DE102011081957A1

DE102011081957A1 - Sieve II

Info

Publication number: DE102011081957A1
Application number: DE201110081957
Authority: DE
Inventors: Werner Brettschneider; Christian Steinmassl
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2013-03-07
Also published as: EP2751335B1; WO2013029931A3; WO2013029931A2; EP2751335A2; CN204282111U

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sieb zur Behandlung eines flüssigen bis pastösen Mediums bestehend aus mehreren Schichten (5, 6, 7) und mit einer Vielzahl von Sieböffnungen (1) sowie einer entgegen der Durchströmrichtung (2) weisenden Zulaufseite (3) und einer in Durchströmrichtung (2) weisenden Ablaufseite (4). Dabei soll eine möglichst gleichbleibende Sortierwirkung bei möglichst konstantem Durchsatz dadurch erreicht werden, dass die Ablaufseite (4) von einer Schicht (6) mit verminderter Adhäsion gebildet wird.The invention relates to a sieve for the treatment of a liquid to pasty medium consisting of several layers (5, 6, 7) and with a plurality of sieve openings (1) and an opposite to the flow direction (2) facing inlet side (3) and in the flow direction ( 2) facing outlet side (4). The aim is to achieve a sorting effect that is as constant as possible, with a throughput that is as constant as possible, that the discharge side (4) is formed by a layer (6) with reduced adhesion.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sieb zur Behandlung eines flüssigen bis pastösen Mediums bestehend aus mehreren Schichten und mit einer Vielzahl von Sieböffnungen sowie einer entgegen der Durchströmrichtung weisenden Zulaufseite und einer in Durchströmrichtung weisenden Ablaufseite. The invention relates to a screen for the treatment of a liquid to pasty medium consisting of a plurality of layers and with a plurality of screen openings and a counter to the flow direction facing inlet side and a flow direction facing in the flow side.

Derartige Siebe werden beispielsweise zur Nasssiebung von Faserstoffsuspensionen verwendet, um darin vorhandene Störstoffe zu entfernen. Sie sind in der Regel starr und unterscheiden sich dadurch von flexiblen Endlossieben, die in Siebpressen und Papiermaschinen verwendet werden. Such screens are used for example for wet screening of pulp suspensions to remove impurities present therein. As a rule, they are rigid and differ from flexible endless screens used in screen presses and paper machines.

Die Charakteristik eines solchen Siebes ergibt sich im Wesentlichen aus Größe, Form und Anzahl der sich darin befindenden Sieböffnungen. Diese werden in der Regel kleiner gehalten als die auszusiebenden Stoffe.The characteristic of such a sieve results essentially from the size, shape and number of sieve openings therein. These are usually kept smaller than the auszusiebenden substances.

Verwendet werden solche Siebe dabei mit Vorteil z. B. in Stofflösern, Sekundärstofflösern und Sortierern zur Aufbereitung von Papierfasersuspensionen, wobei sie die Aufgabe haben, Störstoffe zurückzuhalten. Such screens are used with advantage z. As in pulpers, Sekundärstofflösern and sorters for the treatment of paper fiber suspensions, where they have the task of retaining impurities.

Für Anwendungsfälle, die sich besonders in der Papier- und Zellstoffindustrie ergeben, sollen derartige Siebe eine Sortiercharakteristik haben, die z. B. durch runde Öffnungen zwischen 0,8 und 30 mm, je nach Grobheit der Stoffe, erreichbar ist. For applications that arise particularly in the paper and pulp industry, such screens should have a sorting characteristic z. B. by round openings between 0.8 and 30 mm, depending on the coarseness of the materials, is achievable.

Natürlich ist man auch bestrebt, bei derartigen Sieben einen möglichst großen Durchsatz zu ermöglichen, d. h. eine möglichst große Menge von nicht abgewiesenen Stoffen soll die Öffnungen passieren. Das lässt sich dadurch fördern, dass möglichst viele Öffnungen vorhanden sind. Gesamthaft ausgedrückt, bemüht man sich um eine möglichst große freie Siebfläche, bezogen auf die gesamte Oberfläche des Siebelementes.Of course, one also strives to allow for such sieves the largest possible throughput, d. H. The largest possible amount of non-rejected substances should pass through the openings. This can be promoted by having as many openings as possible. In total terms, efforts are made to maximize the free screen area, based on the entire surface of the screen element.

Eine weitere Forderung ist eine relativ hohe Festigkeit gegen hydraulischen Druck. Solche Siebelemente werden in einem Produktionsbetrieb eingesetzt, bei dem es auch einmal zu Störungen kommt, was zu unterschiedlicher und beträchtlicher Druckbelastung der Siebelemente führt. Da sich eine Verstopfung nicht immer ausschließen lässt, können durchaus hohe Drücke und bei den entsprechend großen Flächen auch hohe Kräfte auf die Oberfläche solcher Siebelemente wirken. Diese erhöhten Kräfte müssen durch das Sieb aufgenommen werden können, ohne dass eine Beschädigung eintritt.Another requirement is a relatively high resistance to hydraulic pressure. Such sieve elements are used in a production plant in which it even comes to disruptions, which leads to different and considerable pressure load of the sieve elements. Since a blockage can not always be ruled out, high pressures and, in the case of correspondingly large areas, even high forces can act on the surface of such screening elements. These increased forces must be able to be absorbed by the sieve without damaging it.

Um zu gewährleisten, dass die Siebe möglichst wenig verschleißen und nicht korrodieren, werden diese oft zulauf- oder auch beidseitig beschichtet, insbesondere mit Chrom, Keramik oder Wolframkarbid.In order to ensure that the screens wear as little as possible and do not corrode, they are often coated on both sides or on both sides, in particular with chrome, ceramic or tungsten carbide.

Allerdings hat sich herausgestellt, dass sich die Sortierwirkung und der Durchsatz über die Betriebsdauer dennoch verändern können, was bei vielen Anwendungen nicht akzeptabel ist.However, it has been found that the sorting efficiency and the throughput can change over the operating time, which is unacceptable in many applications.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher über die Betriebsdauer eine möglichst gleichbleibende Sortierwirkung bei möglichst konstantem Durchsatz zu gewährleisten.The object of the invention is therefore to ensure the most consistent sorting effect at constant throughput over the operating time.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Ablaufseite von einer Schicht mit verminderter Adhäsion gebildet wird.According to the invention, the object has been achieved in that the drainage side is formed by a layer with reduced adhesion.

Vor allem bei der Behandlung von flüssigen bis pastösen Medien hat es sich gezeigt, dass die Ablaufseite des Siebe oft zu Ablagerungen, Verspinnungen o.ä neigt, was sich negativ auf den Durchsatz auswirkt. Bei der Behandlung von Feststoffen ist eine Reaktion mit der Ablaufseite des Siebes meist wesentlich geringer. Especially in the treatment of liquid to pasty media, it has been shown that the outlet side of the sieves often tends to deposits, spinning or the like, which has a negative effect on the throughput. In the treatment of solids, a reaction with the discharge side of the screen is usually much lower.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Haftung der Schicht mit verminderter Adhäsion kleiner als 60 mJ/mm² ist und vorzugsweise zwischen 15 und 30 mJ/mm² liegt. Für die Realisierung der Schicht mit verminderter Adhäsion eignen sich insbesondere Teflon, Nanopartikel, Kunststoff.It is advantageous if the adhesion of the layer with reduced adhesion is less than 60 mJ / mm ² , and preferably between 15 and 30 mJ / mm ² . Teflon, nanoparticles, plastics are particularly suitable for the realization of the layer with reduced adhesion.

Da die Zulaufseite des Siebes in der Regel einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist, sollte die Zulaufseite von einer Schicht aus sehr verschleißfestem Material bestehen. Hierfür eignen sich insbesondere Keramik, Chrom oder Sintermetalle wie Wolframkarbid.Since the inlet side of the screen is usually exposed to high wear, the inlet side should consist of a layer of very wear-resistant material. Particularly suitable for this purpose are ceramics, chromium or sintered metals such as tungsten carbide.

Hierbei ist es von Vorteil, wenn die verschleißfeste Schicht der Zulaufseite eine Härte zwischen 800 und 2800 HV(Vickershärte) hat.It is advantageous if the wear-resistant layer of the inlet side has a hardness between 800 and 2800 HV (Vickers hardness).

Durch die unterschiedlichen Schichten kann auch auf die unterschiedlichen Anforderungen und Belastungen beider Siebseiten besser eingegangen werden.Due to the different layers, the different requirements and loads on both sides of the screen can be better addressed.

Insbesondere für dünne Schichten ist es von Vorteil, wenn diese auf einen Grundkörper aufgebracht werden. Dies kann beispielsweise durch das Auftragen einer Schicht in flüssiger oder pastöser Form oder aber mittels Aufkleben oder Aufschweißen einer Folie erfolgen.In particular, for thin layers, it is advantageous if they are applied to a base body. This can be done for example by applying a layer in liquid or pasty form or by gluing or welding a film.

Hierbei kann es vorteilhaft sein, nur eine Schicht derart aufzutragen. Falls jedoch beide Schichten, d. h. die verschleißfeste Schicht und die Schicht mit verminderter Adhäsion auf einen Grundkörper aufgebracht werden, so vermindert sich der Aufwand, wenn dies der gemeinsame Grundkörper beider Schichten in Form einer Mittelschicht ist.It may be advantageous to apply only one layer in this way. However, if both layers, ie, the wear-resistant layer and the reduced-adhesion layer are applied to a base body, the number of layers decreases Effort, if this is the common body of both layers in the form of a middle class.

Vor allem wenn die jeweilige Schicht einer starken Beanspruchung ausgesetzt ist, kann es zur Bildung einer robusten und meist auch relativ dicken Schicht von Vorteil sein, wenn zumindest eine Schicht von einer separaten Siebschicht gebildet wird, die flächig mit einem Grundkörper verbunden, beispielsweise verklebt ist.Especially when the respective layer is exposed to a high stress, it may be advantageous for the formation of a robust and usually also relatively thick layer if at least one layer is formed by a separate sieve layer which is connected in a planar manner to a base body, for example adhesively bonded.

Unabhängig von der Art und Beschaffenheit der Schichten sollten in Durchströmrichtung benachbarte Schichten flächig miteinander verbunden sein.Regardless of the nature and nature of the layers adjacent layers should be connected to each other in the flow direction.

In Abhängigkeit von den Anforderungen und den Bedingungen kann das Sieb starr oder aber flexibel sein. Des Weiteren ergibt sich daraus auch, ob das Sieb eben oder uneben, insbesondere als Zylinder ausgebildet ist.Depending on requirements and conditions, the screen may be rigid or flexible. Furthermore, this also determines whether the sieve is flat or uneven, in particular designed as a cylinder.

Um die Turbulenzbildung auf der Zulaufseite zu verstärken, kann die zulaufseitige Oberfläche des Siebes profiliert ausgebildet werden. Dies ist über das Aufbringen von Schweißraupen oder mittels Laser relativ einfach möglich.In order to increase the turbulence on the inlet side, the inlet-side surface of the screen can be formed profiled. This is relatively easy to apply by welding beads or by laser.

Wegen der besonderen Eignung zur Behandlung von flüssigen bis pastösen Medien ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Siebes insbesondere zur Behandlung einer zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn geeigneten Faserstoffsuspension oder bei der Abwasseraufbereitung oder in der Lebensmittelindustrie von Vorteil.Because of its particular suitability for the treatment of liquid to pasty media, the use of the screen according to the invention is particularly advantageous for treating a pulp suspension suitable for producing a paper, board, tissue or other fibrous web or in wastewater treatment or in the food industry.

Hierdurch gelingt es mit relativ geringem Aufwand, die Sortierwirkung und den Durchsatz über einen sehr langen Zeitraum relativ konstant zu halten, was sich positiv auf den Energieverbrauch, die Prozessstabilität und die Servicekosten auswirkt.This makes it possible to keep the sorting efficiency and the throughput relatively constant over a very long period of time with relatively little effort, which has a positive effect on energy consumption, process stability and service costs.

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 zeigen die 1 bis 3 schematische Teilquerschnitte durch unterschiedlich aufgebaute Siebe. In the accompanying drawing show the 1 to 3 schematic partial cross sections through differently constructed sieves.

Die mehrschichtigen Siebe besitzen dabei eine Vielzahl von möglichst gleichmäßig verteilt angeordneten Sieböffnungen 1 mit der gleichen minimalen Querschnittsfläche zur Gewährleistung gleicher Sortierwirkung.The multi-layer sieves have a plurality of sieve openings arranged as uniformly as possible 1 with the same minimum cross-sectional area to ensure the same sorting effect.

Die Querschnittsfläche aller Sieböffnungen 1 wird beispielhaft von einem Kreis gebildet. The cross-sectional area of all screen openings 1 is exemplified by a circle.

Siebe, die zur Behandlung von Suspensionen verwendet werden sollen, müssen aus Festigkeitsgründen eine ausreichende Wandstärke haben. Insbesondere bei dem bei der Faserstoffbehandlung besonders typischen Größenbereich für die Sieböffnungen 1, der z. B. zwischen 0,8 und 30 Millimeter liegt, können besonders günstige Verfahren, wie Stanzen oder Laserschneiden, eingesetzt werden. Das verursacht in der Regel weniger Kosten als sie beim Bohren entstehen. Sieves, which are to be used for the treatment of suspensions, must have a sufficient wall thickness for strength reasons. Particularly in the case of the size range for screen openings, which is particularly typical in pulp processing 1 , the z. B. between 0.8 and 30 millimeters, particularly favorable methods, such as punching or laser cutting, can be used. This usually causes less costs than boring.

Weitere Verfahren zur Erzeugung der Sieböffnungen 1 sind: Fräsen, Wasserstrahlschneiden, Ätzen, Erodieren, elektrochemisches Bohren, Fliesslochformen oder Räumen. Other methods for producing the screen openings 1 are: milling, water jet cutting, etching, eroding, electrochemical drilling, flow hole forming or broaching.

Damit lassen sich leicht auch Sieböffnungen 1 erzeugen, deren Querschnitte nicht rotationssymmetrisch sind: z. B. Langlöcher, Rechtecke, Rauten, Sechsecke oder sonstige Polygone mit abgerundeten Ecken.This can be easily screen openings 1 generate, whose cross-sections are not rotationally symmetric: z. As slots, rectangles, diamonds, hexagons or other polygons with rounded corners.

Dabei können sich die Sieböffnungen 1 auch zur Zulauf- 3 und/oder zur Ablaufseite 4 des Siebes hin vergrößern. This can be the screen openings 1 also to the feed 3 and / or the drain side 4 of the sieve.

Meist haben alle benachbarten Sieböffnungen 1 den gleichen Abstand zueinander, was eine effektive Ausnutzung der Siebfläche bei hoher Stabilität gewährleistet.Most have all the adjacent sieve openings 1 the same distance from each other, which ensures effective utilization of the screen surface with high stability.

Dabei sind die Sieböffnungen 1 oft in parallelen Reihen angeordnet.Here are the screen openings 1 often arranged in parallel rows.

Das hier beispielhaft ebene Sieb wird von der Zulaufseite 3 her in Durchströmrichtung 2 von der Faserstoffsuspension durchströmt. Größere Störstoffe werden dabei zurückgehalten und können auf der Zulaufseite 3 beispielsweise mit einem Räumer entfernt werden. The sieve, which is an example, is from the feed side 3 forth in the flow direction 2 flows through the pulp suspension. Larger impurities are retained and can on the inlet side 3 for example, be removed with a reamer.

Zur Gewährleistung einer ausreichenden Stabilität liegt die Dicke des Siebes bei derartigen Anwendungen zwischen 3 und 30 mm.To ensure sufficient stability, the thickness of the screen in such applications is between 3 and 30 mm.

Da die Zulaufseite einem erhöhten Verschleiß durch das anströmende und turbulente Medium ausgesetzt ist, wird die Zulaufseite 3 des Siebes von einer verschleißfesten Schicht 5 aus Chrom, Karbid oder Wolframkarbid gebildet. Dabei liegt die Härte im Bereich zwischen 800 und 2800 HV/Vickershärte.Since the inlet side is exposed to increased wear by the inflowing and turbulent medium, the inlet side 3 the screen of a wear-resistant layer 5 made of chromium, carbide or tungsten carbide. The hardness is in the range between 800 and 2800 HV / Vickers hardness.

Um insbesondere bei der Behandlung von flüssigen bis pastösen Medien Anhaftungen auf der Ablaufseite 4 des Siebes zu begegnen, wird die Ablaufseite 4 von einer Schicht 6 mit verminderter Adhäsion, einer sogenannten Antihaft-Schicht gebildet.In particular, in the treatment of liquid to pasty media buildup on the drain side 4 the sieve becomes the drain side 4 from a layer 6 formed with reduced adhesion, a so-called non-stick layer.

Dabei kann die Betriebsdauer des Siebes bei konstanten Betriebsparametern wesentlich verlängert werden. Auch der Aufwand zur Reinigung der Siebe kann entfallen oder verringert werden.The service life of the screen at constant operating parameters can be significantly extended. The effort to clean the screens can be omitted or reduced.

Entsprechend den Anforderungen an das Sieb kann der Aufbau entsprechend variieren. According to the requirements of the sieve, the structure can vary accordingly.

Bei der Ausführung gemäß 3 wurden beide Schichten 5, 6 auf einen gemeinsamen Grundkörper in Form einer Mittelschicht 7 aufgetragen. Dies ist zum Beispiel durch das Auftragen der Schicht 5, 6 in flüssiger oder pastöser Form und ein anschließendes Aushärten der Schichten 5, 6 möglich.In the execution according to 3 were both layers 5 . 6 to a common body in the form of a middle class 7 applied. This is for example by applying the layer 5 . 6 in liquid or pasty form and subsequent curing of the layers 5 . 6 possible.

Die Lösungen entsprechend 1 und 2 zeigen die Variante, dass beide Schichten 5, 6 das Sieb allein, d. h. ohne dazwischen liegende Mittelschicht 7 bilden. In diesem Fall sollte zumindest eine Schicht 5, 6 in fester Form vorliegen, so dass die andere Schicht 6, 5 auf diese aufgetragen werden kann. Liegen, wie in 1, beide Schichten 5, 6 in fester Form vor, so werden diese zur Bildung des Siebes lösbar oder unlösbar miteinander verbunden.The solutions accordingly 1 and 2 show the variant that both layers 5 . 6 the sieve alone, ie without intermediate middle layer 7 form. In this case, at least one layer should 5 . 6 in solid form, so that the other layer 6 . 5 can be applied to these. Lying, as in 1 , both layers 5 . 6 in solid form, they are connected to the formation of the screen solvable or insoluble.

Das in 2 gezeigte Sieb hat eine stabile Schicht 5 hier in Form der verschleißfesten Schicht 5 aus Edelstahl, Normalstahl, Kunsstoff oder einem Verbundstoff, so dass die andere Schicht 6 hier in Form der Antihaft-Schicht 6 beispielsweise als Folie auf die stabile Schicht 5 aufgebracht wird. This in 2 Sieve shown has a stable layer 5 here in the form of the wear-resistant layer 5 made of stainless steel, normal steel, plastic or a composite, leaving the other layer 6 here in the form of the non-stick layer 6 for example, as a film on the stable layer 5 is applied.

Claims

Sieve for treating a liquid to pasty medium consisting of several layers ( 5 . 6 . 7 ) and with a plurality of screen openings ( 1 ) and one opposite to the flow direction ( 2 ) facing inlet side ( 3 ) and one in the flow direction ( 2 ) pointing outflow side ( 4 ), characterized in that the drain side ( 4 ) of a layer ( 6 ) is formed with reduced adhesion.

Sieve according to claim 1, characterized in that the adhesion of the layer ( 6 ) with reduced adhesion is less than 60 mJ / mm ² and is preferably between 15 and 30 mJ / mm ² .

Sieve according to claim 1 or 2, characterized in that the layer ( 6 ) with reduced adhesion of Teflon, nanoparticles, plastic or similar. is formed.

Screen according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet side ( 3 ) of a wear-resistant layer ( 5 ) is formed.

Sieve according to claim 4, characterized in that the wear-resistant layer ( 5 ) has a hardness between 800 and 2800 HV.

Sieve according to claim 4 or 5, characterized in that the wear-resistant layer ( 5 ) consists of ceramic, chrome or tungsten carbide.

Sieve according to one of claims 4 to 6, characterized in that between the layers ( 5 . 6 ) the inlet ( 3 ) and the drain side ( 4 ) at least one middle layer ( 7 ) is arranged.

Sieve according to one of the preceding claims, characterized in that the adjacent layers ( 5 . 6 . 7 ) are connected to each other flat.

Sieve according to one of the preceding claims, characterized in that the sieve is rigid.

Sieve according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sieve is flexible.

Sieve according to one of the preceding claims, characterized in that the sieve is flat.

Screen according to one of claims 1 to 10, characterized in that the screen is uneven, in particular designed as a cylinder.

Screen according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet side ( 3 ) of the screen is formed profiled.

Application of the screen according to one of the preceding claims for the treatment of a pulp suspension suitable for the production of a paper, board, tissue or another fibrous web.

Use of the screen according to one of the preceding claims in wastewater treatment.