DE3617871A1 - Vorrichtung zum absieben von zellstoff bzw. papierbrei - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Absieben von Zellstoff bzw. Papierbrei

Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung zum Absieben von Fasersuspensionen, insbesondere von Zellstoffasern oder Faserpapierbreien, die aus Pflanzenmaterial hergestellt sind. Die Vorrichtung ist insbesondere geeignet zum Absieben innerhalb des sogenannten mittleren Konsistenzbereiches, das ist etwa 6 bis 15 Prozent, vorzugsweise etwa 8 bis 12 Prozent Trockensubstanz.

'./ Um in der Lage zu sein, Fasersuspensionen mit mittlerer Konsistenz wirksam abzusieben, muß man eine Siebart verwenden, die Schwingungen und Scherkräfte in der Suspension erzeugt, so daß die Suspension aufgewirbelt wird, d.h. in eine leicht strömende Form umgewandelt wird, so daß die Fasern sich relativ zueinander bewegen können. Dadurch ist es mit Hilfe der Siebung möglich, Teilchen verschiedener Größen, verschiedener Form oder verschiedenen Gewichts voneinander zu trennen.

Viele Siebarten sind mit feststehenden perforierten Siebplatten versehen und enthalten einen nahe der Siebplatte bewegbaren Rotor, welcher das Absieben durch Erzeugung von Impulsen in dem Siebmedium erleichtert. Ein solches Sieb ist z. B. in der kanadischen Patentschrift Nr. 9 55 563 gezeigt.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich in wesentlichen Teilen von den vorbekannten Siebanordnungen. Die Erfindung wird im folgenden im einzelnen näher erläutert.

\,\j Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer wirksamen, einfachen und dadurch kostengünstigen Siebart, die insbesondere für Suspensionen mittlerer Konsistenz geeignet ist. Die

Suspension kann aus einem Papierfaserbrei bzw. Zellstoffasern in der Zelluloseindustrie bestehen, das sind Fasern und andere Trockensubstanzen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind. Es kann sich um eine chemische Pulpe oder eine Hochertragspulpe, das ist eine sogenannte mechanische Pulpe, beispielsweise TMP, CTMP oder dergleichen.

Durch die Erfindung wird ferner ein Absieben einer oder wahlweise mehrerer durchgelassener Fraktionen mit einer Größenverringerung der auszutragenden, aussortierten Fraktion an den Siebauslässen in ein und derselben Siebvorrichtung erreicht. Ein Sieb mit einer Absiebung von mehr als einer durchgelassenen Fraktion ist an sich in der deutschen Patentanmeldung P 36 06 447.5 beschrieben.

Durch die Erfindung wird ferner ein Mahlen der auszutragenden, aussortierten Fraktion innerhalb einer Siebanordnung erreicht, während dies üblicherweise in einer getrennten, nachfolgenden Behandlung der auszutragenden, aussortierten Fraktion erfolgt. Durch die Erfindung werden sowohl Energie als auch Kapitalkosten gespart.

Durch die Erfindung wird ferner eine Siebanordnung geschaffen, die durch starkes Aufrühren der Pulpe mittlerer Konsistenz zu Fließbedingungen aus der gleichen eingeführten Suspension eine Absiebung einer ersten durchgelassenen Fraktion, einer zweiten durchgelassenen Fraktion, einer dritten durchgelassenen Fraktion u.s.w. ermöglicht, worauf die verbleibende aussortierte Fraktion gemahlen und ausgetragen wird.

W Die Erfindung wird nunmehr im einzelnen in Verbindung mit der Zeichnung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, beschrieben. Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine Siebvorrichtung mit einem trommeiförmigen Rotor mit zwei Auslassen für die durchgelassenen Fraktionen und mit einer Mahlzone am Auslaß.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, das allgemein die Form eines Zylinders mit Stirnwänden 12 und 13 haben kann. Das Gehäuse 1 ist an einem Ende mit einem Einlaß 2 für die zu siebende Suspension, d.h. die eingeführte Suspension, versehen, während es am anderen Ende mit einem Auslaß 3 für die sogenannte auszutragende, aussortierte Fraktion versehen, das ist das, was nach dem Absieben der durchgelassenen Fraktion übrigbleibt und das in diesem Falle durch die Auslässe 4 und 5 verläßt. Innerhalb des Gehäuses ist ein zylindrisches Sieb 6 angeordnet, und zwar in einem geeigneten Abstand von dem zylindrischen Teil des Gehäuses, so daß zwischen dem Gehäuse 1 und dem Sieb 6 eine Kammer 7, 11 zum Absieben von Material gebildet ist. Diese Kammer wird begrenzt durch die Ringe 8 und 9 an den Enden der Vorrichtung und durch den Ring 10 in der Mitte der Vorrichtung, wodurch die Kammer für die durchgelassene Fraktion in zwei Teile 7 und 11 unterteilt ist, die je mit einem Auslaß 4, 5 versehen sind. Eine Welle 20 verläuft konzentrisch durch das Gehäuse 1. Sie ist an einem Ende mit einer geeigneten Antriebsvorrichtung 21 versehen. Die Welle ist in den Gehäusestirnwänden durch Lager und Dichtungsvorrichtung 22 und 23 gehalten. An der Welle ist ein zentrisch angeordneter Rotationskörper 24 befestigt, der einen geringeren Durchmesser hat als der Siebzylinder, so daß zwischen dem zentrischen Körper 24 und dem Siebzylinder 6 ein Spalt gebildet ist. In diesem Spalt befinden sich am zentrischen Körper angeordnete Flügel oder Rippen 25, die sich im wesentlichen axial entlang der Vorrichtung erstrecken, und die sich in radialer Richtung vom zentrischen Körper 24 in Richtung auf die Siebplatte 6 erstrecken, jedoch ohne diese zu berühren. In einigen Fällen können diese Rippen auch vorteilhafterweise etwas gekrümmt oder schraubenlinienförmig geformt sein. Im vorliegenden Falle sind nur zwei Flügel oder Rippen 25 gezeigt. Die Anzahl solcher Rippen hängt aber von der Größe der Maschine und den Siebeigenschaften der Suspension u.s.w. ab. Im Normalfall können sechs Rippen um den Umfang verteilt angeordnet sein. Am Auslaßende der Vorrichtung kann man, wie in diesem Falle gezeigt,

den Rotationskörper 24 mit einer Art Flügel oder Schaufeln versehen, die sich nach auswärts gegen den Auslaß 3 für die auszutragende, aussortierte Fraktion in eine sogenannte Auslaßzone oder Pumpzone erstrecken·. Zwischen der letzten Siebzone 7 und dem Auslaßteil ist die Vorrichtung mit einer Mahlzone 27 versehen, die im wesentlichen aus zwei konzentrischen Ringen 28, 29 besteht, von denen ein Ring 28 an dem bewegbaren zentrischen Körper 24 befestigt ist, während der andere Ring an dem stationären Gehäuse 1 oder, wie in diesem Fall, an dem Ring 9 befestigt ist. Die Ringe 28 und 29 haben verschiedene Durchmesser, wodurch ein Spalt zwischen ihnen gebildet wird, welcher die Mahlzone 27 darstellt. In dieser Mahlzone sind der Außenumfang des beweglichen Ringes 28 bzw. der Innenumfang des stationären Ringes 29 mit einer Art geeigneter Nuten, Rippen oder dergleichen versehen, um ein Aufspalten oder Mahlen der die Mahlzone durchsetzenden auszutragenden, aussortierten Fraktion zu bewirken. Die radiale und axiale Abmessung der Mahlzone wird durch die Durchmesser bzw. die Breiten der Ringe bestimmt. Um den gewünschten Mahlgrad zu erreichen, sollten die Ringe austauschbar sein, was auch bei Abnutzung von Vorteil ist. Der Klarheit wegen sind in der Figur Pfeile dargestellt, die folgende Bedeutung haben: Der Pfeil 30 stellt die eingeführte Suspension dar, beispielsweise eine Suspension, die abgesiebt werden soll. Der Pfeil 31 stellt die durchgelassene Fraktion Nr. 1 dar, während der Pfeil 32 die durchgelassene Fraktion Nr. 2 darstellt. Der Pfeil 33 stellt die verbleibende ausgetragene bzw. aussortierte Fraktion dar.

Die Funktion der Vorrichtung ergibt sich aus der obigen Beschreibung. Hinzugefügt v/erden kann, daß das Sieb natürlich andere Formen als die in der Zeichnung dargestellte Form haben kann. Das Sieb kann z.B. kürzer gemacht werden, so daß beide Lager 22 und 23 auf einer,Seite angeordnet sind, d.h. in größter Nähe zum Motorantrieb. In anderen Fällen kann es vorteilhaft sein, sowohl den Rotor als auch das Sieb in Längsrichtung konisch auszubilden. Eine solche Ausbildung der Form ändert

Araber nichts am Hauptzweck der Erfindung. In der Zeichnung sind für die durchgelassene Fraktion zwei Auslässe gezeigt. Die Siebkammer der Vorrichtung kann leicht durch Einsatz mehrerer ringförmiger Zwischenwände 10 in weitere Teile unterteilt werden, wobei jede Kammer für eine durchgelassene Fraktion mit einem Auslaß verbunden ist. Wahlweise kann eine einzige Siebkammer erreicht werden, in dem alle Zwischenwände entfernt werden.

Die Mahlzone kann auch konisch ausgebildet sein anstatt, wie in der Figur gezeigt, in axialer Richtung zu verlaufen. Es können die Ringe 28 und 29 auch mit geneigten Außen- bzw. Innenflächen ausgebildet werden,so daß die axiale Fläche der Mahlzone einen Winkel mit der Welle der Vorrichtung bildet. Dadurch wird es ermöglicht, die öffnung des Mahlspaltes durch Einstellung des gesamten Rotorteiles der Vorrichtung in axialer Richtung zu justieren. Natürlich kann die gleiche Justiermöglichkeit erreicht werden, wenn die Ringe nebeneinander angeordnet werden, so daß der obengenannte Winkel 90 Grad beträgt, d.h.,daß der Mahlspalt in radialer Richtung statt in axialer Richtung wie in der Figur verläuft.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet normalerweise mit überatmosphärischem Druck. Die Perforation der Siebplatte ist für die gewünschte Absiebung geeignet ausgebildet. Sie kann aus Löchern oder Schlitzen bestehen. Die Perforation kann in gewissen Fällen in jeder Siebzone unterschiedlich sein, so daß es möglich ist, auch in diesem Falle abhängig von gegebenen Notwendigkeiten ein unterschiedliches Siebresultat zu erhalten.

Bezüglich der Rotorumdrehungszahl und des Energieverbrauchs kann erwähnt werden, daß bei einem praktischen Versuch mit einem Sieb, das allgemein gemäß der Zeichnung hergestellt worden ist, während des Absiebens einer Pulpe mit mittlerer Konsistenz die Rotorgeschwindigkeit 1500 U/min, betrug, während die Leistung des Motors 250 kW betrug. Die Menge an abgesiebter

Pulpe betrug etwa 6t pro Stunde. Die Rotorumdrehungszahl mußte so hoch gewält werden, damit die abzusiebende Pulpe während der Bewegung der Rotorblätter durch die Pulpe aufgewirbelt wurde. Indem erwähnten Beispiel betrug die Geschwindigkeit der Rotorblätter etwa 20 bis 25 m/sec. Durch die starke Turbulenz in der Kammer für die auszutragende, aussortierte Fraktion wurde eine beträchtliche Verringerung der Faserbündel erreicht. Wenn statt wie in üblicher Weise, ein getrennter Abscheider für die ausgetragene, aussortierte Fraktion installiert worden wäre, kann angenommen werden, daß die notwendige Energie mehr als zwei-bis dreimal so viel wie im vorliegenden Fall betragen hätte. Für den Fall, daß man wünscht, einen Abscheider für die ausgetragene, aussortierte Fraktion für die weitere Verringerung von Faserbündeln nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu installieren, so wird dieser mit beträchtlich verringertem Energieverbrauch gegenüber der üblichen Anordnung arbeiten, weil eine erste Mahlung bereits in der vorliegenden Siebanordnung stattgefunden hat. Es hat sich auch gezeigt, daß die Siebflügel 26 am Auslaß für die auszutragende, aussortierte Fraktion eine gewisse Verringerung der Faserbündel bewirkt. Die Fasermateriälkonzentration, die am Einlaß der Siebvorrichtung im mittleren Konsistenzbereich von 6 bis 12 Prozent betragen kann, ist während des Durchganges durch das Sieb auf etwa 15 bis 20 Prozent konzentriert worden, was ein Vorteil für die Mahlung der auszutragenden, aussortierten Fraktion darstellt. Nach dem Durchgang durch den Mahlspalt kann die Pulpe durch eine geeignete Vorrichtung etwas verdünnt werden, so daß es für die Auslaßflügel 26 (Pumpenrad) der Vorrichtung möglich wird, die Pulpe weiter durch den Auslaß zur nächsten Behandlungsstation zu pumpen.

Es ist somit durch die Erfindung möglich gev,^Torden, eine sehr flexible Siebvorrichtung herzustellen, die viele technische und wirtschaftliche Vorteile in einem modernen Herstellungsverfahren von Hochertrags- und auch Niederertrags-Zellstoffen bzw. Papierbreien ergibt.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Absieben von Zellstoff bzw. Papierbrei mit vorzugsweise mittlerer Konsistenz, bstehend im wesentlichen aus einem geschlossenen Gehäuse (1) mit einem Einlaß

(2) für die eingeführte Suspension an einem Ende, mit einem Auslaß (3) für die auszutragende, aussortierte Fraktion in einem Abstand davon und mit wenigstens einem dazwischen angeordneten Auslaß (4, 5) für die durchgelassene Fraktion und mit einem in dem Gehäuse drehbar angeordneten zylindrischen Rotor (24) mit äußeren Rippen (25), die sich während der Drehung des Rotors nahe an einer Siebplatte (6) mit geeigneten Sieblöchern und mit einer Kammer für die durchgelassene Fraktion vorbebewegen, wobei diese Siebfläche in zwei oder mehr Teile unterteilt ist, die an der Rückseite je mit einer Kammer für die durchgelassene Fraktion versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der letzten Kammer für die durchgelassene Fraktion eine Mahlzone (27) vorgesehen ist, welche das verbleibende Fasermaterial, das ist die auszutragende, aussortierte Fraktion, durchsetzen muß, bevor es eine Pumpzone innerhalb des Gehäuses (1) erreicht, von welcher aus das auszutragende Material mit Hilfe von durch den Siebrotor (24) angetriebenen Pumpfvorrichtungen (26) durch den Auslaß

(3) ausgetrieben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlzone (27) zwischen zwei konzentrischen Ringen (28, 29) gebildet ist, von denen einer (28) bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (28, 29) auf den einander zugekehrten Seiten mit geeigneten Nuten, Rippen oder dergleichen versehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlzone eine axiale, konische oder radiale Erstreckung aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen den Ringen (28, 29) einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach Anpsruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpzone mit einer Vorrichtung zum Verdünnen des Fasermaterials versehen ist.