DE2830386A1

DE2830386A1 - Verfahren zum sortieren von fasersuspensionen sowie drucksortierer zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2830386A1
Application number: DE19782830386
Authority: DE
Inventors: Emil Holz
Original assignee: Hermann Finckh Maschinenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Voith Finckh Fiber Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1978-07-11
Filing date: 1978-07-11
Publication date: 1980-01-24
Also published as: JPS5841889B2; IT1122148B; GB2025249A; ATA479979A; FR2431003B1; FI791963A; SE7906009L; US4287055A; FR2431003A1; SE436431B; AT373308B; DE2830386C2; IT7924292A0; FI70058B; GB2025249B; FI70058C; CA1136092A; JPS5515695A

Description

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DR.-ING. DIPU-INS-M-SC. DI=I PHYE-DR DIPU-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT - GRfESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART ♦) Q Q Π 1 Q β

A 42 960 b Anmelder: Firma Hermann Pinckh

b - 135 Maschinenfabrik

5. Juli 1978 Marktstr. I85

7^17 Pfullingen Beschreibung:

Verfahren zum Sortieren von Pasersuspensionen sowie Drucksortierer zur Durchführung des Verfahrens

Bei bekannten Drucksortierern ist im Innern eines zylindrischen Siebs ein gleichfalls zylindrischer Rotor angeordnet, auf dessen Mantel sich über die gesamte Rotorlänge erstreckende Räumleisten oder Reinigungsflügel befestigt sind, welche in geringem Abstand vom Sieb umlaufen und durch vor den Reinigungsflügeln entstehende überdrucksowie hinter den Reinigungsflügeln entstehende Unterdruckstösse ein Verstopfen der Sieböffnungen vermeiden. Bei den bekannten Drucksortierern sind verhältnismäßig hohe Rotordrehzahlen erforderlich, um die Sieböffnungen frei zu halten, was nicht nur Antriebsenergie benötigt, sondern sich störend bemerkbar macht, wenn ein solcher Drucksortierer unmittelbar vor einer Papiermaschine steht, da die starken Druckstösse zu Ungleichmäßigkeiten bei der Papierbildung führen.

Desweiteren haben sich mit den bekannten Drucksortierern Schwierigkeiten bei der Absonderung von langfasrigen Verunreinigungen wie Haaren sowie von Splittern ergeben, da in ihnen z.B. Haare auch feinste Sieböffnungen passieren können.

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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, beim Sortieren von Fasersuspensionen die im Gutstoff auftretenden Druckstösse zu verringern, ohne dass dadurch die Gefahr eines VerzStopfens der Sieböffnungen in Kauf genommen werden muss. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein Verfahren zum Sortieren von Pasersuspensionen, bei dem die zu sichtende Fasersuspension über ein Sieb geleitet und in einen Gutstoff- und in einen Spuckstoffstrom aufgeteilt wird, so zu gestalten, daß die zu sichtende Fasersuspension derart über das Sieb geleitet wird, daß die zur Sieboberfläche parallele Komponente der Strömungsgeschwindigkeit der zu sichtenden Fasersuspension ein Vielfaches der Strömungsgeschwindigkeit durch die Sieböffnungen hindurch beträgt; besonders günstige Ergebnisse lassen sich dann erzielen, wenn die zur Sieboberfläche parallele Komponente der Strömungsgeschwindigkeit der zu sichtenden Fasersuspension mindestens dreimal grosser als die Strömungsgeschwindigkeit durch die Sieböffnungen hindurch ist. Eingehende Versuche der Anmelderin haben gezeigt, daß die hohe Strömungsgeschwindigkeit parallel zur Sieboberfläche einen guten Reinigungseffekt auf die Sieböffnungen ausübt, so daß bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Drucksortierer die Rotordrehzahl und die Grosse der Reinigungsflügel vermindert werden kann, was zu einer Reduzierung der im Gutstoff auftretenden Druckstösse führt. Ausserdem führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einer wesentlich wirksameren Abscheidung von langfasrigen Verunreinigungen, Haaren und Splittern, welche durch die starke Strömung parallel zur Sieboberfläche vom Spuckstoff mitgerissen werden, da sie die Umlenkung in die Sieböffnungen hinein

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nicht mitvollziehen können. In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß bei Sieben mit schlitzförmigen öffnungen die Strömung ungefähr senkrecht zur Schlitzlängsrichtung erfolgen sollte.

Bei einem Drucksortierer mit einem einen Einlaß für die
zu sichtende Suspension, einen Gutstoffauslaß für die gesichtete Suspension und einen Spuckstoffauslaß aufweisenden Gehäuse, in dem ein um eine Achse drehbarer, antreibbarer Rotor gelagert und einkoaxial zur Rotorachse angeordnetes, ringförmiges Sieb gehalten ist, welches eine
ringförmige Einströmkammer auf der Einlaßseite des Siebs von einer Gutstoffkammer auf der Auslaßseite des Siebs
trennt, wobei ein Endbereich der Einströmkammer mit dem
Einlass und der andere Endbereich der Einströmkammer mit dem Spuckstoffauslaß verbunden ist, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahre^ am einfachsten dadurch verwirklichen, daß der zur Rotorachse senkrechte Querschnitt der Einströmkammer vom einlaß- zum auslaßseitigen Endbereich abnimmt und am einlaßseitigen Endbereich kleiner als die Summe
der lichten Sieböffnungsquerschnitte ist. Durch die Verjüngung der Einströmkammer in Richtung der Rotorachse
wird trotz des in die Gutstoffkammer abfließenden Teiles der Fasersuspension eine gleichbleibend hohe Strömungsgeschwindigkeit entlang dem Sieb gewährleistet, und
durch die angegebenen Querschnittsverhältnisse läßt sich die hohe Strömungsgeschwindigkeit parallel ζμΓ Sieboberfläche erreichen, ohne daß dem Drucksortierer eine Pumpe mit unwirtschaftlich hoher Leistungsaufnahme vorgeschaltet werden muss.

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Dadurch, daß bei einem erfindungsgemäßen Drucksortierer die Aufgabe, die Sieböffnungen vor dem Verstopfen zu bewahren, nicht allein den Reinigungsflügeln des Rotors zufällt, sondern zu einem erheblichen Teil von der Strömung entlang der Einströmkammer bewältigt wird, können Rotordrehzahl und Größe der Reinigungsflügel wesentlich vermindert werden; dies führt aber zu einer erheblichen Verminderung der Amplituden der Über- und Unterdruckstösse im Gutstoff, was sich auf die Gleichmäßigkeit der Papierbildung äußerst vorteilhaft auswirkt. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß eine Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit der Reinigungsflügel um 2 Meter pro Sekunde jeweils eine Halbierung der Amplitude der Pulsationen im Gutstoff zur Folge hat. Die Reinigung der Sieböffnungen durch die Strömung der zu sichtenden Fasersuspension erlaubt es aber auch, am Rotor nur noch sehr dünne und kleine Reinigungsflügel zu verwenden, wobei bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Drucksortierers mehrere sich lediglich über einen Bruchteil der Rotorlänge erstreckende Reinigungsflügel übereinander und über den Rotorumfang verteilt sowie gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt auf denxMantel des Rotors angeordnet sind, was zu einer weiteren Verminderung der Druckunterschiede im Gutstoff beiträgt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drucksortierers; in der Zeichnung zeigen:

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Pig. 1 einen Axialschnitt durch den Drucksortierer; Fig. 2 den Ausschnitt A aus Fig.l in größerem Maßstab;

Fig. 3 eine Abwicklung des Rotormantels mit aufgesetzten Reinigungsflügeln in der Ansicht von aussen, und

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil des Rotormantels und einen der Reinigungsflügel nach der Linie 4-4 in Fig.3j wobei auch das Sieb angedeutet wurde.

Die Figur 1 zeigt ein Drucksortierergehäuse, bestehend aus einem Gehäuseunterteil 10, einem Gehäuseoberteil und einem Deckel 14, an dessen höchster Stelle ein Entlüftungsventil 16 eingebaut ist. Das Gehäuseunterteil 10 bildet eine sog. Spuckstoffrinne 18, die auf der Oberseite des Gehäuseunterteils umläuft und in einen Spuckstoffauslaß 20 mündet. Desweiteren ist das Gehäuseunterteil mit einem Gutstoffauslaß 22 versehen.

Das Gehäuseoberteil 12 besitzt einen Einlaß 24 für die ' zu sichtende Fasersuspension, welcher in eine Einlaufringkammer 26 mündet. In das Gehäuseoberteil 12 ist ein auswechselbarer Konus 30 eingesetzt, der sich nach unten verjüngt und sich nach oben bis in den oberen Bereich der Einlaufringkammer 26 erstreckt. Er umschließt ein zylindrisches, im Gehäuseoberteil 12 stationär gehaltenes Sieb 32, dessen oberer und unterer Rand an gehäusefesten Ringen 34 und 36 befestigt ist. Die Sieböffnungen wurden mit 32a bezeichnet.

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Das Gehäuseunterteil 10 trägt einen Lagerkörper 40 für eine Achse 42 eines als Ganzes mit 44 bezeichneten Rotors, für dessen Antrieb am unteren Ende der Achse 42 eine Riemenscheibe 46 befestigt ist. Das obere Ende der Achse 42 trägt über einArinkreuz 48 einen konischen Mantel 50 des Rotors, auf dessen Außenseite über kurze Stege 52 mehrere kleine Reinigungsflügel 54 befestigt sind. Wie die Figur 3 erkennen läßt, wurde erfindungsgemäß die Verteilung der Reinigungsflügel 54 über den Umfang des Rotors so gewählt, daß die von den Reinigungsflügeln in der Fasersuspension erzeugten über- und Unterdruckstöße zeitlich gleichmäßig verteilt sind, was zusammen mit dem Umstand, daß jeder Reinigungsflügel verhältnismäßig klein ist, bewirkt, daß die am Gutstoffauslaß 22 auftretenden Druckschwankungen verhältnismäßig gering bleiben. Wie die Figur 4 erkennen läßt, sind die Reinigungsflügel 54 gegenüber ihrer Bewegungsrichtung leicht derart angestellt, daß sich auf der in Drehrichtung vorderen Seite der Reinigungsflügel im Spalt zwischen Reinigungsflügel und Sieb ein positiver und an der rückwärtigen Flügelkante ein negativer Druckstoß ergibt. Die dadurch in den Sieböffnungen 32a erzeugten Rückspül- und Spüleffekte sollen ein Verstopfen der Sieböffnungen verhindern.

Erfindungsgemäß verjüngt sich die von dem Konus 30 und dem Sieb 32 gebildete Einströmkammer 60 von oben nach unten, während sich nach einem v/eiteren Merkmal der Erfindung ein zwischen dem Sieb 32 und dem Rotormantel gebildeter Ringraum 62 von oben nach unten erweitert.

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Das untere Ende der Einströmkammer βθ öffnet sich in die Spuckstoffrinne 18, während sich das untere Ende des Ringraums 62 in den Gutstoffauslaß 22 hinein öffnet.

Da, wie noch gezeigt werden wird, die durch den Drucksortierer zu behandelnde Fasersuspension in der Einströmkammer 60 eine Strömungsgeschwindigkeit mit relativ hoher vertikaler Geschwindigkeitskomponente aufweisen soll, ist es vorteilhaft, am einlauf-und auslaufseitigen Ende der Einströmkammer 60 Ausrundungen 3^a und 36a vorzusehen.

Wie die Fig.2 erkennen läßt, weist die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksortierers als Bohrungen ausgebildete Sieböffnungen auf, die sich in Strömungsrichtung erweitern. Wie noch gezeigt v/erden wird, handelt es sich dabei jedoch nicht um die einsig mögliche Ausführung der SiebÖffnungen.

Durch eine nicht gezeigte Pumpe wird nun die zu sichtende Fasersuspension unter Druck in den Einlaß 2k gefördert, und die Pumpenleistung muss so gross sein, dass alle Räume des Drucksortierers unter Überdruck stehen. Die Fasersuspension strömt, über die Einlaufkammer 26 und über den oberen Rand des auswechselbaren Konus 30 hinweg in die Einströmkammer 60, von wo aus sie mit relativ hoher, vertikaler Geschwindigkeitskomponente nach unten in Richtung auf die Spuckstoffrinne l8 strömt. Wegen des von der Pumpe erzeugten Förderdrucks passiert ein Großteil der brauchbaren Fasern der Fasersuspension zusammen mit einem Teil des Aufbereitungswassers die Sieböffnungen 32 ^

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und gelangt über den Ringraum 62 in den Gutstoffauslaß 22. Dadurch verringert sich das Suspensionsvolumen in der Einströmkammer 60, was dort zu einer Verlangsamung der vertikalen Strömungsgeschwindigkeit führen würde, wenn die Volumenverringerung nicht durch die Verkleinerung des Einströmkammerquerschnitts kompensiert würde. Entsprechende Überlegungen gelten für den Ringraum 62.

Erfindungsgemäß ist die Querschnittsfläche der konischen Einströmkammer 60 an ihrem oberen Ende wesentlich kleiner als die Gesamtfläche der lichten öffnungen des Siebs 32, um in der Einströmkammer eine hohe Strömungsgeschwindigkeit parallel zur Sieboberfläche zu erreichen.

Die Förderleistung der nicht gezeigten und dem Einlaß 24 vorgeschalteten Pumpe wird auf den Strömungswiderstand des Drucksortierers und des nachgeschalteten Rohrleitungssystems so abgestimmt, daß die zur Oberfläche des Siebs 32 parallele Komponente der Strömungsgeschwindigkeit der Fasersuspension in der Einströmkammer 60 ein Vielfaches der Strömungsgeschwindigkeit in den Sieböffnungen 32a beträgt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, ausgeübt mit einem erfindungsgemäßen Drucksortierer, beträgt die Strömungsgeschwindigkeit der Fasersuspensionen in den Sieböffnungen 32a ungefähr 1m/s oder weniger, während die vertikale Komponente der Strömungsgeschwindigkeit in der Einströmkammer 60 3 bis 8m/s beträgt oder gar noch höher ist.

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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen läßt sich .die notwendige Drehzahl des Rotors *U verringern; während bisher bei Drucksortierern die Geschwindigkeit der Reinigungsflügel des Rotors mindestens 10m/s und in den meisten Fällen mehr betrug, kommt tin erfindungsgemäßer Drucksortierer mit einer Geschwindigkeit der Reinigungsflügel «durch die Suspension von lOm/ε ohne weiteres aus.

Sollen die öffnungen des Siebs 32 schlitzförmig gestaltet werden, so empfiehlt es sitfh, die Schlitze ungefähr in ■fcffnfangsrichtung des Siebs verlaufen zu lassen. Desweiteren Empfiehlt es eich dann, auf dem Rotor angeordnete Reinigungsorgane «.1b Spirale ausEubilden, die bei sich drehendem Rotor einen nach unten gerichteten Fördereffekt bewirkt.

Erfindungsgemäß läßt sich die Strömungsgeschwindigkeit der Fasersuspension entlang des Siebs in Richtung der Rotorachse dadurch noch weiter erhöhen, daß man im Vergleich zu üblichen Drucksortierern einen höheren Anteil der zu verarbeitenden Fasersuspension als Spuckstoff am Spuckstoffauslaß 20 abzieht, z.B. um den Spuckstoff in einem weiteren Sortiergerät, insbesondere einem sog. Wuchtschüttler, nachzusortieren und/oder um einen Teil des abgezogenen Spuckstoffs wieder der dem Einlaß 24 vorgeschalteten Pumpe zuzuführen. So können beispw. 5 bis 10$ der dem Einlaß 24 zugeführten Fasersuspension über den Spuckstoffauslaß 20 einer Nachsortierung in einem Wuchtschüttler zugeführt werden, während 10 bis 20$ der dem Einlaß 24 zugeführten Fasersuspensionsmenge über den Spuckstoffauslaß 20 abgezogen und wieder vor die Pumpe gegeben werden, v/elche die Fasersuspension in den Einlaß 24 fördert.

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Leerseite

Claims

DR.-ING. DIPL.-ING. M.jC. D'PL.-PHVr. DP. DIPL.-PHVS.

HÖGER - STELLRECHT - GiR = ESSBACH - HAEC

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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b - 135 Maschinenfabrik

5. Juli 1978 Marktstr. 185

7417 Pfullingen

Ansprüche :

1. \ Verfahren zum Sortieren von Fasersuspensionen, bei

dem die zu sichtende Fasersuspension über ein Sieb geleitet und in einen Gutstoff- und einen Spuckstoffstrom aufgeteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sichtende Fasersuspension derart über das Sieb geleitet wird, daß die zur Sieboberfläche parallele Komponente der Strömungsgeschwindigkeit der zu sichtenden Fasersuspension ein Vielfaches der Strömungsgeschwindigkeit durch die Sieböffnungen hindurch beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Sieboberfläche parallele Komponente der Strömungsgeschwindigkeit der zu sichtenden Fasersuspension mindestens dreimal größer als die Strömungsgeschwindigkeit durch die Sieböffnungen hindurch ist.

3. Drucksortierer zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem einen Einlaß für die zu sichtende Suspension, einen Gutstoffauslaß für die gesichtete Suspension und einen Spuckstoff auslaß aufweisenden Gehäuse, in dem ein um eine Achse drehbarer, antreibbarer Rotor gelagert und ein koaxial zur Rotorachse angeordnetes, ringförmiges Sieb gehalten ist, welches eine ringförmige

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Einströmkammer auf der Einlaßsexte des Siebs von einer Gutstoffkammer auf der TLuslaßseite des Siebs trennt, wobei ein Endbereich der Einströmkammer mit dem Einlaß und der andere Endbereich der Einströmkammer mit dem Spuckstoffauslaß verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Rotorachse (42) senkrechte Querschnitt der Einströmkammer (6O) vom einlaß- zum auslaßseitigen Endbereich abnimmt und am einlaßseitigen Endbereich kleiner als die Summe der lichten Sieböffnungsquerschnitte ist.

4. Drucksortierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der lichten Sxeböffnungsquerschnitte um ein Vielfaches und vorzugsweise mindestens dreimal größer als der Einströmkammerquerschnitt am einlaßseitigen Endbereich ist.

5« Drucksortierer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmkammer (6O) die Gestalt eines Konusrings aufweist.

6. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sieböffnungen (32a) Bohrungen oder sich zumindest ungefähr in Umfangsrichtung erstreckende Schlitze sind.

7. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zur Rotorachse (42) senkrechte Querschnitt der Gutstoffkammer (62) umgekehrt wie der Einströmkammerquerschnitt ändert.

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8. Drucksortierer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutstoffkammer (62) die Gestalt eines Konusrings aufweist,

9. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 3~8, mit neben dem Sieb angeordneten, vom Rotor getragenen Reinigungsflügeln, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere sich lediglich über einen Bruchteil der Rotorlänge erstreckende Reinigungsflügel (54) übereinander und über den Rotorumfang verteilt sowie gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt auf einem Rotormantel (50) angeordnet sind.

10. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 - 9j dadurch gekennzeichnet, daß am ein- und auslaßseitigen Ende der Einströmkammer (60) das Sieb (32) umgebende Ringe (34,36) mit zur Einströmkammer hin ausgerundetem Profil (bei 3^a, 36a) angeordnet sind.

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