Vorrichtung zum Pumpen und Entstippen einer störstoffhaltigen Papierstoffsuspension

Abstract

 Die Vorrichtung dient dazu, eine Papierstoffsuspension (S) zu pumpen und gleichzeitig zu entstippen. Dazu wird das Pumpenlaufrad (4) mit feststehenden Prallstücken (7) versehen, die sich in einem definierten Abstand (e) zum Pumpenlaufrad (4) befinden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Bekanntlich werden in einem großen Umfang Papierrohstoffe zur Papierherstellung in Suspension gebracht, welche einen mehr oder weniger großen Anteil an Störstoffen enthalten. Derartige Störstoffe sind überwiegend Kunststoffteile und -folien, Drähte, Glasscherben, Sand etc. Selbstverständlich sollen die Störstoffe möglichst frühzeitig aus dem Prozess entfernt werden. Zum einen, um die zur Bearbeitung benutzten Maschinen vor Verschleiß zu schützen und zum anderen wegen der Qualitätsanforderungen an das spätere Papier. Nach Vermischung mit Wasser (z.B. in einem Stofflöser) wird der Rohstoff mechanisch bearbeitet, wobei in Folge des Quellens der Papierrohstoffe diese zerfallen, während ein großer Teil der Störstoffe seine Festigkeit beibehält. Dadurch bleiben z.B. Plastikfolien relativ großflächig erhalten und können später aussortiert werden. Aber auch Stippen bleiben zu einem beträchtlichen Teil erhalten. Das hat den Nachteil, dass in den üblicherweise nachgeschalteten Sortiervorrichtungen ein Verlust der faserstoffhaltigen Stippen in Kauf genommen werden muss. Solche Sortiervorrichtungen können nämlich nicht ausreichend zwischen den unerwünschten Störstoffen, z.B. Plastikfolien und den an sich noch wertvollen faserstoffhaltigen Stippen unterscheiden.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, mit der es möglich ist, auf möglichst einfache Art und Weise zumindest einen großen Teil der Stippen so weit zu zerlegen, dass sie in nachgeschalteten Sortierern oder Reinigern nicht mehr ausgeschieden werden.

[0004] Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale vollständig gelöst.

[0005] Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die in der Suspension enthaltenen Stippen mit geringem Aufwand zumindest teilweise zerkleinert oder ganz aufgelöst werden. Das ist insbesondere dadurch möglich, dass sich zwischen den Prallstücken und den rotierenden Teilen des Pumpenlaufrades ein definierter Abstand befindet, der in der Regel zwischen zwei und zwanzig Millimeter, vorzugsweise fünf bis zehn Millimeter, beträgt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Vorrichtung die Funktion einer ohnehin vorhandenen Apparatur, nämlich der Stoffpumpe, ebenfalls übernehmen kann. Aus diesem Grunde ist der zusätzliche apparative und energetische Aufwand relativ gering, insbesondere gemessen an dem Nutzen, den eine solche Vorrichtung bietet.

[0006] Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1

die erfindungsgemäße Vorrichtung in geschnittener Seitenansicht;

Fig. 2

verschiedene Prallstücke;

Fig. 3

die erfindungsgemäße Vorrichtung in Vorderansicht;

Fig. 4

ein Pumpenlaufrad mit tangential angeordneten Pumpenleisten;

Fig.5

ein Pumpenlaufrad mit gebogenen Pumpenschaufeln;

Fig.6

eine etwas detailliertere Darstellung des Erfindungsgegenstandes;

Fig.7+8

je eine Anlage mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

[0007] Die Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter Form den Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Man erkennt das Pumpengehäuse 1, in dem sich das Pumpenlaufrad 4 befindet, welches von der Welle 22 angetrieben wird. Der Zulaufanschluss 2 ist zentral und konzentrisch zum Pumpenlaufrad 4 angeordnet, um die Papierstoffsuspension S axial mittig in das Pumpengehäuse 1 einzuführen. Wie von Kreiselpumpen bekannt, wird das zugeführte Medium mit Hilfe des Pumpenlaufrades 4 in Rotation versetzt und radial oder tangential nach außen durch den Auslaufanschluss 3 wieder herausgeführt, wobei der Druck beträchtlich ansteigt. Zum Beschleunigen der eingeströmten Suspension dienen die Pumpenleisten 6, die hier als Radialleisten ausgebildet sind. Von den Prallstücken 7 ist hier eines im unteren Teil des Pumpengehäuses 1 eingezeichnet. Es erstreckt sich als Erhebung radial nach innen und ist auf dem medienberührten Umfang 5 des Pumpengehäuses 1 befestigt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, mehrere oder alle Prallstücke 7 auf einem gebogenen Stator zu befestigen und diesen in das Pumpengehäuse 1 einzusetzen. Der Abstand e zwischen dem Prallstück 7 und dem äußersten Teil des Pumpenlaufrades 4 beträgt mit Vorteil etwa 5 - 10 mm und die radiale Erstreckung r des Prallstückes 7 zwischen 5 und 30mm.

[0008] Die Form der Prallstücke beeinflusst die zerfasernde Wirkung der Vorrichtung. In Fig. 2 sind vier Beispiele - a, b, c und d - gezeigt. Die äußeren Enden der Pumpenleisten 6 werden relativ zu den feststehenden Prallstücken 7, 7' oder 7" bewegt, wobei die Drehrichtung des Pumpenlaufrades durch einen Pfeil angedeutet ist. Gemäß a) und b) hat das Prallstück 7 eine Arbeitsfläche, die parallel zur Laufrichtung des Pumpenlaufrades ist. Das Beispiel c) zeigt eine Arbeitsfläche, die in Laufrichtung zurückweicht und Beispiel d) eine in Laufrichtung vorspringende Arbeitsfläche. Die Pumpenleiste 6 kann gemäß Beispiel a) parallel zur Laufrichtung enden oder ebenfalls außen abgeschrägt sein (s. Beispiele b, c, d).

[0009] Eine ähnliche Vorrichtung wie in Fig. 1 zeigt Fig. 3 in axialer Blickrichtung, wobei das Gehäuse geschnitten gezeichnet ist. Das Pumpenlaufrad 4 hat hier insgesamt sechs radial ausgerichtete Pumpenleisten 6. Es ist aber auch möglich, die Pumpenleisten 6' in Form von geraden und innen tangential angeordneten (s. Fig. 4) oder von geschwungenen Pumpenschaufeln 9 (s. Fig.5) herzustellen. Letztere haben bekanntlich einen besseren Wirkungsgrad, sind dafür aber aufwändiger zu bauen. Die Drehrichtung des Pumpenlaufrades ist durch einen Pfeil eingezeichnet. Auf dem medienberührten Umfang 5 des Pumpengehäuses 1 sind hier drei radial ausgerichtete Prallstücke 7 angebracht, deren Prallflächen 8 radial ausgerichtet sind. Ein weiteres Prallstück 7''' ist mit seiner Prallfläche 8 parallel zum Auslaufanschluss 3 ausgebildet, so dass sich eine Druckkante bilden kann, die dem Druckgewinn der Vorrichtung dient. Die Form der Prallstücke kann von den gezeigten abweichen. Wichtig ist, dass sie im Zusammenwirken mit den äußeren Enden der Pumpenleisten 6, 6' oder Pumpenschaufeln 9 eine zerfasernde Wirkung entfalten.

[0010] Fig. 6 dient im Wesentlichen dazu, etwas mehr Details über den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu zeigen. Selbstverständlich handelt es sich dabei nur um ein Ausführungsbeispiel. Das Pumpenlaufrad 4 ist auf einer Welle 22 befestigt, die von einem nicht gezeigten Motor antreibbar ist. Die Welle 22 ist in einem Bock 10 gelagert, wozu die Lagerstellen 11 dienen und gegenüber dem Innenteil des Gehäuses 1 durch eine Dichtvorrichtung 12 abgedichtet. An der Peripherie des Pumpenlaufrades 4 sind im Gehäuse die Prallstücke 7 angebracht, von denen eines gezeigt ist. Am zentral angeordneten Zulaufanschluss 2 befindet sich ein verschraubter Deckel 13. Der Übergang zwischen Zulaufanschluss 2 und dem inneren Teil des Pumpengehäuses 1, in dem das Pumpenlaufrad 4 bewegt wird, wird hier durch einige herausnehmbare Scheiben 14 überbrückt. Das Pumpengehäuse 1 kann über den Gehäusefuß 15 mit dem Fundament verschraubt werden. Die axiale Schaufelhöhe H ist im Allgemeinen zwischen 20 und 80 mm groß.

[0011] Fig. 7 zeigt ein Anlagenschema mit einer besonders günstigen Verwendung des Erfindungsgegenstandes. Darin wird die Papierstoffsuspension S durch Auflösung von Altpapier AP mit Wasser W in einem Stofflöser 16 in an sich bekannter Weise hergestellt. Sie gelangt über ein im Stofflöser unten eingesetztes groblochiges Sieb in den Ringraum 17. Von dort wird sie ohne weitere zwischengeschaltete Maschinen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 18 direkt abgepumpt, wobei die Vorrichtung 18 also die Funktion der Pulperableerpumpe erfüllt. Gleichzeitig werden darin die restlichen Stippen so weit zerlegt, dass in der nach geschalteten Sortiervorrichtung 19 eine Trennung zwischen Störstoffen 20 und Faserstoffen 21 möglich ist. Eine solche Anlage nutzt daher die Erfindung optimal aus. Für den Fall, dass der Stofflöser bei einer Konsistenz arbeitet, in der der hergestellte Faserstoff nicht pumpfähig ist, wird zweckmäßigerweise eine hier nicht gezeigte Verdünnung vor der Vorrichtung 18 vorzusehen sein. Bei dem Stofflöser 16 kann es sich auch um einen Apparat zur Auflösung von Papiermaschinenausschuss handeln. Dieser enthält normalerweise keine Verschmutzungen und kann dann sehr zügig verarbeitet werden.

[0012] Eine weitere Möglichkeit zur Verwendung des Erfindungsgegenstandes zeigt die Fig. 8. In diesem Fall wird die Vorrichtung 18 einer Vorratsbütte 24 nachgeschaltet, in der der Überlauf 23 eines oder mehrerer Vorsortierer 22 gesammelt wird. Der Überlauf 23 kann dann als Papierstoffsuspension S der erfindungsgemäßen Vorrichtung 18 zugeführt werden. Ein dieser Vorrichtung nachgeschalteter Rejektsortierer 24 trennt dann die Störstoffe 20 vom weiter zu verwendenden Faserstoff 21. Auch hier kann eine Ableerpumpe durch die Vorrichtung 18 ersetzt werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Pumpen und Entstippen einer insbesondere aus Altpapier gebildeten Papierstoffsuspension (S), welche ein Pumpengehäuse (1) mit einem zentralen Zulaufanschluss (2) und einen radial außen liegenden Auslaufanschluss (3) sowie ein Pumpenlaufrad (4) aufweist, durch das die Papierstoffsuspension (S) vom Zulaufanschluss (2) zum Auslaufanschluss (3) gefördert werden kann,
wobei in Folge der Pumpwirkung des Pumpenlaufrads (4) der Druck in der Papierstoffsuspension (S) erhöht wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich im Pumpengehäuse (1) mehrere feststehende Prallstücke (7, 7', 7", 7''') befinden, die in einem Abstand (e) zum Pumpenlaufrad (4) angeordnet sind, der zwischen 2 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 10 mm, liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Prallstücke (7, 7', 7", 7''') radial außerhalb des Pumpenlaufrads in dessen Abströmbereich angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Prallstücke (7, 7', 7", 7''') als Vorsprünge ausgebildet sind, die sich vom medienberührten Umfang (5) des Pumpengehäuses (1) nach innen erstrecken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Prallstücke (7, 7', 7") auf der von der Papierstoffsuspension (S) in Umfangsrichtung angeströmten Seite eine rechtwinklig zur Umfangsrichtung stehende Prallfläche (8) haben.

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Prallstücke (7, 7', 7", 7''') eine radiale Erstreckung (r) von mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 30 mm haben.

6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung zwischen 3 und 12 Prallstücke (7, 7', 7", 7''') aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Pumpenlaufrad (4) mit radialen Pumpenleisten (6) versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Pumpenlaufrad mit innen tangential ausgerichteten Pumpenleisten (6') versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Pumpenlaufrad (4) mit gekrümmten Pumpenschaufeln (9) versehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Pumpenlaufrad (4) einflutig ist.

11. Verwendung der Vorrichtung (18) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche in einer Anlage zur Aufbereitung von störstoffhaltigem Altpapier (A), in der die Vorrichtung (18) direkt einem Stofflöser (16) nachgeschaltet und einer Sortiervorrichtung (19) vorgeschaltet ist.

12. Verwendung der Vorrichtung (18) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 in einer Anlage zur Aufbereitung von Papiermaschinenausschuss, in der die Vorrichtung (18) direkt einem Ausschussauflöser nachgeschaltet ist.

13. Verwendung der Vorrichtung (18) gemäß einem der Ansprüche1 bis 10, in einer Anlage zur Aufbereitung von Altpapier (AP) oder Papiermaschinenausschuss mit mindestens einem Grobsortierer (19), dessen Überlauf (23) in einer Vorratsbütte (24) gesammelt und dann in die Vorrichtung (18) eingeleitet wird.

14. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stofflöser (16) mit einem Sieb versehen ist, durch das die Papierstoffsuspension (S) in die Vorrichtung (18) gelangt.

Zeichnung