astreckenden Rotorwelle, wobei das Gehäuse einen S Einführabschnitt auf weist, aus wenigstens einem ersten Siebabschnitt und einem Siebabschnitt, von denen jeder ein auf der Rotorwelle montiertes Rotorelement und einen mit diesem zusammenwirkenden Siebzylinder enthält, welcher eine äußere Kammer für die durchgelassene Fraktion und eine innere Siebkammer abgrenzt, und einem Abschnitt für die zurückgehaltene Fraktion für die Austragung der beim Sieben zurückbleibenden Fasersuspension aus der Vorrichtung, wobei der Einführabschnitt mit der Siebkammer des ersten Siebabschnitts verbunden 10 ist.

Eine Siebvomchtung zum Sieben von Zellstoffbrei ist beispielsweise durch die SE-PS 85 01 030 entsprechend dar US-PS 46 80108 bekannt. Jedoch enthält der dort offenbarte Siebapparat zwei Siebabschnitte, die nahe beieinander liegen und es besteht die Absicht, zwei verschiedene durchgelassene Fraktionen aus dem Siebapparat abzusieben. 15 Um eine durchgelassene Fraktion aus einem Siebapparat ein- oder mehrmals abzusieben, hat man bisher mehrere getrennte Siebapparate verwendet, die hintereinander angeordnet sind und individuell angetrieben worden sind. Eine solche Anordnung ist kostenaufwendig, hat einen beträchtlichen Platzbedarf, und es ist der Leistungsverbrauch hoch. Außerdem ist die Instrumentenanordnung, die für die Strömungsmessung erforderlich ist, verhältnismäßig umfangreich. 20 Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Siebvorrichtung, die eine kompakte, d. h. platzsparende, Einheit darstellt, die wenigstens zwei Siebabschnitte zum Sieben einer von dem unmittelbar vorhergehenden Siebabschnitt der kompakten Einheit erhaltenen durchgelassenen Fraktion enthält, wobei die Rotorelemente von einer gemeinsamen Rotorwelle angetrieben werden, wodurch der Leistungsbedarf verringert wird. Die Instrumentenanordnung für die Strömungsmessung wird somit einfacher, da sie nur für die durch die Siebvorrichtung zurück-25 gehaltene Fraktion und die durchgelassene Fraküon benötigt wird.

Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Einführabschnitt zwischen dem ersten Siebabschnitt und dem zweiten Siebabschnitt angeordnet ist, wobei die Siebabschnitte mit einem entsprechenden axialen Abstand voneinander angeordnet sind, daß die Siebkammer des ersten Siebabschnittes mit dem benachbarten Abschnitt für die zurückgehaltene Fraktion verbunden ist, daß das Gehäuse einen Einlaßabschnitt enthält, 30 der am Ende des zweiten Siebabschnitts angeordnet ist und von dem Einführabschnitt weggewandt ist, sodaß ein

Innenraum des Einlaßabschnittes mit der Siebkammer des zweiten Siebabschnitts verbunden ist, daß die Kammer für die durchgelassene Fraküon des ersten Siebabschnitts mit dem Innenraum des Einlaßäbschnitts über wenigstens ein außerhalb des Gehäuses verlaufendes Verbindungselement verbunden ist, um die in dem Siebabschnitt abgesiebte Fasersuspension in den zweiten Siebabschnitt zu übertragen, und daß die Siebkammer des zweiten 35 Siebabschnitts für die Zirkulation der verbleibenden, die Siebkammer axial durchsetzenden Fasersuspension mit dem benachbarten Einführabschnitt verbunden ist, wobei die Kammer für die durchgelassene Fraktion des zweiten Siebabschnitts wenigstens einen Auslaß für das Austragen der abgesiebten Fasersuspension besitzt.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Einführabschnitt eine zylindrische Zwischenwand enthalten, die konzentrisch zur Rotorwelle angeordnet ist und Öffnungen für die Fasersuspension besitzt. Dabei kann 40 die Zwischenwand den gleichen oder im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Siebzylinder haben. Hiedurch werden eine gleichmäßige Verteilung der Fasersuspension im Einführabschnitt und eine bessere Siebwirkung erzielt

Weiters kann am Übergang oder in der Nähe des Überganges zwischen dem zweiten Siebabschnitt und dem Einführabschnitt die Rotorwelle mit geneigten Flügeln versehen sein, welche auf die Fasersuspension eine 45 Förderwirkung in Richtung auf den ersten Siebabschnitt ausüben. Außerdem ist ein Rückstrom der Fasersuspension in die Siebkammer des zweiten Siebabschnittes mit Sicherheit verhindert.

Von Vorteil ist ferner, wenn jedes Rotorelement mehrere Flügel od. dgl. enthält, die entlang der Rotorwelle und von dieser radial nach außen verlaufen, sodaß die äußere Längskante der Flügel nahe an der Siebfläche der Siebzylinder liegt, ohne diese zu berühren. Hiedurch wird die Förderwirkung auf die Fasersuspension verstärkt. 50 Günstig ist weiters, wenn die Abschnitte durch radiale ringförmige Trennwände voneinander getrennt sind, an denen die Siebzylinder und die Trennwand befestigt sind. Dies verbessert die Siebwirkung und ergibt zugleich eine kompakte Konstruktion, die einfach herzustellen ist.

Schließlich kann die Vorrichtung in einem geschlossenen Drucksystem montiert sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, 55 die schematisch eine Siebvorrichtung nach der Erfindung, teilweise im Längsschnitt zeigt.

Die Zeichnung zeigt schematisch eine Siebvorrichtung mit einem langgestreckten Gehäuse (1), das im wesentlichen durch eine äußere Zylinderwand (2) und zwei Endwände (3,4) gebildet ist. Die Siebvomchtung enthält eine langgestreckte, horizontale Rotorwelle (5), die mit Rotorelementen versehen ist und sich durch die Endwände (3,4) hindurch erstreckt. Die Rotorwelle (5) ist an einem Ende mit einer geeigneten Antriebsvor-60 richtung (6) versehen, welche die Rotorwelle (5) in die durch einen Pfeil angezeigte Richtung dreht Geeignete Lager- und Dichtungseinheiten (7) sind an der Rotorwelle (5) angeordnet, um eine Abdichtung gegen die Endwände (3,4) zu bewirken. Die Siebvorrichtung wird von einem Ständer mit äußeren Lagern (nicht gezeigt) für -2-

AT 395 872 B die beiden Endteile der außerhalb des Gehäuses (1) liegenden Rotorwelle (5) gehalten.

In Richtung der Strömung der Fasersuspension ist das langgestreckte Gehäuse (1) in einen mittleren Einführabschnitt (8), einen ersten Siebabschnitt (9), einen Abschnitt (10) innerhalb einer Endwand (3), einen Einlaßabschnitt (11) innerhalb der anderen Endwand (4) und einen zweiten Siebabschnitt (12) unterteilt. Alle Abschnitte (8) bis (12) verlaufen entlang der Rotorwelle (5), umgeben die Welle und sind voneinander durch ringförmige radiale Trennwände (13,14,15,16) getrennt, die an der Zylinderwand (2) befestigt sind.

Das Gehäuse (1) ist mit einem Einlaß (17) versehen, der mit dem Einführabschnitt (8) für die zu siebende Fasersuspension, das ist die eingeführte Suspension, mit einem mit dem Abschnitt für die zurückgehaltene Fraktion verbundenen Auslaß (18) für die zurückgehaltene Fraktion der Fasersuspension nach dem Sieben, das ist die zurückgehaltene Fraktion, und einem mit dem zweiten Siebabschnitt (12) für die von der Fasersuspension, das ist die durchgelassene Fraktion, abgesiebten feineren Fraktion, verbunden ist. Das Gehäuse (1) ist auch mit einem Auslaß (20) versehen, der mit dem ersten Siebabschnitt (9) verbunden ist, und er ist mit einem Einlaß (21) versehen, der mit dem Einlaßabschnitt (11) verbunden ist, wobei der Auslaß (20) und der Einlaß (21) durch ein Rohr (22) verbunden sind, welches die in dem ersten Siebabschnitt (9) abgesiebte Fasersuspension in den Einlaßabschnitt (11) fördert. Diese abgesiebte Fasersuspension kann als erste durchgelassene Fraktion bezeichnet werden, während die die Siebvorrichtung durch den Auslaß (19) verlassende durchgelassene Fraktion als zweite oder abschließende durchgelassene Fraktion bezeichnet werden kann.

Die Rotorwelle (5) besitzt einen Zylinderkörper (23), der entlang der gesamten Siebvorrichtung den gleichen Durchmesser haben kann, wie es in der Zeichnung gezeigt ist, oder der, wenn gewünscht, in verschiedenen Abschnitten unterschiedliche Durchmesser haben kann. In dem Abschnitt (10) für die zurückgehaltene Fraktion ist die Rotorwelle (5) mit mehreren Flügeln (24) versehen, beispielsweise 4 Flügeln, wie es dargestellt ist, wobei die Flügel (24) so ausgebildet sind, daß sie die zurückgehaltene Fraktion in radialer Richtung aus der Siebvorrichtung hinaus fördern. Wahlweise kann auf der Rotorwelle (5) ein besonderes Flügelrad angeordnet sein. In dem Einlaßabschnitt (11) ist die Rotorwelle (5) mit mehreren Mügeln (25) versehen, beispielsweise mit 4 Flügeln, wie es gezeigt ist, die so ausgebildet sind, daß sie die gesiebte Fasersuspension (die erste durchgelassene Fraktion), die durch den Einlaß (21) eintritt, nach vorwärts und in den zweiten Siebabschnitt (12) fördern.

Der Abschnitt (8) für die eingeführte Suspension enthält eine innere zylindrische Trennwand (26), die zur Rotorwelle (5) konzentrisch ist. Die Trennwand (26) ist an den beiden Trennwänden (14,15) befestigt und begrenzt einen ringförmigen Innenraum (27), welcher die Rotorwelle (5) umgibt, und einen ringförmigen Außenraum (28), der unmittelbar innerhalb der Zylinderwand (2) liegt, wobei die Trennwand (26) mit drei über den Umfang verteilten Öffnungen (29) für die eingeführte Suspension versehen ist

Jeder Siebabschnitt (9,12) enthält eine Siebeinrichtung (30, 31), die aus einem Siebzylinder besteht, der konzentrisch zur Rotorwelle (5) angeordnet ist und mit geeigneten Sieböffnungen (32, 33) in Form von Löchern oder Schlitzen versehen ist, durch die die feinere Fraktion der Fasersuspension als erste durchgelassene Fraktion bzw. als abschließende durchgelassene Fraktion abgetrennt wird. Die Siebzylinder (30, 31), die zweckmäßigerweise den gleichen oder im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die zylindrische Trennwand (26) haben, sind an den Trennwänden (15, 16) bzw. (13, 14) befestigt.

Jeder Siebzylinder (30,31) begrenzt nach außen eine ringförmige Kammer (34,35) für eine durchgelassene Fraktion, und zwar zwischen sich selbst und der äußeren Zylinderwand (2), und nach einwärts eine ringförmige Siebkammer (36, 37) zwischen sich selbst und der Rotorwelle (5). Die Kammern (34, 35) für die durchgelassene Fraktion sind somit in axialer Richtung durch die gegenüberliegenden Trennwände (15,16) bzw. (13, 14) begrenzt.

Die Siebkammer (36) des ersten Siebabschnitts (9) steht entgegen der Strömungsrichtung in unmittelbarer, d. h. offener, Verbindung mit dem Innenraum (27) des Einführabschnitts (8), und sie steht in Strömungsrichtung in unmittelbarer, d. h. offener, Verbindung mit einem Raum (38) des Abschnitts (10) für die zurückgehaltene Fraktion. In gleicher Weise steht die Siebkammer (37) des zweiten Siebabschnitts (12) in axialer Richtung in Strömungsrichtung in unmittelbarer, d. h. in offener, Verbindung mit einem Innenraum (39) des Einlaßabschnitts (11) sowie entgegen der Strömungsrichtung in unmittelbarer, d. h. offener, Verbindung mit dem Innenraum (27) des Einlaßabschnitts (8).

Jeder Siebabschnitt (9,12) enthält auch ein Rotorelement (40, 41) mit mehreren Vorsprüngen (42, 43), die an dem zylindrischen Körper (23) der Rotorwelle (5) befestigt sind. Die Vorsprünge (42, 43) können die Form von Rippen, Mügel oder, wie in der Zeichnung gezeigt, Blättern haben. Vier Hügel (42,43) sind in der dargestellten Ausführung verwendet, jedoch kann die Anzahl sich in Abhängigkeit von der Kapazität der Sieb-vorrichtung, von den Siebeigenschaften der Fasersuspension und so weiter ändern. Die Flügel (42,43) verlaufen entlang dem zylindrischen Körper (23) und radial nach außen bis in die Nähe jedes Zylinders (30, 31), sodaß zwischen der freien äußeren Längskante jedes Flügels (42, 43) und der Innenseite des Siebzylinders (30, 31) ein geeigneter schmaler Raum gebildet wird, um sicher zu stellen, daß die Flügel (42, 43) sich entlang den zylindrischen Siebflächen der Siebzylinder (30,31) bewegen, ohne mit diesen während der Drehung der Rotorwelle (5) in Berührung zu kommen. In der dargestellten Ausführung verlaufen die Flügel (42,43) in den Bereichen der Siebzylinder (30,31) in axialer Richtung entlang der Rotorwelle (5). Wahlweise können die Flügel (42,43) in geeigneter Weise geneigt sein und schraubenförmig um die Rotorwelle (5) herum laufen, in -3-

Claims (7)

1. AT395 872 B welchem Falle sie so gerichtet sein sollten, daß sie die Fasersuspension in axialer Richtung und auch in radialer Richtung fördern. In dem ersten Siebabschnitt (9) können sich die Flügel (42) mit einer geeigneten Länge in den Einführabschnitt (8) erstrecken, wie es in der Zeichnung gezeigt ist, und sie können hierin, beginnend von dem ersten Siebabschnitt (9), eine abnehmende radiale Abmessung aufweisen. In dem Übergangsteil zwischen dem zweiten Siebabschnitt (12) und dem Einführabschnitt (8) ist die Rotorwelle (5) mit Flügeln (44) versehen, die so geneigt sind, daß sie eine Förderwirkung auf die Fasersuspension in Richtung auf den ersten Siebabschnitt (9) bewirken. Die Flügel (44) können mit sich verjüngenden Verlängerungen wie die Flügel (43) des zweiten Siebabschnittes (12) versehen sein, wie es in der Zeichnung gezeigt ist. Wahlweise können sie die gleiche oder im wesentlichen die gleiche und konstante radiale Abmessung wie diese Flügel (43) haben. Die geneigten Flügel (44) tragen dazu bei, die verbleibende Fasersuspension weiter zu bewegen, d. h. die axial den zweiten Siebabschnitt durchsetzende Fasersuspension in den Innenraum (27) des Einführabschnittes (8) und dann weiter in den ersten Siebabschnitt (9) zu bewegen. Gleichzeitig verhindern die geneigten Flügel (44) einen Rückwärtsstrom der eingeführten Suspension in das System, d. h. in die Siebkammer (37) des zweiten Siebabschnitts (12). Der Siebzylinder (31) kann in dem Bereich der geneigten Flügel (44) zweckmäßig dicht sein, wie es in der Zeichnung gezeigt ist Wahlweise können sich die Flügel (44) eine Strecke in den Einführabschnitt (8) hinein erstrecken. Nach einer anderen Abwandlung können sie sich von dem Ende des Siebzylinders (31) eine geeignete Strecke in den Einführabschnitt (8) hinein erstrecken. Die beschriebene Siebvorrichtung ist besonders geeignet für das Sieben von Zellstoffbrei mittlerer Konzentration, d. h. etwa 6 bis 15 %. Während des Betriebes ist die Siebvorrichtung vollständig mit der Fasersuspension gefüllt, die unter Druck durch die Siebvorrichtung strömt. Die Rotorwelle (5) wird so angetrieben, daß die Flügel (42, 43) eine Umfangsgeschwindigkeit von etwa 20 bis 25 m/sec annehmen. Die Flügel (42, 43) verlaufen somit entlang den zylindrischen, inneren Siebflächen der Siebzylinder (30,31) mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit, sodaß die Fasersuspension Scherkräften und Pulsationen unterworfen wird, die zu Turbulenzen führen. Die Fasersuspension wird durch diese Wirkunge in einen fluidisierten Zustand umgewandelt, das ist ein leicht fließender Zustand, in welchem sich die Fasern in Bezug aufeinander leichter bewegen können. Die beschriebene Siebvorrichtung bildet eine kompakte Einheit für ein doppeltes Sieben, das zuvor zwei getrennte Siebvorrichtungen erfordert hat, die je mit eigenen Antriebsvorrichtungen versehen sind. Die zugeführte Fasersuspension, das ist die eingeführte Suspension, strömt durch die Öffnungen (29) in der Trennwand (26) des Einführabschnitts (8) und weiter in die Siebkammer (36) des ersten Siebabschnitts (9), wo die mit dem Siebzylinder (30) zusammenwirkenden Flügel (42) die Fasersuspension so beeinflussen, daß diese fluidisiert wird, während gleichzeitig die Faserbündel aufgebrochen werden. Die von dem ersten Siebabschnitt (9) zurückgehaltene Fraktion wird durch den Auslaß (18) für die zurückgehaltene Fraktion einer Vorrichtung für besondere Behandlung zugeführt, während die erhaltene durchgelassene Fraktion durch das Rohr (22) in den Einlaßabschnitt (11) und weiter in den zweiten Siebabschnitt (12) für eine zweite gleichartige Siebung gefördert wird. Die zweite oder endgültige durchgelassene Fraktion wird durch den Auslaß (19) für die durchgelassene Fraktion gefördert und einer weiteren Behandlung in der Prozeßlinie zugeführt, während die von der zweiten Siebung zurückgehaltene Fraktion mit frischer Fasersuspension in dem Einführabschnitt (8) gemischt wird. PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Sieben einer Zellulosefaserbrei-Suspension, bestehend aus einem langgestreckten Gehäuse und einer sich durch das Gehäuse erstreckenden Rotorwelle, wobei das Gehäuse einen Einführabschnitt aufweist, aus wenigstens einem ersten Siebabschnitt und einem zweiten Siebabschnitt, von denen jeder ein auf der Rotorwelle montiertes Rotorelement und einen mit diesem zusammenwirkenden Siebzylinder enthält, welcher eine äußere Kammer für die durchgelassene Fraktion und eine innere Siebkammer abgrenzt, und einem Abschnitt für die zurückgehaltene Fraktion für die Austragung der beim Sieben zurückbleibenden Fasersuspension aus der Vorrichtung, wobei der Einführabschnitt mit der Siebkammer des ersten Siebäbschnitts verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführabschnitt (8) zwischen dem ersten Siebabschnitt (9) und dem zweiten Siebabschnitt (12) angeordnet ist, wobei die Siebabschnitte (9,12) mit einem entsprechenden axialen Abstand voneinander angeordnet sind, daß die Siebkammer (36) des ersten Siebabschnitts (9) mit dem benachbarten Abschnitt (10) für die zurückgehaltene Fraktion verbunden ist, daß das Gehäuse (1) einen Einlaßabschnitt (11) enthält, der am Ende des zweiten Siebabschnitts (12) angeordnet ist und von dem Einführabschnitt (8) weggewandt ist, sodaß ein Innenraum (39) des Einlaßabschnitts (11) mit der Siebkammer (37) des zweiten Siebabschnitts (12) verbunden ist, daß die Kammer (34) für die durchgelassene Fraktion des ersten Siebabschnitts (9) mit dem Innenraum (39) des Einlaßabschnitts (11) über wenigstens ein außerhalb des Gehäuses (1) verlaufendes Verbindungselement (20,22,21) verbunden ist, um die in dem Siebabschnitt (9) abgesiebte Fasersuspension in den zweiten Siebäbschnitt (12) zu übertragen, und daß die Siebkammer (37) des zweiten Siebabschnitts -4- AT 395 872 B (12) für die Zirkulation der verbleibenden, die Siebkammer (37) axial durchsetzenden Fasersuspension mit dem benachbarten Einführabschnitt (8) verbunden ist, wobei die Kammer (35) für die durchgelassene Fraktion des zweiten Siebabschnitts (12) wenigstens einen Auslaß (19) für das Austragen der abgesiebten Fasersuspension besitzt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführabschnitt (8) eine zylindrische Zwischenwand (26) enthält, die konzentrisch zur Rotorwelle (5) angeordnet ist und Öffnungen (29) für die Fasersuspension besitzt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (26) den gleichen oder im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Siebzylinder (30,31) hat.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Übergang oder in der Nähe des Überganges zwischen dem zweiten Siebabschnitt (12) und dem Einführabschnitt (8) die Rotorwelle (5) mit geneigten Flügeln (44) versehen ist, welche auf die Fasersuspension eine Förderwirkung in Richtung auf den ersten Siebabschnitt (9) ausüben.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rotorelement (40, 41) mehrere Flügel (42, 43) oder dergleichen enthält, die entlang der Rotorwelle (5) und von dieser radial nach außen verlaufen, sodaß die äußere Längskante der Flügel (42, 43) nahe an der Siebfläche der Siebzylinder (30, 31) liegt, ohne diese zu berühren.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (8 bis 12) durch radiale ringförmige Trennwände (13 bis 16) voneinander getrennt sind, an denen die Siebzylinder (30, 31) und die Trennwand (26) befestigt sind.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem geschlossenen Drucksystem montiert ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -5-