DE69113932T2 - Drucksortierer für eine faserhaltige Stoffsuspension. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft allgemein das druckbeaufschlagte Sieben einer Fasermaterial/Flüssigkeitssuspension und insbesondere das druckbeaufschlagte Sieben von Papierzellstoff.
• Die Papierqualität wird direkt durch die Qualität des zur Herstellung dieses Papiers verwendeten Zellstoffs bestimmt. Die Zellstoffqualität beeinflussende Charakteristika schließen den Typ oder die Quelle des Zellstoffs ein, die Gleichmäßigkeit der Zellstoffasern, die Menge an im Zellstoff enthaltenen Fremdmaterialien und die Vollständigkeit der während des anfänglichen Faseraufschlusses bewirkten Fasertrennung, wie sie durch chemische Digerierungs-, mechanische Zellstoffaufschluß- oder Altpapier-Zellstofftechniken erzielt wird. Die Zellstoffqualität kann durch Sieben verstärkt werden, um Fremdmaterialien, Verunreinigungen und Gruppen nicht getrennter Fasern zu entfernen.
• Eine typische Zellstoff-Siebvorrichtung hat ein Gehäuse mit allgemein zylindrischer Form, in das die Zellstoffsuspension eingebracht wird. Innerhalb des Gehäuses und radial hiervon getrennt befindet sich ein ringförmiges Sieb, in dem seinerseits ein Rotor allgemein koaxial befestigt ist. Die Achse der Vorrichtung ist üblicherweise vertikal, obwohl viele Siebe eine horizontale Achse aufweisen. Zwischen dem Rotor und dem Sieb ist ein Spalt, durch den die zugeführte Suspension axial geführt wird, um gesiebt zu werden. Üblicherweise ist die Oberseite des Siebs offen, wohingegen die Oberseite des Rotors geschlossen ist. Der Rotor wird üblicherweise von der Unterseite her angetrieben, um die eintretende Zellstoffsuspension in eine kreisförmige Bewegung zu versetzen. Während die Suspension durch den Spalt zwischen dem sich drehenden Rotor und dem stationären Sieb hindurchgeht, wird sie einer großen Anzahl hydrodynamischer Verdrängungen unterworfen, die durch Erhöhungen und/oder Vertiefungen an der Oberfläche des Rotors bewirkt werden. Die erhaltenen Druckimpulse und Turbulenzen tragen zum Zerbrechen von Faseragglomerationen (Flocken) und dadurch zur Verbesserung der Effizienz des Siebs bei. Aufgrund der abwechselnd hohen und niederen Druckimpulse kommt es auch zu einer signifikanten Reduktion der Tendenz zur Blockierung der Sieböffnungen durch Faseragglomerationen.
• Während sich die Fasersuspension die Länge des Siebs entlang bewegt, verdickt sie sich progressiv aufgrund der Extraktion von Flüssigkeit zusammen mit den Gutstoffasern. Wenn diese Verdickung und begleitende Flockenbildung zu stark wird, kann sich das Sieb verstopfen und ein weiterer Siebvorgang verhindert werden. Daher schränkt diese Verdickungstendenz die axiale Länge der Siebvorrichtung, die verwendet werden kann, ein.
• Ein Ansatz, der Verdickungstendenz entgegenzuwirken, war die Einführung von Verdünnungsflüssigkeit bei oder nahe bei dem Bereich des Siebs, an dem die Verdickung den Siebvorgang zu beeinträchtigen beginnt. Dies ist üblicherweise in der Nähe des Mittelpunkts der Sieblänge. Das Einbringen von Verdünnungsflüssigkeit führt zu einem gesteigerten Energieverbrauch aufgrund der Notwendigkeit der Beschleunigung der Verdünnungsflüssigkeit in der Bewegungsrichtung des Rotors.
• Allgemein ist es zweckmäßig, die größtmögliche Siebkapazität pro Einheit zu erzielen, um einfache Siebsysteme vorzusehen, bei denen möglichst wenige Siebeinheiten verwendet werden. Kapazitätssteigerungen, die durch eine Erhöhung des Durchmessers der Vorrichtung erzielt werden, sind aufgrund der nicht-linearen Steigerung der Herstellungskosten mit zunehmendem Durchmesser begrenzt. Kapazitätssteigerungen, die durch eine Erhöhung der axialen Länge des Siebs und Rotors erzielt werden, sind durch die Verdickungstendenz begrenzt, während sich die Suspension das Sieb entlang bewegt.
• Um die maximale Länge für das Sieb und den Rotor unter Aufrechterhaltung der Siebeffizienz zu erzielen, ist es notwendig, die Flüssigkeitsextraktion zusammen mit den Gutstoffasern zu reduzieren oder zu verhindern, oder ausreichend Verdünnungsflüssigkeit vorzusehen, um die Suspensionskonsistenz während des gesamten Siebverfahrens auf einem relativ konstanten Wert zu halten. Wenn Verdünnungsflüssigkeit zugeführt wird, muß sie derart zugeführt werden, daß der Energieverbrauch, der dadurch steigt, minimiert wird, ansonsten können die Einbußen durch die Energiekosten den wirtschaftlichen Vorteil der höheren Kapazität überschreiten, die durch die Verwendung eines längeren Siebs und Rotors bewirkt wird.
• In Fasermaterial/Flüssigkeitssuspensionen befinden sich einige Steine, ungekochte Späne, Holzklumpen oder andere Fremdmaterialien verschiedener Größe. In vielen Fällen sind die Größen dieser Brechgutmaterialien derart, daß sie nicht durch die Siebkammer gehen. Stattdessen verkeilen sie sich zwischen dem Rotor und dem Sieb, wo sie zu starker Abnutzung und Schäden führen sowie auch die Siebwirkung inhibieren können.
• Andere Faktoren, welche die Siebeffizienz reduzieren können, schließen ein: unvollständiges Zerbrechen von Flocken, in zugeführten Suspensionen gebildete Flocken und Schäden am Rotor und/oder der Siebplatte durch Brechgutmaterialien.
• Es wurde ein Versuch unternommen, einige dieser Probleme zu überwinden, beispielsweise wie in der GB-A-2 194 168 geoffenbart, wo ein vertikaler Rotor in einem zylindrischen Sieb befestigt ist, wobei der obere Abschnitt des Rotors zylindrisch, der untere Abschnitt jedoch verjüngt ist, um zu ermöglichen, daß sich ein Strömungsweg zwischen Rotor und Sieb zu einem Ausstoßauslaß aufweitet. Eine Verdünnungsflüssigkeit wird durch die Ausstoßkammer zugeführt, wobei sie in den weiteren Teil des Durchgangs strömt, und dies hat die Wirkung, daß die Konsistenz der Suspension im unteren Teil des Fluidströmungswegs verringert wird, und Fasern in den Fluidströmungsweg getragen werden, wobei die Verjüngung des Rotors diese Wirkung unterstützt. Dies überwindet jedoch nicht die unerwünschte Verdickung von Fasern in der Mitte des Siebs.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine druckbeaufschlagte Vorrichtung zum Sieben einer Fasermaterial/Flüssigkeitssuspension, um die Faserfraktion hiervon in einen Gutstoffteil und einen Ausschußteil zu trennen, vorgesehen, mit:
• einem Gehäuse mit einem Fasersuspensionseinlaß, einem Abscheider für Schwer- und Großmaterial, einem Gutstoffauslaß, einem Ausschußauslaß und einem Verdünnungsflüssigkeitseinlaß;
• einem Hohlzylindersieb mit einer offenen Oberseite in Fluidverbindung mit dem Fasersuspensionseinlaß, Perforationen, durch die Gutstoffasern zum Gutstoffauslaß hindurchgehen können, und einer offenen Unterseite in Fluidverbindung mit dem Ausschußauslaß und dem Verdünnungsflüssigkeitseinlaß;
• einem Mittel zum Teilen des Gehäuses in eine Einlaßkammer, eine Siebkammer, eine Gutstoffkammer und eine Ausschußkammer;
• einem Rotor mit einer geschlossenen Oberseite und einer Länge, die länger ist als jene des Siebs, wobei der Rotor koaxial innerhalb des Siebs und in einem radialen Abstand vom Sieb befestigt ist, um eine Siebkammer für die Suspension vorzusehen;
• einem Mittel zum Erzeugen hydrodynamischer Verdrängungen und daraus resultierender Impulse innerhalb der Fasersuspension gegen das Sieb, um den Trennungsgrad zu erhöhen; und
• einem Mittel zum Richten von Schwermaterial- und Großmaterialobjekten in den Abscheider und zum Entflocken der zugeführten Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Rotor zumindest vier Zonen und Mittel aufweist, um eine Verdickung der Fasersuspension zu verhindern, und um eine im wesentlichen konstante Suspensionskonsistenz innerhalb der Siebkammer aufrechtzuerhalten, wobei die genannten Mittel durch den genannten Rotor gebildet werden, der zwei einander gegenüberliegende Kegelstumpfabschnitte aufweist, welche zwei der genannten Zonen bilden, die sich von einem zentralen zylindrischen Abschnitt hiervon erstrecken, um eine Pumpwirkung vorzusehen, um einerseits Flüssigkeit in die Siebkammer zu ziehen, und andererseits durch den Verdünnungsflüssigkeitseinlaß zugeführte Verdünnungsflüssigkeit, um Verdickungstendenzen entgegenzuwirken.
• Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 beansprucht.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung, und um zu zeigen, wie dieselbe durchgeführt werden kann, wird nun anhand von Beispielen auf die beigeschlossenen Zeichnungen bezuggenommen, in denen:
• Fig.1 eine vertikale schematische Schnittansicht einer Zellstoff-Feinsiebvorrichtung ist;
• Fig.2 eine vertikale Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Rotors und eines Siebs der Vorrichtung ist;
• Fig.3 eine schematische Draufsicht, teilweise im Schnitt, des Rotors in Fig.2 ist, die eine dynamische primäre Fluidisierungs- und Trennvorrichtung veranschaulicht; und
• Fig.4 eine schematische Vorderansicht, teilweise im Schnitt, des dynamischen Fluidisierungsseparators in Fig.3 ist.
• Fig. 1 und 2 zeigen ein Gehäuse 60, einen Rotor 30 und ein Sieb 10. Das Gehäuse 20 ist allgemein zylindrisch mit einer geschlossenen Oberseite und abgedichteten Konstruktion, so daß es druckbeaufschlagt werden kann. Die Fasermaterialsuspension wird durch den Suspensionseinlaß 120 in die Einlaßkammer 70 an der Oberseite des Gehäuses 60 eingebracht. Die Suspension wird tangential in die Einlaßkammer 70 geführt, um in die für die Suspension erwünschte Drehbewegung versetzt zu werden. Diese Drehbewegung tendiert dazu, Schwer- und Großmaterial an die Außenseite der Kammer 70 zu drücken, wo es dann im Abscheider 90 abgelagert wird. Die Kammer 70 ist ein ringförmiger Trog, der an der Außenseite vom Gehäuse 60, am Boden vom Gehäuseflansch 62 und dem Siebflansch 12, und an der Innenseite durch die öffnungslose, obere Verlängerung 14 des Siebs 10 begrenzt wird. Aus der Einlaßkamer 70 tritt die Suspension in den Ringkanal 82 ein, der durch die öffnungslose Siebverlängerung 14 und die obere zylindrische Rotorverlängerung 31 definiert wird. Am Eingang in den Kanal 82 befindet sich das dynamische Fluidisierungsvorsieb, das einteilig mit dem Rotor oder lösbar sein kann, und das aus einige Stäben 40 besteht, die sich von der Oberseite der oberen zylindrischen Rotorverlängerung 31 in den Kanal 82 erstrecken. Diese Stäbe 40 können verschiedenste Formen aufweisen, wobei zwei davon in den Figuren gezeigt sind. Der Rotor 30, der an der Oberseite geschlossen ist, besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Körper mit fünf getrennten Zonen, die entlang seiner Achse angeordnet sind, und wird von unten durch einen nicht gezeigten Rotorantrieb mittels der Welle 150 angetrieben. Aufgrund der Drehung des Rotors 30 streichen die Stäbe 40 des dynamischen Fluidisierungsvorsiebs über den Eingang zum Kanal 82, so daß alle Objekte, die größer sind als eine durch die Beabstandung der Stäbe und die Drehzahl des Rotors vorgegebene Größe durch die Wirkung der Stäbe daran gehindert werden, in den Ringkanal 82 einzudringen, und aufwärts und auswärts getrieben werden, wo sie in den Abscheider 90 gelangen. Zusätzlich zur Siebfunktion führen die Stäbe 40 die weitere kritische Funktion der Entflockung der Suspension durch. Dies ermöglicht die Verarbeitung von Fasersuspensionen mit höherer Konsistenz, als es sonst möglich wäre, und erhöht die Siebeffizienz. Die Länge des Kanals 82 wird durch die Anforderungen der verarbeiteten Zellstoffsuspension bestimmt. Daher kann der Kanal 82 für Hartholz-Zellstoffe lang sein, während er für Nadelholz-Zellstoffe kurz sein kann. Demgemäß werden die obere zylindrische Rotorverlängerung 31 und die öffnungslose Siebverlängerung 14 länger oder kürzer ausgebildet, wie für den in der Anlage verarbeiteten Zellstoff bestimmt.
• Das Sieben der Fasermaterial/Flüssigkeitssuspension wird in der Siebkammer 85 durchgeführt, die eine ringförmige, axial angeordnete Zone ist, und durch den mit den Öffnungen versehenen Teil 11 des Siebs 10, durch den oberen und unteren Kegelstumpfabschnitt 32 bzw. 33 und den zentralen zylindrischen Abschnitt 34 des Rotors 30 definiert wird. In der Siebkammer 85 wird die Suspension hydrodynamischen Verdrängungen und daraus resultierenden Pulsierungen unterworfen, welche durch die Rotorerhöhungen 36 und/oder Rotorvertiefungen 38 induziert werden, die rund um den Rotor an der an der Siebzone 85 anliegenden Rotoroberfläche verteilt sind. Zusätzlich zum hydrodynamischen Zerbrechen der Faserklumpen bewirken diese Pulsierungen momentäre Strömungsumkehrungen durch die Sieböffnungen, was ein zusätzliches Zerbrechen von Faserklumpen vorsieht, und eine Blockierung der Öffnungen im Siebteil 11 verhindert. Nach der Fluidisierung oder dem Zerbrechen der Faserklumpen gelangen die Gutstoffasern von der Siebkammer 85 durch die Öffnungen 15 im Sieb 10 in die Gutstoffkammer 75, und von dort zum Gutstoffauslaß 110. Zusammen mit den Gutstoffasern dringt eine große Flüssigkeitsmenge durch die Öffnung 15 in das Sieb. Dies führt zu einer Verdickung der Fasersuspension in der Siebkammer 85, und daher zu einer verringerten Siebeffizienz und geringeren Siebkapazität pro Einheit. Um dieser Verdickungstendenz entgegenzuwirken, wird Verdünnungsflüssigkeit durch den Verdünnungsflüssigkeitseinlaß 105 oder durch den Einlaß 105A über den Rotorsockel in die Ausstoßkammer 80 vorgesehen. Von dort geht sie durch den mit glatten Wänden versehenen Ringkanal, der durch die glatte untere zylindrische Verlängerung 35 des Rotors 30 und die untere nicht-perforierte Siebverlängerung 13 definiert wird. Der untere Kegelstumpfabschnitt 33 des Rotors 30 induziert einen Verdünnungsflüssigkeitsstrom, zusammen mit dem Ausstoß, der aus einer Mischung von Gutstoffasern, Ausstoßmaterialien und Ausstoßflüssigkeit besteht, durch den von der unteren zylindrischen Rotorverlängerung 35 und der unteren nicht-perforierten Siebverlängerung 13 definierten Kanal aufwärts in die Siebkammer 85 zum Zentrum des perforierten Teils 11 des Siebs 10, welcher Strom sich mit der Suspension mischt, wodurch die Konsistenz des mit den Öffnungen versehenen Teils 11 reduziert wird. Gleichzeitig induziert der obere Kegelstumpfabschnitt 32 des Rotors 30 einen erhöhten Suspensionsstrom in den oberen Teil der Siebkammer 85. Dieser erhöhte Suspensionsstrom führt auch zu einem raschen axialen Transport und einem Mischen, das notwendig ist, um eine unzulässige Verdickung gegen den mit den Öffnungen versehenen, oberen Teil des Siebs zu vermeiden, und das auch die begleitende Abnahme der Siebeffizienz verhindert. Aufgrund dieser zum Zentrum des Siebbereichs induzierten Ströme wird die Konsistenz der Fasersuspension an der Oberfläche des mit den Öffnungen versehenen Teils 11 des Siebs 10 während des gesamten Siebverfahrens auf einem relativ konstanten Wert gehalten. Außerdem sieht die Aufwärtsströmung der Verdünnungsflüssigkeit zusammen mit den mitgeführten Gutstoffasern im Ausstoß eine Rückführmöglichkeit für die Gutstoffasern im Ausstoß vor, wodurch eine weitere Möglichkeit zum Erhalten von Gutstoffasern und eine größere Ausbeute an Gutstoffen durch das Verfahren vorgesehen werden. Die untere zylindrische Rotorverlängerung 35 hält die Drehbewegung in der aufwärts strömenden Mischung von Verdünnungsflüssigkeit und Ausstoßsuspension aufrecht, um den zusätzlichen Energieverbrauch zu minimieren, der zur Beschleunigung der Verdünnungsflüssigkeit notwendig ist.
• Der Ausstoßstrom, der schließlich durch den Ausstoßauslaß 100 abgegeben wird, enthält aufgrund der oben angegebenen Rezirkulation weniger "gute" Gutstoffasern. Sowohl der Ausschußauslaß 100 als auch der Gutstoffauslaß 100 sind mit Ventilen (nicht gezeigt) versehen, um eine Strömungssteuerung und Drucksteuerung im System zu ermöglichen.
• Die relativen Längen der verschiedenen Rotorteile sind durch die Systemanforderungen und jene des verarbeiteten Zellstoffs vorgegeben. Daher erfordert die Ausbildung des Systems einen Ausgleich oder eine Optimierung der verschiedenen, bisweilen widersprüchlichen Effekte. Idealerweise ist die Ausbildung des Rotors derart, daß der Energieverbrauch minimal ist, und die Verdickung der Suspension gut gesteuert wird, wodurch eine maximale Gewinnung von Gutstoffasern bei niedrigsten Energiekosten vorgesehen wird. Der Verjüngungsgrad der Kegelstumpfabschnitte 32 und 33 des Rotors 30 wird bestimmt durch einen Ausgleich zwischen der "Pumpwirkung", die für die Suspension erforderlich ist und von der Verjüngung vorgesehen wird, und dem Energieverbrauch, der durch die Größe der Rotorerhöhungen 36 definiert wird. In Fig.2 ist ersichtlich, daß die Höhe der Rotorerhöhungen direkt proportional zur Distanz vom engsten Teil der Siebkammer 85 zunimmt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Erhöhungen 36 so bemessen sind, daß sie einen konstanten kleinen Spielraum zwischen den Erhöhungen und dem mit den Öffnungen versehenen Teil 11 des Siebs 10 vorsehen. Daher müssen die Erhöhungen 36 am zentralen zylindrischen Teil 34 des Rotors 30 kleiner sein als die Erhöhungen 36 an den schmalen Enden der Kegelstumpfabschnitte 32 und 33 des Rotors 30 neben den öffnungslosen Abschnitten 13 und 14 des Siebs 10. Dies bedeutet, daß mit der Zunahme des Verjüngungsgrades der Kegelstumpfabschnitte oder mit der Zunahme ihrer Längen bei einer gegebenen Verjüngung die Erhöhungen 36, die am schmalen Ende erforderlich sind, um den konstanten kleinen Spielraum vom mit den Öffnungen versehenen Teil 11 des Siebs 10 aufrechtzuerhalten, länger sein müssen. Diese Längenzunahme führt zu einem größeren abstehenden Bereich für die Erhöhungen und demgemäß einem höheren Energieverbrauch, um diese Erhöhungen durch die Fasermaterial/Flüssigsuspension zu bewegen. Es ist zu beachten, daß die Erhöhungen verschiedenste Formen - elliptisch, zylindrisch, flügelförmig, schaufelförmig - oder Kombinationen von Formen aufweisen können.
• Da Effekte in den verjüngten Abschnitten einer Verdickung entgegenwirken, ist es klar, daß die längsten, steilsten Verjüngungen wie nur möglich angesichts der Wirkungen des Energieverbrauchs der großen Rotorerhöhungen 36 erwünscht sind. Der zentrale zylindrische Abschnitt des Rotors kann nur so lang sein, daß er keine unannehmbare Verdickung in der Siebkammer 85 an diesem Punkt bewirkt. Zusammenfassend werden die Proportionen der verschiedenen Rotorabschnitte unter Berücksichtigung der oben angegebenen Faktoren empirisch bestimmt.
• Fig.3 zeigt eine schematische Draufsicht, teilweise im Schnitt, des Rotors 30, welche die dynamische Stabfluidisierungs- und Vorsiebvorrichtung veranschaulicht. Die hier gezeigten Stäbe 40 haben eine zweite, andere Konfiguration wie jene in Fig.1, und sind unter einem Winkel von ungefähr 45º zum Radius des Rotors befestigt. Dieser tatsächliche Winkel wird durch die Geschwindigkeit des Rotors und die Masse der Objekte bestimmt, die das dynamische Stabsieb entfernen soll. Die Zellstoffsuspension wird tangential durch den Suspensionseinlaß 120 und in die Einlaßkammer 70 zugeführt, und durch die Drehbewegung abgetrenntes Brechgutmaterial wird durch den Schwer- und Großmaterialabscheider 90 entfernt. Die öffnungslose Siebverlängerung 14 bildet die Grenze zwischen dem Abscheider 90 und dem Zufuhrentflockungs- und Beschleunigungszonenkanal 82.
• Die in Fig.4 dargestellte Teilansicht zeigt eine alternative Ausführungsform des Rotors in Fig.3 in einer schematischen Schnittansicht. In dieser Ansicht sind die geneigte Fläche 42 der Stäbe 40 und die radiale Verlängerung der Stäbe, die den Eingang in den Ringkanal 82 bedecken, ersichtlich.
• Als Zusammenfassung des Betriebs der Erfindung tritt die Fasermaterial/Flüssigsuspension in das Feinsiebgehäuse 60 durch den Suspensionseinlaß 120 in einer tangentialen Richtung zur Einlaßkammer 70 ein. Diese Eintrittsrichtung versetzt die Suspension in eine Drehbewegung und reduziert die Energiemenge, die zur Beschleunigung der Suspension auf die richtige Siebgeschwindigkeit erforderlich ist. Ein zusätzliches Merkmal des tangentialen Eintritts ist, daß er einigen großen Objekten, die dazu tendieren, in den Groß- und Schwermaterialabscheider 90 zu gelangen, eine Zentrifugalkraft erteilt. Dann tritt die Suspension in den Kanal 82 ein, an dessen Eingang die Stäbe 40 der dynamischen Siebvorrichtung auf sie wirken. Zusätzlich zur Erzeugung der Zentrifugalkraft hindern diese Stäbe durch ihre Beabstandung, ihren Winkel und ihre Drehgeschwindigkeit alle festen Objekte, die größer sind als eine bestimmte Grenzgröße, am Eindringen in den Kanal 82 und die Siebkammer 85, indem sie gegen diese schlagen, sie ablenken und aufwärts und auswärts schleudern, so daß derartige feste Objekte in den Abscheider 90 gelangen. Die Stäbe 40 entflocken auch die Suspension, so daß sie in einem Zustand durch den Kanal 82 in die Siebkammer 85 geführt wird, der ein effizientes Sieben ermöglicht. Die Länge des Kanals 82 wird durch die Beschaffenheit des gesiebten Zellstoffs bestimmt - ein kurzer Kanal für Nadelholz-Zellstoff und ein langer Kanal für Hartholz-Zellstoff. Während die Suspension abwärts zur ringförmigen Siebkammer 85 gelangt, fördert die Verjüngung des oberen Kegelstumpfabschnitts 32 eine weitere Strömung und ein Mischen, um die Suspension entlang dem mit den Öffnungen versehenen Teil 11 des Siebs 10 bei einer Geschwindigkeit zu transportieren, die ausreicht, um der Verdickungstendenz der Suspension entgegenzuwirken.
• Der zentrale zylindrische Abschnitt 34 des Rotors 30 ist in Fig.1 und 2 mit einer signifikanten vertikalen Abmessung dargestellt. Dies entspricht der allgemein bevorzugten Rotorkonfiguration mit fünf Zonen, die entlang seiner Achse angeordnet sind. Tatsächlich kann dieser Abschnitt eine bloße Linie an der Schnittfläche der Kegelstumpfabschnitte 32 und 33 sein, oder er kann eine glatte Kurve sein, welche die beiden Kegelabschnitte verbindet. Die tatsächliche Abmessung und Beschaffenheit dieses Abschnitts wird für die beabsichtige Anwendung empirisch bestimmt. Die Haupteinschränkung für seine Länge ist die Verdickungstendenz der behandelten Suspension. Auf einem bestimmten axialen Niveau der Siebkamer 85 erreicht die Verdickung ihr maximal tolerierbares Ausmaß. Ab diesem Punkt beginnt der Kegelstumpfabschnitt 33 des Rotors 30 seine Verjüngung nach innen. Diese Verjüngung induziert einen Rezirkulationsstrom von Ausstoß- und Verdünnungsflüssigkeit, die beispielsweise, wie gezeigt, durch den Verdünnungsflüssigkeitseinlaß 105 und durch die Ausstoßkammer 80, aufwärts in die Siebkammer 85, geführt wird, wo er der Verdickung der gesiebten Fasermaterial/Flüssigkeitssuspension entgegenwirkt. Während sich die Suspension den mit den Öffnungen versehenen Teil 11 des Siebs 10 abwärts bewegt, nimmt der Fasergehalt zusammen mit dem Flüssigkeitsgehalt ab. Daher bleibt die Konsistenz ungefähr gleich. Im induzierten Abwärtsstrom von Verdünnungsflüssigkeit ist eine Anzahl guter Gutstoffasern mit unannehmbaren Ausstoß-Faserbündeln enthalten, die im unteren Teil der Siebkammer 85 erneut gesiebt werden.
• Wie beschrieben, sieht diese Erfindung die äußerst effizienten Fraktionierung von Fasern hauptsächlich aufgrund der Steuerung der Verdickung im Siebverfahren unter Verwendung der Pumpwirkung der verjüngten Zonen des Rotors vor. Die Verwendung der Verdünnung beispielsweise durch die Ausstoßkammer, in der die Suspension bereits einem kreisförmigen Bewegungsweg folgt, minimiert die Wirkung des Energieverbrauchs durch die Verdünnung und führt auch eine signifikante Fraktion des Ausstoßes zur Siebkammer zurück, wo er erneut gesiebt wird, um einen größeren Anteil an guten Gutstoffasern zu erhalten. Als Folge dieser erneuten Verarbeitung des Ausstoßes führt diese Erfindung dazu, daß ein größerer Anteil der in der zugeführten Suspension vorliegenden Gutstoffasern erhalten werden kann, als es mit herkömmlichen Siebsystemem möglich ist.

Claims (7)

1. Druckbeaufschlagte Vorrichtung zum Sieben einer Fasermaterial/Flüssigkeitssuspension, um die Faserfraktion hiervon in einen Gutstoffteil und einen Ausschußteil zu trennen, mit:

einem Gehäuse (60) mit einem Fasersuspensionseinlaß (120), einem Abscheider (90) für Schwer- und Großmaterial, einem Gutstoffauslaß (110), einem Ausschußauslaß (100) und einem Verdünnungsflüssigkeitseinlaß (105);

einem Hohlzylindersieb (10) mit einer offenen Oberseite in Fluidverbindung mit dem Fasersuspensionseinlaß, Perforationen (15), durch die Gutstoffasern zum Gutstoffauslaß hindurchgehen können, und einer offenen Unterseite in Fluidverbindung mit dem Ausschußauslaß und dem Verdünnungsflüssigkeitseinlaß;

einem Mittel zum Teilen des Gehäuses in eine Einlaßkammer (70), eine Siebkammer (85), eine Gutstoffkammer (75) und eine Ausschußkammer (80);

einem Rotor (30) mit einer geschlossenen Oberseite und einer Länge, die länger ist als jene des Siebs, wobei der Rotor koaxial innerhalb des Siebs und in einem radialen Abstand vom Sieb befestigt ist, um eine Siebkammer für die Suspension vorzusehen;

einem Mittel (36, 38) zum Erzeugen hydrodynamischer Verdrängungen und daraus resultierender Impulse innerhalb der Fasersuspension gegen das Sieb, um den Trennungsgrad zu erhöhen; und

einem Mittel (40) zum Richten von Schwermaterial- und Großmaterialobjekten in den Abscheider (90) und zum Entflocken der zugeführten Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Rotor (30) zumindest vier Zonen und Mittel (32, 33) aufweist, um eine Verdickung der Fasersuspension zu verhindern, und um eine im wesentlichen konstante Suspensionskonsistenz innerhalb der Siebkammer aufrechtzuerhalten, wobei die genannten Mittel (32, 33) durch den genannten Rotor gebildet werden, der zwei einander gegenüberliegende Kegelstumpfabschnitte (32, 33) aufweist, welche zwei der genannten Zonen bilden, die sich von einem zentralen zylindrischen Abschnitt (34) hiervon erstrecken, um eine Pumpwirkung vorzusehen, um einerseits Flüssigkeit in die Siebkammer zu ziehen, und andererseits durch den Verdünnungsflüssigkeitseinlaß zugeführte Verdünnungsflüssigkeit, um Verdickungstendenzen entgegenzuwirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Mittel zum Teilen des Gehäuses miteinander zusammenwirkende Flansche (62, 12) am Gehäuse bzw. Sieb aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Mittel zum Erzeugen hydrodynamischer Impulse ein Feld von Erhöhungen (36) und Vertiefungen (38), die an einer Rotormantelfläche angeordnet sind, umfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Mittel zum Richten von Schwermaterial- und Großmaterialobjekten in den Abscheider einen tangentialen Fasersuspensionseinlaß (120) umfaßt, der einen kreisförmigen Strom in der Suspension fördert; und eine Rotorbewegung, die den Strom der Suspension beschleunigt und Zentrifugalkräfte erhöht.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Mittel zum Richten von Schwermaterial- und Großmaterialobjekten in den Abscheider und zum Entflocken der zugeführten Fasersuspension ein dynamisches Fluidisierungsvorsieb (40) umfaßt, das am Einlaßende des Rotors (30) befestigt ist, so daß es im wesentlichen über den Eingang in die Siebkammer (85) streicht, Objekte, die eine Schwellengröße überschreiten, nach außen zum Abscheider ablenkt und die zugeführte Fasersuspension entflockt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher das genannte dynamische Fluidisierungsvorsieb (40) mehrere zentral befestigte Stäbe (40) umfaßt, die im wesentlichen radial im Fluidströmungskanal angeordnet sind, wobei der genannte Abscheider (90) den Fluidströmungskanal umschreibt sowie stromaufwärts und radial auswärts von den mehreren zentral befestigten Stäben angeordnet ist; und wobei, in Abhängigkeit von der Länge und Beabstandung der Stäbe sowie der Drehzahl, die Stäbe als Sieb wirken, um die Größe von Objekten, die durch den Kanal hindurchgehen können, zu begrenzen, indem sie gegen die größeren Objekte schlagen und sie radial auswärts, stromaufwärts und in den Abscheider (90) schleudern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die genannten starren Stäbe (40) an einer ersten Zone des genannten Rotors (30) derart befestigt sind, daß sie radial auswärts vom genannten Rotor unter einem negativen Neigungswinkel zur Drehrichtung abstehen.