EP2751335A2 - Sieb ii - Google Patents

Sieb ii

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EP2751335A2
EP2751335A2 EP12743978.4A EP12743978A EP2751335A2 EP 2751335 A2 EP2751335 A2 EP 2751335A2 EP 12743978 A EP12743978 A EP 12743978A EP 2751335 A2 EP2751335 A2 EP 2751335A2
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EP
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sieve
screen according
layer
screen
wear
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EP12743978.4A
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EP2751335B1 (de
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Werner Brettschneider
Christian Steinmassl
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/02—Straining or screening the pulp
    • D21D5/16—Cylinders and plates for screens

Definitions

  • the invention relates to a screen for the treatment of a liquid to pasty medium consisting of a plurality of layers and with a plurality of screen openings and a counter to the flow direction facing inlet side and a flow direction facing in the flow side.
  • Such screens are used for example for wet screening of pulp suspensions to remove impurities present therein. As a rule, they are rigid and differ from flexible endless screens used in screen presses and paper machines.
  • Such screens should have a sorting characteristic z. B. by round openings between 0.8 and 30 mm, depending on the coarseness of the materials, is achievable.
  • the object of the invention is therefore to ensure the most consistent sorting effect at constant throughput over the operating time.
  • the object has been achieved in that the drainage side is formed by a layer with reduced adhesion.
  • the adhesion of the layer with reduced adhesion is less than 60mJ / mm 2 and preferably between 15 and 30 mJ / mm 2 .
  • Teflon, nanoparticles, plastics are particularly suitable for the realization of the layer with reduced adhesion.
  • the inlet side of the screen is usually exposed to high wear, the inlet side should consist of a layer of very wear-resistant material.
  • Particularly suitable for this purpose are ceramics, chromium or sintered metals such as tungsten carbide.
  • the wear-resistant layer of the inlet side has a hardness between 800 and 2800HV (Vickers hardness).
  • a base body for thin layers, it is advantageous if they are applied to a base body. This can be done for example by applying a layer in liquid or pasty form or by gluing or welding a film.
  • the respective layer is exposed to a high load, it may be advantageous to form a robust and usually also relatively thick layer, if at least one layer of a separate screen layer is formed, the surface connected to a body, for example, is glued.
  • the screen may be rigid or flexible. Furthermore, this also determines whether the sieve is flat or uneven, in particular designed as a cylinder.
  • the inlet-side surface of the screen can be formed profiled. This is relatively easy to apply by welding beads or by laser. Because of its particular suitability for the treatment of liquid to pasty media, the use of the screen according to the invention is particularly advantageous for treating a pulp suspension suitable for producing a paper, board, tissue or other fibrous web or in wastewater treatment or in the food industry.
  • Figures 1 to 3 show schematic partial cross sections through differently constructed sieves.
  • the multilayer screens have a plurality of screen openings 1 arranged as uniformly as possible distributed with the same minimum cross-sectional area to ensure the same sorting effect.
  • the cross-sectional area of all screen openings 1 is exemplified by a circle.
  • Sieves which are to be used for the treatment of suspensions, must have a sufficient wall thickness for strength reasons.
  • the z. B. between 0.8 and 30 millimeters, particularly favorable methods, such as punching or laser cutting, can be used. This usually causes less costs than boring.
  • Further methods for producing the screen openings 1 are: milling, water jet cutting, etching, erosion, electrochemical drilling, flow hole forming or broaching.
  • slots rectangles, diamonds, hexagons or other polygons with rounded corners.
  • the sieve openings 1 can also increase towards the inlet 3 and / or the outlet side 4 of the sieve. Most all adjacent screen openings 1 have the same distance from each other, which ensures effective utilization of the screen surface with high stability.
  • the screen openings 1 are often arranged in parallel rows.
  • the sieve which is here by way of example, flows through the pulp suspension from the feed side 3 in the flow direction 2. Larger impurities are retained and can be removed on the inlet side 3, for example, with a reamer.
  • the thickness of the screen in such applications is between 3 and 30 mm.
  • the inlet side 3 of the screen is formed by a wear-resistant layer 5 of chromium, carbide or tungsten carbide.
  • the hardness is in the range between 800 and 2800 HVA / ickershärte.
  • the discharge side 4 is formed by a layer 6 with reduced adhesion, a so-called non-stick layer.
  • the service life of the screen at constant operating parameters can be significantly extended.
  • the effort to clean the screens can be omitted or reduced.
  • the structure can vary accordingly.
  • both layers 5, 6 were applied to a common basic body in the form of a middle layer 7. This is possible, for example, by the application of the layer 5, 6 in liquid or pasty form and subsequent hardening of the layers 5, 6.
  • both layers 5, 6 cover the sieve alone, ie without intermediate middle layer 7 form.
  • at least one layer 5, 6 should be in solid form, so that the other layer 6, 5 can be applied to it. If, as in FIG. 1, both layers 5, 6 are in solid form, they are connected to one another in a detachable or non-detachable manner to form the screen.
  • the screen shown in Figure 2 has a stable layer 5 here in the form of the wear-resistant layer 5 of stainless steel, mild steel, Kunsstoff or a composite, so that the other layer 6 here in the form of non-stick layer 6, for example as a film on the stable layer. 5 is applied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sieb zur Behandlung eines flüssigen bis pastösen Mediums bestehend aus mehreren Schichten (5, 6, 7) und mit einer Vielzahl von Sieböffnungen (1) sowie einer entgegen der Durchströmrichtung (2) weisenden Zulaufseite (3) und einer in Durchströmrichtung (2) weisenden Ablaufseite (4). Dabei soll eine möglichst gleichbleibende Sortierwirkung bei möglichst konstantem Durchsatz dadurch erreicht werden, dass die Ablaufseite (4) von einer Schicht (6) mit verminderter Adhäsion gebildet wird.

Description

Sieb II
Die Erfindung betrifft ein Sieb zur Behandlung eines flüssigen bis pastösen Mediums bestehend aus mehreren Schichten und mit einer Vielzahl von Sieböffnungen sowie einer entgegen der Durchströmrichtung weisenden Zulaufseite und einer in Durchströmrichtung weisenden Ablaufseite.
Derartige Siebe werden beispielsweise 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 Sieböffnungen. Diese werden in der Regel kleiner gehalten als die auszusiebenden Stoffe.
Verwendet werden solche Siebe dabei 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 0,8 und 30 mm, je nach Grobheit der Stoffe, erreichbar ist.
Natürlich ist man auch bestrebt, bei derartigen Sieben 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.
Um zu gewährleisten, dass die Siebe möglichst wenig verschleißen und nicht korrodieren, werden diese oft zulauf- oder auch beidseitig beschichtet, insbesondere mit Chrom, Keramik oder Wolframkarbid.
Allerdings hat sich herausgestellt, dass sich die Sortierwirkung und der Durchsatz über die Betriebsdauer dennoch verändern können, was bei vielen Anwendungen nicht akzeptabel ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher über die Betriebsdauer eine möglichst gleichbleibende Sortierwirkung bei möglichst konstantem Durchsatz zu gewährleisten. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Ablaufseite von einer Schicht mit verminderter Adhäsion gebildet wird.
Vor allem bei der Behandlung von flüssigen bis pastösen Medien hat es sich gezeigt, dass die Ablaufseite des Siebe oft zu Ablagerungen, Verspinnungen o.ä neigt, was sich negativ auf den Durchsatz auswirkt. Bei der Behandlung von Feststoffen ist eine Reaktion mit der Ablaufseite des Siebes meist wesentlich geringer.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Haftung der Schicht mit verminderter Adhäsion kleiner als 60mJ/mm2 ist und vorzugsweise zwischen 15 und 30 mJ/mm2 liegt. Für die Realisierung der Schicht mit verminderter Adhäsion eignen sich insbesondere Teflon, Nanopartikel, Kunststoff.
Da die Zulaufseite des Siebes in der Regel einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist, sollte die Zulaufseite von einer Schicht aus sehr verschleißfestem Material bestehen. Hierfür eignen sich insbesondere Keramik, Chrom oder Sintermetalle wie Wolfram karbid.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn die verschleißfeste Schicht der Zulaufseite eine Härte zwischen 800 und 2800HV(Vickershärte) hat.
Durch die unterschiedlichen Schichten kann auch auf die unterschiedlichen Anforderungen und Belastungen beider Siebseiten besser eingegangen werden.
Insbesondere für dünne Schichten ist es von Vorteil, wenn diese auf einen Grundkörper aufgebracht werden. Dies kann beispielsweise durch das Auftragen einer Schicht in flüssiger oder pastöser Form oder aber mittels Aufkleben oder Aufschweißen einer Folie erfolgen.
Hierbei kann es vorteilhaft sein, nur eine Schicht derart aufzutragen. Falls jedoch beide Schichten, d.h. die verschleißfeste Schicht und die Schicht mit verminderter Adhäsion auf einen Grundkörper aufgebracht werden, so vermindert sich der Aufwand, wenn dies der gemeinsame Grundkörper beider Schichten in Form einer Mittelschicht ist.
Vor allem wenn die jeweilige Schicht einer starken Beanspruchung ausgesetzt ist, kann es zur Bildung einer robusten und meist auch relativ dicken Schicht von Vorteil sein, wenn zumindest eine Schicht von einer separaten Siebschicht gebildet wird, die flächig mit einem Grundkörper verbunden, beispielsweise verklebt ist.
Unabhängig von der Art und Beschaffenheit der Schichten sollten in Durchströmrichtung benachbarte Schichten flächig miteinander verbunden sein.
In Abhängigkeit von den Anforderungen und den Bedingungen kann das Sieb starr oder aber flexibel sein. Des Weiteren ergibt sich daraus auch, ob das Sieb eben oder uneben, insbesondere als Zylinder ausgebildet ist.
Um die Turbulenzbildung auf der Zulaufseite zu verstärken, kann die zulaufseitige Oberfläche des Siebes profiliert ausgebildet werden. Dies ist über das Aufbringen von Schweißraupen oder mittels Laser relativ einfach möglich. Wegen der besonderen Eignung zur Behandlung von flüssigen bis pastösen Medien ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Siebes insbesondere zur Behandlung einer zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn geeigneten Faserstoffsuspension oder bei der Abwasseraufbereitung oder in der Lebensmittelindustrie von Vorteil.
Hierdurch gelingt es mit relativ geringem Aufwand, die Sortierwirkung und den Durchsatz über einen sehr langen Zeitraum relativ konstant zu halten, was sich positiv auf den Energieverbrauch, die Prozessstabilität und die Servicekosten auswirkt.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigen die Figuren 1 bis 3 schematische Teilquerschnitte durch unterschiedlich aufgebaute Siebe. Die mehrschichtigen Siebe besitzen dabei eine Vielzahl von möglichst gleichmäßig verteilt angeordneten Sieböffnungen 1 mit der gleichen minimalen Querschnittsfläche zur Gewährleistung gleicher Sortierwirkung.
Die Querschnittsfläche aller Sieböffnungen 1 wird beispielhaft von einem Kreis gebildet.
Siebe, die zur Behandlung von Suspensionen verwendet werden sollen, müssen aus Festigkeitsgründen eine ausreichende Wandstärke haben. Insbesondere bei dem bei der Faserstoffbehandlung besonders typischen Größenbereich für die Sieböffnungen 1 , der z. B. zwischen 0,8 und 30 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 Sieböffnungen 1 sind: Fräsen, Wasserstrahlschneiden, Ätzen, Erodieren, elektrochemisches Bohren, Fliesslochformen oder Räumen.
Damit lassen sich leicht auch Sieböffnungen 1 erzeugen, deren Querschnitte nicht rotationssymmetrisch sind: z. B. Langlöcher, Rechtecke, Rauten, Sechsecke oder sonstige Polygone mit abgerundeten Ecken.
Dabei können sich die Sieböffnungen 1 auch zur Zulauf- 3 und/oder zur Ablaufseite 4 des Siebes hin vergrößern. Meist haben alle benachbarten Sieböffnungen 1 den gleichen Abstand zueinander, was eine effektive Ausnutzung der Siebfläche bei hoher Stabilität gewährleistet.
Dabei sind die Sieböffnungen 1 oft in parallelen Reihen angeordnet. Das hier beispielhaft ebene Sieb wird von der Zulaufseite 3 her in Durchströmrichtung 2 von der Faserstoffsuspension durchströmt. Größere Störstoffe werden dabei zurückgehalten und können auf der Zulaufseite 3 beispielsweise mit einem Räumer entfernt werden.
Zur Gewährleistung einer ausreichenden Stabilität liegt die Dicke des Siebes bei derartigen Anwendungen zwischen 3 und 30 mm.
Da die Zulaufseite einem erhöhten Verschleiß durch das anströmende und turbulente Medium ausgesetzt ist, wird die Zulaufseite 3 des Siebes von einer verschleißfesten Schicht 5 aus Chrom, Karbid oder Wolframkarbid gebildet. Dabei liegt die Härte im Bereich zwischen 800 und 2800 HVA/ickershärte.
Um insbesondere bei der Behandlung von flüssigen bis pastösen Medien Anhaftungen auf der Ablaufseite 4 des Siebes zu begegnen, wird die Ablaufseite 4 von einer Schicht 6 mit verminderter Adhäsion, einer sogenannten Antihaft- Schicht gebildet.
Dabei kann die Betriebsdauer des Siebes bei konstanten Betriebsparametern wesentlich verlängert werden. Auch der Aufwand zur Reinigung der Siebe kann entfallen oder verringert werden.
Entsprechend den Anforderungen an das Sieb kann der Aufbau entsprechend variieren.
Bei der Ausführung gemäß Figur 3 wurden beide Schichten 5,6 auf einen gemeinsamen Grundkörper in Form einer Mittelschicht 7 aufgetragen. Dies ist zum Beispiel durch das Auftragen der Schicht 5,6 in flüssiger oder pastöser Form und ein anschließendes Aushärten der Schichten 5,6 möglich.
Die Lösungen entsprechend Figur 1 und 2 zeigen die Variante, dass beide Schichten 5,6 das Sieb allein, d.h. ohne dazwischen liegende Mittelschicht 7 bilden. In diesem Fall sollte zumindest eine Schicht 5,6 in fester Form vorliegen, so dass die andere Schicht 6,5 auf diese aufgetragen werden kann. Liegen, wie in Figur 1 , beide Schichten 5,6 in fester Form vor, so werden diese zur Bildung des Siebes lösbar oder unlösbar miteinander verbunden.
Das in Figur 2 gezeigte Sieb hat eine stabile Schicht 5 hier in Form der verschleißfesten Schicht 5 aus Edelstahl, Normalstahl, Kunsstoff oder einem Verbundstoff, so dass die andere Schicht 6 hier in Form der Antihaft-Schicht 6 beispielsweise als Folie auf die stabile Schicht 5 aufgebracht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Sieb zur Behandlung eines flüssigen bis pastösen Mediums bestehend aus mehreren Schichten (5,6,7) und mit einer Vielzahl von Sieböffnungen (1 ) sowie einer entgegen der Durchströmrichtung (2) weisenden Zulaufseite (3) und einer in Durchströmrichtung (2) weisenden Ablaufseite (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufseite (4) von einer Schicht (6) mit verminderter Adhäsion gebildet wird.
2. Sieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Haftung der Schicht (6) mit verminderter Adhäsion kleiner als 60mJ/mm2 ist und vorzugsweise zwischen 15 und 30 mJ/mm2 liegt.
3. Sieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (6) mit verminderter Adhäsion von Teflon, Nanopartikeln, Kunststoff o.ä. gebildet wird.
4. Sieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufseite (3) von einer verschleißfesten Schicht (5) gebildet wird.
5. Sieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißfeste Schicht (5) eine Härte zwischen 800 und 2800 HV aufweist.
6. Sieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißfeste Schicht (5) aus Keramik, Chrom oder Wolframkarbid besteht.
7. Sieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schichten (5,6) der Zulauf- (3) und der Ablaufseite (4) wenigstens eine Mittelschicht (7) angeordnet ist.
8. Sieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Schichten (5,6,7) flächig miteinander verbunden sind.
9. Sieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb starr ist.
10. Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb flexibel ist.
11. Sieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb eben ist.
12. Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb uneben, insbesondere als Zylinder ausgebildet ist.
13. Sieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufseite (3) des Siebes profiliert ausgebildet ist.
14. Anwendung des Siebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Behandlung einer zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn geeigneten Faserstoffsuspension.
15. Anwendung des Siebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei der Abwasseraufbereitung.
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