WO1994000634A1 - Drucksortierer für fasersuspensionen - Google Patents

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WO1994000634A1
WO1994000634A1 PCT/EP1992/001393 EP9201393W WO9400634A1 WO 1994000634 A1 WO1994000634 A1 WO 1994000634A1 EP 9201393 W EP9201393 W EP 9201393W WO 9400634 A1 WO9400634 A1 WO 9400634A1
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rotor
sieve
pressure sorter
profile elements
sorter according
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PCT/EP1992/001393
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wilhelm Hagen Hutzler
Erich Czerwoniak
Original Assignee
Hermann Finckh Maschinenfabrik Gmbh & Co.
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Priority to CA002138371A priority patent/CA2138371C/en
Priority to DE59207688T priority patent/DE59207688D1/de
Priority to EP92912886A priority patent/EP0646199B1/de
Priority to JP50197094A priority patent/JP3542594B2/ja
Priority to PCT/EP1992/001393 priority patent/WO1994000634A1/de
Priority to AU20184/92A priority patent/AU2018492A/en
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Priority to FI945949A priority patent/FI110011B/fi

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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
    • D21D5/023—Stationary screen-drums
    • D21D5/026—Stationary screen-drums with rotating cleaning foils

Definitions

  • the invention relates to a pressure sorter for
  • a first measure which can be found in the prior art, is to design the sieve openings in such a way that they widen in the direction of passage (ie in the direction from the inlet space to the accept material space) (see, for example, US Pat. No. 3,581,903) by the Reduce the risk of clogging of the sieve openings.
  • US Pat. No. 3,581,903 In order to both backwash the screen openings and prevent the formation of a nonwoven fabric on the inlet side of the screen, another became known
  • Profile elements in the fiber suspension generate such pressure pulses that they interfere in the headbox of a paper machine downstream of the pressure sorter
  • Rotor circumferential direction one row each, with between there are two gaps in the rotor circumferential direction and the lengths of the segments
  • Measured rotor circumferential direction - are dimensioned in such a way and the mentioned offset was chosen such that - seen in the direction of the sieve or rotor axis - the profile element segments of an axial rotor section the gaps between the
  • Circumferential surface of the circular-cylindrical rotor body rises obliquely backwards in the opposite direction of rotation and outwards in the radial direction, by the impact effects of the pressure pulsations generated by the profile element segments
  • Circumferential wall of the rotor body forms two profile elements directly adjoining one another in the rotor circumferential direction, each of which has a vertical first flank lying in a plane of the diameter of the rotor and a second flank that adjoins it and falls against the direction of rotation.
  • Each of these profile elements extends in the direction of the rotor or sieve axis over the entire length of the rotor, so that this also applies to the parallel to the
  • Inlet side (even if the sieve openings are left out) is not smooth, but rather profiled.
  • the purpose of the design of the rotor and the inlet side of the sieve of this known pressure sorter is to continuously expose each area of the sieve to either a positive or a negative pressure pulse, due to the vertical front flanks of the profile elements and the resulting strong acceleration of the fiber suspension in the direction of rotation in Connection with the profiled inlet side of the sieve creates strong turbulence in the inlet area of the pressure sorter
  • the invention had for its object to provide a pressure sorter of the type mentioned which, with relatively fine sieve openings, enables a good sorting result in all fiber suspensions to be processed which occur in practice and which in particular ensures trouble-free continuous operation.
  • the object is achieved in that in each axial section of the rotor circumferential surface acting on the sieve, between two profile elements which follow one another in the rotor circumferential direction, a rotor circumferential surface sector is provided, over which these profile elements protrude in the radial direction and which is part of a surface area parallel to the sieve inlet side and rotationally symmetrical to the sieve axis, whereby - Measured in the circumferential direction of the rotor - the maximum length of each profile element is at least approximately the same size as the minimum length of the opposite direction of rotation
  • the minimum length of the latter is at least about 30% of the maximum length of the profile element lying in front of it in the direction of rotation, and the profile elements are designed and arranged on the rotor circumference in such a way that - viewed in the direction of the sieve axis - the
  • Fiber suspensions to be prepared from waste paper usually contain adhesive particles which are either plastically deformable from the start or plastically deformable at the normal operating temperatures of pressure sorters.
  • adhesive particles which are either plastically deformable from the start or plastically deformable at the normal operating temperatures of pressure sorters.
  • the high positive pressure surges generated in a pressure sorter of the type described in US Pat. No. 4,855,038 lead to none in the absence
  • Non-woven fabric on the inlet side of the screen means that a considerable part of such adhesive particles are pressed through even small screen openings.
  • a pressure sorter according to the invention avoids this disadvantage by producing a weakly formed nonwoven fabric due to the gaps between the profile elements.
  • a strong fiber fleece on the inlet side of the sieve leads to a strong fractionation of the fiber portion of a fiber suspension - long fibers, which in themselves
  • the pressure sorter according to the invention now leads to an optimization of the sorting effect, because a weakly formed non-woven fabric on the inlet side of the sieve allows long, brewable fibers to get into the accepted material to a considerable extent, while tests have shown that such a non-woven fabric
  • Flanks of the profile elements of the second section are set back against the direction of rotation in relation to the first flanks of the profile elements of the first section and the lengths of the profile elements measured in the rotor circumferential direction are dimensioned such that adjacent rotor circumferential surface sectors (gaps) of the two axial rotor sections overlap in the direction of rotation in the axial direction .
  • the rotor of such a pressure sorter according to the invention thus has in particular two axial sections and thus two rows (running in the circumferential direction of the rotor) of
  • Profile elements of the first axial rotor section slide along these first flanks in the direction of the second axial end of the inlet space; if these accumulations of material come to the edges of the profile elements of the first rotor section facing the second axial end of the inlet space, they become part of them there due to the turbulence that occurs there
  • this pressure difference can, according to the invention, be as
  • Control variable can be used for the frequency converter; in a preferred embodiment of the invention
  • Pressure sorter is the frequency converter by one
  • Measuring device for measuring the pressure difference between
  • the invention proposes some particularly advantageous embodiments of the rotor of the pressure sorter according to the invention, above all with regard to the rational production of a pressure sorter according to the invention and to the fact that wear of the profile elements, especially in the area of their front first flanks, cannot be avoided.
  • the strips and sheets could e.g. by screws on the rotor body or on the
  • Strips are attached, but are preferred.
  • Figure 2 is a section along the line 2-2 in Fig. 1.
  • Fig. 1; Fig. 4 is an end view of the rotor, according to Fig. 1 seen from the left, including the sieve shown in an axial section, and
  • the actual pressure sorter 10 shown in FIG. 1 with a housing 14 standing on supports 12 also includes a motor 18 standing on a frame 16, which is a three-phase or three-phase AC motor, which is operated by means of a pulley 20 and V-belt 22 drives a belt pulley 24 which is mounted on a rotor shaft 26 which is rotatably mounted in the frame 16 and the housing 14
  • the housing 14 consists essentially of a left end wall 28 according to FIG. 1, a circular cylindrical housing jacket 30 arranged concentrically to the rotor shaft 26 and a housing cover 32 which are connected to one another in a pressure-tight manner.
  • Rotor shaft 26 carries a rotor designated as a whole as 36, which can be driven about axis 34 with the aid of rotor shaft 26 and is surrounded by a circular cylindrical sieve 38 which is concentric with axis 34 and which is attached to two
  • Housing elements 40 and 42 is attached and is held by these housing rings.
  • the axial length (in the direction of the axis 34) of the rotor 36 is equal to the axial length of the effective area of the screen 38 between the
  • the axial length of the rotor 36 should be selected to be larger or smaller than the axial length of the sieve 38.
  • Inlet connection 46 provided, through which - as indicated by the arrow F - the to be processed or sorted
  • Fiber suspension is conveyed into the pressure sorter, by means of a pump, not shown. Approximately in the middle above the sieve 38 is on the housing jacket 30
  • Outlet connector 48 attached through which the so-called
  • Pressure sorter leaves.
  • the accepted substance is the part of the fiber suspension that has passed the sieve 38.
  • a second outlet connection 50 is finally fastened to the left end of the housing shell 30 according to FIG. 1, through which the so-called reject material - as indicated by the arrow R in FIG. 2 - leaves the pressure sorter; at the
  • the inlet connection 46 will be arranged such that the fiber suspension to be sorted is approximately tangential into the housing 14
  • outlet connection 48 could of course also be arranged at the bottom of the housing jacket 30, insofar as the installation of the pressure sorter 10 permits the removal of the accepted substance downwards.
  • the fiber suspension to be processed which is fed into the pressure sorter 10 via an inlet connection 46, first enters an inlet space 52 and then enters an annular space between the circumference of the rotor 36 and the sieve 38, which will be referred to below as the inlet space 54, namely the fiber suspension to be sorted via a first axial end 54a of this inlet space
  • the reject passes through and thus reaches the accept material space 58.
  • the reject leaves the inlet space 54 at its second end 54b and thus arrives in the reject space 56, from which the reject leaves the pressure sorter via the second outlet connection 50.
  • the axis 34 runs at least approximately horizontally, but in principle it would also be conceivable to set up the pressure sorter in such a way that its axis 34
  • first pressure transmitter 62 and a second pressure transmitter 64 which are arranged in the inlet connection 46 or in the first outlet connection 48, but could also be arranged in the inlet chamber 52 or in the accept material chamber 58. They are on lines 66 and 68 in which
  • Display devices 70 and 72 are arranged, connected to the inputs of a difference former 74, which at its
  • Output delivers a control signal proportional to the pressure difference, which is connected via a line 76 to the control input of a frequency converter 78.
  • This is fed from a current source, not shown, with a 3-phase alternating current or three-phase current of frequency f 1 and supplies a three-phase current of frequency f 2 for driving three-phase motor 18, frequency f 2 being a function of the control signal generated by difference generator 74.
  • the rotor 36 is driven at a speed which is a function of this control signal and thus the pressure difference between the inlet space 54 and the accept material space 58.
  • Indicators 70 and 72 could also have potentiometers or others in lines 66 and 68
  • Adjustment elements can be provided with which the signals supplied by pressure transmitters 62 and 64 can be changed in order to be able to influence the dependence of the control signal on line 76 on the pressure difference mentioned. 3 to 5, the invention
  • a hub 80 fixedly connected to the rotor shaft 26 carries a closed, hollow circular cylindrical rotor body 82 with a circular cylindrical rotor jacket 84.
  • This has a first axial end 84a at the first axial end 54a of the inlet space 54 and a second axial end 84b at the second axial end 54b of the Inlet space and carries two sets of profile elements, namely a first set, which is formed by profile elements 86a, 86b, 86c and 86d, and a second set, formed by profile elements 88a, 88b, 88c and 88d.
  • the first set of profile elements forms a first row of profile elements and gaps 86a ', 86b', 86c 'and 86d' extending in the rotor circumferential direction or direction of rotation U of the rotor, and this row defines a first axial rotor section 90 which defines the inlet space 52 faces;
  • the second set of profile elements 88a-88d forms a second, likewise row of profile elements and interposed gaps 88a ', 88b', 88c 'and 88d', and this second row defines a second axial rotor section 92 which corresponds to the
  • each profile element has a front lying in the direction of rotation U. End face or first flank I, which is perpendicular to
  • the first edges I run along
  • running flow component of the fiber suspension in the Inlet space 54 is reinforced in the direction from the first axial end 54a of the inlet space to the second axial end 54b thereof.
  • each of the particularly advantageous embodiment extends
  • the smallest length L 1 'of the gaps 86a' - 86d 'of the first row is also 45 ° and is therefore equal to the greatest length L 1 of
  • the second row is 53 ° in this embodiment; since, according to the invention, the number of profile elements of the second row is equal to the number of profile elements of the first row, the minimum length L 2 'of the gaps 88a' - 88d 'of the second row results in a lower value of 37 ° here. As can also be seen in FIG. 5, these are
  • Profile elements 88a-88d of the second row and thus their gaps are offset relative to the profile elements of the first row or their gaps in the opposite direction of rotation U, the size of the offset being matched to the lengths of the profile elements or the gaps such that they are in axial relation to one another
  • Direction of rotation U or in the rotor circumferential direction overlap to such an extent that they form a continuous channel in the axial direction, which extends from one axial end 84a of the rotor shell 84 to its other axial end 84b.
  • the inside width L 3 of this channel is 25 °, the inside width being understood as the width which the observer sees in the direction of the axis 34 when the rotor is viewed from the front.
  • the lengths L 1 and L 2 lie in a range between approximately 200 mm and approximately 450 mm.
  • Circumferential speeds of the rotor are expediently between approximately 10 m / s and approximately 40 m / s, with generally the best sorting results
  • Circumferential speeds of about 15 to about 30 m / s can be achieved.
  • the sieve openings 38a of the sieve 38 are bores, their diameter is expediently approximately 1 mm to approximately 3.5 mm if the rotor has a
  • Peripheral speed of about 10 to about 15 m / s is operated. Smaller holes can be used at higher peripheral speeds; expediently one also operates a pressure sorter according to the invention
  • slot-shaped sieve openings with a width of approx. 0.1 mm to approx. 0.35 mm are recommended for this case.
  • Profile elements 86a-86d and 88a-88d of the preferred embodiment shown Each of these profile elements - apart from the rotor shell 84 - consists of a strip 100 forming the first flank I, a bent sheet 102 forming the second flank II and two side walls 104, reference being made to FIG. 3 to indicate that in FIG this figure because of the oblique course of the first flanks I and thus the strips 100 the latter were not cut perpendicular to their longitudinal extension, but obliquely thereto.
  • Cavities 106 of the profile elements should be liquid-tight or with a filler such as e.g. one
  • Foam plastic must be filled in to avoid imbalance in the rotor. The same applies to the

Landscapes

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Abstract

Drucksortierer für die Aufbereitung von aus Altpapier gewonnenen Fasersuspensionen, mit einem einen Rotor (36) umfassenden Sieb (38), einem Zulaufraum (54) zwischen Rotorumfang und Sieb sowie einem Gutstoffraum (58) ausserhalb des Siebs und mit an der Umfangsfläche des Rotors vorgesehenen Profilelementen (86a-86d) zur Erzeugung positiver und negativer Druckstösse, wobei zur Erzielung guter Sortierergebnisse sowie langer Standzeiten des Siebs in jedem auf das Sieb einwirkenden axialen Abschnitt der Rotorumfangsfläche zwischen zwei in Rotorumfangsrichtung aufeinanderfolgenden Profilelementen ein Rotorumfangsflächensektor vorgesehen ist, welcher Teil einer zur Siebzulaufseite parallelen Mantelfläche ist, wobei - in Rotorumfangsrichtung gemessen - die Länge eines jeden Profilelements mindestens ungefähr gleich gross ist wie die Länge des nachfolgenden Rotorumfangsflächensektors, die Länge des letzteren jedoch mindestens ungefähr 30 % der Länge des davor liegenden Profilelements beträgt und wobei die Profilelemente derart gestaltet und am Rotorumfang derart angeordnet sind, dass - in Richtung der Siebachse gesehen - die Rotorumfangsflächensektoren zwischen den Profilelementen längs des vom Sieb umfassten Bereichs des Rotors durchgehende Kanäle bilden.

Description

Drucksortierer für Fasersuspensionen
Die Erfindung betrifft einen Drucksortierer für
Fasersuspensionen, insbesondere zur Aufbereitung von aus Altpapier gewonnenen Fasersuspensionen, mit einem Gehäuse, in dem ein stationäres, zu einer Siebachse
rotationssymmetrisches Sieb angeordnet ist, welches im
Gehäuse einen vom Sieb umfaβten Zulaufraum von einem
auβerhalb des Siebs liegenden Gutstoffraum trennt, sowie mit einem durch einen Motor um die Siebachse antreibbaren Rotor, dessen Umfangsfläche zusammen mit einer Zulaufseite des Siebs den Zulaufraum in radialer Richtung begrenzt, einem mit einem ersten axialen Ende des Zulaufraums kommunizierenden Zulauf für die zu behandelnde Fasersuspension und einem mit einem zweiten axialen Ende des Zulaufraums kommunizierenden
Spuckstoffauslaβ, wobei zur Erzeugung positiver und negativer Druckstöβe in der Fasersuspension an der Umfangsfläche des Rotors Profilelemente vorgesehen sind.
Bei derartigen Drucksortierern besteht grundsätzlich das Problem, daβ, werden keine geeigneten Gegenmaβnahmen
ergriffen, der Durchsatz an brauchbarer Fasersuspension durch das Sieb hindurch in den Gutstoffraum dadurch drastisch herabgesetzt wird, daβ die Sieböffnungen auf der Zulaufseite des Siebs durch in der aufzubereitenden Fasersuspension enthaltene Verunreinigungen, aber auch durch Faserzusammenballungen verstopft werden; auβerdem neigen derartige Drucksortierer grundsätzlich dazu, daβ während ihres Betriebs die in der aufzubereitenden Fasersuspension enthaltenen Fasern auf der Siebzulaufseite ein Faservlies bilden, durch welches ein an sich erwünschter hoher Durchsatz brauchbarer Fasern (langer sowie kurzer) durch die
Sieböffnungen hindurch in den Gutstoffraum verhindert und auβerdem ein zumindest in den meisten Fällen unerwünschtes Fraktionieren der Fasersuspension bewirkt wird - hierunter versteht man eine Aufteilung der in der aufzubereitenden Fasersuspension enthaltenen Fasermenge in kürzere und längere Fasern, wobei ein solches Faservlies vor allem längere Fasern am Durchtritt durch das Sieb hindurch in den Gutstoffraum hindert.
Im Stand der Technik lassen sich die unterschiedlichsten Maβnahmen finden, durch welche versucht wurde, alle oder einen Teil der vorstehend aufgeführten Probleme zu
beherrschen, wobei man sich in diesem Zusammenhang vor Augen halten muβ, daβ bei Drucksortierern der eingangs erwähnten Art durch die mit ihren Profilelementen erzeugten negativen Druckstösse die Sieböffnungen rückgespült werden sollen, d.h. durch das Erzeugen von Unterdruckphasen im Zulaufraum soll Flüssigkeit aus dem Gutstoffraum durch die Sieböffnungen hindurch in den Zulaufraum zurückgesaugt werden, um auf der Zulaufseite der Sieböffnungen angesammelte Verunreinigungen und Faserzusammenballungen aus den Sieböffnungen
herauszuspülen.
Eine erste Maβnahme, welche sich dem Stand der Technik entnehmen läβt, besteht darin, die Sieböffnungen so zu gestalten, daβ sie sich in Durchlaβrichtung (d.h. in Richtung vom Zulaufraum zum Gutstoffraum) erweitern (siehe z.B. US-PS 3 581 903), um die Gefahr des Verstopfens der Sieböffnungen zu verringern. Um sowohl ein Rückspülen der Sieböffnungen zu bewirken, als auch das Entstehen eines Faservlieses auf der Zulaufseite des Siebs zu verhindern, wurde ein anderer bekannter
Drucksortierer (siehe z.B. US-PS 4 276 159) mit einem Rotor ausgestattet, welcher nahe der Siebzulaufseite umlaufende Reinigungsflügel mit im Schnitt senkrecht zur Rotorachse tragflügelähnlichem Profil zur Erzeugung positiver und negativer Druckstösse aufweist, sowie sein Sieb so gestaltet, daβ sich infolge einlaβseitig erweiterter Sieböffnungen eine "aufgerauhte" Siebzulaufseite ergiebt, um durch das
Zusammenwirken der umlaufenden Rotorflügel mit der im
Zulaufraum befindlichen Fasersuspension und der so
profilierten Zulaufseite des Siebs an dieser und in deren Nachbarschaft in der aufzubereitenden Fasersuspension
Turbulenzen zu erzeugen, welche dem Entstehen eines
Faservlieses auf der Siebzulaufseite entgegenwirken.
Dem Stand der Technik lassen sich auch schon die
unterschiedlichsten Vorschläge für die Gestaltung eines
Rotors eines Drucksortierers entnehmen, und zwar speziell bezüglich der Gestaltung der Profilelemente zur Erzeugung positiver und negativer Druckstösse in der Fasersuspension im Zulaufraum und/im Gutstoffraum des Drucksortierers. Lange Zeit üblich waren die zuvor beschriebenen Reinigungsflügel, wie sie sich z.B. der US-PS 4 276 159 entnehmen lassen, sowie leistenförmige Profilelemente, welche ungefähr parallel zur Siebachse verlaufen und auf der Umfangswand eines
kreiszylindrischen und hohlen Rotorkörpers befestigt sind. Beispiele für solche leistenförmigen Profilelemente, welche in Rotorumfangsrichtung in erheblichem Abstand voneinander angeordnet sind, lassen sich z.B. der Figur 3 der DE-PS
25 26 657 sowie der Figur 3 der US-PS 4 200 537 entnehmen; dabei zeigt der zuletzt erwähnte Stand der Technik leistenförmige Profilelemente mit einem ungefähr dreieckigen Querschnitt, welche eine in Rotationsrichtung vorn liegende und in radialer Richtung über die Umfangsfläche des
Rotorkörpers vorspringende, d.h. ungefähr senkrecht zur
Rotorkörperumfangsfläche verlaufende erste Flanke und eine nach hinten schräg abfallende zweite Flanke aufweisen. Mit der senkrechten vorderen Flanke wird die im Zulaufraum des Drucksortierers befindliche Fasersuspension in Umlaufrichtung beschleunigt und sie erzeugt auβerdem positive Druckstösse, während mit der abfallenden zweiten Flanke negative
Druckstösse erzeugt werden.
Weitere Rotorformen ergeben sich z.B. aus der DD-PS 129 814 sowie den US-Patentschriften 3 912 622, 3 726 401 und
3 400 820 entnehmen, jedoch sind diese bekannten Rotorformen bezüglich der im folgenden zu erörternden Erfindung ohne
Belang.
Andere bekannte Vorschläge befassen sich mit dem Problem, daβ durch die in Richtung der Siebachse längs des Siebs
durchgehenden Reinigungsflügel oder leistenförmigen
Profilelemente in der Fasersuspension solche Druckimpulse erzeugt werden, daβ sich diese im Stoffauflauf einer dem Drucksortierer nachgeordneten Papiermaschine störend
bemerkbar machen (es kann sich dadurch auf dem Langsieb einer Papiermaschine ein ungleichmäβiges Faservlies ausbilden). Grundgedanke der bekannten Lösungen dieses Problems ist es, die Profilelemente quer zur Siebachse in mehrere Segmente zu unterteilen und diese Segmente auf der Umfangsfläche eines kreiszylindrischen Rotorkörpers in einer solchen Anordnung zu befestigen, daβ in Richtung der Sieb- oder Rotorachse
aufeinanderfolgende Segmente in Rotorumfangsrichtung
gegeneinander versetzt sind. Dabei bilden die
Profilelementsegmente eines axialen Rotorabschnitts in
Rotorumfangsrichtung jeweils eine Reihe, wobei sich zwischen jeweils zwei in Rotorumfangsrichtung aufeinanderfolgenden Segmenten eine Lücke befindet und die Längen der
Profilelementsegmente und der Lücken - in
Rotorumfangsrichtung gemessen - derart bemessen sind und der erwähnte Versatz derart gewählt wurde, daβ - in Richtung der Sieb- oder Rotorachse gesehen - die Profilelementsegmente eines axialen Rotorabschnitts die Lücken zwischen den
Profilelementsegmenten der benachbarten axialen
Rotorabschnitte überdecken. Ein Beispiel für eine solche Rotorgestaltung läβt sich der DE-PS 37 01 669 entnehmen
(siehe insbesondere Fig. 3); bei diesem bekannten Rotor wurden die in Rotationsrichtung vorn liegenden Stirnflächen oder ersten Flanken der Profilelementsegmente so gestaltet, daβ sie im Schnitt senkrecht zur Rotorachse ein konkaves, kreisbogenförmiges Profil aufweisen, welches von der
Umfangsfläche des kreiszylindrischen Rotorkörpers entgegen der Rotationsrichtung schräg nach hinten und in radialer Richtung nach auβen ansteigt, um die Schlagwirkungen der von den Profilelementsegmenten erzeugten Druckpulsationen
herabzusetzen (siehe Spalte 1, Zeilen 12-14 der DE-PS
37 01 669).
Schlieβlich ist aus der US-PS 4 855 038 und der letzterer entsprechenden EP-0 206 975-B ein Drucksortierer der eingangs erwähnten Art bekannt geworden, dessen Rotor als
trommeiförmiger Hohlkörper ausgebildet ist, wobei die
Umfangswand des Rotorkörpers zwei in Rotorumfangsrichtung unmittelbar aneinander anschlieβende Profilelemente bildet, deren jedes eine senkrechte, in einer Durchmesserebene des Rotors liegende vordere erste Flanke sowie eine sich daran anschlieβende, entgegen der Rotationsrichtung abfallende zweite Flanke aufweist. Jedes dieser Profilelemente erstreckt sich in Richtung der Rotor- oder Siebachse über die ganze Länge des Rotors, so daβ dies auch für die parallel zur
Rotorachse verlaufenden vorderen ersten Flanken der
Profilelemente gilt. Auβerdem weist dieser bekannte Drucksortierer ein kreiszylindrisches Sieb auf, dessen
Zulaufseite (auch bei Auβerachtlassung der Sieböffnungen) nicht glatt, sondern vielmehr profiliert ist. Sinn und Zweck der Gestaltung des Rotors und der Zulaufseite des Siebs dieses bekannten Drucksortierers ist es, jeden Bereich des Siebs ständig entweder einem positiven oder einem negativen Druckimpuls auszusetzen, infolge der senkrechten vorderen Flanken der Profilelemente und der dadurch bewirkten starken Beschleunigung der Fasersuspension in Rotationsrichtung in Verbindung mit der profilierten Zulaufseite des Siebs starke Turbulenzen in der im Zulaufraum des Drucksortierers
befindlichen Fasersuspension zu erzeugen und schlieβlich mit den langen abfallenden zweiten Flanken der Profilelemente erhebliche Flüssigkeitsmengen aus dem Gutstoffraum durch das Sieb hindurch in den Zulaufraum des Drucksortierers
zurückzusaugen, um so durch eine Kombination aller dieser Maβnahmen das Entstehen eines Faservlieses auf der
Zulaufseite des Siebs mit Sicherheit zu unterbinden.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Drucksortierer der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der mit relativ feinen Sieböffnungen ein gutes Sortierergebnis in allen in der Praxis vorkommenden Konsistenzbereichen aufzubereitender Fasersuspensionen ermöglicht und dabei insbesondere einen störungsfreien Dauerbetrieb gewährleistet.
Ausgehend von einem Drucksortierer der eingangs erwähnten Art mit Profilelementen, welche sich in Rotorumfangsrichtung erstrecken und jeweils eine in Rotationsrichtung vorn
liegende erste Flanke zum Antreiben der Fasersuspension in Rotationsrichtung sowie eine entgegen der Rotationsrichtung hinter der ersten Flanke liegende zweite Flanke zum
Zurücksaugen von Flüssigkeit aus dem Gutstoffraum durch das Sieb hindurch in den Zulaufraum aufweisen, läβt sich diese Aufgabe erfindungsgemäβ dadurch lösen, daβ in jedem auf das Sieb einwirkenden axialen Abschnitt der Rotorumfangsfläche zwischen zwei in Rotorumfangsrichtung aufeinanderfolgenden Profilelementen ein Rotorumfangsflächensektor vorgesehen ist, über den diese Profilelemente in radialer Richtung vorstehen und welche Teil einer zur Siebzulaufseite parallelen sowie zur Siebachse rotationssymmetrischen Mantenfläche ist, wobei - in Rotorumfangsrichtung gemessen - die maximale Länge eines jeden Profilelements mindestens ungefähr gleich groβ ist wie die minimale Länge des entgegen der Rotationsrichtung
nachfolgenden Rotorumfangsflächensektors, die minimale Länge des letzteren jedoch mindestens jeweils ungefähr 30 % der maximalen Länge des in Rotationsrichtung davor liegenden Profilelements beträgt, und wobei die Profilelemente derart gestaltet und am Rotorumfang derart angeordnet sind, daβ - in Richtung des Siebachse gesehen - die
Rotorumfangsflächensektoren zwischen den Profilelementen längs des vom Sieb umfaβten Bereichs des Rotors durchgehende Kanäle bilden.
Mit einem erfindungsgemäβen Drucksortierer lassen sich optimale Sortierergebnisse erzielen, vor allem auch mit aufzubereitenden Fasersuspensionen höherer Konsistenz, nämlich mit einer Stoffdichte von ca. 4 % und mehr. Dies ist darauf zurückzuführen, daβ einerseits verhältnismässig lange (in Rotorumfangsrichtung gemessen) Profilelemente verwendet werden, deren vordere erste Flanken relativ hohe positive Druckstösse erzeugen und die Fasersuspension in
Rotationsrichtung stark beschleunigen und deren lange, abfallende zweite Flanken gröβere Flüssigkeitsmengen aus dem Gutstoffraum durch das Sieb hindurch in den Zulaufraum saugen, Effekte, welche der Ausbildung eines Faservlieses auf der Zulaufseite des Siebs entgegenwirken, daβ jedoch
andererseits in Umlaufrichtung zwischen den Profilelementen Lücken vorgesehen werden, welche - in Rotationsrichtung - gerade so lange bemessen werden, daβ sich zwischen den von den Profilelementen erzeugten Druckpulsationen ein schwaches Faservlies an der Zulaufseite des Siebs ausbilden kann, das als Hilfsfilterschicht wirkt. Die vorliegende Erfindung lehrt also gerade das Gegenteil dessen, was Grundgedanke des
Drucksortierers nach der US-PS 4 855 038 ist. Andererseits kann sich in einem erfindungsgemäβen Drucksortierer an der Zulaufseite des Siebs eine starke Faservliesbildung nicht einstellen, so daβ mit einem solchen Drucksortierer
diejenigen Nachteile vermieden werden können, welche ein stärker ausgebildetes Faservlies an der Zulaufseite des Siebs zur Folge hat. Im einzelnen ist zu den mit einem
erfindungsgemäβen Drucksortierer erreichbaren Vorteilen und vermeidbaren Nachteilen folgendes zu bemerken:
Aus Altpapier gewonnene aufzubereitende Fasersuspensionen enthalten üblicherweise Kleberpartikel, welche entweder schon von Hause aus plastisch verformbar sind oder bei den üblichen Betriebstemperaturen von Drucksortierern plastisch verformbar werden. Die hohen positiven Druckstösse, welche in einem Drucksortierer der in der US-PS 4 855 038 beschriebenen Art erzeugt werden, führen jedoch in Abwesenheit jeglichen
Faservlieses auf der Zulaufseite des Siebs dazu, daβ ein erheblicher Teil solcher Kleberpartikel durch auch kleine Sieböffnungen hindurchgedrückt werden. Diesen Nachteil vermeidet ein erfindungsgemäβer Drucksortierer durch die Erzeugung eines schwach ausgebildeten Faservlieses aufgrund der Lücken zwischen den Profilelementen.
Ein stark ausgebildetes Faservlies auf der Zulaufseite des Siebs führt zu einer starken Fraktionierung des Faseranteils einer Fasersuspension - lange Fasern, welche an sich im
Gutstoff erwünscht sind, gelangen überwiegend in den
Spuckstoff, so daβ in unerwünschter Weise im Gutstoff die verhältnismäβig kurzen Fasern vorherrschen. Ohne jegliches Faservlies auf der Zulaufseite des Siebs gelangen aber auch langfaserige Verunreinigungen, wie z.B. Haare, in
unerwünschter Weise in den Gutstoff. Hier führt nun der erfindungsgemäβe Drucksortierer zu einer Optimierung des Sortiereffekts, weil ein schwach ausgebildetes Faservlies an der Zulaufseite des Siebs zwar lange, braubare Fasern noch in erheblichem Umfang in den Gutstoff gelangen läβt, während Versuche gezeigt haben, daβ ein solches Faservlies
langfaserige Verunreinigungen am Durchtreten durch das Sieb hindert. In einem erfindungsgemäβen Drucksortierer läβt sich also die häufig unerwünschte starke Fraktionierung der Fasern vermeiden.
In einem erfindungsgemäβen Drucksortierer wird der sogenannte Spuckstoff (der vom Sieb zurückgewiesene Teil der
aufzubereitenden Fasersuspension) nicht so stark eingedickt, daβ in dem dem zweiten axialen Ende des Zulaufraums
benachbaren Bereich des Ringspalts zwischen Rotor und Sieb die Sortierfunktion des Geräts nachhaltig beeinträchtigt wird. Dies ist einerseits darauf zurückzuführen, daβ die Profilelemente verhältnismäβig lange abfallende zweite
Flanken haben und deshalb beträchtliche Flüssigkeitsmengen aus dem Gutstoffraum durch das Sieb in den Zulaufraum
zurücksaugen, wodurch der Spuckstoff verdünnt wird, und daβ andererseite die zwischen den Profilelementen vorhandenen, vom einen zum anderen axialen Ende des Zulaufraums bzw. des Rotors durchgehenden Kanäle in ihrem Bereich zu einer
Verbreiterung des Spalts zwischen Sieb und Rotorumfang führen, so daβ verhältnismäβig dünne Fasersuspension vom einlaβseitigen Ende des Zulaufraums verhältnismäβig
ungehindert längs dieser verbreiterten Spaltbereiche in diejenigen Zonen des Zulaufraums strömen kann, in denen die aufzubereitende Fasersuspension aufgrund einer Entwässerung durch das Sieb hindurch bereits stärker eingedickt ist. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daβ in einem Drucksortierer schon aufgrund des Drucks, mit dem die
aufzubereitende Fasersuspension in das Gerät eingespeist wird, die Fasersuspension im Zulaufraum eine parallel zur Sieb- bzw. Rotorachse ausgerichtete Strömungskomponente besitzt. Die durch die erwähnten Lücken hervorgerufenen verbreiterten Spaltbereiche führen aber auch dazu, daβ diese axiale Strömungskomponente - im Vergleich zu herkömmlichen Sortierern, wie sie die US-PS 4 855 038 und die DE-PS
37 01 669 zeigen, - herabgesetzt wird (es steht ein
insgesamt, vor allem aber vor den vorderen ersten Flanken der Profilelemente vergröβerter Strömungsquerschnitt im Ringspalt zwischen Rotorumfang und Sieb zur Verfügung ) , was eine
Verringerung der für den Rotorantrieb aufzuwendenden Energie zur Folge hat, weil die steilen vorderen ersten Flanken der Profilelemente keine so starke Längsströmung "durchschneiden" müssen.
Trotz der Ausbildung eines leichten Faservlieses an der
Zulaufseite des Siebs des erfindungsgemäβen Drucksortierers lassen sich mit diesem jedoch höhere Durchsatzleistungen erzielen als mit einem Drucksortierer nach der US-PS
4 855 038 (gleich groβe Sieböffnungen vorausgesetzt), weil die im Vergleich zu den Profilelementen dieses bekannten Drucksortierers kürzeren abfallenden zweiten Flanken der Profilelemente des erfindungsgemäβen Drucksortierers kürzere Unterdruck- oder Saugphasen zur Folge haben, während welcher die an sich erwünschte Durchströmung des Siebs vom Zulaufraum in den Gutstoffraum nicht stattfinden kann. Hieran sieht man auch, daβ mit den Profilelementen des bekannten
Drucksortierers nach der US-PS 4 855 038 - gleiche
Durchsatzleistung vorausgesetzt - höhere positive
Druckimpulse erzeugt werden müssen, was gerade bei
Abwesenheit eines als Hilfsfilterschicht dienenden
Faservlieses zur Folge hat, daβ ein hoher Prozentsatz der vorstehend erwähnten Klebstoffpartikel durch die
Sieböffnungen hindurch in den Gutstoffraum gedrückt wird. Gleiches gilt aufgrund der hohen positiven Druckstösse und der dadurch bewirkten hohen Durchströmgeschwindigkeiten durch die Sieböffnungen hindurch für in der aufzubereitenden
Fasersuspension enthaltene langfaserige Verunreinigungen.
Wie bereits erwähnt , verlaufen die vorderen Stirnflächen bzw . ersten Flanken der Profilelemente des Rotors des bekannten Drucksortierers nach der US-PS 4 855 038 exakt parallel zur Sieb- bzw. Rotorachse. Bei einer vorteilhaften
Ausführungsform des erfindungsgemäβen Drucksortierers bildet jedoch die Längsrichtung der ersten Flanke eines jeden
Profilelements mit der axialen Richtung einen spitzen Winkel. Dadurch wird die Standzeit des Siebs erheblich verlängert; es hat sich nämlich gezeigt, daβ bei dem geschilderten bekannten Drucksortierer das Sieb in erheblichem Maβe bruchgefährdet ist, und zwar aus mehreren Gründen, worauf später noch näher eingegangen werden wird, vor allem jedoch aus folgendem
Grund: Wie erwähnt, erzeugen vorn eine Stufe bildende
Profilelemente starke positive Druckstösse und damit auf das Sieb einwirkende Druckkräfte, welche bei dem bekannten
Drucksortierer wegen des axialen Verlaufs der Vorderkanten der Profilelemente jeweils längs einer Mantellinie (einer zur Siebachse parallelen Linie) in das Sieb eingeleitet werden. Da man wegen des Strömungswiderstandes der Sieböffnungen und des damit verbundenen Druckabfalls über das Sieb zur
Vermeidung noch höherer Pumpenleistungen für die Speisung eines Drucksortierers bestrebt ist, das Sieb eines
Drucksortierers möglichst dünnwandig auszubilden, ist das Sieb des Drucksortierers nach der US-PS 4 855 038 in hohem Maβe bruchgefährdet. Wenn nun, wie bei der geschilderten,
bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäβen
Drucksortierers, die in Rotationsrichtung vorn liegenden ersten Flanken der Profilelemente gegenüber der Richtung der Siebachse leicht geneigt sind, erfolgt die Einleitung der Druckkräfte, welche die von diesen ersten Flanken erzeugten positiven Druckstösse hervorrufen, nicht längs einer
Mantellinie des Siebs, und Versuche haben bestätigt, daβ dadurch Dauerbrüche am Sieb vermieden werden können.
Zur Erzielung des geschilderten Vorteils könnten die ersten Flanken der Profilelemente in jeder Richtung gegenüber der Siebachse geneigt sein. Es wäre z.B. denkbar, daβ die Neigung derart gewählt wird, daβ die ersten Flanken der
Profilelemente auf die im Zulaufraum befindliche
Fasersuspension einen axialen Fördereffekt in Richtung vom zweiten axialen Ende des Zulaufraums zu dessen erstem axialem Ende ausüben, um - wie dies bei Drucksortierern an sich bekannt ist - im hinteren Teil des Zulaufraums befindliche, schon eingedickte aufzubereitende Fasersuspension wieder in axialer Richtung zurückzufordern und dadurch für eine
Vergleichmäβigung der Konsistenz der zu sortierenden
Fasersuspension und für eine noch weitgehendere Aussonderung brauchbarer Fasern in den Gutstoffräum hinein zu sorgen.
Bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen des
erfindungsgemäβen Drucksortierers, bei denen die
Längsrichtung der ersten Flanke eines jeden Profilelements gegenüber der axialen Richtung derart geneigt ist, daβ die ersten Flanken auf die im Zulaufraum befindliche
Fasersuspension einen axialen Fördereffekt zum zweiten axialen Ende des Zulaufraums hin ausüben. Es hat sich nämlich gezeigt, daβ sich dadurch das Sortierergebnis noch weiter verbessern läβt: Durch einen solchen Fördereffekt wird verstärkt noch nicht eingedickte Fasersuspension vom
einlaβseitigen Ende des Zulaufraums in dessen hinteren Bereich (den dem zweiten axialen Ende des Zulaufraums
zugewandten Bereich) gefördert und dadurch die Konsistenz der zu sortierenden Fasersuspension längs (in axialer Richtung) des Rotors bzw. des Siebs vergleichmäβigt.
Vor allem für Ausführungsformen des erfindungsgemäβen
Drucksortierers, bei denen die ersten Flanken der
Profilelemente gegenüber der axialen Richtung geneigt sind, empfiehlt es sich, die Profilelemente so auszubilden und anzuordnen, daβ der hintere Rand der zweiten Flanke parallel zur Siebachse verläuft, um nämlich eine Verengung des lichten Querschnitts der vorstehend erwähnten Kanäle bzw. der
verbreiterten Ringspaltbereiche zu vermeiden.
Durch die vorn liegenden ersten Flanken der Profilelemente sollen positive Druckstösse erzeugt und die Fasersuspension in Rotationsrichtung angetrieben werden. Beides läβt sich am besten dadurch erreichen, daβ man die Profilelemente so gestaltet, daβ deren erste Flanke ungefähr in radialer
Richtung über den davor liegenden Rotorumfangsflächensektor vorspringt. Die erste Flanke könnte jedoch gegenüber der radialen Richtung auch leicht geneigt sein, und zwar schräg nach innen (in Richtung auf die Rotorachse) und hinten
(entgegen der Rotationsrichtung), während schräg nach auβen und hinten geneigte erste Flanken (so wie in der DE-PS
37 01 669 gezeigt) zur Folge haben, daβ die vor einem
Profilelement befindliche Fasersuspension nur in radialer Richtung nach auβen gegen das Sieb gedrängt und nicht oder kaum in Rotationsrichtung beschleunigt wird.
Bei einem erfindungsgemäβen Drucksortierer kann sich jedes Profilelement in Richtung der Rotorachse über die gesamte Länge des vom Sieb umfaβten Rotorumfangs erstrecken; in diesem Fall besitzt der Rotor nur eine (sich in Rotorumfangsrichtung erstreckende) Reihe von Profilelementen und dazwischen angeordneten Lücken. Vor allem für das
Sortieren von Fasersuspensionen mit höherer Stoffdichte werden jedoch erfindungsgemäβe Drucksortierer mit einer anderen Rotorgestaltung empfohlen: Solche Drucksörtierer zeichnen sich dadurch aus, daβ der Rotor wenigstens einen dem ersten axialen Ende des Zulaufraums zugekehrten ersten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt sowie einen dem
letzteren in axialer Richtung benachbarten zweiten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt aufweist, wobei die ersten
Flanken der Profilelemente des zweiten Abschnitts gegenüber den ersten Flanken der Profilelemente des ersten Abschnitts entgegen der Rotationsrichtung derart zurückversetzt und die in Rotorumfangsrichtung gemessenen Längen der Profilelemente derart bemessen sind, daβ einander in axialer Richtung benachbarte Rotorumfangsflächensektoren (Lücken) der beiden axialen Rotorabschnitte sich in Rotationsrichtung überlappen. Der Rotor eines solchen erfindungsgemäβen Drucksortierers weist also insbesondere zwei axiale Abschnitte und damit zwei (in Rotorumfangsrichtung verlaufende) Reihen von
Profilelementen und dazwischen angeordneten Lücken auf, wobei die Profilelemente der einen Reihe und damit die Lücken dieser Reihe gegenüber denjenigen der anderen Reihe in
Rotorumfangsrichtung nur so weit gegeneinander versetzt sind, daβ die Lücken beider Reihen nach wie vor Kanäle bilden, welche sich in axialer Richtung über beide Reihen bzw. beide Rotorabschnitte erstrecken. Durch eine solche Rotorausbildung werden die folgenden zusätzlichen Vorteile erreicht: Bei Profilelementen, deren vordere erste Flanken sich vom einen bis zum anderen axialen Ende des Rotors bzw. Siebs
erstrecken, besteht vor allem dann, wenn - wie beim Stand der Technik - diese ersten Flanken parallel zur Rotorachse verlaufen, die Gefahr, daβ sich in der zu sortierenden
Fasersuspension enthaltene Verunreinigungen sowie Fasern an diesen steilen ersten Flanken ansammeln und zusammenballen, was vor allem die Gefahr in sich birgt, daβ sich derartige Stoffansammlungen zwischen dem radial äuβeren Rand der ersten Flanken und dem Sieb verkeilen und so den Drucksortierer funktionsunfähig machen oder sogar zu einem Siebbruch führen. Eine wie vorstehend beschrieben gestaffelte Anordnung der Profilelemente hat nun folgende Effekte zur Folge, vor allem dann, wenn die vorderen ersten Flanken gegenüber der axialen Richtung derart geneigt sind, daβ sie einen Fördereffekt in Richtung auf das zweite axiale Ende des Zulaufraums ausüben: Schon allein die durch den Förderdruck im Zulauf des
Drucksortierers bewirkte axiale Durchströmung des Ringspalts zwischen Rotorumfang und Sieb (des Zulaufraums) hat zur
Folge, daβ Stoffansammlungen an den ersten Flanken der
Profilelemente des ersten axialen Rotorabschnitts diesen ersten Flanken entlang in Richtung auf das zweite axiale Ende des Zulaufraums gleiten; kommen diese Stoffansammlungen an die dem zweiten axialen Ende des Zulaufraums zugekehrten Ränder der Profilelemente des ersten Rotorabschnitts, werden sie dort aufgrund der dort auftretenden Turbulenzen mit
Fasersuspension vermischt, so daβ sich die Stoffansammlungen zumindest im wesentlichen auflösen, ehe die Fasersuspension von der nächsten ersten Flanke eines Profilelements des zweiten axialen Rotorabschnitts erfaβt wird. Diese axiale Ableitung unerwünschter Stoffansammlungen wird natürlich noch verstärkt, wenn die ersten Flanken der Profilelemente in der beschriebenen Weise geneigt sind. Durch die vorstehend beschriebene gestaffelte Anordnung der Profilelemente wird ferner die zu sortierende Fasersuspension auch in denjenigen Bereichen des Ringraums zwischen Rotorumfang und Sieb
hinreichend fluidisiert, in denen die Konsistenz der zu sortierenden Fasersuspension infolge der vorausgegangenen Entwässerung durch das Sieb hindurch bereits angestiegen ist, so daβ auch in diesen Bereichen ein guter Sortiereffekt erzielt werden kann. Des weiteren bewirkt die vorstehend beschriebene gestaffelte Anordnung der Profilelemente eine noch bessere Verteilung der Druckkräfte über das Sieb, d.h. derjenigen Druckkräfte, die durch die von den Profilelementen hervorgerufenen positiven Druckimpulse erzeugt werden und auf das Sieb einwirken.
Um bei einer solchen gestaffelten Anordnung der
Profilelemente die Wirkung der vorstehend beschriebenen
Kanäle bzw. der verbreiterten Bereiche des Ringspalts
zwischen Rotorumfang und Sieb in hinreichendem Maβe
beizubehalten, andererseits aber auch durch einen
hinreichenden Versatz (in Rotationsrichtung) der vorderen ersten Flanken einander in axialer Richtung benachbarter Profilelemente für eine ausreichende Fluidisierung der
Fasersuspension über die ganze axiale Länge des Siebs bzw. Rotors zu sorgen, beträgt bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäβen Drucksortierers mit gestaffelt angeordneten Profilelementen die Überlappung einander in axialer Richtung benachbarter
Rotorumfangsflächensektoren (Lücken) - in
Rotorumfangsrichtung gemessen - wenigstens ungefähr 50 % der Länge eines der Rotorumfangsflächensektoren.
Grundsätzlich könnten die Profilelemente verschiedener axialer Rotorabschnitte identisch ausgebildet sein. Es empfiehlt sich jedoch, der unterschiedlichen Konsistenz der zu sortierenden Fasersuspension in den verschiedenen axialen Bereichen des Ringraums zwischen Rotorumfang und Sieb durch eine entsprechend unterschiedliche Gestaltung der
Profilelemente Rechnung zu tragen, um nicht entweder in gewissen axialen Bereichen dieses Ringraums unnötig starke positive und negative Druckimpulse zu erzeugen oder in anderen axialen Bereichen dieses Ringraums zu geringe positive und negative Druckimpulse zu erzeugen. Deshalb wird für eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäβen Drucksortierers mit in der vorstehend beschriebenen Weise gestaffelt angeordneten Profilelementen empfohlen, die
Profilelemente im ersten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt - in Rotorumfangsrichtung gemessen - kürzer zu bemessen, als im zweiten Rotorumfangsflächenabschnitt. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Maβnahme kann zum selben Zweck die - in radialer Richtung gemessene - Höhe der ersten Flanken der Profilelemente im ersten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt kleiner bemessen werden als im zweiten
Rotorumfangsflächenabschnitt.
Wie bereits erwähnt, empfiehlt es sich, die erste Flanke der Profilelemente derart auszubilden, daβ sich mit ihr die
Fasersuspension wirksam in Rotationsrichtung beschleunigen läβt. Besonders vorteilhaft sind derart gestaltete erste Flanken der Profilelemente, da sich mit ihnen die
Fasersuspension in Rotationsrichtung bis zur
Umfangsgeschwindigkeit des Rotors beschleunigen läβt, weil dann durch die Profilelemente maximale positive Druckimpulse und besonders starke Turbulenzen erzeugt werden.
Die Wirkung, der Durchsatz und das Sortierverhalten eines Drucksortierers hängen in erheblichem Umfang vom kleinsten radialen Abstand der Profilelemente vom Sieb, der Gestaltung und Anordnung der Profilelemente, ganz wesentlich aber auch von der Umlaufgeschwindigkeit der Profilelemente ab. Bei einem erfindungsgemäβen Drucksortierer führt eine Erhöhung der Drehzahl des Rotors nicht nur zu stärkeren Turbulenzen, sondern auch zu einer schwächeren Ausbildung des an sich in gewissem Maβe erwünschten Faservlieses an der Zulaufseite des Siebs. Je weniger sich ein solches Faservlies ausbildet, um so weniger erfolgt eine häufig unerwünschte Fraktionierung der Fasersuspension bzw. der in ihr enthaltenen Fasern, auβerdem führt ein geringer ausgebildetes Faservlies zu einer höheren Konsistenz im Gutstoff, zu einer geringeren
Konsistenz des Spuckstoffs und schlieβlich zu einer
Verminderung der Sortierreinheit. Naturgemäβ führt eine
Erhöhung der Rotordrehzahl schlieβlich zu einer Erhöhung des Verschleisses an Rotor und Sieb ( aus Altpapier gewonnene Fasersuspensionen enthalten immer abrasive Verunreinigungen, wie Sand und Metallteile). Andererseits verlangt das
Sortieren von Fasersuspensionen höherer Konsistenz bzw.
Stoffdichte eine höhere Rotordrehzahl als beim Sortieren dünnerer Fasersuspensionen. Gewisse Nachteile einer höheren Rotordrehzahl lassen sich nun bei einem erfindungsgemäβen Drucksortierer durch die Verwendung von kürzeren (in
Rotorumfangsrichtung gemessen) und/oder niedereren (in radialer Richtung gemessen) Profilelementen vermeiden. Der Vollständigkeit halber sei auch noch darauf hingewiesen, daβ es höhere Umlaufgeschwindigkeiten der Profilelemente
erlauben, Siebe mit feineren Sieböffnungen (Bohrungen
kleineren Durchmessers oder schmälere Schlitze) zu verwenden, wodurch die Sortierreinheit verbessert wird.
Bislang bekannt gewordene Drucksortierer weisen einen
Rotorantrieb auf, welcher nur einen Betrieb mit einer ganz bestimmten Rotordrehzahl erlaubt. Aus den vorstehenden
Erläuterungen wird jedoch ersichtlich, daβ es an sich
wünschenswert wäre, ein und denselben Drucksortierer mit unterschiedlichen Rotordrehzahlen betreiben zu können, um z.B. der Konsistenz bzw. Stoffdichte der zu sortierenden Fasersuspension Rechnung tragen oder bestimmte
Sortierergebnisse erzielen zu können. Hier schafft nun die Erfindung Abhilfe, indem vorgeschlagen wird, als Motor für den Antrieb des Rotors einen Drehstrommotor zu verwenden, welchem ein hinsichtlich seiner Ausgangsfrequenz steuerbarer Frequenzwandler vorgeschaltet ist. Bei einem solchen
Drucksortierer läβt sich also allein durch Änderung der Einstellung des Frequenzwandlers und damit der Frequenz des Speisestroms für den Drehstrommotor die Rotordrehzahl variieren und so an das jeweils gewünschte Sortierverfahren bzw. Sortierergebnis anpassen.
Da in einem bestimmten erfindungsgemäβen Drucksortierer die Stärke der Faservliesbildung auf der Zulaufseite des Siebs maβgeblich von der Rotordrehzahl abhängt und die Stärke der Faservliesbildung wiederum die Gröβe der Druckdifferenz beeinfluβt, welche zwischen der Zulaufseite des Siebs und der anderen Siebseite, d.h. zwischen Zulaufräum und Gutstoffräum herrscht, kann erfindungsgemäβ diese Druckdifferenz als
Regelgröβe für den Frequenzwandler verwendet werden; bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäβen
Drucksortierers ist also der Frequenzwandler durch eine
Meβvorrichtung zur Messung der Druckdifferenz zwischen
Zulaufräum und Gutstoffräum steuerbar. Auf diese Weise läβt sich durch Vorgabe einer gewünschten Druckdifferenz die
Stärke der Faservliesbildung auf der Zulaufseite des Siebs und damit das Sortierergebnis vorgeben.
Vor allem im Hinblick auf eine rationelle Herstellung eines erfindungsgemäβen Drucksortierers sowie auf die Tatsache, daβ sich ein Verschleiβ der Profilelemente vor allem im Bereich ihrer vorderen ersten Flanken nicht vermeiden läβt, schlägt die Erfindung einige besonders vorteilhafte Ausführungsformen des Rotors erfindungsgemäβer Drucksortierer vor.
Bei einer ohne besonders komplizierte Werkzeuge herstellbaren Ausführungsform hat der Rotor einen kreiszylindrischen und hohlen Rotorkörper, dessen Umfangsfläche die Rotorumfangsflächensektoren bildet und bei dem die ersten Flanken der Profilelemente von auf der Umfangsfläche des Rotorkörpers befestigten Leisten und die zweiten Flanken der Profilelemente von in der Seitenansicht bogenförmig
gekrümmten Blechen, deren vordere Ränder an den Leisten und deren hintere Ränder an der Rotorkörperumfangsfläche
befestigt sind, gebildet werden. Die Leisten und Bleche könnten z.B. durch Schrauben am Rotorkörper bzw. an den
Leisten befestigt werden, bevorzugt werden jedoch
Ausführungsformen, bei denen die Leisten auf den Rotorkörper aufgeschweiβt sind und/oder bei denen die Bleche auf die Leisten und den Rotorkörper aufgeschweiβt sind. Bei sich so ergebenden hohlen Profilelementen wird zweckmäβigerweise dafür Sorge getragen, daβ die Hohlräume flüssigkeitsdicht verschlossen sind, um das Entstehen von Unwuchten zu
vermeiden. Dieses Problem läβt sich aber auch dadurch
beseitigen, daβ die von der Rotorkörperumfangswand und den Profilelementen gebildeten Hohlräume mit einem Kunststoff ausgefüllt sind, bei dem es sich z.B. um ein aushärtbares Gieβharz handeln kann, vorteilhafter ist es jedoch, wenn ein in situ geschäumter Schaumkunststoff verwendet wird, da sich damit diese Hohlräume problemlos und vollständig so ausfüllen lassen, daβ Flüssigkeit in diese Hohlräume nicht eindringen kann.
Bei derart ausgebildeten Profilelementen können die Leisten relativ problemlos ausgetauscht werden, was deshalb besonders wichtig ist, weil gerade die die vorderen ersten Flanken der Profilelemente bildenden Leisten dem stärksten Verschleiβ ausgesetzt sind.
Als Alternative wird erfindungsgemäβ empfohlen, die
Profilelemente als Vollkunststoffkörper zu gestalten, welche sich billig als Kunststoffspritzguβteile herstellen lassen. Derartige Vollkunststoffkörper-Profilelemente könnten im
Falle eines Verschleisses als Ganzes ausgewechselt werden, dies ist jedoch dann nicht erforderlich, wenn die in
Rotationsrichtung vorn liegende Stirnfläche der
Profilelemente von einer Metalleiste gebildet wird, welche z.B. in den Vollkunststoffkörper eingelegt ist, denn dann muβ im Verschleiβfalle normalerweise nur diese Metalleiste
ausgewechselt werden.
Wenn sich für gewisse Sortieraufgaben mit Hilfe eines
erfindungsgemäβ gestalteten Rotors und eines auf der
Zulaufseite glatt ausgebildeten Siebs keine hinreichenden Turbulenzen erzeugen lassen, um das Entstehen eines zu
starken Faservlieses auf der Zulaufseite des Siebs zu
verhindern, sollte eine Ausführungsform des erfindungsgemäβen Drucksortierers eingesetzt werden, bei der die Zulaufseite des Siebs ein Turbulenz-erzeugendes Profil aufweist.
Derartige Profile lassen sich dem Stand der Technik entnehmen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform des erfindungsgemäβen Drucksortierers anhand der beiliegenden Zeichnung; in der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des
erfindungsgemäβen Drucksortierers, wobei die Schnittdarstellung ein Schnitt in einer vertikalen Durchmesserebene des Rotors bzw. Siebs ist;
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 Sieb und Rotor des Drucksortierers wie in Fig. 1
dargestellt, jedoch in gröβerem Maβstab als in
Fig. 1; Fig. 4 eine Stirnansicht des Rotors, gemäβ Fig. 1 von links gesehen, und zwar samt in einem axialen Schnitt dargestelltem Sieb, und
Fig. 5 eine Abwicklung des Rotorumfangs, d.h. eine
Draufsicht auf die gesamte Rotorumfangsfläche, welche jedoch in einer Ebene dargestellt wurde.
Zu dem eigentlichen, in Fig. 1 dargestellten Drucksortierer 10 mit einem auf Stützen 12 stehenden Gehäuse 14 gehört noch ein auf einem Gestell 16 stehender Motor 18, bei dem es sich um einen Drehstrom- oder 3-Phasen-Wechselstrommotor handelt, der mittels einer Riemenscheibe 20 und Keilriemen 22 eine Riemenscheibe 24 antreibt, welche auf einer im Gestell 16 sowie dem Gehäuse 14 drehbar gelagerten Rotorwelle 26
befestigt ist.
Das Gehäuse 14 besteht im wesentlichen aus einer gemäβ Fig. 1 linken Stirnwand 28, einem kreiszylindrischen, konzentrisch zur Rotorwelle 26 angeordneten Gehäusemantel 30 sowie einem Gehäusedeckel 32, welche druckdicht miteinander verbunden sind. Eine Achse des Drucksortierers, welche auch die Achse der Rotorwelle 26 ist, wurde mit 34 bezeichnet.
Die durch die Stirnwand 28 druckdicht hindurchgeführte
Rotorwelle 26 trägt einen als Ganzes mit 36 bezeichneten Rotor, welcher mit Hilfe der Rotorwelle 26 um die Achse 34 antreibbar ist und von einem kreiszylindrischen, zur Achse 34 konzentrischen Sieb 38 umgeben wird, das an zwei am
Gehäusemantel 30 befestigten kreisringförmigen
Gehäuseelementen 40 und 42 befestigt ist und so von diesen Gehäuseringen gehalten wird. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die axiale Länge (in Richtung der Achse 34) des Rotors 36 gleich der axialen Länge des wirksamen Bereichs des Siebs 38 zwischen den
Gehäuseringen 40 und 42. Es wäre aber auch möglich, zur
Erzielung bestimmter Effekte die axiale Länge des Rotors 36 gröβer oder kleiner zu wählen als die axiale Länge des Siebs 38.
Am gemäβ Fig. 1 rechten Ende des Gehäuses 14 ist ein
Einlaufstutzen 46 vorgesehen, durch den - wie durch den Pfeil F angedeutet - die aufzubereitende bzw. zu sortierende
Fasersuspension in den Drucksortierer gefördert wird, und zwar mittels einer nicht dargestellten Pumpe. Etwa in der Mitte über dem Sieb 38 ist am Gehäusemantel 30 ein
Auslaβstutzen 48 angebracht, durch den der sogenannte
Gutstoff - wie durch den Pfeil A angedeutet - den
Drucksortierer verläβt. Beim Gutstoff handelt es sich um denjenigen Teil der Fasersuspension, welcher das Sieb 38 passiert hat. Am gemäβ Fig. 1 linken Ende des Gehäusemantels 30 ist schlieβlich ein zweiter Auslaβstutzen 50 befestigt, durch den der sogenannte Spuckstoff - wie in Fig. 2 durch den Pfeil R angedeutet - den Drucksortierer verläβt; beim
Spuckstoff handelt es sich um denjenigen Teil der
aufzubereitenden Fasersuspension, welcher das Sieb 38 nicht passsieren kann.
Zweckmäβigerweise wird man den Einlaufstutzen 46 entgegen der Darstellung in Fig. 1 so anordnen, daβ die zu sortierende Fasersuspension ungefähr tangential in das Gehäuse 14
einströmt, so wie der Auslaβstutzen 50 für den Spuckstoff tangential ausgerichtet ist (siehe Fig. 2). Auβerdem könnte der Auslaβstutzen 48 natürlich auch unten am Gehäusemantel 30 angeordnet sein, soweit die Aufstellung des Drucksortierers 10 die Ableitung des Gutstoffs nach unten zuläβt. Soweit die Konstruktion des Drucksortierers vorstehend beschrieben wurde, ist diese aus dem Stand der Technik bekannt, und dies gilt auch für seine grundsätzliche
Funktion, soweit sie nachfolgend beschrieben wird
(erfindungsgemäβe Abweichungen werden erst im Anschluβ an die Schilderung der grundsätzlichen Funktion erörtert werden).
Die über einen Einlaufstutzen 46 in den Drucksortierer 10 eingespeiste aufzubereitende Fasersuspension gelangt zunächst in einen Einlaufraum 52 und sie tritt dann in einen Ringraum zwischen dem Umfang des Rotors 36 und dem Sieb 38 ein, welcher im folgenden als Zulaufraum 54 bezeichnet werden wird, und zwar tritt die zu sortierende Fasersuspension über ein erstes axiales Ende 54a dieses Zulaufraums in den
letzteren ein. Infolge des sich um die Achse 34 drehenden Rotors 36 sowie gegebenenfalls der tangentialen Ausrichtung des EinlaufStutzens 46 und aufgrund des Drucks, unter dem die zu sortierenden Fasersuspension in den Drucksortierer 10 gefördert wird, strömt die Fasersuspension
schraubenlinienförmig durch den Zulaufraum 54 von dessen erstem Ende 54a zu dessen zweitem Ende 54b, wobei ein Teil der Fasersuspension durch Öffnungen des Siebs 38
hindurchtritt und so in den Gutstoffräum 58 gelangt. Der Spuckstoff verläβt den Zulaufraum 54 an dessen zweitem Ende 54b und gelangt so in den Spuckstoffraum 56, von dem aus der Spuckstoff den Drucksortierer über den zweiten Auslaβstutzen 50 verläβt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäβen Drucksortierers verläuft die Achse 34 zumindest ungefähr horizontal, grundsätzlich wäre es aber auch denkbar, den Drucksortierer so aufzustellen, daβ seine Achse 34
zumindestens ungefähr vertikal verläuft. Im folgenden werden nun die erfindungsgemäβen Merkmale des Drucksortierers sowie des durch diesen ausgeführten
Sortierverfahrens erläutert.
Wegen der verhältnismäβig feinen Öffnungen des Siebs 38 stellt sich eine Druckdifferenz zwischen Zulaufraum 54 und Gutstoffraum 58 ein, und zwar ist der Druck im Gutstoffraum kleiner als im Zulaufraum. Um diese Druckdifferenz zu
erfassen, ist erfindungsgemäβ eine Meβvorrichtung 60
vorgesehen, welche einen ersten Druckgeber 62 und einen zweiten Druckgeber 64 umfaβt, die im Einlaufstutzen 46 bzw. im ersten Auslaβstutzen 48 angeordnet sind, ebenso aber auch im Einlaufraum 52 bzw. im Gutstoffraum 58 angeordnet sein könnten. Sie sind über Leitungen 66 und 68, in denen
Anzeigegeräte 70 und 72 angeordnet sind, mit den Eingängen eines Differenzbildners 74 verbunden, welche an seinem
Ausgang ein der Druckdifferenz proportionales Steuersignal liefert, das über eine Leitung 76 an den Steuereingang eines Frequenzwandlers 78 gelegt wird. Dieser wird von einer nicht dargestellten Stromquelle mit einem 3-Phasen-Wechselstrom oder Drehstrom der Frequenz f1 gespeist und liefert einen Drehstrom der Frequenz f2 zum Antrieb des Drehstrommotors 18, wobei die Frequenz f2 eine Funktion des vom Differenzbildner 74 erzeugten Steuersignals ist. Auf diese Weise wird der Rotor 36 mit einer Drehzahl angetrieben, welche eine Funktion dieses Steuersignals und damit der Druckdifferenz zwischen Zulaufraum 54 und Gutstoffraum 58 ist. Anstelle der
Anzeigegeräte 70 und 72 oder zusätzlich zu diesen könnten in den Leitungen 66 und 68 auch Potentiometer oder andere
Stellelemente vorgesehen sein, mit denen sich die von den Druckgebern 62 und 64 gelieferten Signale verändern lassen, um so die Abhängigkeit des an der Leitung 76 anliegenden Steuersignals von der genannten Druckdifferenz beeinflussen zu können. Anhand der Fig. 3 bis 5 soll nun die erfindungsgemäβe
Gestaltung des Rotors 36 näher erläutert werden.
Eine mit der Rotorwelle 26 fest verbundene Nabe 80 trägt einen geschlossenen, hohlen kreiszylindrischen Rotorkörper 82 mit einem kreiszylindrischen Rotormantel 84. Dieser hat ein erstes axiales Ende 84a beim ersten axialen Ende 54a des Zulaufraums 54 und ein zweites axiales Ende 84b beim zweiten axialen Ende 54b des Zulaufraums und trägt auβen zwei Sätze von Profilelementen, nämlich einen ersten Satz, welcher von Profilelementen 86a, 86b, 86c und 86d gebildet wird, sowie einen zweiten Satz, gebildet von Profilelementen 88a, 88b, 88c und 88d. Der erste Satz von Profilelementen bildet eine sich in Rotorumfangsrichtung bzw. Rotationsrichtung U des Rotors erstreckende erste Reihe von Profilelementen und dazwischen angeordneten Lücken 86a', 86b', 86c' und 86d', und diese Reihe definiert einen ersten axialen Rotorabschnitt 90, welcher dem Einlaufraum 52 zugewandt ist; der zweite Satz von Profilelementen 88a - 88d bildet eine zweite, ebensolche Reihe von Profilelementen und dazwischen angeordneten Lücken 88a', 88b', 88c' und 88d', und diese zweite Reihe definiert einen zweiten axialen Rotorabschnitt 92, der dem
Spuckstoffraum 56 benachbart ist. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind alle Profilelemente gleich hoch (in Richtung der Achse 34 gemessen), je nach gewünschtem Sortierergebnis und/oder in Abhängigkeit von der Art der zu sortierenden Fasersuspension könnte es jedoch zweckmäβig sein, die Höhe der ersten Reihe gröβer oder kleiner zu wählen als die Höhe der zweiten Reihe. Auβerdem kann es zweckmäβig sein, den Rotor mit mehr als zwei solcher Reihen zu versehen.
Wie sich insbesondere aus den Fig. 2 und 4 ergibt, besitzt jedes Profilelement eine in Rotationsrichtung U vorn liegende Stirnfläche oder erste Flanke I , welche senkrecht zur
kreiszylindrischen Auβenumfangsfläche des Rotormantels 84 und damit zur Fläche der in Rotationsrichtung U davor liegenden Lücke verläuft, sowie eine sich an die erste Flanke I
unmittelbar anschlieβende Rückenfläche oder zweite Flanke II, welche entgegen der Rotationsrichtung U in radialer Richtung nach innen und damit auf die Achse 34 zu abfällt, so daβ die Profilelemente im Schnitt senkrecht zur Achse 34 einen
Querschnitt aufweisen, welcher einem sehr spitzwinkligen Dreieck gleicht, welches konzentrisch zur Achse 34 gebogen wurde. Mit den ersten Flanken I werden im Zulaufraum 54 starke positive Druckstösse und starke Turbulenzen erzeugt, auβerdem wird mit den ersten Flanken I die Fasersuspension im Zulaufraum 54 stark beschleunigt, und zwar maximal bis zur Umlaufgeschwindigkeit der Profilelemente. Hingegen erzeugen die abfallenden zweiten Flanken II negative Druckimpulse, durch welche Flüssigkeit vom Gutstoffraum 58 durch die
Sieböffnungen hindurch in den Zulaufraum 54 zurückgesaugt wird. Besonders starke Turbulenzen ergeben sich im Zulaufraum 54 infolge der in Rotationsrichtung U gerichteten
Strömungskomponente der Fasersuspension dann, wenn die
Innenseite des Siebs 38 in bekannter Weise "rauh"
ausgebildet, d.h. profiliert ist; da derart profilierte Siebe bei Drucksortierern bekannt sind und sich geeignete Profile in den beiliegenden Zeichnungen schlecht darstellen lassen, läβt sich diese Profilierung den Zeichnungen nicht entnehmen.
Erfindungsgemäβ verlaufen die ersten Flanken I bei
bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäβen
Drucksortierers nicht parallel zur Achse 34, sondern bilden mit der Richtung der Achse 34 einen spitzen Winkel α, und zwar sind die Flanken I gegenüber der Richtung der Achse 34 so geneigt, daβ dadurch die in Richtung der Achse 34
verlaufende Strömungskomponente der Fasersuspension im Zulaufraum 54 in Richtung vom ersten axialen Ende 54a des Zulaufraums zu dessen zweitem axialen Ende 54b verstärkt wird.
Wie sich der Fig. 5 entnehmen läβt, sind bei der
dargestellten bevorzugten Ausführungsform die Profilelemente 86a - 86d der ersten Reihe - in Rotorumfangsrichtung bzw.
Rotationsrichtung U gemessen - kürzer als die Profilelemente 88a - 88d der zweiten Reihe. Diese Maβnahme dient dem Zweck, die Wirkung der Profilelemente der unterschiedlichen
Konsistenz der Fasersuspension anzupassen, deren Konsistenz im Zulaufraum 54 von dessen erstem Ende 54a zu dessen zweitem Ende 54 zunimmt. Bei der in Fig. 5 dargestellten besonders vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich jedes der
Profilelemente 86a - 86d der ersten Reihe über einen
Umfangswinkel von 45° (dies ist die maximale Länge L1 der Profilelemente), wobei die Länge der Profilelemente zum zweiten axialen Ende 84b des Rotormantels 84 abnimmt, weil die ersten Flanken I schräg zur Richtung der Achse 34
verlaufen, während die hinteren Kanten der zweiten Flanken II parallel zur Achse 34 ausgerichtet sind. Die kleinste Länge L1' der Lücken 86a' - 86d' der ersten Reihe beträgt ebenfalls 45° und ist damit gleich der gröβten Länge L1 der
Profilelemente dieser Reihe, wobei die Länge der Lücken in Richtung auf das zweite axiale Ende 84b des Rotormantels 84 zunimmt.
Die maximale Länge L2 der Profilelemente 88a - 88d der
zweiten Reihe beträgt bei dieser Ausführungsform 53°; da erfindungsgemäβ die Anzahl der Profilelemente der zweiten Reihe gleich der Zahl der Profilelemente der ersten Reihe ist, ergibt sich für die minimale Länge L2' der Lücken 88a' - 88d' der zweiten Reihe ein geringerer Wert von hier 37°. Wie die Fig. 5 gleichfalls erkennen läβt, sind die
Profilelemente 88a - 88d der zweiten Reihe und damit deren Lücken gegenüber den Profilelementen der ersten Reihe bzw. deren Lücken entgegen der Rotationsrichtung U versetzt, wobei die Gröβe des Versatzes so auf die Längen der Profilelemente bzw. der Lücken abgestimmt ist, daβ einander in axialer
Richtung benachbarte Lücken der beiden Reihen sich in
Rotationsrichtung U bzw. in Rotorumfangsrichtung so weit überlappen, daβ sie einen in axialer Richtung durchgehenden Kanal bilden, welcher sich vom einen axialen Ende 84a des Rotormantels 84 bis zu dessen anderem axialen Ende 84b erstreckt. Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist die lichte Breite L3 dieses Kanals 25°, wobei unter lichter Breite diejenige Breite verstanden wird, welche der Betrachter bei einer Stirnansicht des Rotors in Richtung der Achse 34 sieht.
Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die Längen der Profilelemente der ersten Reihe also ungefähr gleich den Längen der Lücken der ersten Reihe, die Längen der Profilelemente der zweiten Reihe sind gröβer als die Längen der Profilelemente der ersten Reihe, und die Länge der Lücken der zweiten Reihe sind kleiner als die Längen der
Profilelemente der zweiten Reihe und kleiner als die Längen der Lücken der ersten Reihe.
Durch die erfindungsgemäβe Anordnung der Profilelemente der beiden Reihen ergeben sich Stufen 90, durch welche folgender Effekt erzielt wird: Ansammlungen von Fasern und
Verunreinigungen, welche sich an den ersten Flanken I der Profilelemente 86a - 86d der ersten Reihe einstellen können, gleiten aufgrund der axialen Strömungskomponente der
Fasersuspension im Zulaufraum 54 den ersten Flanken I der Profilelemente der ersten Reihe entlang in Richtung auf das zweite axiale Ende 54b des Zulaufraums 54 und gelangen somit an die Stufen 90, in deren Bereich sie aufgrund der dort herrschenden starken Turbulenzen aufgelöst und mit der
Fasersuspension vermischt werden - Ansammlungen von Fasern und Verunreinigungen an den ersten Flanken I der
Profilelemente 88a - 88d der zweiten Reihe werden gleichfalls in axialer Richtung transportiert und gelangen in den
Spuckstoffraum 56.
Vorstehend wurden die Längen der Profilelemente und der
Lücken in Umfangswinkeln ausgedrückt. Bei praktischer
Realisierung des erfindungsgemäβen Drucksortierers liegen die Längen L1 und L2 in einem Bereich zwischen ungefähr 200 mm und ungefähr 450 mm.
Die durch Einstellung der Rotordrehzahl erzielten
Umfangsgeschwindigkeiten des Rotors liegen zweckmäβigerweise zwischen ungefähr 10 m/s und ungefähr 40 m/s, wobei im allgemeinen die besten Sortierergebnisse mit
Umfangsgeschwindigkeiten von ungefähr 15 bis ungefähr 30 m/s erreicht werden.
Handelt es sich bei den Sieböffnungen 38a des Siebs 38 um Bohrungen, so liegt deren Durchmesser zweckmäβigerweise bei ca. 1 mm bis ca. 3,5 mm, wenn der Rotor mit einer
Umfangsgeschwindigkeit von ca. 10 bis ca. 15 m/s betrieben wird. Bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten können kleinere Bohrungen verwendet werden; zweckmäβigerweise betreibt man einen erfindungsgemäβen Drucksortierer mit
Rotorumfangsgeschwindigkeiten von ca. 15 bis ca. 40 m/s und wählt dann für die Sieböffnungen Bohrungen mit einem
Durchmesser von ca. 0,5 bis ca. 1,5 mm. Handelt es sich bei den Sieböffnungen 38a um Schlitze, so sollten diese bei Rotorumfangsgeschwindigkeiten von ca. 10 bis ca. 15 m/s eine Breite von ca. 0,4 bis ca. 0,6 mm aufweisen; auch im Falle von Schlitzen kann man bei höheren
Rotorumfangsgeschwindigkeiten feinere Sieböffnungen
verwenden, und da Rotorumfangsgeschwindigkeiten von ca. 15 bis ca. 40 m/s bevorzugt werden, werden für diesen Fall schlitzfömige Sieböffnungen mit einer Breite von ca. 0,1 mm bis ca. 0,35 mm empfohlen.
Aus den Fig. 3 und 4 ergibt sich der Aufbau der
Profilelemente 86a - 86d bzw. 88a - 88d der dargestellten bevorzugten Ausführungsform. Jedes dieser Profilelemente besteht - sieht man einmal vom Rotormantel 84 ab - aus einer die erste Flanke I bildenden Leiste 100, einem die zweite Flanke II bildenden gebogenen Blech 102 und zwei Seitenwänden 104, wobei bezüglich der Fig. 3 darauf hingewiesen werden soll, daβ in dieser Figur wegen des schrägen Verlaufs der ersten Flanken I und damit der Leisten 100 letztere nicht senkrecht zu ihrer Längserstreckung, sondern schräg hierzu geschnitten wurden. Die vom Rotormantel 84, den Leisten 100, den Blechen 102 und den Seitenwänden 104 umschlossenen
Hohlräume 106 der Profilelemente sollten flüssigkeitsdicht sein oder mit einem Füllstoff, wie z.B. einem
Schaumkunststoff, ausgefüllt werden, um das Entstehen von Unwuchten im Rotor zu vermeiden. Gleiches gilt für den
Hohlraum des Rotorkörpers 82.
Schlieβlich sei noch darauf hingewiesen, daβ sich die Kanäle mit der lichten Breite L3 besonders deutlich der Fig. 4 entnehmen lassen und dort mit 200 bezeichnet wurden.

Claims

An prüche
1. Drucksortierer für Fasersuspensionen, insbesondere zur
Aufbereitung von aus Altpapier gewonnenen
Fasersuspensionen, mit einem Gehäuse, in dem ein
stationäres, zu einer Siebachse rotationssymmetrisches Sieb angeordnet ist, welches im Gehäuse einen vom Sieb umfaβten Zulaufraum von einem auβerhalb des Siebs liegenden
Gutstoffraum trennt, sowie mit einem durch einen Motor um die Siebachse antreibbaren Rotor, dessen Umfangsfläche zusammen mit einer Zulaufseite des Siebs den Zulaufraum in radialer Richtung begrenzt, einem mit einem ersten axialen Ende des Zulaufraums kommunizierenden Zulauf für die zu behandelnde Fasersuspension und einem mit einem zweiten axialen Ende des Zulaufraums kommunizierenden
Spuckstoffauslaβ, wobei zur Erzeugung positiver und
negativer Druckstöβe in der Fasersuspension an der
Umfangsfläche des Rotors Profilelemente vorgesehen sind, welche sich in Rotorumfangsrichtung erstrecken und jeweils eine in Rotationsrichtung vorn liegende erste Flanke zum Antreiben der Fasersuspension in Rotationsrichtung sowie eine entgegen der Rotationsrichtung hinter der ersten
Flanke liegende zweite Flanke zum Zurücksaugen von
Flüssigkeit aus dem Gutstoffraum durch das Sieb hindurch in den Zulaufraum aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daβ in jedem auf das Sieb
einwirkenden axialen Abschnitt der Rotorumfangsfläche zwischen zwei in Rotorumfangsrichtung aufeinanderfolgenden Profilelementen ein Rotorumfangsflächensektor vorgesehen ist, über den diese Profilelemente in radialer Richtung vorstehen und welcher Teil einer zur Siebzulaufseite parallelen sowie zur Siebachse rotationssymmetrischen Mantelfläche ist, wobei - in Rotorumfangsrichtung gemessen - die maximale Länge eines jeden Profilelements mindestens ungefähr gleich groβ ist wie die minimale Länge des
entgegen der Rotationsrichtung nachfolgenden
Rotorumfangsflächensektors, die minimale Länge des
letzteren jedoch mindestens ungefähr 30 % der maximalen Länge des in Rotationsrichtung davor liegenden
Profilelements beträgt, und wobei die Profilelemente derart gestaltet und am Rotorumfang derart angeordnet sind, daβ in Richtung der Siebachse gesehen - die
Rotorumfangsflächensektoren zwischen den Profilelementen längs des vom Sieb umfaβten Bereichs des Rotors
durchgehende Kanäle bilden.
2. Drucksortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daβ die Längsrichtung der ersten Flanke mit der axialen
Richtung einen spitzen Winkel bildet.
3. Drucksortierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daβ die Längsrichtung der ersten Flanke gegenüber der axialen Richtung derart geneigt ist, daβ die erste Flanke auf die im Zulaufraum befindliche Fasersuspension einen axialen Fördereffekt zum zweiten axialen Ende des Zulaufraums ausübt.
4. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daβ der hintere Rand der zweiten Flanke parallel zur Siebachse verläuft.
5. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daβ die erste Flanke ungefähr in radialer Richtung über den davor liegenden
Rotorumfangsflächensektor vorspringt.
6. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daβ der Rotor wenigstens einen dem ersten axialen Ende des Zulaufraums zugekehrten ersten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt sowie einen dem letzteren in axialer Richtung benachbarten zweiten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt aufweist, wobei die ersten Flanken der Profilelemente des zweiten Abschnitts gegenüber den ersten Flanken der Profilelemente des ersten Abschnitts entgegen der Rotationsrichtung derart zurückversetzt und die in Rotorumfangsrichtung gemessenen Längen der
Profilelemente derart bemessen sind, daβ einander in axialer Richtung benachbarte Rotorumfangsflächensektoren der beiden axialen Abschnitte sich in Rotationsrichtung überlappen.
7. Drucksortierer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daβ die Überlappung - in Rotorumfangsrichtung gemessen - wenigstens ungefähr 50 % der Länge eines der
Rotorumfangsflächensektoren beträgt.
8. Drucksortierer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daβ die Profilelemente im ersten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt - in Rotorumfangsrichtung gemessen - kürzer sind als im zweiten Abschnitt.
9. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daβ die - in radialer Richtung gemessene - Höhe der ersten Flanken der Profilelemente im ersten axialen Rotorumfangsflächenabschnitt kleiner ist als im zweiten Abschnitt.
10. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daβ der Motor ein
Drehstrommotor ist, welchem ein hinsichtlich seiner
Ausgangsfrequenz steuerbarer Frequenzwandler vorgeschaltet ist.
11. Drucksortierer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daβ der Frequenzwandler durch eine MeβVorrichtung zur Messung der Druckdifferenz zwischen Zulaufraum und
Gutstoffraum steuerbar ist.
12. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daβ der Rotor einen kreiszylindrischen und hohlen Rotorkörper hat, dessen Umfangsflache die Rotorumfangsflächensektoren bildet, daβ die ersten Flanken der Profilelemente von auf der
Umfangsfläche des Rotorkörpers befestigten Leisten und die zweiten Flanken von in der Seitenansicht bogenförmig gekrümmten Blechen, deren vordere Ränder an den Leisten und deren hintere Ränder an der Rotorkörperumfangsfläche befestigt sind, gebildet werden.
13. Drucksortierer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daβ die Leisten auf den Rotorkörper aufgeschweiβt sind.
14. Drucksortierer nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daβ die Bleche auf die Leisten und den Rotorkörper aufgeschweiβt sind.
15. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daβ von der
Rotorkörperumfangswand und den Profilelementen gebildete Hohlräume abgedichtet sind.
16. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daβ von der
Rotorkörperumfangswand und den Profilelementen gebildete Hohlräume mit einem Kunststoff ausgefüllt sind.
17. Drucksortierer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daβ der Kunststoff ein in situ geschäumter Schaumkunststoff ist.
18. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daβ die Profilelemente
Vollkunststoffkörper sind.
19. Drucksortierer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daβ die in Rotationsrichtung vorn liegende Stirnfläche der Profilelemente von einer Metalleiste gebildet wird.
20. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daβ die Zulaufseite des Siebs ein Turbulenz-erzeugendes Profil aufweist.
21. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daβ die in
Rotorumfangsrichtung gemessene Länge der Profilelemente ungefähr 200 mm bis 450 mm beträgt.
22. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daβ der Rotor durch den Motor mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr 10 bis 40 m/s antreibbar ist.
23. Drucksortierer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daβ der Rotor durch den Motor mit einer
Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr 15 bis 30 m/s
antreibbar ist.
24. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daβ für einen Rotor mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ca. 10 bis 15 m/s das Sieb als Sieböffnungen Bohrungen mit einem Durchmesser von ca. 1 bis 3,5 mm aufweist.
25. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daβ für einen Rotor mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ca. 15 bis 40 m/s das Sieb als Sieböffnungen Bohrungen mit einem Durchmesser von ca. 0,5 bis 1,5 mm aufweist.
26. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daβ für einen Rotor mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ca. 10 bis 15 m/s das Sieb als Sieböffnungen Schlitze mit einer Breite von ca. 0,4 bis 0,6 mm aufweist.
27. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daβ für einen Rotor mit einer Umfangsgeschwindigkeit von ca. 15 bis 40 m/s das Sieb als Sieböffnungen Schlitze mit einer Breite von ca. 0,1 bis 0,35 mm aufweist.
28. Drucksortierer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daβ die erste Flanke der Profilelemente derart ausgebildet ist, daβ mit ihr die Fasersuspension in Rotationsrichtung bis zur
Umfangsgeschwindigkeit des Rotors beschleunigbar ist.
29. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daβ einander in axialer Richtung benachbarte Profilelemente in axialer Richtung unmittelbar aneinander anschlieβen.
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