DE102004042269A1

DE102004042269A1 - Pressure sorting assembly for the removal of foreign objects from fibrous paper suspension has magnetic bearings

Info

Publication number: DE102004042269A1
Application number: DE200410042269
Authority: DE
Inventors: Jürgen Fey
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: DE102004042269B4

Abstract

A pressure sorting assembly removes foreign bodies from a fibrous paper suspension (S) having a sieve basket within a housing (12). The housing encloses a rotor (8) with scraper blades (11) in contact with the sieve. The rotor is suspended by magnetism within a stator (9) and is turned by magnetic forces acting on permanent magnets (7). The rotor is magnetic and suspended without contact by magnetic force. The sieve basket (1) is located radially outside the rotor (8, 8'). The flow of fibres (3) is located outside the basket (1). The rotor has magnetic bearings that operate in conjunction with those of the stator. The stator (9) has a cylindrical housing whose outer surface is in contact with the fibre suspension.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucksortierer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a pressure sorter according to the preamble of the claim 1.

Drucksortierer dieser Art werden bei der Aufbereitung von Papierfasersuspensionen eingesetzt, um die Faserstoffsuspension in einer Nasssiebung zu bearbeiten. Dazu enthält ein solcher Drucksortierer mindestens einen Siebkorb, der mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist. Die in der Suspension enthaltenen Fasern sollen durch die Öffnungen hindurch treten, während die nicht gewünschten festen Bestandteile daran abgewiesen und aus dem Sortierer wieder herausgeleitet werden. Dabei wird eine zentrifugale Fahrweise angewendet, bei der die Suspension radial von innen nach außen die Sieböffnungen passiert. Als Sortieröffnungen dienen in der Regel runde Löcher oder Schlitze. Drucksortierer der hier betrachteten Art sind mit Siebräumern ausgestattet, die dicht an dem Siebkorb vorbei bewegbare Räumelemente aufweisen. Dadurch wird in an sich bekannter Weise das Zusetzen der Sieböffnungen verhindert.pressure screens of this kind are used in the treatment of paper fiber suspensions used to wet the pulp suspension in a wet sieving to edit. Includes Such a pressure sorter at least one screen basket, with a Variety of openings is provided. The fibers contained in the suspension should by the openings while kicking not wanted solid components rejected and from the sorter again be led out. A centrifugal procedure is used, in which the suspension radially from the inside to the outside of the screen openings happens. As sorting openings usually serve round holes or slots. Pressure graders of the type considered here are with Siebräumern equipped, the close to the screen basket movable past clearing elements exhibit. As a result, the clogging in a conventional manner the sieve openings prevented.

Der Siebräumer ist als Rotor ausgeführt, der sich innerhalb des Gehäuses befindet und in der Regel konzentrisch zum Siebkorb gelagert ist. Ein üblicher Siebräumer-Rotor weist eine Antriebswelle auf, die in Wälzlagern gelagert ist. Das dazu verwendete Lagergehäuse muss am Wellendurchgang gegen die Papierfasersuspension abgedichtet werden. Dabei werden die Dichtungen durch die in der Papierfasersuspension mitgeschleppten Störstoffe besonders belastet. Insbesondere Schwerteile, wie z.B. Drahtstücke, Glasscherben, Sand und Steine können bis zur Dichtung vordringen und sie beschädigen. Auch Ketten von Heftklammern und versponnene Folien oder Schnüre können bei der Dichtung Probleme bereiten.Of the Siebräumer is designed as a rotor, which is inside the case is located and is usually mounted concentrically to the screen basket. A common one Siebräumer rotor has a drive shaft which is mounted in bearings. The used bearing housing must be sealed at the shaft passage against the paper fiber suspension become. The seals are characterized by the in the paper fiber suspension entrained impurities particularly stressed. In particular, heavy parts, e.g. Pieces of wire, broken glass, Sand and stones can penetrate to the seal and damage it. Also chains of staples and spun films or cords can to cause problems with the seal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Wirtschaftlichkeit und die Betriebssicherheit der Drucksortierer zu erhöhen.Of the Invention is based on the object, the economy and to increase the operational safety of the pressure sorters.

Diese Aufgabe wird bei einem Drucksortierer gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.These Task is in a pressure sorter according to the preamble of the claim 1 solved by the features mentioned in the characterizing part of claim 1.

Die Verwendung der an sich bekannten magnetischen Lagerung sowie der direkten elektromagnetischen Übertragung des Antriebsmomentes von einem Stator aus auf den Rotor führt bei einem Drucksortierer der hier angegebenen Art zu besonderen Vorteilen.The Use of the known magnetic storage and the direct electromagnetic transmission the drive torque from a stator on the rotor leads a pressure sorter of the type specified here to special advantages.

Ein erster wichtiger Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Stator so in das Gehäuse eingesetzt oder daran angebracht werden kann, dass er gegen die im Gehäuse geführte Faserstoffsuspension vollständig abdichtet, ohne dass Dichtstellen zwischen relativ zueinander bewegten Flächen notwendig sind. Wie bereits erwähnt, sind die Dichtungen oft besonders empfindlich gegen die in einer Faserstoffsuspension vorhandenen Stoffe. Eine Wellendurchführung in die Suspension führenden Bereiche des Gehäuses ist wegen des direkten Rotorantriebes durch magnetische Drehfelder nicht mehr erforderlich.One The first important advantage of the invention is that the stator so in the case can be used or attached to it against the in the case guided Pulp suspension completely seals, without sealing points between relatively moved surfaces necessary. As already mentioned, The seals are often especially sensitive to those in one Pulp suspension existing substances. A shaft passage in leading the suspension Areas of the housing is because of the direct rotor drive by magnetic rotating fields not necessary anymore.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen haben außerdem den Vorteil, dass die magnetische Lagerung berührungsfrei arbeitet und darum im Vergleich zu Wälzlagern nicht nur vollkommen verschleißfrei ist, sondern dass auch wegen der Vermeidung von Reibungsverlusten die energetische Wirtschaftlichkeit des Drucksortierers verbessert wird. Die Verschleißfreiheit dieser neuen Lagerung führt nicht nur zu geringeren Ersatzteilkosten, sondern auch zu einer erhöhten Verfügbarkeit des Drucksortierers. Bekanntlich wird bei den meisten Anlagen, in denen Drucksortierer laufen, ein ununterbrochener Betrieb angestrebt. Das Wechseln eines Lagers oder einer Dichtung erfordert Mehrarbeit und die zeitweise Stillsetzung dieser Maschine.The inventive measures have as well the advantage that the magnetic bearing works without contact and therefore compared to rolling bearings not only completely wear-free, but that also because of the avoidance of friction losses the energy efficiency of the pressure sorter is improved. The wear-free this new storage leads not only to lower parts costs, but also to one increased Availability of the pressure sorter. As is known, in most plants, in which pressure sorters run, aimed at a continuous operation. Changing a bearing or seal requires extra work and the temporary shutdown of this machine.

Die Drehfelder können durch einen im Stator angeordneten Antriebsrotor erzeugt werden, der einen mitrotierenden Magneten aufweist (ähnlich einer elektromagnetischen Schlupfkupplung). In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Antrieb des Rotors mit Hilfe von elektromagnetischen Drehfeldern erzeugt werden, die von einem im Stator befestigten Drehfelderzeuger ausgehen. Dadurch wird eine weitere Vereinfachung des Aufbaus dieses Apparates möglich.The Rotary fields can be generated by a drive rotor arranged in the stator, having a co-rotating magnet (similar to an electromagnetic Slip clutch). In other embodiments of the invention can drive the rotor with the help of electromagnetic rotating fields generated by a fixed in the stator rotary field generator out. This will further simplify the construction of this Apparatus possible.

Die Erfindung kann auch bei konventionellen, bereits vorhandenen Drucksortierern durch Nachrüsten realisiert werden.The Invention can also be used in conventional, already existing pressure graders by retrofitting will be realized.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:The The invention and its advantages are explained with reference to drawings. Showing:

1 schematisch geschnitten in Seitenansicht dargestellt, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksortierers; 1 schematically shown in side view, an embodiment of the pressure sorter according to the invention;

2 eine weitere Ausführungsform. 2 another embodiment.

Eine typische Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drucksortierers zeigt die 1. Dieser enthält in einem Gehäuse 12 einen zylindrischen Siebkorb 1, dessen Mittellinie in Gebrauchslage senkrecht steht. Man spricht dann auch von einem Vertikalsortierer. Die zu sortierende Faserstoffsuspension S wird durch einen Zulauf 2 in das Gehäuse 12 eingeführt. Sie gelangt zunächst in einen hier oben liegenden Zulaufraum und dann an die Innenseite des Siebkorbs 1. Der Gutstoff A, also der Teil der Faserstoffsuspension S, der die Sieböffnungen des Siebkorbes 1 passiert hat, gelangt in den Gutstoffraum 3 und wird aus diesem durch den Gutstoffauslass 4 abgeführt. Die am Siebkorb 1 abgewiesene Suspension, insbesondere die Störstoffe, werden im Rejektraum gesammelt, der sich hier als Ringkanal am unteren Ende des Siebkorbs 1 anschließt. Er kann dann den Drucksortierer durch den Rejektauslass 10 verlassen.A typical embodiment of a pressure sorter according to the invention shows the 1 , This contains in a housing 12 a cylindrical strainer basket 1 whose center line is vertical in the position of use. One then speaks of one Vertical sorter. The pulp suspension S to be sorted is fed through an inlet 2 in the case 12 introduced. It first enters an inflow room located up here and then to the inside of the sieve basket 1 , The accepts A, so the part of the pulp suspension S, the screen openings of the screen basket 1 has passed, enters the accepts room 3 and becomes from this by the Gutstoffauslass 4 dissipated. The on the sieve basket 1 rejected suspension, especially the impurities are collected in Rejektraum, here as an annular channel at the bottom of the screen basket 1 followed. He can then place the pressure sorter through the reject outlet 10 leave.

Das Verstopfen der Sieböffnungen des Siebkorbs 1 wird dadurch verhindert, dass in an sich bekannter Weise ein Rotor 8, der mit dicht am Siebkorb 1 entlang laufenden Räumelementen 11 versehen ist, in Rotation versetzt wird. Um den Rotor in einer zweckmäßigen Position relativ zum Siebkorb 1 zu halten, befindet sich im Gehäuse 12 ein Stator 9, der mit magnetischen Lagerelementen 6 versehen ist. Der Rotor 8 wird also im Stator 9 magnetisch gelagert. Dazu sind auch im Rotor 8 magnetische Lagerelemente 5, 5' angebracht, die mit den entsprechenden Lagerelementen 6 und 6' am Stator 9 bzw. 9' bzw. 9'' zusammenwirken.The clogging of the sieve openings of the sieve basket 1 is prevented by a rotor in a conventional manner 8th who is close to the strainer basket 1 along current clearing elements 11 is provided, is set in rotation. To the rotor in a convenient position relative to the strainer basket 1 to hold, is located in the housing 12 a stator 9 that with magnetic bearing elements 6 is provided. The rotor 8th So it's in the stator 9 magnetically stored. These are also in the rotor 8th magnetic bearing elements 5 . 5 ' attached to the corresponding bearing elements 6 and 6 ' at the stator 9 respectively. 9 ' respectively. 9 '' interact.

Die präzise Positionierung des Rotors 8 in radialer Richtung ist besonders wichtig, da dadurch die Wirksamkeit der Räumelemente 11 stark beeinflusst wird. Hier werden oft Abstände zum Siebkorb 1 eingestellt, die im Bereich von 2 bis 10 mm liegen. Die Anforderungen an die Präzision der Axialposition sind weit geringer. Die einfachste Möglichkeit zur Sicherung der gewünschten Axialposition liegt darin, auch diese Funktion den seitlich wirkenden Lagerelementen 5 und 6 zu überlassen. Aufwändiger aber zumeist auch erforderlich ist es, im oberen Bereich des Rotors 8 magnetische Lagerelemente 5' anzubringen, die mit den in einem weiteren Stator 9'' befestigten magnetischen Lagerelementen 6' zusammenwirken. Dadurch kann auch die axiale Position des Rotors 8 präzise kontrolliert werden. Der hier betrachtete Stator 9'' kann z.B. mit dem Deckel 22 des Drucksortierers durch ein im Zentrum angeordnetes Verbindungsteil verbunden sein. Je nach Aufbau der Maschine können die Lagerelemente 6' auch anders, z.B. am Gehäuse befestigt sein.The precise positioning of the rotor 8th in the radial direction is particularly important, since thereby the effectiveness of the clearing elements 11 is strongly influenced. Here are often distances to the screen basket 1 set in the range of 2 to 10 mm. The requirements for the precision of the axial position are much lower. The easiest way to secure the desired axial position is therein, this function also the laterally acting bearing elements 5 and 6 to leave. More complex but mostly also required, in the upper part of the rotor 8th magnetic bearing elements 5 ' to be attached to those in another stator 9 '' fixed magnetic bearing elements 6 ' interact. This also allows the axial position of the rotor 8th be precisely controlled. The stator considered here 9 '' can eg with the lid 22 the Drucksortierers be connected by a arranged in the center connecting part. Depending on the construction of the machine, the bearing elements 6 ' also different, for example, be attached to the housing.

Das zum Antrieb des Rotors 8 erforderliche Drehmoment wird durch den stationären Drehfelderzeuger 15 auf das Antriebselement 7 des Rotors 8 übertragen. Ein separater Antriebsmotor entfällt. Die im Drehfelderzeuger 15 anfallende Wärme wird überwiegend an die Suspension abgegeben. Eventuell müssen weitere Maßnahmen zur Wärmeabfuhr getroffen werden.That to drive the rotor 8th required torque is generated by the stationary rotary field generator 15 on the drive element 7 of the rotor 8th transfer. A separate drive motor is eliminated. The in the rotary field generator 15 accumulating heat is mainly released to the suspension. It may be necessary to take further measures for heat dissipation.

Auch die in 2 gezeigte Ausführungsform enthält einen Stator 9', der zur magnetischen Lagerung des Rotors 8' dient. Der hauptsächliche Unterschied zur in 1 gezeigten Ausführung liegt darin, dass der in 2 gezeigte Drucksortierer durch einen extern, also außerhalb des Gehäuses 12, befindlichen Motor angetrieben wird, dessen Drehmoment z.B. über eine Riemenscheibe auf einen Antriebsrotor 13 übertragen wird. Dieser läuft im Wesentlichen innerhalb des Stators 9' und ist gegenüber diesem wiederum mit magnetischen Lagerelementen 18 und 19 gelagert, die hier die radiale und axiale Positionierung übernehmen. Die axiale Position des Rotors 8' wird anders eingestellt als beim Beispiel gemäß 1. Hier stützt sich der Rotor 8' durch magnetische Elemente 17 auf weitere im Stator 9' angebrachte magnetische Elemente 16 ab, wozu in diesen natürlich Abstoßungskräfte erzeugt werden müssen. Es wären also permanent Magnete oder gleichstrombetriebene Elektromagnete, eventuell in Kombination, zu verwenden. Permanentmagnete hätten hier den Vorteil, eine von einer funktionierenden Stromversorgung unabhängige Notfunktion zu schaffen. Die Abstoßungskräfte werden bei Annäherung deutlich größer. Durch Leichtbaumaßnahmen und/oder auftrieberzeugende Hohlräume am Rotor 8' kann dessen Gewicht reduziert werden. Dadurch können auch die Lagerelemente entsprechend kleiner sein. Diese Art der Rotorlagerung ist auch bei einer Ausführungsform gemäß 1 möglich.Also in 2 embodiment shown includes a stator 9 ' which is responsible for magnetic bearing of the rotor 8th' serves. The main difference to in 1 shown embodiment is that the in 2 shown pressure sorter by an external, ie outside the housing 12 , Motor is driven, its torque, for example via a pulley on a drive rotor 13 is transmitted. This runs essentially inside the stator 9 ' and is again opposite this with magnetic bearing elements 18 and 19 stored, here take over the radial and axial positioning. The axial position of the rotor 8th' is set differently than in the example according to 1 , Here the rotor is supported 8th' through magnetic elements 17 on more in the stator 9 ' attached magnetic elements 16 from which, of course, repulsion forces must be generated in these. So it would be permanent magnets or DC-driven electromagnets, possibly in combination to use. Permanent magnets have the advantage here of creating an emergency function independent of a functioning power supply. The repulsive forces become much larger when approaching. By lightweight construction measures and / or drive-generating cavities on the rotor 8th' its weight can be reduced. As a result, the bearing elements can be correspondingly smaller. This type of rotor bearing is also according to one embodiment 1 possible.

Auf dem Antriebsrotor 13 befindet sich mindestens ein mitrotierendes magnetisches Antriebsgeberteil 14. Dieses ist geeignet, um im Zusammenwirken mit den Antriebselementen 7 des Rotors 8 die Rotationsbewegung des Antriebsrotors 13 elektromagnetisch zu übertragen. Der Vorteil dieser speziellen Ausführungsform liegt u.a. darin, dass der Antriebsgeberteil 14 nicht die eigentliche Antriebsleistung für den Rotor des Drucksortierers erzeugen muss und daher sehr viel kleiner und preiswerter ausfällt und weniger Wärme abgibt als der Drehfelderzeuger 15 gemäß 1.On the drive rotor 13 there is at least one co-rotating magnetic actuator part 14 , This is suitable to work in conjunction with the drive elements 7 of the rotor 8th the rotational movement of the drive rotor 13 to transmit electromagnetically. The advantage of this particular embodiment is, inter alia, that the drive transmitter part 14 does not have to generate the actual drive power for the rotor of the pressure sorter and therefore much smaller and cheaper fails and gives off less heat than the rotary field generator 15 according to 1 ,

Aus diesen Zeichnungen lässt sich auch ein Vorteil der Erfindung ersehen, nämlich dass die Innenräume der Statoren 9 in 1 bzw. 9' in 2 nicht von der Faserstoffsuspension S benetzt werden, dass also keine Faserstoff berührten Dichtungen benötigt werden zwischen relativ zueinander bewegten Flächen.From these drawings, an advantage of the invention can be seen, namely that the interiors of the stators 9 in 1 respectively. 9 ' in 2 are not wetted by the pulp suspension S, so that no fiber-contacted seals are required between relatively moving surfaces.

Bei der Auswahl der magnetischen Lagerelemente wird man anstreben, die in dem Rotor 8 bzw. 8' einzusetzenden Lagerelemente 5 und 5' mit Permanentmagneten zu versehen, um keine elektrischen Leitungen in dieses "schwimmende Bauteil" einführen zu müssen. In die Statoren 9 bzw. 9' bzw. 9'' lassen sich dagegen elektrische Leitungen 21 leicht einbauen. Werden für die Lagerelemente mit Wechselstrom betriebene Elektromagnete verwendet, so sind diese zwar wesentlich leichter und preiswerter als entsprechende Permanentmagnete, sie können aber nur Zugkräfte aufbringen.In the selection of the magnetic bearing elements will be sought, which in the rotor 8th respectively. 8th' to be used bearing elements 5 and 5 ' To be provided with permanent magnets in order not to introduce electrical lines in this "floating component". In the stators 9 respectively. 9 ' respectively. 9 '' On the other hand, electric cables can be used 21 easy to install. Be with for the bearing elements Used alternating current electromagnets, so while they are much lighter and cheaper than corresponding permanent magnets, but they can only apply tensile forces.

Claims

Pressure sorter for sifting a pulp suspension (S) with at least one in a housing ( 12 ) used screen basket ( 1 ), which is provided with a plurality of screen openings through which a part of the through an inlet ( 2 ) in the housing ( 12 ) and in an accepts space ( 3 ) to which an accepts outlet ( 4 ), while another part of the pulp suspension (S) is rejected at the screen openings and separated as reject (R) by at least one reject outlet ( 10 ) is discharged from the pressure sorter, wherein in the housing ( 12 ) a rotor ( 8th . 8th' ) with clearing elements ( 11 ) is located to Siebfreihaltung, characterized in that in the housing ( 12 ) at least one stator ( 9 . 9 ' . 9 '' ), which is equipped with magnetic bearing elements ( 6 . 6 ' ), which is the rotor ( 8th . 8th' ) hold in a defined position by magnetic forces during operation of the pressure sorter and that the rotor ( 8th . 8th' ) with magnetic drive elements ( 7 ) is provided, which during operation of the pressure sorter with the aid of a magnetic rotating field, a rotational movement of the rotor ( 8th . 8th' ) produce.

Pressure sorter according to claim 1, characterized in that the screen basket ( 1 ) radially outside the rotor ( 8th . 8th' ) is arranged.

Pressure sorter according to claim 1 or 2, characterized in that the accepts space ( 3 ) radially outside the screen basket ( 1 ) lies.

Pressure sorter according to claim 1, 2 or 3, characterized in that also the rotor ( 8th . 8th' ) magnetic bearing elements ( 5 . 5 ' ), which with the bearing elements ( 6 . 6 ' ) of the stator ( 9 . 9 ' . 9 '' ) interact.

Pressure sorter according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 9 . 9 ' . 9 '' ) within the rotor ( 8th ) is located.

Pressure sorter according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 9 . 9 ' ) has a cylindrical housing and that only its outer wall is touched by pulp suspension.

Pressure sorter according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic rotating field for the magnetic drive elements ( 7 ) of the rotor ( 8th' ) from within the stator ( 9 ' ) mounted drive rotor ( 13 ), for which purpose this with a co-rotating magnetic drive transmitter part ( 14 ) is provided.

Pressure sorter according to one of claims 1 to 6, characterized in that an electromagnetic rotating field for the magnetic drive elements ( 7 ) of the rotor ( 8th ) from within the stator ( 9 ) fixed rotating field generators ( 15 ).

Pressure sorter according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 9 . 9 ' ) is made of a material that can be penetrated by magnetic rotating fields largely lossless.

Pressure sorter according to claim 9, characterized in that the stator ( 9 . 9 ' ) consists of plastic.

Pressure sorter according to one of the preceding claims, characterized in that in the rotor ( 8th . 8th' ) fixed magnetic bearing elements ( 5 . 5 ' ) Are permanent magnets.

Pressure sorter according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the rotor ( 8th . 8th' ) fixed magnetic bearing elements ( 5 . 5 ' ) Electromagnets are.

Pressure sorter according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic drive element ( 7 ) of the rotor ( 8th . 8th' ) has at least one permanent magnet.

Pressure sorter according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic bearing elements ( 6 . 6 ' ) of the stator ( 9 . 9 ' . 9 '' ) Have electromagnets.

A pressure sorter according to claim 14, characterized that the force of the electromagnets is adjustable.

Pressure sorter according to claim 15, characterized in that the adjustment of the magnetic forces takes place such that the rotor ( 8th . 8th' ) is maintained in a desired position during operation and that, if a deviation is detected, this is compensated by changing the current for at least one electromagnet.

Pressure sorter according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sorter comprises a further stator ( 9 '' ) provided with magnetic bearing elements ( 6 ' ), which is the rotor ( 8th ) from above with the help of axially upwardly directed magnetic attraction forces.

Pressure sorter according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor ( 8th . 8th' ) is designed in lightweight construction.

Pressure sorter according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor ( 8th . 8th' ) is provided with lift-generating cavities.