DE19747653C2 - Sieb für Faserstoffsuspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sieb 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.

Die DE 37 33 928 A1 beschreibt ein Sieb der genannten Art, welches zusätzlich zu den Sortieröffnungen Vertiefungen enthält, die den Zweck haben, die Faserstoffsuspension in der Nähe der Siebfläche abzulenken. Diese Vertiefungen sind relativ flach ausgebildet und befinden sich außerhalb der durch den Siebkörper hindurchführenden Sieböffnungen. Die dadurch erzeugten Wirbelschleppen können den Verschleiß verstärken und reichen nur bedingt aus, die Siebfreihaltung zu verbessern. Auch die nicht vorveröffentlichte DE 196 20 051 A1 weist lediglich relativ flache Vertiefungen auf, in welche dann die Sieböffnungen münden.

Aus der DE 39 27 202 A1 sind Lochsiebe bekannt, deren Öffnungen in nutenförmige Rillen münden. Dabei sind diese Rillen abgerundet, um scharfe Kanten zu vermeiden. Das glättet zwar die Strömung, fördert aber die Siebfreihaltung nur wenig. Siebkörbe mit Schlitzen haben bekanntlich eine andere Siebwirkung als Lochsiebkörbe. Solche Schlitzsiebkörbe können als Stabsiebkörbe ausgeführt sein, wie z. B. aus der DE 41 21 897 A1 entnehmbar. Die Stäbe sind dort auf ihrer ganzen Länge mit Vorsprüngen versehen, um sogenannte Mikroturbulenzen zu erzeugen, die wiederum Siebkapazität und Sortierqualität verbessern sollen.

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 z. B. aus der EP 0 455 312 B1 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 Sieb der angegebenen Art zu schaffen, das bei geringem zusätzlichen Fertigungsaufwand ein gutes Verschleißverhalten, also lange Standzeit, und 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 sie nicht verstopfen. 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 erfindungsgemäß gestaltet 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 weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Siebes 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, angeordnet ist. 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° erzwungen wird.

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 gestalteten Siebes;

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

Fig. 3 Teil (Schnitt) eines weiteren Siebes;

Fig. 4 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. 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 als Blindbohrung 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.

In Fig. 3 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. Ein solches Sieb ist weniger aufwendig herzustellen, und das so erzeugte Sieb kann auch in vielen Fällen die gestellten Anforderungen erfüllen.

In den Fig. 4a und 4b werden in stark vereinfachter Form die Strömungsvorgänge gezeigt, die sich im Bereich des Einlaufs in die Sortieröffnungen 2 ausbilden. Dabei soll die Wirkung der erfindungsgemäßen 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 vorhandenen 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. 4a und 4b 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 (8)

1. Sieb für Faserstoffsuspensionen mit einem metallischen Siebgrundkörper (1), welcher mit Sortieröffnungen (2) versehen ist, die zulaufseitig einen runden Mündungsquerschnitt haben und 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, wobei der Siebgrundkörper (1) mindestens auf der Seite Vertiefungen (3) aufweist, auf der die Faserstoffsuspension bei Betrieb der Siebvorrichtung den Sortieröffnungen (2) zuströmt,
wobei die Sortieröffnungen (2) auf dieser Seite in die Vertiefungen (3) münden,
wobei sich die Vertiefungen (3) in Anströmrichtung (A) der Faserstoffsuspension mindestens 1, 3 Mal so weit erstrecken wie die Sortieröffnungen (2), und
wobei die Seitenwände der Vertiefungen (3) zur Oberfläche des Siebgrundkörpers (1) einen Winkel zwischen 75° und 90° haben,
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) des Mündungsquerschnittes der Sortieröffnungen (2).

2. Sieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel 90° beträgt.

3. Sieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jede Vertiefung (3), in Anströmrichtung (A) gesehen, maximal eine Sortieröffnung (2) aufweist.

4. Sieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3) eine Tiefe (T) von 0,5 bis 6 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm, haben.

5. Sieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsquerschnitt der Sortieröffnungen (2) in den Vertiefungen (3) einen Innendurchmesser (D2) zwischen 2 und 30 mm hat.

6. Sieb nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortieröffnungen (2) bezüglich der Vertiefungen (3) exmittig gegen die Anströmrichtung (A, A') angeordnet ist.

7. Sieb 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.

8. Sieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Sortieröffnungen (2) gegen die Anströmrichtung (A) verläuft.