CN103547733B - 纤维分选 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从纤维悬浮液中分离长纤维的方法。在此实现尽可能简单的挑选长纤维的方法是，将纤维悬浮液的射束(1)指向转子的转子叶片(2)上，其中，射束方向与转轴线(3)成小于45°的角度并且粘附在转子叶片(2)上的较长的纤维由于离心力从转子叶片(2)甩落并且单独地收集。

Description

纤维分选

技术领域

本发明涉及一种用于从纤维悬浮液中分离长纤维的方法。

本发明还涉及一种用于从纤维悬浮液中分离长纤维，尤其是用于执行该方法的设备，其具有带有转子叶片的转子。

背景技术

在由木材制备新的纤维悬浮液时或在将回收的纸转变为纤维悬浮液时，纤维通常具有十分不同的长度。因此，有利的是将短纸浆纤维与长纸浆纤维分离，这首先是为了可以制造不同质量的纸页。

一般在此的目的是，一方面获得主要包含短纤维的短纤维馏分，其平均长度的数量级为小于1毫米，另一方面获得主要含有长纤维的长纤维馏分，其均匀长度的数量级为大于1.5毫米。

同样可能感兴趣的是获得包含长纤维并且例如不含矿物质的长纤维馏分。

但在大多情况下，利用这种装置来这样地制备旧纸纤维原浆，使得它作为原浆又可以用于制造纤维料幅。

混合的旧纸通常由不同种类的纸构成并且具有相比新鲜纸浆相对宽的纤维长度范围。

为此，由DE2018510已知，将纤维悬浮液喷射到孔网上，但其中，孔易于堵塞。

因此，在WO01/29297中建议，将网元件沿着喷嘴伸展。在此，网元件由沿网的运动方向延伸的金属线或类似物形成。喷嘴位于网元件的环的外部。

这在分馏效果方面仍是不尽如人意的。

在分馏方法方面的改进可以通过WO2010/018120实现，其中，圆柱形的网元件具有由杆形成的分选缝。但制造成本和借助清洁喷嘴保持分选缝通畅的能量需求是相对较高的。

相似地情况是，应当通过冲洗分离纤维悬浮液不期望的组分。

就本发明而言，概念纤维悬浮液也是含有纤维的过程水或废水，其中，纤维的回收很重要。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题，尽可能简单并且有效地实现长纤维的分选。

按本发明，该技术问题如下地解决：纤维悬浮液的射束指向转子的转子叶片，其中，射束方向与转轴线成小于45°的角度并且粘附在转子叶片上的较长的纤维由于离心力从转子叶片上甩落并且单独地收集。

与网一般的使用相比，在按本发明的用于从纤维悬浮液中分离长纤维馏分的方法几乎不会有堵塞的风险。因此，本发明也适合用于处理具有物质稠度不超过3.5％，优选至3.5％的纤维悬浮液。

此外，该方法是非常高效的，因为主要仅长的纤维粘附在转子叶片上并且聚集，在转子叶片上径向向外滑下来并且从该处甩落。

为这能围绕转轴线尽可能均匀地进行，纤维悬浮液的射束的射束方向应当大致平行于转子的转轴线延伸。

在此有利的是，纤维悬浮液的射束在击中转子叶片之前加速。这种加速导致纤维沿流动方向定向，这有助于通过转子叶片捕集长纤维。

此外，已表明有利的是，纤维悬浮液的射束的速度在击中转子叶片时处于3到20m/s之间和/或转子叶片的圆周速度处于10到70m/s之间。优选在20到40m/s之间。以这种方式确保，尽可能仅长的纤维粘附在转子叶片上，其中，已分离的长纤维所占的份额可以通过增大圆周速度而增大。

为了不影响长纤维的径向滑出及甩落，纤维悬浮液的射束应当至少主要，优选仅仅在转子叶片的径向内部区域上延伸。

因此，尤其在纤维悬浮液的射束具有环形的、包围转子的转轴线的横截面时可以实现转子叶片广泛的利用。在此有利的是，环形的纤维悬浮液的射束的环厚度为1到5mm之间。

就按本发明的设备而言重要的是，纤维悬浮液的射束指向转子的转子叶片上，其中，射束方向与转轴线所成的角度小于45°，转子叶片具有沿旋转方向指向的叶片边缘并且在转子叶片的甩落区域内设有用于从转子叶片甩落的、较长的纤维的收集室。

在此叶片边缘应当有助于将长纤维馏分收集、聚集并且甩落到收集室中。因此有利的是，叶片边缘具有0.2到2mm之间的厚度。

为了确保纤维悬浮液的短纤维和填料尽可能毫无困难地从转子叶片旁流过，有利的是，转子叶片具有扁平的，优选沿旋转方向延伸的横断面或沿旋转方向具有楔形的横截面，其中，楔形尖沿旋转方向指向并且形成叶片边缘或设计成金属线或柔性的丝线。

与转子叶片的外形无关地，有助于长纤维的径向滑出直至沿叶片边缘的甩落的是，叶片边缘径向向外地至少在一个区段，优选至少最外部的区段相对半径逆着旋转方向倾斜地延伸，其中，在该倾斜的区段和半径之间的角度应当处于30°到70°之间。

在转子叶片的前边缘不尖锐，而具有一定的圆度时，转子叶片的作用还可以提高，这例如可以通过电解抛光而产生。

为了对称的结构，纤维悬浮液的射束的射束方向应当大致平行于转子的转轴线延伸。这能够使纤维悬浮液的射束设计成环形的并且与转子共轴地导引。

此外，射束应当通过加速射束的喷嘴指向转子叶片上。在此有利的是，在喷嘴和转子叶片之间的距离小于20mm，优选小于10和尤其是小于5mm。

喷嘴出口和转子叶片之间很小的距离保证，由于射束在喷嘴内的加速保持了纤维直至击中转子叶片都沿流动方向尽可能充分地强化取向。

在此就效率而言已证明有利的是，转子叶片才长度为5到30mm之间，优选10到20mm之间和/或转子通过转子叶片扫过的圆面的直径在300到1500mm之间。

附图说明

下列通过多个实施例进一步阐述本发明。附图中：

图1：是通过分选设备的简略的横截面；

图2和图3：是具有不同转子叶片2的转子的俯视图；

图4至图6：是通过不同转子叶片2的横截面。

具体实施方式

如在图1中可见，在用于从用于制造纤纸幅面的纤维悬浮液中分离主要含有较长的纤维的长纤维馏分的分选设备中，环形的纤维悬浮液的射束1通过设置在喷嘴中央的成形体8形成并且指向转子的转子叶片2。

在故障或停机时，在从外部限定射束1边界的喷嘴壳体13和成形体8之前的缝隙增大。这在图1中所示的实施例中简单地通过喷嘴壳体13逆着流动方向的移动实现。这应当防止缝隙被纤维堵塞。

成形体8在此促使纤维悬浮液1的流速增大并且因而使纤维沿流动方向强化地取向，这有助于通过转子叶片2捕集长纤维。为了纤维的取向不会过强地失去，射束从喷嘴中的出口和转子叶片2之间的距离为仅5mm。

转子在此由布置在下方的马达9驱动。在此，纤维悬浮液的射束的射束方向与转子的轴线3一致，其中，纤维悬浮液的射束1的速度在击中转子叶片2时处于3到20m/s之间，转子叶片2的圆周速度处于20到40m/s之间。若提高通过转子叶片2划分的长纤维所占的份额，则为此要提高转子叶片2的圆周速度。

在截断纤维悬浮液的射束1时，大多数的长纤维保持挂在转子叶片2上。它可以在该处聚集并且由于离心力而在转子叶片2上径向向外游移，然后甩落。

为了使甩落不受纤维悬浮液的射束1影响，纤维悬浮液的射束1仅指向转子叶片2的径向内部部分，其中，环的厚度在1到5mm之间，并且转子叶片2的长度在10到20mm之间。

此外，转子通过转子叶片2扫过的圆面的直径为300到1500mm之间，这即使在与力求达到的流速有关的环形的纤维悬浮液的射束1中也保证了足够的生产能力。

因为环形的纤维悬浮液的射束1与转轴线3共轴地布置，所以获得最佳的和均匀的作用。为了收集从转子叶片2甩落的长纤维(长纤维馏分)，围绕转子在相应的甩落区域内延伸有收集室6。纤维悬浮液的剩余物经过转子叶片2并且于其下方收集在收集槽10中并且排出。

为了有助于在截断纤维悬浮液的射束1时俘获长纤维，转子叶片2具有电解抛光的表面和厚度就射束方向而言在0.2到2mm之间的叶片边缘5。

以特别简单的形状，转子叶片2按图2可以由金属线形成，金属线在此虽然直线地延伸，但相对于半径逆着旋转方向4成一个角度12地倾斜。通过叶片边缘5的倾斜，粘附在叶片边缘5上的长纤维可以更容易地径向向外滑动并且从此处飞入收集室6。

与此相对，图3示出转子叶片2通过其位于径向内部的端部和径向内部走向的转子环11彼此连接的可能性。以此方式，转子叶片2可以与转子环11共同地相对成本低廉地由板件制成，其中，板厚处于0.2到2mm之间，转子叶片2沿旋转方向4的宽度处于1到5mm之间。

在此，转子叶片2，如在图5中所示，可以具有扁平的且沿旋转方向4延伸的横断面。

但作为备选也可行的是，转子叶片2与图4相应地沿旋转方向4具有楔形的横截面，其中，楔形尖沿旋转方向4指向并且形成叶片边缘5。

该横截面也使较短的纤维更容易通过转子叶片2。

为使长纤维更容易径向向外滑动，叶片边缘5，如图6所示，可以径向向外观察沿纤维悬浮液的射束1的射束方向倾斜。

在优选的实施方式中，多个按本发明的分选设备也可以使用共同的转轴线并因此也使用共同的驱动器9。在此这些分选设备可以串联或并联地工作。

Claims (31)

1.一种用于从纤维悬浮液中分离长纤维的方法，

其特征在于，所述纤维悬浮液的射束(1)指向转子的转子叶片(2)，其中，射束方向与转子的转轴线(3)成小于45°的角度并且粘附在所述转子叶片(2)上的较长的纤维由于离心力从所述转子叶片(2)甩落并且单独地收集，同时纤维悬浮液中的短纤维、填料从转子叶片旁流过，以便实现长纤维的有效分选，并且纤维悬浮液的剩余物经过转子叶片(2)并且在转子叶片下方收集在收集槽(10)中并且排出。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮液的射束(1)的射束方向平行于所述转子的转轴线(3)延伸。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮液的射束(1)在击中所述转子叶片(2)之前加速。

4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，纤维悬浮液的射束(1)的速度在击中所述转子叶片(2)时处于3到20m/s之间。

5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转子叶片(2)的圆周速度处于10到70m/s之间。

6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，所述转子叶片(2)的圆周速度处于20到40m/s之间。

7.按权利要求5所述的方法，其特征在于，提高所述圆周速度以便增大所分离出的长纤维所占的份额。

8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮液的射束(1)至少仅仅在所述转子叶片(2)的径向内部区域上延伸。

9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，所述纤维悬浮液的射束(1)具有环形的、包围所述转子的转轴线(3)的横截面。

10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，环形的所述纤维悬浮液的射束(1)具有在1到5mm之间的环厚度。

11.一种用于从纤维悬浮液中分离长纤维的、用于执行按前述权利要求之一所述的方法的设备，该设备具有带有转子叶片(2)的转子，其特征在于，所述纤维悬浮液的射束(1)指向所述转子的所述转子叶片(2)上，其中，射束方向与转子的转轴线(3)成小于45°的角度，所述转子叶片(2)具有沿旋转方向(4)指向的叶片边缘(5)并且在所述转子叶片(2)的甩落区域内设有用于从所述转子叶片(2)甩落的较长的纤维的收集室(6)，同时纤维悬浮液中的短纤维、填料从转子叶片旁流过，以便实现长纤维的有效分选，并且纤维悬浮液的剩余物经过转子叶片(2)并且在转子叶片下方收集在收集槽(10)中并且排出。

12.按权利要求11所述的设备，其特征在于，所述纤维悬浮液的射束(1)的射束方向平行于所述转子的转轴线(3)延伸。

13.按权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述纤维悬浮液的射束(1)通过加速所述纤维悬浮液的射束(1)的喷嘴指向所述转子叶片(2)。

14.按权利要求13所述的设备，其特征在于，在所述喷嘴和所述转子叶片(2)之间的距离小于20mm。

15.按权利要求14所述的设备，其特征在于，在所述喷嘴和所述转子叶片(2)之间的距离小于10mm。

16.按权利要求14所述的设备，其特征在于，在所述喷嘴和所述转子叶片(2)之间的距离小于5mm。

17.按权利要求11所述的设备，其特征在于，所述转子叶片(2)的长度在5到30mm之间。

18.按权利要求17所述的设备，其特征在于，所述转子叶片(2)的长度在10到20mm之间。

19.按权利要求11所述的设备，其特征在于，所述转子通过所述转子叶片(2)扫过的圆面的直径为300到1500mm之间。

20.按权利要求11所述的设备，其特征在于，所述叶片边缘(5)的厚度为0.2到2mm之间。

21.按权利要求11所述的设备，其特征在于，所述转子叶片(2)具有扁平的的横断面。

22.按权利要求21所述的设备，其特征在于，所述转子叶片(2)具有沿旋转方向(4)延伸的横断面。

23.按权利要求11所述的设备，其特征在于，所述转子叶片(2)在旋转方向(4)上具有楔形的横截面，其中，所述楔形的尖端沿旋转方向(4)指向并且形成所述叶片边缘(5)。

24.按权利要求11所述的设备，其特征在于，所述转子叶片(2)设计成金属线。

25.按权利要求11所述的设备，其特征在于，所述叶片边缘(5)径向向外地至少在一个区段逆着所述旋转方向(4)倾斜。

26.按权利要求25所述的设备，其特征在于，所述区段至少是相对于所述叶片的半径最外部的区段。

27.按权利要求26所述的设备，其特征在于，在所述叶片边缘(5)的倾斜的区段和所述半径之间的角度(12)处于30°到70°之间。

28.按权利要求11所述的设备，其特征在于，所述转子叶片(2)设计成柔性的金属线。

29.按权利要求11所述的设备，其特征在于，所述转子叶片(2)是电解抛光的。

30.按权利要求29所述的设备，其特征在于，所述转子叶片(2)的前边缘是电解抛光的。

31.按权利要求11所述的设备，其特征在于，所述纤维悬浮液的射束(1)设计成环形的并且与所述转子共轴地导引。