<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft einen Sortierer zur Reinigung einer Faserstoffsuspension mit einem Rotor, einem feststehenden zylindrischen Siebkorb und einem ausserhalb angeordneten Akzeptraum sowie einem Rejektauslass, wobei die Faserstoffsuspension in den Innenraum des Siebkorbes zugeführt wird.
Sortierer sind in der Papierindustrie eingesetzte Maschinen zur Reinigung einer Stoffsuspension, die aus Wasser, Faserstoffen und Schmutzpartikeln besteht. Dabei wird ein Zulaufstrom über eine Siebvorrichtung geführt, wobei der Akzeptstrom, bestehend aus Wasser und Fasern, durch das Sieb hindurchströmt. Ein Teilstrom, genannt Rejektstrom, bestehend aus Wasser, Fasern und Schmutzstoffen, wird im allgemeinen an dem dem Zulaufstrom gegenüberliegenden Ende abgezogen. Somit erfolgt bei den Sortierern eine Auftrennung von in Flüssigkeit vorliegenden festen Partikeln. Im Gegensatz dazu wird bei der Filtration die Flüssigkeit vom Feststoff abgetrennt.
Im allgemeinen ist ein derartiger Sortierer rotationssymetrisch ausgeführt und besteht aus einem Gehäuse mit einem tangential angeordneten Zulauf, einem zylindrischen Siebkorb, meist mit Löchern oder senkrechten Schlitzen versehen und einem sich drehenden Rotor. Die Aufgabe des Rotors besteht in der Freihaltung der Siebschlitze, was durch knapp an der Sieboberfläche rotierende Flügel erreicht wird. Der Akzeptstrom wird in einem sogenannten Akzeptraum, der oft konisch ausgeführt ist, gesammelt und an einer Stelle radial abgezogen. Der Rejekt-Strom wird im allgemeinen an der dem Zulauf gegenüberliegenden Seite des Siebkorbes in einem meist ringförmigen Rejektraum geführt und aus diesem tangential abgezogen. Ein derartiger Sortierer ist z.B. aus der US 4,268,381 bekannt.
Der Nachteil dieser Sortiermaschinen besteht darin, dass durch einen relativ gross ausgeführten Rejektraum die Gefahr des Verstopfens bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten auftritt. Weiters tritt eine ungleichmässige Anströmung des Siebkorbes sowie ungleichmässige Strömungsbedingungen im Akzeptraum, speziell im Bereich des Gutstoffaustntts, auf.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine Verbesserung der Strömungsverhältnisse im Sortierer zu schaffen, um damit eine Verringerung der eingesetzten Energie bei gesteigerter Produktion und Schmutzabscheidung zu erreichen.
Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass der Akzeptraum doppel-konisch ausgestaltet ist und sich in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension zuerst erweitert und anschlie- #end wieder verjüngt. So wird eine gleichmässige Strömungsgeschwindigkeit und damit optimale Energienutzung erzielt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der Akzeptraum ab der Mündung des Akzeptauslasses konisch zum Rejektauslass hin verjüngt. Dadurch kann eine gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit im gesamten Akzeptraum erreicht werden.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Akzeptraumes für eine gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit bei angenommener gleichförmiger Ausströmung durch das Sieb ausgelegt ist. Dadurch wird ein energetisch optimaler Betrieb ermöglicht.
Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension gesehen, an den Akzeptraum ein Rejektraum anschliesst, der mit einem Rejektauslass versehen ist.
Die Erfindung wird nun im folgenden an Hand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig 1 eine Ausgestaltung der Erfindung, Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung der Erfindung, Fig. 3 eine Ausführung einer Doppelmaschine, Fig. 4 den Bereich für eine integrierte Vorsortierung, Fig 5 ein Diagramm der Abhängigkeit der spezifischen Energie zur Siebdurchströmung und Fig. 6 ein Diagramm der Schmutzpunktreduktion zur Siebdurchströmung darstellt.
Fig. 1 zeigt einen Sortierer 1, dem durch einen Zulaufstutzen 2 eine Faserstoffsuspension zur Reinigung zugeführt wird. Im Bereich des Zulaufes ist ein Einbau 3 vorgesehen, der hier als Kegelstumpf dargestellt ist. Die "Spitze" des Kegelstumpfes weist hier in Richtung des Rotors 4. Zur optimalen Umlenkung beträgt der Flankenwinkel a des Kegelstumpfes zwischen 10 und 60 . Die Faserstoffsuspension tritt in den Raum zwischen Rotor 4 und Sieb 5 ein und wird durch das Sieb hindurch in den Akzeptraum 6 gefördert. Das Gehäuse des Akzeptraumes ist doppelkonisch ausgeführt, d. h., das Gehäuse verjüngt sich etwa ab der Oberkante des Akzeptauslasses 7 konisch zum Rejektraum hin, wobei der Winkel des Akzeptraumes für eine gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit bei angenommener gleichförmiger Ausströmung durch das Sieb ausgelegt ist.
<Desc/Clms Page number 2>
Der Rotor 4 des Sortierers 1 ist dabei für eine gleichmässige Siebanströmung, die ein geringes Eindickverhalten über der Siebhöhe bedingt, ausgelegt. Er weist die Form einer Parabel auf, so dass die axiale Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Siebkorbes bei angenommener gleichförmiger Ausströmung durch das Sieb konstant bleibt. Alternativ kann die Form des Rotors auch über eine Konusform angenähert werden.
Um das Rejekt entsprechend abführen zu können, wird der Rejektraum derart ausgestaltet, dass Strömungsgeschwindigkeiten grösser 2,5 m/ sek mit oder ohne zusätzlicher Einbringung von Rührenergie durch den Rotor vorliegen. Dadurch wird eine Verstopfung praktisch vermieden.
Fig. 2 zeigt eine analoge Anordnung eines Sortierers 1, wobei hier der Zulaufstutzen 2 so angeordnet ist, dass die Suspension parallel zur Wand des Kegelstumpfes 3 zugeführt wird. Dadurch kann der Energieverlust, der sonst bei Strömungsumlenkung vorhanden ist, vermieden werden.
Fig. 3 zeigt die Ausführung einer Topmaschine, wie sie für hohe Produktionsleistungen ausgeführt wird. Dabei wird der Rotor z.B. als Doppelparabel-Rotor 4,4' oder Doppelkegelrotor ausgeführt. Auch der Rejektabzug 8,8' und der Siebkorb 5,5' ist in zweifacher Ausfertigung vorgesehen.
Auch hier ist der Akzeptraum 6, 6' doppelkonisch ausgeführt, d. h. wiederum, dass sich das Gehäuse ca. von der Oberkante des Akzeptauslasses zum Rejektraum hin konisch verjüngt. Die Stoffsuspension wird hier wiederum über den Zufuhrstutzen 2 zugeführt und in der dargestellten Ausführungsform axial durch den Rotor geführt. Bei dieser Art der Anströmung ist der antriebsseitige Rotorteil 4 in der Höhe L1 gleich oder grösser als der an- und durchgeströmte, der Antriebsseite abgewandte Rotorteil 4' mit der Höhe L2. Die Suspension tritt im mittleren Bereich durch Öffnungen 9 aus dem durchströmten Rotorteil 4' aus und wird hier in beide Richtungen verteilt. Sie tritt wie bei einem einfachen Sortierer durch den Siebkorb 5, 5' hindurch in den Akzeptraum 6, 6', der hier ebenfalls doppelkonisch ausgeführt ist.
Das Rejekt strömt sowohl nach oben als auch nach unten und wird hier in einem Rejektraum 8, 8' aus der Maschine abgeführt. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Zulauf auch mittig von einer Seite her erfolgen. Der Akzeptauslass kann entweder zweifach, d. h. oben (7') bzw. unten (7) oder auch einfach mittig angebracht sein. Die Sortiermaschine kann dabei auch in liegender Form ausgeführt werden.
Fig. 4 zeigt nun den oberen Teil eines Sortierers 1 mit einer integrierten Vorsortierung. Hierbei wird dem Sortierer 1 über den Zulaufstutzen 2 die Faserstoffsuspension zugeführt. Um im Bereich der Vorsortierung eine Schwerteilabscheidung durchzuführen, ist im oberen Bereich des Sortierers 1 ein Vorsortierbereich 10 vorgesehen, in den die Suspension durch ein Sieb 11 hindurchtritt. Damit können spezifisch schwere Teile und grossflächige Verunreingigungen, die aus verschmutzten bzw. hoch verschmutzten Faserstoffen resultieren, gut entfernt werden. Ausserhalb des Siebes 11läuft ein Rotor 12 mit, der mit dem Rotor 4 über einen Fortsatz 13 verbunden ist. Die Schwerteile verlassen den Vorsortierbereich durch einen Stutzen 14.
Der Rotor 12 kann im Vorsortierbereich 10 sowohl im Zulaufstrom (wie dargestellt) oder auch im Akzeptstrom, der dann einer weiteren Feinsortierung im unteren Bereich des Sortierers 1 zugeführt wird, laufen. Läuft der Rotor 12 im Zulaufstrom, so werden durch die rotierenden Reinigungsflügel des Rotors 12 die stark abrasiv wirkenden Schwerteile abgehalten auf der Oberfläche des Siebes 11aufzuschlagen und diese zu beschädigen.
Hiebei werden die spezifisch schweren Teile nach aussen zentrifugiert. Damit wird einerseits eine längere Standzeit der Siebkörbe im Vorsortierbereich erzielt, anderseits wird durch die gezielte Barriere mittels Vorsortierkorb eine nachhaltige Abhaltung von Schwerteilen im zentrifugalen Nachsortierbereich erreicht. Dies bewirkt, dass die Rotoren, da sie im Gutstoff der ersten Stufe rotieren, länger an den Anlaufkanten belastet werden, eine geringere Abrasion und Energieauf- nahme aufweisen und damit näher zur Sieboberfläche des Siebes 5 angestellt werden können, ohne dass Beschädigungen des Rotors oder der Sieboberfläche ausgelöst werden. Die getrennte Abführung von groben und kleineren Verunreinigungen führt zur Leistungssteigerungen (Durchsatz und Effektivitätssteigerung) gegenüber herkömmlichen Sortiermaschinen.
Für hohe Produktionsleistungen kann auch diese Variante mit einem Doppelkegelrotor ausgeführt werden.
Fig. 5 zeigt das Diagramm des Energiebedarfs über die Siebdurchströmung, wobei hier eine Kurve für bisherige Sortierer und eine Kurve für den Sortierer gemäss der Erfindung mit einem kegeligen Einbau im Zulaufraum dargestellt ist.
In Fig. 6 ist die Schmutzpunktreduktion über der Siebdurchströmung dargestellt. Hier ist erkennbar, dass durch einen kegeligen Einbau im Zulaufraum auch die Schmutzpunktreduktion
<Desc/Clms Page number 3>
wesentlich erhöht werden konnte, bei gleichzeitiger Senkung des spezifischen Energiebedarfs.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Sortierer zur Reinigung einer Faserstoffsuspension mit einem Rotor, einem feststehenden zylindrischen Siebkorb und einem ausserhalb angeordneten Akzeptraum sowie einem Re- jektauslass, wobei die Faserstoffsuspension in den Innenraum des Siebkorbes zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Akzeptraum (6,6') doppel-konisch ausgestaltet ist und sich in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension zuerst erweitert und anschliessend wieder verjüngt.