DE102011005224A1 - screening device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung zur Behandlung einer zur Erzeugung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn geeigneten Faserstoffsuspension (1) mit einem rotationssymmetrischen, rotierenden Siebelement (2) mit Sieböffnungen (3) welches an wenigstens einer Düse (4) vorbeigeführt wird, welche einen Strahl der Faserstoffsuspension (1) auf das Siebelement (2) richtet. Dabei sollen der Herstellungsaufwand sowie der Energiebedarf dadurch vermindert werden, dass das Siebelement (2) als Gewebe ausgebildet ist.The invention relates to a screening device for treating a fiber suspension (1) suitable for producing a paper, cardboard, tissue or other fibrous web with a rotationally symmetrical, rotating screen element (2) with screen openings (3) which is attached to at least one nozzle (4) is passed, which directs a jet of the pulp suspension (1) onto the sieve element (2). The manufacturing effort and the energy requirement are to be reduced in that the sieve element (2) is designed as a fabric.
Description
Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung zur Behandlung einer zur Erzeugung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn geeigneten Faserstoffsuspension mit einem rotationssymmetrischen, rotierenden Siebelement mit Sieböffnungen welches an wenigstens einer Düse vorbeigeführt wird, welche einen Strahl der Faserstoffsuspension auf das Siebelement richtet.The invention relates to a screening device for treating a pulp suspension suitable for producing a paper, board, tissue or another fibrous web with a rotationally symmetrical, rotating screen element with screen openings which is guided past at least one nozzle which directs a jet of pulp suspension onto the screen element ,
Wenn eine neue Faserstoffsuspension aus Holz zubereitet oder wenn zurückgewonnenes Papier in eine Faserstoffsuspension umgewandelt wird, haben die Fasern im Allgemeinen sehr unterschiedlichen Längen. Es kann dann vorteilhaft sein, die kurzen Zellulosefasern von langen Zellulosefasern zu trennen, vor allem um Papierblätter mit unterschiedlichen Qualitäten herstellen zu können.When a new pulp suspension is prepared from wood or when recovered paper is converted to a pulp suspension, the fibers generally have very different lengths. It may then be advantageous to separate the short cellulose fibers from long cellulose fibers, especially to be able to produce paper sheets with different qualities.
Gewöhnlich ist es dabei das Ziel, einerseits eine Kurzfaserfraktion, die überwiegend kurze Fasern enthält, deren maximale Längen in der Größenordnung von einem Millimeter bis zu eineinhalb Millimetern liegen, und andererseits eine Langfaserfraktion zu erhalten, die überwiegend Langfasern enthält, deren minimale Längen in der Größenordnung von einem Millimeter bis eineinhalb Millimeter liegen. Die Gewinnung einer Langfaserfraktion, die lange Fasern enthält und frei von Mineralgehalten ist, kann ebenfalls interessant sein.It is usually the goal, on the one hand a short fiber fraction containing predominantly short fibers whose maximum lengths are in the order of one millimeter to one and a half millimeters, and on the other hand to obtain a long fiber fraction containing predominantly long fibers whose minimum lengths of the order from one millimeter to one and a half millimeters. The recovery of a long fiber fraction containing long fibers and free of mineral contents may also be interesting.
Meist werden derartige Anordnungen jedoch benutzt, um Altpapierfaser-Rohstoffe so weit aufzubereiten, dass sie als Rohstoff wieder zur Herstellung von Faserstoffbahnen verwendet werden können.Most such arrangements are used, however, to recycle recovered paper fiber raw materials so that they can be used as raw material again for the production of fibrous webs.
Gemischtes Altpapier besteht oft aus verschiedenen Sorten und hat im Vergleich zu Frischzellstoff ein relativ breites Faserlängenspektrum.Mixed waste paper often consists of different grades and has a relatively broad fiber length spectrum compared to virgin pulp.
In der
Hinsichtlich der Fraktionierwirkung kann dies noch nicht befriedigen.As far as the fractionation effect is concerned, this can not yet be satisfied.
Eine Verbesserung hinsichtlich des Fraktionierverfahrens konnte mit der
Ähnlich verhält es sich auch, wenn unerwünschte Bestandteile der Faserstoffsuspension durch Waschen entfernt werden sollen.The situation is similar when unwanted constituents of the pulp suspension are to be removed by washing.
Des Weiteren erstreckt sich der Begriff Faserstoffsuspension auch auf Fasern enthaltende Prozess- oder Abwässer. Hier kann die Siebvorrichtung zur Rückgewinnung der Fasern verwendet werden.Furthermore, the term pulp suspension also extends to fibers containing process or wastewater. Here, the sieve can be used to recover the fibers.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher ein einfach herzustellendes und einfach zu reinigendes Siebelement zu entwickeln.The object of the invention is therefore to develop a simple to produce and easy to clean screen element.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Siebelement als Gewebe ausgebildet ist.According to the invention, this object is achieved in that the sieve element is formed as a tissue.
Der Fertigungsaufwand für die Gewebe ist relativ niedrig, wobei die große Variabilität hinsichtlich der Maschenweite das Anwendungsspektrum der Siebvorrichtung stark erweitert.The manufacturing cost of the fabric is relatively low, with the large variability in mesh size greatly expanding the range of application of the screening device.
So ist es für die Fraktionierung einer Faserstoffsuspension in eine Kurzfaserfraktion mit einem hohen Anteil an kurzen Fasern und eine Langfaserfraktion mit einem hohen Anteil an langen Fasern von Vorteil, wenn die Maschenweite des Siebelementes zwischen 0,8 und 3 mm, vorzugsweise zwischen 1,2 und 2 mm liegt.Thus it is advantageous for the fractionation of a pulp suspension into a short fiber fraction with a high proportion of short fibers and a long fiber fraction with a high content of long fibers, if the mesh size of the sieve element between 0.8 and 3 mm, preferably between 1.2 and 2 mm.
Auch die Wäsche der Faserstoffsuspension ist mit derartigen Siebvorrichtungen möglich, wobei die Maschenweite des Siebelementes zwischen 100 und 800 μm vorzugsweise zwischen 300 und 500 liegen sollte.The washing of the pulp suspension is possible with such screening devices, wherein the mesh size of the screen element between 100 and 800 microns should preferably be between 300 and 500.
Darüber hinaus ist es nun auch möglich die Fasern aus Prozess- und Abwässern zurückzugewinnen. Hierzu sollte die Maschenweite des Siebelementes kleiner als 100 μm sein und vorzugsweise zwischen 20 und 50 μm liegen.In addition, it is now also possible to recover the fibers from process and wastewater. For this purpose, the mesh size of the screen element should be less than 100 microns and preferably between 20 and 50 microns.
Für die Abführung der Fasern bzw. der Kurz- und Langfaserfraktion ist es vorteilhaft, wenn die Rotationsachse des Siebelementes etwa senkrecht verläuft Bei dieser Anordnung können die Fasern oder beim Fraktionieren wenigstens eine Fraktion zumindest teilweise einfach unterhalb des Siebelementes aufgefangen werden.For the discharge of the fibers or the short and long fiber fraction, it is advantageous if the axis of rotation of the screen element is approximately vertical. In this arrangement, the fibers or fractionation at least partially a fraction just below the screen element can be collected.
Im Interesse einfacher Formen und damit auch einer einfachen Herstellung sollte das Siebelement eine zylindrische Form aufweisen.In the interest of simple forms and thus also a simple production, the screen element should have a cylindrical shape.
Um die Abfuhr des im Siebelement anfallenden Faserstoffes zu erleichtern, kann das Siebelement unten offen ausgeführt werden.In order to facilitate the removal of the resulting fiber in the screen element, the screen element can be made open at the bottom.
Die Düsen können innerhalb, aber auch außerhalb des Siebelementes angeordnet werden. Jedoch bietet die Anordnung innerhalb Vorteile hinsichtlich der Verstopfungsgefahr und der Konstruktion.The nozzles can be arranged inside, but also outside of the sieve element. However, the arrangement provides advantages in terms of the risk of clogging and construction.
Für das Auffangen der Fasern oder einer Fraktion beim Fraktionieren sollte unterhalb des Siebelementes wenigstens eine Auffangwanne angeordnet sein.For collecting the fibers or a fraction during fractionation, at least one collecting trough should be arranged below the sieve element.
Dabei kann es jedoch passieren, dass Fasern, insbesondere Langfasern in den Maschen des Gewebes hängen bleiben. Um diese wieder zu lösen, sollte zumindest jeweils eine Druckfluid-Düse außerhalb des Siebelementes in Rotationsrichtung nach einer Düse angeordnet sein, welche ein Fluid, insbesondere Dampf, Wasser oder Druckluft auf das Siebelement richtet. Die von dem Gewebe gelösten Fasern fallen dann in die Auffangwanne.However, it can happen that fibers, especially long fibers, get caught in the mesh of the fabric. To solve this again, at least one pressurized fluid nozzle should be arranged outside the screen element in the direction of rotation after a nozzle, which directs a fluid, in particular steam, water or compressed air onto the screen element. The fibers released from the fabric then fall into the sump tray.
Im Interesse eines hohen Durchsatzes sollten mehrere Düsen jeweils wenigstens einen Strahl Faserstoffsuspension auf das Siebelement richten.In the interest of high throughput, several nozzles should each direct at least one jet of pulp suspension onto the screen element.
Wegen der hohen Steifigkeit und dem geringen Gewicht sollte das Gewebe als Spiralgewebe oder als Maschengewebe ausgebildet sein. Zwar werden hierbei Gewebe aus Metall bevorzugt, jedoch sind auch Kunststoff-Gewebe einsetzbar.Because of the high stiffness and low weight, the fabric should be designed as a spiral fabric or as a mesh fabric. Although in this case fabric made of metal are preferred, but also plastic fabric can be used.
Dabei sollte die Fadenstärke des Gewebes zwischen 0,25 und 1,5 mm liegen, so dass sich Gewebedicken zwischen ca. 0,5 und 3 mm ergeben.In this case, the thread thickness of the tissue should be between 0.25 and 1.5 mm, so that tissue thicknesses between about 0.5 and 3 mm result.
Die geringe Dicke des Siebelementes erleichtert die Reinigung über die Druckfluid-Düsen erheblich, was sich entsprechend positiv auf den hierfür notwendigen Energiebedarf auswirkt.The small thickness of the sieve element facilitates the cleaning of the pressure fluid nozzles considerably, which has a correspondingly positive effect on the energy required for this purpose.
Insbesondere bei kleinen Maschenweiten können sich Probleme hinsichtlich der Steifigkeit und der mechanischen Empfindlichkeit ergeben. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das Siebelement von wenigstens zwei miteinander verbundenen Gewebelagen gebildet wird, wobei vorzugsweise die den Düsen zugewandte Gewebelage größere Maschenweiten aufweist als die andere und als stützende Gewebelage fungiert Die Verbindung zwischen den Gewebelagen kann einfach über Versintern erfolgen. In diesem Zusammenhang kann es auch vorteilhaft sein, wenn für die Gewebelagen unterschiedliche Materialien zum Einsatz kommen, insbesondere feine Kunststofflagen und grobe Metalllagen.Especially with small mesh sizes problems can arise with regard to the rigidity and the mechanical sensitivity. In this case, it is advantageous if the sieve element is formed by at least two interconnected fabric layers, wherein preferably the nozzle facing fabric layer has larger mesh sizes than the other and acts as a supporting fabric layer The connection between the fabric layers can be done easily via sintering. In this context, it may also be advantageous if different materials are used for the fabric layers, in particular fine plastic layers and coarse metal layers.
Bei den meisten Anwendungsfällen soll die Faserstoffsuspension nach dem Auftragen auf das Siebelement beschleunigt werden, um so eine Faserausrichtung in Rotationsrichtung und eine Entwässerung über die Zentrifugalkräfte zu unterstützen. Dabei liegt die Rotationsgeschwindigkeit des Siebelementes im Bereich zwischen 4 und 16 m/s.In most applications, the pulp suspension is to be accelerated after being applied to the screen member so as to aid fiber orientation in the direction of rotation and dewatering via the centrifugal forces. The rotational speed of the sieve element is in the range between 4 and 16 m / s.
Das Mitreißen und Beschleunigen der aufgetragenen Faserstoffsuspension ist jedoch vor allem bei sehr engmaschigen Siebelementen wegen der relative Glätte ihrer Oberfläche kaum möglich. Daher ist es für diesen Fall von Vorteil, wenn das Siebelement auf der den Düsen zugewandten Seite eine gröbere Oberflächenstruktur aufweist als auf der gegenüberliegenden Seite.However, the entrainment and acceleration of the applied pulp suspension is hardly possible, especially in the case of very narrow sieve elements, because of the relative smoothness of its surface. Therefore, it is advantageous in this case if the screen element has a coarser surface structure on the side facing the nozzles than on the opposite side.
Diese gröbere Struktur kann mit Vorteil erzeugt werden, indem das Siebelement von wenigstens zwei miteinander verbundenen Gewebelagen gebildet wird, wobei die den Düsen zugewandte Gewebelage größere Maschenweiten aufweist als die andere und/oder indem auf der den Düsen zugewandten Seite Profilelemente auf das Siebelement aufgebracht werden.This coarser structure can be produced with advantage by forming the sieve element of at least two interconnected fabric layers, the fabric layer facing the nozzles having larger mesh sizes than the other and / or by applying profile elements to the sieve element on the side facing the nozzles.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to several exemplary embodiments.
In der beigefügten Zeichnung zeigt:In the attached drawing shows:
Der Fraktionator gemäß
Angetrieben wird das nach unten offene Siebelement
Innerhalb des zylinderförmigen Siebelementes
Dabei gelangen die kurzen Fasern problemlos durch die Maschen des Gewebes, während die langen Fasern an den Siebfäden abprallen oder hängen bleiben. Da das Siebelement
Auf der den Düsen
Um die Langfasern von dem Siebelement
Die hier beschriebene Siebvorrichtung kann ebenso für die Faserrückgewinnung bei Prozess- oder Abwasser oder die Entwässerung bei der Wäsche eingesetzt werden. Im Wesentlichen muss dabei nur das Siebgewebe hinsichtlich der Größe seiner Sieböffnungen angepasst werden.The screening device described here can also be used for fiber recovery in process or wastewater or drainage during washing. Essentially, only the screen mesh has to be adapted with regard to the size of its screen openings.
Das Siebelement
Das Siebgewebe ist leicht und dennoch ausreichend steif. Außerdem lässt es sich wegen der geringen Dicke und der damit verbundenen Kürze der von den Sieböffnungen
Die Fäden der grobmaschigen Gewebelage
Des Weiteren wird über die grobmaschige Gewebelage
Die Mitnahme der Faserstoffsuspension
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 2010/018120 [0008] WO2010 / 018120 [0008]
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