EP0807709A1 - Vorrichtung zum Sortieren von faserstoffhaltiger Suspension - Google Patents

Vorrichtung zum Sortieren von faserstoffhaltiger Suspension Download PDF

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EP0807709A1
EP0807709A1 EP97104828A EP97104828A EP0807709A1 EP 0807709 A1 EP0807709 A1 EP 0807709A1 EP 97104828 A EP97104828 A EP 97104828A EP 97104828 A EP97104828 A EP 97104828A EP 0807709 A1 EP0807709 A1 EP 0807709A1
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section
cross
sorting
sieve element
inlet side
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Manfred Duchow
Peter Schweiss
Hans Friedrich
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Voith Paper Fiber and Environmental Solutions GmbH and Co KG
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Voith Sulzer Stoffaufbereitung GmbH
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    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • 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
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • 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
    • D21D5/16—Cylinders and plates for screens

Definitions

  • the invention relates to a device for sorting fibrous suspension according to the preamble of claim 1.
  • sorting devices are used in the pulp and paper industry, in which the fibrous suspension is treated in a kind of wet screening. In most cases, foreign fibers should be retained on a sieve element due to their size and then separated. The fibers can pass through the sorting openings together with some of the water. In principle, such machines are widely known and are often used.
  • the sieve elements can have a cylindrical structure, then they are called sieve baskets, or they can be made essentially flat, that is, as plate sieves.
  • the strips placed on such screens are mostly intended to protect the screen element from wear. They are therefore often made from particularly wear-resistant material, such as hard metal. In addition to the wear-reducing effect, they can also improve the function of the sorting device. Since such a sorting device has at least one clearing element, which is designed, for example, as a wing and is moved relatively close to the sorting element, additional vortices can be generated by the relative movement, which favors the keeping of the sorting opening. In the case of fibrous material containing specks, the interaction of the clearing element and the strip can achieve an entirely desirable dissolution of the specks. In addition, the strips can be attached in such a way that, together with the clearing element, they deflect the substances rejected at the sorting opening in the direction of the outlet from the sorting device.
  • the sorting cross-section means the narrowest cross-section in the sorting opening, which is known to have the sorting characteristic, i.e. the separation limit of such a sieve element is decisively determined.
  • FIG. 1 schematically shows the part of the sorting device that is essential to the invention.
  • the sieve element 1 drawn in section, which contains a number of sorting openings 2.
  • Two different configurations of such sorting openings are shown by way of example, whereby in reality mostly the same holes are used for one and the same screen element.
  • the illustration is chosen so that the inlet side 4 is at the top, that is to say the suspension is to be guided through the sorting openings 2 from top to bottom. In principle, however, any position is possible.
  • Three strip-shaped elevations 5 are drawn on the inlet side 4.
  • a clearing element 3 is moved relative to the sieve element 1.
  • the sieve element 1 is usually permanently installed and the clearing element 3 e.g.
  • the clearing element On its underside 8, which faces the sieve element, the clearing element has different distances from the inlet side 4 of the sieve element 1. In the running direction at the front, the primary distance a is smaller than behind it the secondary distance b.
  • This sensible embodiment of the invention can favor keeping the sorting openings 2 free, since it generates suction pulses.
  • the clearing wing is given a bead-like reinforcement at that point, which is particularly highly stressed.
  • the broaching element 3 Seen in the direction of movement, has the extension c, which in particularly favorable designs is at least 8 times as long as the secondary distance b. This creates an extensive suction zone under the clearing element, which is useful for keeping the sieve free.
  • the sorting openings 2 on the inlet side 4 have an inlet cross-section 6 which is larger than the actual sorting cross-section 7.
  • the sorting cross-section 7 is known to be the narrowest point of a sorting opening and crucially determines the separation characteristic of the device.
  • the somewhat different sorting openings shown on the right have extensions towards the outlet side. This means, known per se, is intended to further reduce the tendency towards constipation.
  • Fig. 2 the device of Fig. 1 is outlined in supervision.
  • the main thing is the arrangement of the sorting openings 2 and the strip-shaped elevations 5.
  • the arrangement and orientation of these strip-shaped elevations relative to the direction of movement of the rotor can be selected so that pushing away the rejected substances on the strips is promoted by the rotor movement.
  • FIG. 3 shows the conditions in the area of the sorting openings 2 schematically but in somewhat more detail.
  • a sorting opening 2 is shown on the left such that the inlet cross section 6 and the sorting cross section 7 are visible.
  • the measure of the height h is indicated with which the strip-shaped elevations 5 protrude above the inlet side 4 of the sieve element 1.
  • the transition from the inlet cross section 6 to the narrower cross section located downstream can, as shown here, take place in a gradual course of the depth t.
  • FIG. 4 shows a practical form of the sorting device, in which the housing and the volume flows are also visible.
  • the suspension S enters the sorting housing 9 through the inlet connection 10.
  • the housing is divided by the sieve element 1 into two unequal chambers.
  • the clearing element 3 in the form of a drivable vane rotor is moved past the sieve element 1 so closely that blockages of the sorting openings 2 are prevented.
  • What is rejected on the sieve element 1 is discharged through the outlet nozzle 11 and the accept that could pass through the sieve through the accept nozzle 12.
  • the embodiment shown here contains a vertical sieve plate in the operating position in the form of the sieve element 1, but other arrangements are possible , e.g.
  • the sieve element 1 be designed as a horizontal plate; it is also conceivable that additional screen elements are present in the same housing. Furthermore, as already mentioned, the invention can also be applied to cylindrical sieve elements. A graphic representation is not necessary for this, since such devices are well known to the person skilled in the art.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Sortieren von faserstoffhaltiger Suspension. Das in der Vorrichtung eingesetzte Siebelement (1) enthält Sortieröffnungen (2), deren Durchtrittsquerschnitt in folgender Weise ausgestaltet ist: Auf der Zulaufseite (4) weist die Sortieröffnung (2) einen größeren Zulaufquerschnitt (6) auf als stromabwärts. Insbesondere ist der Zulaufquerschnitt (6) mindestens 1,4 Mal so groß wie der Sortierquerschnitt (7). <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Sortieren von faserstoffhaltiger Suspension gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bekanntlich werden in der Zellstoff- und Papierindustrie Sortiervorrichtungen eingesetzt, in denen die faserstoffhaltige Suspension in einer Art Naßsiebung behandelt wird. Dabei sollen in den meisten Fällen faserfremde Verunreinigungen aufgrund ihrer Größe an einem Siebelement zurückgehalten und dann abgeschieden werden. Die Fasern können dabei zusammen mit einem Teil des Wassers die Sortieröffnungen passieren. Grundsätzlich sind solche Maschinen weithin bekannt und werden oft eingesetzt. Die Siebelemente können einen zylindrischen Aufbau haben, dann werden sie Siebkörbe genannt oder sie können im wesentlichen eben, also als Plattensiebe, ausgeführt sein.
  • Die auf solchen Sieben aufgesetzten Leisten sollen zumeist das Siebelement vor Verschleiß schützen. Sie werden daher auch oft aus besonders verschleißfähigem Material, z.B. Hartmetall, hergestellt. Neben der verschleißmindernden Wirkung können sie aber auch die Funktion der Sortiervorrichtung verbessern. Da eine solche Sortiervorrichtung mindestens ein Räumelement hat, das z.B. als Flügel ausgebildet ist und relativ dicht an dem Sortierelement vorbeibewegt wird, können durch die Relativbewegung zusätzliche Wirbel erzeugt werden, die die Freihaltung der Sortieröffnung begünstigt. Bei stippenhaltigem Faserstoff kann durch Zusammenwirkung von Räumelement und Leiste eine durchaus wünschenswerte Auflösung der Stippen erzielt werden. Darüberhinaus können die Leisten so angebracht sein, daß sie zusammen mit dem Räumelement eine Ablenkung der an der Sortieröffnung abgewiesenen Stoffe in Richtung zum Auslauf aus der Sortiervorrichtung bewirken.
  • Obwohl es schon sehr viele Maßnahmen und Vorschläge gibt, um den Durchsatz und die Wirkung solcher Sortiervorrichtungen zu verbessern, verbleibt nach wie vor die Aufgabe einer weiteren Steigerung des Durchsatzes, ohne dadurch den Sortiereffekt zu verschlechtern.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
  • Es hat sich nämlich gezeigt, daß eine beträchtliche Durchsatzerhöhung möglich ist, wenn die turbulenzerzeugende Wirkung des Räumelementes bei Vorhandensein von leistenförmigen Erhebungen kombiniert wird mit erweiterten Einlaufquerschnitten am Sortierelement, die deutlich über dem Sortierquerschnitt liegen. Mit Sortierquerschnitt ist dabei der engste Querschnitt in der Sortieröffnung gemeint, der bekanntlich die Sortiercharakteristik, d.h. die Trenngrenze eines solchen Siebelementes, entscheidend bestimmt.
  • Zwar ist es dem Fachmann seit langem bekannt, daß sich der Durchsatz und die Sicherheit gegen Verstopfungen bei einem Siebelementvergrößern lassen, indem die Sortieröffnungen sich, in Durchströmungsrichtung betrachtet, erweitern. Diese Maßnahme kann zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Sortiersiebes erfolgen. Entscheidend und überraschend ist aber, daß auch bei Verengung, in Stromlaufrichtung gesehen, eine Verbesserung des Durchsatzes möglich ist, wenn ein entsprechendes Zusammenwirken von Räumern und aufgesetzten Leisten auf der Zulaufseite des Sortierelementes gewährleistet ist.
  • Die Erfindung wird beschrieben und erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    geschnittene Teilansicht einer erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung;
    Fig. 2
    Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Sortiervorrichtung;
    Fig. 3
    Detail der Sortiervorrichtung;
    Fig. 4
    schematisch: Seitenansicht einer Sortiervorrichtung.
  • In der Fig. 1 ist auf schematische Weise der erfindungswesentliche Teil der Sortiervorrichtung dargestellt. Man erkennt das im Schnitt gezeichnete Siebelement 1, welches eine Anzahl von Sortieröffnungen 2 enthält. Dabei sind exemplarisch zwei verschiedene Ausgestaltungen solcher Sortieröffnungen gezeichnet, wobei in der Realität für ein und dasselbe Siebelement zumeist gleiche Löcher verwendet werden. Die Darstellung ist so gewählt, daß die Zulaufseite 4 oben liegt, also die Suspension von oben nach unten durch die Sortieröffnungen 2 geführt werden soll. Grundsätzlich ist aber jede Lage möglich. Auf der Zulaufseite 4 sind drei leistenförmige Erhebungen 5 gezeichnet. Um bei Betrieb der Vorrichtung das Verstopfen der Sortieröffnungen 2 zu verhindern, wird ein Räumelement 3 relativ zum Siebelement 1 bewegt. Dabei wird üblicherweise das Siebelement 1 fest eingebaut und das Räumelement 3 z.B. als Flügelteil eines Rotors angetrieben. Grundsätzlich ist aber auch die kinematische Umkehr denkbar. Das Räumelement hat an seiner Unterseite 8, welche dem Siebelement zugewandt ist, unterschiedliche Abstände zur Zulaufseite 4 des Siebelementes 1. In Laufrichtung vorne ist der primäre Abstand a kleiner als dahinter der sekundäre Abstand b. Diese sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung kann das Freihalten der Sortieröffnungen 2 begünstigen, da sie Saugimpulse erzeugt. Ferner erhält dadurch der Räumflügel gerade an der Stelle eine wulstartige Verstärkung, die besonders hoch beansprucht ist. In Bewegungsrichtung gesehen hat das Räumelement 3 die Erstreckung c, die in besonders günstigen Ausführungen mindestens 8 Mal so lang ist wie der sekundäre Abstand b. Dadurch bildet sich eine ausgedehnte Saugzone unter dem Räumelement, die zur Siebfreihaltung dienlich ist.
  • Wie in den Ansprüchen beschrieben, weisen die Sortieröffnungen 2 an der Zulaufseite 4 einen Zulaufquerschnitt 6 auf, der größer ist als der eigentliche Sortierquerschnitt 7. Der Sortierquerschnitt 7 ist bekanntlich die engste Stelle einer Sortieröffnung und bestimmt entscheidend die Trenncharakteristik der Vorrichtung. Die etwas variierten, rechts gezeichneten Sortieröffnungen haben zur Auslaufseite hin wiederum Erweiterungen. Dieses an sich bekannte Mittel soll die Verstopfungsneigung weiter reduzieren.
  • In Fig. 2 ist die Vorrichtung von Fig. 1 in Aufsicht skizziert. Man erkennt zur Hauptsache die Anordnung der Sortieröffnungen 2 und der leistenförmigen Erhebungen 5. Die Anordnung und Ausrichtung dieser leistenförmigen Erhebungen relativ zur Bewegungsrichtung des Rotors kann so gewählt werden, daß ein Wegschieben der abgewiesenen Stoffe an den Leisten durch die Rotorbewegung begünstigt wird.
  • Fig. 3 zeigt die Verhältnisse im Bereich der Sortieröffnungen 2 schematisch aber noch etwas detaillierter. Links ist eine Sortieröffnung 2 so dargestellt, daß der Zulaufquerschnitt 6 und der Sortierquerschnitt 7 sichtbar sind. Ferner ist das Maß der Höhe h angegeben, mit der die leistenförmigen Erhebungen 5 über der Zulaufseite 4 des Siebelementes 1 übersteht. Der Übergang vom Zulaufquerschnitt 6 zum stromab gelegenen engeren Querschnitt kann, wie hier gezeigt, im allmählichen Verlauf der Tiefe t erfolgen.
  • Der Vollständigkeit halber ist in Fig. 4 eine praktisch ausgeführte Form der Sortiervorrichtung gezeigt, bei der auch das Gehäuse und die Volumenströme sichtbar sind. Die Suspension S tritt durch den Einlaufstutzen 10 in das Sortiergehäuse 9 ein. Das Gehäuse wird durch das Siebelement 1 in zwei ungleich große Kammern unterteilt. Auf der Zulaufseite 4 des Siebelementes 1 wird das Räumelement 3 in Form eines antreibbaren Flügelrotors so dicht an dem Siebelement 1 vorbeibewegt, daß Verstopfungen der Sortieröffnungen 2 verhindert werden. Das am Siebelement 1 Abgewiesene wird durch den Auslaufstutzen 11 abgeleitet und der Gutstoff, der das Sieb passieren konnte, durch den Gutstoffstutzen 12. Die hier gezeigte Ausführungsform enthält in der Betriebslage eine senkrecht stehende Siebplatte in Form des Siebelementes 1, es sind aber weitere Anordnungen möglich, z.B. kann das Siebelement 1 als waagerechte Platte ausgeführt sein; es ist auch denkbar, daß weitere Siebelemente im selben Gehäuse vorhanden sind. Darüberhinaus ist, wie bereits erwähnt, die Erfindung auch auf zylindrisch ausgestaltete Siebelemente anwendbar. Eine zeichnerische Darstellung hierfür ist nicht erforderlich, da solche Vorrichtungen dem Fachmann hinlänglich bekannt sind.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Sortieren von wässeriger faserstoffhaltiger Suspension (S) mit Hilfe eines Siebelementes (1), welches eine Vielzahl von Sortieröffnungen (2) enthält, deren engster Querschnitt der Sortierquerschnitt (7) ist, wobei an der Zulaufseite (4) des Siebelementes (1) mindestens ein relativ zu diesem bewegbares Räumelement (3) vorhanden und das Siebelement (1) auf der Zulaufseite (4) mit leistenförmigen Erhebungen (5) versehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sortieröffnungen (2) auf der Zulaufseite (4) einen erweiterten Zulaufquerschnitt (6) haben, dessen Größe mindestens das 1,4-Fache des Sortierquerschnitts (7) der Sortieröffnung (2) ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der erweiterte Zulaufquerschnitt (6) allmählich in den stromab folgenden engeren Querschnitt übergeht, der wiederum stromabwärts konstant ist oder sich wieder erweitert.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Übergang vom erweiterten Zulaufquerschnitt (6) auf den stromab folgenden engeren Querschnitt auf einer Tiefe (t) von mindestens 1 mm erfolgt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Übergang vom erweiterten Zulaufquerschnitt (6) auf den stromab folgenden engeren Querschnitt in einer Schräge von 45o erfolgt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der stromab folgende engere Querschnitt der Sortierquerschnitt (7) ist.
  6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sortieröffnungen (2) runde Querschnitte haben und die erweiterten Zulaufquerschnitte (6) angefast sind.
  7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die leistenförmigen Erhebungen (5) eine Höhe (h) von mindestens 2 mm über der Sieboberfläche aufweisen.
  8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die der Zulaufseite (4) zugewandte Unterseite (8) des Räumelementes (3) eine Kontur aufweist, bei der der primäre Abstand (a) zwischen Unterseite (8) und Zulaufseite (4) vorne, in Bewegungsrichtung gesehen, geringer ist als der sekundäre Abstand (b) dahinter.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Erstreckung (c) des Räumelementes (3) in Bewegungsrichtung mindestens das 8-Fache des sekundären Abstandes (b) beträgt.
  10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Siebelement (1) im wesentlichen scheibenförmig ist und daß das Räumelement (3) oder die Räumelemente (3) zu einem mit dem Siebelement (1) koaxial angeordneten Rotor gehören.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Räumelement (3) Flügel aufweist, deren Vorderkante bei Blickrichtung auf das Siebelement (1) derart geschwungen sind, daß radial weiter außen liegende Bereiche der Vorderkante zum Radius einen stumpferen Winkel haben als weiter innen liegende Bereiche.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die leistenförmigen Erhebungen (5) in einem Winkel von - 15o bis + 15o zum Radius des Siebelementes (1) ausgerichtet sind.
  13. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die leistenförmigen Erhebungen (5) Schweißraupen sind.
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