DE19609316A1 - Verfahren zur Herstellung einer Siebvorrichtung mit kontrolliert ungleichmäßigen Sortierschlitzen sowie Siebvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Siebvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.

Nach einem solchen Verfahren hergestellte Siebvorrichtungen werden z. B. zum Sortieren von Faserstoffsuspensionen verwendet. Es ist bekannt, daß die zur Papiererzeugung benötigte wässerige Faserstoffsuspension durch Sortiermaschinen behandelt werden. Der Begriff "sortieren" hat sich für diesen Vorgang in der Papierindustrie durchgesetzt. Im hier betrachteten Falle gehen die Papierstoffasern durch das Sieb hindurch, während die unerwünschten Teile, insbesondere Verunreinigungen, zurückgehalten und eventuell verworfen werden. Infolge der überwiegend länglichen Ausdehnung von Papierfasern kann bei einem Schlitzsieb ein besonderer Trenneffekt erzielt werden, da auch kleine stückige oder kubische oder kugelige Verunreinigungen durch das Siebelement zurückgehalten werden können, während lange Fasern passieren. Neben der Sortierung von Papierstoff-Suspensionen sind aber auch andere Anwendungen von Schlitzsieben bekannt.

Der Sortiereffekt, also die Trennschärfe des Sortiervorganges, ist bekanntermaßen von der Beschaffenheit der beteiligten Stoffe, Form und Größe der Sortieröffnungen, den Betriebsparametern sowie auch Wirbeln in und an den Sortieröffnungen abhängig. Dabei spielt auch die Menge der auszuscheidenden Stoffe in der zu sortierenden Suspension, d. h. ihre Konzentration, eine Rolle. Das wirkt sich dann so aus, daß bei höherer Schmutzstoffkonzentration auch die unerwünschterweise mit dem Gutstoff zusammen das Sieb passierende Menge der Störstoff-Teile größer ist als unter Betriebsbedingungen mit geringerer Schmutzstoffkonzentration.

In der Sortiermaschine strömt die Suspension entlang des hier betrachten Siebes vom Einlauf zum Überlauf, wobei der Gutstoff das Sieb passiert und als Durchlauf die Maschine verläßt. Am Einlauf der Maschine liegt eine geringere Konzentration der störenden Bestandteile vor als am Überlauf, da während des Sortiervorganges ständig Faserstoff in den Durchlauf abfließt und somit die Störstoffkonzentration im Rückstand steigt. Dieser Rückstand bildet am Ende den Überlauf, der auch Rejekt bezeichnet wird.

Um den sich entlang dem Sieb ändernden Betriebsbedingungen Rechnung zu tragen und dadurch z. B. weniger Sortierschritte zu benötigen, ist in der noch nicht offengelegten DE 44 32 842.7 ein Siebkorb vorgeschlagen worden, bei dem sich die Siebschlitze im Verlauf des Vorbeiströmens der Suspension verjüngen. Vermischungen von Suspension unterschiedlichen Reinheitsgrades auf der Gutstoffseite können zwar nun vermieden werden, die Herstellung solcher Siebe ist aber relativ aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zu schaffen, mit dem Schlitzsiebe mit kontrolliert ungleichmäßiger Schlitzgeometrie wirtschaftlich hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 11 genannten Merkmale erfüllt.

Durch den Einsatz der tordierten Profilstäbe ist es möglich, die Geometrie der Schlitze wunschgemäß zu ändern. Dabei gibt es zur Hauptsache zwei Möglichkeiten:

• 1. Die Schlitzweite, also der minimale Abstand benachbarter Stäbe an einer bestimmten Stelle des Siebes, und/oder
• 2. die Geometrie des Einlaufbereiches in den Siebschlitz, also dort, wo bei Betrieb des Siebes die Trennung zwischen Durchlauf und Überlauf erfolgt, werden, über die Länge der Profilstäbe betrachtet, variiert.

Natürlich kann sich durch diese Maßnahme auch die Form des Schlitzes in dem Bereich vom Durchlauf nach Passieren der engsten Stelle (Schlitzweite) ändern. Das wirkt sich jedoch meist weniger aus als die unter 1. und 2. genannten Parameter.

In der Regel wird die Torsion gleichmäßig und stetig, über die Profilstablänge gesehen, sein. In Sonderfällen kann aber auch abschnittsweise unterschiedlich tordiert werden.

Das Verfahren und die danach hergestellten Siebvorrichtungen werden im folgenden anhand von Zeichnungen beschrieben und erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1a und 1b jeweils schematisch die Auswirkungen der Profilstabtorsion;

Fig. 2 perspektivisch: Eine erfindungsgemäß hergestellte Siebvorrichtung;

Fig. 3a-5b weitere Beispiele für tordiert eingesetzte Profilstäbe.

In den Fig. 1a und 1b ist jeweils ein Schnitt durch die Profilstäbe 2 dargestellt, welche in die Ausnehmungen 6 von zwei verschiedenen Verbindungselementen 1 (Fig. 1a) und 1′ (Fig. 1b) eingesetzt sind. Diese Anordnung stellt nur einen Teil einer Siebvorrichtung dar. Da erfindungsgemäß die Profilstäbe 2 tordiert sind, sind ihre Profile in den Fig. 1a und 1b durch einen hier mit 5° dargestellten Torsionswinkel T relativ zueinander gedreht. In Fig. 1b ist die Profil-Stellung der Fig. 1a gestrichelt gezeichnet. Exemplarisch sind die Profile der Profilstäbe 2 im wesentlichen dreieckig mit Abrundungen an den Ecken angenommen. Dabei weist die Stirnfläche 3 des Profils zur beabsichtigten Zulaufseite der Siebvorrichtung hin, während die Seitenflächen 4 von benachbarten Profilstäben den jeweiligen Sortierspalt bilden. Die für die Sortierwirkung sehr wichtige Schlitzweite s (Fig. 1a) bzw. s′ (Fig. 1b) wird durch den minimalen Abstand von benachbarten Profilstäben definiert. Die Stirnflächen 3 von benachbarten Profilstäben können, wie hier dargestellt, relativ zueinander einen Überstand d bzw. d′ aufweisen. Dieser Überstand ist von besonderer Bedeutung bei Siebvorrichtungen, die zur Sortierung von Suspensionen eingesetzt werden. Bei einem solchen Einsatzfall werden bekanntlich die Profilstäbe mit einer Querkomponente zu ihrer Längserstreckung angeströmt (Pfeil F1), wobei Wirbel entstehen, die ganz wesentlich zur Freihaltung der Siebschlitze beitragen. Der gesiebte Stoff passiert dann den Sortierspalt, was in Fig. 1a durch den Pfeil F2 angedeutet ist. Bei den in Fig. 1a und 1b dargestellten Beispielen ändert sich die Schlitzweite s bzw. s′ durch die Torsion nicht, während der relative Überstand d und d′ an unterschiedlichen Stellen der Profilstäbe von sichtbar unterschiedlicher Größe ist.

Fig. 2 zeigt vereinfacht dargestellt eine zylindrische Siebvorrichtung, einen sogenannten Siebkorb, bei dem die Schnitte A-A und B-B angedeutet sind, denen die Fig. 1a bzw. 1b im wesentlichen entsprechen. Man erkennt ferner den Einlauf (Pfeil 5) und den Auslauf (Pfeil 7). Dabei bildet der Auslauf das am Sieb Zurückgewiesene und wird beim Einsatz in der Papierindustrie auch als Überlauf oder Rejekt bezeichnet. Ein Teil des aus dem Einlauf stammenden Stoffes passiert das Sieb als sogenannter Durchlauf (Pfeile 8).

Bei den Fig. 3a bis 5b korrespondieren die jeweils mit a bzw. b bezeichneten Ansichten ähnlich zueinander wie bei Fig. 1a und 1b. Es werden also wiederum dieselben Profilstäbe 2 beim Durchgang durch verschiedene Verbindungselemente 1 bzw. 1′ gezeigt, wobei die Profilquerschnitte jeweils zueinander gedreht sind. Die Fig. 3a und 3b zeigen, daß es bei der dort gewählten Form des Profilquerschnittes möglich ist, infolge der Torsion an verschiedenen Stellen der Stäbe eine kleinere Schlitzweite s (s < s′) mit einem größeren relativen Überstand d (d < d′) zu verbinden. Anders ist es in den Fig. 4a und 4b, bei denen Stellen kleinerer Schlitzweite s′ (s′< s) auch Stellen mit kleinerem relativen Überstand d′ (d′< d) sind. Der Konstrukteur einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Siebvorrichtung hat also die freie Möglichkeit, diesen je nach gestellten Anforderungen so auszugestalten, daß Schlitzweiten und relative Überstände in der gewünschten Art kombiniert werden.

Exemplarisch sind hier Vorteile einer Siebvorrichtung erläutert, die gemäß der in den Fig. 3a und 3b gezeigten Weise hergestellt ist: Wie bereits erwähnt, strömt bei einem in der Papierindustrie eingesetzten Sortierapparat die zu sortierende Suspension zwischen Einlauf und Auslauf entlang der Zulaufseite der Siebvorrichtung mit einer Makroströmung, die im wesentlichen an der Längserstreckung der Profilstäbe 2 ausgerichtet ist. Infolge der Siebwirkung wird dabei auf der Zulaufseite des Siebes der Anteil der abgewiesenen Schmutzpartikel immer größer. Wird eine Siebvorrichtung so eingesetzt, daß die in Fig. 3b gezeigte Stelle stromaufwärts und die in Fig. 3a gezeigte stromabwärts bezüglich dieser Makroströmung positioniert ist, kann im Bereich gemäß Fig. 3b infolge der größeren Spaltweite ein hoher Durchsatz erzielt werden, während im Bereich der Fig. 3a durch kleinere Spaltweite zwar nur ein geringerer Durchsatz durchgelassen wird, dieser aber von etwa gleicher Sortierqualität ist, obwohl dort die Suspension stärker verschmutzt ist. Der größere relative Überstand d an dieser Stelle führt zu einer sicheren Freihaltung des Siebes auch bei dafür an sich schlechteren Voraussetzungen (höhere Feststoff-Konzentration).

Im Gegensatz dazu kann, wie bei der Anordnung 4a/4b gezeigt, eine kleinere Schlitzweite s′ im stromabwärtigen Teil auch mit einem kleineren relativen Überstand kombiniert werden, wenn dort zu große Wirbel Nachteile haben sollten, z. B. wegen Verschleiß oder Stoffverschmutzen.

Die Fig. 5a und 5b zeigen weitere Möglichkeiten, durch Torsion der Profilstäbe 2 mit entsprechenden Polygonformen gezielt auf Überstand und Schlitzweite Einfluß zu nehmen. Der Vollständigkeit halber ist auch gezeigt, daß die Querkomponente (Pfeil F1) auch umgekehrt sein kann (Pfeil F1′), falls die Anwendung der Siebvorrichtung es sinnvoll erscheinen läßt. In dem hier gezeigten Fall kann die Querkomponente gemäß Pfeil F1′ die Umlenkung in den Sortierspalt begünstigen, der Einlaufwirbel zur Freihaltung wird aber voraussichtlich kleiner. Solche Überlegungen können auch bei anderen Profilformen sinnvoll sein.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich sowohl zylindrische Siebvorrichtungen ("Siebkörbe") herstellen als auch ebene oder bogenförmige.

Claims (21)

1. Verfahren zur Herstellung einer Siebvorrichtung, bei dem eine Vielzahl von Profilstäben (2) im wesentlichen parallel so angeordnet wird, daß sich zwischen ihnen die Sortierschlitze bilden, wobei die Profilstäbe (2) in wenigstens zwei Verbindungselemente (1, 1′, 1′′) eingesetzt und darin gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß Profilstäbe (2) mit einem, über ihre Länge betrachtet, im wesentlichen gleichmäßigen Profil hergestellt und anschließend tordiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (1, 1′, 1′′) mit Ausnehmungen (6) für die Profilstäbe (2) versehen werden und daß Ausnehmungen (6) verschiedener Verbindungselemente (1, 1′, 1′′), die jeweils denselben Profilstab (2) aufnehmen, im wesentlichen die gleiche Form haben und gegeneinander verdreht sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Profilstäbe (2) in der tordierten Form in die Ausnehmungen (6) eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (1, 1′, 1′′) mit Ausnehmungen (6) für die Profilstäbe (2) versehen werden, und daß die Profilstäbe (2) nach dem Einsetzen in die Ausnehmungen (6) tordiert werden.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstäbe (2) nach dem Einsetzen in die Ausnehmungen (6) durch Verformung der Verbindungselemente (1, 1′, 1′′) und damit der Ausnehmungen (6) verspannt und dadurch fixiert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Profilstäbe (2) durch die Verformung der Verbindungselemente (1, 1′, 1′′) außerdem tordiert werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß Profilstäbe (2) durch ein Hochtemperaturlötverfahren mit den Verbindungselementen (1, 1′, 1′′) verbunden werden.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionswinkel (T) der Profilstäbe (2) zwischen 1° und 5° pro Meter Stablänge beträgt.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionswinkel (T) der Profilstäbe (2) höchstens 45° über die ganze Profilstablänge beträgt.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstäbe (2) nach der Torsion spannungsfrei geglüht werden.

11. Siebvorrichtung mit spaltförmigen Öffnungen und einer Vielzahl von im wesentlichen parallelen Profilstäben (2), zwischen denen sich die Sortierschlitze befinden und welche durch mit ihnen verbundene Verbindungselemente (1, 1′, 1′′) gehalten werden, wobei die Verbindungselemente (1, 1′, 1′′) Ausnehmungen (6) zur Aufnahme der Profilstäbe (2) aufweisen und mehrere oder alle an der Siebvorrichtung vorhandenen Profilstäbe verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstäbe (2), im Verlauf ihrer Längserstreckung betrachtet, tordiert sind.

12. Siebvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstäbe (2) ein im wesentlichen polygonförmiges Profil aufweisen.

13. Siebvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Polygonprofil mit wenigstens einer Stirnfläche (3) auf der beabsichtigten Zulaufseite liegt und sich an den Seitenflächen (4) des Profils zwischen benachbarten Stäben Spalte bilden, die als Sortierschlitze dienen können und wobei die Torsion der Profilstäbe zu einer, über ihre Längserstreckung betrachtet, unterschiedlichen Schlitzweite (s, s′) führt.

14. Siebvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Polygonprofil mit wenigstens einer Stirnfläche (3) auf der beabsichtigten Zulaufseite liegt und sich an den Seitenflächen (4) des Profils zwischen benachbarten Stäben Spalte bilden, die als Sortierschlitze dienen können und wobei die Torsion der Profilstäbe zu einem, über ihre Längserstreckung betrachtet, unterschiedlichen relativen Überstand (d, d′) der Stirnflächen (3) am Spalt zwischen benachbarten Profilstäben (2) führt.

15. Siebvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstäbe (2) ein im wesentlichen dreieckiges Profil aufweisen, wobei die Stirnfläche (3) des Profils auf der beabsichtigten Zulaufseite liegt und sich an den Seitenflächen (4) des Profils zwischen benachbarten Stäben Spalte bilden, die sich in der beabsichtigten Durchflußrichtung (Pfeil F2) erweitern und wobei die Torsion der Profilstäbe zu einer, über ihre Längserstreckung betrachtet, unterschiedlichen Schlitzweite (s, s′) führt.

16. Siebvorrichtung nach Anspruch 12 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstäbe (2), ein im wesentlichen dreieckiges Profil aufweisen, wobei die Stirnfläche (3) des Profils auf der beabsichtigten Zulaufseite liegt und sich an den Seitenflächen (4) des Profils zwischen benachbarten Stäben Spalte bilden, die sich in der beabsichtigten Durchflußrichtung (Pfeil F2) erweitern und wobei die Torsion der Profilstäbe zu einem, über ihre Längserstreckung betrachtet, unterschiedlichen relativen Überstand (d, d′) der Stirnflächen (3) am Spalt zwischen benachbarten Profilstäben (2) führt.

17. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungselemente (1, 1′, 1′′) ringförmig ausgeführt und die Profilstäbe (2) auf einer im wesentlichen zylindrischen Fläche angeordnet sind.

18. Siebvorrichtung nach Anspruch 17 mit Bezug auf Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Sortierung einer Faserstoffsuspension verwendbar ist, welche an der Sortiervorrichtung entlangströmt, wobei Einlauf- und Auslaufströmung in axialer Richtung einen Abstand voneinander haben und daß der größere relative Überstand (d, d′) der Stirnflächen (3) in der Nähe der Auslaufströmung und der kleinere Überstand (d, d′) in der Nähe der Einlaufströmung der Suspension ist.

19. Siebvorrichtung nach Anspruch 17 mit Bezug auf Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Sortierung einer Faserstoffsuspension verwendbar ist, welche an der Sortiervorrichtung entlangströmt, wobei Einlauf- und Auslaufströmung in axialer Richtung einen Abstand voneinander haben und daß der größere relative Überstand (d, d′) der Stirnflächen (3) in der Nähe der Einlaufströmung und der kleinere Überstand (d, d′) in der Nähe der Auslaufströmung der Suspension ist.

20. Siebvorrichtung nach Anspruch 17 mit Bezug auf Anspruch 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Sortierung einer Faserstoffsuspension verwendbar ist, welche an der Sortiervorrichtung entlangströmt, wobei Einlauf- und Auslaufströmung in axialer Richtung einen Abstand voneinander haben und daß die größere Schlitzweite (s, s′) in der Nähe der Einlaufströmung und die kleinere Schlitzweite (s, s′) in der Nähe der Auslaufströmung der Suspension ist.

21. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-20, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionswinkel (T) der Profilstäbe (2) zwischen 1° und 25° pro Meter Stablänge beträgt, jedoch nicht über insgesamt 45°.