DE1483497B2 - Siebvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Siebvorrichtung zum Sichten von Faserstoffsuspensionen, mit einem feststehenden Siebkorb und einem im Siebkorb umlaufenden, mit dem Siebkorb einen Spalt bildenden Rotor, der auf seiner dem Siebkorb zugekehrten Seite eine Oberflächenprofilierung aufweist.

Eine derartige Siebvorrichtung ist aus der DT-PS 79 606 bekannt. Bei ihr ist die Oberfläche des Rotors unrund, sie ist durch Stufen unterbrochen. Durch diese Ausbildung wird eine rhythmische radiale Druckbeaufschlagung der Pulpe (Faserstoffsuspension) hervorgerufen, weshalb diese durch die Löcher des Siebes hindurchgepreßt wird. Dadurch kommt es immer wieder vor, daß Faser-Klumpen, ohne in ihre Einzelfasern zerlegt zu sein, gewaltsam durch die Sieblöcher gezwängt werden, woraus ein schlechtes Sortierergebnis resultiert Außerdem besteht die Gefahr, daß einzelne Löcher von übergroßen Faserklumpen, die nicht durch die Löcher schlüpfen können, zugestopft werden. Offenbar aus diesem Grunde sind daher bei der bekannten Vorrichtung zusätzlich Flügel am Rotor vorgesehen, die axiale Schwingungen in der Pulpe hervorrufen sollen, um solche Verstopfungen zu vermeiden oder zu beseitigen. Selbst wenn dieses Ziel tatsächlich erreicht werden sollte, so ist der apparative Aufwand dazu doch beträchtlich. Ein Rotor der genannten Art mit angesetzten Flügeln ist nur in einem langwierigen Arbeitsprozeß herstellbar und die erwähnten Nachteile im sortierten Gut sind doch nicht völlig vermieden.

Die FR-PS 12 05 637 zeigt eine ähnliche Vorrichtung, bei der der Rotor in Umfangsrichtung ebenfalls abgestuft ist, um in der Pulpe Turbulenzen und Druckwellen zu erzeugen: Um die Turbulenzen zu verstärken, ist die Oberfläche des Rotors weiterhin mit trapez- oder pyramidenförmigen Höckern versehen. Die den Rotor umgebende Wand ist in einem Teilsektor geschlossen und mit Höckern versehen. In diesem Teilsektor soll eine heftige Durchknetung der Pulpe stattfinden. In dem sich daran anschließenden Sektor ist die Wand als Sieb ausgebildet. Auch diese Vorrichtung weist den bereits genannten Nachteil auf, daß sich Sieblöcher verstopfen können, weil der von den Stufen erzeugte Druck größere Faseransammlungen in die Löcher hineinquetscht, ohne daß diese sich selber wieder reinigen können. Darüber hinaus ist der Aufbau dieser Vorrichtung relativ kompliziert und daher kostspielig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Siebvorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die vom Rotor in der Pulpe erzeugten Schwingungen senkrecht zum Sieb nur so groß sind, daß ein Festsetzen von Fasern vor den Löchern des Siebes verhindert wird, d. h., es sollen große Druckschwingungen senkrecht zur Sieboberfläche vermieden werden, die ein Festsetzen von Faserklumpen hervorrufen könnten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Profilelemente eine Vielzahl einzelner Vorsprünge und/oder Vertiefungen sind, die eine Höhe h von der Basisfläche aufweisen, die kleiner als ihre Längen / und Breiten w sind, deren Schnittflächen parallel zur Rotorfläche an der Basis am größten und wenigstens gleich groß sind wie die auf ihre zur Bewegungsrichtung senkrechten größten Schnittflächen, und deren in Bewegungsrichtung verlaufende größte Längen / höchstens fünfmal so groß wie ihre kleinsten Breiten w und klein gegen die linearen Abmessungen der Rotorfläche sind.

Es werden somit in der Pulpe relativ schwache Schwingungen hervorgerufen. Dieser Gedanke ist an sich bereits aus dem DT-Gbm 18 05142 bekannt. Während die Schwingungen dort aber dienen, eine Stoffwandlung hervorzurufen, insbesondere Faseransammiungen zu vereinzeln, haben bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Schwingungen eine ganz andere Aufgabe. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Pulpe bzw. werden deren Fasern ausschließlich durch Zentrifugalkraftwirkung durch die Sieblöcher gedrückt. Dieser Druck ist so schwach, daß Faserklumpen nicht durch die Löcher gedrückt werden können. Die senkrecht zur Siebfläche schwingenden, vom Rotor hervorgerufenen Strömungskomponenten dienen ausschließlich dazu, etwa quer über Sieblöchern liegende

Fasern derart ins Schwingen zu bringen, daß sie sich von den Sieblöchern lösen und durch diese hindurchschlüpfen können. Faserklumpen werden von den Löchern weggespült, ohne sich in ihnen festsetzen zu können. Sie werden mit der Pulpe aus dem Schlitz zwischen Rotor und Sieb abgeführt Die Schwingungen dienen mithin weder zum Vereinzeln von Faseransammlungen, noch sind sie — aufgrund ihrer geringen Amplitude — in der Lage, Faserstoffklumpen durch die Sieblöcher hindurchzudrücken. Die Schwingungen sind also mit den Druckwellen, die bei den eingangs genannten bekannten Vorrichtungen erzeugt werden, überhaupt nicht vergleichbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich sehr einfach herstellen, da die Profilierungen auf der Mantelfläche des Rotors in einem einfachen Tiefziehvorgang angebracht werden können.

Bei Vorsprüngen auf der Oberfläche des Rotors ist es vorteilhaft, wenn diese in Umfangsrichtung gesehen gegeneinander versetzt angeordnet sind, weil dadurch eine effektive seitliche Ablenkung der Strömung erreicht werden kann. Als Form für Vorsprünge sind Kugelkalotten günstig.

Die Ausbildung von Schwingungen kann auch durch Vertiefungen in der Rotoroberfläche erzeugt werden oder durch eine Kombination von Vorsprüngen und Vertiefungen.

. Die Erfindung soll an einigen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, einer bevorzugten erfindungsgemäßen Siebvorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von F i g. 1,

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung der Siebvorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht des in F i g. 1 dargestellten, als Trommel ausgebildeten Rotors,

F i g. 5 eine Teilansicht des Rotormantels nach F i g. 4, F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 von F i g. 5,

F i g. 6a einen Schnitt längs der Linie 6a-6a in F i g. 6,

F i g. 7 und 8 zum Teil geschnittene Seitenansichten modifizierter Rotortrommeln,

Fig.9 eine Teilansicht der Oberfläche der Rotortrommel nach F i g. 8,

F i g. 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 in F i g. 9,

Fig. 10a einen Schnitt längs der Linie 10a-10a in Fig. 10, .

F i g. 11 ein Diagramm von Druckimpulsen, wie es durch die Rotortrommeln nach den Fig.4, 7 und 8 erzeugt werden kann,

Fig. 12 eine Teilansicht einer andersartigen Oberfläche einer Rotortrommel,

Fig. 13 ein Diagramm von Druckimpulsen, wie es durch eine Rotortrommel nach Fig. 12 erzeugt werden kann, ...■..'

Fig. 14 und 15 perspektivische Teilansichten von Rotortrommeln mit unterschiedlich geformten, als Hocker ausgebildeten Vorsprüngen,

Fig. 16 und 17 jeweils Schnitte durch Hocker abgewandelter Form,

Fig. 18 einen Schnitt durch eine modifizierte Siebvorrichtung in Zwillingsanordnung,

Fig. 19 einen Schnitt durch eine andere Form einer Siebvorrichtung und

Fig.20 eine zum Teil geschnittene Ansicht einer modifizierten Form einer Siebvorrichtung, bei der gleichsachsige innere und äußere Siebe vorgesehen sind, zwischen denen ein mit Höckern versehener Rotor angeordnet ist.

Die in den F i g. 1 bis 4 dargestellte Siebvorrichtung weist ein senkrecht angeordnetes Druckgehäuse 2 mit einem abnehmbaren Druckdom 4 auf. Eine ringförmige Einlaßkammer 6 wird vom oberen Bereich des Gehäuses 2 begrenzt; eine Einlaßleitung 8 ist so angeordnet, daß sie den zu siebenden Stoffbrei in die Einlaßkammer 6 führt An diese Einlaßkammer 6 ist ein Rinnenabzug 9 angeschlossen, durch den schwere Klumpen abgeführt werden, die durch Fliehkraft an die Außenwand der Einlaßkammer 6 gelangen.

Die Einlaßkammer 6 weist außerdem radiale Verbindung zu einem Überlauf 10 im mittleren .Teil der Siebvorrichtung auf. Unter dem Überlauf 10 ist ein gelochter Siebmantel 12 angeordnet, dessen Wände mittels Abstands zum Gehäuse 2 mit diesem eine ringförmige Feinstoffkammer 14 außerhalb des Siebmantels 12 bilden. Eine tangential angeordnete Feinstoffleitung 16, zum Ableiten von unter Druck stehender, mit Feststoffen durchsetzter Flüssigkeit, greift über die volle Höhe des Siebmantels 12 an der Feinstoffkammer 14 an.

Unter dem Siebmantel 12 ist eine ringförmige Grobstoffrinne 18 in Verbindung mit Raum innerhalb des zylindrischen Siebmantels 12 angeordnet. Eine Grobstoffleitung 20 steht mit dieser Grobstoffrinne 18 zum Entfernen von unter Druck stehender, mit Feststoffen durchsetzter Flüssigkeit in Verbindung und ist mit einem Regelorgan 22 versehen, das zum Einstellen des Durchsatzes dient Obwohl dieses Regelorgan 22 handregelbar dargestellt ist, kann es auch selbsttätig geregelt werden, z. B. in Abhängigkeit von Änderungen der Einströmgeschwindigkeit oder Änderungen des Druckunterschiedes zwischen dem Einlaß und der Feinstoffleitung oder von Änderungen in der Grobstoffzusammensetzung. Ebenso kann auch die Grobstoffleitung 20, obwohl sie in der Darstellung tangential zur Grobstoffrinne 18 in einer der Zuführbewegung des zu siebenden Materials entgegengesetzten Richtung verläuft, in manchen Fällen in derselben Richtung verlaufen und braucht nicht unbedingt tangential angeordnet zu sein.

F i g. 2 zeigt, daß das Druckgehäuse 2 im waagerechten Schnitt etwas spiralförmig gestaltet und ' der Siebmantel 12 darin so angeordnet ist, daß sich die Feinstoffkammer 14 über die gesamte Länge ihres Umfangs allmählich in ihrer Radialweite vergrößert, bis sie in die Feinstoffleitung 16 mündet.

Nach den F i g. 1 und 2 enthält diese Ausführung eine mit unregelmäßiger Oberfläche versehene Umlauftrommel 24 von kreisförmigem Querschnitt, die im Inneren von und gleichachsig mit dem zylindrischen Siebmantel 12 eingebaut ist. In der Darstellung hat die Umlauftrommel 24 die bevorzugte Kegelstumpfform, eine dem Siebmantel 12 entsprechende gleiche Länge, einen dessen Durchmesser entsprechenden etwa gleichen Durchmesser, allerdings mit einem Spiel, und einen geschlossenen Umfang. Für die Montage dieser bevorzugten Ausführung ist die Umlauftrommel 24 vom Unterende her lediglich auf einer Umlaufwelle 28 aufgesetzt die sich durch einen feststehenden Lagerfuß 26 erstreckt. Zu diesem Zweck werden in dem Fuß zwei senkrecht voneinander getrennte Kugellagersätze (nicht gezeigt) verwendet, die einzeln oder gemeinsam den Axialschub aufnehmen.

Das untere Ende der Umlaufwelle 28 ragt bis unter den Lagerfuß 26 und trägt eine Riemenscheibe 30. Diese Riemenscheibe wird mit Hilfe eines oder mehrerer

Riemen 32 durch einen Elektromotor 34 angetrieben, der in der Lage ist, die Trommel 24 bis zu einer Oberflächengeschwindigkeit von mindestens 15 m/sec zu drehen, wenn das Gehäuse mit zu siebendem Material angefüllt ist.

Ebenfalls ist die Trommel 24 (Fig. 1) mit einem Mittelsteg 36 versehen, der etwa in der Mitte zwischen ihren Stirnflächen, mindestens in der Nähe ihres Schwerpunkts seinen Platz hat und eine Nabe 38 aufweist, die abnehmbar auf der Umlaufwelle 28 mit Hilfe einer Einbaumutter 40 aufgesetzt ist, die sich nach unten durch den Stirndeckel 42 der Trommel bis zum Gewindeende 44 der Umlauftrommel 28 erstreckt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist Vorsorge zum Einführen klären Wassers in die Grobstoff rinne 18 getroffen, um den zurückgebliebenen Dickstoff in genügend flüssigem Zustand zum Durchfluß durch die Grobstoffleitung 20 zu erhalten. Hierfür ist das untere Ende der Umlauftrommel unabgedichtet gelassen und für das klare Wasser ein Durchfluß 46 nach oben in die Trommel 24 vorgesehen, wobei das aus dem Durchfluß 46 iiervorkommende Wasser weiter nach unten durch einen Schlitz 48 geführt wird, der durch das untere Ende der Umlauftrommel 24 und der feststehenden Lagerfußkonstruktion 27 begrenzt ist. Zur Verhinderung von Undichtigkeiten ist an der Welle 28 eine Stopfbuchse 50 angebracht.

Der feststehende Siebmantel 12 kann die übliche Gestaltung für die Feinsiebung, z. B. 23% offene Fläche aufweisen, die durch kreisrunde Löcher mit 1,6 mm Durchmesser in gestaffelter Anordnung mit Mittenabständen von 3,2 mm gegeben ist.

Die Umlauftrommel 24 ist kegelstumpfförmig, wobei der Durchmesser zur Grobstoffrinne 18 hin zunimmt, und von einem äußeren Mantel 52 umgeben, der auf einem inneren Mantel 54 montiert ist.

Die in den F i g. 4 bis 6 dargestellte Umlauftrommel weist gemäß F i g. 1 eine unregelmäßige Oberfläche mit Vorsprüngen auf, die auf der Basisfläche 58 des 'Außenmantels 52 versetzt angeordnet sind, zum Siebmantel hinragen und Hocker 56 bilden; diese haben Höhen Λ (F i g. 6) von der Basisfläche 58, die kleiner als ihre Längen und Breiten /und w(F i g. 5) sind; sie haben parallel zur Basisfläche 58 von dieser nach außen abnehmende Querschnittsflächen (F i g. 6) und abgerundet verlaufende Seiten, wie aus den F i g. 5 und 6 zu ersehen ist. Bei diesem speziell bevorzugten Muster haben die Hocker insbesondere die Form von Kugelabschnitten, die aus der Basisfläche 58 des Außenmantels 52 herausragen. Jeder Höcker 56 (F i g. 6) ragt in den zwischen der Basisfläche 58 und dem Siebmantel 12 gebildeten Raum hinein, der im folgenden als die Siebzone 60 bezeichnet ist und erläutert wird. Es ist offensichtlich, daß bei der Umlaufbewegung der Trommel 24 in Richtung des Pfeils A jeder Hocker 56, wenn er mit der Umlauftrommel 24 bewegt wird, eine lokale Volumenverminderung an der Siebzone 60 verursacht. Jeder Hocker 56 erzeugt daher eine lokale radiale Verschiebung (Pfeil r) und eine Wirbelung der Suspension (Pfeil t, Fig.6); in ähnlicher Weise verdrängen die Hocker die Suspension zur Seite und parallel zur Achse (Pfeil p) und lassen sie dann in Umfangsrichtung mit gesteigerter Geschwindigkeit durch die Zwischenräume ο zwischen sich hindurchfließen, wenn die Relativbewegung zwischen der Umlauftrommel und der Suspension fortschreitet. Diese Wirbelstörungen treten wegen der Vielzahl von Höckern 56 auf, die sich auf der Umlauf trommel 24 in großer Zahl befinden; als Ergebnis wird die zu siebende Faserstoffsuspension in der Siebzone homogener und flüssiger. Die Fließfähigkeit der verwirbelten Suspension zwischen den Höckern gemäß Pfeil s dicht an der Basisfläche 58 führt zu verbessertem Fluß, ohne die Siebwirkung der Löcher zu überanspruchen, während die somit gemäßigten, lokalen, radialen Verschiebungen r mithelfen, die Suspension durch die Löcher hindurchzutreiben.

Günstig ist, die lichte Weite C (Fig.6) in den kürzesten Abständen des Außenmantels 52, nämlich zwischen den Scheiteln der Hocker 56 und dem Siebmantel 12, kleiner als 5 cm zu halten, um sicherzustellen, daß die Wirkung der verschiedenen Hocker bis zum Siebmantel reicht, bevor sie sich merklich abschwächt.

Wie später noch genauer erläutert werden wird, können die Hocker verschiedene Formen haben, wobei es vorteilhaft ist, daß die vorlaufenden Teile von abgerundeter Form mindestens in der einen der beiden Querrichtungen sind, um dort sowohl die Ansammlung von Fasern zu verhindern als auch eine bessere Bewegung relativ zur zu siebenden Faserstoffsuspension zu erreichen und einen Abbau des Stoffbreis zu vermeiden. Außerdem ist es gemäß F i g. 5, in der die Laufrichtung durch den Pfeil A angedeutet ist, vorteilhaft, daß die Hocker zwei besondere Eigenschaften haben. Die erste ist die, daß jene Hocker, die allgemein in der Querrichtung zur Laufrichtung A einander benachbart sind, durch ihre Form und ihren Abstand verflochtene, sich schneidende Wirbelstörungen verursachen, wie sie durch die Bruchstücke einer durch den Höcker 56 geschaffenen Störungswelle 56' und einer durch den quer benachbarten Hocker 56a hervorgerufenen Störungswelle 56a' angedeutet sind. Das Überschneiden dieser Störungswellen macht den Stoffbrei gleichförmiger und fließfähiger.

Hinsichtlich der zweiten Eigenschaft ist bereits erklärt worden, daß jeder Hocker eine Radialwirkung r und eine Querwirkung ρ in mindestens einer Richtung hervorbringt. Gemäß F i g. 5 besteht die zweite Eigentümlichkeit darin, daß jeder Hocker seiner Gestalt nach Störungen in entgegengesetzten Querrichtungen hervorbringt und daß er somit im Zusammenwirken mit anderen Höckern ein Überschneiden axialer Verwirbelungen an seinen beiden Seiten hervorbringt oder mindestens eine erheblich größere Verwirbelung verursachen kann als ein Hocker, der in einer einzigen Querrichtung wirken würde. Die Anordnung, die diese Doppelwirkung am gründlichsten erreicht, ist durch Teile 5Bb und 56c gegeben, die sich nach beiden entgegengesetzten Seiten von einer Linie M erstrecken; diese Linie M ist längs der Laufrichtung durch den vordersten Mittelpunkt des Höckers gezogen. Bei Relativbewegung zwischen der Umlauftrommel 24 und der zu siebenden Faserstöffsuspension spaltet jeder derartige Hocker 56 den Stofffluß und verschiebt ihn axial in entgegengesetzten Richtungen quer zur Laufrichtung A; das Ergebnis ist eine Verminderung des Umfangsflußquerschnitts an jedem gegebenen Punkt der Siebzone 60, der mit dem wandernden Hocker ausgerichtet ist.

Aus der Fig.5 wird auch noch ersichtlich, daß die einzelnen Hocker örtlich nur sehr begrenzte Impulswirkungen haben, daß aber jeder Punkt längs der axialen Länge des Siebmantels 12 und der zu siebenden Suspension in der Siebzone 60 (Fig.6), längs des Versetzungswegs von mindestens einem der Hocker

liegt. Dies wird durch die Anordnung der Höcker gemäß F i g. 5 gewährleistet, bei der die Höcker so gestaffelt sind, daß die Hocker 56 und 56a, die quer am dichtesten bis an den Versetzungsweg eines Zwischenhöckers 56e heranreichen, abweichend von der Fluchtlinie mit diesem Hocker 56e angeordnet sind und Bewegungsbahnen aufweisen, die mit dessen Bewegungsbahn überlappen; dieses, Überlappen ist über die gesamte Axiallänge des Siebmantels erwünscht.

Beim Vergleich der F i g. 6a mit der F i g. 5 ergibt sich, daß der treibende Bereich 56p der Oberfäche des Höckers 56, projiziert auf eine zur Versetzungsrichtung rechtwinklige Ebene (F i g. 6a), kleiner ist als der auf eine zur Basisfläche parallele Ebene (F i g. 5) projizierte Bereich des Höckers. In Fig.6a sind auch die Zwischenräume ο zu sehen.

Unter Bezugnahme auf F i g. 1 ist zu erkennen, daß die Siebzone 60 eine konische Form hat und ihre radiale Tiefe in Richtung zur Grobstoffrinne 18 dadurch abnimmt, daß der Siebmantel 12 zylindrisch und die Umlauftrommel 24 konisch ist.

Bei dem modifizierten Ausführungsbeispiel in F i g. 7 verengt sich die Siebzone 60' in derselben Richtung, jedoch wegen der Konizität des Siebmantels 12' mit der zylindrisch ausgebildeten Umlauftrommel 24'. Ein anderes bevorzugtes Merkmal gemäß F i g. 7 besteht darin, daß die Hocker 56/ am Einlaßende der Umlauftrommel 24' wesentlich höher als die Hocker 56r am Grobstoff ende sind; am besten nehmen die Hocker in ihrer Höhe und auch in ihrer Grundbreite und -länge allmählich vom Einlaß- zum Grobstoffende hin ab.

Obwohl bei diesen vorliegenden Ausführungsbeispielen die Siebzone 60 sich zu einer kleineren Radialtiefe in Richtung auf den Grobstoffauslaß hin verengt, ist es in einigen Fällen vorteilhaft, die Schräge im umgekehrten Sinn vorzusehen, nämlich zu größerer Radialtiefe in Richtung.zum Grobstoffauslaß hin.

Bei dem modifizierten Ausführungsbeispiel gemäß gekennzeichnet F i g. 8 hat die Einlaßzone 60" gleichbleibende Radialtiefe, da sowohl der Siebmantel 12" als auch die Umlauftrommel 24" zylindrisch sind.

Die Ausführungsbeispiele nach den Fig.9, 10 und auch 8 unterscheiden sich von den zuvor erläuterten insofern, als die versetzten Oberflächenteile als Senken 62 bezeichnete Vertiefungen sind, die sich von der Basisfläche 58' im Gegensatz zu den Höckern nach innen erstrecken, mit Ausnahme von Höckern 56 f (F i g. 8), die an der oberen Stirnseite der Trommel vorgesehen sein können; die Senken sind geeignet, lokale Zuwachselemente für das Volumen der Einlaßzone 60" zu bilden, wenn sich die Umlauftrommel 24" dreht. Gemäß F i g. 9 sind die Störungswellen 62' und 62a'von quer benachbarten Senken 62 und 62a ebenso wie bei den oben beschriebenen Höckern sich . schneidend, und die Senken eignen sich, um Impulse in entgegengesetzten Richtungen quer zur Laufrichtung der Umlauf trommel 24" mittels der Teile 62b und 62c zu verursachen, die sich nach jeder Seite einer Linie M erstrecken. Diese Linie M ist längs der Laufrichtung durch den vordersten Teil der Senke gezogen. Aus einem Vergleich der F i g. 9 und 5 ist zu erkennen, daß jene Senken, z. B. die Senken 62 und 62a, die sich dem Versetzungsweg einer gegebenen Senke in Querrichtung am dichtesten nähern, z. B. 62e, aus der Fluchtlinie mit der gegebenen Senke heraus liegen. Diese haben zwecks Gewährleistung, daß jeder Teil der Siebzone 60", der dem Außenmantel 52' zugekehrt ist, auf der Gesamtlänge des Versetzungswegs mindestens einer der Senken liegt, sich überlappende Versetzungswege.

In Fig. 10 ist die mit Vertiefungen versehene oder genarbte Umlauftrommel von besonders einfacher Konstruktion, da lediglich ein glatter, trommelartiger Innenmantel 54' vorgesehen ist, auf dessen Außenfläche ein Außenmantel 52' montiert ist, der aus einer perforierten Platte bestehen kann. Diese einfache Konstruktion ist ebenfalls geeignet, da sich ergeben hat, daß Senken, . deren Tiefen d geringer als ihre Grundlängen I und Breiten w (Fig.9) sind, besonders gute Wirkung haben. Unter gewissen Umständen jedoch können auch tiefere Senken vorgesehen werden. Die besondere Tiefe der Senken würde die Wirkung des Außenmantels 52' in keiner Weise beeinflussen, da die treibende Oberfläche der Senken im wesentlichen auf jenen Teil der nachlaufenden Senkenwand begrenzt ist, der in gegenseitigem Berührungskontakt mit dem zu siebenden Faserstoff steht; der tiefere Teil der Senke, der nicht von dem wandernden zu siebenden Faserstoff aus der Siebzone berührt wird, hat keine Wirkung. Die wirksame Tiefe d der Senke ist im allgemeinen nicht größer als die höchste Höhe h eines Höckers mit derselben Grundabmessung, ist also im allgemeinen geringer als ³A der Senkengrundabmessung in der Laufrichtung A.

Ein Unterscheidungsmerkmal zwischen Senken und Höckern besteht darin, daß die Höcker vorzugsweise abgerundete, stromlinienartige verlaufende Teile zu dem Zweck haben, die Ansammlung von Fasern daran zu verhindern; die Tatsache, daß bei Ansammlung von Fasern an einer Umlauftrommel sich gegebenenfalls ein Strang bildet, der hinter der Trommel her auf eine wesentliche Strecke mitgeschleppt wird, ist bekannt. Aus diesem Grund wird die Kugelabschnittsform der Hocker, wie in F i g. 5 zu sehen ist, besonders bevorzugt, da die verlaufenden Teile sowohl in radialer als auch in Querrichtung abgerundet sind. Andererseits ist der wandernde fließende Brei im wirksamen Volumen innerhalb von Senken turbulent und verhindert darin die Ansammlung von Fasern. Daher ist es möglich, verhältnismäßig scharfe Änderungen in der Oberfläche zwischen dem Bezugswandstück 52' des Außenmantels und der Senke zuzulassen, so daß die in Fig. 10 gezeigten, zylindrischen Perforationen nützlich' sind. Eine solche Form veranlaßt eine scharfe Volumenänderung infolge des plötzlichen Abfalls von der Bezugsfläche; man vermutet darin eine Mithilfe in der Fließverbesserung, jedoch kann eine Kugelform mit weniger Leistung auskommen.

Im Schaubild der F i g. 11 sind die Impulse aufgetragen, die irgendeine der mit unregelmäßiger Oberfläche versehenen, oben beschriebenen Umlauftrommeln an einem Punkt an der Oberfläche .des gelochten Siebmantels hervorbringt, der zur Mitte einer Umfangsreihe versetzter Oberflächenteile fluchtet (siehe F i g. 5 und9). '

Der Wert der Impulsintensität wechselt mit verschiedenen Umlauf trommeln; die dominierenden Faktoren sind die Größe und Gestalt der versetzten Oberflächenteile, die Umlaufgeschwindigkeit und der radiale Abstand zwischen der Trommel und den Siebgliedern. Bei einer vollständigen Umdrehung entspricht die auftretende Impulszahl genau der Zahl der versetzten Oberflächenteile; diese sind in einem Umfangsband der Drehtrommel zu zählen, die sämtliche versetzten Oberflächenteile in benachbarten Umfangsreihen umfaßt, also im Zickzack zu zählen, z. B. die Hocker 56g; 56e, 56 und 56/usw. (F i g. 5).

609 582/158

ίο

In Fig. 12 ist eine andere Anordnung für die versetzten Oberflächenteile 65 gezeigt, die in einem Treppenstufenmuster so angeordnet sind, daß der versetzte Oberflächenteil in jeder nachfolgenden Axialreihe V um einen halben Durchmesser herabgestuft ist und daß die Hälfte der Versetzungswege der Oberflächenteile sich in aufeinanderfolgenden Reihen überlappt. Der axiale Abstand benachbarter Teile in derselben senkrechten Reihe ist größer als der Durchmesser eines einzelnen Teils und kann sogar beträchtlich größer als der gezeigte sein. Das Muster kann so sein, daß es sich auf der abgewickelten Fläche des Umlaufwandstücks wiederholt, wie dies durch die Fluchtung der Oberflächenteile 65a und 656 angedeutet ist.

Fig. 13 ist ein Schaubild von Impulsen, die auf einen gegebenen Punkt am Siebglied einwirken. Jede senkrechte Reihe versetzter Teile ist durch einen Impuls vertreten, von denen die größten jenen versetzten Oberflächenteilen entsprechen, deren Versetzungswege dem gegebenen Punkt entsprechen, z. B. die Teile 65a und 656; die allmählich abnehmenden Impulsintensitäterr entsprechen dem allmählich größer werdenden Abstand zwischen dem gegebenen Punkt und den Versetzungswegen der Teile in aufeinanderfolgenden Reihen; man kann beobachten, daß die Impulse auf quer jenseits ihrer Versetzungswege gelegene Punkte hinweisen.

Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine bestgeeignete Umlauftrommel für die speziell zu behandelnde Breiart gefertigt werden kann; sollen zwei oder mehrere abweichende Breitypen in demselben Siebgerät behandelt werden, so ist es nur nötig, die Umlauftrommel herauszunehmen und diese und das Sieb durch entsprechende Teile zu ersetzen, die der nunmehr zu verarbeitenden Breiart angepaßt sind.

Es folgt eine Tabelle von Versuchsergebnissen, die mit verschiedenen Umlauftrommeln erreicht wurden. Alle diese Prüfungen wurden mit der Siebvorrichtung durchgeführt, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, jedoch mit verschiedenen, in der Tabelle bezeichneten Umlauftrommeln. Der Siebplattenzylinder für alle diese Prüfungen hatte 46 cm Durchmesser und 50 cm wirksame Länge, das ist etwa dieselbe Länge wie die der Umlauftrommel; er hatte 23% offene Fläche mit Löchern von 1,6 mm Durchmesser, die zu einem gestaffelten Muster mit Mittelpunktsabständen von 3,2 mm zusammengestellt waren.

	Betriebsversuch	B	C	D	E	F
	A	S	S	H	H	H
Versetzte Teile	H	15,9	31,8	12,7	12,7	50,8
Durchmesser mm	25,4	3,18	3,18	4,8	4,8	19,1
Höhe (Tiefe) mm	7,9	11	11	24	24	8*)
Anzahl axial	12	24	11	70*)	68	6*)
Anzahl am Umfang	34					Spirale
		7,9	7,9	14,3	30,2	19,1
Lichte Weite mm	11,1			bis 4,8	bis 11,1
Zwischen laufender und ruhender Wand		1195	1195	1750	1750	1195
Umdr./min	1500	480	215	2040	1980	120
Impulse/sec	850	40	50 .	140	116	48
Leistung (kW)	104	1,09	0,84	1,91	2,04	1,18
Stoffdichte % Einlaß	1,29	1,00	0,79	1,64	1,75
Stoffdichte % Feinstoff '-	1,11	95	114	107	115	138
Ausstoß t/d	154	3,71	2,52	5,14	4,00	2,6
Grobstoffdicht %	2,47	11,5	14,9	17,4	. 20,4	11,4
Grobstofffluß % (Rw)	14,4 ·	,094	.,187	,124	,080	,190
Verunreinigung am Schluß zu der am	,066
Anfang (/Ga)

*) Durchschnittswerte.

Die Tabellenversuche A, D, E und F waren mit einer Trommel durchgeführt worden, deren versetzte Teile nur aus kugelig gestalteten Höckern bestanden, wie es durch die Buchstaben H in der jeweiligen Spalte angedeutet ist, während bei den Versuchen B und C die Trommel völlig mit Senken, angedeutet durch die Buchstaben S, ausgestattet war. In jedem Falle ist die allgemeine Verteilung der Hocker oder Senken in den F i g. 5 bzw. 9 zu sehen. Für die Versuche A, B, C und F waren sowohl die Umlauftrommel 24 als auch der Siebmantel 12 zylindrisch, bildeten also eine über die gesamte axiale Länge des Siebgeräts gleichbleibende radiale Tiefe der Siebzone. Für den Versuch D war allein die Umlauftrommel konisch, wie es in F i g. 1 gezeigt ist, und in dem Versuch E war der Siebmantel konisch, wie es in F i g. 7 gezeigt ist.

Der Tabellenwert für die lichte Weite bedeutet den Abstand vom Außenmantel bis zum Siebmantel; dies ist im Falle von Senken (F i g. 9,10 und 10a) der Abstand C" zwischen der Bezugsfläche 58' und dem Siebmantel, jedoch im Falle von Höckern (Fig.5, 6 und 6a) der Abstand C vom äußeren Scheitel des Höckers 56 bis zum Siebmantel. Im Falle von Höckern läßt sich der Abstand zwischen der Bezugsfläche und dem Siebmantel durch Addition der lichten Weite zur Höckerhöhe errechnen, die in der entsprechenden Zeile gegeben ist. Sämtliche oben genannten Betriebsversuche wurden mit Holzschliff durchgeführt, zu dem während des Siebvorgangs kein Verdünnungswasser zugefügt wurde. Bei diesen Betriebsversuchen wurde die Vorrichtung niemals durch die Stoffdichte des Breis verstopft, ein Zeichen dafür, daß der Siebmantel mit erheblich höheren Stoffdichten arbeiten kann; tatsächlich ist auch schon ein erfolgreicher Betrieb bei Stoffdichten in der Höhe von 2,8% mit Holzschliff durchgeführt worden.
In der Tabelle ist der Ausdruck K_sa eine Art

Reinigungsverhältnis und stellt das Gewicht der Verunreinigungsteilchen, die im gesiebten Brei je Gewichtseinheit in der Feinstoffleitung 16 verbleiben, relativ zum Gewicht der Verunreinigungsteilchen im ursprünglichen Brei je Gewichtseinheit in der Einlaßleitung 8 dar. Dieses Verhältnis wird ermittelt, indem man ein vorbestimmtes Breigewicht durch ein ebenes Laborsieb gibt, das geschlitzte öffnungen von 0,13 mm Breite im Falle der Betriebsversuche A, B, C und F und von 0,18 mm Breite im Falle der Versuche D und E hat.

Der Grobstofffluß R_w durch die Grobstoffleitung 20 ist in Gewichtsprozenten des Gesamtflusses gegeben, der in das Siebgerät eingeführt wird.

Zum Verständnis der Tabellenergebnisse behält man zweckmäßig im Auge, daß normalerweise verlangt wird, Ksa und Rw möglichst klein, dagegen die Stoffdichten der Grob- und Feinstoffe und den Ausstoß je Tag möglichst groß zu machen.

Aus dieser Tabelle und aus anderen Daten geht hervor, daß der Ausstoß des Siebgeräts im allgemeinen mit der Drehzahl der Trommel und mit Verkleinerung der lichten Weite zwischen der Drehtrommel und der Siebplatte' zunimmt. Das Verunreinigungsverhältnis jedoch wird mit Zunahme der lichten Weite zwischen der Drehtrommel und dem Siebmantel und auch mit Zunahme im Grobstofffluß verbessert.

Mit Ausnahme des Versuchs A war bei der Ausführung sämtlicher Tabellenversuche der Drehsinn der Umlauftrommel 24 in F i g. 2 im Uhrzeigersinn, also in derselben Richtung wie der Einlaßfluß in der Rinne 6. Es ist jedoch durchaus möglich, auch den entgegengesetzten Drehsinn zu verwenden; dadurch steigt der Ausstoß, wird jedoch etwas mehr Leistung im Vergleich zur Trommeldrehung im Uhrzeigersinn bei gleicher Drehzahl benötigt.

Eine der auffallenden, aus der Tabelle zu beobachtenden Tatsachen ist die, daß äußerst hohe Einlaßstoffdichten, d. h. rund 2% für Holzschliff, wirkungsvoll unter sehr hohen Impulsfrequenzen gesiebt werden.

Eine andere zu beobachtende Tatsache ist, daß eine ausgezeichnete Reinheit unter Druckbedingungen erreicht wird, d.h., wenn der Siebmantel vollständig eingetaucht ist und unter erheblichem Druck steht.

Noch einmal sei klargestellt, daß diese Tabelle lediglich zur Darstellung einiger erreichbarer Ergebnisse zusammengestellt ist, jedoch in keiner Weise alle erreichbaren Ergebnisse enthält, die unter verschiedenen Abwandlungen und beim Betrieb mit verschiedenen Faserstoffarten erreicht werden können.

Für die feinste Siebung ist besonders darauf zu achten, daß die dargestellte Bezugsfläche 58 oder 58' eine Rotationsfläche ist, deren Achse mit der Drehachse so zusammenfällt, daß keine radialen Verschiebungen mit Ausnahme jener entstehen, die durch die versetzten Oberflächenteile selbst, nämlich die Hocker oder Senken, verursacht werden. Jeder Hocker oder jede Senke erzeugt eine Querverschiebung gleichzeitig mit einer Radialverschiebung (und immer mit Versetzungswegen s, Fig.5, im Falle von Höckern), so daß die Radialwirkung weder zu intensiv noch zu extensiv quer zur Laufrichtung wird.

Wie festgestellt wurde, besteht eine große Auswahl in der Form der versetzten Oberflächenteile. Gemäß F i g. 14 enthalten die Hocker eines abgewandelten Musters einzelne noch mit der Oberfläche des Außenmantels als Bezugsfläche 52s zusammenhängende Teile 565, die so aus ihr herausgebogen sind, daß nur die nachlaufenden Teile vollständig davon gelöst sind.

Das tragende Stück 54s verbleibt vorzugsweise ganz mit dem Außenmantel zusammen, so daß eine Strömung durch die öffnungen unter den Höckern hindurch verhindert wird.

In Fig. 15 ist eine Ansicht von modifizierten, versetzten Oberflächenteilchen 64 zu sehen. Diese sind langgestreckt und haben in der Darstellung die Form vorspringender Hocker mit Halbkreisquerschnitt und abgerundeten Enden; sie könnten aber ebensogut Senken sein und/oder flache Seiten oder Enden haben.

In den F i g. 16 und 17 sieht man weitere Modifikationen der Querschnittsprofile. Es ist davon auszugehen, daß bei jeder derselben der vorlaufende Teil mindestens in der einen der Querrichtungen abgerundet sein kann, um die oben erwähnte Ansammlung und Strangbildung von Fasern zu vermeiden; z. B. kann F i g. 16 der Schnitt eines Kegels 156 und Fig. 17 der eines Zylinders 256 sein. Auch Senken in diesen Formen können Anwendung finden.

Das modifizierte Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 18 erreicht eine doppelte Leistung. Dafür ist die mit versetzten Oberflächenteilen, vorzugsweise den oben beschriebenen Senken oder Höckern versehene Umlauftrommel 124 konisch aus ihrem Mittelstück heraus nach außen in entgegengesetzten Richtungen zu den größeren Enden hin gestaltet. Diese Trommel liegt gleichachsig zu zwei zylindrischen Siebmänteln 112, von denen je einer jedes Ende umgibt und dazwischen zwei Siebzonen 16Ö abgrenzt. Eine Einlaßgang 108 ist in der Mitte der Umlauftrommel zwischen den Siebmänteln vorgesehen und führt in eine ringförmige Einlaßkammer 106, die das Mittelstück der Umlauftrommel 124 umgibt.

In einem Abstand, rings um jeden der Siebmäntel 112 herum, grenzen zwei Druckgehäuseabschnitte 102 Feinstoffkammern 114 ab, aus denen Feinstoffleitungen 116 das gesiebte Gut abführen. An den entgegengesetzten Vorrichtungsenden sind in Verbindung mit den Siebzonen 160 ringförmige Grobstoffrinnen 118 an Grobstoffleitungen 120 angeschlossen, die mit Regelorganen 122 ausgerüstet sind.

Der Betrieb dieses Siebgeräts ist im Prinzip derselbe wie der nach F i g. 1; es kann jedoch, weil es einen doppelten Feinstoffauslaß und eine doppelte Grobstoffleitung hat, deren jede mit einem getrennten Regelorgan 122 versehen ist, dazu benutzt werden, zwei verschiedene Stoffbreitypen zu erzeugen, die mit unterschiedlichen Qualitäten aus einem einzigen Einlaßfluß entstehen. Dies wird durch die getrennten Regelungen bewirkt, wofür die beiden Regelorgane 122 in den Grobstoffleitungen vorgesehen sind.

Bei der Erläuterung des^Ausführungsbeispiels gemäß Fi g. 19 erweist sich die allgemeine konstruktion dieses bevorzugten Siebgeräts als jenes gemäß F i g. 1 mit Ausnahme der noch zu beschreibender ähnlich.

Die Einlaßleitung 216 fluchtet axial mit der Umlauftrommel 224 und entlädt gegen deren freies Stirnende. An diesem Ende der Umlauftrommel sind mehrere Flügel 210 vorgesehen, durch deren hohe Geschwindigkeit der Einlaßstoff nach außen zum Rinnenabzug 206 geschleudert wird; dabei wird auch eine gleichmäßige Verteilung des Breis auf die Siebzone gewährleistet. Alle schweren Verunreinigungsstoffe können von Zeit zu Zeit durch den Tangentialauslaß 209 entfernt werden.

Am entgegengesetzten Ende der Umlauftrommel 224 ist deren unterer Teil vorzugsweise als eine Labyrinthdichtung 240 in Zusammenwirkung mit einem stillstehenden Gehäuseendstück 241 ausgebildet. In dieses hinein wird Reinwasser oder eine andere Flüssigkeit in

die Öffnung 242 eingeführt, um zwei Zwecke zu erfüllen. Einerseits hält die Flüssigkeit den Raum zwischen der Umlauftrommel und dem Endstück frei von dicken Grobstoffbrei, so daß die Trommel frei umlaufen kann, und andererseits verdünnt sie den Grobstoffbrei in einem solchen Grade, daß er zum freien Fließen fähig wird. '·.■■· .

Am unteren Ende der Trommel sind Flügel 260 vorgesehen, um den Grobstoff hoher Stoffdichte durch die Grobstoffleitung 220 zu treiben.

Dieses Ausführungsbeispiel ist ebenso wie jene der F i g. 1 und 18 sehr gut sowohl für waagerechte als auch senkrechte Anordnung geeignet.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 20 sind zwei gleichachsige, radial getrennte, zylindrische Siebmäntel 312a und 3126 vorgesehen, zwischen denen sich ein angetriebener Läufer 324 bewegt; dieser hat entgegengesetzt gerichtete Bezugsflächen 358a und 3580, aus denen Höcker 356 herausstehen, um den Brei in den Siebzonen 360a und 360ό flüssig zu halten. Durch die Einlaßleitung 308 tritt das zu siebende Material in die Einlaßkammer 306 ein und fließt über den Überlauf 310 in die Siebzonen 360a und 3606. Feinstoff geht durch die Siebmäntel 312a und 3126 zu den Feinstoffkammern 314a und 3146, die durch ein den Siebsatz umgebendes Gehäuse 302 umgrenzt sind, und von dort hinaus durch die Feinstoffleitung 316. Grobstoff fließt aus den Siebzonen durch die Grobstoffleitung 320.

Obwohl sämtliche dargestellten Umlauftrommeln usw. im wesentlichen dieselbe Arbeitsfläche, nämlich Siebe haben, mit denen sie zusammen arbeiten (wobei sie im Falle von Trommeln gleiche Axial- und Umfangsabmessung aufweisen) und obwohl die Höcker oder Senken auf den Arbeitsflächen gleichförmig verteilt sind, wie es besonders bevorzugt wird, ist zu beachten, daß gewisse Vorteile der Erfindung sich auch dann noch erreichen lassen, wenn diese Voraussetzungen nicht bestehen. Beispielsweise kann die Anordnung der Höcker oder Senken unregelmäßig sein; es können sogar erhebliche .Flächenteile der Umlauftrommeln, Läufer usw. unbedeckt und/oder diese Teile selbst können unzusammenhängend sein oder in der einen oder in beiden Abmessungen erheblich von denen des Siebes abweichen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Siebvorrichtung zum Sichten von Faserstoffsuspensionen, mit einem feststehenden Siebkorb und einem im Siebkorb umlaufenden, mit dem Siebkorb einen Spalt bildenden Rotor, der auf seiner dem Siebkorb zugekehrten Seite eine Oberflächenprofilierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilelemente eine Vielzahl einzelner Vorsprünge (56,64,156,256) und/oder Vertiefungen (62) sind, die eine Höhe (h) von der Basisfläche (58) aufweisen, die kleiner als ihre Längen (I) und Breiten (w) sind, deren Schnittflächen parallel zur Rotorfläche (52) an der Basis (58) am größten und wenigstens gleich groß sind wie die auf ihre zur Bewegungsrichtung (A) senkrechten größten Schnittflächen, und deren in Bewegungsrichtung (A) verlaufende größte Längen (I) höchstens fünfmal so groß wie ihre kleinsten Breiten (w) und klein gegen die linearen Abmessungen der Rotorfläche (52) sind.

2. Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten der Vorsprünge (56, 64, 156, 256) bzw. Vertiefungen (62) wenigstens teilweise abgerundet sind.

3. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung (A) gesehen aufeinanderfolgende Vorsprünge (56, 64, 156,256) bzw. Vertiefungen (62) seitlich gegeneinander versetzt sind.

4. Siebvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung (A) gesehen nachfolgende Vorsprünge (56f) jeweils auf einer Mittellinie (M) liegen, die zwischen den vorangehenden Vorsprüngen (56,56a) verläuft.

5. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (56) im wesentlichen Kugelkalottenform haben.

6. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung aufeinanderfolgende Vorsprünge (56, 64, 156, 256) bzw. Vertiefungen (62) einen Abstand von weniger als 30 cm aufweisen.

7. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (56, 64, 156, 256) in ihren Abmessungen allmählich vom Einlaß- zum Grobstoffende des Rotors (24) hin abnehmen.