(57)【要約】【課題】紙繊維懸濁液がスクリーンエレメントに当接する前に、簡単な手段により、紙繊維懸濁液から重量部分の一部を取り除く。【解決手段】貫流開口２がスリットであって、該スリットの長手方向の延びは、遠心機ロータ３の周方向運動に対して直角にまたは傾斜して延びていて、貫流開口２の最大の開口幅ｂは周方向で見て少なくとも５ｍｍである。遠心機ロータ３がディスクから成っていて、該ディスクが、回転軸線に対して直角に配置されており、前記ディスクが環状ギャップ１４を形成するように位置決めされていて、該環状ギャップ１４を通って、繊維材料懸濁液Ｓが供給室４から半径方向内側にスクリーンエレメント１へと到り、環状ギャップ１４の軸方向の寸法ａは最大で１００ｍｍである。【選択図】　　　図１
2004052213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維材料懸濁液（Ｓ）をふるい分けるための加圧型選別機であって、少なくとも１つのスクリーンエレメント（１）が設けられており、該スクリーンエレメント（１）には多数のスクリーン開口が設けられていて、供給部（８）から選別装置の供給室（４）に供給される繊維材料懸濁液（Ｓ）の一部分が、その懸濁液内に存在する繊維材料粒子、特に繊維の寸法に基づき前記スクリーン開口を通過することができ、懸濁液のその他の部分は、スクリーン開口を通過できず、選別装置から別に導出され、この場合、供給室（４）には駆動される遠心機ロータ（３）が位置していて、この場合、供給室（４）は重量部分出口（５）に接続されていて、遠心機ロータ（３）は貫流開口（２）を有しており、該貫流開口（２）を通って、繊維材料懸濁液（Ｓ）は供給室（４）から半径方向外側から内側へとスクリーンエレメント（１）に到る形式のものにおいて、
貫流開口（２）がスリットであって、該スリットの長手方向の延びは、遠心機ロータ（３）の周方向運動に対して直角にまたは傾斜して延びていて、貫流開口（２）の最大の開口幅（ｂ）は周方向で見て少なくとも５ｍｍであることを特徴とする、繊維材料懸濁液をふるい分けるための加圧型選別機。
【請求項２】
遠心機ロータ（３）が円筒状の部分（６）を有しており、該円筒状の部分（６）に貫流開口（２）が位置している、請求項１記載の加圧型選別機。
【請求項３】
繊維材料懸濁液（Ｓ）のための供給部（８）が、貫流開口（２）に対して軸方向でずらされて配置されている、請求項１又は２記載の加圧型選別機。
【請求項４】
供給部（８）が、加圧型選別機のケーシングに接線状に開口している、請求項１から３までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【請求項５】
供給部（８）が加圧型選別機のケーシングの中央に開口している、請求項１から３までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【請求項６】
貫流開口（２）の最大の開口幅（ｂ）が周方向で見て少なくとも２０ｍｍである、請求項１から５までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【請求項７】
スリットが軸方向で一貫している、請求項１から６までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【請求項８】
全ての貫流開口（２）の全面積が、貫流開口（２）の領域において遠心機ロータ（３）が有している面積の少なくとも４０％である、請求項１から７までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【請求項９】
貫流開口（２）の下流側にステータエレメント（１６）が位置しており、該ステータエレメントの、遠心機ロータ（３）に対する最も短い間隔（ｅ）が１〜１０ｍｍである、請求項１から８までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【請求項１０】
スクリーンエレメント（１）が円筒状である、請求項１から９までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【請求項１１】
貫流開口（２）の軸方向の延び（ｃ）が、下流側で直接的に続いているスクリーンエレメント（１）の軸方向の延びの５〜２５％である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【請求項１２】
繊維材料懸濁液（Ｓ）をふるい分けるための加圧型選別機であって、少なくとも１つのスクリーンエレメント（１）が設けられており、該スクリーンエレメント（１）には多数のスクリーン開口が設けられていて、供給部（８）から選別装置の供給室（４）に供給される繊維材料懸濁液（Ｓ）の一部分が、その懸濁液内に存在する繊維材料粒子、特に繊維の寸法に基づき前記スクリーン開口を通過することができ、懸濁液のその他の部分は、スクリーン開口を通過できず、選別装置から別に導出され、この場合、供給室（４）には駆動される遠心機ロータ（３）が位置していて、この場合、供給室（４）は重量部分出口（５）に接続されている形式のものにおいて、
遠心機ロータ（３）がディスクから成っていて、該ディスクが、回転軸線に対して直角に配置されており、前記ディスクが環状ギャップ（１４）を形成するように位置決めされていて、該環状ギャップ（１４）を通って、繊維材料懸濁液（Ｓ）が供給室（４）から半径方向内側にスクリーンエレメント（１）へと到り、環状ギャップ（１４）の軸方向の寸法（ａ）は最大で１００ｍｍであることを特徴とする、繊維材料懸濁液をふるい分けるための加圧型選別機。
【請求項１３】
前記軸方向の寸法（ａ）が最大で１０ｍｍである、請求項１２記載の加圧型選別機。
【請求項１４】
ディスクが閉じられている、請求項１２又は１３記載の加圧型選別機。
【請求項１５】
スクリーンエレメント（１）を詰まらせないための駆動可能なスクリーン除去機（７）が設けられており、遠心機ロータ（３，３´）とスクリーン除去機とが同じロータ（１３）に接続されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【請求項１６】
遠心機ロータ（３，３´）の外径（Ｄ１）が、下流側で直接的に続いているスクリーンエレメント（１）の外径（Ｄ２）の寸法を少なくとも有しており、有利には少なくともその１．２倍の寸法を有している、請求項１から１５までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【請求項１７】
遠心機ロータ（３，３´）に、半径方向で延びる遠心機リブ（１７）が設けられている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【請求項１８】
遠心機ロータ（３）の外径に、歯列翼（１８）が設けられている、請求項１から１７までのいずれか１項記載の加圧型選別機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維材料懸濁液をふるい分けるための加圧型選別機であって、少なくとも１つのスクリーンエレメントが設けられており、該スクリーンエレメントには多数のスクリーン開口が設けられていて、供給部から選別装置の供給室に供給される繊維材料懸濁液の一部分が、その懸濁液内に存在する繊維材料粒子、特に繊維の寸法に基づき前記スクリーン開口を通過することができ、懸濁液のその他の部分は、スクリーン開口を通過できず、選別装置から別に導出され、この場合、供給室には駆動される遠心機ロータが位置していて、この場合、供給室は重量部分出口に接続されていて、遠心機ロータは貫流開口を有しており、該貫流開口を通って、繊維材料懸濁液は供給室から半径方向外側から内側へとスクリーンエレメントに到る形式のものに関する。
【０００２】
さらに本発明は、繊維材料懸濁液をふるい分けるための加圧型選別機であって、少なくとも１つのスクリーンエレメントが設けられており、該スクリーンエレメントには多数のスクリーン開口が設けられていて、供給部から選別装置の供給室に供給される繊維材料懸濁液の一部分が、その懸濁液内に存在する繊維材料粒子、特に繊維の寸法に基づき前記スクリーン開口を通過することができ、懸濁液のその他の部分は、スクリーン開口を通過できず、選別装置から別に導出され、この場合、供給室には駆動される遠心機ロータが位置していて、この場合、供給室は重量部分出口に接続されている形式のものに関する。
【０００３】
【従来の技術】
加圧型選別機は、紙繊維懸濁液の調整の際に使用され、即ち、繊維材料懸濁液を湿式ふるい分けで処理するために使用される。このために、このような加圧型選別機は、多数の開口を備えた少なくとも１つのスクリーンを有している。懸濁液に含まれる繊維は、開口を通って貫流されるべきであるが、不都合な固体の成分は開口で退けられ、選別機から再び排出される。選別機開口としては、通常、円形の孔またはスリットが使用される。多くの場合、ここで考察された形式の加圧型選別機にはスクリーン除去機が備えられている。このスクリーン除去機は、スクリーンに沿って密に擦過するように運動する。これにより公知のように、スクリーン開口の詰まりを防止する。
【０００４】
加圧型選別機の分離作用は、供給される紙繊維懸濁液内に含まれる不純物の少なくとも一部がスクリーンを通過できないことに基づく。即ち、紙繊維のサイズ、形状または柔軟性に基づき分離される。さらに付加的に、１つの遠心力範囲における有害物質の種々異なる力を利用して、特に有害物質の密度に合わせた分離が行われる加圧型選別機も公知である。分離作用は、良好にはハイドロサイクロンおよび遠心機でしか得られないとしても、弱い形では加圧型選別機で利用できる。確かに、重量部分の大部分はいずれにせよ、通常使用されているスクリーン開口を通過することができず、即ちここで分離されるが、これがスクリーンと接触すると摩耗および損傷の危険が生じる。このような危険は、比較的高い速度でスクリーンに極めて密に沿って擦過運動を行うスクリーン除去機が殆どいつも使用されることによりさらに高まる。
【０００５】
欧州特許公開第０７２６９８１号明細書（ＥＰ０７２６９８１Ｂ１）により加圧型選別機が公知である。この公知の加圧型選別機では、供給室内に、円錐形の回転する部分が存在している（チャンクカラー　ｃｈｕｎｋ　ｃｏｌｌａｒ）。この回転する部分は、紙繊維懸濁液を有した重量部分が、スクリーンの領域に引き込まれるのを防止する。このような重量部分は、供給室に設けられた重量部分排出部から取り除かれるべきである。しかしながらこのような作用は、明らかに不十分である。このような装置は、付加的な固定的なガイド薄板によって、流入流をその他の懸濁液から分離することにより改善された。
【０００６】
欧州特許公開第１１２４００３号明細書（ＥＰ１１２４００３Ａ２）に示された、繊維材料懸濁液を清浄にするための選別機では、実際のスクリーンエレメントの手前に、ロータと一緒に回転するスクリーンケージが配置されている。このスクリーンケージは、前選別のために働く。このようなスクリーンケージの表面を、著しい摩耗作用を有する重量部分から保護するために、スクリーンケージには、一緒に回転するクリーニング翼が設けられている。このクリーニング翼は特に重量の部分を外方に向かって遠心力で飛ばす。
【０００７】
欧州特許公開第０４７３３３５４号明細書（ＥＰ０４７３３３５４Ａ１）に記載の加圧型選別機は、上方に向かって円筒状に延長されたロータを有している。ロータにはここで半径方向条片または半径方向翼が設けられている。選別機の流入室と、実際のスクリーンエレメント（スクリーンケージ）への供給領域との間で、懸濁液が軸方向で流れ、この場合、条片もしくは翼を通過する。これにより、大きな部分および重たい部分が外方に飛ばされ導出される。
【０００８】
【特許文献１】
欧州特許公開第０７２６９８１号明細書（ＥＰ０７２６９８１Ｂ１）
【特許文献２】
欧州特許公開第１１２４００３号明細書（ＥＰ１１２４００３Ａ２）
【特許文献３】
欧州特許公開第０４７３３３５４号明細書（ＥＰ０４７３３３５４Ａ１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、公知の加圧型選別機を改良して、紙繊維懸濁液がスクリーンエレメントに当接する前に、簡単な手段により、紙繊維懸濁液から重量部分の一部を取り除くことができるようにすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、貫流開口がスリットであって、該スリットの長手方向の延びは、遠心機ロータの周方向運動に対して直角にまたは傾斜して延びていて、貫流開口の最大の開口幅は周方向で見て少なくとも５ｍｍであるようにした。さらに、上記課題を解決するために本発明の構成では、遠心機ロータがディスクから成っていて、該ディスクが、回転軸線に対して直角に配置されており、前記ディスクが環状ギャップを形成するように位置決めされていて、該環状ギャップを通って、繊維材料懸濁液が供給室から半径方向内側にスクリーンエレメントへと到り、環状ギャップの軸方向の寸法は最大で１００ｍｍであるようにした。
【００１１】
【発明の効果】
本発明により形成された、供給室内に位置するロータによって、流入する繊維材料懸濁液におきて充分な回転速度が得られる。これにより、懸濁液内部に含まれる重量部分の大部分が既に早期に流れから取り除かれる。重量部分は、強い回転流によって把持され、これにより供給室の外壁へと案内される。供給室からスクリーンエレメントへの移送時に、懸濁液は半径方向外側から内側へと流れる。このことは、生じる遠心力を、重量部分を取り除くために特に効果的に利用している。従ってロータは、例えば、選別作用も発展させなければならない回転する前置スクリーン以外は、比較的粗く構成することができる。ロータに貫流開口が設けられているならば、この貫流開口が設けられている領域は有利には円筒状に形成されている。このことは構造的に簡単である。所望であれば、ロータの下流側に、静的な除去エレメントを取り付けることもできる。この除去エレメントは、ロータの回転運動と協働して、繊維材料の場合によっては所望される付加的な除去を行う。静的な除去エレメントは、この除去エレメントに沿って運動する遠心機ロータに対して数ｍｍの距離をおいていて、これにより、有害物質が許容できないほど粉砕されること、または出力消費量が不要に高くなることが回避される。このような静的な除去エレメントの中間室の詰まりは、ロータによって、効果的な除去作用が得られるので既に問題にされていない。
【００１２】
このような加圧型選別機を古紙調整において使用すると特に有利である。即ち、繊維材料がまだ比較的汚れているところで使用すると特に有利である。遠心機ロータの下流側に続くスクリーンエレメントは、ディスク状またはシリンダ状であってよい。ディスク状のスクリーンエレメントは特に堅牢であって、このことは古紙調整において重要である。
【００１３】
別の典型的な使用例は、抄紙機の廃棄紙料の溶解後の選別である。抄紙機の廃棄紙料は確かに通常は極めて僅かにしか汚染されていないが、重量部分、例えばねじが混入する恐れがあり、これは加圧型選別機のスクリーンまたは後置された機械を損傷する恐れがある。しかしこのようなことは極めてまれにしか起こらないので、このためだけに、ハイドロサイクロンを使用するのは過剰である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１５】
図１には、本発明による加圧型選別機の典型的な構成が示されている。この加圧型選別機では、ふるい分けたい繊維材料懸濁液Ｓがまず最初に供給室４に到る。この供給室４内には遠心機ロータ３が位置している。遠心機ロータ３は、図示の実施例では円筒状の部分６を有している。この円筒状の部分６は、多数の貫流開口２を有しており、そのうちの幾つかだけが概略的に図示されている。これらの貫流開口２を通って、繊維材料懸濁液Ｓは、供給室４から、半径方向外側から内側へと到り、スクリーンエレメント１へと流れる。スクリーンエレメント１はこの場合円筒状のスクリーンケージである。スクリーン開口を通過することができる繊維材料懸濁液Ｓの部分は、アクセプト（精選紙料）室９へと到り、ここからアクセプト出口１０を通って調整プロセスへと戻される。スクリーンエレメント１を通過しなかった繊維材料懸濁液Ｓの部分は、リジェクト出口１１を通って加圧型選別機に再び戻される。
【００１６】
本発明による加圧型選別機の機能にとって重要であるのは、供給室４が重量部分出口５に接続されていることである。この重量部分出口５は、供給室４の外径上に位置している。重量部分出口５は例えば、供給室４に接線状に取り付けることができ、重量部分ゲートに通じている。別の手段は、重量部分を含む部分流を継続的に導出することである。これは確かにコストがかかるが、プロセスを殆ど妨げることはない。遠心機ロータ３の回転運動により外方に飛ばされる重量部分を良好に導出できることが重要である。
【００１７】
回転流の結果、軽量物質、例えばポリスチロールまたは空気が中央へともたらされるので、供給室４の中央に軽量物質排出部１２が設けられていることも利点と言える。繊維材料懸濁液Ｓのための、供給室４への供給部８は、供給室４内の回転流を支持するために接線方向の供給部であってよい。この場合、供給部８は、遠心機ロータ３に対して軸方向でずらされている。流入する繊維材料懸濁液Ｓは、遠心機ロータ３の回転速度に合わせて加速することができ、この場合、損傷するような極度に多数の渦流は生じない。
【００１８】
遠心機ロータ３の外径Ｄ１が、比較的大きく選択されるならば有利である。何故ならばこれにより、周速度が遅い場合でも既に、比較的大きな遠心力効果が得られるからである。従って、例えば遠心機ロータ３の外径Ｄ１は、スクリーンエレメント１の外径Ｄ２よりも有利には約２０％大きくともよい。このような数値は、円筒状のスクリーンエレメント１を有した加圧型選別機に関するものである。通常は、スクリーンエレメント１は、ロータ１３の部分であるスクリーン除去器７によって、詰まらないように維持される。さらに、遠心機ロータ３をこのロータ１３によって一緒に駆動するのも有利である。この場合、遠心機ロータ３がスクリーンエレメント１よりも大きな外径Ｄ１を有していると良好な速度特性が得られる。
【００１９】
既に述べたように、貫流側で、貫流開口２にステータエレメント１６を取り付けることができる。このステータエレメント１６は、比較的大きな紙片を分解させ、及び／又は貫流開口２の詰まりを防止する。このようなステータエレメント１６は、特定の問題のための特別な手段として考えてもよい。
【００２０】
図３および図４には、遠心機ロータ３における貫流開口２が２つの例で詳しく示されている。この貫流開口２の開口幅ｂは、例えばスクリーンエレメント１が有しているスクリーン開口ではないので、通常、比較的大きく選択することができ、例えば５ｍｍまたは１０ｍｍである。スクリーン開口は公知のように、そのジオメトリに基づき、懸濁液の大きな構成部分は通過させない機能を有している。遠心機ロータ３の円筒状の部分の面積全体に対して、貫流面積の大きさ比は、有利には少なくとも４０％である。加圧型選別機におけるスクリーンエレメントは、完全に別の要求のため、その半分よりも僅かである。このような貫流開口２の側縁は、付着する部分を滑り落とすために有利には傾斜して形成されている。これは、図３では閉じられた開口として示されていて、図４では、突出する歯の間に形成された開かれた開口である。勿論、別の、例えば円形または楕円形の開口であってもよい。
【００２１】
図１および図２に示した構成とは異なり、供給室４は、図５のように繊維材料懸濁液Ｓが中央で軸方向に流入するように形成されていてもよい。これにより特に渦流の少ない流れが生じる。この図には、付加的な特徴として遠心機リブ１７が示されている。この遠心機リブ１７によって、流入する繊維材料懸濁液Ｓは供給室４において周方向で加速される。このような遠心機リブ１７は、本発明の別の構成でも有利である。
【００２２】
図６の実施例では、遠心機ロータ３´がディスク状であって、環状ギャップ１４が形成されていて、この環状ギャップ１４を通って繊維材料懸濁液Ｓが供給室４から半径方向内側に向かっていきスクリーンエレメント１に到る。遠心機ロータ３´のこのような構成は、省スペースであり、簡単である。エネルギ消費も減じられている。環状ギャップ１４の軸方向の幅ａは、スクリーンエレメント１の領域への重量部分の吸込を妨げるように最大で１００ｍｍである。しかしながら、より小さいもの、例えば３〜１０ｍｍであってもよい。この幅が大きすぎると、リングギャップの回転しない壁の近傍に、回転速度が小さすぎる流れが生じることがある。
【００２３】
図７に示したように、ディスク状の遠心機ロータ３の外径に、歯列翼が設けられていてもよく、そのうちの一部だけが図示されている。このような歯列翼によって、遠心機ロータ３´の回転により特に簡単かつ効果的に必要な回転速度が懸濁液内に生ぜしめられる。この場合、歯列翼１８は、環状ギャップ１４の領域に位置している。この図では、遠心機リブ１７も平面図で示されている。有利には、半径方向に対して所定の角度１９だけ傾けられている。この角度は例えば約３０°である。このような遠心機リブ１７のために弓形の形状も考えられる。
【００２４】
特別な実施例では、貫流開口２に加えて付加的に、繊維材料懸濁液Ｓのための別の開口が、遠心機ロータ３のディスク状の部分に設けられていてよい。これは図８で、円筒状の部分６を有した遠心機ロータ３の例で示されている。比較的大きい自由な貫流面を得るために、このようなロータには、ロータのディスク状の部分に付加的な開口１５が設けられていてよい。付加的な開口は、貫流開口２の延長部を形成している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による加圧型選別機を概略的に示した断面図である。
【図２】本発明による加圧型選別機の上方部分の別の実施例を示した図である。
【図３】遠心機ロータの構成を詳しく示した図である。
【図４】遠心機ロータの別の構成を詳しく示した図である。
【図５】供給室の変化実施例を部分的に示した図である。
【図６】本発明により形成された別の加圧型選別機を概略的に示した断面図である。
【図７】ディスク状の遠心機ロータを示した平面図である。
【図８】円筒状の部分を有した遠心機ロータの別の構成を示した図である。
【符号の説明】
１　スクリーンエレメント、　２　貫流開口、　３，３´　遠心機ロータ、　４　供給室、　５　重量部分流出部、　６　円筒状部分、　７　スクリーン除去機、　８　供給部、　９　アクセプト室、　１０　アクセプト出口、　１１　リジェクト出口、　１２　軽量物質排出部、　１３　ロータ、　１５　付属開口、１６　ステータエレメント、　１７　遠心機リブ、　１８　歯列翼、　１９　角度、ａ　環状ギャップの軸方向の寸法、　ｂ　貫流開口の開口幅、　ｅ　間隔、　Ｄ１　遠心機ロータの外径、　Ｄ２　スクリーンエレメントの外径、　Ｓ　繊維材料懸濁液
【図１】
2004052213.tif 000003
【図２】
2004052213.tif 000004
【図３】
2004052213.tif 000005
【図４】
2004052213.tif 000006
【図５】
2004052213.tif 000007
【図６】
2004052213.tif 000008
【図７】
2004052213.tif 000009
【図８】
2004052213.tif 000010