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Die
Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Solche
Siebvorrichtungen werden in der Papierstoffaufbereitung verwendet,
z.B. in Sortierern der Zellstoff- und Papierindustrie, um die faserstoffhaltige
Suspension in einer Nasssiebung zu behandeln. Dabei sollen in den
meisten Fällen
faserfremde Verunreinigungen auf Grund ihrer Größe an einem Sieb zurückgehalten
und dann abgeschieden werden. Die Fasern können dabei zusammen mit einem Teil
des Wassers die Sieböffnungen
passieren. Auch Stofflöser
werden oft mit Sieben versehen, die den noch nicht aufgelösten Papieranteil
und grobe Störstoffe
zurückhalten.
Das Passieren der Sieböffnungen
ist mit einem erheblichen Druckverlust verbunden. Das führt zu starken
Kräften,
die auf das Sieb drücken
und als Druckkräfte
von der Stützstruktur aufgenommen
werden. Solche Siebe bestehen zumeist aus Metall, z.B. legiertem
hochwertigen Stahl.
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Um
ein Verstopfen der Sieböffnungen
zu verhindern, werden dicht daran vorbei bewegte zu einem Rotor
gehörende
Räumer
verwendet, die hydraulische Druck- und Saugimpulse erzeugen. Diese Impulse
können
das Siebblech zu Schwingungen anregen, die sowohl die Stützstruktur
als auch das Siebblech belasten. Weitere hydraulische Impulse (Stöße), die
die genannten Bauteile gefährden
können,
stammen aus der Peripherie der Siebvorrichtung, z.B. von betätigten Schiebern
und Pumpen in den Verbindungsleitungen.
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Diese
Verhältnisse
machen eine aufwändige robuste
Befestigung solcher Siebe erforderlich. Zumeist wird dadurch die
freie Siebfläche
vermindert. Selbst verschweißte
Bauteile sind durch die Schwingungen gefährdet.
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Die
Wirkung der Räumer
lässt sich
durch vorstehende Leisten noch weiter verbessern, da sie zu Turbulenzen
führen,
die das Festsetzen von Feststoffen verhindern. Aufgesetzte Leisten
sind z.B. aus der
DE
195 06 084 A1 bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Siebvorrichtungen zur Nasssiebung
von Papierfasersuspensionen so zu gestalten, dass sie einen einfachen
Aufbau haben und dass die darin enthaltenen Siebe sicher und einfach
zu befestigen sind. Verluste an freier Siebfläche durch die Befestigungsmittel
sollen möglichst
gering sein.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten
Merkmale gelöst.
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Durch
die angegebenen Maßnahmen
ist es möglich,
das Siebblech, sei es nun aus einem Stück hergestellt oder aus verschiedenen
Segmenten zusammengesetzt, mit einfachen Mitteln auf einer vereinfachten
Stützstruktur
so zu befestigen, dass auch bei unvermeidbar auftretenden Schwingungen
eine dauerhafte Verbindung gewährleistet
ist. Es hat sich nämlich
gezeigt, dass ein auf die beschriebene Weise vorgespanntes Siebblech
unempfindlich ist gegen die bei solchen Siebvorrichtungen unvermeidbar
auftretenden Schwingungen und hydraulische Stöße. Auch die dadurch hervorgerufenen
Kräfte,
die nicht als Druckkräfte
von der Stützstruktur
aufgenommen werden können,
werden von einem erfindungsgemäß vorgespannten
Siebblech zuverlässig
verkraftet. Die Vorspannung des Siebbleches führt mit Vorteil zu Druckkräften, die
die durch Schwingungen und Stöße erzeugten
Zugkräfte überschreiten.
Durch die beschriebenen Maßnahmen
kann die Stützstruktur vereinfacht
werden, insbesondere in dem Sinne, dass kleinere Flächen zur
Auflage des Siebbleches erforderlich sind. Das vereinfacht nicht
nur die Struktur und Montage, sondern bewirkt auch, dass weniger
Siebfläche
des Siebbleches durch die Stützstruktur
versperrt wird. Allein die geringere Anzahl der bisher notwendigen
Verschraubungen bedeuten eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung.
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Die
Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen.
Dabei zeigen:
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1:
Draufsicht auf das Sieb einer erfindungsgemäßen Siebvorrichtung;
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2:
Schnitt durch den Siebbereich einer erfindungsgemäßen Siebvorrichtung;
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3:
Einen variierten Stützring;
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4:
Eine Variante zur Siebbefestigung;
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5:
Ein weiteres für
die erfindungsgemäße Siebvorrichtung
geeignetes Siebblech (im Schnitt dargestellt);
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6:
Einen erfindungsgemäß ausgeführten Sekundärstofflöser;
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7:
Einen erfindungsgemäß ausgeführten Stofflöser.
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In 1 wird
die Ansicht eines Siebbleches 1 (zur Hälfte gezeichnet) und die Einbausituation
dieses Siebbleches 1 bezüglich der Stützstruktur 3 dargestellt.
Dabei weist die Stützstruktur 3 einen
inneren Stützring 4,
einen mittleren Stützring 5 und
einen äußeren Stützring 6 auf.
Diese drei – konzentrischen – Stützringe
dienen dazu, das Siebblech 1 in der erfindungsgemäßen Siebvorrichtung
zu befestigen. Dabei ist es möglich,
das Siebblech 1 als kompletten Ring herzustellen oder es
aus einzelnen Kreisringsegmenten bei der Montage in der Siebvorrichtung zusammen
zu bauen. Das Siebblech 1 trennt in an sich bekannter Weise
den Zulaufraum 19 (6) vom Gutstoffraum 9 der
Siebvorrichtung. Im unteren Teil der 1 ist der
Gutstoffraum 9 offen einsehbar, da dort das Siebblech 1 nicht
gezeichnet ist. Bei dem bevorzugten Anwendungsfall der Erfindung
weist die Stützstruktur 3 einen
einzigen mittleren Stützring 5 auf.
Dieser kann zum Sieb hin eine geschlossene Oberfläche aufweisen
oder (z.B. gemäß 3)
mit radial offenen Vertiefungen 25, z.B. mit Radialrillen (in 1 gestrichelt
gezeichnet) versehen sein. Die drei Stützringe werden durch eine Radialstrebe 7 miteinander
verbunden. Diese dient dazu, die drei Stützringe zusammen zu halten,
was die Montage der Stützstruktur 3 erleichtert.
Vorteilhafterweise ist die Radialstrebe 7 im Bereich der
Auslassöffnung 18 angeordnet,
wo sie die Strömung
im Gutstoffraum 9 am wenigsten behindert. Im montierten
Zustand ist das Siebblech 1 durch Schrauben 13 mit
dem äußeren Stützring 6 und
durch Schrauben 11 mit dem inneren Stützring 4 verbunden.
Mit Vorteil kann eine Verschraubung des Siebblechs 1 mit
dem mittleren Stützring 5 entfallen,
was die Montage sehr vereinfacht. In Sonderfällen, also bei besonders hoher Schwingungsbeanspruchung
kann jedoch auch hier eine Verschraubung vorgenommen werden, wozu eine
Schraube 12 angedeutet ist.
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Wie
bereits erwähnt,
werden solche Siebbleche 1 oft mit Leisten versehen, die
radial oder schräg zum
Radius angeordnet sein können
und die die Wirkung der Siebvorrichtung insbesondere dann verbessern,
wenn zusätzlich
eine auflösende
Wirkung in der Siebvorrichtung gewünscht wird, was z.B. bei Stofflösern und
Sekundärstofflösern der
Fall ist.
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In 2 ist
die Situation bei der Montage des Siebblechs 1 in der Siebvorrichtung
dargestellt. Dabei steht der mittlere Stützring 5 über den
inneren Stützring 4 und
den äußeren Stützring 6 in
Richtung Siebblech 1 um einen Überstand A hervor. Bei der Montage
des Siebblechs 1 – wenn
also die Schrauben 11 und 13 angezogen sind – wird das
Siebblech 1 elastisch vorgespannt und erzeugt Druckkräfte, die gegen
den mittleren Stützring 5 gerichtet
sind. Der Überstand
A, der vorzugsweise zwischen 0,5 und 1 mm beträgt, ist hier übertrieben
groß gezeichnet,
er hat auch, wenn eine gewisse Wölbung
des Siebblechs 1 nicht vermeidbar ist, keine nachteilige
Auswirkung auf dessen Funktion. In dieser 2 ist auch ein
Teil des Rotors 20 gestrichelt angedeutet. Der Rotor 20 und
das Siebblech 1 haben dieselbe Mittellinie 17.
Die Stützringe 4 und 6 sind
im Gehäuse 10 direkt befestigt
und schließen
dadurch den Gutstoffraum 9 radial nach innen und außen ab.
Der mittlere Stützring 5 wird über mehrere
Abstandshalter 14, z.B. Schweißbolzen, im Gehäuse 10 abgestützt, die
sich im Gutstoffraum 9 befinden.
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In
speziellen Ausführungsformen
(s. 3) ist der mittlere Stützring 5' radial zur
Siebseite hin mit einer Anzahl von Vorsprüngen versehen, zwischen denen
sich radial offene Vertiefungen 25, z.B. Radialrillen befinden.
Dadurch wird zusätzliche
freie Siebfläche
ohne Festigkeitsverlust an der Befestigung ermöglicht.
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Anstelle
eines kompletten mittleren Ringes könnten sich auch die Abstandshalter 14 bis
zum Sieb erstrecken und dadurch als Stützelemente dienen (nicht gezeichnet).
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Es
ist auch vorstellbar, die Vorspannung dadurch zu erzeugen, dass
das Siebblech 1' im
nicht montierten Zustand geringfügig
gewölbt
ist, wozu in der 4 eine Krümmungslinie 16 angedeutet
ist. Eine solche Wölbung
lässt sich
anbringen, wenn kein kompletter Siebring, sondern einzelne Siebringsegmente
verwendet werden. Dann kann der mittlere Stützring 5 zum Siebblech 1' hin in derselben
Ebene abschließen
wie der innere Stützring 4 und
der äußere Stützring 6.
Diese Ausführungsform
ist zwar etwas aufwändiger,
hat aber den Vorteil, dass das Siebblech 1' zum Rotor hin exakt eben ist.
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Eine
weitere Möglichkeit,
das Siebblech erfindungsgemäß auszugestalten,
zeigt die 5. Bei dieser ist das Siebblech 1'' an der dem mittleren Stützring 5 zugewandten
Seite mit einem Vorsprung 15 versehen, der um das Maß A' gegenüber der übrigen Siebfläche hervorsteht
und vorzugsweise 0,1 bis 1 mm beträgt. Der Vorsprung 15 kann
ringförmig entsprechend
dem mittleren Stützring 5 sein
oder auch aus ringförmig
angeordneten Abstandsstücken, z.B.
Noppen, bestehen. Alternativ dazu kann auch anstelle des Vorsprungs 15 eine
Zwischenlage, insbesondere ein Abstandsring an dieser Stelle eingesetzt
werden.
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Eine
Siebvorrichtung, in der die genannten Belastungsprobleme besonders
stark auftreten, ist ein sogenannter Sekundärstofflöser, wie er als Beispiel in 6 geschnitten
dargestellt ist. Dieser weist einen rotationssymmetrischen Behälter 23 auf,
in dem sich ein Zulaufraum 19 für die Papierfasersuspension
S befindet, der mit einem Zulaufrohr 22 und einem Rejektabfluss 21 versehen
ist. Auf einer Stirnseite wird der Behälter 23 durch einen
Deckel 24 abgeschlossen, während sich auf der Gegenseite
das Siebblech 1 befindet, das den Zulaufraum 19 vom Gutstoffraum 9 trennt.
Ein Rotor 20 dient in der bereits beschriebenen Weise zum
Räumen
des Siebblechs 1, sorgt für den notwendigen Umtrieb im
Zulaufraum 19 und löst
den zugeflossenen Faserstoff weiter auf. Das Siebblech 1 ist
an einer Stützstruktur 3 befestigt
mit einem inneren Stützring 4,
einem mittleren Stützring 5 und
einem äußeren Stützring 6.
Solche Sekundärstofflöser sind
im geschlossenen System einer Papierstoffaufbereitung üblich. In
den Zu- und Abführleitungen
sind Pumpen installiert, und es werden Schieber im Betrieb betätigt, was
zu den bereits beschriebenen hydraulischen Stößen führt. Außerdem erzeugt der Rotor 20 im
Bereich des Siebblechs 1 Vibrationen.
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Es
gibt auch ähnlich
aufgebaute Flachsieb-Drucksortierer, bei denen die Auflösewirkung des
Rotors eine weit geringere oder keine Rolle spielt.
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Eine
andere in 7 exemplarisch gezeigte Anwendung
ist der Siebbereich eines Stofflösers
mit einem oben offenen rotationssymmetrischen Behälter 23.
In diesem wird z.B. lufttrockener Faserstoff F mit Wasser W zusammengemischt
und in Suspension S gebracht. Auch solche Stofflöser haben bekanntlich im Bereich
des Stoffabzuges ein zumeist ebenes Siebblech, welches ebenfalls
Vibrationen und hydraulischen Stößen ausgesetzt
ist und gemäß dieser
Erfindung vorteilhaft befestigt werden kann.
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- 1
- Siebblech
- 2
- Sieböffnung
- 3
- Stützstruktur
- 4
- Innerer
Stützring
- 5
- Mittlerer
Stützring
- 6
- Äußerer Stützring
- 7
- Radialstrebe
- 8
- Leiste
- 9
- Gutstoffraum
- 10
- Gehäuse
- 11
- Schraube
- 12
- Schraube
- 13
- Schraube
- 14
- Abstandshalter
- 15
- Vorsprung
- 16
- Krümmungslinie
- 17
- Mittellinie
- 18
- Auslassöffnung
- 19
- Zulaufraum
- 20
- Rotor
- 21
- Rejektabfluss
- 22
- Zulaufrohr
- 23
- Behälter
- 24
- Deckel
- 25
- Vertiefungen
- A
- Überstand
- A'
- Maß
- F
- Faserstoff
- S
- Papierfasersuspension
- W
- Wasser