DE2830386C2

DE2830386C2 - Verfahren zum Sortieren von Fasersuspensionen sowie Drucksortierer zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2830386C2
Application number: DE2830386A
Authority: DE
Inventors: Emil 7412 Eningen Holz
Original assignee: Hermann Finckh Maschinenfabrik & Co 7417 Pfullingen De GmbH
Current assignee: Hermann Finckh Maschinenfabrik & Co 7417 Pfullingen De GmbH
Priority date: 1978-07-11
Filing date: 1978-07-11
Publication date: 1982-09-02
Also published as: DE2830386A1; CA1136092A; GB2025249B; IT1122148B; FR2431003A1; FR2431003B1; FI70058C; FI70058B; JPS5515695A; JPS5841889B2; FI791963A; IT7924292A0; SE436431B; AT373308B; GB2025249A; SE7906009L; US4287055A; ATA479979A

Description

Bei bekannten Drucksortierern zum Sortieren von Fasersuspensionen (siehe z. B. Fig. I der DE-OS 17 61 132) wird die zu sichtende Fasersuspension einer auf der Außenseite eines zylindrischen Siebs liegenden Einströmkammer zugeführt, während ein ein Verstopfen der Sieböffnungen verhindernder Rotor im Innern des Siebs im sogenannten Gutstoff umläuft. Durch die sich über die ganze Höhe des zylindrischen Siebs erstreckenden Reinigungsflügel des Rotors werden im Gutstoff Druckstöße erzeugt, die der Spülung und Rückspülung der Sieböffnungen dienen.

Vor allem bei der Verarbeitung von unter Verwendung von Altpapier erzeugten Fasersuspensionen muß auch dafür Sorge getragen werden, daß beim Sortieren langfaserige Verunreinigungen wie Haare und Splitter abgesondert werden. Dies ist bei solchen Drucksortierern, bei denen der Rotor in der zu sichtenden Fasersuspension in der Nähe der Einströmseite des Drucksichler-Siebs umläuft (siehe z. B. US-PS 37 13 536) relativ unproblematisch, da die Rotorflügel auf der Einströmseite des Siebs in der zu sichtenden Fasersuspension eine schraubenlinienförmig von oben nach unten verlaufende Strömung mit relativ großer, parallel zur Sieboberfläche gerichteten Komponente der Strömungsgeschwindigkeit erzeugen.
Bei Drucksortierern mit in der zu sichtenden Fasersuspension bzw. in dem vom Sieb zurückgehaltenen Spuckstoff umlaufendem Rotor werden deshalb die langfaserigen Verunreinigungen wie Haare und Splitter durch die starke Strömung parallel zur Sieboberflache vom Spuckstoffstrom mitgerissen, so daß sie größten-

5i) teils die Sieböffnungen nicht passieren.

Anders bei Drucksortierern, bei denen der Rotor im Gutstoff, d. h. in der bereits gesichteten Fasersuspension umläuft, denn dort werden bei den bekannten Konstruktionen die Sieböffnungen weitgehendst axial (bezogen auf die Öffnungsachsen) bzw. radial (bezogen auf die Rotor- oder Siebkorbachse) angeströmt, u. z. selbst dann, wenn ein Einströmstutzen ungefähr tangential in das Drucksortierergehäuse mündet, da die auf der Anströmseite des Siebs liegende Einströmkammer, der die zu sichtende Fasersuspension zugeführt wird, relativ groß dimensioniert ist und dies zusammen mit der am Sieb herrschenden Druckdifferenz zu der im wesentlichen radialen Anströmung der Sieböffnungen führt.

Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, bei Drucksortierern, bei denen der Rotor im Gutstoff umläuft, das Sortierverfahren so zu gestalten, daß die Absonderung langfaseriger Verunreinigungen

wie Haare sowie von Splittern zuverlässiger und vollständiger als bei den bekannten Drucksortierern der in Rede stehenden Art erfolgt.

Ausgehend von einem Verfahren zum Sortieren von Fasersuspensionen, bei dem die zu sichtende Fasersuspension an einer auf einer ersten Seite eines Siebs gelegenen Zulaufstelle dem Sieb zugeführt und dabei in einen die Sieböffnungen passierenden Gutstoffstrom sowie einen vom Sieb in einer auf der ersten Siebseile liegenden Einströmkammer zurückgehaltenen Spui-k-Stoffstrom aufgeteilt wird, worauf der letztere an einer Ablaufstelle das Sieb verläßt, und wobei auf der zweiten Siebseite in der Fasersuspension Druckstöße erzeugt werden, läßt sich diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch lösen, daß durch die Wahl der Anströnirichtung des Siebs und/oder des Verhältnisses von Querschnitt der Einströmkammer zur Summe der lichten Sieböffnungsquerschnitte die zu sichtende Fasersuspension derart über die erste Seite des Siebs geleitet wird, daß die zur Sieboberfläche parallele sowie von der Zulaufzur Ablaufstelle gerichtete Komponente der Strömungsgeschwindigkeit der zu sichtenden Fasersuspension überall ein Vielfaches der Strömungsgeschwindigkeit durch die Sieböffnungen hindurch beträgt Der erfindungsgemäßen Lösung lag die Erkenntnis zugrunde, daß es für die Absonderung der erwähnten Verunreinigungen darauf ankommt, beim Fehlen eines in der zu sichtenden Fasersuspension umlaufenden Rotors auf der Anströmseite des Siebs dennoch eine hohe Strömungskomponente parallel zur Sieboberfläche zu erzeugen und außerdem den Spuckstoff auf dem kürzesten Weg von der Zulauf- zur Ablaufstelle strömen zu lassen, um so Splittern, Haaren und dgl. möglichst wenig Gelegenheit zu geben, die Sieböffnungen zu passieren. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Spuckstoff nicht längs eines schraubenlinienförmigen Wegs um das Sieb herumgeführt wird, wie dies bei den bekannten Drucksortierern mit in der zu sichtenden Fasersuspension umlaufenden Rotor der Fall ist, bewirkt die erfindungsgemäße Lösung einen besseren Grad der Abscheidung von Haaren und. dgl. als dies selbst bei Drucksortierern mit in der zu sichtenden Fasersuspension umlaufendem Rotor der Fall ist.

Durch die Erfindung wurde aber auch die Voraussetzung dafür geschaffen, bei Drucksortierern mit im Gutstoff umlaufendem Rotor die dem Offenhalten der Sieböffnungen dienenden Druckstöße im Gutstoffstrom zu verringern, weil nämlich die auf der Anströmseite des Siebs herrschende 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 Größe der Reinigungsflügel des Rotors vermindert werden können. Dadurch spart man Antriebsleistung, d. h. Energie, und außerdem vermindert man die Nachteile von im Gutstoffstrom erzeugten Druckstößen, die sich dann störend bemerkbar machen, wenn ein Drucksortierer unmittelbar vor einer Papiermaschine steht, denn dann führen die Druckstöße in der Fasersuspension zu Ungleichmäßigkeiten bei der Papierbildung.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß bei Sieben mit schlitzförmigen öffnungen die Strömung der zu sichtenden Fasersuspension bzw. des Spuckstoffs vorzugsweise quer zur Schlitzlängsrichtung verlaufen soll.

Bei einem Drucksortierer, wie er z. B. aus der DE-OS 17 61 132 bekannt geworden ist, mit einem einen Einlaß für die zu sichtende Fasersuspension, einen Gutstoffauslaß für den Gutstoffstrom und einen Spuckstoffauslaß für den Spuckstoffstrom aufweisenden Gehäuse, in dem ein um eine Achse drehbarer, antreibbarer Rotor gelagert und ein koaxial zur Rotorachse angeordnetes, ringförmipes Sieb gehalten ist, welches eine ringförmige Einströmkammer auf der ersten Siebseite von dem Rotor und einer Gutstoffkammer auf der zweiten Siebseite trennt, wobei ein die Zulaufstelle bildender erster Endbereich der Einströmkammer mit dem Einlaß und der andere, die Ablaufstelle bildende zweite Endbereich der Einströmkammer mit dem Spuckstoffauslaß verbunden ist, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren am einfachsten dadurch verwirklichen, daß der zur Rotorachse senkrechte Querschnitt der Einströmkammer vom ersten zum zweiten Endbereich abnimmt und am ersten Endbereich kleiner ist als die Summe der lichten Sieböffnungsquerschnitte und daß man den Drucksortierer so dimensioniert, daß die Summe der lichten Sieböffnungsquerschnitte um ein Vielfaches und vorzugsweise mindestens dreimal größer ist als der Einströmkammerquerschnitt am ersten Endbereich. Dadurch ergibt sich nicht nur die hohe Strömung des Spuckstoffs parallel zur Sieboberfläche in Richtung auf die Ablaufsteile, sondern durch die Verjüngung der Einströmkammer von der Zulauf- zur Ablaufstelle wird trotz des in die Gutstoffkammer abfließenden Teils der Fasersuspension eine gleichbleibende hohe Strömungsgeschwindigkeit des Spuckstoffs entlang des Siebs in Richtung auf die Ablaufstelle gewährleistet, und in Kombination mit den angegebenen Querschnittsverhältnissen kommt man ohne eine dem Drucksortierer vorgeschaltete Pumpe mit unwirtschaftlich hoher Leistungsaufnahme aus.

Die Reinigung der Sieböffnungen durch die Strömung der zu sichtenden Fasersuspension bzw. des Spuckstoffs erlaubt es, statt über die ganze Siebhöhe durchgehender Reinigungsflügel auf dem Mantel eines Rotors mehrere, sich lediglich über einen Bruchteil der Roiorlänge erstreckende Reinigungsflügel übereinander und über den Rotorumfang verteilt sowie gegeneinander in Uinfaiigsrichlung versetzt anzuordnen, was zu einer weiteren Verminderung der Druckstöße am Gutstoffauslaß des Drucksortierers führt. In diesem Zusammenhang ist jedoch zu bemerken, daß geteilte Reinigungs flügel an sich bereits bekannt sind (Zeitschrift »Das Papier« Heft 7/1977, Seite 268).

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich schließlich aus den beigefügten Unteransprüchen.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drucksortierers anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Drucksortierer;

Fig. 2 den Ausschnitt A aus Fig. I 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 F i g. 3, wobei auch das Sieb angedeutet wurde.

Die F i g. 1 zeigt ein Drucksortierergehäuse, bestehend aus einem Gehäuseunterteil 10, einem Gehäuseoberteil 12 und einem Deckel 14, an dessen höchster Stella ein Entlüftungsventil 16 eingebaut ist. Das Gehäuseunterteil 10 bildet eine sog. Spuckstoff rinne 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 besitz! einen Einlaß 24 für die zu sichtende Fasersuspension, welcher in eine Einlaufringkammer 26 mündet. In das Gehäuseoberteil 12 is· ein auswechselbarer Konus 30 eingesetzt, der sich nach unten verjüngt und sich nach oben bis in den oberen Bereich der Einlaufringkammer 26 erstreckt. Lr umschließt ein zylindrisches, im Gehäuseoberteil 12 stationär gehaltenes Sieb 32, dessen oberer und unterer Rand an gehäusefeslen Ringen 34 und 36 befestigt ist. Die Sieböffnungen wurden mit 32a bezeichnet.

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 ein Armkreuz 48 einen konischen Mantel 50 des Rotors, auf dessen Außenseite über kurze Stege 52 mehrere kleine Reinigungsflügel 54 befestigt sind. Wie die F i g. 3 erkennen läßt, wurde 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 Gutsioffauslaß 22 auftretenden Druckschwankungen verhältnismäßig gering bleiben. Wie die Fig. 4 erkennen läßt, sind die Reinigungsflügel 54 gegenüber ihrer Bewegungsrichtung leicht derart angestellt, daß sich auf der in Drehrichtung vorderen Seite der Reinigungsflüge! im Spalt zwischen Rcinigungsflügel 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.

Eine von dem Konus 30 und dem Sieb 32 gebildete Einströmkammer 60 verjüngt sich von oben nach unten, während sich ein zwischen dem Sieb 32 und dem Rotormantel 50 gebildeter Ringraum 62 von oben nach unten erweitert.

Das untere Ende der Einströmkammer 60 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 34a und 36a vorzusehen.

Wie die F i g. 2 erkennen läßt, sind die Sieböffnungen als Bohrungen ausgebildet und erweitern sich in Strömungsrichtung. Wie noch gezeigt werden wird, handelt es sich dabei jedoch nicht um die einzig mögliche Ausführung der Sieböffnungen.

Durch eine nicht gezeigte Pumpe wird nun die zu sichtende Fasersuspension unter Druck in den Einlaß 24 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 18 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;i und gelangt über den Ringraum 62 in den

■s Gutstofiauslaß 22. Dadurch verringert sich das Suspensionsvoluinen in der Einströmkammer 60, was dort zu einer Verlangsamung der vertikalen Strömungsgeschwindigkeit führen würde, wenn die Volumenverringerung nicht durch die Verkleinerung des Einströmkammcrquerschnitts kompensiert würde. Entsprechende Überlegungen gelten für den Ringraum 62.

Die Querschnittsfläche der konischen Einströmkammer 60 an ihrem oberen Ende ist wesentlich kleiner als die Gesamtfläche der lichten öffnungen des Siebs 32, um in der Einströmkammer eine hohe vertikale Strömungsgeschwindigkeit parallel zur Sieboberfiäche 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, vertikale Komponente der Strömungsgeschwindigkeit der Fasersuspension in der Einströmkammer 60 ein Vielfaches der Strömungsgeschwindigkeit in den Sieböffnungen 32a beträgt.

Zweckmäßigerweise beträgt die Strömungsgeschwindigkeit der Fasersuspensionen in den Sieböffnungen 32a ungefähr 1 m/s oder weniger, während die

jo vertikale Komponente der Strömungsgeschwindigkeit in der Einströmkammer 60 3 bis 8 m/s beträgt oder gar noch höher ist.

Durch die geschilderten Maßnahmen läßt sich die notwendige Drehzahl des Rotors 44 verringern;

j5 während bisher bei Drucksortierern die Geschwindigkeit der Reinigungsflügel des Rotors mindestens 10 m/s und in den meisten Fällen mehr betrug, kommt der beschriebene Drucksortierer mit einer Geschwindigkeit der Reinigungsflügel durch die Suspension von 10 m/s ohne weiteres aus.

Sollen die öffnungen des Siebs 32 schlitzförmig gestaltet werden, so empfiehlt es sich, die Schlitze ungefähr in Umfangsrichtung des Siebs verlaufen zu lassen. Desweiteren empfiehlt es sich dann, auf dem Rotor angeordnete Reinigungsorgane als Spirale auszubilden, die bei sich drehendem Rotor einen nach unten gerichteten Fördereffekt bewirkt.

Die Strömungsgeschwindigkeit der Fasersuspension entlang des Siebs in Richtung der Rotorachse läßt sich 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.

Wuchtschüttier, 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

ω 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, welche die Fasersuspension in

h5 den Einlaß 24 fördert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Sortieren von Fasersuspensionen, bei dem die zu sichtende Fasersuspension an einer auf einer ersten Seite eines Siebs gelegenen Zulaufstelle dem Sieb zugeführt und dabei in einen die Sieböffnungen passierenden Gutstoffstrom sowie einen vom Sieb in einer auf der ersten Siebseite liegenden Einströmkammcr zurückgehaltenen Spucks'.offstrom aufgeteilt wird, worauf der letztere an einer Ablaufstelle das Sieb verläßt, und wobei auf der zweiten Siebseite in der Fasersuspension Drucksiöße erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wahl der Anströmrichtung des Siebs und/oder des Verhältnisses von Querschnitt der Einströmkammer zur Summe der lichten Sieböffnungsquerschnitte die zu fichtende Fasersuspension derart über die erste Seite des Siebs geleitet wird, daß die zur Sieboberfläche parallele sowie von der Zulauf- zur Ablaufstelle gerichtete Komponente der Strömungsgeschwindigkeit der zu sichtenden Fasersuspension überall ein Vielfaches der Strömungsgeschwindigkeit durch die Sieböffnungen hindurch beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Komponente mindestens dreimal größer als die Strömungsgeschwindigkeit durch die Sieböffnungen hindurch ist.

J. Drucksortierer zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem einen Einlaß für die zu sichtende Fasersuspension, einen Gutstoffauslaß für den Gutstoffstrom und einen Spuckstoffauslaß für den Spuckstoffstrom 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 Einströmkammer auf der ersten Siebseite von dem Rotor und einer Gutstoffkammer auf der zweiten Siebseite trennt, wobei ein die Zulaufstelle bildender erster Endbereich der Einströmkammer mit dem Einlaß und der andere, die Ablaufstelle bildende zweite Endbereich der Einströmkammer mit dem Spuckstoffauslaß verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Rotorachse senkrechte Querschnitt der Einströmkammer vom ersten zum zweiten Endbereich abnimmt und am ersten Endbereich kleiner als die Summe der lichten Sieböffnungsquerschnitte ist, und die Summe der lichten Sieböffnungsquerschnitte um ein Vielfaches und vorzugsweise mindestens dreimal größer als der Einströmkammerquerschnitt am ersten Endbereich ist.

4. Drucksortierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sieböffnungen (32a) sich zumindest ungefähr in Umfangsrichtung erstreckende Schlitze sind.

5. Drucksortierer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zur Rotorachse (42) senkrechte Querschnitt der Gutstoffkammer (62) umgekehrt wie der Einströmkammerquerschnitt ändert.

6. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, 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.

7. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Einströmkammer (60) das Sieb (32) umgebende Ringe (34,36) mit zur Einsirömkanimer hin ausgerundetem Profil (bei 34j, Zba) angeordnet sind.

8. Drucksortierer nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in das(>ehäuseoberteil(12) ein auswechselbarer Konus (30) eingesetzt ist, der sich nach unten verjüngt und sich nach oben bis in den oberen Bereich der Einlaufkammer (60) erstreckt.