DE19609316C2 - Verfahren zur Herstellung einer Siebvorrichtung mit kontrolliert ungleichmäßigen Sortierschlitzen sowie Siebvorrichtung und deren Verwendung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Siebvorrichtung mit kontrolliert ungleichmäßigen Sortierschlitzen sowie Siebvorrichtung und deren VerwendungInfo
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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 betrachteten 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 nicht vorveröffentlichten DE 44 32 842 A1
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.
In der DE 24 58 700 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer
Siebvorrichtung offenbart, bei dem ein profilierter Siebdraht
spiralig angeordnet wird und in Verbindungselementen gehalten ist, so dass sich parallele Siebschlitze bilden.
Es sind dort jedoch keine Angaben
enthalten, die auf eine gezielte Tordierung der Siebdrähte
schließen lassen.
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), die in axialer Richtung einen Abstand voneinander haben.
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 3
b 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. 4
a 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 (18)
1. Verfahren zur Herstellung einer Siebvorrichtung, bei dem eine Vielzahl von
Profilstäben (2) 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 so tordiert werden, daß
dadurch, über die Längserstreckung der Profilstäbe (2) betrachtet, die
Schlitzweite (s, s'), unterschiedlich wird und/oder ein unterschiedlicher
relativer Überstand (d, d') ihrer Stirnflächen (3) am Spalt zwischen
benachbarten Profilstäben (2) entsteht.
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 die Profilstäbe (2) so tordiert werden, daß ihr Torsionswinkel (T) zwischen
1° und 5° pro Meter Stablänge beträgt.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß daß die Profilstäbe (2) so tordiert werden, daß ihr Torsionswinkel (T)
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 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) so tordiert sind, daß die Schlitzweite (s, s'), über die Längserstreckung betrachtet, unterschiedlich ist, und/oder
daß die Torsion der Profilstäbe (2) zu einem, über ihre Längserstreckung betrachtet, unterschiedlichen relativen Überstand (d, d') ihrer Stirnflächen (3) am Spalt zwischen benachbarten Profilstäben (2) führt.
daß die Profilstäbe (2) so tordiert sind, daß die Schlitzweite (s, s'), über die Längserstreckung betrachtet, unterschiedlich ist, und/oder
daß die Torsion der Profilstäbe (2) zu einem, über ihre Längserstreckung betrachtet, unterschiedlichen relativen Überstand (d, d') ihrer Stirnflächen (3) am Spalt zwischen benachbarten Profilstäben (2) führt.
12. Siebvorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Profilstäbe (2) ein im wesentlichen polygonförmiges Profil aufweisen.
13. Siebvorrichtung nach Anspruch 11,
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.
14. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß Verbindungselemente (1, 1', 1") ringförmig ausgeführt und die Profilstäbe
(2) auf einer im wesentlichen zylindrischen Fläche angeordnet sind.
15. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Torsionswinkel (T) der Profilstäbe (2) zwischen 1° und 25° pro Meter
Stablänge beträgt, jedoch nicht über insgesamt 45°.
16. Verwendung der Siebvorrichtung nach Anspruch 14 mit Bezug auf Anspruch 11,
zur Sortierung einer Faserstoffsuspension, welche an der Siebvorrichtung
entlangströmt, wobei Einlauf und Auslauf in axialer Richtung einen Abstand
voneinander haben, und wobei der größere relative Überstand (d, d') der
Stirnflächen (3) in der Nähe des Auslaufs und der kleinere Überstand (d, d') in
der Nähe des Einlaufs der Suspension ist.
17. Verwendung der Siebvorrichtung nach Anspruch 14 mit Bezug auf Anspruch 11,
zur Sortierung einer Faserstoffsuspension, welche an der Siebvorrichtung
entlangströmt, wobei Einlauf und Auslauf in axialer Richtung einen Abstand
voneinander haben, und wobei der größere relative Überstand (d, d') der
Stirnflächen (3) in der Nähe des Einlaufs und der kleinere Überstand (d, d') in
der Nähe des Auslaufs der Suspension ist.
18. Verwendung der Siebvorrichtung nach Anspruch 14 mit Bezug auf Anspruch 11,
zur Sortierung einer Faserstoffsuspension, welche an der Siebvorrichtung
entlangströmt, wobei Einlauf und Auslauf in axialer Richtung einen Abstand
voneinander haben, und wobei daß die größere Schlitzweite (s, s') in der Nähe des
Einlaufs und die kleinere Schlitzweite (s, s') in der Nähe des Auslaufs der
Suspension ist.
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