EP2152961A1 - Verfahren zur herstellung eines siebes, insbesondere eines starren siebes für die behandlung von zur papiererzeugung geeigneten faserstoffsuspensionen - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines siebes, insbesondere eines starren siebes für die behandlung von zur papiererzeugung geeigneten faserstoffsuspensionen

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EP2152961A1
EP2152961A1 EP08701301A EP08701301A EP2152961A1 EP 2152961 A1 EP2152961 A1 EP 2152961A1 EP 08701301 A EP08701301 A EP 08701301A EP 08701301 A EP08701301 A EP 08701301A EP 2152961 A1 EP2152961 A1 EP 2152961A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screen
openings
layers
screen layers
sieve
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08701301A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Brettschneider
Wolfgang Gindele
Roland Reinhold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Priority to EP10175598A priority Critical patent/EP2290160A1/de
Publication of EP2152961A1 publication Critical patent/EP2152961A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • D21D5/16—Cylinders and plates for screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B07B1/4609—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens constructional details of screening surfaces or meshes
    • B07B1/4618—Manufacturing of screening surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B07B1/4609—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens constructional details of screening surfaces or meshes
    • B07B1/4663—Multi-layer screening surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B07B1/4609—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens constructional details of screening surfaces or meshes
    • B07B1/469—Perforated sheet-like material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/18—Filters characterised by the openings or pores
    • B01D2201/184—Special form, dimension of the openings, pores of the filtering elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a screen according to the preamble of claim 1.
  • Sieves made in a process according to the invention are preferably used for wet screening of pulp suspensions to remove contaminants present therein.
  • they are rigid and differ from flexible endless screens used in screen presses and paper machines.
  • the characteristic of such a sieve results essentially from the size, shape and number of openings located therein. These are usually kept smaller than the researchsiebenden substances.
  • Such screens are advantageously used e.g. in pulpers, secondary pulpers and sorters for the treatment of paper fiber suspensions, where they have the task of retaining impurities.
  • such screens should have a sorting characteristic, e.g. through round openings between 1 and 30 mm, depending on the coarseness of the materials, is achievable.
  • the invention is based on the object to provide a method for the production of sieve elements, which, measured by the utility value of the sieve element, is relatively inexpensive and ensures an optimum sorting characteristic, in particular in the sorting of pulp suspensions.
  • Sieves which are to be used for the treatment of pulp suspensions, must have a sufficient wall thickness (thickness) for strength reasons.
  • the special design of the sieve openings seen over the course in the sieve, can be selected in the selection of a larger number of sieve layers, that is more than 3, e.g. 6 to 8 sieve layers, perform very well.
  • the individual screen layers consist of thin sheets (e.g., 2 mm) which are apertured by punching, laser cutting, or other methods.
  • the screen layers are e.g. made of metal, plastic, rigid foam or natural building materials.
  • a combination of different materials is advantageous, e.g. particularly abrasion-resistant material in the inlet-side screening layer (upper layer) and particularly tough material in the middle layers and / or the lower layer.
  • the sieve produced by the process is provided with blind holes, which of course can be achieved without much effort by the new manufacturing process by no opening is at certain points of the corresponding sieve layer.
  • connection of the mesh layers with each other solvable, in order to have the ability to easily replace worn parts.
  • Detachable compounds are e.g. formed by screws, rivets, clamps or positive locking, just to name these.
  • these can be connected to each other in a partially releasable and partly inseparable manner, which offers the possibility of providing only the inlet-side layer (upper layer) which is particularly exposed to wear for replacement.
  • the feed-side sieve layer (upper layer), which is crucial for the sieve characteristic, can be kept relatively thin, yet a sieve of high strength is produced by a correspondingly robust further layer or further layers.
  • the possibility of being able to use a thin top layer also has the advantage of a lower pressure drop during operation, since only short flow paths are formed in the finished sieve within the openings of the top layer which determine the sieve character. The length of this flow path corresponds to the thickness of the upper layer. Although a conical expansion of the screen openings in the intended flow direction is required, the production is still easier than one-piece screens.
  • the process serves to produce flat screens.
  • a sieve may have the shape of a circular ring, which may be composed of circular ring segments.
  • a screen is produced as a cylindrical screen basket in which the inlet-side screen layer is radially inward and further layers are on the outside, the inlet-side layer can be provided with the openings in the flat state. If it is then bent, as a result of the bend, the openings, viewed radially, expand from the inside to the outside. So arise by special Manufacturing process in the sorting layer conical openings by expanding the flow cross sections.
  • Fig. 1 A part of a sieve produced by the method, shown in section; Fig. 2-6 different variants using the example of different screens, shown in section; Fig. 7-8 each produced by the process screen member in view of the
  • Fig. 9 is a produced by the process sieve with rings of different
  • FIG. 1 shows by way of a first example a screen 1 produced by the process according to the invention.
  • This consists of the three surface-connected screen layers 2, 3 and 4 and screen openings 7 and 8, respectively, which pass through all the screen layers in this example.
  • the screen layers are connected to each other at the contact surfaces 17, e.g. by high temperature soldering.
  • the top screen 2 forms the inlet side, i. that the liquid to be filtered flows from top to bottom through the openings 7 and 8, respectively. It is seen in this flow direction of the screen, the downstream opening is larger than the respective upstream opening. That in the direction of flow of the screen, the cross sections are larger at certain points, resulting in a particularly good blockage freedom of the screen.
  • the screen openings 8 drawn to the right are essentially cylindrical
  • the screen openings 7 drawn on the left are composed of a combination of two cylinders and in an intermediate conical opening (screen layer 3). Even if the openings 7 and 8 are shown here in the same sieve, this is to be regarded as an exception. Usually the screen openings are equal to each other. The same applies to the other figures.
  • the smallest openings on the feed side of the screen 1 ie here in the uppermost screen layer 2 compared with those in downstream screen layers. These smallest openings determine the separation characteristic, ie which parts pass through the sieve or are rejected in front of it.
  • the invention it is easily possible to set not only the size, but also the shape of the smallest opening to the requirements. Such shapes can be, for example, circles, ovals, slots, rectangles, or polygons, to name just a few.
  • a suitably favorably selected shape and arrangement (“screen pattern”) can be a large free area, based on the entire screen surface produce.
  • the four-layered screen shown in FIG. 2 has, in the middle layers 3 and 4, oblique and in the bottom of the screened layer 5 cylindrical openings which have a lateral offset with respect to the upstream openings.
  • Such a shape of the screen openings can be realized relatively easily with the aid of the method according to the invention and has the advantage that a better flow rate is possible in the case of an oblique approach to the liquid to be screened.
  • the oblique flow is due to the fact that an oblique velocity direction is generated with the aid of a screen sweeper 14 (clearing rotor) moving past the screen (in the direction of the arrow), which is thus not perpendicular to the screen plane.
  • the flow can impinge obliquely.
  • a sieve is shown with a total of five layers, the openings 10 are made slightly conical in several cases.
  • the conicity can come from the punching process, ie the introduction of the openings in the screen layers, which is known to cause the side walls are not parallel to each other, but at an acute angle. This taper is exaggerated in FIG.
  • the method according to the invention also makes it very easy to provide a screen with discontinuous recesses 11, as shown in Fig. 4.
  • a recess 1 1 results from the fact that the respective opening does not extend through all layers of mesh, but for example only through the inlet-side screen layer 2. It may be, for example, round or groove-shaped.
  • Fig. 4 shows a strip-shaped projection, the is formed by the inclusion of a profile bar 12. This is in a matching recess, which passes through one or more screen layers (here, for example, 2 + 3) used, for example, soldered.
  • Recesses or projections on the inlet side of the screen are suitable for influencing the flow of the liquid to be screened in such a way that the clogging tendency of the adjacent screen openings decreases.
  • inserts 13 which have continuous screen openings 15 in their middle and are inserted into several or all screen layers 2, 3, 4.
  • Such inserts 13 can be made particularly wear-resistant and may be interchangeable (see Fig. 5).
  • inserts 13 with suitable sieve openings 15 are shown in Fig. 6.
  • m is suitably between 0.5 and 5 mm.
  • the insert 13 ' shown in the center of this Fig. 6 does not extend through all screen layers, but only through the upper screen layers 2 and 3. In this way, the wear-prone parts of the screen, so the inserts 13 ' , are kept smaller.
  • the wear in the area is particularly high, where the Sieb thriftr 14 is used.
  • the represented shape of the insert 13 ' extending over two sieve layers is particularly easy to replace, if it is ensured that the two sieve layers 2 and 3 can be separated without destroying them. This also applies to operations without supernatant.
  • FIG. 7 shows a view of the outflow side of a screen produced according to the invention.
  • This is a partial view, which in total consists of three screen layers 2, 3, 4, between which the contact surfaces 17 are located.
  • the screen openings 8 shown on the left each have a cylindrical cross-section whose diameter is different in the different screen layers.
  • the openings in the individual screen layers are offset from each other, so that there is an oblique flow direction.
  • a similar offset also has the sieve opening 16, whose flow cross-section has the shape of a slot.
  • a further advantage of the production method according to the invention lies in the possibility that at least one screen layer, in particular the inlet-side screen layer 2, is divided into a plurality of preferably concentric circular rings 18, 19 and that these circular rings 18, 19 are made of different material (FIG. 9).
  • a radially outer sieve ring 19 may then be e.g. consist of a particularly high-quality wear-resistant material, while the radially inner sieve ring 18 can be made correspondingly cheaper, with the advantage that despite reduced manufacturing costs, the wear behavior of the entire sieve 1 is not worse.

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Abstract

Das Verfahren dient zur Herstellung eines Siebes (1), wie es z.B. bei der Sortierung von zur Papiererzeugung geeigneten Faserstoffsuspensionen eingesetzt wird. Es enthält mindestens zwei mit Öffnungen versehene flächig miteinander verbundene Siebschichten (2, 3, 4). Die Öffnungen werden vor dem Verbinden der Siebschichten in diese eingebracht. Sie sind so ausgestaltet und angeordnet, dass Sieböffnungen (7, 8) entstehen, die durch alle Siebschichten (2, 3, 4) hindurchgehen.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Siebes, insbesondere eines starren Siebes für die Behandlung von zur Papiererzeugung geeigneten Faserstoffsuspensionen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Siebes gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Siebe, die in einem Verfahren nach Art der Erfindung hergestellt werden, werden vorzugsweise zur Nasssiebung von Faserstoffsuspensionen verwendet, um darin vorhandene Störstoffe zu entfernen. Sie sind in der Regel starr und unterscheiden sich dadurch von flexiblen Endlossieben, die in Siebpressen und Papiermaschinen verwendet werden. Die Charakteristik eines solchen Siebes ergibt sich im Wesentlichen aus Größe, Form und Anzahl der sich darin befindenden Öffnungen. Diese werden in der Regel kleiner gehalten als die auszusiebenden Stoffe. Verwendet werden solche Siebe mit Vorteil z.B. in Stofflösern, Sekundärstofflösern und Sortierern zur Aufbereitung von Papierfasersuspensionen, wobei sie die Aufgabe haben, Störstoffe zurückzuhalten. Für Anwendungsfälle, die sich besonders in der Papier- und Zellstoffindustrie ergeben, sollen derartige Siebe eine Sortiercharakteristik haben, die z.B. durch runde Öffnungen zwischen 1 und 30 mm, je nach Grobheit der Stoffe, erreichbar ist. Natürlich ist man auch bestrebt, durch derartige Siebe einen möglichst großen Durchsatz zu ermöglichen, d.h. eine möglichst große Menge von nicht abgewiesenen Stoffen soll die Öffnungen passieren. Das lässt sich dadurch fördern, dass möglichst viele Öffnungen vorhanden sind. Gesamthaft ausgedrückt, bemüht man sich um eine möglichst große freie Siebfläche, bezogen auf die gesamte Oberfläche des Siebelementes.
Eine weitere Forderung ist eine relativ hohe Festigkeit gegen hydraulischen Druck. Solche Siebelemente werden in einem Produktionsbetrieb eingesetzt, bei dem es auch einmal zu Störungen kommt, was zu unterschiedlicher und beträchtlicher Druckbelastung der Siebelemente führt. Da sich eine Verstopfung nicht immer ausschließen lässt, können durchaus hohe Drücke und bei den entsprechend großen Flächen auch hohe Kräfte auf die Oberfläche solcher Siebelemente wirken. Diese erhöhten Kräfte müssen durch das Sieb aufgenommen werden können, ohne dass eine Beschädigung eintritt.
Siebelemente der genannten Art sind aus hochwertigem Material und aufwändig zu fertigen, so dass es ein ständiges Bestreben ist, die Fertigungskosten durch entsprechend gute Herstellungsverfahren zu senken. In der DE 195 47 585 A1 wird ein Feinsieb beschrieben, das aus zwei Schichten, einer Stützschicht und einer Sortierschicht, besteht, bei dem das Problem der Festigkeit durch eine relativ starke Stützschicht gelöst wurde. Das führt zwar zum Erfolg, ist aber technologisch oft nicht optimal.
Es gibt andere Herstellungsverfahren von Siebelementen, bei denen ein feines Siebgewebe auf einem mit relativ großen Löchern versehenen zylindrischen Stützkörper von außen aufgeschrumpft wird. Auch bei derartigen Siebelementen ist ein verstopfungsfreier Betrieb schwierig und die Sortiercharakteristik für viele Anwendungsfälle nicht ausreichend gut.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung von Siebelementen zu schaffen, das, gemessen an dem Gebrauchswert des Siebelementes, relativ kostengünstig ist und eine optimale Sortiercharakteristik, insbesondere bei der Sortierung von Faserstoffsuspensionen, gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale in vollem Umfang gelöst.
Siebe, die zur Behandlung von Faserstoffsuspensionen verwendet werden sollen, müssen aus Festigkeitsgründen eine ausreichende Wandstärke (Dicke) haben. Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die Siebe aus mehreren Schichten hergestellt werden, bietet einen grundsätzlichen ökonomischen Vorteil in der Herstellung. In aller Regel erfordert es weniger Aufwand, Löcher oder sonstige Sieböffnungen in dünnere Metallschichten einzubringen als in dicke. Insbesondere bei dem hier besonders typischen Größenbereich für die Sieböffnungen, der z.B. zwischen 1 und 20 Millimeter liegt, können besonders günstige Verfahren, wie Stanzen oder Laserschneiden, eingesetzt werden. Das verursacht in der Regel weniger Kosten als sie beim Bohren entstehen. Weitere Verfahren zur Erzeugung der Öffnungen in den Siebschichten sind: Fräsen, Wasserstrahlschneiden, Ätzen, Erodieren, elektrochemisches Bohren, Fließlochformen oder Räumen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich leicht Sieböffnungen erzeugen, deren Querschnitte nicht rotationssymmetrisch sind: Z.B. Langlöcher, Rechtecke, Rauten, Sechsecke oder sonstige Polygone mit abgerundeten Ecken. Das kann bei der Nasssiebung von Faserstoffsuspensionen besondere Vorteile bieten.
Bei vielen Anwendungen der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Siebe ist es von Vorteil, dass sich die Sieböffnungen in Durchströmrichtung der zu siebenden Flüssigkeit erweitern. Eine solche Ausführungsform lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch ohne Mehrkosten dadurch erzeugen, dass die Öffnungen in den stromabwärtigen Siebschichten (in Durchströmungsrichtung gesehen) größer sind als in der jeweils stromaufwärtigen. Das kann bei zylindrischen Löchern oder auch bei davon abweichenden Querschnitten durchgeführt werden. Eine spezielle Möglichkeit ergibt sich durch die Stanztechnik, bei der aus Herstellungsgründen ohnehin eine von der zylindrischen Form abweichende Lochform entsteht. Damit ist gemeint, dass die Innenwände der Öffnungen nicht zueinander parallel, sondern mit einem spitzen Winkel zueinander stehen, der in der Regel zwischen 1 und 3° liegt. Bei diesbezüglich sinnvoller Anordnung der einzelnen Siebschichten kann also diese Strömungsquerschnittserweiterung in Richtung der beabsichtigten Durchströmung der zu bearbeitenden Flüssigkeit gewählt werden.
Darüber hinaus gibt es eine Reihe von vorteilhaften Ausführungsformen des Verfahrens, die es gestatten, mit geringem Aufwand auch solche Sieböffnungen zu erzeugen, deren Verlauf im Sieb speziell ausgestaltet ist. Es besteht nämlich die Möglichkeit, durch Unsymmetrie und/oder einen seitlichen Versatz der Öffnungen in den verschiedenen Siebschichten eine Schrägstellung der Sieböffnungen zu erreichen, d.h. dass deren Hauptrichtung nicht senkrecht zur Siebebene steht. Diese Schrägstellung kann mit Vorteil auf die Anströmungsrichtung der Flüssigkeit beim Betrieb des Siebes abgestimmt werden. Auch in den Fällen, in denen kein Versatz vorgesehen ist, können unterschiedliche Formen der Öffnungen in unterschiedlichen Siebschichten zu einer sehr variantenreichen Gestaltung der Strömungsquerschnitte in den Sieböffnungen genutzt werden. So können z.B. runde und eckige Bereiche aufeinander folgen. Es können auch sprunghafte Erweiterungen gebildet werden zur verbesserten Freihaltung der Sieböffnungen.
Gerade die spezielle Ausgestaltung der Sieböffnungen, über deren Verlauf im Sieb gesehen, lässt sich bei der Wahl einer größeren Anzahl von Siebschichten, also deutlicher mehr als 3, z.B. 6 bis 8 Siebschichten, sehr gut durchführen. Dann bestehen die einzelnen Siebschichten aus dünnen Blechen (z.B. 2 mm), die durch Stanzen, Laserschneiden oder andere Verfahren mit Öffnungen versehen werden.
Es ist also davon auszugehen, dass durch feinere Unterteilung des Siebes in einzelne Siebschichten die Möglichkeiten immer besser werden, kompliziertere Formen der Sieböffnungen zu erzeugen.
Die Siebschichten werden z.B. aus Metall, Kunststoff, Hartschaum oder Naturbaustoffen hergestellt. Dabei ist wegen der unterschiedlichen Beanspruchung einzelner Siebschichten eine Kombination verschiedener Werkstoffe von Vorteil, z.B. besonders abriebfestes Material in der zulaufseitigen Siebschicht (Oberschicht) und besonders zähes Material in den Mittelschichten und/oder der Unterschicht.
In speziellen Ausführungsformen kann es auch gewünscht werden, dass das nach dem Verfahren hergestellte Sieb mit Blindlöchern versehen wird, was natürlich ohne großen Aufwand durch das neue Herstellungsverfahren erreicht werden kann, indem sich an bestimmten Stellen der entsprechenden Siebschicht keine Öffnung befindet.
Da - wie bereits erwähnt - das nach dem Verfahren hergestellte Sieb in der Regel hohen Kräften ausgesetzt ist, empfiehlt es sich, die einzelnen Siebschichten durch ein Verfahren zu verbinden, bei dem entsprechend große Kräfte aufgenommen werden können. Solche Verfahren sind insbesondere Lötverfahren, also Weichlöten, Hartlöten oder Hochtemperaturlöten, da diese eine hochfeste, flächige Verbindung erzeugen und thermisch relativ unproblematisch sind. Selbstverständlich kann eine solche Verbindung durch Schweißen zu erzeugt werden, wenn entsprechende Maßnahmen getroffen werden, die den Verzug des Siebes verhindern. Eine weitere Möglichkeit besteht in technischen Klebeverfahren. Bekanntlich gelingt es inzwischen, Metalle oder Kunststoffe mit solchen Klebeverfahren zu verbinden, die eine hohe Festigkeit gewährleisten. Da solche Siebe im Allgemeinen bei Temperaturen deutlich unter 100° C eingesetzt werden, ist die thermische Belastung solcher Klebeverbindungen bei Betrieb des Siebes gering.
Es ist in anderen Fällen von Vorteil, die Verbindung der Siebschichten miteinander lösbar zu gestalten, um die Möglichkeit zu haben, verschlissene Teile einfach auszuwechseln. Lösbare Verbindungen werden z.B. durch Schrauben, Nieten, Klemmen oder Formschluss gebildet, um nur diese zu nennen. Bei mehr als drei Siebschichten können diese teils lösbar und teils unlösbar miteinander verbunden sein, was die Möglichkeit bietet, nur die dem Verschleiß besonders ausgesetzte zulaufseitige Schicht (Oberschicht) zur Auswechslung vorzusehen.
Bei besonderen Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die für Siebcharakteristik entscheidende zulaufseitige Siebschicht (Oberschicht) relativ dünn gehalten werden, wobei dennoch durch eine entsprechend robust ausgeführte weitere Schicht oder weitere Schichten ein Sieb von hoher Festigkeit entsteht. Die Möglichkeit, eine dünne Oberschicht verwenden zu können, hat ferner den Vorteil eines geringeren Druckverlustes beim Betrieb, da beim fertigen Sieb innerhalb der den Siebcharakter bestimmenden Öffnungen der Oberschicht nur kurze Strömungswege entstehen. Die Länge dieses Strömungsweges entspricht der Dicke der Oberschicht. Auch wenn eine konische Erweiterung der Sieböffnungen in der beabsichtigten Strömungsrichtung erforderlich ist, ist die Herstellung dennoch einfacher als bei einteiligen Sieben.
Typischerweise dient das Verfahren dazu, ebene Siebe herzustellen. Ein solches Sieb kann die Form eines Kreisringes haben, der eventuell aus Kreisringsegmenten zusammengesetzt wird. Wird in speziellen Fällen ein Sieb als zylindrischer Siebkorb hergestellt, bei dem die zulaufseitige Siebschicht radial innen ist und weitere Schichten außen sind, kann die zulaufseitige Schicht im ebenen Zustand mit den Öffnungen versehen werden. Wird sie anschließend gebogen, weiten sich in Folge der Biegung die Öffnungen, radial betrachtet, von innen nach außen auf. So entstehen durch besondere Fertigungsverfahren in der Sortierschicht konische Öffnungen, indem sich die Strömungsquerschnitte erweitern.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen
Fig. 1 : Ein Teil eines nach dem Verfahren hergestellten Siebes, geschnitten dargestellt; Fig. 2-6 verschiedene Varianten am Beispiel verschiedener Siebe, geschnitten dargestellt; Fig. 7-8 je ein nach dem Verfahren hergestelltes Siebteil in Ansicht auf die
Abströmseite; Fig. 9 ein nach dem Verfahren hergestelltes Sieb mit Ringen aus unterschiedlichem
Material.
Fig. 1 zeigt an Hand eines ersten Beispiels ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Sieb 1. Dieses besteht aus den drei flächig miteinander verbundenen Siebschichten 2, 3 und 4 sowie Sieböffnungen 7 bzw. 8, die bei diesem Beispiel durch alle Siebschichten hindurchgehen. Die Siebschichten sind an den Kontaktflächen 17 flächig miteinander verbunden, z.B. durch Hochtemperaturlöten. Bei dem hier dargestellten Sieb 1 bildet die oben liegende Siebschicht 2 die Zulaufseite, d.h. dass die zu siebende Flüssigkeit von oben nach unten durch die Öffnungen 7 bzw. 8 fließt. Dabei ist in dieser Durchströmrichtung des Siebes gesehen die stromabwärtige Öffnung größer als die jeweils stromaufwärtige Öffnung. D.h. in der Durchströmrichtung des Siebes werden die Querschnitte an bestimmten Stellen größer, wodurch sich eine besonders gute Verstopfungsfreiheit des Siebes ergibt. Während die rechts gezeichneten Sieböffnungen 8 im Wesentlichen zylindrisch sind, setzen sich die links gezeichneten Sieböffnungen 7 aus einer Kombination von zwei Zylindern und in einer dazwischen liegenden konischen Öffnung (Siebschicht 3) zusammen. Auch wenn die Öffnungen 7 und 8 hier im selben Sieb eingezeichnet sind, ist das eher als Ausnahme anzusehen. Meistens sind die Sieböffnungen untereinander gleich. Dasselbe gilt auch für die anderen Figuren.
Bei den typischen Anwendungsfällen für das erfindungsgemäß hergestellte Sieb liegen die kleinsten Öffnungen an der Zulaufseite des Siebes 1 (also hier in der obersten Siebschicht 2) verglichen mit denen in stromabwärts folgenden Siebschichten. Dabei bestimmen diese kleinsten Öffnungen die Trenncharakteristik, d.h. welche Teile das Sieb passieren oder davor abgewiesen werden. Durch die Erfindung ist es leicht möglich, nicht nur die Größe, sondern auch die Form der kleinsten Öffnung auf die Anforderungen einzustellen. Solche Formen können z.B. Kreise, Ovale, Langlöcher, Rechtecke oder Polygone sein, um nur diese zu nennen. Durch eine entsprechend günstig gewählte Form und Anordnung („Siebmuster") lässt sich eine große freie Fläche, bezogen auf die gesamte Siebfläche erzeugen.
Das in Fig. 2 gezeigte vierschichtige Sieb weist in den Mittelschichten 3 und 4 jeweils schräge und in der unten eingezeichneten Siebschicht 5 zylindrische Öffnungen auf, die gegenüber den stromaufwärtigen Öffnungen einen seitlichen Versatz haben. Eine solche Form der Sieböffnungen lässt sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens relativ einfach realisieren und hat den Vorteil, dass bei schräger Anströmung der zu siebenden Flüssigkeit ein besserer Durchfluss möglich ist. Die schräge Anströmung rührt in der Regel daher, dass mit Hilfe eines am Sieb vorbei (in Pfeilrichtung) bewegten Siebräumers 14 (Räumrotors) eine schräge Geschwindigkeitsrichtung erzeugt wird, die also nicht senkrecht zur Siebebene steht. Außerdem kann auch auf Grund der Gehäuseform die Strömung schräg auftreffen.
In Fig. 3 ist ein Sieb mit insgesamt fünf Schichten dargestellt, deren Öffnungen 10 in mehreren Fällen leicht konisch ausgeführt sind. Dabei kann die Konizität vom Stanzvorgang, also dem Einbringen der Öffnungen in die Siebschichten kommen, was bekanntlich dazu führt, dass die Seitenwände nicht parallel, sondern in einem spitzen Winkel zueinander stehen. Diese Konizität ist in der Fig. 3 übertrieben dargestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht es auch sehr einfach, ein Sieb mit nicht durchgehenden Vertiefungen 11 zu versehen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Eine solche Vertiefung 1 1 entsteht dadurch, dass die betreffende Öffnung nicht durch alle Siebschichten verläuft, sondern z.B. nur durch die zulaufseitige Siebschicht 2. Sie kann z.B. rund oder nutförmig sein. Ferner zeigt Fig. 4 einen leistenförmigen Vorsprung, der durch den Einschluss eines Profilstabes 12 gebildet wird. Dieser ist in eine passende Ausnehmung, die durch eine oder mehrere Siebschichten (hier z.B. 2 + 3) verläuft, eingesetzt, z.B. eingelötet. Vertiefungen oder Vorsprünge an der Zulaufseite des Siebes sind geeignet, die Strömung der zu siebenden Flüssigkeit so zu beeinflussen, dass die Verstopfungsneigung der benachbarten Sieböffnungen abnimmt.
Es kann auch ohne weiteres eine Ausführungsform hergestellt werden, bei der Einsätze 13 verwendet werden, die in ihrer Mitte durchgehende Sieböffnungen 15 haben und in mehrere oder alle Siebschichten 2, 3, 4 eingesetzt sind. Solche Einsätze 13 können besonders verschleißfest ausgeführt werden und sind eventuell auswechselbar (s. Fig. 5).
Weitere Varianten bei der Verwendung von Einsätzen 13 mit geeigneten Sieböffnungen 15 werden in Fig. 6 dargestellt. Bei bestimmten Einsatzfällen der erfindungsgemäß hergestellten Siebe kann es von Vorteil sein, die Einsätze 13 auf der Zulaufseite und/oder auf der Ablaufseite um ein gewisses Maß m vorstehen zu lassen, um dadurch z.B. die Strömung in diesem Bereich zu verbessern. Dieses Maß m liegt zweckmäßigerweise zwischen 0,5 und 5 mm. Der in der Mitte dieser Fig. 6 gezeigte Einsatz 13' erstreckt sich nicht durch alle Siebschichten, sondern nur durch die oberen Siebschichten 2 und 3. Auf diese Weise können die verschleißgefährdeten Teile des Siebes, also die Einsätze 13', kleiner gehalten werden. Wie bereits erwähnt, ist der Verschleiß in dem Bereich besonders hoch, wo der Siebräumer 14 eingesetzt wird. Die dargestellte Form des über zwei Siebschichten sich erstreckenden Einsatzes 13' ist besonders leicht auszuwechseln, wenn dafür gesorgt wird, dass sich die beiden Siebschichten 2 und 3 zerstörungsfrei trennen lassen. Das gilt auch für Einsätze ohne Überstand.
Eine Ansicht der Abströmungsseite eines erfindungsgemäß hergestellten Siebes zeigt Fig. 7. Dabei handelt es sich um eine Teilansicht, die insgesamt aus drei Siebschichten 2, 3, 4 besteht, zwischen denen sich die Kontaktflächen 17 befinden. Die links dargestellten Sieböffnungen 8 haben jeweils einen zylindrischen Querschnitt, dessen Durchmesser in den verschiedenen Siebschichten unterschiedlich ist. Dabei sind die Öffnungen in den einzelnen Siebschichten gegeneinander versetzt, so dass sich eine schräge Durchströmungsrichtung ergibt. Einen ähnlichen Versatz hat auch die Sieböffnung 16, deren Strömungsquerschnitt die Form eines Langlochs hat.
Entscheidend für die Siebcharakteristik des erfindungsgemäß hergestellten Siebes sind die kleinsten Öffnungen, die üblicherweise an der Zulaufseite, also bei den in den Figuren dargestellten Beispielen in der Siebschicht 2 vorhanden sind. Die weiteren Siebschichten, also z.B. 3 und 4 in den Fig. 1 und 4 bis 6, haben im Wesentlichen die Aufgabe, dem so hergestellten Sieb die notwendige Festigkeit zu geben, worauf bereits eingegangen wurde. Es ist also ohne weiteres möglich, wie in Fig. 8 dargestellt, Öffnungen in der unteren Siebschicht 4 anzubringen, die so groß sind, dass in diese mehrere Öffnungen von einer anderen Siebschicht einmünden. Dabei ist es im Allgemeinen zweckmäßig, dass eine solche größere Öffnung etwa 3 bis 15 kleinere Öffnungen überdeckt. Diese Maßnahme kann auch bei anderen Siebschichten getroffen werden, ausgenommen der oberen Siebschicht 2.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens liegt in der Möglichkeit, dass mindestens eine Siebschicht, insbesondere die zulaufseitige Siebschicht 2, in mehrere, vorzugsweise konzentrische Kreisringe 18, 19 aufgeteilt wird und dass diese Kreisringe 18, 19 aus verschiedenem Material hergestellt sind (Fig. 9). Dadurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass in Folge der höheren Umfangsgeschwindigkeit des Siebräumers 14 in radial äußeren Bereichen dort auch eine höhere Verschleißgefahr besteht. Ein radial äußerer Siebring 19 kann dann z.B. aus einem besonders hochwertigen verschleißfesten Material bestehen, während der radial weiter innen liegende Siebring 18 entsprechend preiswerter ausgeführt werden kann mit dem Vorteil, dass trotz reduzierter Herstellungskosten das Verschleißverhalten des gesamten Siebes 1 nicht schlechter wird.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Siebes, insbesondere eines starren Siebes (1 ) für die Behandlung von zur Papiererzeugung geeigneten Faserstoffsuspensionen, welches aus mindestens zwei mit Öffnungen versehenen flächig miteinander verbundenen Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) besteht, wobei zumindest ein Teil der Öffnungen so gestaltet und angeordnet ist, dass Sieböffnungen (7, 8, 9, 10, 15, 16) entstehen, die durch alle Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) hindurchgehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen vor dem Verbinden der Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) in die
Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) eingebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass genau drei Siebschichten (2, 3, 4) verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass genau vier Siebschichten (2, 3, 4, 5) verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehr als vier Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die alle Siebschichten durchdringenden Sieböffnungen (7, 8, 9, 10, 15, 16) mit nicht konstanten Strömungsquerschnitten gebildet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsquerschnitte der Öffnungen in mindestens zwei verschiedenen Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) unterschiedlich groß sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen in den verschiedenen Siebschichten (3, 4, 5, 6) stromabwärts in der beabsichtigten Durchströmrichtung des Siebes gesehen größer als die jeweils stromaufwärtige Öffnung dimensioniert werden.
8. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Öffnungen in verschiedenen Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) miteinander fluchten.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Öffnungen in den verschiedenen Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) zumindest teilweise nicht miteinander fluchten, indem sie seitlich versetzt zueinander angeordnet sind.
10. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Teil der Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) zylindrische Öffnungen eingebracht werden.
1 1. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Teil der Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) konische Öffnungen eingebracht werden.
12. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem der verschiedenen Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) Öffnungen mit langlochförmigem Querschnitt eingebracht werden.
13. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Teil der verschiedenen Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) Öffnungen mit polygonförmigen Querschnitten eingebracht werden.
14. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) zumindest teilweise aus Metall hergestellt werden.
15. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) zumindest teilweise aus Kunststoff hergestellt werden.
16. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Siebschichten (2,3, 4, 5, 6) aus verschiedenen Werkstoffen, insbesondere aus einer Kombination von Metallen und Kunststoff hergestellt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zulaufseitige Siebschicht (2) aus Metall hergestellt wird.
18. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) aus Metall hergestellt werden und dass die flächige Verbindung zwischen ihnen durch Löten erfolgt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Lötverfahren ein Hochtemperaturlötverfahren ist, das bei einer Temperatur von über 800° C, vorzugsweise zwischen 950° C und 1250° C, durchgeführt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Lötmittel in Form einer Folie vor dem Löten zwischen die Siebschichten eingebracht wird.
21. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Verbindung benachbarter Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) zumindest teilweise durch Schweißen erfolgt.
22. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Verbindung benachbarter Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) zumindest teilweise durch Kleben erfolgt.
23. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Verbindung benachbarter Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) zumindest teilweise durch Schrauben erfolgt.
24. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Verbindung benachbarter Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) zumindest teilweise durch Klemmen erfolgt.
25. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Verbindung benachbarter Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) zumindest teilweise durch eine formschlüssige Verbindung erfolgt.
26. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) jeweils eine Dicke zwischen 1 und 20 mm aufweisen.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6) eine Dicke zwischen 1 und 5 mm aufweisen.
28. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (1 ) eine Gesamtdicke zwischen 4 und 100 mm, vorzugsweise 10 und 50 mm aufweist.
29. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sieböffnungen (7, 8, 9, 10, 15, 16) gebildet werden, die an ihrer engsten Stelle kreisförmig mit einem Durchmesser zwischen 1 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 6 mm sind.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass Sieböffnungen (7, 8, 9, 10, 15, 16) gebildet werden, die an ihrer engsten Stelle Langlöcher sind, mit einer Weite zwischen 1 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 6 mm.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass Sieböffnungen (7, 8, 9, 10, 15, 16) gebildet werden, die an der engsten Stelle Rechtecke sind, bei denen die kleinere Seitenlänge zwischen 1 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und 6 mm, beträgt.
32. Verfahren nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sieböffnungen (7, 8, 9, 10, 15, 16) gebildet werden, die an ihrer engsten Stelle Quadrate sind, mit einer Seitenlänge zwischen 1 mm und 20 mm, vorzugsweise 2 mm und 6 mm.
33. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Siebschichten (2, 3, 4, 5, 6), vorzugsweise die zulaufseitige Siebschicht (2), aus mindestens 2 Kreisringen (18, 19 ) zusammengesetzt wird, die aus einem unterschiedlichen Material bestehen.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der radial weiter außen liegende Kreisring (19) einen höheren Abriebwiderstand aufweist als der radial weiter innen liegende Kreisring (18).
35. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Siebschichten (3, 4, 5, 6) verwendet werden, in deren Öffnungen mehrere, vorzugsweise zwischen 3 und 15 Öffnungen von der stromaufwärts benachbarten Siebschicht (2, 3, 4, 5) einmünden.
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