DE102006014234A1

DE102006014234A1 - Siebvorrichtung zur Nasssiebung von Papierfasersuspensionen

Info

Publication number: DE102006014234A1
Application number: DE102006014234A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Müller; Roland Reinhold; Gert Gottschalk
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-04-26

Abstract

Die Siebvorrichtung dient zur Nasssiebung von Papierfasersuspensionen (S) und enthält wenigstens ein mit einer Vielzahl von Sieböffnungen (2) versehenes Siebblech (1), welches an einem inneren Stützring (4) und an einem äußeren Stützring (6) lösbar befestigt ist. Erfindungsgemäß wird das Siebblech (1) mit elastischer Vorspannung auf radial dazwischen liegendem Stützelement, z.B. einem mittleren Stützring (5), angedrückt. Diese Verbindung ist einfach im Aufbau und leicht lösbar, z.B. um verschlissene Teile der Siebvorrichtung zu ersetzen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Siebvorrichtungen werden in der Papierstoffaufbereitung verwendet, z.B. in Sortierern der Zellstoff- und Papierindustrie, um die faserstoffhaltige Suspension in einer Nasssiebung zu behandeln. Dabei sollen in den meisten Fällen faserfremde Verunreinigungen auf Grund ihrer Größe an einem Sieb zurückgehalten und dann abgeschieden werden. Die Fasern können dabei zusammen mit einem Teil des Wassers die Sieböffnungen passieren. Auch Stofflöser werden oft mit Sieben versehen, die den noch nicht aufgelösten Papieranteil und grobe Störstoffe zurückhalten. Das Passieren der Sieböffnungen ist mit einem erheblichen Druckverlust verbunden. Das führt zu starken Kräften, die auf das Sieb drücken und als Druckkräfte von der Stützstruktur aufgenommen werden. Solche Siebe bestehen zumeist aus Metall, z.B. legiertem hochwertigen Stahl.

Um ein Verstopfen der Sieböffnungen zu verhindern, werden dicht daran vorbei bewegte zu einem Rotor gehörende Räumer verwendet, die hydraulische Druck- und Saugimpulse erzeugen. Diese Impulse können das Siebblech zu Schwingungen anregen, die sowohl die Stützstruktur als auch das Siebblech belasten. Weitere hydraulische Impulse (Stöße), die die genannten Bauteile gefährden können, stammen aus der Peripherie der Siebvorrichtung, z.B. von betätigten Schiebern und Pumpen in den Verbindungsleitungen.

Diese Verhältnisse machen eine aufwändige robuste Befestigung solcher Siebe erforderlich. Zumeist wird dadurch die freie Siebfläche vermindert. Selbst verschweißte Bauteile sind durch die Schwingungen gefährdet.

Die Wirkung der Räumer lässt sich durch vorstehende Leisten noch weiter verbessern, da sie zu Turbulenzen führen, die das Festsetzen von Feststoffen verhindern. Aufgesetzte Leisten sind z.B. aus der DE 195 06 084 A1 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Siebvorrichtungen zur Nasssiebung von Papierfasersuspensionen so zu gestalten, dass sie einen einfachen Aufbau haben und dass die darin enthaltenen Siebe sicher und einfach zu befestigen sind. Verluste an freier Siebfläche durch die Befestigungsmittel sollen möglichst gering sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die angegebenen Maßnahmen ist es möglich, das Siebblech, sei es nun aus einem Stück hergestellt oder aus verschiedenen Segmenten zusammengesetzt, mit einfachen Mitteln auf einer vereinfachten Stützstruktur so zu befestigen, dass auch bei unvermeidbar auftretenden Schwingungen eine dauerhafte Verbindung gewährleistet ist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass ein auf die beschriebene Weise vorgespanntes Siebblech unempfindlich ist gegen die bei solchen Siebvorrichtungen unvermeidbar auftretenden Schwingungen und hydraulische Stöße. Auch die dadurch hervorgerufenen Kräfte, die nicht als Druckkräfte von der Stützstruktur aufgenommen werden können, werden von einem erfindungsgemäß vorgespannten Siebblech zuverlässig verkraftet. Die Vorspannung des Siebbleches führt mit Vorteil zu Druckkräften, die die durch Schwingungen und Stöße erzeugten Zugkräfte überschreiten. Durch die beschriebenen Maßnahmen kann die Stützstruktur vereinfacht werden, insbesondere in dem Sinne, dass kleinere Flächen zur Auflage des Siebbleches erforderlich sind. Das vereinfacht nicht nur die Struktur und Montage, sondern bewirkt auch, dass weniger Siebfläche des Siebbleches durch die Stützstruktur versperrt wird. Allein die geringere Anzahl der bisher notwendigen Verschraubungen bedeuten eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
1: Draufsicht auf das Sieb einer erfindungsgemäßen Siebvorrichtung;
2: Schnitt durch den Siebbereich einer erfindungsgemäßen Siebvorrichtung;
3: Einen variierten Stützring;
4: Eine Variante zur Siebbefestigung;
5: Ein weiteres für die erfindungsgemäße Siebvorrichtung geeignetes Siebblech (im Schnitt dargestellt);
6: Einen erfindungsgemäß ausgeführten Sekundärstofflöser;
7: Einen erfindungsgemäß ausgeführten Stofflöser.
In 1 wird die Ansicht eines Siebbleches 1 (zur Hälfte gezeichnet) und die Einbausituation dieses Siebbleches 1 bezüglich der Stützstruktur 3 dargestellt. Dabei weist die Stützstruktur 3 einen inneren Stützring 4, einen mittleren Stützring 5 und einen äußeren Stützring 6 auf. Diese drei – konzentrischen – Stützringe dienen dazu, das Siebblech 1 in der erfindungsgemäßen Siebvorrichtung zu befestigen. Dabei ist es möglich, das Siebblech 1 als kompletten Ring herzustellen oder es aus einzelnen Kreisringsegmenten bei der Montage in der Siebvorrichtung zusammen zu bauen. Das Siebblech 1 trennt in an sich bekannter Weise den Zulaufraum 19 (6) vom Gutstoffraum 9 der Siebvorrichtung. Im unteren Teil der 1 ist der Gutstoffraum 9 offen einsehbar, da dort das Siebblech 1 nicht gezeichnet ist. Bei dem bevorzugten Anwendungsfall der Erfindung weist die Stützstruktur 3 einen einzigen mittleren Stützring 5 auf. Dieser kann zum Sieb hin eine geschlossene Oberfläche aufweisen oder (z.B. gemäß 3) mit radial offenen Vertiefungen 25, z.B. mit Radialrillen (in 1 gestrichelt gezeichnet) versehen sein. Die drei Stützringe werden durch eine Radialstrebe 7 miteinander verbunden. Diese dient dazu, die drei Stützringe zusammen zu halten, was die Montage der Stützstruktur 3 erleichtert. Vorteilhafterweise ist die Radialstrebe 7 im Bereich der Auslassöffnung 18 angeordnet, wo sie die Strömung im Gutstoffraum 9 am wenigsten behindert. Im montierten Zustand ist das Siebblech 1 durch Schrauben 13 mit dem äußeren Stützring 6 und durch Schrauben 11 mit dem inneren Stützring 4 verbunden. Mit Vorteil kann eine Verschraubung des Siebblechs 1 mit dem mittleren Stützring 5 entfallen, was die Montage sehr vereinfacht. In Sonderfällen, also bei besonders hoher Schwingungsbeanspruchung kann jedoch auch hier eine Verschraubung vorgenommen werden, wozu eine Schraube 12 angedeutet ist.
Wie bereits erwähnt, werden solche Siebbleche 1 oft mit Leisten versehen, die radial oder schräg zum Radius angeordnet sein können und die die Wirkung der Siebvorrichtung insbesondere dann verbessern, wenn zusätzlich eine auflösende Wirkung in der Siebvorrichtung gewünscht wird, was z.B. bei Stofflösern und Sekundärstofflösern der Fall ist.
In 2 ist die Situation bei der Montage des Siebblechs 1 in der Siebvorrichtung dargestellt. Dabei steht der mittlere Stützring 5 über den inneren Stützring 4 und den äußeren Stützring 6 in Richtung Siebblech 1 um einen Überstand A hervor. Bei der Montage des Siebblechs 1 – wenn also die Schrauben 11 und 13 angezogen sind – wird das Siebblech 1 elastisch vorgespannt und erzeugt Druckkräfte, die gegen den mittleren Stützring 5 gerichtet sind. Der Überstand A, der vorzugsweise zwischen 0,5 und 1 mm beträgt, ist hier übertrieben groß gezeichnet, er hat auch, wenn eine gewisse Wölbung des Siebblechs 1 nicht vermeidbar ist, keine nachteilige Auswirkung auf dessen Funktion. In dieser 2 ist auch ein Teil des Rotors 20 gestrichelt angedeutet. Der Rotor 20 und das Siebblech 1 haben dieselbe Mittellinie 17. Die Stützringe 4 und 6 sind im Gehäuse 10 direkt befestigt und schließen dadurch den Gutstoffraum 9 radial nach innen und außen ab. Der mittlere Stützring 5 wird über mehrere Abstandshalter 14, z.B. Schweißbolzen, im Gehäuse 10 abgestützt, die sich im Gutstoffraum 9 befinden.
In speziellen Ausführungsformen (s. 3) ist der mittlere Stützring 5' radial zur Siebseite hin mit einer Anzahl von Vorsprüngen versehen, zwischen denen sich radial offene Vertiefungen 25, z.B. Radialrillen befinden. Dadurch wird zusätzliche freie Siebfläche ohne Festigkeitsverlust an der Befestigung ermöglicht.
Anstelle eines kompletten mittleren Ringes könnten sich auch die Abstandshalter 14 bis zum Sieb erstrecken und dadurch als Stützelemente dienen (nicht gezeichnet).
Es ist auch vorstellbar, die Vorspannung dadurch zu erzeugen, dass das Siebblech 1' im nicht montierten Zustand geringfügig gewölbt ist, wozu in der 4 eine Krümmungslinie 16 angedeutet ist. Eine solche Wölbung lässt sich anbringen, wenn kein kompletter Siebring, sondern einzelne Siebringsegmente verwendet werden. Dann kann der mittlere Stützring 5 zum Siebblech 1' hin in derselben Ebene abschließen wie der innere Stützring 4 und der äußere Stützring 6. Diese Ausführungsform ist zwar etwas aufwändiger, hat aber den Vorteil, dass das Siebblech 1' zum Rotor hin exakt eben ist.
Eine weitere Möglichkeit, das Siebblech erfindungsgemäß auszugestalten, zeigt die 5. Bei dieser ist das Siebblech 1'' an der dem mittleren Stützring 5 zugewandten Seite mit einem Vorsprung 15 versehen, der um das Maß A' gegenüber der übrigen Siebfläche hervorsteht und vorzugsweise 0,1 bis 1 mm beträgt. Der Vorsprung 15 kann ringförmig entsprechend dem mittleren Stützring 5 sein oder auch aus ringförmig angeordneten Abstandsstücken, z.B. Noppen, bestehen. Alternativ dazu kann auch anstelle des Vorsprungs 15 eine Zwischenlage, insbesondere ein Abstandsring an dieser Stelle eingesetzt werden.
Eine Siebvorrichtung, in der die genannten Belastungsprobleme besonders stark auftreten, ist ein sogenannter Sekundärstofflöser, wie er als Beispiel in 6 geschnitten dargestellt ist. Dieser weist einen rotationssymmetrischen Behälter 23 auf, in dem sich ein Zulaufraum 19 für die Papierfasersuspension S befindet, der mit einem Zulaufrohr 22 und einem Rejektabfluss 21 versehen ist. Auf einer Stirnseite wird der Behälter 23 durch einen Deckel 24 abgeschlossen, während sich auf der Gegenseite das Siebblech 1 befindet, das den Zulaufraum 19 vom Gutstoffraum 9 trennt. Ein Rotor 20 dient in der bereits beschriebenen Weise zum Räumen des Siebblechs 1, sorgt für den notwendigen Umtrieb im Zulaufraum 19 und löst den zugeflossenen Faserstoff weiter auf. Das Siebblech 1 ist an einer Stützstruktur 3 befestigt mit einem inneren Stützring 4, einem mittleren Stützring 5 und einem äußeren Stützring 6. Solche Sekundärstofflöser sind im geschlossenen System einer Papierstoffaufbereitung üblich. In den Zu- und Abführleitungen sind Pumpen installiert, und es werden Schieber im Betrieb betätigt, was zu den bereits beschriebenen hydraulischen Stößen führt. Außerdem erzeugt der Rotor 20 im Bereich des Siebblechs 1 Vibrationen.
Es gibt auch ähnlich aufgebaute Flachsieb-Drucksortierer, bei denen die Auflösewirkung des Rotors eine weit geringere oder keine Rolle spielt.
Eine andere in 7 exemplarisch gezeigte Anwendung ist der Siebbereich eines Stofflösers mit einem oben offenen rotationssymmetrischen Behälter 23. In diesem wird z.B. lufttrockener Faserstoff F mit Wasser W zusammengemischt und in Suspension S gebracht. Auch solche Stofflöser haben bekanntlich im Bereich des Stoffabzuges ein zumeist ebenes Siebblech, welches ebenfalls Vibrationen und hydraulischen Stößen ausgesetzt ist und gemäß dieser Erfindung vorteilhaft befestigt werden kann.

1: Siebblech
2: Sieböffnung
3: Stützstruktur
4: Innerer Stützring
5: Mittlerer Stützring
6: Äußerer Stützring
7: Radialstrebe
8: Leiste
9: Gutstoffraum
10: Gehäuse
11: Schraube
12: Schraube
13: Schraube
14: Abstandshalter
15: Vorsprung
16: Krümmungslinie
17: Mittellinie
18: Auslassöffnung
19: Zulaufraum
20: Rotor
21: Rejektabfluss
22: Zulaufrohr
23: Behälter
24: Deckel
25: Vertiefungen
A: Überstand
A': Maß
F: Faserstoff
S: Papierfasersuspension
W: Wasser

Claims

Siebvorrichtung zur Nasssiebung von Papierfasersuspensionen (S) mit wenigstens einem mit einer Vielzahl von Sieböffnungen (2) versehenen Siebblech (1, 1', 1'') sowie einer Stützstruktur (3), an der das Siebblech (1) mit seiner Rückseite lösbar zu befestigen ist, einem dicht am Siebblech (1, 1', 1'') entlang bewegbaren Rotor (20) sowie einer Auslassöffnung (18) für den Teil der Papierfasersuspension (S), der die Sieböffnungen (2) passiert hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebblech (1, 1', 1'') an einem äußeren Stützring (6) und an einem inneren Stützring (4) lösbar befestigt, vorzugsweise verschraubt, ist und dass das Siebblech (1, 1', 1'') an mindestens einem radial zwischen innerem Stützring (4) und äußerem Stützring (5) angeordneten Stützelement anliegt und dass das Siebblech (1, 1', 1'') auf Grund elastischer Vorspannung auf dieses mindestens eine Stützelement Druckkräfte und auf den inneren Stützring (4) sowie den äußeren Stützring (6) jeweils Zugkräfte ausübt.
Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebblech (1, 1', 1'') an mindestens einem das Stützelement bildenden mittleren Stützring (5, 5') anliegt, ohne an ihm befestigt zu sein.
Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebblech (1, 1', 1'') mit mindestens einem das Stützelement bildenden mittleren Stützring (5, 5') verschraubt ist.
Siebvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Stützring (5') an der dem Siebblech (1, 1', 1'') zugewandten Seite eine mit radial offenen Vertiefungen (25) versehene Oberfläche hat.
Siebvorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebblech (1, 1', 1'') eben ist und eine kreis- oder ringförmige Form aufweist.
Siebvorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützringe (4, 5, 6) durch mindestens eine Radialstrebe (7) miteinander verbunden sind und mit dieser die Stützstruktur (3) bilden.
Siebvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (3) eine einzige Radialstrebe (7) aufweist.
Siebvorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (3) einen einzigen mittleren Stützring (5, 5') aufweist.
Siebvorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (3) ihrerseits lösbar im Gehäuse (10) der Siebvorrichtung befestigt ist.
Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (3) Teil des Gehäuses (10) der Siebvorrichtung ist.
Siebvorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Stützring (4) und der äußere Stützring (6) direkt mit dem Gehäuse (10) der Siebvorrichtung und der mittlere Stützring (5) über Abstandshalter (14) mit dem Gehäuse (10) verbunden sind.
Siebvorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht montiertem Siebblech (1) der mittlere Stützring (5, 5') über den inneren Stützring (4) und den äußeren Stützring (6) in Richtung Siebblech (1) um einen Überstand (A) hervorsteht, wodurch bei der Montage des Siebbleches (1) dieses elastisch vorgespannt wird und dadurch die Druckkräfte gegen den mittleren Stützring (5) erzeugt.
Siebvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand (A) zwischen 0,2 und 5 mm, vorzugsweise 0,5 bis 1 mm, beträgt.
Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebblech (1'') an der dem mittleren Stützring (5) zugewandten Seite mindestens einen Vorsprung (15) aufweist, der um das Maß (A') gegenüber der übrigen Siebfläche hervorsteht, wodurch die Vorspannung erzeugt wird oder dass eine Zwischenlage, insbesondere ein Abstandsring, mit einer dem Maß (A') entsprechenden Dicke eingelegt wird.
Siebvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß (A') zwischen 0,2 und 5 mm, vorzugsweise 0,5 bis 1 mm, beträgt.
Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebblech (1') in nicht montiertem Zustand geringfügig gewölbt ist in der Weise, dass es nach der Befestigung am inneren Stützring (4) und äußeren Stützring (6) auf den mittleren Stützring (5) eine Druckkraft ausübt.
Siebvorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebblech (1, 1', 1'') mit mehreren auf der Zuströmseite über die Siebfläche des Siebbleches (1, 1', 1'') hinausragenden Leisten (8) versehen ist.
Siebvorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebvorrichtung ein Sekundärstofflöser ist.
Siebvorrichtung nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebvorrichtung ein Drucksortierer ist.
Siebvorrichtung nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebvorrichtung ein Teil eines Stofflösers ist.