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Die Erfindung betrifft einen Stofflöser für Faserstoffe zur Papierherstellung
mit einem in der Stoffbütte angeordneten am Ende einer Antriebswelle befestigten
Rotor mit im wesentlichen radial verlaufenden Flügeln sowie einem den Rotor umgebenden
ringförmigen, drehbaren Sieb, welches die Öffnung zum Abzug des aufbereiteten Stoffes
abdeckt.
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Vorrichtungen dieser Art sind in zwei Ausführungsformen bekannt. In
der ersten Ausführungsform hat die Vorrichtung ein feststehendes Sieb, das am Behälter
befestigt ist. In der zweiten Ausführungsform ist das Sieb am Rotor befestigt und
rotiert ständig mit der gleiche Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung wie
dieser. Im ersten Fall besteht eine deutliche Tendenz der Faseraufschlämmung, die
Sieböffnungen rasch zu verstopfen, so daß nur sehr wenig vom aufgeschlossenen Fasermaterial
die Bütte verlassen kann und selbst die Flüssigkeit Schwierigkeiten hat, auszutreten.
Im zweiten Fall werden andererseits die über der Sieboberfläche zirkulierenden Faserstoffe
auch durch die Sieboberfläche selbst in radialer Richtung stark beschleunigt, da
die Sieboberfläche mit der gleichen hohen Geschwindigkeit wie der Rotor umläuft.
Obwohl das sicherlich die Verstopfung der Sieböffnungen vermindert, zeigen die getrennten
Fasern, die eigentlich durch die Sieböffnungen austreten sollen, statt dessen eine
Tendenz, über die Öffnungen zu springen und so in der Bütte zu verbleiben. Gleichzeitig
erfahren die unvollständig aufgeschlossenen Stoffbündel nur sehr wenig Reib-oder
Knetwirkung, wenn sie sich über die Sieboberfläche bewegen. In beiden Fällen besteht
durch zu starkes Schlagen eine bedeutende Gefahr. von unbeabsichtigter Auftrennung
und Kürzung der Fasern. Außerdem ist es natürlich äußerst unwirtschaftlich, die
Fasern mehr als absolut notwendig zu zerkleinern.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den eingangs erwähnten Stofflöser
so weiterzubilden, daß das Verstopfen des Siebes vermieden und das Austreten der
von den Reißscheiben zerlegten Faserbündel durch das Sieb erleichtert wird.
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Bei einer bekannten Ausführung, bei der das Sieb am Rotor befestigt
ist, ist am Gehäuse ein Abstreifer feststehend angeordnet, -der die Fasern daran
hindert, an der Siebplatte haftenzubleiben. Die Verwendung eines derartigen Abstreifers
ist jedoch unerwünscht, da er die Strömungsverhältnisse stört und Beschädigungen
an dem Sieb hervorrufen kann, wenn Fremdkörper in die Stoffbütte gelangt sind.
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Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß das
Sieb auf einer angetriebenen Hohlwelle befestigt ist, welche die Welle für den Rotor
umgibt.
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Bei dieser Anordnung kann der Rotor mit hoher Geschwindigkeit umlaufen,
während das Sieb mit geringerer Geschwindigkeit umlaufen kann. Hierdurch wird das
Austreten der herausgelösten Fasern aus dem Behälter erleichtert. Außerdem kann
das Sieb auch entgegengesetzt zum Rotor umlaufen, was das Herauslösen der Fasern
und/oder die Reib- oder Knetwirkung der Sieboberfläche auf die in der Stoffbütte
verbleibenden Faserbündel begünstigt, weil auf diese Weise die vom Rotor hinausgeschleuderte
Fasersuspension gebremst und nicht mehr fast genau radial sondern etwa spiralförmig
über die sich drehende Siebfläche geführt wird. Zusätzlich kann das Umlaufen des
Siebes in einer dem Rotor entgegengesetzten Richtung benützt werden, um die Strömungsbedingungen
des Faserstoffes in der Bütte zu verbessern, indem der durch die Rotorbewegung hervorgerufenen
Wirbel- oder Drehbewegungen der Flüssigkeit und des aufgeschlämmten Stoffes in der
Bütte entgegengewirkt wird, die bekanntlich die Zerfaserwirkung des Rotors ziemlich
stark herabsetzen kann.
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Es ist gemäß der Erfindung auch möglich, den Umlaufsinn des Siebes
von Zeit zu Zeit zu ändern, wodurch die Möglichkeiten, einer Verstopfung des Siebes
vorzubeugen, noch erhöht werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigt F i g. 1 einen Aufriß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im Schnitt,
F i g. 2 eine Aufsicht auf die Ausführungsform nach F i g. 1, F i g. 3 einen Aufriß
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, teilweise aufgeschnitten, F i g. 4
einen Horizontalschnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 3, der ein unabhängig
umlaufendes Sieb zeigt, wobei verschiedene Ausschnitte verschiedene Formen von Flügeln
zeigen, F i g. 5 einen Radialschnitt eines Siebes der in F i g. 3 gezeigten Art,
aber mit abgeänderter Flügelform, F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI
in F i g. 5, F i g. 7 einen Radialschnitt ähnlich F i g. 5, aber mit einer nochmals
veränderten Flügelform und F i g. 8 einen Schnitt entlang der- Linie VIII-VIII in
F i g. 7.
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Die in F i g. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung besteht aus einer Stoffbütte
10, die oben offen ist und von Stützen 11 getragen wird. An der unteren
Seite des Stoffbüttenbodens ist ein Gehäuse 12 angebracht, das eine Fortsetzung
der Stoffbütte nach unten darstellt und in der Bodenwand der Stoffbütte eine kreisförmige
zentrale Öffnung 13 bildet. Zentral in der Öffnung 13 ist ein scheibenähnlicher
Rotor 14 angeordnet, der mit einer Anzahl von radial oder wenigstens im wesentlichen
radial verlaufenden Flügeln 15 auf seiner Oberfläche ausgestattet ist, die in die
Stoffbütte 10 hineinragen. Der Rotor 14 sitzt auf einer zentralen
Antriebswelle 16, an deren unterem Ende eine Riemenscheibe 17 oder ein Zahnrad angebracht
ist. Um den Rotor 14 ist in der Öffnung 13 ein ringförmiges Sieb 18 angeordnet.
Es umfaßt eine leicht konische und gelochte Siebplatte 19, die auf der Spitze eines
ringförmigen Pumpenlaufrades 20 angebracht ist, das seinerseits durch eine
Hohlwelle 21
getragen wird. Die Hohlwelle 21 umgibt die Antriebswelle
16 des Rotors und an- deren unterem Ende ist eine Riemenscheibe 22 oder ein Zahnrad
angebracht. Die Siebplatte 19 und das Pumpenlaufrad 20 sind völlig getrennt
vom Rotor 14 und der Stoffbütte 10, so daß sie unabhängig vom Rotor 14 rotieren
können. Das Pumpenlaufrad 20 trägt im wesentlichen radial verlaufende Flügel
20', die sich unter der Siebplatte 19 befinden, so daß das Sieb
18
als eine Zentrifugalpumpe im Gehäuse 12 arbeiten kann. Das Innere des Gehäuses
12 ist vorzugsweise, aber nicht notwendig, spiralig ausgebildet, wie es die gestrichelten
Linien 12' in F i g. 2 angeben, und hat einen im wesentlichen tangentialen Auslaß
23 für die aufgenommene Faseraufschlämmung, die durch die Siebplatte 19 tritt.
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Die Rotorantriebswelle 16 ist in oberen und unteren
Lagern
24 und 25 gelagert. Das obere Lager 24
sitzt in einem oberen,
aufgeweiteten Endteil der Hohlwelle 21, während das untere Lager
25 in einem Bügel 26 montiert ist, der am unteren Ende des Gehäuses
12 befestigt ist und die Riemenscheibe oder das Zahnrad 22 der Hohlwelle
21 zumindest teilweise freigibt. Dichtungsringe 27 sind zwischen das obere
Ende der Rotortreibwelle 16 und die umgebende Hohlwelle 21 eingefügt,
um das Eindringen von Flüssigkeit in das Lager 24 zu verhindern. Die Hohlwelle
21 ist ihrerseits in vertikal angeordneten Lagern 28 und 29 gelagert,
die im unteren, hülsenähnlichen Teil des Gehäuses 12 untergebracht sind.
Ein Dichtungsring 30 ist zwischen den oberen Teil der Hohlwelle
21 und das Gehäuse 12 eingefügt, um das Eindringen von Flüssigkeit
in die Lager 28 und 29 zu verhindern.
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Sowohl die Riemenscheibe 17 als auch die Riemenscheibe
22 werden durch eine (nicht gezeigte) Transmission angetrieben, welche der
Riemenscheibe 17 und damit dem Rotor 14 eine hohe Rotationsgeschwindigkeit
erteilt. Während der normalen Arbeit der Vorrichtung ist es in der Regel nicht nötig,
diese Geschwindigkeit zu ändern oder die Drehrichtung des Rotors 14 umzukehren.
Andererseits soll die Riemenscheibe 22 und dadurch das unabhängig drehbare
Sieb 18 mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben werden, und vorzugsweise
sollen auch Vorrichtungen zur Umkehrung ihrer Drehrichtung vorgesehen sein. Folglich
kann die Riemenscheibe 23 entweder durch einen eigenen Motor angetrieben
werden oder durch den Motor der Riemenscheibe 17 über eine eigene Transmission
oder ein Vorgelege. Dieses Vorgelege sollte aus einem Stufengetriebe, einem Umkehrgetriebe
oder am besten aus einem kontinuierlich variablen und umkehrbaren Geschwindigkeitsgetriebe
bestehen. Da der Antrieb der zwei Riemenscheiben 17 und 22 auf viele
verschiedene Arten ausgeführt werden kann und die vorliegende Erfindung sich nicht
auf eine spezifische Antriebsart beschränkt, sind Transmissionen und Getriebe nicht
dargestellt.
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Es ist verständlich, daß die Pumpwirkung des Siebes 18 sich
verändert oder ganz aufhört, wenn die Rotationsrichtung des Siebes in der Vorrichtung
nach F i g. 1 und 2 umgekehrt wird. Weiter wird die Umkehrung der Drehrichtung des
Siebes 18 in bezug auf die Drehrichtung des Rotors 14 der Wirbel-
oder Drehbewegung entgegenwirken, die die Aufschlämmung in der Stoffbütte
10 um eine eine imaginäre Fortsetzung der Rotorwelle 16 bildende vertikale
Achse ausführt, so daß eine vorteilhaftere, im wesentlichen radiale und vertikale
Zirkulation des Inhalts der Stoffbütte 10 erreicht wird.
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Die in F i g. 3 und 4 gezeigte Vorrichtung ist im wesentlichen ähnlich
zu der im Zusammenhang mit F i g. 1 und 2 beschriebenen. Der einzige Unterschied
ist, daß das unabhängig umlaufende Sieb 18 durch ein abgeändertes Sieb
31 ersetzt worden ist. Dieses Sieb kann aber ebenso unabhängig rotieren und
ist auf eine Hohlwelle 21 montiert und wird durch ihre eigene getrennte Riemenscheibe
oder ein Zahnrad 22
angetrieben. Das Sieb 31 besteht aus einem unteren
ringförmigen Plattenteil 32, der an seiner oberen Seite eine Reihe von im
wesentlichen radial verlaufenden Flügeln 33 trägt, die alle dieselbe Größe haben
und im wesentlichen keilförmig zueinander angeordnet sind. Alle Flügel
33 zeigen mit einer Kante nach oben gegen das Bütteninnere, und die Flügelkanten
bilden zwischen sich radial verlaufende Siebfugen, durch welche die aufgenommene
Aufschlämmung die Stoffbütte verlassen kann. Um den Fltigeln 33 gegenseitigen Halt
zu geben und sie zusammenzuhalten, ist ein felgenähnlicher Ring 34 vorgesehen,
an welchem die obere äußere Ecke jedes Flügels 33 befestigt ist.
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In F i g. 3 haben die Flügel 33 im wesentlichen gerade obere Kanten,
die im wesentlichen eine direkte Fortsetzung des umgebenden Büttenbodenteils bilden,
über den sich die radialen Flügel 15 des Rotors 14 erstrecken. Wie
man aus F i g. 5 und 6 ersieht, können ebenso Flügel 35 mit einer Sägezahnoberkante
36 benützt werden, die natürlich eine bessere Reib- und Knetwirkung auf das
aufgeschlämmte Material ausüben werden, das sich wiederholt über die obere Oberfläche
des unabhängig drehbaren Siebes bewegt. Wie man aus F i g. 6 ersieht, können die
Flügel 35 auch leicht schräggestellt werden, was, wenn sich das Sieb mit
einer gewissen Geschwindigkeit in die eine Richtung dreht, eine etwas kräftigere
Pumpwirkung der Flügel 35 zur Folge hat, als wenn sich die Anordnung mit
der gleichen Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung dreht.
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In einer weiteren Ausführungsform, wie sie in F i g. 7 und 8 gezeigt
ist, können die Flügel 37 gezahnte oder krenelierte obere Kanten haben, wobei ihre
zahnähnlichen Fortsetzungen 38 aus der Ebene des zugehörigen Flügels 37 herausgebogen
sind, und zwar alle nach einer Seite, oder wie es in F i g. 7 und 8 gezeigt ist,
abwechselnd in entgegengesetzte Richtung, um so teilweise die Fugen auf beiden Seiten
jedes Flügels 37 zu überdecken. In diesem letzteren Fall bilden die gezahnten oder
krenelierten oberen Kanten von benachbarten Flügeln zusammen eine radiale Reihe
von versetzt angeordneten Sieböffnungen in der oberen Oberfläche des Siebes. Mit
der in F i g. 7 und 8 gezeigten Anordnung wird außerdem eine bessere Reib- und Knetwirkung
auf das über die Sieboberfläche bewegte Material erreicht. Die gerade beschriebenen
verschiedenen Arten von Flügeln sind in F i g. 4 in verschiedenen Abschnitten des
ringförmigen Siebes 31 in Aufsicht gezeigt. In der Praxis wird jedoch eine
solche Vorrichtung zur Gänze mit einem einzigen ausgewählten Flügeltyp ausgerüstet.
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Obwohl die Erfindung jetzt in Beziehung zu gewissen bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben worden ist, soll sie doch nicht auf die beschriebenen Details der gezeigten
Ausführungsformen beschränkt werden. So ist es keineswegs notwendig, den Rotor und
das umgebende unabhängig rotierende Sieb zentral in dem Bodenwandteil der Stoffbütte
10 anzuordnen. In gewissen Fällen können der Rotor und das Sieb ebenso in
einer Seitenwandöffnung der Stoffbütte untergebracht werden oder in der Bodenwand
der Bütte exzentrisch angeordnet sein.