EP2751336A1 - Sieb - Google Patents

Sieb

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EP2751336A1
EP2751336A1 EP12750559.2A EP12750559A EP2751336A1 EP 2751336 A1 EP2751336 A1 EP 2751336A1 EP 12750559 A EP12750559 A EP 12750559A EP 2751336 A1 EP2751336 A1 EP 2751336A1
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coatings
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Christian Steinmassl
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Voith Patent 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
    • D21D5/16—Cylinders and plates for screens

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Paper (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sieb zur Behandlung eines flüssigen bis pastösen Mediums mit einer Vielzahl von Sieböffnungen (1) sowie einer beschichteten entgegen der Durchströmrichtung (2) weisenden Zulaufseite(3) und einer beschichteten in Durchströmrichtung (2) weisenden Ablaufseite(4). Dabei soll eine möglichst gleichbleibende Sortierwirkung bei möglichst konstantem Durchsatz dadurch erreicht werden, dass die Beschichtungen (5, 6) der Zulauf-(3) und der Ablaufseite (4) unterschiedlich ausgebildet sind.

Description

SIEB
Die Erfindung betrifft ein Sieb zur Behandlung eines flüssigen bis pastösen Mediums mit einer Vielzahl von Sieböffnungen sowie einer beschichteten, entgegen der Durchströmrichtung weisenden Zulaufseite und einer beschichteten, 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 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 Beschichtungen der Zulauf- und der Ablaufseite unterschiedlich ausgebildet sind. Durch die unterschiedliche Beschichtung kann auch auf die unterschiedlichen Anforderungen und Belastungen beider Siebseiten besser eingegangen werden. Da die Zulaufseite in der Regel einem hohen Verschleiß ausgesetzt ist, sollte die Beschichtung der Zulaufseite aus sehr verschleißfestem Material bestehen. Hierfür eignet sich insbesondere Keramik, Chrom oder ein Sintermetall wie Wolfram karbid.
Demgegenüber können bei der Wahl der Beschichtung der Ablaufseite des Siebes Verschleiß, allerdings auf geringerem Niveau, Korrosion und/oder Adhäsion von Bedeutung sein.
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.
Daher ist es von Vorteil, wenn die Beschichtung der Zulaufseite verschleißfest ist, wobei deren Härte vorzugsweise zwischen 800 und 2800 HV(Vickershärte) liegt und/oder die Beschichtung der Ablaufseite eine verminderte Adhäsion aufweist, wobei deren Haftung kleiner als 60 mJ/mm2 ist und vorzugsweise zwischen 15 und 30 mJ/mm2 liegt.
Für die Realisierung einer Beschichtung mit verminderter Adhäsion eignen sich insbesondere Teflon, Nanopartikel, Kunststoff.
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. Insbesondere für dünne Beschichtungen ist es von Vorteil, wenn diese auf einen Grundkörper aufgebracht werden. Dies kann beispielsweise durch das Auftragen einer Beschichtung in flüssiger oder pastöser Form oder aber mittels Aufkleben oder Aufschweißen einer Folie erfolgen.
Hierbei kann es vorteilhaft sein, nur eine Besichtung derart aufzutragen. Falls jedoch beide Beschichtungen auf einen Grundkörper aufgebracht werden, so vermindert sich der Aufwand, wenn dies der gemeinsame Grundkörper beider Beschichtungen ist. Vor allem wenn die Beschichtung einer starken Beanspruchung ausgesetzt ist, kann es zur Bildung einer robusten und meist auch relativ dicken Beschichtung von Vorteil sein, wenn zumindest eine Beschichtung von einer separaten Siebschicht gebildet wird, die flächig mit einem Grundkörper verbunden ist.
Hierbei kann der Grundkörper von einem separaten Grundkörper oder einem mit der anderen Beschichtung gemeinsamen oder aber von der anderen Beschichtung selbst gebildet werden.
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 und 2 schematische Teilquerschnitte durch unterschiedlich aufgebaute Siebe. Die 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 3 einem erhöhten Verschleiß durch das anströmende und turbulente Medium ausgesetzt, wird die Zulaufseite 3 des Siebes von einer verschleißfesten Beschichtung 5 aus Chrom, Keramik oder Wolframkarbid gebildet. Dabei liegt die Härte im Bereich zwischen 800 und 2800 HV (Vickershärte).
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 Beschichtung 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 1 wurden beide Beschichtungen 5,6 auf einen gemeinsamen Grundkörper 7 aufgetragen. Dies ist zum Beispiel durch das Auftragen der Beschichtungen 5,6 in flüssiger oder pastöser Form und ein anschließendes Aushärten der Beschichtungen 5,6 möglich.
Das Sieb gemäß Figur 2 unterscheidet sich davon, indem beide Beschichtungen 5,6 jeweils auf einen separaten Grundkörper 7,8 aufgebracht wurden. Die beiden Grundkörper 7,8 sind hier lösbar oder unlösbar miteinander verbunden.

Claims

Patentansprüche
1. Sieb zur Behandlung eines flüssigen bis pastösen Mediums mit einer Vielzahl von Sieböffnungen (1 ) sowie einer beschichteten, entgegen der Durchströmrichtung (2) weisenden Zulaufseite (3) und einer beschichteten, in Durchströmrichtung (2) weisenden Ablaufseite (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungen (5,6) der Vorder- (3) und der Ablaufseite (4) unterschiedlich ausgebildet sind.
2. Sieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5) der Zulaufseite (3) verschleißfest ist, wobei die Härte vorzugsweise zwischen 800 und 2800 HV liegt und/oder die Beschichtung (6) der Ablaufseite (4) eine verminderte Adhäsion aufweist, wobei deren Haftung vorzugsweise kleiner als 60 mJ/mm2 und insbesondere zwischen 15 und 30 mJ/mm2 liegt.
3. Sieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißfeste Beschichtung (5) von Keramik, Chrom oder Wolframkarbid gebildet wird.
4. Sieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Beschichtung (6) mit verminderter Adhäsion von Teflon, Nanopartikeln, Kunststoff gebildet wird.
5. Sieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb starr ist.
6. Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb flexibel ist.
7. Sieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb eben ist.
8. Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb uneben, insbesondere als Zylinder ausgebildet ist.
9. Sieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Beschichtung (5,6) auf einen Grundkörper (7,8) aufgebracht ist.
10. Sieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beide Beschichtungen (5,6) auf einen, vorzugsweise gemeinsamen Grundkörper (7) aufgebracht sind.
11. Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Beschichtung (5,6) von einer separaten Siebschicht gebildet wird, die flächig mit einem Grundkörper (7,8) verbunden ist.
12. Sieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufseite (3) des Siebes profiliert ausgebildet ist.
13. Anwendung des Siebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Behandlung einer zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn geeigneten Faserstoffsuspension.
14. Anwendung des Siebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei der Abwasseraufbereitung.
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