DE19911884A1

DE19911884A1 - Drucksortierer zum Sieben einer Papierfaserstoffsuspension und Siebräumer für einen solchen

Info

Publication number: DE19911884A1
Application number: DE19911884A
Authority: DE
Inventors: Hans Friedrich; Josef Bruckner; Gerhard Veh
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2000-09-21
Also published as: CA2301423C; EP1036879B1; DE50007034D1; ATE271152T1; CA2301423A1; US6311850B1; EP1036879A1

Abstract

Der Drucksortierer dient dem Sieben (Sortieren und Klassieren) einer Faserstoffsuspension. Der Drucksortierer ist mit einem Siebelement (2) ausgestattet, relativ zu dem sich eine Siebräumer (8) bewegen läßt. Erfindungsgemäß ist der Siebräumer (8) mit unterschiedlichen Räumelementen, über die Axialerstreckung des Siebelementes (2) betrachtet, ausgestattet.

Description

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

Drucksortierer werden bei der Aufbereitung von Papierfaserstoffsuspensionen eingesetzt, und zwar um die Faserstoffsuspension in einer Naßsiebung zu bearbeiten. Dazu enthält ein solcher Drucksortierer ein Siebelement, das mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist. Die in der Suspension enthaltenen Fasern sollen durch die Öffnungen hindurchtreten, während die nicht gewünschten festen 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 verwendet oder Schlitze. In den meisten Fällen werden Drucksortierer der hier betrachteten Art mit Siebräumern versehen, die an dem Sieb vorbeibewegte Räumflächen aufweisen. Dadurch wird in an sich bekannter Weise das Zusetzen der Sieböffnungen verhindert.

Aus der WO 98/53135 ist ein Siebräumer bekannt geworden, der mit Flügelelementen für die Räumung des Siebes versehen ist. Diese Flügelelemente haben ein hydrodynamisches Profil, das sich über die ganze Länge des Siebelementes, eines Siebkorbes, erstreckt. Durch die Relativbewegung zur umgebenden Suspension gibt das Flügelelement vorne einen Druck- und dahinter einen Saugimpuls auf das zu räumende Sieb ab. Dadurch wird ein Teil der Suspension, die am Sieb abgewiesen wurde oder bereits das Sieb als Gutstoff passiert hat, zurückgesaugt, wodurch die Sieböffnungen freigehalten bzw. freigemacht werden. Um den an sich bekannten unterschiedlichen Feststoffgehalten ("Konsistenz") der Faserstoffsuspension an verschiedenen Zonen des Siebelementes Rechnung zu tragen, ist der Querschnitt der Flügelelemente unterschiedlich gestaltet. Die Einflußmöglichkeit dieser Maßnahme ist jedoch sehr beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drucksortierer zu schaffen, der mit einem speziellen Siebräumer am gesamten Siebelement einen guten Sortiereffekt begünstigt und besonders robust ist, d. h. dabei einen großen Durchsatz ermöglicht und außerdem auch für Suspensionen geeignet ist, deren Stoffdichte über 2% liegt.

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

Der Erfindungsgegenstand entfaltet seine besonders vorteilhafte Wirkung dadurch, daß der darin eingesetzte Siebräumer mit einer Anzahl von Räumelementen versehen ist, welche nicht wie üblich gleich sind, sondern je nach ihrer Position Unterschiede aufweisen. Zwar ist die Form der einzelnen Räumelemente an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Es ergeben sich jedoch aus ihrer Kombination in der angegebenen Weise beträchtliche Vorteile. Neu ist, daß im Verlauf der Transportströmung, also auf dem Wege, den die eingeströmte Faserstoffsuspension am Siebelement entlang ausführt, bis die nicht durch das Siebelement hindurchgelangten Anteile im Rejektauslaß den Apparat wieder verlassen, die Siebräumung mit verschiedenen unterschiedlich ausgestalteten Räumelementen durchgeführt wird. Für die Sortierwirkung sind nämlich nicht nur Größe und Form der Sortieröffnungen im Siebelement wichtig, sondern auch die Form der Räumelemente, die die Freihaltung des Siebelementes bewerkstelligen. Bei den Räumelementen kann man mehrere Arten unterscheiden, welche einen grundsätzlich unterschiedlichen Aufbau haben. So können z. B. hydrodynamisch wirksame umströmte Flügel in dem Zwischenraum zwischen Rotor und Siebelement relativ zur Suspension bewegt werden, wodurch gezielt solche Druck- und Saugerscheinungen auftreten, die den Durchsatz begünstigen. Eine andere Möglichkeit ist das Aufsetzen von im wesentlichen kugelabschnittsförmigen Erhebungen, sogenannten "bumps", auf einen Rotorgrundkörper oder das Aufsetzen von Erhebungen, welche eine mehr oder weniger ausgeprägte Keilform aufweisen. Es besteht auch die Möglichkeit, den Rotorgrundkörper nicht mit rundem Querschnitt auszuführen, sondern oval oder in Form eines abgerundeten Polygones, z. B. Dreiecks, ihn also mit einer Außenkontur zu versehen, welche einen unterschiedlichen Abstand zur Mitte des Rotors aufweist ("Lobed Rotor"). Der Einfluß, den die verschiedenen Räumelemente auf Sortiercharakteristik und Durchsatz haben, beschreibt z. B. der Fachaufsatz R. Rienecker: "Sortierung - ein Werkzeug zur Sticky-Entfernung: Maschinen" (Wochenblatt für Papierfabrikation, Heft 17 und 18, 1997, Seiten 787 bis 793, 855 bis 859). Diese hier anhand von geräumten Siebkörben beschriebenen Ausgestaltungsmöglichkeiten bestehen natürlich auch bei Siebräumern, welche ebene Siebe frei halten sollen.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Insbesondere können die verschiedenen Räumelemente so angeordnet sein, daß die Durchdrücktendenz in den verschiedenen Räumzonen im Verlauf der Transportströmung gesteigert wird. Damit ist folgendes gemeint: Die Trenngrenze zwischen den abgewiesenen und durchgelassenen Anteilen an einem Siebelement wird bei zunehmender Räumwirkung derart verschoben, daß Anteile, die bei schwächerer Durchdrücktendenz im Rückstand verbleiben, bei stärkerer Tendenz in den Durchgang gelangen. In diesem Zusammenhang ist günstig, daß die Räumelemente mit hoher Durchdrücktendenz, z. B. solche mit keilförmigen Erhebungen oder einer Dreieckskontur, im Bereich höherer Störstoffmenge angewendet werden. Einerseits sind sie selbst besonders robust und andererseits rufen sie an dieser besonders gefährdeten Stelle des Siebelementes nur eine geringe Belastung durch Biegewechselspannungen hervor.

Der Siebräumer kann mit Vorteil modular aufgebaut sein. Er besteht dann aus mehreren miteinander lösbar verbundenen Teilen, welcher jeweils z. B. eine Räumzone bildet. So lassen sich Räumzonen sinnvoll kombinieren und auf den Anwendungsfall abstimmen, z. B. indem die Reihenfolge von Räumzonen geändert wird. Verschlissene Teile können leicht ausgewechselt werden.

Es ist auch möglich, die bisher beschriebene erfindungsgemäße Ausgestaltung des Siebräumers zu kombinieren mit einer speziellen Charakteristik des Siebelementes. Wie z. B. in der DE 44 32 842 beschrieben ist, kann ein Siebelement mit Sieböffnungen versehen sein, welche in Richtung der Transportrichtung stetig oder absatzweise verkleinert werden. Dadurch wird der beim Durchlauf durch den Sortierer größer werdenden Schmutzfracht Rechnung getragen. Es lassen sich auf diese Weise beste Sortiergüte, hoher Durchsatz und Betriebssicherheit miteinander kombinieren.

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

Fig. 1 den Erfindungsgegenstand in schematischer, perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 bis 5 jeweils Varianten eines im Erfindungsgegenstand verwendbaren Siebräumers.

In Fig. 1 erkennt man einen erfindungsgemäßen Drucksortierer mit einem Siebelement 2, hier in Form eines zylindrischen Siebkorbes, welches den Innenraum des Drucksortierers in einen Zulaufraum 3 und einen Gutstoffraum 4 aufteilt. In den Zulaufraum 3 kann über einen Suspensionszulauf 5 die Faserstoffsuspension S zugeführt werden. Bei dem hier verwendeten Drucksortierer erhält sie einen Drehimpuls, der sie in eine Umfangsbewegung versetzt. Zusätzlich hierzu wird in Folge des anliegenden Druckgefälles zwischen dem oben gezeichneten Suspensionszulauf 5 und dem unten liegenden Rejektauslauf 7 eine Transportströmung T, durch einen senkrecht nach unten gerichteten Pfeil symbolisiert, erzeugt. Auf dem Weg der Transportströmung T wird ein großer Teil der Faserstoffsuspension S bestimmungsgemäß durch das Siebelement 2 in den Gutstoffraum 4 abgeleitet. Dabei tritt auch zumindest ein großer Teil der in der Faserstoffsuspension S enthaltenen Papierfasern in den Gutstoffraum 4 über. Um zu verhindern, daß die Öffnungen des Siebelementes 2 verstopft werden, ist ein an sich bekannter Siebräumer 8 eingesetzt, der sich relativ zum Siebelement 2 bewegen läßt. Erfindungsgemäß sind die am Siebräumer 8 verwendeten Räumelemente so gestaltet, daß sich, in Richtung der Transportströmung T gesehen, mehrere Räumzonen 9, 10, 11 und 12 ausbilden, welche jeweils unterschiedliche Räumelemente aufweisen. Der Siebräumer 8 der hier dargestellten Ausführungsform enthält insgesamt vier verschiedene Räumzonen, wobei die erste Räumzone 9 mit Kugelabschnitten 13, die zweite Räumzone 10 mit hydrodynamischen Strömungsprofilen 14, die dritte Räumzone 11 mit keilförmigen Erhebungen 15 und die letzte Räumzone 12 mit einem umlaufenden Polygon 16 versehen ist. Diese hier dargestellte Reihenfolge ist zwar in vielen Fällen besonders vorteilhaft, aber in der Form nicht die einzige Möglichkeit, die Erfindung zu realisieren. Es können nämlich sowohl die Reihenfolge, als auch die Anzahl der Räumzonen variiert werden. Die hier dargestellte Form ist so gewählt, daß die Durchdrücktendenz, welche die Räumelemente ausüben, von Stufe zu Stufe gesteigert wird. Dadurch läßt sich ein relativ hoher Durchsatz durch den Drucksortierer erreichen, da die auf dem Wege der Transportströmung T zunehmenden Widerstände beim Fördern der Suspension durch das Siebelement mit entsprechend stärkerer Wirksamkeit der Räumelemente ausgeglichen werden. Es wäre aber auch eine völlig andere Optimierung denkbar, nämlich daß mit Rücksicht auf eine möglichst gute Sortierqualität, d. h. auf einen hohen Rückhaltungsgrad der Verunreinigungen, wegen der in Richtung der Transportströmung T zunehmende Menge an Störstoffen im am Siebelement 2 vorbeigeführten Stoff eine "sanftere Räumung des Siebes" vorgenommen wird. Durch diese "sanftere Räumung des Siebes" wird zwar ein relativ höherer Anteil von an sich gewünschten Papierfasern abgewiesen, es wird aber auch verhindert, daß auszuscheidende Störstoffe unerwünschterweise durch die Sieböffnungen hindurchgedrückt werden.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung aus Ansicht von oben eine Räumzone, in der Kugelabschnitte 13 direkt auf einem Grundkörper 8' aufgesetzt sind. Eine weitere Version zeigt Fig. 3 mit keilförmigen Erhebungen 15, welche ebenfalls ohne Abstand auf dem Grundkörper 8' befestigt sind. Gemäß Fig. 4 sind hydrodynamische Strömungsprofile 14 verwendbar, die in radialem Abstand am Grundkörper 8' des Siebräumers 8 befestigt sind. Dabei ist nur eine bestimmte Form eines solchen hydrodynamischen Strömungsprofils gezeigt; bekanntlich gibt es hier auch andere Möglichkeiten, z. B. mit einer größeren Länge in Umfangsrichtung. Fig. 5 zeigt als weitere Variante einen sogenannten "Lobed Rotor", bei dem ein abgerundetes Polygon 16 verwendet wird, welches z. B. - wie hier dargestellt - aus zwei Zylindersegmenten gebildet wird, die jeweils einen Ellipsenabschnitt als Grundfläche haben. Dabei ist die Übergangsstelle benachbarter Zylindersegmente an der Außenkontur unstetig.

Claims

1. Drucksortierer zum Sieben einer Faserstoffsuspension (S) mit mindestens einem Siebelement (2), welches den Drucksortierer in einen Zulaufraum (3) und einen Gutstoffraum (4) aufteilt,
wobei der Zulaufraum (3) an einem Ende mit einem Suspensionszulauf (5) und an einem anderen Ende mit einem Rejektauslauf (7) zur Erzeugung einer Transportströmung (T) in Verbindung steht, während der Gutstoffraum (4) mit einem Gutstoffrohr (6) verbunden ist,
wobei der Drucksortierer ferner einen Siebräumer (8) aufweist, der zur Siebfreihaltung relativ zum Siebelement (2) bewegbar und im Laufe der Transportströmung (T) mit mehreren Räumelementen versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Räumelemente in Abhängigkeit ihrer Position bezüglich der Transportströmung (T) in der Weise unterschiedlich ausgestaltet sind, daß mehrere Räumzonen (9, 10, 11, 12) entstehen, in denen die Räumelemente jeweils unterschiedliche Räumwirkung erzielen.

2. Drucksortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Räumelemente nicht nur in ihrer geometrischen Ausgestaltung, sondern auch in ihrer Art voneinander unterscheiden.

3. Drucksortierer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumelemente einer Räumzone (9, 10, 11, 12) Kugelabschnitte (13) sind, welche direkt auf dem Grundkörper (8') des Siebräumers (8) befestigt sind.

4. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumelemente einer Räumzone (9, 10, 11, 12) hydrodynamische Strömungsprofile (14) sind, die mit radialem Abstand am Grundkörper (8') des Siebräumers (8) befestigt sind.

5. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumelemente einer Räumzone (9, 10, 11, 12) keilförmige Erhebungen (15) sind, die direkt auf dem Grundkörper (8') des Siebräumers (8) befestigt sind.

6. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebelement (2) zylindrisch ist und daß die Räumelemente einer Räumzone (9, 10, 11, 12) durch mindestens ein umlaufendes, abgerundetes Polygon (16) gebildet werden, dessen Außenkontur in Abhängigkeit vom Umfang unterschiedliche Abstände zur Mitte des Siebräumers (8) aufweist.

7. Drucksortierer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das abgerundete Polygon (16) aus mehreren Zylindersegmenten besteht, die so zueinander angeordnet sind, daß ihre Außenkontur unstetig verläuft.

8. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumwirkung benachbarter Räumzonen (9, 10, 11, 12) in Richtung der Transportströmung (T) in der Weise zunimmt, daß die Durchdrücktendenz steigt.

9. Drucksortierer nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumwirkung benachbarter Räumzonen (9, 10, 11, 12) in Richtung der Transportströmung (T) in der Weise abnimmt, daß die Durchdrücktendenz sinkt.

10. Drucksortierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kugelabschnitte (13) die dem Suspensionszulauf (5) am nächsten liegende erste Räumzone (9) bilden.

11. Drucksortierer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamischen Strömungsprofile (14) die in Richtung der Transportströmung (T) zweite Räumzone (10) bilden.

12. Drucksortierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen Erhebungen (15) die in Richtung der Transportströmung (T) dritte Räumzone (11) bilden.

13. Drucksortierer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polygon (16) die in Richtung der Transportströmung (T) letzte Räumzone (12) bildet.

14. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebelement (2) mit Öffnungen versehen ist, welche stromabwärts, bezüglich der Transportströmung (T), kleiner sind als stromaufwärts.

15. Drucksortierer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebelement (2) Schlitze aufweist, deren Weite stromabwärts enger ist.

16. Drucksortierer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebelement (2) runde Löcher aufweist, deren kleinster Durchmesser stromabwärts kleiner ist.

17. Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebräumer (8) aus mehreren lösbar miteinander verbundenen Modulen besteht, welche jeweils mindestens eine Räumzone (9, 10, 11, 12) enthalten.

18. Drucksortierer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Module in ihrer Anordnung miteinander austauschbar sind.

19. Siebräumer (8) für einen Drucksortierer nach einem der voranstehenden Ansprüche, welcher einen im wesentlichen zylindrischen Grundkörper (8') aufweist, auf dem mehrere Räumelemente so angebracht sind, daß sie sich radial vom Grundkörper (8') nach außen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumelemente in unterschiedlicher axialer Position unterschiedlich ausgestaltet sind.