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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sieb- bzw. Sortiervorrichtung
zum Absieben von Faserstoffsuspensionen, umfassend: ein Gehäuse, einen Siebkorb
mit einer röhrenförmigen Mantelwand
mit Sieböffnungen,
wobei die Mantelwand das Innere des Gehäuses in eine zentrale Kammer
und eine im Wesentlichen ringförmige
Außenkammer
unterteilt, ein Einlasselement zum Liefern einer abzusiebenden Suspension
entweder in die zentrale Kammer oder in die Außenkammer, ein Gutstoffauslasselement
zum Austragen einer „entwickelten" Gutstofffraktion
der Suspension, welche die Sieböffnungen
passiert hat, und ein Abfallauslasselement zum Austragen einer entwickelten
Abfallfraktion der Suspension. Die Vorrichtung umfasst weiterhin
einen im Gehäuse
angeordneten Rotor, der Druck- und Saugimpulse in der zu siebenden
Suspension längs
der Mantelwand liefert. Die Erfindung befasst sich auch mit einem
Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung. Eine solche Vorrichtung
und ein solches Verfahren sind beispielsweise aus der
US 6 165 370 A bekannt.
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In
der Stoff/Pulpen- und Papierherstellungsindustrie wird diese Art
von Drucksiebvorrichtung zum Reinigen von Faserstoffsuspensionen
von unerwünschten
Feststoffpartikeln wie Debris bzw. kleinen Fremdteilen, Holzschnitzeln
und dergleichen, verwendet. Normalerweise ist eine solche Drucksiebvorrichtung
verbunden mit einem System von anderen Siebvorrichtungen, so dass
die Suspension in verschiedenen Reinigungsstufen behandelt wird.
Die Leistung jeder individuellen Reinigungsstufe ist abhängig von
der Leistung der anderen Stufen. Es ist daher sehr wichtig, dass
jede Druckabsiebvorrichtung überwacht
und geregelt wird auf optimale Siebleistung bzw. optimalen Siebwirkungsgrad,
um eine hohe Reinheit der endgültig
gereinigten Stoffsuspension sicherzustellen.
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Es
ist bekannt, die Arbeitsweise beim Drucksieben, insbesondere der
Vorrichtungen des oben beschriebenen Typs, zu überwachen, indem Daten, die
mit dem Strom der der Vorrichtung zugeführten Suspension zusammenhängen, aufgezeichnet
werden, sowie der Strömung
der Gutstofffraktion, der Strömung
der Abgangs- bzw. Abfallfraktion, die die Vorrichtung verlässt, der
Motorleistung oder -belastung oder dem Differentialdruck zwischen
den Strömungen
von Zuführungs-
und Gutstofffraktion. Bei spielsweise offenbart die
US 6324490 B1 ein System zum Überwachen
der Leistung eines Druckfiltersiebs, um zu bestimmen, wann eine
Siebplatte des Siebkorbes aufgrund von Verschleiß ausgewechselt werden sollte.
Das bekannte System verwendet einen oder mehrere Sensoren, welche
den Zuführungsstrom,
den Gutstoffstrom, den Abfallstrom, den Wasserverdünnungsstrom,
den Druckverlust über Filtersieb
oder den Druck der Zuführungsströmung, des
Gutstoffstroms, des Abfallstroms oder des Verdünnungswasserstroms erfassen
oder fühlen
können.
Andere Sensoren können
eingesetzt werden, um die Konsistenz/Stoffdichte oder Viskosität der Suspension
hinter dem Filtersieb zu erfassen. Daten, die aus wenigstens den
neuesten Vier-Stunden-Perioden
des Betriebs analysiert werden, um zu bestimmen, ob das Filtersieb
unakzeptabel leistet, derart, dass eine oder mehrere seiner Siebplatten
ausgetauscht werden sollten, werden analysiert.
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Solche
aufgezeichneten Daten können
aber nicht den momentanen Betriebszustand der Siebvorrichtung anzeigen.
Darüber
hinaus ist die begrenzte Information, die aus solchen Daten hergeleitet
werden kann, nicht ausreichend, um gelegentliche Störungen im
Betrieb der Siebvorrichtung zu erfassen bzw. zu detektieren. Wird
also der Siebkorb einer ungleichförmigen Last ausgesetzt, beispielsweise
dass ein Blatt des Rotors höhere
oder niedrigere Last als die anderen Blätter leistet, lässt sich
dieser Zustand aus den aufgezeichneten Daten nicht ermitteln. Wenn
beispielsweise die Faserstoffsuspension lange und flexible Debrispartikel
bzw. kleine Fremdkörper enthält, können sie
sich über
die Anströmkante
eines oder mehrerer der Blätter
aufstapeln bzw. darüber „drapieren". Somit wird das
drapierte Blatt seine Saugwirkung auf den Stoff verlieren, während es längs der
Mantelwand streicht, so dass der Siebkorb ungleichförmigen Lasten
ausgesetzt wird. Außerdem können die „drapierenden" Partikel mechanisch
Energie auf den Siebkorb übertragen
und eine ungleichförmige
Last und ein vorzeitiges Versagen des Siebkorbes herbeiführen. Solche
abnormalen Bedingungen existieren über gewisse Zeiträume in der
Siebvorrichtung, ohne dass sie bemerkt werden.
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Ein
anderer abnormer Zustand kann sich einstellen, da eine gelegentlich
ungleichförmige
auf die Mantelwand des Siebkorbes durch den Rotor ausgeübte Last
aufgrund übermäßig großer Partikel,
die zwischen den Rotorschaufeln der Mantelwand eingefangen werden
können,
auftreten kann. Normalerweise sind solche Situationen von kurzer
Dauer, sind sie aber häufig,
dann verkürzen
sie in signifikanter Weise die Lebensdauer des Siebkorbes. Solche übergroßen Partikel
können
Chips in einer thermomechanischen Stoff-(TMP)-Leitung sein oder
sog. Debris bzw. kleine Fremdteile in einer Leitung zur Produktion
rezyklierter Faserpulpe bzw. von rezykliertem Faserstoff.
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Wenn
somit ein Blatt nicht in die Lage versetzt wird, seine beabsichtigte
Funktion aufgrund des Drapierens des vorderen Endes des Blattes
oder aufgrund von Partikeln, die zwischen Blatt und Mantelwand des
Siebkorbs eingefangen werden, ausüben kann, dann gibt es keine
Möglichkeit
für das
Bedienungspersonal hinsichtlich des unerwünschten Zustandes bis es zu
spät ist,
davon Kenntnis zu erhalten. Eine große Anzahl von Versagen des
Siebkorbs in der Vergangenheit lässt
sich auf solche abnormen Bedingungen zurückführen, die vom Bedienungspersonal
nicht bemerkt wurden.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Siebvorrichtung
des unten beschriebenen Typs zur Verfügung zu stellen, dessen Betrieb
geregelt wird, um die gewünschte
Qualität
der gesiebten die Vorrichtung verlassenden Suspension aufrecht zu
erhalten. Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung
einer Siebvorrichtung, deren Betriebsweise geregelt wird, um die
Vorrichtungen rechtzeitig zu schützen,
wenn ein abnormaler Betriebszustand auftreten soll.
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Diese
Ziele werden erreicht durch eine Siebvorrichtung der eingangs genannten
Art, die sich auszeichnet durch wenigstens ein längliches Trägerelement, das den Siebkorb
mit dem Gehäuse
verbindet, wenigstens einen Lastsensor, der auf dem Trägerelement
angeordnet ist, um die durch den Siebkorb ausgeübte Last auf das Trägerelement
während
des Betriebs der Vorrichtung zu erfassen, sowie eine Regeleinheit,
die wenigstens einen Betriebsparameter während des Betriebs in Abhängigkeit
von Signalen vom Lastensensor regelt.
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Hierdurch
kann die Betriebsweise der Siebvorrichtung unmittelbar automatisch
eingestellt werden, wenn die erfasste Last auf das Trägerelement von
einem Normalwert abweicht. Der Arbeitsparameter kann die Konsistenz/Stoffdichte
der der Vorrichtung zugeführten
Suspension, der Fluss der Gutstofffraktion, der Fluss der Abgangs- bzw. Abfallfraktion, die
Zuführung
von Verdünnungsflüssigkeit
zur Abfallfunktion oder die Drehgeschwindigkeit des Rotors sein,
wie im Folgenden erläutert
werden wird.
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Somit
umfasst die Vorrichtung bevorzugt eine Stoffdichteneinstellungsvorrichtung
zum Einstellen der Stoffdichte der zu siebenden Suspension, wobei
die Regeleinheit als Betriebsparameter die Stoffdichte der zu siebenden
Suspension in Abhängigkeit von
Signalen vom Lastsensor regelt. Das Mittel zur Einstellung der Stoffdichte
umfasst typischerweise eine Pumpe zum Liefern von Verdünnungsflüssigkeit an
die zu siebende Suspension. Alternativ oder in Kombination mit der
Regelung der Stoffdichte, kann die Regeleinheit die Drehgeschwindigkeit
des Rotors als Betriebsparameter in Abhängigkeit von Signalen vom Lastsensor
regeln.
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Für den Fall,
dass die erfasste Last auf das Trägerelement abnorm sein sollte,
beispielsweise aufgrund übergroßer Partikel,
die zwischen den Rotorblättern
und dem Mantel des Siebkorbes erfasst werden, kann die Regeleinheit
sofort einen Spülzyklus
starten, der den Fluss der Gutstofffraktion regelt und temporär stillsetzt
und durch Regeln der Abfallfraktion auf temporäre Zunahme regelt. Wenn die
erfasste Last nach so einem Spülzyklus
nicht normal sein sollte, sondern immer noch abnormal, kann die Regeleinheit
in geeigneter Weise den Rotor regeln, der daraufhin aufhört sich
zu drehen und eine Inspektion von Siebkorb und Rotor ermöglicht.
Zusätzlich
zu den oben beschriebenen automatischen Maßnahmen kann die Vorrichtung
einen Alarm umfassen, wobei die Regeleinheit den Alarm betätigt, wenn
abnorme Lasten angezeigt werden. Durch solch einen Alarm kann das
Bedienungspersonal unmittelbar gerufen werden, wodurch das Bedienungspersonal
geeignete vorkehrende Maßnahmen
rechzeitig treffen kann, beispielsweise wie das Spülen des
Siebs durch Schließen
des Gutstofffraktionsventils und durch volles Öffnen des Ventils für die Abfallfraktion über ein kurzes
Intervall: hierbei wird die Drehzahl des Rotors herabgesetzt oder
der Vorgang gestoppt, um die Inspektion der Siebvorrichtung zu ermöglichen.
Der Alarm kann einen Lautsprecher oder visuelle Mittel, beispielsweise
flackernde Lampen, umfassen.
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Nach
einer besonderen Ausführungsform der
Erfindung verbindet das Trägerelement
den Siebkorb und das Gehäuse
an einer ersten Stelle, und ein zusätzliches Trägerelement verbindet den Siebkorb und
das Gehäuse
an einer zweiten Stelle, die am Umfang gegenüber der ersten Stelle bezogen
auf den Siebkorb versetzt ist. Ein zusätzlicher Lastsensor ist auf
dem zusätzlichen
Trägerelement
angeordnet, um eine Last zu erfassen, die durch den Siebkorb auf
das zusätzliche
Trägerelement
während
des Betriebs der Vorrichtung ausgeübt wird. Bei dieser Ausführungsform
regelt die Regeleinheit den Betriebsparameter abhängig von
Signalen aus den erstgenannten und zusätzlichen Lastsensoren. Geeignet regelt
die Regeleinheit den Betriebsparameter abhängig von den Signalen, die
gleichzeitig durch die erstgenannten und zusätzlichen Lastsensoren ausgegeben
wurden, das heißt,
den jeweiligen Charakter der Signale zum gleichen Zeitpunkt. Die
Regeleinheit kann die Stoffdichte oder Konsistenz der Suspension,
die gesiebt werden soll, sowie die Drehgeschwindigkeit des Rotors
als Arbeitsparameter abhängig
von Signalen von den beiden Lastsensoren regeln. Für den Fall,
dass die Signale von den beiden Lastsensoren eine abnorme Differenz
zwischen der durch den erstgenannten Lastsensor erfassten Last und
der durch den zusätzlichen
Lastsensor erfassten Last aufgrund schädlicher ungleichförmiger Lasten auf
den Siebkorb anzeigen, kann der oben beschriebene Spülzyklus
durchgeführt
werden und gegebenenfalls kann die Regeleinheit den Rotor regeln,
um die Drehung zu unterbinden.
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Zusätzlich zu
den oben genannten automatischen Maßnahmen kann die Regeleinheit
den Alarm in Abhängigkeit
von Signalen von den Lastsensoren aktivieren, die eine abnorme Differenz
zwischen den beiden Lasten anzeigen. Der Alarm bewirkt die Aufmerksamkeit
des Arbeitspersonals, so dass dieses geeignete Schutzmaßnahmen
ergreifen kann, beispielsweise wie das Auslösen des Spülzyklus und/oder das Herabsetzen
der Drehzahl des Motors oder die Unterbrechung der Betriebsweise,
damit die Inspektion der Siebvorrichtung möglich wird.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist der Rotor in der zentralen Kammer angeordnet und das
Trägerelement
erstreckt sich in die äußere Kammer.
Bei dieser Ausführungsform umfasst
die Siebvorrichtung einen Verdünnungsflüssigkeitssammler
auf der Mantelwand des Siebkorbes, um Verdünnungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser,
an die zentrale Kammer zu liefern, um eine Eindickung der Suspension
während
des Betriebs entgegenzuwirken und wenigstens ein Lieferrohr für die Verdünnungsflüssigkeit,
um Verdünnungsflüssigkeit
von außerhalb
des Gehäuses
an den Sammler zu liefern sowie eine Pumpe, um Verdünnungsflüssigkeit
durch das Lieferrohr zum Sammler zu pumpen. Der Sammler unterteilt
den Siebkorb in zwei Siebabschnitte, einen primären Siebabschnitt und einen sekundären Siebabschnitt.
Der Sammler wird verwendet, um Verdünnungswasser an eine entwickelte primäre eingedickte
Abfallfraktion zu liefern, welche den primären Siebabschnitt verlässt, um
die primäre Abfallfraktion
auf eine geeignete Zuführungskonsistenz
bzw. -stoffdichte zu verdünnen,
normalerweise die gleiche Zuführungsstoffdichte
wie die der ankommenden Suspension. Die verdünnte primäre Abfallfraktion wird dann
in den sekundären
Siebabschnitt abgesiebt. Die beiden Gutstofffraktionen, die an den primären und
sekundären
Siebabschnitten entwickelt wurden, werden kombiniert und durch das
Ausgangselement für
die Gutstofffraktion ausgetragen.
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Die
Strömung
der Verdünnungsflüssigkeit, die
Notwendigkeit um die Lieferung an die Abfallfraktion sicherzustellen,
die im primären
Siebabschnitt entwickelt wurde, hängt von dem Typ von Faserbrei, der
Produktionsrate und der Auslegung sowie den Arbeitsvariablen dieses
Typs von Siebvorrichtung ab. Selbst kleine Veränderungen in der Faserlänge und den
Entwässerungseigenschaften
beeinflussen die Neigung zur Eindickung der Faserstoffsuspension. Nach
der bevorzugten Ausführungsform
regelt die Regeleinheit als den Betriebsparameter die Strömung der
Verdünnungsflüssigkeit,
die durch die Pumpe gepumpt wurde, und zwar in Abhängigkeit von
Signalen vom Lastensensor, so dass die Verdünnung der eingedickten primären Abgangs- bzw. Abfallfraktion
immer zweckmäßig ist.
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Das
durch den Rotor durch den Faserbrei auf den Siebkorb während des
Betriebs übertragene
Moment erzeugt eine Tangentiallast auf den Siebkorb. Diese Tangentiallast
ist eine Funktion der Stoffdichte oder Konsistenz der Suspension,
die durch den Siebkorb abgesiebt wurde. Steigert man die Stoffdichte, das
heißt,
verstärkt
man die Eindickung, so vergrößert sich
die Kraft, die erforderlich ist, um die Scherbewegung und eine Fluidisierung
einer Schicht im Siebkorb nahe der Oberfläche der Mantelwand herzustellen.
Somit ist die Tangentialkraft auf den Siebkorb eine Funktion der
Neigung zur Eindickung der Faserstoffsuspension, die abhängig ist
von Freiheit und Faserlänge
sowie dem Strömungsdurchsatz
der Gutstofffraktion und der Strömungsrate
oder dem Strömungsdurchsatz
der Abfallfraktion. Der Lastsensor beispielsweise liegt in Form
eines Dehnungsmessstreifens vor und erfasst die Tangentiallast des Siebkorbs,
die auf das Trägerelement
ausgeübt
wird. Die Regeleinheit kann die Pumpe dahingehend regeln, dass sie
die Strömung
der Verdünnungsflüssigkeit
in Abhängigkeit
von Signalen von dem Lastsensor verändert, die eine Änderung
in der Last auf das Trägerelement
anzeigt, so dass die Verdünnung
der primären
Abgangsfraktion zweckmäßig wird.
Insbesondere kann die Regeleinheit die Pumpe dahingehend regeln,
dass der Strom an Verdünnungsflüssigkeit
abhängig von
Signalen von dem Sensor vergrößert wird,
die einen Anstieg in der Last auf das Trägerelement anzeigen und umgekehrt.
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Beim
Sensor kann es sich um einen piezoelektrischen Sensor handeln, der
besonders geeignet zur Erfassung schneller Änderungen in der Last auf das
Trägerelement
aufgrund beschädigenden
Vibrationen des Siebkorbs ist, die auf das Trägerelement ausgeübt werden.
Solche beschädigenden
Vibrationen treten auf, wenn die Rotorblätter nicht richtig arbeiten.
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Gemäß einem
praktischen Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfasst das Trägerelement
das Verdünnungsflüssigkeitszuführungsrohr.
Bei dieser Ausführungsform
ist der Sensor in geeigneter Weise auf dem Verdünnungsflüssigkeitszuführungsrohr
angeordnet. Alternativ kann der Sensor einen Ringsensor umfassen,
der das Verdünnungsflüssigkeitszuführungsrohr
umgibt und am Gehäuse
und dem Zuführungsrohr
befestigt ist.
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Auch
kann die bevorzugte Ausführungsform zwei
Trägerelemente,
je versehen mit zwei Lastsensoren, umfassen, wie oben in Verbindung
mit der besonderen Ausführungsform
beschrieben. In diesem Fall regelt die Regeleinheit die Strömung der
Verdünnungsflüssigkeit,
die durch die Pumpe gepumpt wurde, in Abhängigkeit von Signalen von den
beiden Lastsensoren, bevorzugt von Signalen, die gleichzeitig von
den Lastsensoren ausgesandt wurden. Die Regeleinheit kann die Strömung oder
den Fluss der Verdünnungsflüssigkeit,
die durch die Pumpe gepumpt wurde, im Hinblick auf eine Änderung
abhängig
von Signalen regeln, die von den Lastsensoren stammen und Änderungen
in den Lasten auf die Trägerelemente
anzeigen, beispielsweise, um die Strömung der Verdünnungsflüssigkeit
zu regeln, um Abhängigkeit
von Signalen von den Lastsensoren zu nehmen, die einen Anstieg in
den Lasten auf die Trägerelemente
anzeigen. Die beiden Trägerelemente können zwei
Verdünnungsflüssigkeitszuführungsrohre
umfassen, in denen die beiden Lastsensoren in geeigneter Weise auf
den beiden Verdünnungsflüssigkeitszuführungsrohren
jeweils angeordnet sind. Jeder Lastsensor kann einen Ringsensor
umfassen, der sein zugeordnetes Zuführungsrohr umgibt und am Gehäuse und
an dem Zuführungsrohr
befestigt ist.
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Zusätzlich zur
Regelung der Strömung
der Verdünnungsflüssigkeit
bei der bevorzugten Ausführungsform
kann auch die Stoffdichte der zu siebenden Suspension sowie die
Drehgeschwindigkeit des Rotors in der gleichen Weise wie oben bei
den vorbeschriebenen Ausführungsformen
geregelt werden.
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Die
Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Betätigung der Siebvorrichtung.
Somit umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung:
- – Vorsehen
wenigstens eines länglichen
Trägerelements,
welches den Siebkorb mit dem Gehäuse verbindet,
- – Liefern
einer Stoffsuspension entweder an die zentrale Kammer oder die äußere Kammer,
so dass die Suspension in eine Gutstofffraktion der Suspension,
welche die Sieböffnungen
der Mantelwand durchsetzt, und eine Abfallfraktion der Suspension,
welche die Sieböffnungen
nicht passiert, gesiebt bzw. sortiert wird,
- – In-Drehung-Versetzen
des Rotors, um Druck und Saugimpulse in der Suspension längs der Mantelwand
zu liefern,
- – Erfassen
der durch den Siebkorb auf das Trägerelement ausgeübten Last,
und
- – Regeln
wenigstens eines Arbeitsparameters in Abhängigkeit von der erfassten
Last.
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Im
Allgemeinen kann das Verfahren umfassen: das Regeln der Stoffdichte
der zugeführten Stoffsuspension
als den Arbeits- oder Betriebsparameter.
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Das
Verfahren kann auch das Regeln als einen ersten Parameter der Strömung der
Gutstofffraktion und als zweiten Parameter die Strömung der
Abgangsfraktion umfassen, wobei die Strömung der Gutstofffraktion geregelt
wird, um temporär
angehalten zu werden, und die Strömung der Abfallfraktion wird
geregelt, um temporär
abhängig
von den erfassten abnormen Lasten zuzunehmen, das heißt, ein Spülzyklus
wird initiiert.
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Der
Arbeitsparameter kann die Drehgeschwindigkeit des Rotors umfassen.
Beispielsweise kann der Rotor geregelt werden, um mit dem Drehen in
Abhängigkeit
von erfassten abnormen Lasten aufzuhören.
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Wo
die Siebvorrichtung zwei Trägerelemente mit
zwei Lastsensoren umfasst, umfasst das Verfahren das Regeln der
Arbeitsparameter in Abhängigkeit von
und bevorzugt gleichzeitig von den erfassten Lasten auf die beiden
Trägerelemente.
Auch in diesem Fall kann der Betriebsparameter die Stoffdichte der
zugeführten
Stoffsuspension, die Strömung
der Gutstofffraktion, die Strömung
der Abfallfraktion oder die Drehgeschwindigkeit des Rotors umfassen.
Der Spülzyklus
kann initiiert werden und gegebenenfalls kann der Rotor geregelt
werden, um mit der Drehung in Abhängigkeit von erfassten Lasten
auf die beiden Trägerelemente
aufzuhören,
die eine abnorme Differenz zwischen der Last auf eines der Trägerelemente und
die Last auf das andere Trägerelement
anzeigen.
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Das
Verfahren kann weiterhin umfassen: Zuführen einer Verdünnungsflüssigkeit
an die zentrale Kammer, um der Eindickung der Suspension entgegenzuwirken,
und Regeln als Betriebsparameter der Strömung der Verdünnungsflüssigkeit
zur zentralen Kammer. Wo die Siebvorrichtung ein Trägerelement umfasst,
wird die Strömung
der Verdünnungsflüssigkeit
geregelt, um sich zu ändern,
und zwar abhängig von
einer erfassten Änderung
in der Last auf das Trägerelement.
Beispielsweise kann die Strömung
der Verdünnungsflüssigkeit
geregelt werden, um abhängig
von der erfassten Zunahme in der Last auf das Trägerelement zuzunehmen. Umfasst
die Vorrichtung zwei Trägerelemente
mit zwei Lastsensoren, so umfasst das Verfahren das Regeln der Strömung der Verdünnungsflüssigkeit
in Abhängigkeit
von und bevorzugt gleichzeitig zu den erfassten Lasten auf die beiden
Trägerelemente.
Die Strömung
der Verdünnungsflüssigkeit
kann geregelt werden, um abhängig von
erfassten Änderungen
in den Lasten auf die beiden Trägerelemente
sich zu ändern,
beispielsweise in Abhängigkeit
von erfassten Zunahmen in den Lasten auf die beiden Trägerelemente
zuzunehmen.
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Die
Erfindung soll nun genauer im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben werden, in denen
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1 eine
teilweise aufgeschnittene perspektivische Darstellung einer bevorzugten
Ausführungsform
der Siebvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist,
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2 ist
eine geschnittene perspektivische Darstellung eines Siebkorbs, der
zur Vorrichtung der 1 passt,
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3 ist
ein vergrößertes Detail
der Ausführungsform
der 1,
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die 4 und 5 zeigen
Modifikationen der in 3 gezeigten Ausführungsform,
und
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6 ist
eine teilaufgeschnittene perspektivische Darstellung einer allgemeinen
Ausführungsform
der Siebvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen: gleiche Bezugszahlen bezeichnen identische
oder entsprechende Elemente durch die verschiedenen Figuren hindurch.
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1 ist
eine Siebvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Absieben von Pulpen- oder Stoffsuspensionen und umfasst:
ein Gehäuse 2, ein
Einlasselement 4, das lösbar
am Zuführungsrohr 6 befestigt
ist, um eine zu siebende Suspension in das Gehäuse 2 zu fördern, einen
röhrenförmigen Siebkorb 8,
der das Innere des Gehäuses 2 in
eine zentrale im Wesentlichen zylindrische Kammer 10 zur
Aufnahme der zu siebenden Suspension an einem Ende 12 der
mittigen Kammer 10 und eine einzige äußere ringförmige Gutstoffkammer 14 unterteilt zur
Aufnahme einer Gutstofffraktion der Suspension, die den Siebkorb 8 durchsetzt
hat, ein Gutstoffauslasselement 16, das lösbar mit
einem Gutstoffauslassrohr 18 verbunden ist, um die Gutstofffraktion
aus der Gutstoffkammer 14 auszutragen, sowie ein Abfallauslasselement 20,
das lösbar
mit einem Abfallauslassrohr 22 verbunden ist, um eine Abfallfraktion
der Suspension aus der zentralen Kammer 10 an dem anderen
Ende 24 hiervon auszutragen. Ein durch einen Motor 27 angetriebener
Rotor 26 ist in der zentralen Kammer 10 angeordnet
und verfügt über sechs Blätter oder
Schaufeln 11, die Druck- und Saugimpulse in der Suspension
längs des
Siebkorbs 8 hervorrufen. Ein ringförmiger Verdünnungsflüssigkeitssammler 28 ist
vorgesehen, um Verdünnungsflüssigkeit
an die zentrale Kammer 10 zwischen deren Enden 12 und 24 zu
liefern.
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Gemäß 2 umfasst
der Siebkorb 8 eine zylindrische Mantelwand 30 mit
Sieböffnungen,
die die Gestalt von Schlitzen annehmen. Die Mantelwand 30 ist
mit einem oberen Flansch 32 und einem unteren Flansch 34 versehen,
die gegen eine obere Schulter 36 auf dem Gehäuse und
eine untere Schulter 38 auf dem Gehäuse jeweils abdichten. Die
Mantelwand 30 ist in zwei getrennte zylindrische Teile 40 und 42 unterteilt,
die axial durch den Ringsammler 28 miteinander verbunden
sind. Der Sammler 28 bildet einen röhrenförmigen Kanal 46 für die Verdünnungsflüssigkeit
und erstreckt sich um die Mantelwand 30. Der Sammler 28 ist
mit einer Vielzahl von Ejektordüsen 50 versehen,
um Verdünnungsflüssigkeit
von dem Kanal 46 gegen die Innenseite des Siebkorbes 8 auszustoßen.
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Gemäß den 1 und 3 umfassen
die Trägerelemente 52, 53 jeweils
Zuführungsrohre 54, 55 für die Verdünnungsflüssigkeit,
um diese Verdünnungsflüssigkeit
zum Sammler 28 zu liefern. Die Rohre 54, 55 sind
auf gegenüberliegenden
Seiten des Siebkorbes 8 angeordnet. Ein Lastensensor 58, beispielsweise
ein Dehnungsmessstreifen, ist auf dem Rohr 54 und ein anderer
Lastsensor 60, beispielsweise ein piezoelektrischer Sensor,
ist auch auf dem Rohr 54 angeordnet. Zusätzlich ist
ein Drucksensor 61 zwischen dem Lieferrohr 54 und
dem Sammler 28 angeordnet. Eine Pumpe 57 ist vorhanden,
die so ausgelegt ist, dass sie Verdünnungsflüssigkeit durch das Rohr 54 zum
Sammler 28, siehe 1, pumpt.
Ein Stoffdichteneinstellmittel in Form einer Pumpe 54 ist
so ausgelegt, dass es Verdünnungsflüssigkeit
in das Lieferrohr 6 pumpt, um die Mischung mit der ankommenden
Stoffsuspension herzustellen und diese zu verdünnen. Eine Regeleinheit 62 ist
so ausgelegt, dass sie die Geschwindigkeit des Motors 27 und/oder
die Pumpe 57 und/oder die Pumpe 59 in Abhängigkeit
von Signalen von den Sensoren 58, 60, 61 regelt.
Es gibt eine Alarmeinrichtung, hier in Form eines Lautsprechers 64,
der mit der Regeleinheit 62 verbunden ist. Die Regeleinheit 62 ist so
ausgelegt, dass sie den Lautsprecher 64 dahingehend regelt,
dass er ein Alarmsignal in Abhängigkeit von
irgend einem der Sensoren 58, 60, 61 ausstößt, welcher
einen abnormen Betriebszustand der Siebvorrichtung meldet oder erfasst.
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Ein
anderer Lastsensor 66 ist auf dem Verdünnungsflüssigkeitseinlassrohr 55 angeordnet.
Die Regeleinheit 62 ist so ausgelegt, dass sie die Betriebsweise
der Vorrichtung in Abhängigkeit
von Signalen regelt, die gleichzeitig von den Lastsensoren 58 und 66 abgegeben
werden.
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4 erläutert eine
Modifikation der in 3 gezeigten Ausführungsform.
So ist ein Lastsensor in Form eines ringförmigen Dehnungsmessstreifens 68 zwischen
ei nem Flansch 70 auf dem Gehäuse 2 und einem Flansch 72 auf
dem Rohr 54 angebracht. 5 erläutert eine
andere Modifikation der in 3 gezeigten
Ausführungsform.
So wird ein Lastsensor in Form eines ringförmigen Dehnungsmessstreifens bzw.
Dehnungsmessers 74 zwischen dem Rohr 54 und einer
Rohrbuchse 76 angeordnet, welche das Rohr 74 umgibt
und am Gehäuse 2 befestigt
ist.
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Im
Betrieb wird eine zu siebende Fasersuspension über das Einlasselement 4 zum
Siebkorb 8 an dessen oberem Ende 12 geliefert.
Im Siebkorb 8 wird die Suspension längs des Abschnitts 40 der Mantelwand 30 gesiebt,
so dass eine primäre
Gutstofffraktion durch die Sieböffnungen
der Mantelwand 30 geht, während eine primäre Abgangsfraktion
sich innerhalb des Siebkorbs 8 entwickelt. Die primäre Abfallfraktion
wird durch eine geregelte Strömung
von Verdünnungsflüssigkeit
verdünnt,
welche durch die Ejektordüsen 50 gesprüht wird.
Die verdünnte
primäre
Abfallfraktion wird längs
des Abschnitts oder des Feldes 42 der Mantelwand 30 gesiebt,
so dass eine sekundäre
Gutstofffraktion durch die Mantelwand 30 tritt, während eine
sekundäre
Abfallfraktion sich innerhalb des Siebkorbs 8 entwickelt und
dann aus dem Siebkorb 8 durch das Abfallauslasselement 20 ausgetragen
wird. Die primären
und sekundären
Gutstofffraktionen werden kombiniert und durch das Gutstoffauslasselement 16 ausgetragen.
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Die
Strömung
der Verdünnungsflüssigkeit durch
die Ejektordüsen 50 wird
im Allgemeinen in Abhängigkeit
von der Stoffdichte und der Strömung
der zum Siebkorb 8 geführten
Suspension und der Stoffdichte sowie der Strömung der sekundären Abfallfraktion
geregelt, die vom Siebkorb 8 ausgetragen wurde, so dass
die Stoffdichte bzw. Konsistenz der primären Abfallfraktion, welche
den Abschnitt 42 der Mantelwand 30 betritt, im
Wesentlichen die gleiche wie die Stoffdichte der Suspension wird,
die in den Siebkorb 8 geliefert wurde. Abgesehen von dieser
allgemeinen Regelung regelt die Regeleinheit 62 die Pumpe 57,
so dass sie die Strömung
der Verdünnungsflüssigkeit
in Abhängigkeit
von Signalen vom Lastensensor 58 verändert, der eine Änderung
in der Last auf das Rohr 54 oder in Abhängigkeit von Signalen vom Drucksensor 61 gibt,
die eine Änderung
in dem durch den Siebkorb auf das Lieferrohr 54 ausgeübten Druck
anzeigen. Wenn die Signale eine zu große Differenz oder eine abnorme
Differenz zwischen den Lasten, die gleichzeitig durch die Lastsensoren 58 und 66 erfasst
wurden, anzeigen, initiiert die Regeleinheit 62 einen Spülzyklus,
indem ein nicht dargestelltes Ventil im Gutstoffauslassrohr 18 geregelt wird,
um temporär
zu schließen
und ein nicht dargestelltes Ventil in dem Abfallauslassrohr 22 zu
regeln, das temporär
dann voll öffnet.
Wenn die abnorme Lastdifferenz nach solch einem Spülzyklus
bleibt, aktiviert die Regeleinheit 62 die Alarmfunktion,
indem der Lautsprecher 64 geregelt wird, der ein Schallsignal
abgibt. Alternativ regelt die Regeleinheit 62 den Motor 27,
um die Drehung des Rotors 26 zu unterbrechen.
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6 zeigt
eine allgemeine Ausführungsform
der Erfindung ähnlich
der Ausführungsform
gemäß 1,
nur dass jetzt keine Zuführungsvorrichtung
für die
Verdünnungsflüssigkeit
vorhanden ist und dass der Siebkorb unterschiedlich ausgelegt ist. Entsprechend
umfasst die allgemeine Ausführungsform
einen ungeteilten Siebkorb 78 sowie zwei Trägerelemente
in Form von Stangen 80 und 82, die auf gegenüberliegenden
Seiten des Siebkorbs 78 angeordnet sind. Die Stangen 80, 82 verbinden
den Siebkorb 78 mit dem Gehäuse 2. Ein Lastensensor 58, beispielsweise
ein Dehnungsmessgerät,
ist auf der Stange 80 angeordnet und ein anderer Lastensensor 60,
beispielsweise ein piezoelektrischer Sensor, ist auch auf der Stange 80 angeordnet.
Bei der allgemeinen Ausführungsform
ist die Regeleinheit 62 so ausgelegt, dass sie einen Arbeitsparameter,
typischerweise die Stoffdichte bzw. Konsistenz der zugeführten Pulpen-
oder Stoffsuspension, die Strömung
der Gutstofffraktion, die Strömung
der Abfallfraktion oder die Drehgeschwindigkeit des Rotors 26 in
Abhängigkeit
von Signalen von den Sensoren 58, 60 regelt. Die
Regeleinheit 62 regelt auch den Lautsprecher 64, der
ein Alarmsignal in Abhängigkeit
von beliebigen der Sensoren 58, 60 sendet, welche
einen abnormen Betriebszustand der Siebvorrichtung erfassen.
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Ein
anderer Lastsensor 66 ist auf der anderen Stange 82 angeordnet.
Die Regeleinheit 62 kann die Arbeitsweise der Vorrichtung
in Abhängigkeit
von Signalen regeln, die gleichzeitig durch die Lastsensoren 58 und 66 abgegeben
wurden. Wenn somit die Signale eine zu große Differenz oder eine abnorme Differenz
zwischen den gleichzeitig von den Lastensensoren 58 und 66 erfassten
Lasten anzeigen, kann die Regeleinheit den Spülzyklus initiieren, die Alarmfunktion
aktivieren oder den Motor 27 stillsetzen.
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Wo
anwendbar, lassen sich die verschiedenen Elemente der Ausführungsformen
gemäß den 1 bis 5 auch
auf die allgemeine Ausführungsform
der 6 anwenden. Beispielsweise kann der ringförmige Dehnungsmessstreifen
oder Deh nungsmesser 68, gezeigt in 4, um die
Stange 80, in der gleichen Weise wie in 4 gezeigt,
herum angeordnet sein, und das in 5 gezeigte
ringförmige Dehnungsmessgerät 74 kann
um die Stange 80 herum in der gleichen Weise, wie in 5 gezeigt,
angeordnet werden.
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Weiterhin
kann die Erfindung in der Art der Siebvorrichtungen implementiert
werden, bei denen die abzusiebende Suspension der äußeren Ringkammer
zugeleitet wird und bei der der Rotor in der zentralen Kammer angeordnet
ist.