EP4337822A1 - Mehrstufige siebsortiervorrichtung - Google Patents

Mehrstufige siebsortiervorrichtung

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Publication number
EP4337822A1
EP4337822A1 EP22728050.0A EP22728050A EP4337822A1 EP 4337822 A1 EP4337822 A1 EP 4337822A1 EP 22728050 A EP22728050 A EP 22728050A EP 4337822 A1 EP4337822 A1 EP 4337822A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sorting
screen
stage
sorting device
sorting stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22728050.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas JASCHEK
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP4337822A1 publication Critical patent/EP4337822A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B13/00—Control arrangements specially adapted for wet-separating apparatus or for dressing plant, using physical effects
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/48—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by mechanical classifiers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/06—Cleaning involving contact with liquid using perforated drums in which the article or material is placed
    • 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
    • D21D5/023—Stationary screen-drums
    • D21D5/026—Stationary screen-drums with rotating cleaning foils
    • 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
    • D21D5/04—Flat screens

Definitions

  • Multi-stage screen screening device The invention relates to a multi-stage screen screening device and a method for cleaning a fibrous suspension.
  • Such screen sorting devices are known, for example, under the designations Combisorter CSM and IntegraCombisorter. These screen sorting devices have a first horizontally arranged screen with a disc rotor and a vertically arranged screen basket. A rotor arranged via a belt drive is provided radially inside the screen basket. A screen is arranged between the horizontal screen and the screen basket. In each screening stage, impurities and accepts are removed.
  • the advantage of combination sorters is their compact design.
  • the disadvantage is that the efficiency of screens depends on the fiber suspension feed and the foreign matter content of the fiber suspension, and in the case of combi sorters, due to their design, depends on the quality of the fiber suspension and the amount of fiber suspension fed into the first screening stage. It can happen that impurities such as plastic parts are ground down under the influence of the rotor due to a long residence time, especially in the first sorting stage, and thus get into the accepted material as very small parts.
  • a device for cleaning a pulp suspension is known from DE 197 02 043 C2. This device is used to clean fibrous suspensions that are rich in specks and have a high proportion of heavy dirt.
  • a vortex separator is provided below the inlet of the fiber suspension for the extraction of heavy dirt. The heavy dirt can thus be discharged downwards via this vortex separator.
  • a centrifugal classifier is arranged above the pulp suspension inlet. Accepts that have passed through the screen are discharged by means of an accepts discharge. There is one above the centrifugal classifier
  • Deflaking station arranged with a screen disc.
  • the fiber stream that has passed through this screen disc is fed to a further accepts discharge.
  • Deflaking station can be fed to the vortex classifier.
  • the vortex classifier, centrifugal classifier and deflaking station are directly connected in series. This achieves a compact design.
  • the disadvantage is that in the case of fibrous suspensions, the individual contents of impurities can vary. As a result, it can happen that individual sifters or stations are overloaded with rejects or do not work optimally due to the insufficient amount of incoming fibrous suspension.
  • a pressure screen for removing impurities is known from EP 1 245 724 A2, the pressure screen having screens connected in series and the accept being fed after the first screen as a fibrous material inlet into the second screen.
  • the screens are arranged one above the other and the flow into the second screen basket depends on the amount of accept from the first screen basket. This means that the fibrous material inlet to the second screening stage varies depending on the fibrous material quality in the combi-screen. If the amounts of impurities are too large, clogging can occur. If the accept content in the respective stage is quite high, and if there is a high loading of fibrous suspension, the accept present in the suspension is partly discharged again with the extraneous matter.
  • the object of the invention is to optimize the efficiency of the subsequent cleaning stage in a compact, multi-stage screen sorting device for cleaning a fibrous suspension.
  • the object of the invention is solved by the characterizing features of claim 1.
  • a filling level detection in the second sorting stage it is possible to optimize the screen sorting device during operation.
  • the efficiency of a sorting stage depends on the filling level.
  • the efficiency of the second sorting stage can be increased by changing the inflow into the screen sorting device. Changes in the composition of the incoming pulp suspension can be taken into account. 3
  • the accumulation height can be tracked by increasing the pressure at the inlet of the fibrous suspension supplied.
  • the filling level detection can also prevent the second sorting stage from overflowing. Overflowing is understood to be the removal of fiber suspension with stock consistencies significantly less than 15% by weight through a reject overflow of the second sorting stage.
  • pressure detection is provided for detecting the prevailing pressure on the side of the diaphragm facing the second sorting stage. As a result, the backwater level can be determined by a pressure sensor. Such a filling level detection can be implemented inexpensively.
  • the flushing water inlet is provided with a pressure sensor.
  • This arrangement is in-line and need not be provided within the housing of the screen screen. This solution is therefore structurally inexpensive.
  • the sensor can also be provided in the connection flange of the screen sorting device or also be inserted into the supply line by means of a T-piece.
  • This pressure sensor is considered to be associated with the screen grading device. It has proven to be advantageous for a sensor to be provided as the pressure sensor, with this sensor also being able to detect negative pressures. As a result, the backwater height can be increased with high accuracy in the event of negative pressure in the flushing water supply line - 4 - and reliably determined. It is possible to eliminate the dynamic pressures due to the flow velocity in the flushing water supply.
  • Pressure sensors that can detect pressures in the range from -0.5 bar to +0.5 bar, preferably with an accuracy of less than 0.2%, have proven to be particularly suitable.
  • level detection by means of temperature detection has turned out to be particularly suitable.
  • the housing temperature can be recorded in a structurally simple manner.
  • a filling level detection by temperature detection in an application in which the temperature of the fiber suspension deviates significantly from the ambient temperature is possible reliably and with simple means.
  • the temperature sensor can be integrated into the housing or outside of the housing, such as detecting the housing temperature by means of an IR sensor.
  • a filling level detection with a temperature sensor provision is made for cooling a part of the housing. This makes it possible to reliably determine a backwater level by measuring the temperature, independently of the ambient temperature and independently of the temperature of the fibrous stock suspension. In some applications it is also possible to use cooling only temporarily to increase the measurement accuracy.
  • a capacitive sensor is used in one variant of a filling level detection.
  • a level detection is easily possible due to an area of the housing with a non-ferromagnetic material.
  • a viewing window made of plastic can be used for the measurement.
  • an optical detection of the level with an optical sensor can also be provided. 5
  • the method according to the invention is distinguished by the fact that the accumulation height determined by means of the fill level detection is taken into account during the operation of the screen sorting device.
  • the process dynamically takes account of changes in the fiber suspension that is fed. This allows increased efficiency to be achieved.
  • An improved method provides for smoothing of the pulsating pressure signals when determining the filling level. This increases the measurement accuracy.
  • the smoothing can be carried out in the controller or already by the pressure sensor used.
  • the sorting stages of the screen sorting device are provided in a common housing.
  • the screen sorting device is particularly compact.
  • the inflow of fiber suspension from the first to the second sorting stage is also provided directly, without a pump or valve being provided in between. Therefore, the level detection is of great benefit in order to efficiently use the second stage. For good utilization of the second stage, it must be ensured that the second stage is flowed through and loaded with a minimum proportion of fiber suspension. 6
  • FIG. 1 schematic representation of a screen sorting device according to the invention
  • Fig. 2 Schematic representation of the invention
  • a screen sorting device 1 will first be described with reference to FIG.
  • a fibrous stock suspension is fed tangentially into the first sorting stage 3 through an inlet 9 above a first screen designed as a disc screen 43 into the screen sorting device. Impurities are retained on the disc screen 43.
  • the part of the suspension that has already been cleaned here passes through the disc screen 3 into the first accepts chamber 13 and leaves the sorting machine 1 via the first accepts discharge 23.
  • a control valve can be provided in the accepts discharge in order to limit the discharge volume and thus the proportion of fibrous stock suspension in the to increase the second sorting level.
  • the heavy dirt discharge 33 is located above the disk screen 43.
  • the heavy dirt is drawn off either via a cone centrifuge or via a periodically working, pneumatically operated shut-off valve. In this way, accumulation of heavy dirt and thus extreme wear and tear on the screen sorting device 1 is prevented.
  • the disk screen 43 is kept free from the disk rotor as the first rotor 53 of the first sorting stage 3 .
  • This disc rotor, together with the webs welded onto the disc screen 43, ensures a deflaking effect in the suspension.
  • the inlet space 31 is bounded at the top by an aperture 7, which has an opening in the middle. A turbulent flow is created by the tangential inflow and the rotor rotation. Parts that are specifically lighter than the suspension reach the center of the vortex through the orifice plate 7 and into the washing and dewatering zone of the second sorting stage 5. - 7 -
  • the operating principle of this screen sorting device with at least two sorting stages, in this case screen sorting stages are meant by sorting stages, is based on the utilization of the radial pressure drop in the turbulent flow:
  • Sieve sorting device 1 works with overpressure in the disk part of the first sorting stage 3 and thus achieves a relatively high throughput.
  • the transport and dewatering elements of the second rotor 55 in the form of a cylinder rotor continuously wash out the fibrous suspension entering this sorting stage without pressure.
  • the impurity referred to as rejects is dewatered.
  • This second sorting stage also known as the washing and dewatering zone, consists of a cylindrical screen basket 45 and a cylindrical rotor 53 . Dilution water and fibers that are still present exit through the screen basket 45 and leave the screen sorting device 1 via the second accept outlet 25. Still existing
  • Impurities are held back by the screen basket 45 and conveyed upwards by the cylinder rotor 55 . You leave as eject with a high dry content over the reject overflow 35 screen sorting device.
  • Dam level 21 can also be viewed and adjusted via the installed inspection opening, not shown. A water level halfway between Fleas has proved its worth 8 of the viewing window. The area between the screen basket and the housing should not be flooded with accepts. A filling of this gap between the screen basket and the housing beyond the upper edge of the accepts discharge is considered to be flooded.
  • the upper screen basket 45 can be partially seen through the inspection opening, where the accumulation height 21 can be determined by means of the accepted stock emerging. This is usually adjusted by adjusting the inlet pressure in 0.05 bar increments until the screen sorting device discharges accept with the smallest possible proportion of foreign matter and foreign matter in the reject overflow that is as "fiber-free" as possible. Discharged rejects in the reject overflow only have a maximum fiber content of 10 to 15% by weight.
  • the pressure drop across the disc screen and the back pressure required for the removal of extraneous material depend on the stock density and the extraneous material load. If the stock density and/or the proportion of impurities changes, the throughput of the screen sorting device 1 changes and the dynamic pressure required for the removal of impurities also changes. Therefore, the screen sorting device 1 is heavily dependent on external influences and must be regularly observed and readjusted.
  • the filling level detection 11 makes it possible to permanently detect the filling level in the second sorting stage 5 and, if necessary, to track it. This ensures that a predetermined and stored in the controller 61 as - 9 -
  • Target accumulation height in the second sorting stage, in particular on the upper screen basket 45, is permanently maintained. Desired fill levels 75 dependent on other parameters, such as the consistency of the supplied fibrous stock suspension, can also be stored in the controller 61 . Since the quality of the fibrous suspension fed in via the inlet will fluctuate to a small extent, the fill level will fluctuate.
  • a fill level between the maximum allowable fleas 79, referred to as the high fill level, and the minimum fleas 77, referred to as the low fill level, is permissible.
  • the maximum fleas 79 is on fleas the top edge of the viewing window.
  • the minimum filling level 77 is located on the fleas of the lower edge of the viewing window.
  • a filling level considered too low is below the low filling level 77 and a filling level considered too high is above the high filling level 79, entered in FIG. 1 by way of example.
  • a filling level detection 11 can be realized in different ways. The following three options are explained in more detail below:
  • the pressure for example, at the flushing water connector and in the supply line can be detected by means of a pressure sensor 63 without the risk of the measured values being consumed by deposits. At this point, water is constantly added during operation and the nozzle is thus rinsed. But Flier has to 10 care must be taken that the dynamic pressure is taken into account.
  • the dynamic component can be compensated for via the altitude equation (Bernulli) and the already existing value of the FIC (Flow Indication Control), reference number 27 .
  • Pressure can be regulated when feeding the pulp suspension.
  • a pump 19 which is controlled by the controller 61 is provided for the supply of the pulp suspension.
  • a pressure sensor 69 is provided in the supply to the inlet 9 of the fibrous suspension, so that the supply of the fibrous suspension, here pressure-controlled, can be adjusted as a function of the level of accumulation recorded in each case.
  • filling level detection is possible by means of temperature detection. It has been shown that by “laying on of hands” one can draw conclusions about the water level, also referred to as filling level.
  • the temperature of the housing 29 in the area of the second sorting stage 5 can be used as an indirect detection of the accumulation level.
  • the rotor pushes the accept through the second screen, the accept then splashes against the wall of the housing 29, runs down the wall and is discharged via the second accept discharge 25.
  • the temperature of the fibrous suspension must also be detected in order to use the temperature of the fibrous suspension as a reference temperature.
  • the ambient temperature is close to the reference temperature, for example if the temperature difference between the reference temperature and the ambient temperature is less than 5°C, then external cooling is required in order to be able to reliably record the backwater level.
  • one of the fins of the housing wall can be cooled by means of cool process water as cooling.
  • the temperature profile of the housing in the area of the second sorting stage 5 is used as the basis for determining the level of accumulation by means of temperature detection - 11 laid.
  • an IR sensor can be used as temperature sensor 71 .
  • Capacitive detection Material splashing onto the wall can also be detected using a capacitive or comparable method. For this, a part of the housing 29 is exchanged for a non-magnetic material, such as an inspection window made of acrylic. This method is particularly suitable for aqueous accepts, with the accepts draining well on the inner wall of the housing due to their consistency.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft Siebsortiervorrichtung (1) zum Reinigen einer Faserstoffsuspension mit einer ersten Sortierstufe (3) und zumindestens einer zweiten Sortierstufe (5), wobei die erste Sortierstufe eine erste Gutstoffabführung (23) aufweist und die zweite Sortierstufe eine zweite Gutstoffabführung (25) aufweist. Der zweiten Sortierstufe (5) ist eine Füllstanderkennung (11) zur Erkennung einer Stauhöhe (21) in der zweiten Sortierstufe zugeordnet ist. Darüber betrifft die Erfindung Verfahren zum Betrieb einer Siebsortiervorrichtung mit einer Füllstanderkennung (11) für eine dynamische Einstellung einer vorbestimmten Stauhöhe in der zweiten Sortierstufe.

Description

1
Mehrstufige Siebsortiervorrichtung Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Siebsortiervorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung einer Faserstoffsuspension.
Derartige Siebsortiervorrichtungen sind zum Beispiel unter der Bezeichnung Combisorter CSM und IntegraCombisorter bekannt. Diese Siebsortiervorrichtungen weisen ein erstes horizontal angeordnetes Sieb mit einem Scheibenrotor und ein vertikal angeordneten Siebkorb auf. Radial innerhalb des Siebkorbes ist ein über einen Riementrieb angeordneter Rotor vorgesehen. Zwischen horizontalem Sieb und Siebkorb ist eine Blende angeordnet. In jeder Siebstufe wird Störstoff und Gutstoff abgeführt. Vorteilhaft an Kombisortern ist ihre kompakte Bauweise. Nachteilig ist jedoch, dass die Effizienz von Sortierern von der Beschickung mit Faserstoffsuspension und dem Störstoffgehalt der Fasersuspension abhängen und bei Combisortern aufgrund ihres Aufbaus in Abhängigkeit von der Güte der Faserstoffsuspension und von der Menge der Zuführung an Faserstoffsuspension in die erste Sortierstufe abhängen. So kann es Vorkommen, dass Störstoffe wie zum Beispiel Kunststoffteile aufgrund einer langen Aufenthaltsdauer insbesondere in der ersten Sortierstufe unter Einwirkung des Rotors Zerrieben werden und so als Kleinstteile in den Gutstoff gelangen.
Aus der DE 197 02 043 C2 ist eine Vorrichtung zum Reinigen einer Faserstoffsuspension bekannt. Diese Vorrichtung dient dazu stippenreiche und einen hohen Schwerschmutzanteil aufweisende Faserstoffsuspensionen zu reinigen. Für eine Extraktion von Schwerschmutz ist ein Wirbelsichter unterhalb des Einlaufes der Fasersuspension vorgesehen. Der Schwerschmutz kann so über diesen Wirbelsichter nach unten abgeführt werden. Oberhalb des Faserstoffsuspensionseinlasses ist ein Zentrifugalsichter angeordnet. Durch eine Gutstoffabführung wird durch das Sieb gelangter Gutstoff abgeführt. Oberhalb des Zentrifugalsichters ist eine
Entstippungsstation mit einer Siebscheibe angeordnet. Der diese Siebscheibe passierte Faserstrom wird einer weiteren Gutstoffabführung zugeführt. Das Rejekt der - 2
Entstippungsstation kann dem Wirbelsichter zugeführt werden. Der Wirbelsichter, Zentrifugalsichter und die Entstippungsstation sind unmittelbar in Reihe geschaltet. Dadurch wird eine kompakte Bauweise erreicht. Nachteilig ist, dass bei Faserstoffsuspensionen die einzelnen Gehalte an Störstoffen schwanken können. Dadurch kann es Vorkommen, dass einzelne Sichter oder Stationen mit anfallenden Rejekt überlastet werden oder aufgrund von einer zu geringen Menge an einlaufender Faserstoffsuspension nicht optimal arbeiten.
Aus der EP 1 245 724 A2 ist ein Drucksortierer zum Entfernen von Störstoffen bekannt, wobei der Drucksotierer hintereinander geschaltete Siebe aufweist und der Gutstoff nach dem ersten Sieb als Faserstoffeinlauf in das zweite Seib geführt wird. Auch hier sind die Siebe übereinander angeordnet und Zulauf in den zweiten Siebkorb hängt von der Gutstoffmenge aus dem ersten Siebkorb ab. Damit variiert der Faserstoffeinlauf in die zweite Siebstufe in Anhängigkeit von der Faserstoffgüte in dem Kombisortierer. Bei zu großen Mengen an Störstoffen kann ein Verstopfen auftreten. Ist der Gutstoffgehalt in der jeweiligen Stufe recht hoch, und eine Beaufschlagung mit Faserstoffsuspension hoch, so wird der in der Suspension vorhandene Gutstoff zum Teil mit dem Störstoff wieder abgeführt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde bei einer kompakten mehrstufigen Siebsortiervorrichtung zur Reinigung einer Faserstoffsuspension die Effizienz der nachfolgenden Reinigungsstufe zu optimieren.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Maßnahme bei der zweiten Sortierstufe eine Füllstanderkennung vorzusehen, ist es möglich, die Siebsortiervorrichtung im Betrieb zu optimieren. Wie zuvor beschrieben ist die Effizienz einer Sortierstufe von dem Füllstand abhängig. So kann durch Veränderung des Zulaufes in die Siebsortiervorrichtung die Effizienz der zweiten Sortierstufe gesteigert werden. Veränderungen bei der Zusammensetzung der einlaufenden Faserstoffsuspension können berücksichtigt werden. 3
Ist zum Beispiel der Schwerstoffanteil gestiegen, so kann durch eine Erhöhung des Druckes beim Einlauf der zugeführten Faserstoffsuspension die Stauhöhe nachgeführt werden. Auch kann durch die Füllstanderkennung ein Überlaufen der zweiten Sortierstufe verhindert werden. Unter einem Überlaufen wird eine Abführung von Fasersuspension mit Stoffdichten deutlich kleiner 15% Gewichtsprozent durch einen Rejektüberlauf der zweiten Sortierstufe verstanden. In einer Ausführungsvariante ist eine Druckerfassung für eine Erfassung des vorherrschenden Druckes auf der der zweiten Sortierstufe zugewandten Seite der Blende vorgesehen. Dadurch kann die Stauhöhe durch einen Drucksensor ermittelt werden. Eine derartige Füllstanderkennung ist kostengünstig realisierbar. Um einer Verschmutzung des Drucksensors entgegenzuwirken, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, den Drucksensor an einer Position anzuordnen, wobei diese Position von Spülwasser zur Verdünnung der Fasersuspension in der zweiten Sortierstufe umspült wird. Dadurch wird einer Verschmutzung des Drucksensors entgegengewirkt. Durch eine Verschmutzung des Drucksensors könnten fehlerhafte Stauhöhen resultieren.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist der Spülwasserzulauf mit einem Drucksensor versehen ist. Diese Anordnung ist in einer Zuleitung und muss nicht innerhalb des Gehäuses der Siebsortiervorrichtung vorgesehen werden. Damit ist diese Lösung konstruktiv kostengünstig. Der Sensor kann auch im Anschlussflansch der Siebsortiervorrichtung vorgesehen sein oder auch mittels eines T-Stückes in die Zuleitung eingefügt werden. Dieser Drucksensor wird als zur Siebsortiervorrichtung gehörig angesehen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass als Drucksensor ein Sensor vorgesehen ist, wobei dieser Sensor auch Unterdrücke erfassen kann. Dadurch kann die Stauhöhe auf bei Unterdrück in der Spülwasserszuleitung mit hoher Genauigkeit - 4 - und zuverlässig ermittelt werden. Es ist möglich die dynamischen Drücke aufgrund der Strömungsgeschwindigkeit in der Spülwasserzuführung zu eliminieren.
Als besonders geeignet haben sich Drucksensoren herausgestellt, die Drücke im Bereich von -0,5 bar bis +0,5 bar, vorzugsweise mit einer Genauigkeit von kleiner 0,2%, erfassen können.
In einigen Anwendungsfällen hat sich eine Füllstanderkennung mittels einer Temperaturerfassung als besonders geeignet herausgestellt. Eine Erfassung der Gehäusetemperatur ist konstruktiv einfach realisierbar. Eine Füllstanderkennung durch Temperaturerfassung bei einem Einsatz, bei dem die Temperatur der Fasersuspension deutlich von der Umgebungstemperatur abweicht zuverlässig und mit einfachen Mitteln möglich. So kann durch Erfassung des Temperaturprofiles des Gehäuses der zweiten Sortierstufe auf die Stauhöhe geschlossen werden. Der Temperatursensor kann in das Gehäuse integriert sein oder außerhalb des Gehäuses, wie Beispielsweise eine Erfassung der Gehäusetemperatur mittels IR- Sensor, vorgesehen sein.
In einer Ausführungsvariante einer Füllstanderkennung mit Temperatursensor ist vorgesehen einen Teil des Gehäuses zu kühlen. Dadurch ist es möglich unabhängig von der Umgebungstemperatur und unabhängig von der Temperatur der Faserstoffsuspension eine Stauhöhe durch eine Temperaturmessung zuverlässig ermitteln zu können. In einigen Anwendungsfällen ist es auch möglich eine Kühlung nur zeitweise zur Erhöhung der Messgenauigkeit einzusetzen.
Bei einer Ausführungsvariante einer Füllstanderkennung ist die Verwendung eines kapazitiven Sensors vorgesehen. Durch einen Bereich des Gehäuses mit einem nicht ferromagnetischen Material ist eine Füllstanderkennung einfach möglich. So kann beispielsweise ein aus einem Kunststoff bestehendes Sichtfenster für die Messung genutzt werden. Alternativ kann auch eine Optische Erfassung des Füllstandes mit einem optischen Sensor vorgesehen sein. 5
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die Berücksichtigung der mittels der Füllstanderkennung ermittelten Stauhöhe bei dem Betrieb der Siebsortiervorrichtung aus. Durch das Verfahren werden Veränderungen in der zugeführten Faserstoffsuspension dynamisch berücksichtigt. Dadurch kann eine erhöhte Effizienz erreicht werden.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt einen Sollfüllstand in der Steuerung zu hinterlegen und bei einer eine vorbestimmte Abweichung überschreitende Abweichung von der Sollstauhöhe, oder auch als Sollfüllstand bezeichnet, den Fasersuspensionszulauf schrittweise für eine Einstellung des Sollfüllstandes anzupassen.
Es hat sich als vorteilhaft für eine verbesserte Erfassung der Stauhöhe bei einer Füllstanderkennung mittels einer Druckerfassung in dem zulaufenden Spülwasser, dass der mit der Zulaufmenge des Spülwassers verbundene dynamische Druckanteil bestimmt wird und dieser Druckanteil bei der Bestimmung der Stauhöhe berücksichtigt wird.
Bei einem verbesserten Verfahren ist vorgesehen bei einer Bestimmung der des Füllstandes eine Glättung der pulsierenden Drucksignale vorzusehen. Dadurch wird die Messgenauigkeit erhöht. Die Glättung kann in der Steuerung oder bereits von dem eingesetzten Drucksensor vorgenommen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sortierstufen der Siebsortiervorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse vorgesehen sind. Dadurch ist die Siebsortiervorrichtung besonders kompakt. Es ist allerdings auch der Zufluss von Fasersuspension von der ersten in die zweite Sortierstufe direkt vorgesehen, ohne dass dazwischen eine Pumpe oder ein Ventil vorgesehen sind. Deshalb ist die Füllstanderkennung von großem Nutzen, um so auch die zweite Stufe effizient auszunutzen. Für eine gute Ausnutzung der zweiten Stufe muss sichergestellt sein, dass die zweite Stufe mit einem Mindestanteil an Fasersuspension durchströmt wird und beaufschlagt ist. 6
Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Fig. 1 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Siebsortiervorrichtung
Fig. 2: Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Siebsortiervorrichtung in einer möglichen Betriebseinbindung
Anhand von Figur 1 wird zunächst eine erfindungsgemäße Siebsortiervorrichtung 1 beschrieben. Der Siebsortiervorrichtung wird eine Faserstoffsuspension in die erste Sortierstufe 3 durch einen Einlauf 9 oberhalb eines ersten als Scheibensiebes 43 ausgebildeten Siebes tangential zugeführt. Verunreinigungen werden am Scheibensieb 43 zurückgehalten. Der bereits hier gesäuberte Suspensionsanteil gelangt durch das Scheibensieb 3 in den ersten Gutstoffraum 13 und verlässt als über die erste Gutstoffabführung 23 die Sortiermaschine 1. Es kann ein Regelventil in der Gutstoffabführung vorgesehen sein, um die Abflussmenge zu begrenzen und damit den Anteil an Faserstoffsuspension in die zweite Sortierstufe zu erhöhen.
Oberhalb des Scheibensiebes 43 befindet sich die Schwerschmutzabführung 33. Der Schwerschmutz wird entweder über eine Kegelschleuder oder über einen periodisch arbeitenden, pneumatisch betätigten Absperrschieber abgezogen. Auf diese Weise wird eine Schwerschmutzanreicherung und damit ein extremer Verschleiß an der Siebsortiervorrichtung 1 verhindert. Das Scheibensieb 43 wird vom Scheibenrotor als ersten Rotor 53 der ersten Sortierstufe 3 freigehalten. Dieser Scheibenrotor sorgt zusammen mit den auf dem Scheibensieb 43 aufgeschweißten Stegen für einen Entstippungseffekt in der Suspension. Der Einlaufraum 31 wird nach oben hin von einer Blende 7 begrenzt, diese hat in der Mitte eine Öffnung. Durch die tangentiale Einströmung und die Rotordrehung entsteht eine Wirbelströmung. Spezifisch leichtere Teile als die Suspension gelangen im Zentrum des Wirbels durch die Blende 7 in die Auswasch- und Entwässerungszone der zweiten Sortierstufe 5. - 7 -
Das Wirkungsprinzip dieser Siebsortiervorrichtung mit den mindestens zwei Sortierstufen, hier sind mit Sortierstufen Siebsortierstufen gemeint, beruht auf der Ausnutzung des radialen Druckgefälles in der Wirbelströmung: Die
Siebsortiervorrichtung 1 arbeitet im Scheibenteil der ersten Sortierstufe 3 mit Überdruck und erreicht dadurch einen relativ hohen Durchsatz. Im zylindrischen Teil in der zweiten Sortierstufe 5 erfolgt durch die Transport- und Entwässerungselemente des zweiten Rotors 55 in Form eines Zylinderrotors ein druckloses, kontinuierliches Auswaschen der in diese Sortierstufe einlaufenden Faserstoffsuspension. Gleichzeitig findet eine Entwässerung des als Rejekts bezeichneten Störstoffes statt. Diese zweite Sortierstufe, auch als Auswasch- und Entwässerungszone bezeichnet, besteht aus einem zylindrischen Siebkorb 45 und einem zylindrischen Rotor 53. Unterhalb des Siebkorbes 43 wird Verdünnungswasser, auch als Spülwasser bezeichnet, über den Spülwasserzulauf 17 eingeleitet. Verdünnungswasser und noch vorhandene Fasern treten durch den Siebkorb 45 aus und verlassen als über die zweite Gutstoffabführung 25 die Siebsortiervorrichtung 1. Noch vorhandene
Verunreinigungen werden vom Siebkorb 45 zurückgehalten und vom Zylinderrotor 55 nach oben gefördert. Sie verlassen als Auswurf mit einem hohen Trockengehalt über den Rejektüberlauf 35 Siebsortiervorrichtung. Für die Einstellung der Stauhöhe 21, die sich oberhalb der Blende 7 am oberen Siebkorb 45 einstellt gilt:
• Ist diese zu niedrig, erreichen die Störstoffe nicht den oberen Teil der Siebsortiervorrichtung 1 und es wird kein Rejekt, auch als Störstoff bezeichnet, ausgetragen. Insbesondere kann es zu einem verreiben von Störstoffen in der ersten Sortierstufe kommen. Diese Verriebenen Störstoffe gelangen dann in den ersten Gutstoffraum und stellen eine Verschlechterung der als Gutstoff gewonnenen Fasersuspension dar.
• Ist diese zu hoch, steigen Faserverluste und es kann zu einem Überlaufen kommen. · Ideal ist eine Stauhöhe in einem mittleren Bereich des Siebkorbes 45. Die
Stauhöhe 21 kann auch über die installierte Inspektionsöffnung, nicht dargestellt, eingesehen und eingestellt werden. Bewährt hat sich eine Stauhöhe auf halber Flöhe 8 des Sichtfensters. Dabei sollte der Bereich zwischen Siebkorb und Gehäuse durch Gutstoff nicht überflutet werden. Als überflutet wird ein Füllen dieses Spaltes zwischen Siebkorb und Gehäuse über die Oberkante der Gutstoffabführ hinaus angesehen.
Über die Inspektionsöffnung kann man den oberen Siebkorb 45 teilweise einsehen, dort kann über den austretenden Gutstoff die Stauhöhe 21 festgestellt werden. Diese wird üblicherweise über die Anpassung des Zulaufdrucks in 0,05 bar Schritten angepasst, bis die Siebsortiervorrichtung Gutstoff mit möglichst kleinem Störstoffanteil und Störstoff beim Rekjektüberlauf möglichst „Faserfrei“ austrägt. Ausgeleitete Rejekte beim Rejektüberlauf weisen nur noch Faseranteile von maximal 10 bis 15% Gewichtsprozent auf.
Dabei sind der Druckabfall über das Scheibensieb und der notwendige Staudruck für den Störstoffaustrag von der Stoffdichte und Störstofffracht abhängig. Ändert sich die Stoffdichte und/oder die Störstoffanteil, ändert sich der Durchsatz der Siebsortiervorrichtung 1 und auch der erforderliche Staudruck für den Störstoffaustrag ändert sich. Daher ist die Siebsortiervorrichtung 1 stark abhängig von äußeren Einflüssen und muss regelmäßig beobachtet und nachjustiert werden.
Pendelt sich ein Betrieb unterhalb des geringen Füllstandes 77 ein, um keine Fasern zu „verlieren“, so steigt dadurch der Verschleiß in der Siebsortiervorrichtung 1 selbst. Nachgeschaltete System werden mit erhöhten Störstoffgehalten durch die von der Siebsortiervorrichtung abgeführten Gutstoffen beaufschlagt, was speziell in Endstufen der Feinsortierung zu Problemen führt. Allgemein kann sich auch eine erhöhte Sticky und Schmutzfracht einstellen, da die Störstoffe, insbesondere in der ersten Sortierstufe 3, klein gemahlen und als Gutstoff vorwärts geführt werden.
Daher ist nun vorgesehen eine Füllstandserkennung 11 einzusetzen. Durch die Füllstanderkennung 11 ist es möglich, den Füllstand in der zweiten Sortierstufe 5 permanent zu erfassen und erforderlichenfalls nachzuführen. Dadurch wird gewährleistet, dass eine vorbestimmte und in der Steuerung 61 hinterlegte als - 9 -
Sollstauhöhe in der zweiten Sortierstufe, insbesondere am oberen Siebkorb 45, dauerhaft beibehalten wird. Es können auch von weiteren Parametern, wie zum Beispiel der Stoffdichte der zugeführten Faserstoffsuspenion, abhängige Sollfüllstände 75 in der Steuerung 61 hinterlegt sein. Da die Güte der über den Einlauf zugeführten Faserstoffsuspension in geringem Maße schwanken wird, wird eine Schwankung des Füllstandes auftreten. Zulässig ist dabei ein Füllstand zwischen maximal zulässiger Flöhe 79, als hoher Füllstand bezeichnet, und minimaler Flöhe 77, als geringer Füllstand bezeichnet. Die maximale Flöhe 79 ist auf Flöhe der Oberkante des Sichtfensters. Die minimale Füllhöhe 77 befindet sich auf der Flöhe der Unterkante des Sichtfensters. Ein als zu niedrig angesehener Füllstand ist unterhalb des geringen Füllstandes 77 und ein als zu hoch angesehener Füllstand ist oberhalb des hohen Füllstandes 79, in Figur 1 beispielhaft eingetragen.
Eine Füllstandserkennung 11 kann unterschiedlich realisiert sein. Im Folgenden werden die Folgende drei Möglichkeiten näher erläutert:
1. Druckmessung oberhalb der Blende, direkte Erfassung
2. Wärmeerfassung des Gehäuses, indirekte Erfassung
3. Kapazitive Erfassung des Spritzwassers, indirekte Erfassung
Druckmessung:
Die einfache Möglichkeit ist eine Druckerfassung oberhalb der Blende 7. Diese Messung ist dann von Einflüssen aus dem Einlaufraum 31 bereinigt. Eine Messung in der Zulaufleitung 9 der Faserstoffsuspension oder im Einlaufraum 31 hat sich aufgrund der hohen Dynamik innerhalb der Siebsortiervorrichtung 1 als ungeeignet herausgestellt.
Da sich oberhalb der Blende 7 Ablagerungen bilden können und diese Ablagerungen eine Druckmessung erschweren können, kann der Druck z.B. am Spülwasserstutzen und in der Zuleitung mittels eines Drucksensors 63 ohne die Gefahr einer Verzehrung der Messwerte durch Ablagerungen erfasst werden. An dieser Stelle wird im Betrieb permanent Wasser zugegeben und so der Stutzen gespült. Flier muss aber darauf 10 geachtet werden, dass der dynamische Druck berücksichtigt wird. Der dynamische Anteil kann über die Höhengleichung (Bernulli) und den bereits vorhanden Wert des FIC (Flow Indikation Control) Bezugszeichen 27 kompensiert werden. In Abhängigkeit von der erfassten Stauhöhe 21 kann durch die Steuerung 61 der
Druck bei der Zuführung der Faserstoffsuspension geregelt werden. Für die Zuführung der Faserstoffsuspension ist eine Pumpe 19 vorgesehen, die durch die Steuerung 61 gesteuert wird. Es ist ein Drucksensor 69 in der Zuführung zum Einlauf 9 der Faserstoffsuspension vorgesehen, so dass in Abhängigkeit von der jeweils erfassten Stauhöhe die Zuführung der Fasersuspension, hier druckgeregelt, angepasst werden kann.
Temperaturerfassung:
Eine weitere Möglichkeit einer Füllstandserkennung ist mittels einer Temperaturerfassung möglich. Es hat sich gezeigt, dass durch „Handauflegen“ auf die Stauhöhe, auch als Füllstand bezeichnet, rückgeschlossen werden kann. Als indirekte Erfassung der Stauhöhe, kann die Temperatur des Gehäuses 29 im Bereich der zweiten Sortierstufe 5 herangezogen werden. Der Rotor drückt den Gutstoff durch das zweite Sieb, der Gutstoff spritzt dann an Wand des Gehäuses 29, läuft an der Wand herunter und wird über die zweite Gutstoffabführung 25 abgeführt. Für die Bestimmung der Stauhöhe mittels Temperaturerfassung ist auch eine Erfassung der Temperatur der Faserstoffsuspension erforderlich, um die Temperatur der Faserstoffsuspension als Referenztemperatur heranzuziehen. Ist die Umgebungstemperatur nahe an der Referenztemperatur, ist zum Beispiel der Temperaturabstand von Referenztemperatur und Umgebungstemperatur geringer als 5°C, so ist eine externe Kühlung erforderlich, um die Stauhöhe zuverlässig erfassen zu können. Es kann beispielsweise eine der Finnen der Gehäusewandung mittels kühlen Brauchwassers als Kühlung gekühlt werden.
Für die Bestimmung der Stauhöhe mittels der Temperaturerfassung wird das Temperaturprofil des Gehäuses im Bereich der zweiten Sortierstufe 5 zugrunde - 11 gelegt. Dafür kann beispielsweise in IR-Sensor als Temperatursensor 71 eingesetzt werden.
Kapazitive Erfassung: Ebenso kann an die Wandung spritzender Stoff über eine kapazitive oder vergleichbare Methode erfasst werden. Dafür wird ein Teil des Gehäuses 29 gegen nicht magnetisches Material, wie z.B. ein Inspektionsfenster aus Acryl ausgetauscht. Diese Methode eignet sich insbesondere bei wässrigen Gutstoffen, wobei die Gutstoffe aufgrund der Konsistenz gut an der Innenwandung des Gehäuses ablaufen.
- 12
Bezugszeichenliste -13-

Claims

- 14 - Patentansprüche
1. Siebsortiervorrichtung (1) zum Reinigen einer Faserstoffsuspension mit einem Einlauf (9) für Faserstoffsuspension und mit einer ersten Sortierstufe (3) und zumindestens einer zweiten Sortierstufe (5), wobei die erste Sortierstufe eine erste Gutstoffabführung (23) aufweist und die zweite Sortierstufe eine zweite Gutstoffabführung (25) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Sortierstufe (5) eine Füllstanderkennung (11) zur Erkennung einer Stauhöhe (21 ) in der zweiten Sortierstufe zugeordnet ist.
2. Siebsortiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei zwischen der ersten Sortierstufe (3) und der zweiten Sortierstufe (5) eine Blende (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckerfassung für eine Erfassung des vorherrschenden Druckes auf der der zweiten Sortierstufe (5) zugewandten Seite der Blende (7) vorgesehen ist.
3. Siebsortiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Spülwasserzulauf (17) für einen Zulauf von Spülwasser für eine Verdünnung der in den zweiten Sieb (45) einlaufenden Faserstoffsuspension vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülwasserzulauf (17) mit einem Drucksensor (63) versehen ist.
4. Siebsortiervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Drucksensor (63) ein Sensor vorgesehen ist, wobei dieser Sensor auch Unterdrücke erfassen kann.
5. Siebsortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (63) Drücke im Bereich von.- 0,5 bar bis 0,5 bar erfassen kann. - 15 -
6. Siebsortiervorrichtung nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (63) mindestens eine Messgenauigkeit von kleiner 0,2% hat.
7. Siebsortiervorrichtung nach Anspruch 1 , wobei beide Sortierstufen (3,5) in einem Gehäuse (29) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Füllstandserkennung (11) ein Temperatursensor (71) zur Erfassung eines Temperaturprofiles der zweiten Sortierstufe (5) zugeordnet ist.
8. Siebsortiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (71) für eine flächige Erfassung einer Temperaturverteilung des die zweite Sortierstufe (5) umgebenden Gehäuses (29) vorgesehen ist.
9. Siebsortiervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (71) innerhalb des Gehäuses oder in dem Gehäuse integriert vorgesehen ist.
10. Siebsortiervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Sortierstufe (5) eine Kühlung (73) für eine zumindestens teilweise Kühlung des die zweite Sortierstufe (5) umgebenden Gehäuses (29) vorgesehen ist.
11. Siebsortiervorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindestens ein Teilbereich des die zweite Sortierstufe (5) umgebenden Gehäuses (29) aus einem nicht ferromagnetischen Material besteht, wobei ein kapazitiver Sensor (67) für die Füllstanderkennung vorgesehen ist. - 16 -
12. Siebsorrtiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Sorteirstufe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und zumindestens die erste Sortierstufe, vorzugsweise beide Sortierstufen, eine Siebsortierstufe ist.
13. Verfahren für den Betrieb einer Siebsortiervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Siebsortiervorrichtung (1) eine Steuerung (61) zugeordnet ist und durch die Steuerung (61) der Einlauf von Faserstoffsuspension in die Siebsortiervorrichtung (1) gesteuert wird, und wobei der Steuerung (61) Daten eines der zweiten Sortierstufe (5) zugeordneten Sensors (63, 65, 67, 71) für eine Füllstandserkennung (11) zugeführt werden, wobei in der Steuerung (61) ein Sollfüllstand (75) hinterlegt ist und bei einem erkannten den geringen Füllstand (75) unterschreitenden Füllstandes (77) die Zufuhrmenge und/oder der Zufuhrdruck der in die Siebsortiervorrichtung (1) einlaufenden Faserstoffsuspension erhöht wird und wobei bei erkannten einen den hinterlegten Sollfüllstand (75) überschreitenden hohen Füllstandes (79) die Zufuhr an einlaufender Faserstoffsuspension reduziert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Füllstanderkennung (11) mittels einer Druckerfassung in dem zulaufenden Spülwassers der mit der Zulaufmenge des Spülwassers verbundene dynamische Druckanteil bestimmt wird und dieser Druckanteil bei der Bestimmung der Stauhöhe berücksichtigt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung des Füllstandes für ein Eliminieren eines pulsierenden Signals aufgrund einer Rotation des zumindestens einen Rotors der Siebsortiervorrichtung eine Glättung der Signale durchgeführt wird.
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