| Dokumentenidentifikation |
DE102004010857A1 03.11.2005 |
| Titel |
Vorrichtung zum Pumpen und Entstippen einer störstoffhaltigen Papierstoffsuspension |
| Anmelder |
Voith Paper Patent GmbH, 89522 Heidenheim, DE |
| Erfinder |
Dölle, Klaus, Dr., 88353 Kißlegg, DE; Rippl, Stefan, 88214 Ravensburg, DE; Rienecker, Reimund, 89522 Heidenheim, DE; Veh, Gerhard, 89420 Höchstädt, DE |
| DE-Anmeldedatum |
05.03.2004 |
| DE-Aktenzeichen |
102004010857 |
| Offenlegungstag |
03.11.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
03.11.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
D21B 1/32
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| IPC-Nebenklasse |
D01G 9/00
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| Zusammenfassung |
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.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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.
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.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten
Merkmale vollständig gelöst.
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.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen.
Dabei zeigen:
1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in
geschnittener Seitenansicht;
2 verschiedene Prallstücke;
3 die erfindungsgemäße Vorrichtung in
Vorderansicht;
4 ein Pumpenlaufrad mit tangential angeordneten
Pumpenleisten;
5 ein Pumpenlaufrad mit gebogenen Pumpenschaufeln;
6 eine etwas detailliertere Darstellung
des Erfindungsgegenstandes;
7+8
je eine Anlage mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die 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 Abstande 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 30
mm.
Die Form der Prallstücke beeinflusst die zerfasernde Wirkung der Vorrichtung.
In 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).
Eine ähnliche Vorrichtung wie in 1 zeigt
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.
4) oder von geschwungenen Pumpenschaufeln
9 (s. 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.
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.
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.
Eine weitere Möglichkeit zur Verwendung des Erfindungsgegenstandes
zeigt die 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.
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| Anspruch[de] |
- 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.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallstücke
(7, 7', 7'', 7''') radial außerhalb
des Pumpenlaufrads in dessen Abströmbereich angeordnet sind.
- 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.
- 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.
- 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.
- Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung zwischen 3 und 12 Prallstücke (7, 7',
7'', 7''') aufweist.
- Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Pumpenlaufrad (4) mit radialen Pumpenleisten (6) versehen
ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass das Pumpenlaufrad mit innen tangential ausgerichteten Pumpenleisten (6')
versehen ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Pumpenlaufrad (4) mit gekrümmten Pumpenschaufeln (9) versehen
ist.
- Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Pumpenlaufrad (4) einflutig ist.
- 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.
- 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.
- Verwendung der Vorrichtung (18) gemäß einem der Ansprüche
1 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.
- 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.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen
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