[0001] Die Erfindung betrifft einen Siebapparat für verschmutzte Faserstoffsuspensionen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Der Zweck eines derartigen Siebapparates besteht darin, aus einer wässrigen Faserstoffsuspension,
die z.B. aus Altpapier gewonnen sein kann, unerwünschte Schmutzstoffe herauszuholen.
Bekanntlich enthält das Altpapier neben den gewünschten Faserstoffen auch eine gewisse
Menge von Störstoffen, welche nicht in das Papier gelangen dürfen.
[0003] Üblicherweise werden die Rohstoffe in einem Stofflöser mit Wasser vermischt und so
weit zerkleinert, daß sie als Suspension aus dem Stofflöser abgepumpt werden können.
Auch wenn in vielen Fällen bereits im Stofflöser eine Vorreinigung erfolgt, verbleibt
noch eine beträchtliche Menge von Störstoffen in der abgepumpten Suspension und gelangt
in die für die Aufbereitung verwendeten Vorrichtungen. Dabei sind in aller Regel mehrere
Trennvorgänge erforderlich, um die verschiedenartigen Störstoffe in verschiedenen
Abschnitten des Aufbereitungsprozesses zu entfernen. In vielen Fällen ist das Auftreten
von Verstopfungen des Aufbereitungssystemes durch Störstoffe nur dadurch zu vermeiden,
daß Spültakte eingerichtet werden, was verständlicherweise zu Belastungen des Aufbereitungsbetriebes,
zu Mengenstössen und zu Faserverlusten führen kann.
[0004] In dem Fachaufsatz "Erfahrungen mit einem System zur Stofflöserentsorgung", Hans-Bernhard
Winterstein, erschienen in einem Sonderdruck 1994, wird eine Entsorgungsmaschine mit
oben liegender Siebplatte beschrieben. Der Einlauf in diese Maschine ist nach unten
gerichtet, und zwar direkt in Richtung zur Schwerteilschleuse hin. Leichtteile sammeln
sich im Gehäuse des Entsorgungsapparates an und werden taktweise ausgespült. Dazu
wird der Inhalt mit Waschwasser verdünnt, bis angenähert die Waschwasserkonsistenz
erreicht ist.
[0005] Die deutsche Patentschrift 26 58 845 zeigt einen Stofflöser zum Auflösen und Sortieren
von Altpapier, welcher ebenfalls ein oben liegendes Sieb enthält, das von einem Rotor
freigehalten wird. In dem Rotor befindet sich zentral ein mitrotierender Kanal, was
zu einem beträchtlichen Aufwand und zu einer Verteuerung der Maschine führt. Verstopfungen
des Kanals sind nicht auszuschließen und schwer zu beseitigen.
[0006] Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Siebapparat zu schaffen, mit welchem es gelingt,
die Aussortierung von Störstoffen betriebssicher durchzuführen. Dabei soll ein möglichst
großes Spektrum von Störstoffen erfaßt werden können, und zwar sowohl solche, die
leichter sind als die Suspension, als auch solche, deren spezifisches Gewicht gleich
oder größer ist.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
[0008] Der erfindungsgemäße Siebapparat ist in der Lage, mit Hilfe des Siebes Störstoffe
im Gehäuse zurückzuhalten und Schwerteile aufgrund ihrer höheren Dichte aus der Faserstoffsuspension
zu entfernen. Gegenüber dem Stand der Technik weist er aber auch den Vorteil auf,
gezielt Leichtstoffe, welche sich aufgrund des spezifischen Gewichtes im Kernbereich
des Gehäuses ansammeln, frühzeitig daraus und, falls gewünscht, auch kontinuierlich
abzuführen. Dazu dient das entsprechend günstig positionierte Leichtstoffrohr. Es
ist von großem Vorteil, daß die Leichtstoffe nicht lange im Apparat verbleiben, weil
die Entfernung von Störstoffen mit zunehmender Zerkleinerung immer schwieriger wird.
[0009] Sowohl durch den Tangentialeinlauf als auch durch die Rotorbewegung wird eine Wirbelströmung
erzeugt, bei der aufgrund der Zentrifugalkräfte eine Ansammlung der Leichtstoffe in
der Mitte und der Schwerteile in der Wandungsnähe des Gehäuses bewirkt wird. Dabei
können aufgrund der Anordnung der Apparatur die Schwerteile z.B. auf einer schraubenlinienförmigen
Bahn zur Austrittsöffnung für Schwerteile absinken. In einer speziellen Ausgestaltung
mit unten liegendem konischen Gehäuseteil wird die Schwerteilabscheidung weiter verbessert.
Außerdem ist die im wesentlichen senkrechte Anordnung der Symmetrieachse hilfreich.
[0010] Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
- Fig. 1
- einen erfindungsgemäßen Siebapparat, geschnitten in Seitenansicht;
- Fig. 2a + 2b
- Detailansichten des Rotorbereiches;
- Fig. 3 - 5
- diverse Schemata und Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Siebapparates
bei der Altpapieraufbereitung;
- Fig. 6
- einen erfindungsgemäßen Siebapparat in Schrägstellung.
[0011] Der in Fig. 1 gezeigte Siebapparat enthält ein Gehäuse 1, welches hier aus einem
oben liegenden zylindrischen Teil 8 und einem darunter liegenden konischen Teil 9
besteht. Im Deckel des Gehäuses 1 und konzentrisch mit seiner Mittellinie ist ein
Rotor 4 angeordnet, welcher durch einen darüberliegenden nur angedeuteten Antriebssatz
in Rotation versetzt werden kann. Dieser Rotor dient sowohl zur Erzeugung einer Wirbelströmung
im Gehäuse 1, als auch dazu, ein ebenfalls im Deckel des Gehäuses 1 sitzendes Sieb
3 von Verstopfungen frei zu halten. Das Sieb 3 teilt den Innenraum des Gehäuses 1
von der darüberliegenden Gutstoffkammer 2 ab, aus der der darin angesammelte Stoff
durch den Gutstoffauslauf 5 ausgeleitet werden kann. Im unteren Teil des Gehäuses
1 befindet sich eine schräg abwärts führende Austrittsöffnung 6 für die Schwerteile.
Diese kann, muß aber nicht, in eine Schleuse 15 einmünden, welche durch zwei Absperrorgane
gesteuert wird. Es ist günstig, das Gehäuse 1 unten durch eine schräge Abschlußplatte
11 abzuschließen. Ihr Winkel α gegen die Horizontale sollte so gewählt werden, daß
die unten angelangten Schwerteile von der Abschlußplatte 11 in die Austrittsöffnung
6 rutschen können. Um diesen Bereich von Ablagerungen freizuhalten, kann die Zugabe
von Spülwasser durch einen Spülwasseranschluß 16 vorteilhaft sein.
[0012] Im zentralen Bereich des Gehäuses 1 erkennt man das Leichtstoffrohr 7, welches koaxial
zum Rotor 4 angeordnet ist Der Zweck dieses Leichtstoffrohres 7 ist der, daß die sich
bei Betrieb der Maschine im Inneren ansammelnden Leichtstoffe nach außen abgeführt
werden können. In der Regel wird man den Siebapparat mit Überdruck betreiben, so daß
die Leichtstoffe von selbst austreten. Dabei kann der Überdruck die Menge der abgezogenen
Leichtstoffe regeln. Es ist aber auch möglich, den Leichtstoffaustritt mit einem nicht
gezeigten Absperrorgan zu versehen und z.B. taktweise zu öffnen und zu schließen.
Eine weitere Möglichkeit wäre eine Dosiervorrichtung, welche verstopfungsfrei eine
bestimmte Menge kontinuierlich aus dem Inneren herausfördert. Im Zentrum des Rotors
4 kann ein nach unten gerichtetes Rohrstück 17 vorhanden sein, welches den Wirbel
stabilisiert.
[0013] Bekanntlich werden bei der Aufbereitung von Papierfaserstoff, insbesondere wenn er
aus Altpapier gewonnen wird, die Funktionen Reinigung/Trennen und Zerkleinern/Auflösen
nicht immer voneinander getrennt, sondern werden vielmehr des öfteren in ein und derselben
Apparatur durchgeführt. So ist es z.B. sinnvoll, bei einem Siebapparat der hier beschriebenen
Art eine - wenn auch beschränkte - Weiterzerkleinerung des in der Suspension enthaltenen
Feststoffes vorzunehmen, um z.B. die Sortierbarkeit des Stoffes zu verbessern. Dabei
ist abzuwägen zwischen den Schäden, die durch Zerkleinerung der Störstoffe entstehen
und dem Nutzen, der aus der höheren Vereinzelung von Störstoffen und Faserstoffbahnen
erzielbar ist. In diese Überlegung ist auch einzubeziehen, wie groß die Sieböffnungen
13 in dem Sieb 3 gewählt sind. In den Fällen, in denen eine weitere Zerkleinerung
oder Zerfaserung der sich in der Suspension befindenden Stoffe gewünscht wird, ergibt
sich eine sehr einfache Möglichkeit, das zu realisieren. Es werden dann nämlich an
der Peripherie eines mit Flügeln 12 versehenen Rotors 4 Prallstücke 18 angebracht,
die im Zusammenwirken mit den Flügelspitzen eine schonende Zerkleinerung bewirken
können.
[0014] Die Fi.g 2a und 2b zeigen spezielle Möglichkeiten, um den erfindungsgemäßen Siebapparat
auf die Erfordernisse abzustimmen. Die Flügel 12 des Rotors 4 sind an ihren Vorderkanten
14 (Fig. 2a) bzw. 14'(Fig. 2b) mit Schrägen versehen. Da zwischen der Bewegung des
Flügels und der sie umgebenden Suspension eine Relativgeschwindigkeit besteht, geht
von diesen schrägen Flächen eine hydraulische Wirkung aus. Dabei wird gemäß Fig. 2a
die in Siebnähe befindliche Suspension vom Sieb wegtransportiert, während im Falle
Fig. 2b eine verstärkte Transportwirkung zum Sieb hin erfolgt. Die Ausführungsform
gemäß Fig. 2a ist besonders dann angebracht, wenn der Siebapparat in erster Linie
zum Sortieren einer grob verunreinigten Suspension eingesetzt wird. In diesem Fall
werden die Sieböffnungen 13 auch meistens größer gewählt, ca. 10 bis 20 mm Durchmesser.
In anderen Fällen, in denen der Siebapparat auch zum Zerkleinern der in der Suspension
enthaltenen Stoffe geeignet sein soll, kann es wünschenswert sein, den Stoff mit Hilfe
der Flügel gegen das Sieb zu drücken. Bei einem derartigen Einsatz der Maschine ist
außerdem die Anbringung von den bereits erwähnten Prallstücken (18) in Erwägung zu
ziehen, weil auch diese die Zerkleinerungswirkung erhöhen.
[0015] Die Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Siebapparates sollen anhand einiger
Anlagenbeispiele, wie sie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt sind, erläutert werden.
Dabei wird jeweils von einem Stofflöser 20 ausgegangen, in dem der Papierstoff, z.B.
Altpapier, mit Wasser vermischt und in eine Suspension überführt wird. Der Stofflöser
20 ist in seinem Bodenbereich mit einem nicht gezeigten Sieb ausgestattet, durch das
ein Teil der Suspension in den Ringraum 21 gelangen und als Faserstoffsuspension 22
weiterverarbeitet werden kann. Die Fig. 3 zeigt speziell die Entsorgung des Stofflösers
20 durch einen Absetzbehälter 23 hindurch und die Weiterleitung der so von groben
Schwerteilen 24 befreiten Suspension in einen erfindungsgemäßen Siebapparat 19. Dieser
Siebapparat 19 hat hier im wesentlichen die Aufgabe, Schwerteile 24' und Leichtstoff
25 abzuführen, um so eine gereinigte Gutstoffsuspension 26 zu bilden, welche das Sieb
des Siebapparates 19 passiert hat. Die Leichtstoffe 25 gelangen in einen Nachsortierapparat,
z.B. eine Sortiertrommel 27, in der eine Trennung zwischen Störstoffen 28 und Faserstoffsuspension
erfolgt, wobei die Faserstoffsuspension z.B. in den Stofflöser 20 zurückgeleitet werden
kann. Hier dient der erfindungsgemäße Siebapparat 19 also als Organ zur Entsorgung
des Stofflösers 20.
[0016] Eine ähnliche Funktion erfüllt die Kombination zweier erfindungsgemäßer Siebapparate
19', 19'' gemäß Fig. 4. Dabei dient der zweite Siebapparat 19'' zur Behandlung des
aus dem stromaufwärtigen Siebapparat 19' stammenden Leichtstoffes, übernimmt also
dessen Spuckstoffbehandlung. Er kann in der Regel kleiner ausgeführt und mit einer
kleineren Sieblochung versehen sein.
[0017] In dem Anlagenschema gemäß Fig. 5 sollen die zwei hintereinandergeschalteten Siebapparate
19''', 19'''' eine Faserstoffsuspension 22 behandeln, die als Gutstoff eines hier
nicht gezeigten Stofflösers gewonnen wurde. Ihre Funktion ist sowohl die Reinigung
als auch die weitere Auflösung des Faserstoffes. Diese Anwendung der erfindungsgemäßen
Siebapparate hat den Vorteil, daß eine schnelle und wirksame Entfernung der störenden
Verunreinigungen erfolgt und gleichzeitig ein weiterer Aufschluß des Faserstoffes
ohne zusätzliche Apparate.
[0018] Anzumerken ist, daß die Fig. 3 bis 5 lediglich Beispiele zur sinnvollen Verwendung
des Erfindungsgegenstandes sind und die Möglichkeiten des neuen Apparates aufzeigen
sollen. Die Schemata zeigen nur die wichtigsten Verfahrensschritte, wobei die dazu
verwendeten Apparate nur angedeutet und alle Förder- und Regeleinrichtungen nicht
dargestellt sind.
[0019] Es ist auch ohne weiteres denkbar, den erfindungsgemäßen Siebapparat nicht in exakt
senkrechter Stellung zu betreiben, sondern z.B. in einem Winkel von 30° gegen die
Senkrechte anzuordnen (s. Fig. 6). Dabei führt die Austrittsöffnung 6 für die Schwerteile
steiler nach unten. Es können sich auch Vorteile in der Rohrleitungsführung und bezüglich
des Platzbedarfes ergeben.
1. Siebapparat für eine verschmutzte Faserstoffsuspension mit einem geschlossenen Gehäuse
(1), einem Einlaufstutzen (10), der seitlich in dieses Gehäuse (1) führt, einem oben
liegenden Sieb (3), einem antreibbaren Rotor (4), welcher nahe dem Sieb (3) relativ
zu diesem bewegbar ist, um es von Verstopfungen frei zu halten, einer Gutstoffkammer
(2), welche vom Gehäuse (1) durch das Sieb (3) abgeteilt und mit einem Gutstoffauslauf
(5) versehen ist und einer im unteren Teil liegenden Austrittsöffnung (6) für in der
Suspension vorhandene Schwerteile,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Leichtstoffrohr (7) koaxial zum Rotor (4) und diesem im Gehäuse (1) gegenüberliegend
angeordnet ist, wodurch in der Suspension vorhandene Leichtstoffe abgeführt werden
können und daß der Einlaufstutzen (2) einen Tangentialeinlauf bildet.
2. Siebapparat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (1) rotationssymmetrisch ist.
3. Siebapparat nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tangentialeinlauf horizontal ist.
4. Siebapparat nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß Gehäuse (1) und Rotor (3) zueinander koaxial sind.
5. Siebapparat nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (1) aus einem oben liegenden zylindrischen Teil (8) und einem unten
liegenden konischen Teil (9) besteht.
6. Siebapparat nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse im unteren Teil durch eine schräg liegende Abschlußplatte (11) verschlossen
ist, welches abwärts zum Einlauf der Austrittsöffnung (6) für die Schwerteile führt
und vom Leichtstoffrohr (7) durchstoßen wird.
7. Siebapparat nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schrägstellung der Abschlußplatte (11) gegen die Horizontale in einem Winkel
(α) von mindestens 20° erfolgt.
8. Siebapparat nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Abschlußplatte (11) ein Spülwasseranschluß (16) vorhanden ist.
9. Siebapparat nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (4) mit Flügeln (12) versehen ist.
10. Siebapparat nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich an der Peripherie der Flügel (12) radial außen feststehende Prallstücke (18)
befinden, welche so angeordnet sind, daß sie im Zusammenwirken mit den Flügeln (12)
zu einer Zerkleinerung der noch nicht aufgelösten Papierbahnstücke dienen können.
11. Siebapparat nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flügel (12) an ihrer Vorderseite, in Laufrichtung gesehen, eine schräge Kante
(14) aufweisen, welche so gestaltet ist, daß sie bei Bewegung der Flügel (12) Stoffe
in Siebnähe von der Oberfläche des Siebes (3) abweist.
12. Siebapparat nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flügel (12) an ihrer Vorderseite, in Laufrichtung gesehen, eine schräge Kante
(14') aufweisen, welche so gestaltet ist, daß sie bei Bewegung der Flügel (12) Stoffe
in Siebnähe zu der Oberfläche des Siebes (3) hinführen.
13. Siebapparat nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sieböffnungen (13) rund sind mit einem Durchmesser zwischen 10 - 20 mm.
14. Siebapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sieböffnungen (13) rund sind mit einem Durchmesser zwischen 2 und 5 mm.
15. Siebapparat nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Austrittsöffnung (6) für die Schwerteile eine mit mindestens zwei Absperrorganen
versehene Schleuse (15) angebracht ist.
16. Siebapparat nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Austrittsöffnung des Leichtstoffrohres (7) ein taktweise zu betätigendes
Absperrorgan angebracht ist.
17. Siebapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Austrittsöffnung des Leichtstoffrohres (7) eine Dosiervorrichtung angebracht
ist, welche den kontinuierlichen Abfluß von Leichtstoffen aus dem inneren des Gehäuses
(1) ermöglicht.