EP0807709B1 - Vorrichtung zum Sortieren von faserstoffhaltiger Suspension - Google Patents

Vorrichtung zum Sortieren von faserstoffhaltiger Suspension Download PDF

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EP0807709B1
EP0807709B1 EP97104828A EP97104828A EP0807709B1 EP 0807709 B1 EP0807709 B1 EP 0807709B1 EP 97104828 A EP97104828 A EP 97104828A EP 97104828 A EP97104828 A EP 97104828A EP 0807709 B1 EP0807709 B1 EP 0807709B1
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EP
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cross
section
sorting
inflow
sieve element
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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
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    • D21D5/02—Straining or screening the pulp
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
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    • D21D5/02—Straining or screening the pulp
    • D21D5/16—Cylinders and plates for screens

Definitions

  • the invention relates to a device for sorting fibrous material Suspension with a sieve element containing a plurality of sorting openings.
  • Sorting devices are known to be used in the pulp and paper industry used, in which the fibrous suspension treated in a kind of wet screening becomes. In most cases, impurities that are foreign to fibers should be due to their Size retained on the screen element 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.
  • EP 0 119 345 A describes a sorting device with a cylindrical one Sieve element, so-called a sieve basket, which is known on the inlet side strip-shaped surveys is provided and also on the inlet side is available for this movable clearing element.
  • the sieve element contains a large number round sorting openings, the narrowest cross-section of which is the sorting cross-section determines the sorting characteristics.
  • the US 4,276,159 also deals with screening devices, their screening element is cylindrical.
  • the sorting openings have one in Flow direction seen, narrowing cross-sectional profile. This The necking area is relatively long and acute-angled.
  • Sorting openings are round and chamfered on the inlet side so that, in Flow direction seen, the cross section initially narrowed.
  • the strips placed on such screens are usually intended to pre-screen the screen Protect wear. They are therefore often made of particularly wear-resistant material Material, e.g. Carbide, manufactured. In addition to the wear-reducing effect you can also improve the function of the sorting device. Because one Sorting device has at least one clearing element, e.g. is designed as a wing and is moved relatively close to the sorting element can by the Relative movement additional vortices are generated that keep the free Sort opening favors. In the case of fibrous material containing specks, through Interaction of clearing element and bar a very desirable Resolution of the specks can be achieved. In addition, the strips can be attached be that together with the clearing element a deflection of the at the sorting opening cause rejected substances towards the outlet from the sorting device.
  • the sieve element in the sorting device disk-shaped, that is to say flat, sieve element is present on the inlet side strip-shaped surveys is provided and at least one on its inlet side is present relative to this movable clearing element, the sieve element Contains a large number of round sorting openings, the narrowest cross section of which Sorting cross-section is, and on the inlet side an expanded inlet cross-section have a size at least 1.4 times the cross section of the Sort opening is.
  • Fig. 1 is the part of the invention essential to the invention Sorting device shown.
  • the sieve element 1 drawn in section, which contains a number of sorting openings 2.
  • sorting openings 2 There are two examples different configurations of such sorting openings are drawn, in reality the same holes are usually used for one and the same screen element.
  • the illustration is chosen so that the inlet side 4 is at the top, ie the suspension from above to be guided down through the sorting openings 2. Basically, however any position possible.
  • On the inlet side 4 there are three strip-like elevations 5 drawn.
  • a clearing element 3 is moved relative to the sieve element 1. Doing so Usually the sieve element 1 is permanently installed and the clearing element 3 e.g.
  • the clearing element has on its underside 8, which is the sieve element is facing, different distances to the inlet side 4 of the screen element 1.
  • the primary distance a is smaller than the secondary distance behind Distance b.
  • This useful embodiment of the invention can keep the Favor sorting openings 2, since it generates suction impulses.
  • This also gives the Clearing wing just at the point a bead-like reinforcement that is particularly high is claimed.
  • the broaching element 3 has the extension c, which in particularly favorable versions is at least 8 times as long as the secondary distance b. This creates an extensive suction zone under the Clearing element that is useful for keeping the sieve clear.
  • the sorting openings 2 have 4 on the inlet side an inlet cross-section 6 that 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 decisively determines the separation characteristics of the device. Which varied somewhat, Sort openings on the right have turn to the outlet side Extensions. This agent, known per se, is intended to further increase the tendency to constipation to reduce.
  • 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 Direction of movement of the rotor can be chosen so that pushing away rejected substances on the strips is favored by the rotor movement.
  • FIG. 3 schematically shows the conditions in the area of the sorting openings 2 a little more detailed.
  • a sorting opening 2 is shown on the left so that the Inlet cross section 6 and the sorting cross section 7 are visible.
  • the measure of Height h indicated with which the strip-shaped elevations 5 above the inlet side 4 of the Sieve element 1 survives. The transition from the inlet cross section 6 to the downstream located narrower cross section, as shown here, in the gradual course of the depth t done.
  • 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 is in the form of a drivable wing rotor moved so close to the screen element 1 that Clogging of the sorting openings 2 can be prevented.
  • the one on the sieve element 1 Rejected is derived through the outlet nozzle 11 and the accept that the screen could happen through the Gutstoffstutzen 12.
  • the embodiment shown here contains a vertical sieve plate in the form of the Sieve element 1, but other arrangements are possible, e.g. can the sieve element 1 be designed as a horizontal plate; it is also conceivable that further sieve elements are in the same housing.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Sortieren von faserstoffhaltiger Suspension mit einem eine Vielzahl von Sortieröffnungen enthaltenden Siebelement.
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 dem 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.
Aus der EP 0 119 345 A ist eine Sortiervorrichtung mit einem zylindrischen Siebelement, also einem sogenannten Siebkorb, bekannt, welches auf der Zulaufseite mit leistenförmigen Erhebungen versehen ist und bei dem ebenfalls auf der Zulaufseite ein zu diesem bewegbares Räumelement vorhanden ist. Das Siebelement enthält eine Vielzahl von runden Sortieröffnungen, deren engster Querschnitt der Sortierquerschnitt ist, also die Sortiercharakteristik bestimmt. Auf der Seite des Siebelementes, die der Zulaufseite gegenüber liegt, befindet sich in der Sortieröffnung ein erweiterter Querschnitt.
Auch die US 4,276,159 befasst sich mit Siebvorrichtungen, deren Siebelement zylindrisch ist. Dabei haben die Sortieröffnungen einen sich, in Durchströmungsrichtung gesehen, enger werdenden Querschnittsverlauf. Dieser Einschnürbereich ist relativ lang und spitzwinkelig.
Aus der FR 2 586 720 A ist ein zylindrisches Siebelement bekannt, deren Sortieröffnungen rund und auf der Zulaufseite angefast sind, so dass sich, in Durchströmungsrichtung gesehen, der Querschnitt zunächst verengt.
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 verschleißmindemden 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 dadurch gelöst, dass in der Sortiervorrichtung ein scheibenförmiges, also ebenes, Siebelement vorhanden ist, das auf der Zulaufseite mit leistenförmigen Erhebungen versehen ist und an dessen Zulaufseite mindestens ein relativ zu diesem bewegbares Räumelement vorhanden ist, wobei das Siebelement eine Vielzahl von runden Sortieröffnungen enthält, deren engster Querschnitt der Sortierquerschnitt ist, und die auf der Zulaufseite einen erweiterten Zulaufquerschnitt haben, dessen Größe mindestens das 1,4-Fache des Sortierquerschnitts der Sortieröffnung ist.
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 Siebelement vergrößern lassen, indem die Sortieröffnungen sich, in Durchströmungsrichtung betrachtet, erweitem. 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. Femer 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. Femer 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.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Sortieren von wässeriger faserstoffhaltiger Suspension (S) mit Hilfe eines scheibenförmigen Siebelementes (1), das auf der Zulaufseite (4) mit leistenförmigen Erhebungen (5) versehen ist und an dessen Zulaufseite (4) mindestens ein relativ zu diesem bewegbares Räumelement (3) vorhanden ist, wobei das Siebelement (1) eine Vielzahl von runden Sortieröffnungen (2) enthält, deren engster Querschnitt der Sortierquerschnitt (7) ist, und die 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 45° 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 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 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 - 15° bis + 15° 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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