DE4000248C2 - - Google Patents
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- DE4000248C2 DE4000248C2 DE4000248A DE4000248A DE4000248C2 DE 4000248 C2 DE4000248 C2 DE 4000248C2 DE 4000248 A DE4000248 A DE 4000248A DE 4000248 A DE4000248 A DE 4000248A DE 4000248 C2 DE4000248 C2 DE 4000248C2
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
- D21D5/02—Straining or screening the pulp
- D21D5/023—Stationary screen-drums
- D21D5/026—Stationary screen-drums with rotating cleaning foils
Description
Die Erfindung betrifft einen Rotor für Drucksortierer zum
Sortieren von Fasersuspensionen, wie sie beispielsweise in
den US-Patentschriften 35 81 903, 38 49 302 und 41 55 841
oder in der EP-00 42 742-B1 beschrieben und dargestellt
sind. Derartige Drucksortierer besitzen ein rotations
symmetrisches Sieb, meist in Form eines Siebzylinders, dem
die zu sortierende Fasersuspension in Richtung der Rotor
achse zugeführt wird, wobei die Innen- oder Außenseite des
Siebs die Einlaß- oder Anströmseite des Siebs bilden kann.
Meist ist das Sieb mit vertikal orientierter Achse ange
ordnet, und die zu sortierende Fasersuspension wird dem
Sieb von oben zugeführt, so daß das obere Ende des Siebs
dessen Zulaufende bildet. Der Rotor dieser Drucksortierer
hat eine mit der Siebachse zusammenfallende Rotorachse,
und seine wirksamen Bereiche laufen der Einlaßseite des
Siebs benachbart um. Wird das Sieb von der brauchbaren
Fasersuspension von innen nach außen durchströmt, ist der
Rotor im Innern des Siebzylinders angeordnet; liegt die
Einlaßseite des Siebs außen, besitzt der Rotor, von seiner
Achse ausgehend, einen die Siebwand übergreifenden Träger,
an dem die an der Außenseite des Siebs vorbeilaufenden Be
reiche des Rotors befestigt sind. Die Erfindung betrifft
aber auch solche Drucksortierer, bei denen die kinema
tischen Verhältnisse gerade umgekehrt sind, bei denen näm
lich ein um seine Achse rotierendes Sieb und ein statio
närer "Rotor" vorgesehen sind.
Der Rotor eines solchen Drucksortierers hat die Aufgabe,
ein Verstopfen der Sieböffnungen durch Faserzusammen
ballungen oder durch in der Fasersuspension enthaltene
Verunreinigungen zu verhindern; zu diesem Zweck trägt der
Rotor, der Siebeinlaßseite benachbart, Reinigungselemente,
welche in der zu sortierenden Fasersuspension umlaufen und
so ausgebildet sind, daß sie auf ihrer Anströmseite in der
Fasersuspension positive Druckstöße und auf ihrer Rück
seite negative Druckstöße erzeugen, welche wiederum Spül-
und Rückspülströmungen durch die Sieböffnungen hindurch
hervorrufen. Bei einem Teil der bekannten Drucksortierer
gemäß den vorstehend aufgeführten Veröffentlichungen
wurden ferner Maßnahmen ergriffen, um in der zu sortieren
den Fasersuspension an der Siebeinlaßseite Turbulenzen zu
erzeugen, durch die das Entstehen eines Faservlieses in
der zu sortierenden Fasersuspension auf der Einlaßseite
des Siebs verhindert werden soll; zu diesem Zweck sind bei
den genannten bekannten Drucksortierern an der Siebeinlaß
seite auf das Sieb aufgesetzte Leisten oder in das Sieb
eingearbeitete Nuten vorgesehen, welche parallel zur
Rotorachse verlaufen, oder sind an der Siebeinlaßseite im
Bereich der Sieböffnungen in die Siebwand Vertiefungen
eingearbeitet. Diese Unebenheiten an der Siebeinlaßseite
erzeugen in der zu sortierenden Fasersuspension die ge
wünschten Turbulenzen, da die zu sortierende Fasersuspen
sion infolge des sich drehenden Rotors schraubenlinien
förmig an der Siebeinlaßseite entlangströmt. Diese Turbu
lenzen wirken dem Entstehen eines Faservlieses entgegen
und sie bewirken außerdem, daß die an der Siebeinlaßseite
durch Fraktionierung stark eingedickte umlaufende Faser
suspension so aufgelockert wird, daß ein größerer Teil der
brauchbaren Fasern die Sieböffnungen passieren kann. Siebe
mit aufgesetzten Leisten oder eingearbeiteten Nuten unter
liegen aber einem relativ hohen Verschleiß, vor allem beim
Sortieren von aus gemischtem Altpapier oder dergleichen
gewonnenen Fasersuspensionen, welche einen gehörigen An
teil harter Verunreinigungen enthalten, die zu einem
raschen Verschleiß an den Kanten der Leisten und Nuten
führen; außerdem sind diese Siebe teuer in der Her
stellung. Letzteres gilt aber auch für Siebe, in deren
Siebwand im Bereich der Sieböffnungen von der Siebeinlaß
seite her Vertiefungen eingearbeitet wurden.
Wie ohne weiteres ersichtlich gilt das vorstehende auch
für solche Drucksortierer, bei denen das Sieb in Rotation
versetzt wird und die Reinigungselemente stationär sind.
Die Rotoren der bekannten Drucksortierer haben entweder
ein an einer zentralen Rotorwelle befestigtes Armkreuz und
als Reinigungselemente leistenförmige Reinigungsflügel,
die an den äußeren Enden dieser Arme befestigt sind, oder der
Rotor besitzt einen kreiszylindrischen Mantel, auf
dessen dem Sieb zugewandter Seite Reinigungselemente be
festigt sind, welche ebenso wie die vorstehend erwähnten
leistenförmigen Reinigungsflügel im Schnitt quer zur
Rotorachse ein tragflügelähnliches Profil aufweisen; im
letztgenannten Fall kann es sich bei den Reinigungs
elementen gleichfalls um leistenförmige Reinigungsflügel
handeln, es sind aber auch Rotoren mit kreiszylindrischem
Mantel bekannt, auf dem als Reinigungselemente kurze
Flügelstücke befestigt sind, um Pulsationen in der den
Drucksortierer verlassenden, die brauchbaren Fasern ent
haltenen Fasersuspension, dem sogenannten Gutstoff, zu
vermeiden.
Es ist auch schon ein Sortierer mit einem kreiszylindrischen,
von innen nach außen durchströmten Sieb und einem im Siebinnern
angeordneten Rotor bekanntgeworden (DD-PS 2 69 070),
dessen Rotor einen zylindrischen Mantel besitzt, an dessen
Umfang mittels Tragarmen freistehende Reinigungsflügel befestigt
sind, welche einen spritzwinkligen, in Drehrichtung
des Rotors weisenden Querschnitt besitzen und die Entstehung
eines Faservlieses auf der Anströmseite des Siebs verhindern
sollen, obwohl die Siebeinlaßseite glattflächig ausgebildet
ist. Um den Bewegungswiderstand der Reinigungsflügel in der
Fasersuspension möglichst klein zu halten, ist das Profil
der Reinigungsflügel an der Anströmseite spitzwinklig ausgebildet
mit einer dem Sieb zugewandten und ungefähr parallel
zur Siebinnenfläche verlaufenden ersten Flanke und einer vom
Sieb abgewandten zweiten Flanke, die mit der Rotorumlaufrichtung
einen stumpfen Winkel bildet. Zur Bildung einer
möglichst breiten Abreißkante an der Rückseite des
Reinigungsflügelprofils entspricht der Reinigungsflügelquerschnitt
ungefähr einem spitzwinkligen Dreieck, wodurch
hinter jedem durch die Fasersuspension laufenden Reinigungsflügel
ein so starker Nachlaufwirbel in der Fasersuspension
erzeugt werden soll, daß ein auf der Anströmseite des Siebs
gebildetes Faservlies vom Sieb abgehoben, aufgelockert und
mit zu sortierender Fasersuspension durchmischt werden soll.
Derartige starke Nachlaufwirbel stören aber auch die Durchströmung
des Siebs durch denjenigen Teil der Fasersuspension,
der das Sieb an sich passieren könnte, d. h. sie haben einen
negativen Einfluß auf die Durchsatzleistung des Sortierers -
unter Durchsatzleistung soll dabei diejenige Menge der
Fasersuspension verstanden werden, die pro Zeiteinheit und
pro Flächeneinheit des Siebs dessen Sieböffnungen passiert.
Die Erfindung betrifft nun neuartige Reinigungsflügel für
Drucksortierer der vorstehend beschriebenen Art und es lag
ihr die Aufgabe zugrunde, Reinigungsflügel zu schaffen, mit
denen sich eine hohe Durchsatzleistung eines Drucksortierers
erzielen läßt, ohne daß man ein verschleißanfälliges oder in
der Herstellung teueres Sieb verwenden muß.
Ausgehend von einem Rotor für Drucksortierer zum Sortieren
von Fasersuspensionen, welcher mehrere für den Umlauf an der
Einlaßseite des Drucksortierersiebs vorgesehene, quer zur
Umlaufrichtung und ungefähr parallel zur Siebeinlaßseite
verlaufende Reinigungsflügel aufweist, die im Schnitt quer
zur Rotorachse ein tragflügelähnliches Profil aufweisen und
von denen wenigstens ein Teil zumindest Bereiche (Rückführbereiche)
aufweist, deren Profil an seiner Anströmseite zum
Wegdrängen der Fasersuspension vom Sieb ungefähr spitzwinklig
- in Umlaufrichtung schräg auf die Siebeinlaßseite
weisend - mit einer dem Sieb zugewandten ersten Flanke und
einer vom Sieb abgewandten zweiten Flanke ausgebildet ist,
wobei die zweite Flanke mit der Umlaufrichtung einen
stumpfen Winkel bildet, läßt sich diese Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch lösen, daß wenigstens ein Teil der Reinigungsflügel
zumindest Bereiche (Zuführbereiche) aufweist, welche
bezüglich der Rückführbereiche derart angeordnet sind, daß
die von den letzteren vom Sieb weggedrängte Fasersuspension
auf die Zuführbereiche auftritt, die im Schnitt quer zur
Rotorachse an der Anströmseite eine dem Sieb zugewandte
erste Flanke besitzen, welche mit der Umlaufrichtung einen
spitzen Winkel bildet.
Mit einem erfindungsgemäß gestalteten Rückführbereich eines
Reinigungsflügels wird der sich vor dem Reinigungsflügel an
der Siebeinlaßseite durch Fraktionierung bildende, mit
geringerer Geschwindigkeit als der Reinigungsflügel
umlaufende Fasersuspensionsanteil höherer Stoffdichte vom
Sieb weggefördert, so daß er sich im radialen Abstand vom
Sieb mit Fasersuspension geringerer Stoffdichte vermischt,
ehe dieser Teil der Fasersuspension wieder an das Sieb gelangt.
Hingegen bewirkt die erste Flanke der Zuführbereiche,
daß die zuvor von der Siebeinlaßseite weggedrängten Fasersuspensionsanteile
nach ihrer Vermischung mit frischer
Fasersuspenion der Siebeinlaßseite wieder zugeführt werden,
wenn die Reinigungsflügel durch die zu sortierende Fasersuspension
hindurchlaufen, da die dem Sieb zugewandten
Flanken der Rückführbereiche, welche an der Anströmseite
dieser Rückführbereiche liegen, mit dem Sieb einen Einlaufspalt
für die Fasersuspension bilden, der sich entgegen der
Umlaufrichtung verjüngt. Mit entsprechend gestalteten erfindungsgemäßen
Reinigungsflügeln lassen sich also nicht nur
die positiven und negativen Druckstöße in der zu sortierenden
Fasersuspension erzeugen, durch welche die Sieböffnungen
gespült und rückgespült werden, sondern durch die erfindungsgemäß
gestalteten Reinigungsflügel werden auch Faseransammlungen,
insbesondere die Bildung eines Faservlieses,
an der Einlaßseite des Siebs verhindert, weil der sich vor
der Siebeinlaßseite bildende eingedickte Teil der zu sortierenden
Fasersuspension durch die ankommenden Reinigungsflügel
immer wieder vom Sieb weggedrängt, durch Vermischung
mit frischer Fasersuspension verdünnt und dann dem Sieb
wieder zugeführt wird. Beim Einsatz eines erfindungsgemäßen
Rotors ist es also nicht erforderlich, ein Sieb zu verwenden,
dessen Einlaßseite mit Leisten, Nuten oder sonstigen
Vertiefungen versehen ist, so daß sich die mit solchen
Sieben verbundenen Verschleiß- und Kostenprobleme vermeiden
lassen.
Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Rotor kann freistehende,
leistenförmige Reinigungsflügel aufweisen, von denen alle
oder ein Teil erfindungsgemäß ausgebildet sind bzw. ist,
wobei ein erfindungsgemäßer Reinigungsflügel durchgehend
oder nur abschnittsweise mit erfindungsgemäß gestalteten
Rückführ- und/oder Zuführbereichen versehen sein kann.
Ein erfindungsgemäß gestalteter Rotor kann aber auch einen
rotationssymmetrischen Mantel aufweisen, dessen dem Sieb
zugewandte Seite mit erfindungsgemäßen Reinigungsflügeln
versehen ist, für welche dasselbe gilt wie für die vorstehend
erörterten und erfindungsgemäß ausgebildeten freistehenden
Reinigungsflügel; auf den Rotormantel können aber
auch kurze Flügelstücke aufgesetzt sein, von denen alle oder
ein Teil erfindungsgemäß gestaltet sind bzw. ist.
Besitzt ein erfindungsgemäßer Rootor freistehende oder auf
einen Rotormantel aufgesetzte leistenförmige Reinigungsflügel,
so kann ein Teil dieser Reinigungsflügel durchgehend
oder abschnittsweise so ausgebildet sein, daß dadurch die
erfindungsgemäßen Zuführbereiche gebildet werden; so wäre es
bei leistenförmigen Reinigungsflügeln z. B. möglich, in
Umlaufrichtung aufeinanderfolgende Reinigungsflügel abwechselnd
als Rückführbereiche und als Zuführbereiche zu
gestalten, u. z. jeweils über die gesamte Länge des betreffenden
Reinigungsflügels. Bei einem Rotor mit einem
rotationssymmetrischen Mantel und aufgesetzten, relativ
kurzen Flügelstücken wird man hingegen eine gewisse Anzahl
von Flügelstücken als Rückführbereiche gestalten und andere
als Zuführbereiche, obwohl es natürlich auch denkbar wäre,
ein Flügelstück über einen Teil seiner Länge als Rückführbereich
und über einen anderen Teil seiner Länge als Zuführbereich
zu gestalten.
Drucksortierer mit einem Rotor, welcher einen rotationssymmetrischen
Mantel und auf diesen aufgesetzte, relativ
kurze Flügelstücke aufweist, die einen ungefähr keilförmigen
Querschnitt besitzen und mit dem Sieb einen Einlaufspalt für
die Fasersuspension bilden, der sich entgegen der Umlaufrichtung
verjüngt, so daß sie die Fasersuspension in Richtung
auf das Sieb drängen, sind bekannt (DE-OS 27 12 715).
Bei diesen bekannten Drucksortierern ist der Rotor aber ausschließlich
mit derartigen Flügelstücken bestückt, so daß er
nicht die Wirkung eines erfindungsgemäßen Rotors hat, wonach
Fasersuspensionsanteile zunächst von der Siebeinlaßseite
weggedrängt und nach ihrer Vermischung mit frischer Fasersuspension
der Siebeinlaßseite wieder zugeführt werden.
Wie bereits erwähnt, wird bei den in Rede stehenden Druck
sortierern die sortierende Fasersuspension dem rotations
symmetrischen Sieb von dessen einem Ende her zugeführt, so
daß die Suspension infolge der Relativdrehung von Sieb und
Rotor schraubenlinienförmig vom Zulaufende des Siebs zu
dessen anderem Ende der Siebeinlaßseite entlangströmt. Um
denjenigen Teil der zu sortierenden Fasersuspension, der die
Sieböffnungen nicht passieren kann, nämlich den sogenannten
Spuckstoff, rascher zum Ablaufende des Siebs in Richtung zum
Spuckstoffauslaß des Drucksortierers zu
transportieren, ist es bereits bekannt, die Reinigungs
flügel eines Rotors - in Richtung der Rotorachse vom Zu
laufende des Siebs zum anderen Siebende gesehen - mit der
Rotorachse einen solchen spitzen Winkel bilden zu lassen,
daß die dem Zulaufende des Siebs zugewandten Enden der
Reinigungsflügel deren anderen Enden in Rotorumlauf
richtung voreilen. Diese Maßnahme empfiehlt sich auch für
den erfindungsgemäßen Rotor, wodurch noch ein zweiter Vor
teil erzielt wird, daß nämlich der von den Rückführbe
reichen vom Sieb weggedrängte Teil der Fasersuspension an
die Zuführbereiche der Reinigungsflügel gelangt und so in
verdünnter bzw. aufgelockerter Form der Siebeinlaßseite
wieder zugeführt wird. Aus dem vorstehenden wird auch er
sichtlich, daß, statt auf das Zulaufende des Siebs Bezug
zu nehmen, auch auf das Zulaufende des Rotors Bezug ge
nommen werden kann.
Um zu gewährleisten, daß von den Rückführbereichen vom
Sieb weggedrängte Fasersuspension nicht erneut auf Rück
führbereiche des Rotors trifft, empfiehlt es sich des
weiteren, den Rotor so auszubilden, daß in Umlaufrichtung
aufeinanderfolgende Rückführbereiche in Richtung der
Rotorachse zueinander versetzt angeordnet sind. Bei einem
auch Zuführbereiche aufweisenden Rotor ist es infolge
dessen auch vorteilhaft, wenn in Umlaufrichtung aufein
anderfolgende Zuführbereiche in Richtung der Rotorachse
relativ zueinander versetzt angeordnet sind. Sind in
diesem Fall, wie bei einer bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Rotors, Rückführbereiche und Zuführ
bereiche relativ zueinander so angeordnet, daß - in Um
laufrichtung gesehen - abwechselnd Rückführbereiche und
Zuführbereiche aufeinanderfolgen, hat die schrauben
linienförmige Strömung der zu sortierenden Fasersuspension
entlang der Siebeinlaßseite zur Folge, daß von einem Rück
führbereich von der Siebeinlaßseite weggedrängte Suspen
sion als nächstes auf einen Zuführbereich auftrifft, und
zwar insbesondere dann, wenn die in Richtung der Rotor
achse gemessene Länge der Rückführbereiche und der Zuführ
bereiche identisch ist und der Versatz gleich dieser Länge
ist.
Vorteilhafterweise verläuft die dem Sieb zugewandte erste
Flanke der Rückführbereiche ungefähr parallel zur Umlauf
richtung, obwohl diese Flanke mit der Umlaufrichtung auch
einen sich nach hinten öffnenden spitzen Winkel bilden
kann. Die zuerst erwähnte Ausführungsform ist deshalb vor
teilhafter, weil dann diese erste Flanke nicht unmittelbar
hinter der Anströmkante eines Rückführbereichs eine Druck
absenkung in der der Siebeinlaßseite benachbarten Faser
suspension bewirkt, welche dem Wegdrängen der Fasersuspen
sion von der Siebeinlaßseite durch die zweite Profilflanke
des Rückführbereichs entgegenwirken würde.
Um den von einem Rückführbereich von der Siebeinlaßseite
weggedrängten Teil der Fasersuspension möglichst voll
ständig einem Zuführbereich zuzuleiten (aufgrund des
schraubenlinienförmigen Strömungsverlaufs der Fasersuspen
sion bzw. der Neigung der Reinigungsflügel gegenüber der
Rotorachse), empfiehlt sich ein Rotor, welcher eine dem
Sieb zugewandte rotationssymmetrisch ausgebildete Mantel
fläche besitzt, auf die die Reinigungsflügel aufgesetzt
sind, wobei der ungefähr spitzwinklig ausgebildete Profil
teil der Rückführbereiche in radialem Abstand von der
Rotormantelfläche angeordnet ist, so daß der Rückführ
bereich zusammen mit seinem spitzwinkligen Profilteil und
der Rotormantelfläche einen quer zur Umlaufrichtung ver
laufenden Kanal bildet. Wenn hier, wie in anderen Teilen
der Beschreibung und der Ansprüche, von einem Verlauf quer
zur Umlaufrichtung die Rede ist, soll hierunter nicht nur
ein Winkel von 90° verstanden werden, da dieser Winkel von
einem rechten Winkel mehr oder minder abweichen kann, je
nach Neigung der Reinigungsflügel gegenüber der Rotorachse
und nach der Steigung des schraubenlinienförmigen Strö
mungspfads der zu sortierenden Fasersuspension.
Besonders vorteilhaft wirken sich die erfindungsgemäßen
Maßnahmen aus, wenn die von den Rückführbereichen vom Sieb
weggedrängten Anteile der zu sortierenden Fasersuspension
auch unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte der Siebein
laßseite wieder zugeführt werden, d. h. wenn der erfin
dungsgemäße Rotor für einen Umlauf der Innenseite des
Siebs benachbart vorgesehen ist; dies bedeutet, daß bei
bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rotors
die ersten Flanken der Reinigungsflügel an der Außenseite
des Rotors liegen.
Um auch mit den erfindungsgemäßen Reinigungsflügeln einen
wirksamen Rückspüleffekt für die Sieböffnungen zu er
zielen, empfiehlt sich eine Ausführungsform, bei der das
Profil der Reinigungsflügel in Umlaufrichtung hinter der
ersten Flanke eine dritte, dem Sieb zugewandte Flanke auf
weist, welche mit der Umlaufrichtung einen sich nach
hinten öffnenden spitzen Winkel bildet.
Im Hinblick auf die vom Zulaufende zum Ablaufende des
Siebs bzw. des Rotors gerichtete Strömungskomponente der
zu sortierenden Fasersuspension ist es vorteilhaft, wenn
die Rückführbereiche in Richtung der Rotorachse neben der
ersten Flanke eine dem Zulaufende des Siebs bzw. Rotors
zugewandte schräge Seitenfläche aufweisen, welche für eine
vom Zulaufende in Richtung der Rotorachse ausgerichtete
Strömung eine in Richtung auf das Sieb ansteigende Auf
lauffläche bildet.
Wie bereits erwähnt, empfehlen sich für Stoffauflauf
installationen zur Vermeidung von Pulsationen im Stoffauf
lauf Rotoren, welche versetzt angeordnete kurze Flügel
stücke aufweisen. Für Stoffaufbereitungsinstallationen und
für Fasersuspensionen hoher Stoffdichte empfehlen sich
andererseits erfindungsgemäße Rotoren, bei denen wenig
stens ein Teil der Reinigungsflügel, vorzugsweise alle
Reinigungsflügel, als quer zur Umlaufrichtung und ungefähr
parallel zur Siebeinlaßseite verlaufende Leisten ausgebil
det sind, längs welcher Rückführ- und Zuführbereiche ab
wechselnd aufeinanderfolgen. Dadurch werden besonders
intensive Turbulenzen in der zu sortierenden Fasersuspen
sion erzeugt.
Bei solchen Rotoren mit leistenförmigen Reinigungsflügeln
ist es von Vorteil, wenn die Leisten - in Richtung der
Rotorachse - mit der Rotorachse einen Winkel zwischen ca.
5° und ca. 45° bilden. Da die Stoffdichte der zu
sortierenden Fasersuspension auf ihrem Weg vom Zulaufende
zum Ablaufende des Siebs ansteigt und es von Vorteil ist,
wenn derjenige Teil der Fasersuspension, in dem sich
Verunreinigungen angereichert haben, relativ rasch zum
Ablaufende des Siebs gefördert wird, bilden bei einer
bevorzugten Ausführungsform eines mit leistenförmigen
Reinigungsflügeln versehenen Rotors die Leisten über einen
größeren Teil ihrer Länge, welcher dem Zulaufende des
Siebs zugewandt ist und vorzugsweise ca 2/3 der Reini
gungsflügellänge ausmacht, mit der Rotorachse einen
kleineren Winkel als der restliche, kürzere Teil der
Leisten; umgekehrt ausgedrückt bedeutet dies, daß die dem
Ablaufende des Siebs zugewandten kürzeren Teile der
Leisten mit der Rotorachse einen größeren Winkel bilden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der
beigefügten zeichnerischen Darstellung zweier besonders
bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rotors
bzw. von Drucksortierern mit erfindungsgemäßem Rotor; in
der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen ersten Drucksortierer mit einer ersten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Rotors, und zwar in einem Vertikalschnitt
durch die Rotorachse;
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1
durch einen Teil des Siebs des Drucksortie
rers und des Rotors;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2;
Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Schnittdar
stellung durch einen zweiten Drucksortierer
mit einer zweiten Ausführungsform des er
findungsgemäßen Rotors;
Fig. 6 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt nach
der Linie 6-6 in Fig. 5 durch einen Teil des
Siebs und des Rotors, und
Fig. 7 eine Ansicht des in Fig. 6 gezeigten Rotor
teils, gesehen in Richtung des Pfeils "A" in
Fig. 6, wobei auch das Sieb strichpunktiert
angedeutet wurde.
Der in Fig. 1 gezeigte Drucksortierer 10 besitzt ein Ge
häuse 12 mit einem Einlaufstutzen 14 für die zu sortieren
de Fasersuspension, einem Auslaßstutzen 16 für den soge
nannten Gutstoff, d. h. für denjenigen Teil der Faser
suspension, der das Sieb des Drucksortierers passiert hat
und die brauchbaren Fasern enthält, sowie einem Auslaß
stutzen 18 für den sogenannten Spuckstoff, nämlich den vom
Sieb des Drucksortierers zurückgehaltenen Teil der Faser
suspension, welcher die Verunreinigungen sowie Faserzu
sammenballungen enthält. Im Gehäuse 12, welches mit Aus
nahme der Stutzen 14, 16 und 18 bezüglich einer Achse 20
rotationssymmetrisch, insbesondere kreiszylindrisch, ge
staltet ist, sind zwei kreisringförmige Trennwände 22 und
24 befestigt, welche einen Siebzylinder 26 tragen. Dieser
besitzt eine Vielzahl von Sieböffnungen 28 und bildet mit
dem Gehäuse 12 zwischen den Trennwänden 22 und 24 einen
äußeren Ringraum 30, den sogenannten Gutstoffraum. Inner
halb des Siebzylinders 26 ist ein Rotor 32 angeordnet,
welcher bei der dargestellten Ausführungsform einen ge
schlossenen, kreiszylindrischen Rotormantel 34 besitzt und
dessen Achse ebenso wie die Achse des Siebzylinders 26 mit
der Achse 20 des Gehäuses 12 zusammenfällt. Im Gehäuse 12
ist unterhalb des Spuckstoff-Auslaßstutzens 18 ein Ge
häuseboden 36 befestigt, welcher eine Lagerung 38 für eine
Rotorwelle 40 trägt, an der in nicht dargestellter Weise
der Rotor 32 befestigt ist und die mittels einer an der
Rotorwelle befestigten Riemenscheibe 42 angetrieben werden
kann. Die Dreh- oder Umlaufrichtung des Rotors 32 ist in
Fig. 1 durch den Pfeil R angedeutet. Da der Außendurch
messer des Rotormantels 34 etwas kleiner ist als der
Innendurchmesser des Siebzylinders 26, bilden diese beiden
Elemente des Drucksortierers 10 einen inneren Ringraum 46,
in dem die zu sortierende Fasersuspension schraubenlinien
förmig von oben nach unten strömt, und der vom Sieb
zylinder 26 zurückgehaltene Teil der Fasersuspension ge
langt in einen Spuckstoffraum 48 unterhalb des Rotors 32
und oberhalb des Gehäusebodens 36, in den der Spuckstoff-
Auslaßstutzen 18 mündet.
Auf der Außenseite des Rotormantels 34 sind mehrere in Um
laufrichtung R in gleichen Abständen voneinander angeord
nete leistenförmige Reinigungsflügel 50 befestigt, die in
der Seitenansicht senkrecht zur Achse 20 mit dieser einen
spitzen Winkel δ bilden, der vorzugsweise zwischen ca. 5°
und ca. 45° liegt und sich längs des Rotormantels 34 von
oben nach unten ändern kann, d. h. die Reinigungsflügel 50
müssen nicht die Gestalt gerader Leisten haben. Wie sich
der Fig. 1 deutlich entnehmen läßt, bilden die Reinigungs
flügel 50 in Leistenlängsrichtung abwechselnd aufeinander
folgende Rückführbereiche 52 und Zuführbereiche 54, die im
folgenden noch näher beschrieben werden sollen.
Die im Drucksortierer 10 zu sortierende Fasersuspension
wird unter Druck in den Einlaufstutzen 14 eingespeist und
strömt, da der Rotor 32 oben verschlossen ist, von oben in
den inneren Ringraum des Drucksortierers 10 ein. Infolge
der Rotation des Rotors 32 durchströmt die zu sortierende
Fasersuspension den inneren Ringraum 46 schraubenlinien
förmig von oben nach unten, wobei der die vereinzelten,
brauchbaren Fasern enthaltende Teil der Fasersuspension
die Sieböffnungen 28 passiert, in den Gutstoffraum 30 ge
langt und den Drucksortierer 10 über den Gutstoff-Auslaß
stutzen 16 verläßt. Der vom Siebzylinder 26 zurückge
haltene Teil der Fasersuspension, nämlich der Spuckstoff,
verläßt den Drucksortierer über den Spuckstoffraum 48 und
den Spuckstoff-Auslaßstutzen 18.
Anhand der Fig. 2 bis 4 soll nun die erfindungsgemäße Ge
staltung der Reinigungsflügel 50 näher erläutert werden.
Jeder der Rückführbereiche 52 besitzt in Umlaufrichtung R
vorn ein spitzwinkliges Profilteil 52a mit einer dem Sieb
zylinder 26 zugewandten ersten Flanke 52b und einer vom
Siebzylinder abgewandten zweiten Flanke 52c. Die erste
Flanke 52b verläuft ungefähr parallel zum Siebzylinder 26
bzw. zur Umlaufrichtung R, wobei jedoch ein kleiner, sich
nach hinten öffnender spitzer Winkel zwischen der ersten
Flanke 52b und der Umlaufrichtung R möglich ist. Die
zweite Flanke 52c bildet mit der Umlaufrichtung R einen
stumpfen Winkel α und sie geht in Richtung auf den Rotor
mantel 34 in eine im Schnitt senkrecht zur Rotorachse 20
ungefähr radial verlaufende Wand 52e über, so daß jeder
Rückführbereich 52 mit seiner zweiten Flanke 52c und
seiner radial verlaufenden Wand 52e zusammen mit dem
Rotormantel 34 einen Kanal 56 bildet, der sich ungefähr
quer zur Umlaufrichtung R erstreckt.
Jeder der Zuführbereiche 54 besitzt in Umlaufrichtung R
vorn eine erste Flanke 54b, die im Schnitt senkrecht zur
Rotorachse 20 mit der Umlaufrichtung R einen spitzen
Winkel β bildet, der sich nach vorn öffnet.
Auf ihren Rückseiten haben die Rückführbereiche 52 und die
Zuführbereiche 54 miteinander fluchtende dritte Flanken
52d bzw. 54d, welche mit der Umlaufrichtung R einen
spitzen Winkel γ bilden, der sich nach hinten öffnet.
Nur der Einfachheit halber wurden in Fig. 2 nur einige
wenige Sieböffnungen 28 dargestellt, es versteht sich je
doch von selbst, daß der Siebzylinder 26 überall mit der
artigen Sieböffnungen versehen ist. Der Vollständigkeit
halber wurde in Fig. 2 die Einlaßseite des Siebzylinders
26 mit 26a bezeichnet, d. h. die Sieböffnungen 28 werden
vom Gutstoff in radialer Richtung von innen nach außen
durchströmt.
Der umlaufende Rotor 32 bewirkt nun mit seinen Reinigungs
flügeln 50, daß diese in der zu sortierenden Fasersus
pension positive und negative Druckstöße erzeugen, und
zwar ergeben sich in der Fasersuspension in Umlaufrichtung
R vor den Reinigungsflügeln 50 positive Druckstöße und im
Bereich der dritten Flanken 52d bzw. 54d negative Druck
stöße. Die vor den Reinigungsflügeln auftretenden positi
ven Druckstöße erzwingen einen erhöhten Durchfluß durch
die Sieböffnungen 28, während die im Bereich der abfallen
den Flanken 52d bzw. 54d auftretenden negativen Druckstöße
einen Rückspüleffekt an den Sieböffnungen 28 bewirken.
Durch die in ganz geringem Abstand von der Einlaßseite 26a
des Siebzylinders 26 umlaufenden spitzwinkligen Profil
teile 52a der Rückführbereiche 52 wird außerdem der der
Siebeinlaßseite 26a unmittelbar benachbarte ringförmige
Bereich der Fasersuspension vom Siebzylinder 26 wegge
drängt bzw. abgeleitet, und zwar dank der schräg nach
hinten und radial nach innen weisenden zweiten Flanken 52c
der Rückführbereiche 52, so daß die infolge des Effekts
der Sieböffnungen 28 eingedickten Suspensionsanteile
radial nach innen in Bereiche geleitet werden, in denen
die zu sortierende Fasersuspension eine geringere Stoff
dichte besitzt. Infolge der in Fig. 1 dargestellten
Neigung der Reinigungsflügel 50 gegenüber der Rotorachse
20 um den Winkel σ wird die eingedickte Fasersuspension in
den Kanälen 56 entlang des betreffenden Reinigungsflügels
gemäß Fig. 1 nach unten zu dem jeweils benachbarten Zu
führbereich 54 geleitet und durch dessen erste Flanke 54b
wieder der Siebeinlaßseite 26a zugeführt; infolge der
Neigung der ersten Flanke 54b um den Winkel β trifft
dieser in Richtung auf die Siebeinlaßseite umgelenkte
Fasersuspensionsanteil auf Teile der Fasersuspension, die
infolge der umlaufenden Reinigungsflügel 50 in der Nach
barschaft des Siebzylinders 26 in Umlaufrichtung R
strömen, so daß sich nicht nur eine Vermischung dieser in
der Nähe der Siebeinlaßseite 26a in Richtung R umlaufenden
Fasersuspensionsanteile mit den längs der ersten Flanken
54b der Zuführbereiche 54 in Richtung auf die Siebeinlaß
seite 26a umgelenkten Fasersuspensionsanteilen ergibt,
sondern infolge der fast gegenläufigen Strömungen ver
hältnismäßig starke Turbulenzen, die die Ausbildung eines
Faservlieses in der Nachbarschaft der Siebeinlaßseite 26a
verhindern.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Reinigungsflügel 50
führt also zu Spül- und Rückspülimpulsen an den Sieböff
nungen 28, sie wirkt dem Entstehen eingedickter Faser
suspensionsanteile in der Nachbarschaft der Siebeinlaß
seite 26a entgegen, und schließlich bewirkt sie Turbu
lenzen in der Nähe der Siebeinlaßseite 26a, die dem Ent
stehen eines Faservlieses entgegenwirken.
Da, wie bereits erwähnt, die zu sortierende Fasersuspen
sion den inneren Ringraum 46 schraubenlinienförmig von
oben nach unten durchströmt und infolgedessen eine nach
unten gerichtete Strömungskomponente besitzt, der der
Rotor mit seinen Reinigungsflügeln 50 nicht entgegenwirken
sollte, sind schließlich die Rückführbereiche 52 oben
(siehe Fig. 3 und 4) mit schrägen Seitenflächen 50d ver
sehen, die der von oben nach unten gerichteten Strömungs
komponente der Fasersuspension im inneren Ringraum 46
einen geringeren Strömungswiderstand entgegensetzen, als
wenn die Rückführbereiche 52 der Reinigungsflügel 50 beid
seitig mit Seitenflächen versehen wären, welche ungefähr
senkrecht zur Rotorachse 20 verlaufen, so wie dies bei den
unteren Seitenflächen 50e der Fall ist.
Wie bereits erwähnt, müssen die Reinigungsflügel 50 gegen
über der Rotorachse 20 nicht überall dieselbe Neigung δ
haben, so wie dies bei den in Fig. 1 gezeigten Reinigungs
flügeln der Fall ist. Bei einer erfindungsgemäßen Abwand
lung, die zeichnerisch nicht dargestellt wurde, ist das
untere Drittel der Reinigungsflügel 50 gegenüber der
Rotorachse 20 stärker geneigt als die oberen zwei Drittel
der Reinigungsflügel 50, d. h. die leistenförmigen Reini
gungsflügel sind bei dieser Variante abgeknickt. Auf diese
Weise ergibt sich im unteren Drittel des Rotors ein
stärkerer, nach unten gerichteter Fördereffekt der Reini
gungsflügel, welcher bewirkt, daß der im unteren Drittel
des Siebzylinders 26 bereits stark eingedickte Spuckstoff
rascher in den Spuckstoffraum 48 abgedrängt wird.
Bei einer weiteren, nicht zeichnerisch dargestellten
Variante des Drucksortierers nach den Fig. 1 bis 4 sind
die Reinigungsflügel 50 in einzelne, den Rückführbereichen
52 und den Zuführbereichen 54 entsprechende kurze Flügel
stücke aufgelöst, die ungefähr gleichmäßig verteilt auf
dem Umfang des Rotormantels 34 angeordnet sind. Bei dieser
Ausführungsform wären die Rückführbereiche 52 an denselben
Stellen des Rotormantels angeordnet wie die Rückführ
bereiche 52 der leistenförmigen Reinigungsflügel 50, und
die Zuführbereiche 54 wären in Umlaufrichtung R zwischen
den Reinigungsflügeln 50 angeordnet.
Bei allen diesen Varianten, und zwar auch bei der in den
Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform, sind, wie dies
die Fig. 1 deutlich zeigt, die Rückführbereiche 52 einer
seits und die Zuführbereiche 54 andererseits von in Um
laufrichtung R aufeinanderfolgenden Reinigungsflügeln in
Richtung der Rotorachse 20 um eine Bereichsbreite gegen
einander versetzt, d. h. in Umlaufrichtung R folgt auf
einen Rückführbereich 52 ein Zuführbereich 54.
Bei der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsform
ist der Rotor als offenes Gebilde gestaltet, d. h. er be
sitzt keinen Rotormantel, und die Reinigungsflügel sind
mit der Rotorwelle über radial verlaufende Tragarme ver
bunden. Im übrigen ist der Drucksortierer nach den Fig. 5
bis 7 gleich ausgebildet wie der Drucksortierer nach den
Fig. 1 bis 4, so daß für einander entsprechende Teile die
selben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 4 verwendet
wurden, jedoch unter Hinzufügung eines Strichs. Es sollte
deshalb auch ausreichend sein, wenn im folgenden lediglich
die Gestaltung des Rotors des Drucksortierers nach den
Fig. 5 bis 7 erläutert wird.
Der Rotor 32′ des in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Druck
sortierers 10′ besitzt an der Rotorwelle 40′ befestigte,
sternförmig angeordnete, d. h. radial verlaufende Arme 34′,
und an jedem dieser Arme ist ein Reinigungsflügel 50′ be
festigt. Auch diese Reinigungsflügel sind wieder leisten
förmig ausgebildet, und längs eines jeden dieser Reini
gungsflügel folgen abwechselnd Rückführbereiche 52′ und
Zuführbereiche 54′ aufeinander. Wie besonders deutlich die
Fig. 6 erkennen läßt, besitzen die Rückführbereiche 52′
wieder ein im Querschnitt spitzwinkliges Profilteil 52a′
mit einer ersten Flanke 52b′, die ungefähr parallel zur
Umlaufrichtung R verläuft, und einer zweiten Flanke 52c′,
welche mit der Umlaufrichtung R einen stumpfen Winkel α
bildet. Die benachbarten Zuführbereiche 54′ haben an ihrer
Anströmseite eine erste, der Siebeinlaßseite 26a zuge
wandte Flanke 54b′, die mit der Umlaufrichtung R einen
spitzen Winkel β bildet, und der Rücken der Rückführ
bereiche 52′ sowie der Zuführbereiche 54′ wird hinten von
dritten Flanken 52d′ bzw. 54d′ gebildet, die mit der Um
laufrichtung R einen spitzen Winkel γ bilden, der sich
nach hinten öffnet.
Auch bei dieser Ausführungsform werden die der Siebeinlaß
seite 26a benachbarten Fasersuspensionsanteile durch die
zweiten Flanken 52c′ der Rückführbereiche 52 in radialer
Richtung nach innen von der Siebeinlaßseite weggedrängt
und nach Vermischung mit Fasersuspensionsanteilen ge
ringerer Stoffdichte durch die ersten Flanken 54b′ der Zu
führbereiche 54′ wieder in Richtung auf die Siebeinlaß
seite 26a umgelenkt, so daß sich die gewünschten Turbu
lenzen ergeben. Mit Ausnahme der Funktion der Kanäle 56
der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 ergeben die
Reinigungsflügel 50′ also dieselben Effekte wie die Reini
gungsflügel 50.
Claims (13)
1. Rotor für Drucksortierer zum Sortieren von Fasersus
pensionen, welcher mehrere für den Umlauf an der Ein
laßseite des Drucksortierersiebs vorgesehene, quer zur
Umlaufrichtung und ungefähr parallel zur Siebeinlaß
seite verlaufende Reinigungsflügel aufweist, die im
Schnitt quer zur Rotorachse ein tragflügelähnliches
Profil aufweisen und von denen wenigstens ein Teil
zumindest Bereiche (Rückführbereiche) aufweist, deren
Profil an der Anströmseite zum Wegdrängen der
Fasersuspension vom Sieb ungefähr spitzwinklig - in
Umlaufrichtung schräg auf die Siebeinlaßseite weisend -
mit einer dem Sieb zugewandten ersten Flanke und einer
vom Sieb abgewandten zweiten Flanke ausgebildet ist,
wobei die zweite Flanke mit der Umlaufrichtung einen
stumpfen Winkel bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Teil der
Reinigungsflügel (50; 50′) zumindest Bereiche (Rückführbereiche)
(54; 54′) aufweist, welche bezüglich der Rückführbereiche
(52; 52′) derart angeordnet sind, daß die
von den letzteren vom Sieb (26) weggedrängte Fasersuspension
auf die Zuführbereiche (54; 54′) auftrifft,
die im Schnitt quer zur Rotorachse (20) an der
Anströmseite eine dem Sieb (26) zugewandte erste Flanke
(54b; 54b′) besitzen, welche mit der Umlaufrichtung (R)
einen spitzen Winkel (β) bildet.
2. Rotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsflügel
(50; 50′) - in Richtung der Rotorachse (20) von
einem Zulaufende des Siebs (26) zum anderen Siebende
gesehen - mit der Rotorachse (20) einen solchen
spitzen Winkel (δ) bilden, daß die dem Zulaufende des
Siebs (26) zugewandten Enden der Reinigungsflügel (50;
50′) deren anderen Enden in Rotorumlaufrichtung (R)
voreilen.
3. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Umlaufrichtung
(R) aufeinanderfolgende Rückführbereiche (52; 52′) in
Richtung der Rotorachse (20) zueinander versetzt sind.
4. Rotor nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in Umlaufrichtung (R) aufeinanderfolgende
Zuführbereiche (54; 54′) in Richtung der
Rotorachse (20) zueinander versetzt sind.
5. Rotor nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die in Richtung der Rotorachse (20) gemessene
Länge der Rückführbereiche (52; 52′) und der
Zuführbereiche (54; 54′) identisch ist und der Versatz
gleich dieser Länge ist.
6. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flanke
(52b; 52b′) der Rückführbereiche (52; 52′) ungefähr
parallel zur Umlaufrichtung (R) verläuft.
7. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (52)
eine dem Sieb (26) zugewandte rotationssymmetrisch
ausgebildete Mantelfläche (34) besitzt, auf die die
Reinigungsflügel (50) aufgesetzt sind, und daß der un
gefähr spitzwinklig ausgebildete Profilteil (52a) der
Rückführbereiche (52) in radialem Abstand von der
Rotormantelfläche (34) angeordnet ist, so daß der
Rückführbereich (52) zusammen mit seinem spitzwink
ligen Profilteil (52a) und der Rotormantelfläche (34)
einen quer zur Umlaufrichtung (R) verlaufenden Kanal
(56) bildet.
8. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten,
Flanken (52b; 52b′) der Reinigungsflügel (50; 50′) an
der Außenseite des Rotors (32; 32′) liegen.
9. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der
Reinigungsflügel (50; 50′) in Umlaufrichtung (R)
hinter der ersten Flanke (52b, 54b; 52b′, 54b′) eine
dritte, dem Sieb (26) zugewandte Flanke (52d, 54d;
52d′, 54d′) aufweist, welche mit der Umlaufrichtung
(R) einen sich nach hinten öffnenden spitzen Winkel
(γ) bildet.
10. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführbe
reiche (52; 52′) in Richtung der Rotorachse (20) neben
der ersten Flanke (52b; 52b′) eine dem Zulaufende des
Siebs (26) zugewandte schräge Seitenfläche (50d; 50d′)
aufweisen, welche für eine vom Zulaufende in Richtung
der Rotorachse (20) ausgerichtete Strömung eine in
Richtung auf das Sieb (26) ansteigende Auflauffläche
bildet.
11. Rotor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß wenigstens ein Teil der Reinigungsflügel
(50; 50′) als quer zur Umlaufrichtung (R) und ungefähr
parallel zur Siebeinlaßseite (26a) verlaufende Leisten
ausgebildet ist, längs welcher Rückführ- und Zuführbe
reiche (52 bzw. 54; 52′ bzw. 54′) abwechselnd aufein
ander folgen.
12. Rotor nach den Ansprüchen 3 und 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Leisten (50; 50′) - in Richtung der
Rotorachse (20) gesehen - mit der Rotorachse einen
Winkel zwischen ca. 5° und ca. 45° bilden.
13. Rotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leisten über einen größeren Teil ihrer Länge,
welcher dem Zulaufende des Siebs zugewandt ist, mit
der Rotorachse einen kleineren Winkel bilden als der
restliche, kürzere Teil der Leisten.
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