DE19836318A1 - Rotor für Drucksortierer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für Drucksortierer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Drucksortierer für Faserstoffsuspensionen sind dazu vorgesehen, um die Faserstoffsuspension in einer Naßsiebung zu bearbeiten. Dazu enthält ein solcher Sortierer zumeist ein zylindrisches Siebelement, das mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist und als Siebkorb bezeichnet wird. Die in der Suspension enthaltenen Fasern sollen durch die Öffnungen hindurchtreten, während die nicht gewünschten Bestandteile daran abgewiesen und aus dem Sortierer wieder herausgeleitet werden. Denkbar ist auch der Einsatz zur Trennung unterschiedlicher Faserbestandteile, also der kürzeren von den längeren Fasern. Als Sortieröffnungen werden in der Regel runde Löcher eingebracht oder auch Schlitze. Fast immer werden solche Drucksortierer mit Rotoren versehen, welche dicht an dem Sieb vorbei bewegt werden, um das Zusetzen der Sieböffnungen verhindern.

Es sind bereits eine Vielzahl von Rotoren bekannt, die diesen Zweck erfüllen können. Die hier vorliegende Erfindung geht von Rotoren aus, die einen im wesentlichen zylindrischen Grundkörper haben und dazu bestimmt sind, innerhalb des Siebkorbes in Rotation versetzt zu werden. In der Regel ist ein solcher Rotor konzentrisch mit dem Siebkorb angeordnet und erstreckt sich über dessen gesamte axiale Länge.

Aus der EP 0 205 623 sind verschiedene Rotoren für Drucksortierer bekannt, welche so aufgebaut sind, daß auf einem zylindrischen Grundkörper Erhebungen angebracht sind, welche in unmittelbarer Nähe des Siebkorbes an diesem vorbeistreichen und dadurch in der sie umgebenden Suspension hydraulische Pulsationen erzeugen. Diese lockern die Verdickungen auf und verdünnen sie und/oder transportieren sie weiter. Weit verbreitet sind Rotoren dieser Art, bei denen die Erhebungen Kugelabschnitte sind; sie werden oft als "Bump-Rotoren" bezeichnet. (Siehe auch US 3,411,721). Bei diesen muß allerdings in Kauf genommen werden, daß ein relativ hoher Energiebedarf besteht und daß die Vorsprünge den Verschleiß des Siebkorbes erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotor für Drucksortierer zu schaffen, der bei seinem Betrieb kraftwirtschaftlich ökonomisch ist, d. h. einen geringen spezifischen Energiebedarf für die Räumung des Siebes benötigt und eventuell auch für Suspensionen geeignet ist, deren Stoffdichte über 2% liegt.

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

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

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Rotor in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 bis 5 im Detail verschiedene Formen der Vertiefungen und die dabei sich einstellenden Strömungsverhältnisse;

Fig. 6 Teilansicht eines anderen erfindungsgemäßen Rotors.

In Fig. 1 erkennt man einen Rotor 4, der eine im wesentlichen zylindrische Außenform hat und dessen Außenmantel 2 mit einer Vielzahl von Vertiefungen 3 versehen ist. Diese haben in dem hier gezeigten Fall die Form von Kugelabschnitten und weisen eine Axialerstreckung a auf. Die Darstellung des Rotors ist nur grob schematisch, insbesondere sind die Anschlüsse weggelassen, die erforderlich sind, um ihn rotieren zu lassen und zu lagern. Der Grundaufbau solcher Rotoren ist dem Fachmann ohnehin bekannt. Im Betrieb wird er mit einer Umfangsgeschwindigkeit von z. B. ca. 20 m/sec. angetrieben.

In der Fig. 2 ist oben ein Teil eines Siebkorbes 1 mit den Sortieröffnungen 7 dargestellt. Die Blickrichtung ist axial; sowohl Siebkorb 1 als auch der ebenfalls nur teilweise dargestellte Rotor 4 sind geschnitten gezeichnet. Dadurch ist die Tiefe t der Vertiefung 3 erkennbar. Zwischen dem Außenmantel 2 des Rotors 4 und der Innenseite des Siebkorbes 1, welcher den Innendurchmesser D hat, bleibt eine radiale Distanz b. Diese bildet im wesentlichen einen Ringraum, in dem bei Betrieb des Drucksortierers die zu sortierende Suspension an die Sortieröffnungen 7 herangebracht wird. Ferner dient der Ringraum dem Abtransport des an den Sortieröffnungen 7 abgewiesenen Teiles der Suspension. Die Bewegungsrichtung des Rotors 4 ist durch einen Pfeil R angegeben. In der Vertiefung 3 und um die Vertiefung herum sind Strömungslinien eingezeichnet, welche die Strömung relativ zum Rotor 4, also für den mitbewegten Beobachter darstellen sollen. Es ist jedoch nicht auszuschließen, daß sich diese Strömung auch in einer ganz anderen Weise einstellt, was wiederum sehr stark von der Form der Vertiefungen 3, des Rotors 4 und der Geschwindigkeit, mit der er angetrieben wird, abhängt. Entscheidend ist, daß infolge des Vorhandenseins der Vertiefungen 3 unterschiedliche Geschwindigkeiten in der Suspension auftreten, so daß sich Saug- und Druckstöße ausbilden können, die die hydraulische Freihaltung der Sortieröffnungen 7 bewirken. Im unteren Teil der Fig. 2 ist exemplarisch ein solches - umlaufen­ des - Saug- und Druckprofil dargestellt.

Fig. 3 bis 5 zeigen Vertiefungen, die jeweils andere Formen als z. B. in der Fig. 1 oder 2 haben. Wie bereits erwähnt, ist es wichtig, die Vertiefungen 50 zu dimensionieren, daß die gewünschten Saug- und Druckimpulse erzeugt werden können, wobei diese aus energie-ökonomischen Gründen auch nicht zu stark werden dürfen. Ein weiterer Aspekt ist das Vermeiden von Impulsen, die so stark und energiereich sind, daß sie zu Schwingungen im hydraulischen System, z. B. dem Stoffauflauf, führen können. Aus diesem Grunde ist es zumeist besser, eine größere Anzahl von Vertiefungen vorzusehen und diese entsprechend kleiner zu machen.

So zeigt z. B. die Fig. 3, daß die Vertiefungen 3 eine Tropfenform haben können, also nicht symmetrisch in der Umfangsrichtung ausgebildet sind. In einem solchen Fall beeinflußt die Drehrichtung (R, R') des Rotors 4 die Art, in der sich die Strömung in den Vertiefungen ausbildet. Wird bei der hier gezeigten Darstellung ein Links-Drehsinn, Pfeil R, gewählt, so kann die Strömung eher der Kontur der Vertiefung folgen als beim Rechts-Drehsinn (Pfeil R'), welcher zu einer Abrißströmung führt. Man erkennt hier auch eine Anschlußöffnung 8 für Verdünnungswasser, die grundsätzlich auch bei anders geformten Vertiefungen möglich ist und von Vorteil sein kann.

Gemäß Fig. 4 sind die Übergänge der Vertiefungen beidseitig relativ abrupt, so daß mit einem Strömungsabriß und entsprechender Wirbelbildung zu rechnen ist. Das bedeutet zwar erhöhten Energiebedarf; es ist in manchen Fällen aber wegen des gewünschten Effektes erforderlich. Bei einer gegebenen Motorlaufrichtung R hat hier die vorne liegende Vorderseite 6 einen steileren Winkel gegenüber der Umfangsrichtung als die hinten liegende Rückseite 5. Es könnte aber auch umgekehrt sein.

Eine besonders günstige Ausgestaltung der Vertiefungen 3 zeigt die Fig. 5, bei der die vorne liegende Vorderseite 6 gegenüber der Umfangsrichtung einen relativ spitzen Winkel α aufweist. Dadurch ist es gewährleistet, daß die Strömung im wesentlichen dieser Vorderseite 6 folgt, also nicht abreißt. Die hinten liegende Rückseite 5 dagegen ist relativ steil, was zu einem kräftigen Wirbel führt, der die in unmittelbarer Nähe befindliche Fläche des Siebkorbes 1 von Verstopfungen frei hält. Dabei weist die Vertiefung 3 in Umfangsrichtung die Länge L auf, welche wesentlich größer ist als die Tiefe t. Dann kann sich der Wirbel besonders günstig ausbilden.

Die Vertiefungen 3 gemäß Fig. 6 haben die Form eines abgeschnittenen Zylinders. Diese Darstellung ist als Beispiel zu verstehen, daß auch weitere Formen für die Vertiefungen 3 denkbar sind, wobei bei deren Ausgestaltung immer die strömungstechnischen Erfordernisse erfüllt sein müssen, die für die Bildung von Druck und/oder zur Siebfreihaltung erforderlich sind.

Claims (15)

1. Rotor zur Freihaltung eines in einem Drucksortierer für Faserstoffsuspensionen (S) verwendeten zylindrischen Siebkorbes (1),
welcher im Innern des zylindrischen Siebkorbes (1) angeordnet und relativ zu diesem bewegt werden kann und
einen Außenmantel (2) aufweist, der bis auf eine radiale Distanz (b), die kleiner ist als ein Fünftel des Innendurchmessers (D) des Siebkorbes (1), an diesen heranreicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (2) des Rotors mit einer Vielzahl von Vertiefungen (3) versehen ist.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (2) eine rotationssymmetrische Form aufweist.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3) eine Tiefe (t) von mindestens 10 mm aufweisen.

4. Rotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3) die Form von Kugelabschnitten haben.

5. Rotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3) die Form von Ellipsoiden- Abschnitten haben.

6. Rotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3) einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt haben.

7. Rotor nach Anspruch 1, 2, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3) an ihrer in Rotorlaufrichtung (R, R') vorne liegenden Vorderseite (6) eine abrupte Abrißkante aufweisen.

8. Rotor nach Anspruch 1, 2, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3) an ihrer in Rotorlaufrichtung (R, R') hinten liegenden Rückseite (5) eine abrupte Anlaufkante aufweisen.

9. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3) an ihrer in Rotorlaufrichtung (R, R') vorne liegenden Vorderseite (6) gegenüber der Umfangsfläche einen Winkel (α) von höchstens 15 Grad aufweisen.

10. Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der Vertiefungen (3) in Umfangsrichtung des Rotors (4) mindestens das Zehnfache der Tiefe (t) beträgt.

11. Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (t) der Vertiefungen (3) mindestens das 1,3-Fache der radialen Distanz (b) beträgt.

12. Rotor nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialerstreckung (a) der Vertiefungen (3) höchstens 200 mm beträgt.

13. Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (3) nicht im Rotor miteinander verbunden sind.

14. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Vertiefungen (3) Anschlußöffnungen (8) für Verdünnungswasser aufweist.

15. Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 20 Vertiefungen (3) pro Quadratmeter Außenmantelfläche vorhanden sind.