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Die
Erfindung betrifft ein Gerät
zum Sortieren von Spänen.
Die Späne
werden nach ihrem spezifischen Gewicht und ihrer Größe in gute
Fraktionen und Abfallfraktionen sortiert.
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In
der Papier- und Zellstoffindustrie wird das Siebklassieren von Spänen angewandt,
um geometrisch einheitliche Späne
zu erzeugen, so daß beispielsweise
im Kraftzellstofferfahren gleichzeitig ein möglichst hoher Aufschlußgrad und
ein möglichst niedriger Überkochungsgrad
erzielt werden können.
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Die
Technik des Spänesortierens
umfaßt verschiedene
Arten von Sieben, von denen das Flachsieb am besten bekannt ist.
Es wird zum Beispiel in der Patentveröffentlichung
FI 79251 beschrieben. Die Siebflächen eines
Flachsiebs sind gewöhnlich
mit runden Löchern
versehen. Der Spänefluß wird entsprechend
den Durchmessern der Löcher
in zwei Flüsse
unterteilt.
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Ende
der 80er Jahre wurde es in Finnland populär, Späne sogar nach ihrer Dicke zu
trennen. In der Patentveröffentlichung
FI 89082 wird eine Dickensiebvorrichtung
beschrieben. Dickensiebvorrichtungen sieben die Späne gut und
sortieren sie genau nach Größe und Dicke
der Späne
in Fraktionen eines gewünschten
Typs. Das Siebergebnis ist jedoch nur gut, wenn sich die Dickensiebvorrichtung aus
mehreren Teilen zusammensetzt. Eine solche Zusammensetzung ist natürlich teuer.
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Das
Ziel der gegenwärtigen
Siebklassierverfahren ist das Sortieren der Späne auf der Basis ihrer geometrischen
Form. Flachsiebe führen
das Sortieren hauptsächlich
nach der Länge
der Späne
aus, die Dickensiebvorrichtungen sogar nach der Spandicke, die für den Aufschluß der Späne von größerer Bedeutung
ist. Trotzdem gewährleisten
die richtige Spanlänge
und -dicke allein kein gutes Aufschlußergebnis. Bäume, die
unter verschiedenen Wachstumsbedingungen gewachsen sind und nicht
das gleiche Alter haben, weisen unterschiedliche spezifische Gewichte
auf. Aufschlußchemikalien
dringen weniger wirksam in dichtes Holz ein, und infolgedessen werden
Späne,
die ebenso dick, aber dichter sind als die übrigen Späne, nicht völlig aufgeschlossen.
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In
US-A-4 486 300 wird ein Kornsortierverfahren beschrieben. Dabei
werden Körner
nach ihrer Dichte und nach ihrem Luftwiderstand sortiert. Die Körner werden
mittels einer geneigten Gleitplatte durch Schwerkraftwirkung zu
einer Fallbewegung beschleunigt. Zusammen mit der Gleitplatte kann
ein Gebläse
benutzt werden, um den Körnern
kinetische Energie zu erteilen. Ein starker horizontaler entgegengesetzter
Luftstrom wird auf den diagonal fallenden Körnerfluß gerichtet, mit dem Ergebnis,
daß die dichtesten
und schwersten Körner
früher
herabfallen, während
die leichtesten Stücke
weiter fliegen.
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In
WO87/06506 wird ein Abscheider zum Entfernen von Fremdkörpern wie
z. B. Astknoten und eisernen Fremdkörpern aus Holzspänen offenbart. Späne werden
quer über
eine Trennkammer verteilt und fallen nach unten. Ein oder mehrere
Hochgeschwindigkeits-Luftvorhänge
werden quer zu dem fallenden Spänefluß gerichtet,
so daß das
schwerere Material nach unten fällt
und die leichteren Späne
mit dem Luftstrom vorwärts
transportiert werden. Am Boden der Trennkammer sind ein oder mehrere
verstellbare Klappen zu geeigneten Austragsöffnungen vorgesehen.
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Die
charakteristischen Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in Anspruch
1 dargelegt.
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In
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden Späne
durch einen Gebläsezerspaner
in Bewegung versetzt, und auf den Sortierprozeß wird Luftwiderstand angewandt.
Die Späne
werden sowohl nach ihrer Größe als auch
nach ihrer Dichte sortiert.
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Nachstehend
werden die Erfindung und ihre Details unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
ausführlicher
beschrieben, wobei die Ausführungsformen
gemäß den 1–3 und 7 nicht
Teil der Erfindung sind, sondern den zum Verständnis der Erfindung nützlichen
technischen Hintergrund darstellen:
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1 zeigt
ein Siebklassierverfahren nach dem Stand der Technik,
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2 zeigt
alternative Trennklappen, die bei einem Siebklassierverfahren verwendbar
sind,
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3 zeigt
ein durch einen Rollsichter ergänztes
Siebklassierverfahren,
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4 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
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5 zeigt
einen Schnitt entlang A-A von 4,
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6 zeigt
die Siebklassiervorrichtung gemäß 4,
ergänzt
durch einen Scheibensichter, und
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7 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Trennklappen.
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In 1 sortiert
ein Flachsieb 1 die Späne
in drei Fraktionen: in Sägemehl 2,
eine mittelgroße Fraktion 3 und
eine Fraktion von Übergröße bzw. Rückstandsfraktion 4.
Das Sägemehl 2 wird
gewöhnlich
zusammen mit der Rinde verbrannt. Die Rückstandsfraktion 4 wird
einer getrennten Behandlung zugeführt, zum Beispiel einem Nachzerspaner.
Die durch den Nachzerspaner erzeugten Späne werden zu dem Flachsieb 1 zurücktransportiert.
Die durch das Flachsieb 1 erzeugte mittelgroße Fraktion 3 fällt nach
unten auf den Auswerfrotor 6 eines Schleudersortierers 5.
Der Rotor dreht sich in Richtung des Pfeils P mit einer solchen
Geschwindigkeit, daß die Späne genügend kinetische
Energie erhalten, um in eine Spantrennkammer 7 fliegen
zu können.
Die Behandlung der Späne
ist nur dann erfolgreich, wenn der Auswerfrotor 6 in Bezug
auf die zu behandelnde Spanmenge breit genug ist. Mit Hilfe des
Flachsiebs können
die Späne
gleichmäßig über die
gesamte Breite des Auswerfrotors verteilt werden.
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Die
Drehgeschwindigkeit des Rotors 6 wird so eingestellt, daß die Späne von akzeptierter
Größe und normaler
Dichte in einem Trichter 9 vor einer Trennklappe 8 in
der Trennkammer 7 zurückgelassen werden.
Folglich bilden die Späne,
die in den Trichter 9 fallen, die akzeptierte bzw. gute
Fraktion. Die dichtesten und schwersten Späne fliegen am weitesten weg,
so daß sie über die
erste Trennklappe 8 hinaus fliegen und in einem hinter
der ersten Trennklappe angeordneten Trichter 10 und einer
Nachverarbeitungsvorrichtung 11 landen. Dies ist auf das
größere Verhältnis kinetische
Energie/Luftwiderstand dieser Späne
zurückzuführen, das
eine längere
Flugbahn verursacht. Durch Einstellen des Winkels der Trennklappe 8 entsprechend
dem Pfeil N und Verstellen der Drehgeschwindigkeit des Rotors 6 wird
nach einer optimalen Lage gesucht, in der ein möglichst großer Teil der akzeptierten Späne vor der
Trennklappe 8 herabfällt
und ein möglichst
großer
Teil der Späne mit Übergröße und der
dichteren Späne
an der Trennklappe 8 vorbeifliegt. Die Trennkammer 7 kann auch
mit einem dritten Trichter 12 ausgestattet werden, der
als Abfallsammler dient.
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Ferner
kann der Abfallsammler 12 mit einer verstellbaren Trennklappe 13 ausgestattet
werden, die vor dem Abfallsammler angeordnet ist. Der Abfallsammler
nimmt alle Stücke
auf, die dichter als Holz sind, d. h. Steine, Eisenstücke und
möglicherweise sogar
die schwersten Astknoten, die nicht in den Spänen enthalten sein sollen.
In den 1–6 stehen
die Pfeile für
die Flugbahnen der Späne.
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Von
oben kann mit Hilfe von Düsen 14 ein Luftstrom 24 in
den vom Rotor 6 ausgehenden Spänefluß eingeblasen werden, um zu
veranlassen, daß sich
die Späne
effektiver voneinander trennen. Da der Luftstrom die Späne nach
unten drückt,
und da der Luftwiderstand zunimmt, kann der Trennbereich verkürzt werden.
Die Düsen
können
auch an den Seiten oder an der Rückseite
der Kammer installiert werden, um den Luftwiderstand zu erhöhen. In diesem
Fall kann der Luftstrom senkrecht oder diagonal zur Flugbahn der
Späne gerichtet
sein.
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In 2 sind
die Trennklappen 8' und 13', statt einen
verstellbaren Winkel aufzuweisen, entsprechend dem Pfeil R vertikal
verstellbar.
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In 3 wird
anstelle einer Trennklappe 8 ein Rollsichter 15 verwendet,
um die akzeptierten bzw. guten Späne von großen Spanstücken zu trennen, die jedoch
wegen ihres großen
Luftwiderstands nicht weit fliegen. Die auf den Rollsichter fallenden akzeptierten
Späne fallen
durch die Zwischenräume zwischen
den Rollen und landen im Trichter 9 unter den akzeptierten
Spänen.
Der Rollsichter transportiert zu große oder zu dicke Späne auf seiner
Oberfläche
zum Trichter 10. Die Rollen drehen sich in Richtung des
Pfeils S. Statt eines Rollsichters kann irgendeine entsprechende
Vorrichtung eingesetzt werden, wie z. B. ein Scheibenlichter.
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Anstelle
eines Flachsiebs können
auch andere Vorsichtungsverfahren angewandt werden, d. h. Rollen-,
Scheibensichter- oder Stabrostverfahren, die eine gleichmäßige Späneschicht über die
gesamte Breite der Auswerfrotors ergeben. Wenn kein Vorsichten angewandt
wird, kann die Späneschicht durch
einen Querschneckenförderer
oder einen Gebläseförderer über den
Auswerfrotor verteilt werden.
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In 4 wird
erfindungsgemäß ein Blasvorgang
anstelle eines Auswerfrotors angewandt. Der Blasvorgang wird durch
einen Gebläsezerspaner 16 erzeugt,
dessen Ausblasrohr 17 direkt mit der Trennkammer 7 verbunden
ist. Die Scheibe 18 des Gebläsezerspaners dreht sich in
Richtung des Pfeils G. Am äußeren Umfang
der Scheibe sind Flügel 19 angebracht,
die einen starken Luftstrom in dem Ausblasrohr 17 erzeugen.
Die Zentrifugalkraft bewegt auch die Späne zum äußeren Umfang des Zerspaners. Ferner
bewirken die Flügel
und der Luftstrom, daß die
Späne entlang
dem Ausblasrohr 17 in die Trennkammer 7 fliegen
und infolgedessen zwischen dem Zerspaner und dem Siebklassierprozeß keine
besonderen Förderer
benötigt
werden. Wie in 5 dargestellt, wird das Ausblasrohr 17 in
der Nähe
der Trennkammer 7 breiter, so daß der Spänefluß entsprechend den in 5 dargestellten
Pfeilen über
die gesamte Breite der Trennkammer verteilt werden kann. Da kein
Vorsichten angewandt wird, wird auch das Sägemehl in der Trennkammer 7 abgetrennt.
Das Sägemehl
fällt in
einen ersten Trichter 20. Die akzeptierte Fraktion fällt in den
Trichter 9, während
zu große
und zu dicke Späne
in den Trichter 10 fallen. Außerdem können die Stücke, die schwerer als Holz sind,
in einem vierten Trichter aufgefangen werden, d. h. in dem Abfallsammler 12.
Zwischen den Trichtern sind verstellbare Klappen vorgesehen.
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Die
Behandlung der Späne,
die in den Trichter 10 der Trennkammer 7 gelangen,
wobei dieser Trichter für
zu große
und zu dicke Späne
vorgesehen ist, kann zum Beispiel durch einen Nachzerspaner, Splitterzerspaner,
eine Spanschneidemaschine oder eine Spanflachpreßvorrichtung 11 abgeschlossen werden,
wie in den 1, 2 und 3 dargestellt.
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Wenn
keine Vorsichtung angewandt wird, können durch den Zerspaner erzeugte
sehr lange oder faserförmige
Späne unter Umständen wegen
ihrer sehr ausgedehnten Oberfläche
in der Trennkammer 7 nicht sehr weit fliegen. In 6 ist
ein Verfahren zum Entfernen von faserförmigen Spänen dargestellt. Ein Scheibensichter 23 bedeckt
einen Teil der Distanz oder die gesamte Distanz zwischen der Öffnung des
Ausblasrohrs 22 und dem Trichter 10 für die Späne in Übergröße. Der
Scheibensichter 23 transportiert die langen Späne auf seiner
Oberfläche
in den Trichter 10 und läßt das Sägemehl und die akzeptierten
Späne durch.
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Ein
Verfahren zur Ermittlung eines geeigneten Trennungsverhältnisses
für die
verschiedenen Spanarten besteht beispielsweise darin, die Auswerframpe 25 schwenkbar
zu machen. Wie in 7 dargestellt, kann die Auswerframpe
auf ihrem Drehzapfen 26 entsprechend dem Pfeil G gedreht
werden. Die Anfangsrichtung der Flugbahn der Späne kann in vertikaler Richtung
durch Änderung
des Winkels der Auswerframpe verändert
werden.
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Die
Trennklappen 27 können
auch in vertikaler Richtung voneinander beabstandet sein, wie in 7 dargestellt,
so daß die
Klappen 27 horizontal oder nahezu horizontal sind. Die
schwersten Stücke fliegen über die
oberste Klappe, während
das Sägemehl
unterhalb der untersten Klappe herabfällt. Auf diese Weise sind die
Trichter für
die verschiedenen Spansorten zum Beispiel in der gleichen Reihenfolge angeordnet
wie in 4.