DE2146022B1

DE2146022B1 - Sortiereinrichtung fuer fasersuspensionen

Info

Publication number: DE2146022B1
Application number: DE19712146022
Authority: DE
Inventors: Theodor Baehr
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1971-09-15
Filing date: 1971-09-15
Publication date: 1973-03-08
Also published as: JPS4857271A; SU423312A3; IT974952B; DE2146022C2; BR7206121D0

Description

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Siebkörpers als Hohlscheibe, an deren Innenraum der Gutstoffauslaß zentral angeschlossen ist, wurde eine äußerst einfache Abdichtung mit verhältnismäßig kleinem Dichtquerschnitt ermöglicht. Es kann dabei sowohl eine Radial- als auch eine Axialdichtung vorgesehen werden.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, eine Sortiereinrichtung mit einem rotierenden zylinderförmigen Sieb auszubilden. Das Abscheiden der Splitter erfolgt dabei verhältnismäßig gut, doch ist auch hierbei die Abdichtung des Zufuhrraumes der Suspension von dem Gutstoffraum infolge der Zylinderform und der damit verbundenen großen Abmessung der Dichtstelle ebenfalls nur äußerst schwierig zu lösen. Derartige Sortiereinrichtungen arbeiten daher meist drucklos, was jedoch für die meisten Verwendungszwecke nicht brauchbar ist, da die Durchsatzmenge zu gering ist.
Außerdem kann mit einem zylinderförmigen Sieb der sehr gute Sortiereffekt einer rotierenden Siebscheibe auch nicht annäherungsweise erreicht werden.
Durch die bei Verwendung der Siebscheibe auftretende Zentrifugalbeschleunigung erfolgt das Abscheiden der Grobstoffe so wirkungsvoll, daß auf die sonst notwendigen Räumerleisten zum Freihalten der Sieboberfläche vollständig verzichtet werden kann.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes liegt darin, daß der Siebkörper aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Siebscheiben gebildet ist, die an einer gemeinsamen Welle befestigt und an ihren Umfangsrändern flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind.
Dadurch kann auf einfache Weise die zur Verfügung stehende Siebfläche verdoppelt werden, wobei der von beiden Sieben aussortierte Gutstoff zusammengeführt und über den zentralen Auslaß abgeleitet wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß die Zufuhrleitung für die Suspension an der dem einen Sieb zugeordneten Seite an das Gehäuse der Einrichtung angeschlossen ist, und daß durch die beiden Siebe und den dazwischenliegenden Raum Überströmleitungen hindurchgeführt sind.
Dadurch wird eine separate Zufuhrleitung für das zweite Sieb eingespart, wodurch an der Außenseite der Einrichtung nur eine gemeinsame Zufuhrleitung für die zu behandelnde Suspension, eine gemeinsame Ablaufleitung für den Gutstoff sowie eine Ablaufleitung für den Grobstoff angeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, daß die beiden Siebe an ihrem Außenrand durch einen Hohlzylinder fest miteinander verbunden sind.
Dadurch ist der zwischen den beiden Sieben eingeschlossene Gutstoffraum gegen den Zufuhrraum abgeschlossen und muß nur noch an der zentralen Auslaßöffnung abgedichtet werden. Diese Abdichtung bereitet aber selbst bei einem verhältnismäßig hohen Druck keine Schwierigkeiten, da nur eine sehr geringe Querschnittsfläche abzudichten ist.
Die Zufuhrräume der beiden Siebe können erfindungsgemäß durch einen Ringraum miteinander verbunden sein, an dem eine Ablaufleitung für den aussortierten Grobstoff angeschlossen ist.
Dieser Ringraum liegt dabei um den die Siebe verbindenden Hohlzylinder herum und damit in jenem Bereich der Einrichtung, die den größten Durchmesser aufweist. Dadurch werden insbesondere auch die schwereren, infolge der Rotation der Siebe mit einer Zentrifugalbeschleunigung beaufschlagten Suspensionsbestandteile zuverlässig abgeschieden.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, auf einer gemeinsamen Antriebswelle hintereinander mehrere Siebscheibenpaare anzuordnen. Um den Siebscheiben eine größere Festigkeit zu verleihen und sie dadurch auch bei verhältnismäßig großen Drücken einsetzen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die scheibenförmigen Siebe konisch mit sich nach außen verjüngendem Querschnitt auszubilden.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Dabei zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Sortiereinrichtung mit zwei Siebscheiben und F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine ähnliche Sortiereinrichtung mit mehreren hintereinander angeordneten Paaren von Siebscheiben.
Die in F i g. 1 dargestellte Sortiereinrichtung 1 hat ein aus zwei Teilen bestehendes Gehäuses, durch dessen eines Teil eine Antriebswelle 3 hineinragt.
Auf dieser Antriebswelle 2 sitzt ein aus zwei mit Abstand voneinander angeordneten Scheiben 4 5 bestehender Tragkörper6, auf dem zwei scheibenförmige Siebe 7 und 8 befestigt sind. Die beiden Siebe 7 und 8 sind an ihrem Außenrand durch einen Hohlzylinder 9 fest miteinander verbunden. Der Tragkörper 6 weist in Achsrichtung der Antriebswelle3 verlaufende als Rohrabschnitte ausgebildete Überströmkanäle 10 auf, welche die beiden Scheibein4,5 durchdringen und den zwischen diesen Scheiben liegenden Raum überbrücken. Die von der Antriebswelle abgewandte Scheibe 5 hat eine zentrale Auslaßöffnung 11, an die nach außen ein Rohrstutzen 12 anschließt, der zur Gehäuseaußenwand führt, wo er in eine Ablaufleitung 13 für Gutstoff mündet. Die Abdichtung der Gutstoffseite gegen die Zufuhrseite erfolgt an dieser Einmündung, wobei eine axiale oder eine radiale Abdichtung vorgesehen sein kann.
Das Gehäuse 2 hat eine - im Längsschnitt gesehen~ elliptische Form, wodurch um den Hohlzylinder9 herum ein Ringraum 14 gebildet ist. An diesen Ringraum ist eine Abflußleitung 15 für Grobstoff angeschlossen. Auf der von der Ablaufleitung 13 abgewandten Seite mündet in das Gehäuse eine Zufuhrleitung 16, durch welche die zu behandelnde Suspension in die Einrichtung hineingeleitet wird, und zwar im zentralen Bereich der Siebscheibe 7. Die Suspension füllt dabei den vor dem Sieb 7 liegenden Raum 17 und strömt durch die Überströmkanäle 10 in den dem anderen Sieb 8 vorgeschalteten Raum 18. Über die Antriebswelle 3 werden die beiden Siebe zur Rotation gebracht; die Suspensionsflüssigkeit tritt infolge des herrschenden Druckunterschiedes durch die Sieböffnungen hindurch. Die den Öffnungsquerschnitten entsprechenden Fasern gelangen dabei mit der Flüssigkeit in den zwischen den beiden Sieben liegenden Zwischenraum, aus dem dieser sogenannte Gutstoff über die Auslaßöffnung 11, den Stutzen 12 und die Leitung 13 abgeleitet wird. Diejenigen Suspensionsbestandteile, die größer sind als die Sieböffnungen, bleiben an der Außenseite der beiden Siebe, dabei verhindern dort vorgesehene fest am Gehäuse angeordnete Abstreifleisten 19 das Zusetzen der Siebfiächen. Infolge der hohen Zentrifugalkraft kann auf diese Abstreifleisten jedoch auch verzichtet werden. Auf Grund der Rotation der Siebe erfahren diese das Sieb nicht durchdringenden Teile eine Zentrifugalbeschleunigung, die ein Mehrfaches der Erdbeschleunigung beträgt. Diese Zentrifugalbeschleunigung befördert die aussortierten »Grobstoffe« in den Ringraum 14, aus dem sie durch die Ablaufleitung 15 aus der Sortiereinrichtung entfernt werden.
Infolge dieser Zentrifugalbeschleunigung werden auch die in der Suspension enthaltenen Splitter nach außen befördert, ohne das Sieb zu passieren. Beim Durchtritt durch das Sieb wird die Flüssigkeit nämlich stark umgelenkt; Fasern haben einen großen spezifischen Strömungswiderstand und sind flexibel, sie werden deshalb von der Flüssigkeit durch die Sieböffnungen mitgenommen. Splitter haben jedoch eine kleinere spezifische Oberfläche und sind starr, sie folgen daher der stark umgelenkten Flüssigkeit nicht, sondern gelangen entlang der Sieboberfläche in den zum Sammeln der Grobstoffe vorgesehenen Ringraum.
Die beiden Teile des Gehäuses 2 sind durch ein Scharnier 20 miteinander verbunden, so daß zum Wechseln der Siebe nur wenige Handgriffe notwendig sind. In der Ablaufleitung 13 ist dazu eine leicht lösbare Flanschverbindung 21 vorgesehen, die beim Aufschwenken des Gehäuses seitlich auseinanderschwenkbar ist.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind alle wesentlichen Teile gleich denen des ersten Ausführungsbeispiels und daher auch mit denselben Bezugsziffern versehen. Die Sortiereinrichtung 1' hat ebenfalls ein aus zwei Teilen bestehendes Gehäuse 2'. Im Innern dieses Gehäuses sind jedoch zwei hintereinan- der liegende Paare von Sieben7, 8 bzw. 7', 8' angeordnet. Dabei sind die Siebe 7', 8' des zweiten Paares sich konisch zum Umfangsrand hin verjüngend ausgebildet und an ihrem Außenrand durch einen Hohlzylinder 9' miteinander verbunden. Erforderlichenfalls können selbstverständlich auch die Siebe7, 8 des ersten Paares, genauso wie die Siebe des ersten Ausführungsbeispieles (Fig. 1), konisch ausgebildet sein. Die zentrale Öffnung 11 der Scheibe 5 des von der Antriebswelle aus gesehen ersten Paares steht mit einem Rohrstutzen 12' in Verbindung, der die erste Scheibe 4' des zweiten Scheibenpaares durchdringt. Damit münden alle von den einzelnen Sieben aussortierten Gutstoffströme in die gemeinsame Ablaufleitung13. Die aus der Zufuhrleitung 16 kommende Suspension gelangt über den Raum 17 und durch die Überströmkanäle 10 in den zwischen den Sieben 8 und 7' gelegenen Raum 18' sowie durch die Überströmkanäle 10' weiter in den Raum 18, womit alle Siebe an ihrer Außenseite mit Suspension beaufschlagt werden. Zum Sauberhalten der Siebe 8 und 7' greifen in den Raum 18' am Gehäuse 2' befestigte Leisten 19' hinein, die aber genauso wie die Leisten 19 auf Grund der auftretenden Zentrifugalbeschleunigung entbehrlich sind.
Für die Lochung der Siebscheiben sind alle gebräuchlichen Ausbildungen, wie z. B. Rundlöcher oder Schlitze, möglich.

Claims

Patentansprüche: 1. Sortiereinrichtung für Fasersuspensionen mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten scheibenförmigen Siebkörper, mit einem in das Gehäuse einmündenden Einlaß für die Suspension und je einem Auslaß für den Gutstoff und den Grobstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkörper als Hohlscheibe ausgebildet ist, an deren Innenraum der Gutstoffauslaß (11, 12, 13) zentral angeschlossen ist.
2. Sortiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkörper aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Siebscheiben (7, 8 bzw. 7', 8') gebildet ist, die an einer gemeinsamen Welle (3) befestigt und an ihren Umfangsrändern flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind.
3. Sortiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (16) für die Suspension an der dem einen Sieb (7) zugeordneten Seite an das Gehäuse (2, 2') der Einrichtung angeschlossen ist, und daß durch die beiden Siebe und den dazwischenliegenden Raum Überströmleitungen (10, 10') hindurchgeführt sind.
4. Sortiereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Siebe (7, 8 bzw. 7', 8') an ihrem Außenrand durch einen Hohlzylinder (9, 9') fest miteinander verbunden sind.
5. Sortiereinrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrräume (17, 18, 18') der Siebe (7, 8, 7', 8') durch einen Ringraum (14) miteinander verbunden sind, an den eine Ablaufleitung (15) für den aussortierten Grobstoff angeschlossen ist.
6. Sortiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer gemeinsamen Antriebswelle (3) hintereinander mehrere Siebscheibenpaare (7, 8 bzw. 7', 8') angeordnet sind.
7. Sortiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Siebe (7, 7', 8, 8') konisch mit sich nach außen verjüngendem Querschnitt ausgebildet sind.
8. Sortiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 2') längsgeteilt ausgebildet ist.
9. Sortiereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile des Gehäuses (2, 2') durch ein Scharnier (20) miteinander verbunden sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sortiereinrichtung für Fasersuspensionen mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Siebkörper, mit einem in das Gehäuse einmündenden Einlaß für die Suspension und je einem Auslaß für den Gutstoff und den Grobstoff.

In einer derartigen Sortiereinrichtung soll Grobstoff vom brauchbaren Fasermaterial getrennt werden.

Unter Grobstoff sind solche Materialien (Partikel) zu verstehen, die im Fertigprodukt nicht enthalten sein sollen. In der Praxis enthält die zu sortierende Suspension einmal organische und anorganische Grobstoffanteile, die auf Grund ihrer Abmessungen nicht durch die Sieblochung durchtreten können und deren Abscheidung daher keine Schwierigkeiten bereitet. Außerdem aber sind organische Grobstoffanteile, sogenannte »Splitter«, enthalten, deren geringe Dicke ein Durchtreten durch die Sieblochung in Längsrichtung durchaus zuläßt, deren Länge jedoch die Lochdurchmesser übertrifft und ein Durchtreten in Querrichtung verhindert. Die brauchbaren Fasern übertreffen in ihrer Länge teilweise auch die Lochdurchmesser erheblich, sie sind jedoch extrem flexibel, während die erwähnten Splitter genügend starr sind, um nicht gekrümmt durch die Löcher zu treten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sortiereinrichtung so auszugestalten, daß an der Siebfläche eine einwandfreie Abtrennung aller Grobstoffe, insbesondere der Splitter, erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Siebkörper als Hohlscheibe ausgebildet ist, an deren Innenraum der Gutstoffauslaß zentral angeschlossen ist. Bei einem mit entsprechend hoher Drehzahl angetriebenen scheibenförmigen Siebkörper entsteht zwischen der Suspension und dem Siebkörper eine Relativbewegung in Richtung der Sieboberfläche. Infolge dieser Bewegung wird die Suspension mit den Fasern, den Grobstoffen und den Splittern in Richtung der Sieboberfläche ausgerichtet; beim Durchtritt der Suspensionsflüssigkeit durch die Sieböffnungen wird die Flüssigkeit stark umgelenkt.

Die einen großen spezifischen Strömungswiderstand aufweisenden und flexiblen Fasern folgen der umlenkten Flüssigkeit, während die eine kleinere spezifische Oberfläche aufweisenden Splitter in Richtung der Sieboberfläche weiterströmen. Durch die Zentrifugalbeschleunigung der Siebscheibe werden diese Splitter zusammen mit den an den Sieböffnungen zurückgehaltenen übrigen Grobstoffen in Richtung auf den Umfangsrand der Siebscheibe befördert.

Aus der USA.-Patentschrift 1266 257 ist zwar eine Sortiereinrichtung bekannt, bei der auf einer über ein Schneckengetriebe antreibbaren Welle eine Siebscheibe befestigt ist. Die Siebscheibe kann dabei unter der zu sortierenden Suspension langsam gedreht werden, wodurch eine gleichmäßige Sortierbelastung der gesamten Siebfläche erzielt wird. Infolge der durch das Schneckengetriebe bedingten geringen Drehzahl kann jedoch keine Trennung von Fasern und Splittern erfolgen, da die Relativgeschwindigkeit zwischen Sieb und Suspension zu gering ist. Die Abdichtung der Zufuhrseite der Suspension zur Gutstoffseite erfolgt bei dieser bekannten Einrichtung am Umfangsrand der Scheibe. Um den erwähnten Aussortiereffekt der Splitter zu erreichen, muß der Siebkörper aber mit einer verhältnismäßig hohen Drehzahl angetrieben werden. Bei der Abdichtung einer Scheibe am Umfangsrand ist dies jedoch nur schwer möglich, da die auftretenden Reibungsverluste zu groß sind.