EP0331883B1 - Druck-Knotenfänger-Sortierapparat - Google Patents

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EP0331883B1
EP0331883B1 EP89100830A EP89100830A EP0331883B1 EP 0331883 B1 EP0331883 B1 EP 0331883B1 EP 89100830 A EP89100830 A EP 89100830A EP 89100830 A EP89100830 A EP 89100830A EP 0331883 B1 EP0331883 B1 EP 0331883B1
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EP
European Patent Office
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section
rotor
sieve
sorting device
length
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EP89100830A
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EP0331883A3 (de
EP0331883A2 (de
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Ernest J. Charette
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Sulzer Escher Wyss GmbH
Original Assignee
Sulzer Escher Wyss GmbH
Escher Wyss GmbH
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Classifications

    • 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

Definitions

  • This invention relates to a rotor in a pressure knot catcher.
  • knots and foreign bodies such as stones or pebbles have to be removed from the aqueous pulp suspension.
  • This removal is generally done this way; that the pulp suspension passes through a cylindrical sorter screen, the openings of which are dimensioned such that they remove undesirable solids.
  • the oversized solids such as knots and pebbles, clog the sorter openings.
  • periodic hydrodynamic pulses can be generated in a direction opposite to the flow of the suspension in order to clear the sorter.
  • Fig. 1 see e.g. also DE-C-543 259.
  • the hydrofoils 10 arranged on a rotor 12 sweep past the sorter screen 14 in order to clear it.
  • the hydrofoils 10 are subject to wear in the area near the screen, due in part to the action of the small solid particles that pass through the sorter. Since the hydrofoils 10 and the rotor 12 form a unitary construction in many commercially available sorters, the entire rotor / hydrofoil unit must be replaced when worn. In other sorting devices commercially available, the hydrofoil is replaced alone, even if only a portion of the hydrofoil is worn.
  • Other rotor blade configurations are in U.S. Patents 4,200,537; 3,363,759 and 3,680,696 and Canadian Patent No. 1,136,092.
  • the sorting apparatus comprises a cylindrical sorter and one Rotor, which is arranged concentrically within the sorter.
  • the rotor has a large number of blades for movement very close to the sieve.
  • the rotor blades are arranged on the surface of the rotor so that bands or rows of blades located on the circumference overlap one another. This arrangement ensures that the entire surface of the screen basket is covered by a rotor blade, so that the entire basket is kept free of blockages.
  • Each vane includes a first portion attached to the rotor, the first portion including an inclined surface, and a substantially radially expanding surface.
  • a second wing section is removably attached to the radially expanding surface of the first section, and a portion of the second section extends radially beyond the first wing section.
  • the thickness of the second wing section is equal to or greater than the diameter of the holes in the sorter screen.
  • the length of the second section that extends beyond the first section is greater than the diameter of the holes in the screen. It is also advantageous if the length of the projection of the inclined surface is greater than the length of the radially expanding surface of the first section. It is also advantageous if the liquid flowing between the rotor and sorter has an axial speed that is higher than or equal to 1.22 m / sec. is. The annular space between the sorter and the rotor is dimensioned so that this ratio is maintained.
  • the second wing section which directly reaches the sorter screen, is subject to the greatest wear. Since it is removably attached to the first wing section, it can either be removed or replaced without having to replace the entire rotor unit or the entire hydrofoil, as is previously known.
  • This invention therefore leads to lower operating costs of the sorting apparatus.
  • the fact that the thickness of the second section of the wing is equal to or greater than that The diameter of the holes in the sorter ensures effective hydrodynamic impulses to keep the openings unclogged. Since the length of the second wing section that extends beyond the first wing section is greater than the hole diameter, jamming is less likely to occur due to solid matter passing through the sorter.
  • the pressure knot sorting apparatus 20 shown in FIG. 2 comprises an inlet 22 for receiving cellulose suspension in a consistency range of 2-6%.
  • the pulp suspension moves upward and flows in through a sieve 24.
  • the suspension which passes through the sieve 24, flows out through the accept outlet 26.
  • Dilution water enters the apparatus 20 through the inlet 28. Knots, pebbles and other solids that are too large to pass through the holes in the sieve 24 emerge through the rejects outlet 30.
  • the rotor unit 32 is arranged concentrically with the sorter screen 24.
  • the rotor unit 32 generates outward hydrodynamic forces which serve to clear the screen 24.
  • the rotor unit 32 includes a plurality of vanes 34 that are directly over the screen Swipe past to create a hydrodynamic flow radially outward.
  • the vanes 34 are staggered on the rotor 32 so that circumferential bands or rows overlap. This arrangement ensures that the entire surface of the screen 24 is swept by the wings 34.
  • the wings 34 include a first portion 36 having an inclined surface 38 and a substantially radially expanding surface 40.
  • a second portion 42 of the wing 34 is removably attached to the radially expanding surface 40 of the first portion 36.
  • the second section 42 can be fastened to the first section 36 with screws 44. As the experts know, the second section 42 is subject to the greatest wear because it moves very close to the screen 24. Since the second section 42 is removable, it can be replaced after a period of use, if necessary.
  • the thickness W of the second section 42 is greater than or equal to the hole diameter in the sorter screen 24.
  • the fact that the thickness W of the pulse-generating second section 42 is larger than the hole diameter ensures that the maximum positive pulse is developed to clear the sieve 24. If the wing were narrower than the hole diameter, a negative impulse would develop on the downstream side of the wing while the wing passes over the hole diameter. It is also advantageous that the length X of the second section 42 of the wing 34, which extends beyond the first section 36, is greater than the hole diameter in the screen 24.
  • the length B is greater than or equal to the dimension A shown in FIG. 4. This ratio limits the steepness of the angle of the inclined surface 38. If length B were less than dimension A, the resulting angle would be quite steep. A steep angle would have a higher drag coefficient and would therefore be more force need to rotate the rotor unit 32. By keeping the angle less steep, the acceleration of the fluid is gradual, which in turn requires less power to operate. It is also desirable that the pulp suspension present in the space between the sieve 24 and drum 50 of the rotor unit 32 move up faster or equal to 1.22 m / sec. emotional.
  • Maintaining this speed will minimize the pulp deposition process in the area between the wings and the sorter. Such deposits would increase the force required to turn the rotor. In addition, maintaining the speeds will promote the axial movement toward the accept outlet 26 and reduce the possibility of settling to a minimum.
  • the vanes 34 are essentially aligned with the axis of rotation of the rotor unit 32.
  • the vanes 34 can also be arranged on the drum 50 so that an angle with the axis of rotation is created.
  • the rotor unit of the present invention is highly effective to clear the sorter screen 24. Since the second section 42 of the blade 34 is removable and the entire rotor unit 32 does not have to be replaced, substantial reductions in the operating costs can be achieved.

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf einen Rotor in einem Druck-Knotenfänger.
  • Im Papierherstellungsverfahren müssen Knoten und Fremdkörper, wie Steine oder Kieselsteine, aus der wässrigen Zellstoffsuspension entfernt werden. Diese Entfernung wird im allgemeinen so durchgeführt; daß die Zellstoffsuspension ein zylindrisches Sortierer-Sieb passiert, dessen Öffnungen so bemessen sind, daß sie unerwünschte Feststoffe ausscheiden. Während dieses Abscheidevorganges verstopfen die übergroßen Feststoffe, wie Knoten und Kieselsteine, die Sortierer-Öffnungen. Nach dem Stand der Technik kann man periodische hydrodynamische Impulse in eine dem Durchfluß der Suspension entgegengesetzte Richtung erzeugen, um den Sortierer frei zu räumen. Eine typische Anordnung nach dem Stand der Technik ist in Fig. 1 dargestellt, siehe z.B. auch die DE-C-543 259. In dieser Konfiguration streichen die auf einem Rotor 12 angeordneten Hydrofoils 10 an dem Sortierer-Sieb 14 vorbei, um es frei zu räumen. Die Hydrofoils 10 unterliegen im Bereich nahe dem Sieb einer Abnutzung, die zum Teil von der Wirkung der kleinen Festteilchen herrührt, die den Sortierer passieren. Da in vielen im Handel erhältlichen Sortierern die Hydrofoils 10 und der Rotor 12 eine einheitliche Konstruktion bilden, muß bei Abnutzung die ganze Rotor/Hydrofoil-Einheit ausgetauscht werden. In anderen im Handel erhältlichen Sortierapparaten wird das Hydrofoil allein ausgetauscht, auch wenn nur ein Abschnitt des Hydrofoils abgenutzt ist. Andere Rotorflügelkonfigurationen sind in den USA-Patenten 4,200,537; 3,363,759 und 3,680,696 und dem kanadischen Patent Nr. 1,136,092 gezeigt.
  • Gemäß der Erfindung umfaßt der Sortierapparat einen zylindrischen Sortierer und einen Rotor, der innerhalb des Sortierers konzentrisch angeordnet ist. Der Rotor hat eine Vielzahl von Flügel zur Bewegung ganz in der Nähe des Siebes. Die Rotorflügel sind auf der Oberfläche des Rotors so angeordnet, daß am Umfang befindliche Bänder oder Reihen von Flügeln einander überlappen. Diese Anordnung stellt sicher, daß die gesamte Fläche des Siebkorbes von einem Rotorflügel bedeckt ist, so daß der gesamte Korb frei von Verstopfungen gehalten wird. Jeder Flügel umfaßt einen ersten an dem Rotor befestigten Abschnitt, wobei der erste Teil eine schräge Fläche enthält, sowie eine sich im wesentlichen radial ausdehnende Fläche. Ein zweiter Flügelabschnitt ist abnehmbar an der sich radial ausdehnenden Fläche des ersten Abschnitts fixiert, und ein Teil des zweiten Abschnitts erstreckt sich radial über den ersten Flügelabschnitt hinaus.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist die Stärke des zweiten Flügelabschnittes gleich oder größer als der Durchmesser der Löcher im Sortierer-Sieb. Außerdem ist die Länge des zweiten Abschnitts, der über den ersten Abschnitt hinausgeht, größer als der Durchmesser der Löcher im Sieb. Es ist auch vorteilhaft, wenn die Länge des Vorsprungs der schrägen Fläche größer ist als die Länge der sich radial ausdehnenden Fläche des ersten Abschnitts. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die zwischen Rotor und Sortierer fließende Flüssigkeit eine axiale Geschwindigkeit hat, die höher oder gleich 1,22 m/sec. ist. Der Ringraum zwischen Sortierer und Rotor ist so bemessen, daß dieses Verhältnis beibehalten wird.
  • Der zweite Flügelabschnitt, der direkt an das Sortierer-Sieb heranreicht, unterliegt der größten Abnutzung. Da er abnehmbar an den ersten Flügelabschnitt befestigt ist, kann er entweder entfernt oder ersetzt werden, ohne daß die ganze Rotoreinheit oder das gesamte Hydrofoil ausgetauscht werden muß, wie dies bisher bekannt ist.
  • Diese Erfindung führt also zu niedrigeren Betriebskosten des Sortierapparates. Die Tatsache, daß die Stärke des zweiten Abschnitts des Flügels gleich oder größer als der Durchmesser der Löcher im Sortierer ist, stellt wirkungsvolle hydrodynamische Impulse sicher, um die Öffnungen unverstopft zu halten. Da die Länge des zweiten Flügelabschnitts, der über den ersten Flügelabschnitt hinausreicht, größer ist als der Lochdurchmesser, ist es weniger wahrscheinlich, daß Klemmen auftritt infolge Passieren von Feststoff durch den Sortierer.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnung
    • Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Druck-Knotenfängers nach dem Stand der Technik;
    • Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Druck-Knotenfänger-Sortierapparates der vorliegenden Erfindung;
    • Fig. 3 ist die perspektivische Ansicht des Rotors des Sortierapparates; und
    • Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des Rotors von Fig. 3.
    Beschreibung der bevorzugten Ausführung
  • Der in Fig. 2 abgebildete Druck-Knotenfänger-Sortierapparat 20 umfaßt einen Einlaß 22 zur Aufnahme von Zellstoffsuspension in einem Konsistenz-Bereich von 2-6 %. Die Zellstoffsuspension bewegt sich nach oben und strömt nach innen durch ein Sieb 24. Die Suspension, die das Sieb 24 passiert, fließt durch den Gutstoffauslaß 26 hinaus. Verdünnungswasser tritt in den Apparat 20 durch den Einlaß 28 ein. Knoten, Kieselsteine und andere Feststoffe, die zu groß sind, um die Löcher im Sieb 24 passieren zu können, treten durch den Spuckstoffausgang 30 aus.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 2, 3 und 4 ist die Rotoreinheit 32 konzentrisch zu dem Sortierer-Sieb 24 angeordnet. Die Rotoreinheit 32 erzeugt nach außen gerichtete hydrodynamische Kräfte, die dazu dienen, das Sieb 24 freizuräumen.
  • Speziell umfaßt die Rotoreinheit 32 eine Vielzahl von Flügel 34, die direkt über dem Sieb 24 vorbeistreichen, um eine hydrodynamische Strömung radial nach außen zu erzeugen. Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die Flügel 34 auf dem Rotor 32 versetzt angeordnet, so daß sich am Umfang angeordnete Bänder oder Reihen überlappen. Diese Anordnung stellt sicher, daß die gesamte Oberfläche des Siebes 24 von den Flügeln 34 überstrichen wird. Die Flügel 34 umfassen einen ersten Abschnitt 36 mit einer schrägen Fläche 38 und einer sich im wesentlichen radial ausdehnenden Fläche 40. Ein Zweiter Abschnitt 42 des Flügels 34 ist an die sich radial ausdehnende Fläche 40 des ersten Abschnitts 36 abnehmbar befestigt. Der zweite Abschnitt 42 kann mit Schrauben 44 an den ersten Abschnitt 36 befestigt werden. Wie die Experten wissen, unterliegt der zweite Abschnitt 42 der größten Abnützung, da er sich ganz nah am Sieb 24 bewegt. Da der zweite Abschnitt 42 entfernbar ist, kann er, wenn erforderlich, nach einer Zeit des Gebrauchs ersetzt werden.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Stärke W des zweiten Abschnitts 42 größer oder gleich ist wie der Lochdurchmesser im Sortierer-Sieb 24. Dadurch, daß die Stärke W des impulserzeugenden zweiten Abschnitts 42 größer ist als der Lochdurchmesser, wird sichergestellt, daß der maximale positive Impuls entwickelt wird, um das Sieb 24 freizuräumen. Wenn der Flügel schmäler wäre als der Lochdurchmesser, würde auf der Abströmseite der Flügel ein negativer Impuls entwickelt, während der Flügel über den Lochdurchmesser hinweggeht. Es ist auch von Vorteil, daß die Länge X des Zweiten Abschnitts 42 des Flügels 34, der sich über den ersten Abschnitt 36 hinaus erstreckt, größer ist als der Lochdurchmesser im Sieb 24.
  • In diesem Fall ist es weniger wahrscheinlich, daß durch das Sortierer-Sieb 24 passierende Festteilchen zwischen Flügel 34 und Sieb 24 hängen bleiben. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Länge B größer oder gleich der in Fig. 4 dargestellten Abmessung A ist. Dieses Verhältnis beschränkt die Steilheit des Winkels der schrägen Fläche 38. Wäre Länge B kleiner als Abmessung A, wäre der resultierende Winkel ziemlich steil. Ein steiler Winkel hätte einen höheren Widerstandsbeiwert und würde folglich mehr Kraft zur Umdrehung der Rotoreinheit 32 benötigen. Indem der Winkel weniger steil gehalten wird, ist die Beschleunigung der Flüssigkeit allmählich, wodurch wieder weniger Leistung zum Betrieb benötigt wird. Es ist auch anzustreben, daß die nach oben in dem Raum zwischen Sieb 24 und Trommel 50 der Rotoreinheit 32 vorhandene Zellstoffsuspension sich schneller oder gleich 1,22 m/sec. bewegt. Die Beibehaltung dieser Geschwindigkeit wird den Zellstoffablagerungsprozeß im Bereich zwischen den Flügeln und dem Sortierer auf ein Minimum reduzieren. Solche Ablagerungen würden die Kraft erhöhen, die benötigt wird, um den Rotor zu drehen. Außerdem wird ein Hochhalten der Geschwindigkeiten die axiale Bewegung zum Gutstoffausgang 26 hin fördern und die Möglichkeit des Absetzens auf ein Minimum reduzieren.
  • Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die Flügel 34 im wesentlichen mit der Drehachse der Rotoreinheit 32 ausgerichtet. Die Flügel 34 können jedoch auf der Trommel 50 auch so angeordnet werden, daß ein Winkel mit der Drehachse entsteht.
  • Die Rotoreinheit der vorliegenden Erfindung ist höchst wirksam, um das Sortierer-Sieb 24 abzuräumen. Da der zweite Abschnitt 42 des Flügels 34 abnehmbar ist und nicht die ganze Rotoreinheit 32 ersetzt werden muß, sind wesentliche Verminderungen der Betriebskosten zu erzielen.

Claims (7)

  1. Sortiervorrichtung, die ein zylindrisches Sieb (24) und einen innerhalb des Siebes (24) konzentrisch angeordneten Rotor (32) enthält, welcher Rotor (32) mit einer Vielzahl von Flügeln (34) in unmittelbarer Nähe des Siebes versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel (34) einen ersten an dem Rotor (32) befestigten Abschnitt (36) hat, welcher erste Abschnitt (36) eine schräge Fläche (38) und eine sich stark radial ausdehnende Fläche (40) enthält sowie einen zweiten Abschnitt (42), der an der sich radial ausdehnenden Fläche (40) des ersten Abschnitts (36) abnehmbar befestigt ist, wobei ein Teil des zweiten Abschnitts (42) sich radial zum Sieb (24) über die sich radial ausdehnende Fläche (40) des ersten Abschnittes erstreckt.
  2. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (24) Öffnungen hat und daß die Dicke des zweiten Abschnitts (42) gleich oder größer ist als der Durchmesser der Öffnungen.
  3. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb Öffnungen hat und daß die Länge des Teils des zweiten Abschnitts (42), der sich über die sich radial ausdehnende Fläche (40) des ersten Abschnitts (36) erstreckt, größer ist als der Durchmesser der Öffnungen.
  4. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Vorsprungs der schrägen Fläche (38) größer oder gleich ist als die Länge der sich radial ausdehnenden Fläche (40) des ersten Abschnitts (36).
  5. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor(32) und das Sieb (24) einen Ringraum bilden, der so groß ist, daß eine axiale Flüssigkeitsgeschwindigkeit entsteht, die mindestens 1,22 Meter/Sekunde ist.
  6. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (34) schräg angeordnet sind, bezogen auf die Drehachse des Rotors (32).
  7. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (34) am Rotor (32) so angeordnet sind, daß sie am Umfang überlappende Bänder bilden, die die gesamte Oberfläche des zylindrischen Siebes (24) überstreichen.
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EP0331883A3 EP0331883A3 (de) 1991-06-12
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