DE19747653A1 - Verfahren zur Herstellung eines Siebes für Faserstoffsuspensionen sowie danach hergestelltes Sieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Siebes für Faserstoffsuspensionen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Siebe der genannten Art werden bevorzugt in Sortierern für Faserstoffsuspensionen verwendet. Die in solchen Sieben enthaltenen Sortieröffnungen werden in der Regel so gewählt, daß in der Suspension enthaltene Fasern durch die Öffnungen hindurchtreten, während nicht gewünschte feste Bestandteile davon abgewiesen und aus dem Sortierer wieder herausgeleitet werden. Derartige Sortierer können als Drucksortierer ausgeführt sein, also mit einem geschlossenen Gehäuse, welches bei Betrieb unter Überdruck steht, oder auch drucklos als offene Sortiermaschine. Das Sieb ist in vielen Fällen ein zylindrischer Siebkorb, der von der Faserstoffsuspension radial durchströmt wird, oder eine ebene Siebplatte. Die Sortieröffnungen sind zumeist runde Bohrungen oder Schlitze.

Es ist bekannt, daß Siebe für Faserstoffsuspensionen von der angegebenen Art bei ihrer Benutzung stetigem Verschleiß ausgesetzt sind, insbesondere wenn sie für Faserstoffsuspensionen eingesetzt werden, die aus Altpapier gewonnen wurden. Dieser Verschleiß führt dazu, daß solche Siebvorrichtungen in bestimmten Abständen ausgetauscht oder repariert werden müssen. Um die Standzeit zu erhöhen, ist es bekannt, verschleißfeste Leisten auf die Siebvorrichtung aufzusetzen, z. B. Hartmetall-Leisten aufzuschweißen oder aufzuschrauben, was mit zusätzlichem Aufwand verbunden ist. Hierdurch wird zwar das Verschleißverhalten der Siebvorrichtung verbessert, es kann aber zu Störungen und ungünstigem Strömungsverlauf, z. B. beim Einlauf der Suspension in die Sortieröffnung, führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen Art zu schaffen, mit dem bei geringem zusätzlichen Fertigungsaufwand ein Sieb hergestellt werden kann mit gutem Verschleißverhalten, also langer Standzeit, welches gleichzeitig optimale Strömungsbedingungen für die zu behandelnde Faserstoffsuspension über die gesamte Lebensdauer bietet.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale vollständig gelöst.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vertiefungen gelingt es, den an sich unvermeidbaren Verschleiß der Siebe an Stellen zu verlegen, an denen er die Funktion der Siebe nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt. Es ist nämlich wichtig, daß die Faserstoffsuspension im Bereich des Einlaufes in die Sortieröffnungen so stark verwirbelt wird, daß die Verstopfung der Sortieröffnungen verhindert wird. Solche Verwirbelungen werden z. B. durch das Anströmen der Suspension über eine Abrißkante erzeugt. Dabei bildet die Abrißkante oft der Übergang von der Grundkörperoberfläche auf die Sortieröffnung. Eine bekannte Variante ist das Anbringen von Vorsprüngen, z. B. Leisten, die sich über der Grundkörperoberfläche erheben. Da jedoch gerade an diesen Stellen auch ein verstärkter Verschleiß auftritt, wird sich früher oder später die Abrißkante so weit abnutzen/abschrägen oder einebnen, daß die gewünschte Wirkung nicht mehr erzielbar ist.

Bei einem Sieb, das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt ist, wird bewußt die Möglichkeit geschaffen, daß sich in der Vertiefung ein Wirbel heranbilden kann, welcher durch Form und Größe der Vertiefung dimensioniert und stabilisiert wird. Auch bei eingetretenem Verschleiß der Abrißkante bleibt er wirksam genug, um den Einlaufbereich der Sortieröffnung zuverlässig freizuhalten. Es entfällt die Notwendigkeit, verschleißgefährdete Erhebungen auf dem Sieb anzubringen.

Bei der Gestaltung des erfindungsgemäß hergestellten Siebkorbes bieten sich weitere Verbesserungsmöglichkeiten für dessen Betrieb. Insbesondere kann die Sortieröffnung, welche sich im Grund der Vertiefung befindet, an die Stelle gelegt werden, an der der in der Vertiefung gezüchtete Wirbel zur Spülung besonders geeignet ist. In vielen Fällen wird das erreicht, wenn die Sortieröffnungen innerhalb der Vertiefung exmittig, und zwar gegen die Anströmrichtung versetzt, eingebracht werden. Hier hat der Wirbel normalerweise die stärkste Sogwirkung. Je nach Stoffdichte und damit Zähigkeit der verarbeiteten Suspension kann aber auch gerade der exmittige Versatz in statt gegen die Anströmrichtung von Vorteil sein. Das Freihalten des Einlaufbereiches in die Sortieröffnung läßt sich weiter verbessern, wenn die Mittellinie der Sortieröffnung geneigt ist, vorzugsweise so, daß bezüglich der Anströmrichtung eine Umkehrung der Strömung um mehr als 90° erfolgt.

Unterstützt wird der Effekt durch vorbeistreichende Siebräumer, die fast immer bei Sortierern vorhanden sind. Gerade die Bewegung der Siebräumer ist aber oft auch Anlaß zu erhöhtem Verschleiß.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von schematischen Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 Teil (Schnitt) eines erfindungsgemäß hergestellten Siebes;

Fig. 2 Aufsicht des in Fig. 1 gezeigten Gegenstandes;

Fig. 3 Teil einer Siebvariante (Aufsicht);

Fig. 4 Teil (Schnitt) eines weiteren Siebes;

Fig. 6 Strömungsverhältnisse am Einlauf in eine Sortieröffnung.

In Fig. 1 ist der Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Siebes dargestellt mit einem Siebgrundkörper 1, dessen Wandung die Dicke S aufweist. Siebe dieser Art haben eine Dicke, die in der Regel zwischen 3 und 30 mm liegt. Man sieht auch eine in den Siebgrundkörper 1 eingebrachte Sortieröffnung 2, welche einen runden Querschnitt aufweist, der an seiner kleinsten Stelle den Innendurchmesser D2 hat. In der Regel liegt dieser kleinste Innendurchmesser an der Seite des Siebes, von der aus die Suspension in die Sortieröffnung einströmt. Gezeigt ist auch die Anströmrichtung A parallel zur Oberfläche des Siebgrundkörpers 1. Der Strömungsquerschnitt in der Sortieröffnung kann sich, in Durchströmungsrichtung betrachtet, konisch erweitern. Die Sortieröffnungen 2 sind hier exmittig, und zwar gegen die Anströmrichtung A versetzt, eingebracht worden. Es ist aber auch die Umkehrung denkbar, also wie hier alternativ durch den gestrichelt gezeichneten Pfeil für eine andere Anströmrichtung A' angedeutet.

An der oberen Seite des Siebgrundkörpers 1 ist die Vertiefung 3 eingesenkt, und zwar in dem hier gezeigten Fall kreisförmig mit dem Durchmesser D1. Die Vertiefung hat eine Tiefe T unter der oberen Seite des Siebgrundkörpers 1. Durchmesser D1 und Tiefe T werden so gewählt, daß sich ein Wirbel ausbilden kann, wie er z. B. in den Fig. 5a und 5b angedeutet ist. Die Mittellinie der Sortieröffnung 2 ist gegenüber dem Lot auf die Oberfläche des Siebgrundkörpers 1 im Winkel α geneigt.

Das in Fig. 1 gezeigte Sieb ist in Fig. 2 in Aufsicht dargestellt. Bekanntlich haben Siebe der angegebenen Art eine Vielzahl von Sortieröffnungen, wobei in Fig. 2 nur ein kleiner Teil davon dargestellt ist. Auch kann das Bohrmuster je nach Anforderungen variiert werden.

Fig. 3 zeigt einen Teil eines Siebes, welches in einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens hergestellt ist. Dabei werden die Vertiefung 3' als Nuten eingebracht, deren Breite B größer ist als der Innendurchmesser D2 der Sortieröffnung 2. Das Betriebsverhalten eines derartigen Siebes unterscheidet sich von dem der in Fig. 1 bzw. 2 beschriebenen Siebe dadurch, daß in den Nuten eine Querströmung des Abgewiesenen auftritt. In vielen Fällen führt das jedoch zu einer unerwünschten Aufkonzentration von Störstoffen im Bereich des Einlaufes in die Sortieröffnungen.

In Fig. 4 wird der Teil eines Siebes dargestellt, bei welchem die Mittellinie der Sortieröffnung 2 nicht gegen das Lot auf die Oberfläche des Siebgrundkörpers 1 geneigt, sondern zu diesem parallel ist. Eine solche Herstellungsweise ist weniger aufwendig, und das so erzeugte Sieb kann auch in vielen Fällen die gestellten Anforderungen erfüllen. Denkbar ist diese Variante sowohl bei kreisförmigen als auch bei nutförmigen Vertiefungen.

In den Fig. 5a und 5b werden in stark vereinfachter Form die Strömungsvorgänge gezeigt, die sich im Bereich des Einlaufs in die Sortieröffnungen 2 ausbilden. Dabei soll die Wirkung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Siebe erläutert werden. In vereinfachter Form ist in Fig. 5 der vordere Teil eines Räumers 4 erkennbar, welcher in etwa parallel zur Oberfläche des Siebes bewegt wird. Aufgrund der zwischen der Zulauf- und der Ablaufseite des Siebes anliegenden statischen Druckdifferenz findet eine Strömung durch die Sortieröffnungen 2 statt. Das Druckprofil 6 ist am rechten Rand qualitativ angedeutet. Die sich vor dem Räumer 4 aufbauende Druckwelle erzeugt im Zusammenwirken mit den erfindungsgemäß eingebrachten Vertiefungen 3 einen Wirbel 5, der durch eine Freihandlinie mit Pfeil skizziert ist. Dieser Wirbel 5 ist besonders wichtig im Bereich der Mündung der Sortieröffnung 2, weil das, was dort aufgrund der Größe abgewiesen wurde, möglichst bald entfernt werden muß, um ein Verstopfen der Öffnung zu verhindern. Dann, wenn gemäß Fig. 5b der Räumer 4 einen Teil der Vertiefung bereits überschritten hat, wird an seiner Rückseite ein Sog erzeugt, der so stark ist, daß er die bereits erwähnte, anliegende statische Druckdifferenz überschreitet. Auf diese Weise kann die Vertiefung 3 durch die ebenfalls mit Freihandlinien gezeigten Wirbel vollständig oder zumindest größtenteils von Abgewiesenem befreit werden.

Die in Fig. 5a und 5b gezeigten Strömungsverhältnisse beruhen auf Annahmen und erscheinen plausibel dargestellt. Es ist jedoch nicht auszuschließen, daß auch andere Wirbel erzeugt werden, was besonders von der Stoffdichte der Suspension und den geometrischen Verhältnissen abhängt.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung eines Siebes für Faserstoffsuspensionen, bei dem ein Siebgrundkörper (1) erzeugt wird, welcher mit Sortieröffnungen (2, 2') versehen ist, deren Form und Größe geeignet ist, die Faserstoffsuspension, welche das Sieb tangential anströmt, in zwei Fraktionen aufzuteilen, indem suspendierte Feststoffpartikel aufgrund ihrer Form und Größe zurückgehalten werden und andere die Sortieröffnungen (2) passieren können, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einer Seite des Siebgrundkörpers (1) Vertiefungen (3, 3') erzeugt werden und daß die Sortieröffnungen (2) so eingebracht werden, daß sie in den Vertiefungen (3, 3') münden, wobei sich die Vertiefungen (3, 3') in Anströmrichtung der Faserstoffsuspension mindestens 1,3 Mal so weit erstrecken wie die Sortieröffnungen (2).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jede Vertiefung (3), in Anströmrichtung (A) gesehen, maximal eine Sortieröffnung (2, 2') eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3, 3') mit einer Tiefe (T) von 0,5 bis 6 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm, hergestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortieröffnungen (2) in den Vertiefungen (3, 3') einen runden Mündungsquerschnitt mit einem Innendurchmesser (D2) zwischen 2 und 30 mm haben.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3) Blindbohrungen sind, deren Durchmesser (D1) mindestens 1,5 Mal und höchstens 5 Mal so groß sind wie der Innendurchmesser (D2) der Sortieröffnungen (2).

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3') Nuten sind mit einer Breite zwischen dem 1,5-Fachen und dem 5-Fachen des Innendurchmessers (D2) der Sortieröffnung (2, 2').

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Vertiefungen (3, 3') Seitenwände erzeugt werden, die zur Oberfläche des Siebgrundkörpers (1) einen Winkel zwischen 75° und 90° haben.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel 90° beträgt.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortieröffnungen (2) bezüglich der Vertiefungen (3, 3') exmittig gegen die Anströmrichtung (A, A') eingebracht werden.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinien der Sortieröffnungen (2) zum Lot auf die Oberfläche des Siebgrundkörpers (1) in einen Winkel (α) von mindestens 5°, vorzugsweise 15°, geneigt sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Sortieröffnungen (2) gegen die Anströmrichtung (A) verläuft.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3, 3') auf der Seite des Siebgrundkörpers (1) erzeugt werden, auf der die Faserstoffsuspension bei Betrieb der Siebvorrichtung den Sortieröffnungen (2) zuströmt.

13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3, 3') auf der Seite des Siebgrundkörpers (1) erzeugt werden, auf der bei Betrieb der Siebvorrichtung der Räumflügel vorbeibewegt wird.

14. Sieb für Faserstoffsuspensionen, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche mit einem metallischen Siebgrundkörper (1), welcher mit Sortieröffnungen (2) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebgrundkörper (1) auf mindestens einer Seite Vertiefungen (3, 3') aufweist, in welche die Sortieröffnungen (2) münden, wobei jede Vertiefung (3, 3'), in Anströmrichtung gesehen, lediglich eine Sortieröffnung aufweist.