Sekundärstofflöser für die Papierstoffaufbereitung

Abstract

 Der Sekundärstofflöser wird in der Papierstoffaufbereitung eingesetzt und weist ein geschlossenes Gehäuse auf, in dem sich ein z.B. ebenes Sieb (5) befindet. Das Sieb (5) hält zumindest einen Teil der Störstoffe zurück, die mit der zu verarbeitenden Papierstoffsuspension hineingelangt sind. Das Sieb wird durch einen Rotor (4) mit mehreren Rotorflügeln (3) von Verstopfungen frei gehalten, wobei die senkrecht zum Sieb (5) definierte Dicke (A) des radialen Außenbereiches (19) des Rotors (4) höchstens 10 % und die Länge (L) dieses Bereiches mindestens 25 % des Außendurchmessers des Rotors (4) beträgt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Sekundärstofflöser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Bekanntlich werden in einem großen Umfang Papierrohstoffe zur Papierherstellung verwendet, 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 vollständig entfernt werden. Zum einen, um die zur Bearbeitung benutzten Maschinen vor Verschleiß zu schützen und zum anderen wegen der Qualitätsanforderungen an das spätere Papier. Bewährt haben sich Verfahren, bei denen der Papierrohstoff zuerst in einem Stofflöser, z.B. bei einem Trockengehalt zwischen 4 und 8 % aufgelöst wird, indem der Papierrohstoff nach Vermischung mit Wasser durch mechanische Bearbeitung zerteilt wird, wobei ein großer Teil der Störstoffe seine Festigkeit beibehält.

[0003] Im Stofflöser entsteht eine Suspension, die pumpfähig ist oder bis zur Pumpfähigkeit verdünnt wird und die einen relativ hohen Anteil von Störstoffen enthält. Sie wird daher in vielen Fällen in einem Sekundärstofflöser der hier betrachteten Art weiterverarbeitet. Solch ein Sekundärstofflöser wird auch als Fiberizer bezeichnet. Durch das darin vorhandene Sieb hindurch können Faserbestandteile, welche keine groben Störstoffe mehr enthalten, als Gutstoff-Fraktionen abgezogen werden. Dabei ist das Sieb zumeist eben, es könnte aber auch kegelstumpfförmig sein. Die Trennwirkung des Siebes führt dazu, dass sich die Suspension innerhalb des Sekundärstofflösers mit Störstoffen anreichert. Üblicherweise wird in bestimmten Intervallen der störstoffangereicherte Inhalt des Sekundärstofflösers auf eine nachgeschaltete Sortiervorrichtung, z.B. eine Siebtrommel oder einen Wuchtschüttler, entleert.

[0004] Der Sekundärstofflöser hat im Wesentlichen die Aufgabe, die aus dem Stofflöser kommende Papierfasersuspension weiter aufzulösen, also die aufgeweichten Papierstücke weiter zu zerkleinern und zumindest einen Teil der groben Störstoffe auszuscheiden. Anders als im primären Stofflöser wird der Sekundärstofflöser im geschlossenen System betrieben, d.h. dass er keine freie Oberfläche zur Zuführung des aufzulösenden Papierstoffes aufweist. Der als Auflöseorgan fungierende Rotor entfaltet seine Wirkung zusammen mit dem Sieb, an dessen Oberfläche er dicht vorbei bewegt wird und das in bestimmten Fällen auch mit aufgesetzten Leisten versehen sein kann. In der Regel liegt die dabei übertragene spezifische Arbeit im Bereich von über 10 kWh/to, oft auch über 20 kWh/to, wobei dieser Wert natürlich von der Art des zu verarbeitenden Papierstoffes und der darin enthaltenen Störstoffe abhängig ist.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die bekannten Sekundärstofflöser so zu verbessern, dass sie ohne Nachteile mit einem geringeren Energieverbrauch auskommen können.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 in vollem Umfang gelöst.

[0007] Abweichend von üblichen Sekundärstofflösern ist der erfindungsgemäße Sekundärstofflöser mit einem flachen Energie sparenden Rotor ausgestattet. Die im Anspruch 1 beschriebenen Merkmale führen dazu, dass der Rotor das Sieb optimal frei hält und gleichzeitig die gewünschte auflösende Wirkung hat. Bekannte Rotoren verursachen einen beträchtlichen Umtrieb im Gehäuse des Sekundärstofflösers. Das ist von Vorteil, wenn eine Druckerhöhung gewünscht wird. Andererseits erhöht das aber den Energieverbrauch, kann zu einem höheren Verschleiß und zur Bildung von Verspinnungen führen. Diese Energie verbrauchende Umwälzung der Faserstoffsuspension ist beim erfindungsgemäßen Sekundärstofflöser gering.

[0008] Ein Vergleichsversuch mit einem bekannten Rotor hat gezeigt, dass sich die spezifische Arbeit, bezogen auf die Feststoffmenge an der Gutstofföffnung, mit dem Erfindungsgegenstand etwa halbieren lässt. Der dabei verwendete bekannte Rotor hatte am äußeren Rand der sechs Rotorflügel etwa die gleiche maximale Dicke wie der neue Rotor, diese nahm aber auf dem radialen Weg nach innen bis auf den 2,5-fachen Wert zu, gemessen bei einem radialen Abstand vom äußeren Rand, der einem Viertel des Rotor-Außendurchmesser entsprach.

[0009] Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1

einen Rotor für einen erfindungsgemäß ausgestalteten Sekundärstofflöser im Schnitt an der Linie 1 der Fig. 2;

Fig. 2

den Rotor in Draufsicht;

Fig. 3

einen Sekundärstofflöser;

Fig. 4

ein konisches Sieb mit angepasstem Rotor.

[0010] In den Figuren 1 und 2 ist in zwei Ansichten der erfindungsgemäß ausgestaltete Rotor 4 dargestellt sowie das Sieb 5, mit dem der Rotor 4 zusammenwirkt. Die Draufsicht der Fig. 2 zeigt einen mit drei Rotorflügeln 3 versehenen Rotor 4 und das dahinter liegende Sieb 5. Das Sieb 5 ist mit einer Vielzahl von Sieböffnungen 10 versehen, die aber nur in der Fig. 1 eingezeichnet sind. Im radialen Außenbereich 19 des Rotorflügels 3 ist die senkrecht zum Sieb 5 gemessene Dicke A des Rotorflügels 3 relativ gering. In dem hier gezeigten Falle beträgt sie etwa 4 % des Außendurchmessers D des Rotors 4. Dabei erstreckt sich hier der radiale Außenbereich 19 (mit der geringen Dicke A) über einen relativ großen Teil des Rotorflügels, also vom Außenrand des Rotors 4 bis zur Nabe 17. Die radiale Länge L dieses Außenbereiches 19 ist dann etwas kleiner als der halbe Außendurchmesser D des Rotors 4. In anderen Fällen kann die radiale Länge L noch kleiner sein, aber nicht kleiner als ein Viertel des Außendurchmessers D des Rotors 4.

[0011] Die Dicke A des Rotorflügels 3 kann, in Umfangsrichtung des Rotors 4 gesehen, profiliert sein, z.B. um eine gewünschte hydraulische Wirkung zu erzeugen. Dagegen ist es günstig, die Dicke A in radialer Richtung eng zu tolerieren, z.B. eine Toleranz von maximal 10 % vorzusehen oder sie konstant zu halten.

[0012] Der Rotor 4 kann so aufgebaut sein, dass an einem Mittelteil 2 die Rotorflügel 3 angebracht sind. Dabei ist hier die Vorderkante 9 der Rotorflügel 3 im Wesentlichen geradlinig und schließt sich tangential an das Mittelteil 2 an. Die gerade Vorderkante 9 weist die Suspension weniger stark ab als eine gewölbte Kante und fördert die Auflösung des Papierstoffes, gerade bei geringer Dicke A der Rotorflügel 3. Die Vorderkanten 9 der Rotorflügel 3 können mit Verschleißschutzkanten 15, z.B. mit angeschweißten Hartmetallleisten, versehen sein. Der Rotor 4 lässt sich besonders wirtschaftlich herstellen, wenn Mittelteil 2 und Rotorflügel 3 aus einer Platte herausgeschnitten sind. In diesem Fall wäre im zentralen Bereich eine Nabe 17 zur Aufnahme der Antriebswelle 11 (Fig. 3) zu befestigen. Diese konstruktiven Angaben sind jedoch lediglich als ein typisches Beispiel zu verstehen. Auf dem Sieb 5 sind Bearbeitungsleisten 16 angebracht (in Fig. 2 nur zwei gezeigt), durch die Auflösung und Siebfreihaltung verbessert werden.

[0013] Der in Fig. 3 gezeigte Sekundärstofflöser hat für die Faserstoffsuspension S einen zentralen Einlauf 6 in das Gehäuse 14. Der Rotor 4 hält das Sieb 5 von Verstopfungen frei und löst die zugegebene Faserstoffsuspension S weiter auf. Der Teil der Suspension, der das Sieb 5 passiert hat, verlässt das Gehäuse 14 durch die Gutstofföffnung 7, während das Abgewiesene durch den Rejektabfluss 8 ausgeleitet wird. Erfindungsgemäß ist der Sekundärstofflöser mit einem Rotor 4 ausgestattet, wie er z.B. in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist.

[0014] Neben den gezeigten Beispielen mit ebenem Sieb 5, kann die Erfindung auch an einem Sekundärstofflöser realisiert werden, dessen Sieb 5' die Form eines Kegelstumpfes hat, wie die Fig. 4 zeigt. In einem solchen Falle wird auch der Rotor dieser Form angepasst, indem die Rotorflügel 3' den gleichen oder zumindest einen ähnlichen Kegelwinkel α aufweisen. Diese Spezialform von Sekundärstofflösern ist zwar aufwändiger in der Fertigung, in Folge der konischen Form des Siebes können aber Schwerteile leichter aus dem Bereich des Siebes 5' abgeschleudert werden.

Ansprüche

1. Sekundärstofflöser für die Papierstoffaufbereitung mit einem geschlossenen Gehäuse (14), in dem sich ein vorzugsweise ebenes Sieb (5) befindet, das zumindest einen Teil der im Sekundärstofflöser verarbeiteten Suspension enthaltenen Störstoffe zurückhält und den überwiegenden Teil des Faserstoffes passieren lässt sowie ein angetriebener Rotor (4), welcher mehrere Rotorflügel (3, 3') aufweist, die am Sieb (5, 5') vorbei bewegbar sind, um es von Verstopfungen freizuhalten,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rotorflügel (3, 3') jeweils einen radialen Außenbereich (19) haben, in dem ihre senkrecht zum Sieb (5) gemessene Dicke (A) höchstens 10 %, vorzugsweise höchstens 4 %, des maximalen Außendurchmessers (D) des Rotors (4) beträgt, wobei die radiale Länge (L) dieses Außenbereiches (19) mindestens ein Viertel des Außendurchmessers (D) des Rotors (4) lang ist.

2. Sekundärstofflöser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass, über die radiale Erstreckung gesehen, die Dicke (A) im Außenbereich (19) des Rotorflügels (3, 3') mit einer Toleranz von maximal 30 %, vorzugsweise maximal 10 %, konstant ist.

3. Sekundärstofflöser nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzahl der Rotorflügel (3, 3') zwischen zwei und vier, vorzugsweise drei, beträgt.

4. Sekundärstofflöser nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rotorflügel (3) an einem Mittelteil (2) angebracht sind und dass Rotorflügel (3) und Mittelteil (2) aus einer einzigen zusammenhängenden Platte bestehen, an der eine Nabe (17) zur Befestigung an der Antriebswelle (11) angebracht ist.

5. Sekundärstofflöser nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorderkante (9) der Rotorflügel (3, 3') geradlinig ist.

6. Sekundärstofflöser nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Vorderkante (9) der Rotorflügel (3) tangential an das Mittelteil (2) anschließt.

7. Sekundärstofflöser nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sieb (5) eben ist.

8. Sekundärstofflöser nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sieb (5') die Form eines Kegelstumpfes hat, dessen Kegelwinkel (α) mindestens 90°, vorzugsweise mindestens 120°, beträgt und dass die Stellung der Rotorflügel (3') der Form des Kegelstumpfes angepasst ist.

9. Sekundärstofflöser nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sieböffnungen (10) des Siebes (5) Löcher mit einem minimalen Durchmesser zwischen 8 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 10 und 16 mm, sind.

10. Sekundärstofflöser nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sieb (5) an der dem Rotor (4) zugewandten Seite mit Arbeitsleisten (16) versehen ist.

11. Sekundärstofflöser nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Arbeitsleisten (16) auswechselbar sind.

12. Sekundärstofflöser nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorderkanten (9) der Rotorflügel (3) mit Verschleißschutzkanten (15) versehen sind.

13. Sekundärstofflöser nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antrieb des Rotors (4) so ausgelegt ist, dass im Betrieb des Sekundärstofflösers die Außenenden der Rotorflügel (3, 3') mit einer Umfangsgeschwindigkeit zwischen 10 und 30 m/s, vorzugsweise zwischen 15 und 25 m/s, bewegt werden.

Zeichnung