-
Dr. Expl.
-
Abscheider Die Erfindung bezieht sich auf einen Abscheider mit Einrichtungen
zur EntlUftung einer Trübe oder dergleichen, und ihsbesondere solcher Tubent die
einen Vorrat an breiiger Feststoffsuspension enthalten, beispielsweise einen Papierstoff,
der zur Papierherstellung verwendet wird.
-
Das Ziel der Erfindung besteht darin, sowohl den Aufbau als auch die
Einzelteile und die Arbeitsweise von Abscheidern in solcher Weise zu vereinfachen,
daß die Abscheider nicht nur wirtschaftlich hergestellt werden können, sondern auch
einen leistungsfähigeren und zufriedenstellenderen Betrieb ergeben, einer Vielzahl
zahl
von Anwendungen angepaßt werden können und daB bei ihnen Betriebsstörungen weitgehend
ausgeschlossen werden.
-
Eines der Ziele der Erfindung ist es, die Luftmenge zu verringern,
die den entsprechenden Teilen von Papiermaschinen mit einem in einer Trübe aufgeschlämmten
Papierstoff zugeführt wird. Es ist dabei insbesondere an die in der angelsächsischen
Literatur mit "pressure screens"und"pressure head-box"bezeichneten Teile gedacht.
Der Betrieb dieser Einrichtungen wird nämlich durch in der Trübe vorhandene, liber.
» flüssige Luft wesentlich beeinträchtigt.
-
@@@@@ Mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung wird aus, einem Papierstoff,
der auf einem Fourdrinier-Drahtsieb aufgebracht wird, wesentlich weniger Luft freigegeben,
so daß der Papierstoff weniger schäumt und Blasen wirft. Die Fasern des Papierstoffes
können sich dadurch in einer gleichmäßigeren Schicht auf dem Drahtsieb anordnen,
wodurch ein besseres Papier entsteht, Dem Abscheider nach der Erfindung wird eine
Entlüftung einer breiigen Feststoffsuspension oder eines Papierstoffes
stoffes
ermöglicht, die gemäß einem besonderen Verfahren und mit entsprechenden Apparaten
die EntlUftung des Papierstoffes mit seiner Reinigung kombiniert. Dabei wird insbesondere
das Schlämmprinzip verwendet, bei dem einem schmutzreichen Anteil der Trbe susätzliche
Flüssigkeit zugefügt wird.
-
Gem§ß der Erfindung wird weiterhin der mittlere, floussigkeitsfreie
Kern eines Hydrozyklonabscheiders als Strdmungspfad für abgesaugte luft verwendet
; ein Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung einer am Unterlaufende, d.
h. an demjenigen Ende des Hydrozyklon. abscheiders. befindlichen Schlämmeinrichtung,
an dem der Sohlammaustrag erfolgt. Die Schlämmeinrichtung weist eine Austragöffnung
auf, die auf gleicher Achne mit des flüssigkeitsfreien Kern liegt ; dadurch kann
sich dieser kern durch die SchlPmmeinrichtung erstrekken und jenseits der Schlämmeinrichtung
mit einer Saugeinrichtung verbunden werden.
-
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert.
Es zeigen : Fig. g. 1 eine Entlüftungs- und Reinigungseinrichtung gemäß der Erfindung
in Seitenansicht, teilweise in schematischer Darstellung und
Fig.
2 die Einrichtung anch Fig. 1 im Längsschnitt, -wobei einige Toile weggelaasen eind.
-
Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels einesHydrozyklonabaoheiders,derReinigungund
E disent, geschildertwerden.Bin Hauptabschnitt 10 von im wesentlichen konischer
Gestalt besteht aus Herstellungsgründen, und weil dann die Einzeltile leichter zu
ersetzen mind, aus drei suseijanderehmbaren Abschnitten 11, 12 und 13. An die Apaxaeite'-esSuptabsshnittes0tatsina
Schlämsinrichutn 14 angeschlossen. Die Basimeite . ta°.. r. n a. d Z. c°'°i. führt,
wedurhc ein einstückig mit dem Abschnitt 11 verpundsner Abschnitt 15ent steht. Der
Betrieb der Einrichtung ist zwar unabhängig daveon, welche lage die Einrieht'tmg
einnimmt; jedoch soll sie no bechrieben werden als wäre sie aufrecht und in senrkechter
Stellung angeridnet. In diemen Sinnt. ist die Schlämmteinrichtung 14 an unteren
Ende des Hauptasbenitte 10 befestigt, aunde der zylindricht Abschnitt 15 stellt
sinen oberen Bereich des Rauptabschnitt 10 dar.
-
4 Der konische Hauptabschnitt 10 ist in @@inem Inneren hohl und bildet
eine Ab@hedekammer 16. Der am Apexendos
ende befindliche Abschnitt
13 hat eine abgeschnittene Spitze und bildet eine in der Längsachse des Hauptabschnitte
10 liegende Öffnung 17. Das andere Ende des koniechen Hauptabschnitts, das durch
die obere Seite des zylindrischen Abschnitte 15 deriniert ist, ist mittels eines
verschlußstückes 18 8 verschlossen, über welchem ein Flansch 19 liegt. Im Vershclußstück
18 und im Flansch 19 ist ein an den Enden offenes Rohr 21 so eingesetzt, daß es
in die Abscheidekammer 16 hinein-und aus ihr herusragt ; das Rohr 21 ist in der
Langeachse des Hauptabschnitts 10 mittig angeordnet und liegt in einer Linie mit
der Offnung 17 7. Der zylindrische Abschnitt 15 weist unterhalb des VerschluB-otUcke
18 eine seitliche Einlanßöffnung 22 auf, über welche die Abscheidekammer 16 mit
einer TrUbe beeebOckt wird. Die Anordnung und die Lage der Einlaßdffnung 22 sind
derart, daß die zufließende Trübe relativ sur Wand der Abscheidekammer 16 einen
tangential gerichteten Fluß annimmt. Ein AnschluBstück 23 ffhrt die TrUbe der Einlaßöffnung
22 zu. Die beschriebene Einrichtung ist innerhalb einer Anlage eingebaut, in welcher
die Trabe mittels Pumpendruck in Umlauf gesetzt wird. Diese Anlage kann zusätzlich
zu der angegebenen Entlüftungs- und Reingigungseinrichtun weitere
tere
Behandlungseinrichtugnen aufweisen, die in Bezung auf dne Fluß der Trübe entweder
auf der Oberlaufseite oder auf der Unterlaufseite der Einrichtung liegen.
-
In dem Ausführungsbeispiel ist als Trübe eine wässerige, zellulosehaltige,
breiige Featatoffsuspension angenommen. Sie soll jedoch außer der Flüssigkeit und
den brauchbaren breiigen Fasern eine Luftmenge enthalten, die als übermäßig zu betrachtne
ist, wenn man sie einer Papierherstellunsmaschine zuführen würde.AußerdemsollinderbreiigenFeststoffsuspension
noch Schmutz vorhanden sein, worunter im allgemeinen unerw2mnschtes und unbrauchbares
Gut verstanden werdne sool, nahc Art von Rindenteilen, Brocken, Sand, grobkörnigem
Sohmutz und dergelcihen.
-
Die zugeführte Trucs entwickelt innerhalb der Abscheidekammer 16 eine
Rotationsbewegung, und entsprechend ihrer kontinuierlichen Zufuhr bewegt sich die
rabe fortschreitend von der Basisseite des Rauptabschnittes 10 in Richtung auf seine
Apexseite zuç Die Geschwindigkeit des Flusses nimmt in dem Maße zu, in dem der Querschnittsbereich
der Abscheidekammer 16 abnimmt, und es entsteht ein etwas komplexer Kräfteverlauf,
der
der einen nach unten laufenden iu2ern Wirbel 24 und einen inneren,
nach oben steigenden Wirbzl 25 erzsugt.
-
In allgeneinen gehen die FlUesigkeit und die verhgltnismäßig leiahten,
brauchbaren Fasern vom AuSeren Wirbel auf den inneren Wirbel Uber und steigen als
ein brauckbarer Teil der Trübe zu dem in der Basimsite der Binait angeordneten Rohr
21 empor und werden durch dieeee ausgetragen. Der zurückbleibends Teil der Truble,
der reich ist an verhältnismäßig schwersren Sohmuttteilohen, verbleibt im äußeren
Wirbel und wirbelt wu der an der Aperxeite der Einhait befindlichen Oftnung 17 weiter,
von wo er ale der"zurückgewiesen " Teil, d. h. ale Schlamm, ausgetragen wird. In
der einrichtung entwickeln sich u. au folgende Kräfte: (a) Ein Druokabfall von Umfang
des Hautabschmittes 10 in Richtung auf eins mittelaches und in Richtung auf die
abeschnitten Spitze des Kensw su, (b) eine von der retierden Trübe erzeugte Zentrifugalkraft
und (e) eine Zunhhme der Tanghesntilageschwindigkeit vom Umfng auf die Mittelschse
zu. Der Drumebfall veralfät eien @@@@@@@@@@@ in Richtung auf die Mittelachse der
Binhait und in Richtung auf das Aper@@@de des Keuns zu. Fasern und Schutz durchqueren
die Bereiche n nahceinander größer werdenen Zentrifugalkraft
fugalkraft
as sind dabei auf ihrer radialen Bahn nach innen bestrebt, nach unten zu sinken.
Ein Schmutzteilchen, das einen solchen Zentrifugalbereich errelcht, der den Radialfluß
ausgeleicht, wird in diesem Bereich durch reh die nach unten gerichtete Komponente
des üssigektistromes nahc unten getragen, bis es das Apexende erreicht.DieFasernhaboniaVerhältnisum
Durchmesser eine große Länge und bieten der radial sieh @h bewegenden Fl2ssigkeit
eine wesentliche Angriffsfläche. Sie werden deshalb in Richtung auf die Mittelachse
der Einheit getragen und schließlcih auf Grund der zunehmenden Trangentilageschwindigkeit
im inneren wirbel 25 nahc oben geführt, ohne daß im we-; senti ichen Maße Schmutz
mitgenommen wird. Der Schmutz biset zusammen mit einigen einigen Fasern nach unten
auf das Apezende des kontinuierlich durch die Öffnung 17 ausgetragen wird.
-
Die e im Hauptabschnitt 10 entwickelte Zentrifugealkraft ergibt einen
in seiner Achse sich erstreckenden, flüssigeitfreien Kern 26. Der Kern 26 erstreckt
sich kontinuierlich durhc den geanzen Hauptabschnitt 10, ! bis zur sur 17 im Apexende
und durch sie hindurch und fUhrt bis s zum Austragroch 21 für die "angenommenen"
"angenommenen"
Feststofftsilchen und durch diesels Austragrohr hinduroh. Die offnung 17 wird mit
Rocksicht auf den Durchmesser des entstehenden Kerns 26 so beaeseen, daß ein ringförmiger,
diesen Kern usgebender Raum entsteht, der ausreichend ist fUr den Austrag des zurückgewisseenen,
schxutsretohen Anteils der TrUbe. Mit der sich bewegenden Trille mitgeführte Luft
ist bestrebt, sich von der Trabe abzusondern und in den Kern 26 zu gehen, der einen
verhältnismäßig geringen Druck aufweist.
-
In Hinblick auf einen kontinuierlichen Abscheidevorgang jenseits
der Austragoffnung 17 und mit der Aufgabe, Bedingungen zu schaffen, die einer guten
Abscheidung förderlcih ind, 1et an das Apexende des Hauptabschnittes 10 die breeits
angegebenen schlämmeinrichtung 14 angeschlossen. Die Schlämmeinrichtung weist einen
zylindrischen, das Apexende des konischen Hauptabschnitts 10 aufnehmenden Abschnitt
27 auf sowie einen kegelstumpfartlgen Abschnitt 28, der eine koaxiale Fortsetzung
für den zylindrischen Abschnitt 27 b ldet und der mit dem Abschnitt 27 durch eine
schräge Fläche 29 verbunden ist. Die Schlämmeinrichtung 14 ist am Hauptabschnitt
10 mittels Klemmvorrichtungen 31 im wesentlichen luftdicht befestigt.
-
Die
Die abgeschnittene Spitze des kegelstumpfartigen
beohnitts 28 bildet eine Austragöffnung 32. Die Schlämmeinrichtung 14 weist zwischen
ihrer Oberlauf-und ihrer Unterlaufseite, d. h. im zylindrischen Abschnitt 27, eine
tangential angeordnete, schräg nach unten geneigte Offnung 33 auf, in welche über
ein AnschluBettick 34 zusätzliche Flüssigketi eingespeist wird. Die hereinstrbmende,
zusätzliche Flüssigkeit vereinigt sich mit der durch die Offnung 17 ausgetragenen,
wirbelnden Triibe. Sie verleiht der Trübe erneute Energie und verdunnt sie. In dem
aus der Offnung 17 herausfließenden, konzentrierten, zurüo 4 ewiesenen Teil der
TrUbe eingefangene Fasern können eich nun leichter nach innen bewegen und sich mit
dem nach oben wirbelnden, inneren Wirbel 25 verbinden, d. h. in ihn hineingezogen
werden, so daß sie durch das Rohr 21 ausgetragen werden. Brauchbare Fasern, die
sonst verloren wären, werden auf diese Weise aus dem Schlammantel der Tübe zurückgewonnen,
wogegen der Schmutz weiterhin auf seiner Bahn nach un. ten wirbeln kann.
-
Der Aufbau der Schlämmeinrichtung 14 sowie die Art ihrer Anbringung
auf dem konischen Hauptabschnitt 10 ist
ist derart, daß sie eine
koaxiale Verlängerung des Hauptabschnitts 10 bildet. Die e Mittellinie der Schlämmeinrichtung,
die durch den zylindrischen Abschnitt 27 und den kegelstumpfartigen Abschnitt 28
lguft, liegt auf dereelben Achee mit dem konischen Hauptabschnitt 10. Die Austragöffnung
32 befindet sich auf diese Weise auf derselben Mittelachse. Die Betriebsbedingungen,
die im Hauptabscheidabschnitt der Einheit vorherrschen, setzeh sich auf dièse Weise
durch die Schlämmeinrichtung 14 hinduroh fort ; der luire Wirbel 24 und der innere
Wirbel 25 laufen ohne Unterbrechung auf die Schlämmeinrichtung 14 zu und durch sie
hindurch und der flüssigketisfreie Kern 26 eratraekt sioh auf cliche Weise ohne
Unterbrechung in der Achse der Einheit bis zur Austragöffnung 32 und durch sie hindurch.
Die Betriebsbedingungen, die sich in der Abscheidekammer 16 entwieckel hayon, und
d die sich durch die ganse Schlämmeinrichtung 14 fortsstasn, berrachen praktisch
auch in der Austragpffnung @@ und 3enceints dieser Austragöffnung. Die Trübe entlädt
sich als ein Sprühstrom mit kräftigen Komponenten einer radial nach auswärts ger4¢hteten
Bewegung, wobei ein In der Mitte liegender Bereich verbleibt, in den ein niedriger
Druck herrscht und in den hinein eich, der
der flüseigkeitsfreie
Kern 26 erstrecken kann.
-
Die Entlüftung der breiigen Feststoffsuspendeion wird dadurch ereciht,
Gaß der Druck im kern 26 auf einen Wert verringert wird, der geringer ist als derjenige,
der durch die Rotationsbewegung der Trübe erzeugt wird. diese Druckverringerung
wird dadurch erreciht, daß auf den durch die Schlämmeinrichtung 14 führend Kern
über die Austragpffnung 32 sugänglich ist.
-
Im Hinblick auf diese Aufgabe ist eine geschlessen Kammer 35 vorgesehen,
die ein anch oben ragendes Rohr 36 hat. welches den konishcen Abschnitt 28 der Schlämmsinrichtung
14 aufnimmt. Das Rohr 36 kann mit einer verschleißfesten Auskleidung 37 verschen
eden. Das Rohr 36 ist an seinem oberen ende mittels einer Muffe 38, welche eine
im werstlichen luftdichte Vergindung zwischen der Schlämmeirncithung 14 und dem
Rohr 36 bildet, im bersich der schrägen Fläche 29 an den konischen Abschnitt 28
angepaßt.
-
X @ Rohr 36 seinerseits ist luftdicht mit der Kammer 35 verbunden.
Der in der Kammer 35 herrschemde Luftdruck stcht auf diese Weise über das Rohr 36.
mit der Autragöffnung 32 und dem flüssigkeitsfrein Kern 26 in
Verbindung,
der sich in der Mitte der Austragöffnung befindet.
-
Beim Betrieb der Einrichtung sammilt sich die aunges. tragene Trübe
im unteren Teil der Kammer 35 und-wird kontinuierlich oder wahlweise, d. h. periodisch
über eine im Boden der Kammer befindliche Auslasöffnung 39 abgssogen. Der obere
Teil der Kammer 35 stellt einen Luftraum dar und ist über eine obere Auslaäöffnung
41 mit einer Saugeinrichtung verbunden, die eine Saugpumpe oder eine änhliche Einrichtung
sein kann.
-
Mittels dieser Einrichtung kann der in der Kammer 35 herrschende Druck
unter denjenigen Druck herabgesetst werden, der sich im Kern 26 mittels der im Abscheider
herrschenden Zentrifugalwirkung einzustellen versucht.
-
Ale F*lge davon wird Luft, die in den Kern 26 hineingesogen wurde,
longs des Kerns auf die Schlämmeinrichtung 14 zu und durch sie hindurchgeleitet
und der Kammer 35 zugeführt, von wo sie über die AuslaB- @ offnung 41 herausgesaugt
wird. Beim Betrieb der Einrichtung erfolgt also eine kontinuierliche Entlüftung
der Trabe, so daß weder der angenommene Teil der Trübe
TrUbe. aus
dem Rorh 21 ausgetragen und einer Papiermaschine zugeleitet wird, noch der zurückghewiesene
Teil der Trübe, d. hc der Schlammeuastra,g der auf den Boden der Kmamer 35 sinkt
und einer nachfolgendne Behandlung oder dem Schlammsammler zugeführt wird, überschüssige
Luft enthalten.
-
Dia Austragöffnung 32 ist, ähnlich wie die Austragöffnung 17, so bnemessesn,
daß sie den Kern 26 aufnehmen kann, wobei noch ein ringförmiger Raum ringsherum
übrig bleibt, der für den Austrag des zurückgewiesenen Teisl der Trabe dient. Auf
diese Weise kann der Kern weiterhin als Strömungspfad fUr treigegabene Luft betrachtet
werden, die sur AußtragSffnung 32 und durch sie hindurch fließt, ohne daß der Austragvorgang
für den Schlamm beeinträehtigt wird.
-
Patentansprüche