EP0410102A2 - Sortierer - Google Patents

Abstract

Der Rotor 2 des Sortierers hat einen Umfang, der sich im Quer­schnitt senkrecht zur Rotordrehachse im wesentlichen aus Kreis­bögen zusammensetzt. Die Anzahl der Kreisbögen beträgt dabei je nach Sortierergröße zwischen zwei und sechs. Die Exzentrizität der Kreisbögen hinsichtlich ihres Mittelpunkts, bezogen auf die Rotordrehachse, beträagt vorzugsweise zwischen 4 und 10 mm. Da­durch ist es möglich, geringe Rotorbeanspruchungen bei gutem Sortierwirkungsgrad vorzugsweise auch bei mittlerer Stoffdichte von mehr als 3 % von Fasersuspensionen zu erhalten. Die Dif­ferenz des kleinsten und größten Rotorabstandes e=f_max-f_min be­trägt dabei höchstens 60 mm, vorzugsweise 20 mm.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Sortierer entsprechend dem Oberbe­griff des Patentanspruchs 1.
• Sortierer mit solchen Siebkörben haben im wesentlichen die Auf­gabe, störende Bestandteile von Fasersuspensionen, wie z.B. leichte, aufschwimmende Verunreinigungen, wie Kunststoff-Folien u.ä., schwere Bestandteile, wie Sand, Glassplitter, Holzstücke und Eisenteile im wesentlichen kleiner Art, wie Büroklammern, Drahtstücke u.ä., zu entfernen. Dies erfolgt dadurch, daß durch eine geeignete Bemessung der Sieblochung bzw. der Schlitzweite des Siebes bzw. Siebkorbes möglichst nur die guten Fasern oder auch Faserbündel in einen Gutstoffraum gelangen.
• Für einen guten Sortierwirkungsgrad sind folgende Bedingungen dabei noch zu erfüllen:
• 1. Es muß zu einer Erzeugung von Scherkräften und Aufrechter­haltung einer turbulenten Bewegung in der Suspension kom­men, um die Bildung von Faserflocken, insbesondere bei Feststoffkonzentrationen von mehr als 0,8 %, und eine Ent­mischung der Suspension in Fasern und Wasser am Sieb, zu verhindern. Im letzteren Fall würde es zu einer Eindickung am Sieb kommen, wodurch der Durchtritt von weiterem Gut­stoff durch die Sieböffnungen verhindert werden würde.
• 2. Die Erzeugung von Druckpulsationen am Sieb, um auftretende Verstopfungen der Sieböffnungen durch z.B. Faserflocken und Fremdkörper zu beseitigen bzw. zu verhindern.
• Neuerdings wird versucht, bei möglichst hohen Stoffkonzentra­tionen den Sortiervorgang durchzuführen, so daß man neuartige Rotoren entwickelt hat, wofür ein Beispiel die Anordnung gemäß US-PS 42 005 537 ist. Solche Rotoren haben einen guten Sortier­wirkungsgrad, beanspruchen jedoch den Siebkorb ziemlich stark.
• Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rotor anzugeben, der bei gutem Sortierwirkungsgrad nur geringe Beanspruchungen des Siebkorbes hervorruft.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn­zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß durch einen solchen Ro­tor relativ "sanfte" Pulsationen erzeugt werden, die in Form eines sanften Wellenzuges verlaufen.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei
• Fig. 1 einen prinzipiellen Längsschnitt und
• Fig. 2 einen Querschnitt dazu und
• Fig. 3 einen weiteren Querschnitt einer anderen Ausfüh­rungsform
zeigen.
• Es ist in Fig. 1 der Siebkorb mit 1 und der Rotor mit 2 be­zeichnet. Die Zuführung der Suspension in das Gehäuse 3 erfolgt über den Zulaufstutzen 5, der Ablauf des aussortierten Gutstof­fes erfolgt aus dem Gutstoffraum 6 durch Ablaufstutzen 8 und die Entfernung des verbliebenen Restes der Suspension erfolgt über Stutzen 9. Der Rotorantrieb ist bei 12 angedeutet, der über die skizzierte Welle 11 den Rotor antreibt.
• Gemäß Fig. 2 setzt sich der Umfang des Rotors 2 im Querschnitt, also in Schnitten senkrecht zur Rotorachse bzw. Rotorwelle 11 aus Kreisbögen mit dem Radius R_r1 zusammen, die hier durch ein gerades Verbindungsstück miteinander verbunden sind. Es ergibt sich dadurch eine Exzentrizität E des Mittelpunktes M₁ der Ro­torkreisbögen im Verhältnis zur Rotordrehachse M₀. In der Mitte der Kreisbögen ergibt sich in bezug auf den Siebkorb 1 ein minimaler Spalt von f_min und im halben Winkelbereich zwischen zwei benachbarten minimalen Spalten f_min findet sich der maximale Spalt f_max. Die Differenz zwischen diesen beiden Spalten ist mit e angegeben.
• Der Ausgangsrotor für eine gewisse, kleine Sortierergröße ist ­wie dargestellt - mit zwei Kreisbögen ausgebildet, so daß n₁₌₂ ist.
• Für größere Radien des Siebkorbes gilt dann die folgende Bezie­hung für die Anzahl (ganze Zahl) der Kreisbögen n = n₁·R_s/R_s1. Es gelten ferner die Beziehungen
  R_r=R_s-f_min-e, wobei E=e (1-cos.a), e=f_max-f_min,
  dabei ist der Winkel a der halbe Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Punkten des Rotorumfangs mit dem geringsten Sieb­abstand f_min; an dieser Stelle liegt dann der maximale Abstand des Rotorumfanges zum Siebkorb 1 f_max. Für diesen Winkel a gilt dann a=360°/2n.
• Für den Wert f_min ist vorzugsweise ein Wert in dem Bereich zwi­schen 15 und 45 mm zu wählen. Die Exzentrizität E liegt vor­zugsweise zwischen 4 und 10 mm.
• Ein solcher erfindungsgemäßer Rotor kann bei einem Siebdurch­messer von 500 mm maximal etwa eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 1400 U/min erhalten, was einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 35 m/s entspricht. Es ergibt sich eine gute Sortierwirkung bei geringer Leistungsaufnahme des Rotors. Die Siebkorbbean­spruchungen sind dabei relativ klein.
• In Fig. 3 ist noch der Querschnitt eines erfindungsgemäßen Ro­tors dargestellt, dessen Umfang sich im wesentlichen aus drei mit gleichen Winkelabständen zueinander beabstandeten Kreisbö­gen zusammensetzt.
• Man kann auch - wie ausgezogen dargestellt - die Kreisbögen durch gerade Linien verbinden, die vorzugsweise parallel zur gemeinsamen Tangente benachbarter Kreisbögen verlaufen.
• Man hat insgesamt den Vorteil eines geringen Energieverbrauchs bei hoher Umfangsgeschwindigkeit, welche zur Fluidisierung von Stoffen mittlerer Stoffdichte bei mehr als 3 % gut geeignet ist.
• Es werden vorzugsweise Rotoren mit zwei bis vier den Umfang des Rotors bildenden Kreisbögen eingesetzt. Dies richtet sich na­türlich nach der Größe des Sortierers bzw. dem Durchmesser des Siebkorbes.
• Der Wert für e=f_max-f_min beträgt zwischen 5 und 20 mm. Damit zeichnet sich der Rotor durch eine hinsichtlich eines festen Bezugsortes flach ondulierende Oberfläche aus, die mit hoher Drehzahl bzw. Geschwindigkeit am Siebkorb vorbeibewegt wird. Dabei ist f_max der theoretische maximale Abstand der gemeinsa­men Tangente benachbarter Kreisbögen; in diesem Bereich, also an der Stelle des halben Winkelabstandes der Stellen mit dem geringsten Rotorabstand, kann der wirkliche Abstand f_max etwa höchstens 15 % größer sein, z.B. dort die Rotoroberfläche einer gemeinsamen Sekante entsprechend ausgebildet sind. Auch bogen­förmige, konkave Verbindungsstücke zwischen den Kreisbögen (Zy­linderabschnitten) und eine Annäherung insgesamt durch eine El­lipse (für den Rotor mit zwei Kreisbögen bzw. Zylinderab­schnitten) kommen in Frage, mit einer Abweichung vom theore­tischen Kreisradius R_r von höchstens 10 %.
• Der wirkliche maximale Abstand der Rotoroberfläche vom Siebkorb 1 soll höchstens 1,15·f_max - d.h. 1,15 mal dem theoretischen Maximalabstand f_max, wenn die Rotorkontur aus Kreisbögen und diese verbindenden, gemeinsamen Tangenten benachbarter Kreisbö­gen (bzw. Zylinderabschnitten und tangentialen, ebenen Flächen) gebildet ist, - vorzugsweise (1+0,2/n)·f_max betragen.
• Der Basisradius R_r1 - für einen Siebkorb oder Sortierer mit minimalen Abmessungen - beträgt etwa 250 - 270 mm.

Claims (3)

1. Sortierer mit rotationssymmetrischem Siebkorb und radial innen dazu angeordnetem, koaxialem Rotor, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Rotorumfang in jedem Querschnitt senk­recht zur Rotordrehachse (M₀) überwiegend aus gegenseitig gleichmäßig winkelversetzten Kreisbögen von gleichem Radius (R_r), der kleiner als der Innenradius (R_s) des Siebkorbes (1) ist, gebildet ist, nach der Formel R_r=R_s-f_max, wobei f_min der geringste Abstand des Rotorumfangs vom Siebkorb (1) und f_max der theoretisch größte Abstand des Rotorum­fangs vom Siebkorb (1) als der Maximal-Abstand der gemein­samen Tangente benachbarter Kreisbögen vom Siebkorb (1) ist und in diesem Bereich f′_max der wirkliche größte Abstand des Rotorumfanges vom Siebkorb ist, wenn er dort nicht nach der gemeinsamen Tagente verlaufend ausgebildet ist, und der höchstens gleich 1,15·f_max ist, wobei der Abstand zwischen f_min und f′_max im wesentlichen stetig zunimmt und eine maximale Abweichung des Radius R_r von 5 % des Werts wie nach der Formel gegeben in Form einer elliptischen oder ähnlichen Rotorkontur, zulässig ist, und der Konturübergang zwischen den Kreisbögen als gemeinsame Tangente oder Sekan­te benachbarter Kreisbögen oder bogenförmig konkav ausge­bildet ist und daß weiter die Differenz e=f_max-f_min höch­stens 60 mm und f_min zwischen 15 und 45 mm und E zwischen 5 und 100 mm beträgt, wobei a=360°/2n, E=e/(1-cos a), wenn der Winkel a gleich dem halben Winkelabstand zweier in Ro­torumfangsrichtung benachbarter Rotorkonturpunkte mit dem geringsten Abstand f_min zum Siebkorb (1) und wenn E der Versatz des Mittelpunkts M der Rotorkreisbögen von der Ro­tordrehachse M₀ , e=f_max-f_min und n gleich der Zahl der Kreisbögen jedes Rotorquerschnitts ist.

2. Sortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert für e=f_max-f_min zwischen 5 und 20 mm betragt.

3. Sortierer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß der wirkliche maximale Abstand der Rotor­oberfläche vom Siebkorb (1) f′_max höchstens gleich (1+0,2/n)·f_max ist und wobei n₁=2 für einen minimal zu be­messenden Rotor entsprechend einer geringen Sortierergröße mit R_s1 gilt.

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