[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung und Dispergierung eines Faserstoffes,
insbesondere eines Papierfaserstoffes, bei dem der Faserstoff über eine Stopfschnecke
und eine direkt an die Stopfschnecke anschließende Zuführschnecke einem Disperger
zur Dispergierung zugeführt wird. Sie betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
[0002] Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung sind z.B. aus der
AT 411 604 B bekannt. Hier wird die zu behandelnde vorentwässerte Faserstoffsuspension in einer
Schneckenpresse entwässert und über einen Schacht einer Stopfschnecke bzw. in weiterer
Folge einer Zuführschnecke einem Disperger zugeführt. Die Aufgabe einer Stopfschnecke
ist es, vor dem Disperger aus dem Faserstoff einen Propfen zu erzeugen, der als Dampfsperre
dient. Diese Dampfsperre ist notwendig, damit Dampf, der im Disperger oder einer Zuführschnecke
vor dem Disperger zugeführt wird, nicht in Richtung Schneckenpresse entweichen kann.
Die Vorentwässerung vor der Schneckenpresse erfolgt in der Regel durch Scheibenfilter,
Siebbandpressen, Scheibenpressen oder Trommeleindickern.
[0003] Die endgültige Entwässerung über die Schneckenpresse vor dem Disperger hat den Nachteil,
dass der erreichbare Entwässerungsgrad der Faserstoffsuspension begrenzt ist bzw.
können durch die Entwässerung in der Schneckenpresse Konsistenzschwankungen des Faserstoffes
nur schwer ausgeglichen werden. Es wäre daher wünschenswert, wenn man die Entwässerung
der Faserstoffsuspension vor der Dispergierung verbessern könnte, ohne jedoch zusätzlich
Energie aufwenden zu müssen.
[0004] Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem eine gegenüber dem
Stand der Technik verbesserte Entwässerung ermöglicht wird und dies bei gleichem Energieaufwand.
[0005] Das erfindungsgemäße Verfahren ist
dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstoff zuerst in einem Entwässerungsaggregat vor der Stopfschnecke vorentwässert
und danach in der Stopfschnecke zusätzlich entwässert wird.
[0006] Der Faserstoff wird zur Erzeugung des Pfropfens in der Stopfschnecke sehr stark zusammengepresst
bzw. komprimiert. Dieser Druck wird im Rahmen dieser Erfindung für eine zusätzliche
Entwässerung verwendet, ohne dass dabei zusätzliche Energie aufgewendet werden muss.
Im Idealfall kann gegenüber herkömmlichen Systemen sogar Energie eingespart werden.
Durch die zusätzliche Entwässerung in der Stopfschnecke kann der Trockengehalt erhöht
und Konsistenzschwankungen des Faserstoffes ausgeglichen werden. Beziehungsweise kann
eine eventuell vorgeschaltete Schneckenpresse kleiner und daher energiesparender ausgeführt
werden (geringerer Auslauftrockengehalt notwendig, da die Entwässerungsstopfschnecke
diesen auf den gewünschten Wert anheben kann).
[0007] In einer günstigen Ausführung des Verfahrens kann die Vorentwässerung des Faserstoffes
vor der Stopfschnecke mit einem Scheibenfilter durchgeführt werden, wobei ein direkt
nachfolgender Entwässerungsschritt mit der Stopfschnecke durchgeführt wird. Zwischen
dem Scheibenfilter und der Stopfschnecke werden also keine weiteren Entwässerungsschritte
durchgeführt. Eine Schneckenpresse vor der Stopfschnecke ist somit bei dieser Ausführung
nicht mehr vorgesehen, was zu erheblichen Energie- und Kosteneinsparungen führt.
[0008] Vorteilhafterweise wird der vorentwässerte Faserstoff über Entwässerungsöffnungen
in einem Stopfschneckengehäuse entwässert. Das anfallende Filtrat kann dann einfach
über eine Filtratwanne unter der Stopfschnecke aufgefangen werden.
[0009] Der vorentwässerte Faserstoff kann auch über Entwässerungsöffnungen in einer Stopfschneckenhohlwelle
entwässert werden. Das Filtrat kann dabei gut über die Hohlwelle abgeleitet werden.
Es ist natürlich auch denkbar, dass der Faserstoff von beiden Seiten, also über die
Entwässerungsöffnungen im Stopfschneckengehäuse und über die Entwässerungsöffnungen
in der Stopfschneckenhohlwelle entwässert wird.
[0010] Es ist vorteilhaft, wenn die Entwässerung in der Stopfschnecke im letzten Drittel
der Stopfschnecke durchgeführt wird, da im Endabschnitt der höchste Entwässerungsdruck
und somit die beste Entwässerungsleistung vorherrscht.
[0011] Es ist sinnvoll, wenn dem Faserstoff nach der Stopfschnecke Dampf, vorzugsweise im
Bereich der Zuführschnecke, zugeführt wird. Durch die Dampfzufuhr wird der Faserstoff
erwärmt und dadurch die Dispergierung im Disperger verbessert.
[0012] Gegenstand der Erfindung bildet auch eine entsprechende Vorrichtung zur Entwässerung
und Dispergierung eines Faserstoffes mit einer Stopfschnecke, einer Zuführschnecke
und einem Disperger, wobei die Stopfschnecke direkt mit der Zuführschnecke verbunden
ist und die Zuführschnecke direkt vor dem Disperger angeordnet ist. Erfindungsgemäß
weist bei dieser Vorrichtung die Stopfschnecke Entwässerungsöffnungen zur Entwässerung
des Faserstoffes auf, wobei vor der Stopfschnecke ein Entwässerungsaggregat zur Vorentwässerung
des Faserstoffes angeordnet ist.
[0013] In einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist das Entwässerungsaggregat
zur Vorentwässerung ein Scheibenfilter, wobei nach dem Scheibenfilter unmittelbar
die Stopfschnecke angeordnet ist. Vor der Stopfschnecke sind also keine weiteren Entwässerungsaggregate,
wie beispielsweise eine Schneckenpresse, angeordnet. Der Verzicht auf eine Schneckenpresse
führt zu erheblichen Energie- und Kosteneinsparungen.
[0014] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung sind die Entwässerungsöffnungen
im Stopfschneckengehäuse angeordnet. Dadurch sind die Entwässerungsöffnungen für Wartungs-
und Reinigungsarbeiten leicht zugänglich. Vorzugsweise sind dabei die Entwässerungsöffnungen
in dem Bereich des Stopfschneckengehäuses vorgesehen, in dem sich im Betrieb der Faserstoffpfropfen
bildet, da dort die höchsten Entwässerungsdrücke vorherrschen.
[0015] Es ist auch denkbar, dass die Entwässerungsöffnungen im Hohlwellenmantel der Stopfschneckenhohlwelle
angeordnet sind. Dadurch kann das Filtrat besonders einfach durch die Hohlwelle abgeführt
werden. Natürlich können die Entwässerungsöffnungen sowohl im Stopfschneckengehäuse
als auch in der Hohlwelle vorgesehen sein.
[0016] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Anlage nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 4 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Stopfschnecke;
[0017] Die gleichen Bezugszeichen aller Figuren bezeichnen die gleichen Bauteile.
[0018] In Fig. 1 ist eine Anlage nach dem Stand der Technik dargestellt. Hier wird der zu
behandelnde Faserstoff in einer Vorentwässerungseinrichtung 11 1 vorentwässert und
einer Schneckenpresse 7 zur weiteren Entwässerung zugeführt. Die Vorentwässerungseinrichtung
11 kann durch einen Scheibenfilter 11' oder durch eine Siebbandpresse, eine Scheibenpresse
oder einen Trommeleindicker gebildet werden. Die Schneckenpresse 7 wird über den Schneckenpressenantrieb
8 angetrieben. Anschließend fällt der entwässerte Faserstoff durch den Schacht 6 in
die darunter befindliche Stopfschnecke 1. Die Stopfschnecke 1 wird über den Stopfschneckenantrieb
5 angetrieben. In der Stopfschnecke 1 wird der Faserstoff komprimiert, sodass sich
insbesondere im Endbereich der Stopfschnecke ein gasdichter Faserstoffpfropfen 10
bildet, der als Dampfsperre dient. Die Bildung dieses Faserstoffpfropfens 10 wird
durch das konische Stopfschneckengehäuse 13, welches sich zum Stopfschneckenende hin
verjüngt, begünstigt. Die Dampfsperre ist notwendig, damit Dampf, der im Disperger
2 oder in der Zuführschnecke 9 zugeführt wird, nicht in Richtung Schneckenpresse 7
entweichen kann. Nach der Stopfschnecke 1 folgt die Zuführschnecke 9, die den Faserstoff
dem Disperger 2 zuführt. Die Zuführschnecke 9 kann dabei im Einlaßbereich spezielle
Krallen oder Dorne aufweisen, die den aus der Stopfschnecke 1 kommenden Faserstoffpfropfen
10 aufraspeln, damit eine möglichst rasche Aufheizung der dabei entstandenen Faserflocken
ermöglicht wird. Über die Leitungen 15 und 15' wird Dampf in die Zuführschnecke 9
eingeleitet, sodass der Faserstoff direkt vor dem Disperger 2 erhitzt wird. Die Zuführschnecke
9 ist somit auch eine Heiz- und Mischeinrichtung. Für Wartungsarbeiten kann der Disperger
2 durch wegschwenken der Zuführschnecke 9 geöffnet werden. Die strichpunktierte Darstellung
zeigt die weggeschwenkte Zuführschnecke 9'.
[0019] Der Disperger 2 ist über ein Dispergergetriebe 3 mit dem Motor 4 verbunden.
[0020] Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Stopfschnecke
1 ist dabei wie in Figur 1 nach einer Vorentwässerungseinrichtung 11 und einer Schneckenpresse
7 angeordnet und befindet sich direkt vor der Zuführschnecke 9 und ist mit dieser
direkt verbunden. Die Zuführschnecke 9 ist wiederum direkt mit dem Disperger 2 verbunden
und kann auch Zuführeinrichtungen 15, 15' für Dampf aufweisen. Der Dampf kann natürlich
auch direkt im Disperger 2 zugeführt werden. Wesentlich bei dieser erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist, dass die Stopfschnecke 1 Entwässerungsöffnungen 12, 12' zur Entwässerung
des Faserstoffes aufweist. Die Entwässerungsöffnungen 12 befinden sich dabei im Stopfschneckengehäuse
13. Im vorliegenden Beispiel weist die Stopfschnecke 1 eine Stopfschneckenhohlwelle
14 auf, wobei im Hohlwellenmantel 16 ebenfalls Entwässerungsöffnungen 12' vorgesehen
sind. Das Wasser bzw. das Filtrat kann dabei über die Stopfschneckenhohlwelle 14 aus
der Stopfschnecke 1 abgeleitet und über die Entwässerungsleitung 18 abgeführt werden.
Das Filtrat aus den Entwässerungsöffnungen 12 des Stopfschneckengehäuses 13 wird über
den Auffangbehälter 19 aufgefangen und abgeführt.
[0021] In Fig. 2 sind die Entwässerungsöffnungen 12, 12' über die gesamte Länge des Stopfschneckengehäuses
13 und der Stopfschneckenhohlwelle 14 angeordnet. Es ist aber auch denkbar, dass sich
die Entwässerungsöffnungen 12, 12' vorzugsweise im letzten Drittel bzw. im Bereich
der Stopfschnecke 1, in dem sich der Faserstoffpfropfen 10 bildet, befinden. Dies
ist vorteilhaft, da dort die höchsten Entwässerungsdrücke vorherrschen.
[0022] Im Betrieb wird der Faserstoff nach einer Vorentwässerung in der Vorentwässerungseinrichtung
11 vorentwässert und einer Schneckenpresse 7 zur weiteren Entwässerung zugeführt.
Der teilweise entwässerte Faserstoff fällt danach über den Schacht 6 in die Stoffschnecke
1, in der ein Faserstoffpfropfen 10 bei gleichzeitiger weiterer Entwässerung gebildet
wird. Das in der Stopfschnecke 1 anfallende Filtrat wird über die Entwässerungsöffnungen
12 im Stopfschneckengehäuse 13 und über die Entwässerungsöffnungen 12' in der Stopfschneckenhohlwelle
14 abgeführt. Die Entwässerung in der Stopfschnecke 1 kann dabei über das Ventil 17
gesteuert werden. Nach dem Ventil 17 kann auch eine Vakuumvorrichtung zur Unterdruckerzeugung
vorgesehen sein. Die Entwässerung in der Stopfschnecke 1 wird dabei durch die Saugwirkung
in der Stopfschneckenhohlwelle 14 bzw. im Auffangbehälter 19 unterstützt.
[0023] Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Der Aufbau ist dem in Fig. 2 ähnlich, jedoch ist die Vorentwässerungseinrichtung 11
direkt mit der Stopfschnecke 1 verbunden. Eine Entwässerungsschnecke 7 ist nicht mehr
vorgesehen, da durch die Kombination der Vorentwässerungseinrichtung 11 mit der Stopfschnecke
1 ein ausreichender Trockengehalt des Faserstoffes erreicht werden kann. Als Vorentwässerungseinrichtungen
11 kommen beispielsweise Scheibenfilter 11', Siebbandpressen, Scheibenpressen oder
Trommeleindickern in Frage.
[0024] Ein Scheibenfilter 11' mit vakuumunterstützter Entwässerung gemäß der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2008 022 206 A1 eignet sich besonders gut als Vorentwässerungseinrichtung 11, da sich mit diesem
Scheibenfilter 11' besonders hohe Trockengehalte erreichen lassen.
[0025] In Fig. 4 ist ein Schnitt durch die erfindungsgemäßen Stopfschnecke 1 dargestellt.
Man erkennt dabei deutlich die Entwässerungsöffnungen 12' im Hohlwellenmantel 16 der
Stopfenschneckenhohlwelle 14. Auf der Stopfenschneckenhohlwelle 14 ist die Schnecke
20 zur Förderung und Komprimierung des Faserstoffes befestigt. Der Faserstoffpfropfen
10 wird im Bereich zwischen der Stopfenschneckenhohlwelle 14 und dem Stopfenschneckengehäuse
13 gebildet. Die Entwässerungsöffnungen 12 im Stopfenschneckengehäuse 13 sind im vorliegenden
Beispiel nur an der Unterseite der Stopfenschnecke 1 vorgesehen, vorzugsweise sind
sie aber am gesamten Umfang angeordnet.
[0026] Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich eine bevorzugte
Ausführung der Erfindung dar. Die Erfindung umfasst auch andere Ausführungsformen,
bei denen beispielsweise die Entwässerungsöffnungen 12, 12' nur in der Stopfenschneckenhohlwelle
14 oder nur im Stopfenschneckengehäuse 13 vorgesehen sind.
1. Verfahren zur Entwässerung und Dispergierung eines Faserstoffes, bei dem der Faserstoff
über eine Stopfschnecke (1) und eine direkt an die Stopfschnecke (1) anschließende
Zuführschnecke (9) einem Disperger (2) zur Dispergierung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstoff zuerst in einem Entwässerungsaggregat (11,11',7) vor der Stopfschnecke
(1) vorentwässert und danach in der Stopfschnecke (1) zusätzlich entwässert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorentwässerung des Faserstoffes vor der Stopfschnecke (1) mit einem Scheibenfilter
(11') durchgeführt wird und ein direkt nachfolgender Entwässerungsschritt mit der
Stopfschnecke (1) durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorentwässerte Faserstoff über Entwässerungsöffnungen (12) in einem Stopfschneckengehäuse
(13) entwässert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorentwässerte Faserstoff über Entwässerungsöffnungen (12') in einer Stopfschneckenhohlwelle
(14) entwässert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerung in der Stopfschnecke (1) im letzten Drittel des Stopfschneckengehäuses
(13) durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Faserstoff nach der Stopfschnecke (1) Dampf, vorzugsweise im Bereich der Zuführschnecke
(9), zugeführt wird.
7. Vorrichtung zur Entwässerung und Dispergierung eines Faserstoffes mit einer Stopfschnecke
(1), einer Zuführschnecke (9) und einem Disperger (2), wobei die Stopfschnecke (1)
direkt mit der Zuführschnecke (9) verbunden ist und die Zuführschnecke (9) direkt
vor dem Disperger (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stopfschnecke (1) Entwässerungsöffnungen (12, 12', 12") zur Entwässerung des
Faserstoffes aufweist und dass vor der Stopfschnecke (1) ein Entwässerungsaggregat
(11, 11', 7) zur Vorentwässerung des Faserstoffes angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Entwässerungsaggregat zur Vorentwässerung ein Scheibenfilter (11') ist und dass
nach dem Scheibenfilter (11') unmittelbar die Stopfschnecke (1) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stopfschnecke (1) ein Stopfschneckengehäuse (13) aufweist und dass die Entwässerungsöffnungen
(12) im Stopfschneckengehäuse (13) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungsöffnungen (12) in dem Bereich des Stopfschneckengehäuses (13) vorgesehen
sind, in dem sich im Betrieb ein Faserstoffpfropfen (10) bildet.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stopfschnecke (12) eine Stopfschneckenhohlwelle (14) zur Abfuhr von Filtrat aufweist
und dass die Entwässerungsöffnungen (12') im Hohlwellenmantel (16) angeordnet sind.