DE2010189B2

DE2010189B2 - DEVICE FOR THE PRODUCTION OF A SUSPENSION OF SOLID PARTICLES IN A LIQUID

Info

Publication number: DE2010189B2
Application number: DE19702010189
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Neyrpic BMB SA
Current assignee: Neyrpic BMB SA
Priority date: 1969-03-07
Filing date: 1970-03-04
Publication date: 1972-07-27
Also published as: AT298217B; IL34007A0; ES377217A1; FR2036249A5; IL34007A; FI51772B; YU50970A; YU33343B; GB1254825A; US3664096A; FI51772C; BE746374A; SE360273B; DE2010189A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer Suspension fester Teilchen in einer Flüssigkeit, insbesondere von Cellulosefasem in Wasser, mit einem abgedichteten, geschlossenen, an eine Vakuumpumpe angeschlossenen Behälter mit zumindest einer Speiseleitung für die Aufschwemme flüssigkeit und einem Auslaß für die Suspension im unteren Bereich sowie einer TeikhenzufUhrungseinrichtung, die außen an der Wand des Behälters angebracht ist und mindestens einen Verteiler aufweist, der die Behälterwand leckdicht durchdringt.The invention relates to an apparatus for producing a suspension of solid particles in a liquid, especially cellulose fibers in Water, with a sealed, closed container connected to a vacuum pump at least one feed line for the suspension liquid and an outlet for the suspension in the lower area as well as a feeding device, which is attached to the outside of the wall of the container and has at least one distributor, which penetrates the container wall in a leak-tight manner.

Gemäß der Erfindung sollen beispielsweise wäßrige Cellulose-Aufschwemmungen hergestellt werden, wie sie für die Belieferung von Maschinen zur Herstellung von Papier oder von nichtgewebten Faserstoffen benötigt werden. Ein solcher Faserbrei wird im allgemeinen ausgehend von Cellulosefasem hergestellt, die im Anlieferungszustand paketförmig zusammengepreßt bzw. verfilzt sind. Das Ausgangsmaterial muß also vor oder während des Aufschwemmens genügend aufgelockert oder zerteilt werden, daß eine glatte Suspension ohne merkliche Faseraggregate erhalten wird.According to the invention, for example, aqueous cellulose suspensions are to be produced, as they do for the supply of machines for the production of paper or of non-woven fibers are needed. Such a pulp is generally made from cellulose fibers, which are compressed or matted in the form of a packet when delivered. The source material must therefore be sufficiently loosened or broken up before or during the flooding, that a smooth suspension without noticeable fiber aggregates is obtained.

Ganz allgemein wird zerteiltes oder pulverförmiges Material üblicherweise in einer Flüssigkeit dispergiert oder auch gelöst, indem man es von oben her aus einem Trichter in mehr oder minder feinem Strahl auf bzw. in die Flüssigkeit schüttet, die dabei mehr oder minder heftig in Bewegung gehalten wird. Durch die gesteuerte Zugabe und heftige Bewegung der Flüssigkeit soll eine Zusammenballung von Festkörnern von vornherein unter'minden werden.In general, divided or powdered material is usually dispersed in a liquid or it can also be dissolved by opening it up from above from a funnel in a more or less fine stream or pour it into the liquid, which is kept in motion more or less vigorously. Through the Controlled addition and violent agitation of the liquid is intended to form an agglomeration of solid grains be prevented from the outset.

Eine solche Verfahrensweise ist z. B. der USA.-Patentschrift 3 394 848 zu entnehmen, bei der das feste Material aus einem Trichter dosiert in eine trichterförmige Mischkammer fällt, in die Flüssigkeit von oben her durch Überlauf eingelassen wird, so daß eine Turbulenz zur Kammermitte hin auftritt. Gleichzeitig wird die Mischung am unteren Ende der Kammer mit Hilfe einer Pumpe abgezogen, wodurch die Durchmischungswirkung noch verstärkt wird.Such a procedure is z. B. U.S. Patent 3 394 848, in which the solid material is dosed from a funnel into a funnel-shaped one Mixing chamber falls, into the liquid is admitted from above through overflow, so that turbulence occurs towards the center of the chamber. At the same time the mixture is at the bottom of the chamber withdrawn with the help of a pump, which intensifies the mixing effect.

Nach der deutschen Patentschrift 965 317 fällt das Kornmaterial aus einem Trichter, der unten mit einem Zellenrad versehen ist, in die Flüssigkeit, die mit einem mechanischen Rührer in Bewegung gehalten wird. Dabei wird gemäß einer Besonderheit dieses Verfahrens in einem abgeschlossenen System gearbeitet und das zulaufende feste Material oberhalb des Zellenrades zunächst durch eine Zone geschickt, in der es mechanisch aufgelockert und von Inertgas umspült wird, da speziell mit sauerstoffempfindlichen Flüssigkeiten gearbeitet werden soll.According to the German patent specification 965 317, the grain material falls from a funnel, which is below with a cellular wheel is provided, into the liquid, which is kept in motion with a mechanical stirrer will. According to a special feature of this process, a closed system is used and the incoming solid material is first sent through a zone above the cellular wheel, in which it is loosened mechanically and surrounded by inert gas, as it is especially sensitive to oxygen Liquids should be worked.

Gemäß der USA.-Patentschrift 3 425 669 werden zum Zusammenbacken neigende Polymerteilchen vor ihrem Eintritt in die in Bewegung befindliche Mischflüssigkeit zunächst mit dieser benetzt, indem man sie im Raum über der Flüssigkeit aus einer am Trichterende vorgesehenen Schwingrutsche in einen Tropfenschleier der Mischflüssigkeit einrieseln läßt, wonach die vorbenetzten Teilchen zusammen mit Flüssigkeitsresten in die gut durchwirbelte Flüssigkeit fallen. U.S. Patent 3,425,669 discloses caking-prone polymer particles their entry into the mixed liquid in motion is initially wetted with this by moving them in the space above the liquid from a vibrating slide provided at the end of the funnel into a veil of droplets the mixed liquid can trickle in, after which the pre-wetted particles together with liquid residues fall into the well-swirled liquid.

Aus der britischen Patentschrift 587 698 ist eine Vorrichtung zum Mischen von verkörntem Material mit Flüssigkeiten bekannt, bei der das Kornmaterial am oberen Ende in eine Vakuumkammer eingespeist wird, die eine Vorrichtung zum Versprühen von Flüssigkeit vorzugsweise auf einem tieferen Niveau aufweist. Bei dieser Vorrichtung wird das von oben her in die Kammer fallende Kornmaterial beim Herabfallen entgast und in der Sprühzone mit Flüssigkeit benetzt, so daß Benetzungsschwierigkeiten entfallen.From British patent specification 587 698 there is an apparatus for mixing granular material known with liquids in which the grain material is fed into a vacuum chamber at the upper end which has a device for spraying liquid preferably at a lower level. With this device, the grain material falling from above into the chamber is degassed when falling and is wetted with liquid in the spray zone, so that wetting difficulties are eliminated.

Für eine Vorbenetzung könnte man auch das aus der USA.-Patentschrift 3 017 854 zu entnehmende Verfahren zum Beschichten von Kornmaterial mit einem Oberflächenfilm heranziehen, bei dem Fest-For pre-wetting, that which can be found in US Pat. No. 3,017,854 could also be found Use method for coating grain material with a surface film in which solid

korn und Flüssigkeit auf einen schnell rotierenden pfannenförmigen Teller aufgestäubt bzw, aufgesprüht werden und die durch die Beschleunigung in auseinanderstrebende Drehbewegung versetzten Körner auf dem Teller einen Flüssigkeitsfilm durchwandern.Grain and liquid dusted or sprayed onto a rapidly rotating pan-shaped plate and the grains set in divergent rotary motion by the acceleration a film of liquid wander through the plate.

Alle diese Maßnahmen — kontrollierter Zulauf von Festkorn, heftige Bewegung der Flüssigkeit, Vorbenutzung der Teilchen, Umspülen mit Inertgas — führen bei manchen Materialien und insbesondere Cellulosefasern in verfilztem Zustand nicht zum ge- ίο wünschten Erfolg, d. h. einer gleichmäßigen, »glatten« Aufschlämmung oder Suspension der Einzelteilchen in der Flüssigkeit, so daß solche Materialien vor der Einspeisung in die Aufschlämmvorrichtungen vermählen oder anderswie vorbereitet werden müssen. All these measures - controlled inflow of solid grain, violent movement of the liquid, prior use of the particles, flushing with inert gas - result in some materials and in particular Cellulose fibers in a matted state are not suitable for ίο wish success, d. H. a uniform, "smooth" Slurry or suspension of the individual particles in the liquid, so that such materials are present must be milled or otherwise prepared from the feed to the slurry devices.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zu schaffen, mit der auch aus Teilchenagglomeraten glaite Suspensionen erzeugt und insbesondere Cellulosefasermassen gleichzeitig aufgelockert und aufgetrennt und zu einem glatten Brei verarbeitet werden können.The object of the invention is to create a device that can also be made from particle agglomerates glaite suspensions and in particular cellulose fiber masses be loosened and separated at the same time and processed into a smooth pulp can.

Die zur Lösung dieser Aufgabe entwickelte Vorrichtung der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen in dem geschlosse- as nen Behälter unterhalb der Verteiler-Einrichtung angeordneten Trichter, der innen mit einem Rührwerk und unten mit einer umlaufenden Schleuder versehen ist und unterhalb dessen Schleuder ein Raum von großer Öffnungsweite zur Aufnahme der Suspension gleichachsig zum Trichter angeordnet ist, der die Einspeise- und Auslaßleitungen für die Aufschwemmflüssigkeit und die Teilchensuspension aufweist.The device of the type mentioned at the outset developed to solve this problem is according to the invention characterized by one arranged in the closed container below the distributor device Funnel equipped with an agitator inside and a rotating centrifuge below is and below the centrifuge a space with a large opening width for receiving the suspension is arranged coaxially to the funnel, which is the feed and outlet lines for the suspension liquid and the particle suspension.

Der erfindungsgemäße mit Rührwerk und rotierendem Ausschleuderorgan versehene Trichter innerhalb des Unterdruckraums besitzt die gewünschte Doppelfunktioi.: Neben der für die Entgasung des Materials wesentlichen Ausbreitung und Umwälzung der Fasermasse erfolgt gleichzeitig ein Zersch'agen oder Auflockern bzw. Auftrennen von Faserpaketen. Die so 4" vorbereiteten vom Schleuderorgan unter gleichzeitiger (weiterer) Auftrennung über den Querschnitt verteilten Fasern fallen auf die innerhalb des Raumes mit großer Öffnungsweite befindliche Suspension bzw. Suspensionsflüssigkeit und werden von der Flüssigkeit aufgenommen, ohne daß ein vorheriges Aufsprühen von Flüssigkeit auf den fein zerteilten Feststoff unbedingt notwendig wäre, was allerdings vorzugsweise doch vorgesehen werden kann. Man erhält so in einem Arbeitsgang auch aus agglomeriertem Material eine glatte gleichmäßige Suspension einzelner Teilchen.The funnel according to the invention, provided with a stirrer and rotating ejector element, is inside of the vacuum chamber has the desired dual function: In addition to the expansion and circulation of the fiber mass, which is essential for degassing the material At the same time, fiber packets are broken up or loosened or separated. The so 4 " prepared by the centrifugal device with simultaneous (further) separation distributed over the cross-section Fibers fall on the suspension located within the space with a large opening width or suspension liquid and are absorbed by the liquid without prior spraying of liquid on the finely divided solid would be absolutely necessary, but this is preferred but can be provided. In this way, agglomerated material is also obtained in one operation Material a smooth even suspension of individual Particle.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbcispiels erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated in the following description with reference to the drawing Execution example explained. It shows

Fig. I einen vereinfachten Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zum Aufschwemmen von Gewebefasern in Wasser,Fig. I a simplified longitudinal section through a device designed according to the invention for Floating tissue fibers in water,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den unteren Teil des Trichters in vergrößerter Darstellung.F i g. 2 shows a longitudinal section through the lower part of the funnel in an enlarged illustration.

Gemäß Fig 1 ist die Vorrichtung auf einen Boden 1 gegründet, mit einem wasserdichten, zylindrischen Außenmaiitel 2 versehen und oben durch einen Deckel 3 verschlossen. Unter dem Deckel ist ein blecherner, kegeliger Trichter 4 befestigt. 6sAccording to Fig. 1, the device is on a floor 1 founded, provided with a watertight, cylindrical outer shell 2 and through the top a lid 3 closed. A tapered, conical funnel 4 is attached under the cover. 6s

Auf dem Deckel 3 ist ein Elektromotor 5 nebst übersetzungsgetriebe aufgebaut, dessen senkrechte Abtriebswelle die in der Achse des Trichters 4 angeordnete senkrechte Welle 6 eines Rührwerkes antreibt, das aus waagerechten radialen Armen 7 besteht, die an ihren Enden Schaufeln 8 tragen,On the cover 3, an electric motor 5 is built together with a transmission gear, its vertical The output shaft drives the vertical shaft 6 of an agitator arranged in the axis of the funnel 4, which consists of horizontal radial arms 7, which carry blades 8 at their ends,

Der Deckel 3 trägt ferner Trichter 10, in denen die aufzuschwemmenden Fasern in trockenem Zustand gespeichert sind. Die umlaufenden Verteilern, die am unteren Ende der Trichter angeordnet sind und von den Motoren 12 mit veränderlicher Drehzahl angetrieben werden, sichern die Abdichtung zwischen den Trichtern 10 und dem Inneren der Vorrichtung.The cover 3 also carries funnels 10 in which the fibers to be floated are in the dry state are stored. The circulating distributors, which are arranged at the lower end of the funnel and are driven by the motors 12 with variable speed, secure the seal between the funnels 10 and the interior of the device.

Den unteren Teil der Vorrichtung bildet eine innen sehr vertiefte Wanne 15, die durch einen tiefen Mittelteil 16 gespeist wird und deren Außenrand einen Überlauf zu einem ringförmigen, engen und tiefen Becken 17 bilden.The lower part of the device forms an internally very recessed trough 15, which is through a deep central part 16 is fed and the outer edge of an overflow to an annular, narrow and deep Form basin 17.

Die Speiseleitung 18 ist an dem Boden des Mittelteils 16 angeschlossen durch einen Verteiler, der aus einer dicken Platte 19 bes; At, die von zahlreichen senkrechten zylindrischen Löchern 20 durchbohrt ist. An das ringförmige Becken 17 sind Entleerungsleitungen 21 angeschlossen.The feed line 18 is connected to the bottom of the central part 16 by a manifold consisting of a thick plate 19 bes; At, which is pierced by numerous vertical cylindrical holes 20. Emptying lines 21 are connected to the annular basin 17.

Der Zylinder 25 weist in seiner flachen unteren V-'and eine mittlere Öffnung auf, die den Trichter 4 mittels eines Dichtungsringes 26 dicht verschließt. Der Zylinder 25 begrenzt einen im Innern der Vorrichtung befindlichen Ringraum 27, der unten durch ein ringförmiges gelochtes Blech 28 abgeteilt ist. Der Raum 27 ist durch eine Rohrleitung 29 mit einer Vakuumpumpe verbunden.The cylinder 25 has a central opening in its flat lower V-'and, which the funnel 4 sealed by means of a sealing ring 26. The cylinder 25 defines one inside the device located annular space 27, which is divided below by an annular perforated plate 28. Of the Space 27 is connected to a vacuum pump by a pipe 29.

Im Innern der Vorrichtung befinden sich etwas oberhalb des unteren Randes des Trichters 4 drei konzentrische Sprührohre 30, die mit abwärtsgerichteten Zerstäuberdüsen 31 versehen sind. Diese Sprührohre 30 werden durch eine sich quer durch die Vorrichtung erstreckende Rohrleitung 32 mit Aufschwemmflüssigkeit gespeist.Inside the device are slightly above the lower edge of the funnel 4 three concentric spray tubes 30 provided with downwardly directed atomizing nozzles 31. These spray pipes 30 are filled with floating liquid through a pipe 32 extending transversely through the device fed.

Wie Fig. 2 zeigt, treibt die Welle 6 des Rührwerks an ihrem unteren Ende eine etwas unterhalb der unteren Öffnung des Trichters angeordnete rotierende Platte 35, die mit radialen Rillen 36 "ersehen ist.As FIG. 2 shows, the shaft 6 of the agitator drives at its lower end a slightly below the lower one Opening of the funnel arranged rotating plate 35, which is seen with radial grooves 36 ".

Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im Inneren des geschlossenen Raumes mittels einer an die Rohrleitung 29 angeschlossenen Vakuumpumpe ein Unterdruck von 0,05 bis 0,2 at aufrechterhalten. Der Zylinder 25 hat den Zweck, die Größe dieses Unterdruck-Raumes klein zu halten.In this device according to the invention is inside the closed space by means of a the vacuum pump connected to the pipe 29 maintain a negative pressure of 0.05 to 0.2 at. The purpose of the cylinder 25 is to keep the size of this negative pressure space small.

Die in don Trichtern 10 befindlichen faserigen Teilchen werden in einer durch die Motoren 12 einstellbaren Menge in den Trichter 4 eingeführt und werden in diesem plötzlich einem Unterdruck ausgesetzt. Dieser Druckabfall von dem vorherigen normalen Luftdruck dehnt die zwischen den Fasern befindliche Luft aus und löst sie aus ihrer Verbindung mit den Fasern; und diese Loslösung der Luftbläschen von den Fasern wird durch die mechanische Wirkung des Rührwerkes noch erleichtert. Die Fasern erfahren darauf bei diesem Unterdruck abermals eine mechanische Behandlung, indem sie von der Schleuderpumpe 35 fortgeschleudert werden und darauf mit den von den Zerstäubern 31 verspritzten Flüssigkeitsteilchen zusammentreffen.The fibrous particles located in the funnels 10 are adjusted in an adjustable manner by the motors 12 Amount introduced into the funnel 4 and are suddenly exposed to a negative pressure in this. This pressure drop from the previous normal air pressure stretches that between the fibers Air and releases it from its connection with the fibers; and this detachment of the air bubbles of the fibers is made easier by the mechanical action of the agitator. Experience the fibers thereupon another mechanical treatment at this negative pressure by using the centrifugal pump 35 are thrown away and then with the liquid particles sprayed by the atomizers 31 meet.

Die Fasern kommen also mit der Flüssigkeit ohne irgendwelche an ihnen haftende Luft zusammen; ihre Aufschwemmung in der Flüssigkeit wird dadurch gleichmäßig.The fibers thus come together with the liquid without any air adhering to them; their This makes the suspension in the liquid even.

Der Höhenunterschied zwischen dem Anschluß der Entleerungsleitungen 21 und dem Spiegel der im Ringbecken 17 befindlichen Fasern-Flüssig-The difference in height between the connection of the discharge lines 21 and the level of the im Ring basin 17 located fibers-liquid-

keits-Mischung gleicht den Unterschied zwischen dem außerhalb und dem innerhalb der Vorrichtung herrschenden Luftdruck aus.ability mix equals the difference between what is outside and what is inside the device prevailing air pressure.

Es braucht die in den Sprührohren 30 zerstäubte Flüssigkeit nicht die Aufschwemmflüssigkeit selbst zu sein, sondern könnte, von welcher Art auch immer die Aufschwemmflüssigkeit sein mag, Wasser oder Wasserdampf oder ein Benetzungsmittel sein, oder die zerstäubte Aufschwemmflüssigkeit könnte dampfförmigen oder, bei anderer Temperatur als der in der Speiseleitung 18 herrschenden, flüssigen Zustand haben.The liquid atomized in the spray tubes 30 does not need the floating liquid itself but could be of whatever kind the suspension liquid may be, water or Water vapor or a wetting agent, or the atomized suspension liquid could be a vapor or, at a different temperature than the liquid state prevailing in the feed line 18 to have.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

2 ΟΙΟ claims:

1. Device for producing a suspension of solid particles in a liquid, in particular of cellulose fiber in water, with a sealed, closed, attached to a vacuum pump connected container with at least ία a feed line for the suspension liquid and an outlet for the suspension in the lower area and a particle feed device, which is attached to the outside of the wall of the container and at least one distributor which penetrates the container wall in a leak-tight manner, characterized by an in the funnel (4) arranged below the distribution device (11) in the closed container, the inside with an agitator (5 to 8) and below with a rotating centrifuge (35) is and below the centrifuge a space (15) with a large opening to accommodate the Suspension is arranged coaxially to the funnel (4), which the feed and outlet line (s) (18; 21) for the suspension liquid and the particle suspension.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by at least one additional to the funnel (4) concentric spray tube (30) for spraying liquid in a tightly closed space above the distributor (35) with downwardly directed spray nozzles onto the surface of the container (15) (31).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the agitator (5 to 8) of the Funnel (4) arranged in the axis of the funnel vertical shaft (66) and inside of the funnel in the horizontal plane has rotating blades (8).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the distributor arranged at the bottom of the funnel (4) is in the form of a centrifugal pump (35) has a horizontal impeller, which is at the lower end of the shaft (6) of the agitator (5 to 8) seated.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the space (15) has a large opening width is formed by a trough recessed in its center, which in its center (16) with Liquid is fed and at its edge an overflow channel (17) with connections to drainage lines (21).