DE102011079230A1

DE102011079230A1 - Drucksortierer

Info

Publication number: DE102011079230A1
Application number: DE102011079230A
Authority: DE
Inventors: Martin Störzer
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2013-01-17
Also published as: EP2732094A1; CN103687991B; CN103687991A; WO2013010755A1; EP2732094B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drucksortierer zum Reinigen einer Faserstoffsuspension (1) mit einem um eine Siebachse (7) rotationssymmetrisch ausgebildeten Siebelement (2), welches den Drucksortierer in einen Zulaufraum (3) und einen Gutstoffraum (4) aufteilt, wobei der Zulaufraum (3) mit einem Suspensionszulauf (11) sowie einem Rejektauslauf (18) und der Gutstoffraum (4) mit einem Gutstoffablauf (13) in Verbindung steht und sich im Zulaufraum (3) ein Rotor (5) mit Rotorflügeln befindet, dessen Rotationsachse (10) der Siebachse (7) entspricht und der relativ zum Siebelement (2) rotiert. Dabei sollen der Energieverbrauch sowie möglich Pulsationen dadurch vermindert werden, dass der Abstand (15) zwischen der Rotationsachse (10) und der in Strömungsrichtung durch den Flächenschwerpunkt (6) der senkrecht zur Strömungsrichtung (14) verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes (11) gehenden Geraden kleiner als das 1,0fache, vorzugsweise kleiner als das 0,7fache des Radius des Siebelementes (2) ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucksortierer zum Reinigen einer Faserstoffsuspension mit einem um eine Siebachse rotationssymmetrisch ausgebildeten Siebelement, welches den Drucksortierer in einen Zulaufraum und einen Gutstoffraum aufteilt, wobei der Zulaufraum mit einem Suspensionszulauf sowie einem Rejektauslauf und der Gutstoffraum mit einem Gutstoffablauf in Verbindung steht und sich im Zulaufraum ein Rotor mit Rotorflügeln befindet, dessen Rotationsachse der Siebachse entspricht und der relativ zum Siebelement rotiert.
Drucksortierer werden bei der Aufbereitung von Papierfaserstoffsuspensionen eingesetzt, und zwar um die Faserstoffsuspension in einer Nasssiebung zu bearbeiten. Dazu enthält ein solcher Drucksortierer ein Siebelement, das mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist. Die in der Suspension enthaltenen Fasern sollen als Gutstoff durch die Öffnungen hindurchtreten, während die nicht gewünschten festen Bestandteile daran abgewiesen und als Rejekt aus dem Sortierer wieder herausgeleitet werden. Denkbar ist auch der Einsatz zur Trennung unterschiedlicher Faserbestandteile, also der kürzeren von den längeren Fasern. Als Sortieröffnungen werden in der Regel runde Löcher oder Schlitze verwendet. In den meisten Fällen werden Drucksortierer der hier betrachteten Art mit Siebräumern versehen, die an dem Sieb vorbeibewegte Räumflächen aufweisen. Dadurch wird in an sich bekannter Weise das Zusetzen der Sieböffnungen verhindert.
Aus der WO 98/53135 ist ein Siebräumer bekannt geworden, der mit Flügelelementen für die Räumung des Siebes versehen ist. Diese Flügelelemente haben ein hydrodynamisches Profil, das sich über die ganze Länge des Siebelementes eines Siebkorbes erstreckt. Durch die Relativbewegung zur umgebenden Suspension gibt das Flügelelement vorne einen Druck- und dahinter einen Saugimpuls auf das zu räumende Sieb ab. Dadurch wird ein Teil der Suspension, die am Sieb abgewiesen wurde oder bereits das Sieb als Gutstoff passiert hat, zurückgesaugt, wodurch die Sieböffnungen freigehalten bzw. freigemacht werden.
Im Unterschied hierzu werden die Rotorflügel beispielsweise in der DE-OS 3701669 von Erhebungen gebildet.
Unabhängig von der Gestaltung der Rotorflügel wird in der Praxis eine umfassende Wirkung der Rotorflügel durch ein Überlappen derselben in Umfangsrichtung angestrebt. Dabei sorgt die gleiche Gestaltung der Rotorflügel für eine Vergleichmäßigung der Wirkung.
Nachteilig sind bei den bekannten Drucksortierern jedoch neben der hohen Energieaufnahme auch Pulsationen, die bei Sortierern im Konstantteil zu Schwankungen beim Flächengewicht der Faserstoffbahn führen können. Die Pulsationen gehen dabei im Wesentlichen vom Rotor aus.
Die Dämpfung dieser Pulsationen ist mit erheblichem Aufwand verbunden und erfolgt bisher entweder über einen Pulsationsdämpfertank vor dem Stoffauflauf oder über eine spezielle Gestaltung des Gutstoffablaufs.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher den Energieverbrauch sowie die Pulsationen zu vermindern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Abstand zwischen der Rotationsachse und der in Strömungsrichtung durch den Flächenschwerpunkt der senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes gehenden Geraden kleiner als das 1,0fache, vorzugsweise kleiner als das 0,7fache des Radius des Siebelementes ist.
Da die Suspension nicht tangential eingedüst wird, besitzt sie auch keine oder zumindest eine verminderte Rotationsströmung beim Eintritt in den Zulaufraum. Für die Erzeugung der Rotationsströmung im Zulaufraum ist folglich ausschließlich oder überwiegend der Rotor zuständig.
Dies wiederum erlaubt es, die Drehzahl des Rotors zu vermindern, was sich entsprechend positiv auf den Energieverbrauch sowie die Pulsationen auswirkt.
Die Maschine wird hierdurch einfacher. Außerdem wird die Wirkung des Rotors optimiert.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Strömungsrichtung mit allen Tangenten am Siebelement im Bereich des Suspensionszulaufs einen Winkel von mindestens 10° bildet, vorzugsweise von mindestens 20° und insbesondere zumindest 35° bildet.
Um die Lage des Flächenschwerpunktes der senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes verändern zu können, sollte der Suspensionszulauf eine den Strömungsquerschnitt beeinflussende, vorzugsweise verstellbare Blende besitzen.
Für eine optimale Einmischung der Suspension ist es von Vorteil, wenn die Strömungsrichtung im Suspensionszulauf unmittelbar vor dem Zulaufraum horizontal oder von oben geneigt verläuft, wobei die Strömungsrichtung mit der Horizontalen einen Winkel zwischen 0 und 90°, vorzugsweise zwischen 0 und 60° bildet. Des Weiteren kann der Abstand zwischen der Rotationsachse und der in Strömungsrichtung durch den Flächenschwerpunkt der senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes gehenden Geraden Null oder aber größer als Null sein.
Im Interesse einer gleichmäßigen Wirkungsverteilung sollte die Rotationsachse senkrecht stehen. Allerdings sind auch andere Ausrichtungen, beispielsweise liegende Anordnungen möglich.
Vorteile hinsichtlich Gestaltung und Funktion des Drucksortierers ergeben sich des Weiteren, wenn sich der Rotor innerhalb des Siebelementes befindet und das Siebelement zylindrisch ausgebildet ist.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: einen schematischen Längsschnitt durch einen Drucksortierer;
2: einen Teil-Längsschnitt mit geneigtem Suspensionszulauf 11;
3: einen Querschnitt mit versetztem Suspensionszulauf 11 und
4: einen Suspensionszulauf 11 mit Blende 8.
In 1 erkennt man einen erfindungsgemäßen Drucksortierer mit einem Siebelement 2, hier in Form eines zylindrischen Siebkorbes mit senkrechter Siebachse 10, welches den Innenraum des Drucksortierers in einen Zulaufraum 3 und einen Gutstoffraum 4 aufteilt.
In den Zulaufraum 3 wird über einen Suspensionszulauf 11 die Faserstoffsuspension 1 zugeführt.
In Folge des anliegenden Druckgefälles zwischen dem oben gezeichneten Suspensionszulauf 11 und dem unten liegenden Rejektauslauf 12 des Zulaufraumes 3 wird jedoch eine Transportströmung erzeugt.
Auf dem Weg dieser Transportströmung wird ein großer Teil der Faserstoffsuspension 1 bestimmungsgemäß durch das Siebelement 2 als Gutstoff 17 in den Gutstoffraum 4 abgeleitet und von dort über den Gutstoffablauf 13 abgeführt. Dabei tritt auch zumindest ein großer Teil der in der Faserstoffsuspension 1 enthaltenen Fasern in den Gutstoffraum 4 über.
Der vom Siebelement 2 abgewiesene Teil der Faserstoffsuspension 1 wird als Rejekt 18 über den Rejektauslauf 12 aus dem Zulaufraum 3 gefördert.
Um zu verhindern, dass die Öffnungen des Siebelementes 2 verstopft werden, ist ein an sich bekannter Siebräumer eingesetzt, der sich relativ zum Siebelement 2 bewegt.
Erfindungsgemäß wird dieser Siebräumer von einem im Siebelement 2 rotierenden Rotor 5 mit daran befestigten Rotorflügeln gebildet. Dabei hat der Rotor 5 hier die Form einer zylindrischen Trommel, wobei die Rotationsachse 7 mit der Siebachse 10 übereinstimmt.
Alle Rotorflügel haben hierbei die gleiche Form, was zu einer gleichmäßigen Wirkung auf die Faserstoffsuspension 1 und das Siebelement 2 führt.
Außerdem sind die Rotorflügel über mehrere senkrecht zur Rotationsachse 7 verlaufende Umfangsebenen des Rotors 5 verteilt angeordnet.
In 1 sind die Rotorflügel als Erhebungen auf dem Rotor 5 ausgebildet, die dementsprechend keinen radialen Abstand zum Rotor 5 haben. Dabei ist die in Rotationsrichtung 16 des Rotors 5 verlaufende Querschnittsfläche der Rotorflügel als Rechteck ausgebildet.
Die Rotorflügel können jedoch auch anders, beispielsweise mit Tragflügelprofil ausgestaltet sein.
Bei dem hier verwendeten Drucksortierer erhält die Faserstoffsuspension 1 keinen oder lediglich einen verminderten Drehimpuls. Dies erlaubt es, den Rotor 5 mit geringerer Drehzahl zu betreiben, so dass einerseits weniger Energie erforderlich ist und andererseits auch geringere Pulsationen von dem Rotor 5 ausgehen. Daher ist es wichtig, dass wie in 3 zu erkennen, der Abstand 15 zwischen der Rotationsachse 10 und der in Strömungsrichtung 14 durch den Flächenschwerpunkt 6 der senkrecht zur Strömungsrichtung 14 verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes 11 gehenden Geraden Null oder wie hier größer als Null und kleiner als das 1,0fache vorzugsweise kleiner als das 0,7fache des Radius des Siebelementes 2 ist. Dabei bildet die Strömungsrichtung 14 am Suspensionszulauf 11 mit jeder Tangente am Siebelement 2 einen Winkel 19 von mindestens 10°, vorzugsweise zumindest 20° und insbesondere wenigstens 35°.
Um den Aufbau des Suspensionszulaufes 11 einfach gestalten zu können, aber dennoch die Lage des Flächenschwerpunktes 6 der senkrecht zur Strömungsrichtung 14 verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes 11 verändern zu können, kann der Suspensionszulauf 11 entsprechend 4 eine den Strömungsquerschnitt verändernde, vorzugsweise verstellbare Blende 8 besitzen.
Zur Unterstützung der Transportströmung kann die Strömungsrichtung 14 im Suspensionszulauf 11 unmittelbar vor dem Zulaufraum 3 mit der Horizontalen einen Winkel 9 zwischen 0 und 60° bilden, d. h. gemäß 2 nach unten geneigt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 98/53135 [0003]
DE 3701669 [0004]

Claims

Drucksortierer zum Reinigen einer Faserstoffsuspension (1) mit einem um eine Siebachse (7) rotationssymmetrisch ausgebildeten Siebelement (2), welches den Drucksortierer in einen Zulaufraum (3) und einen Gutstoffraum (4) aufteilt, wobei der Zulaufraum (3) mit einem Suspensionszulauf (11) sowie einem Rejektauslauf (12) und der Gutstoffraum (4) mit einem Gutstoffablauf (13) in Verbindung steht und sich im Zulaufraum (3) ein Rotor (5) mit Rotorflügeln befindet, dessen Rotationsachse (10) der Siebachse (7) entspricht und der relativ zum Siebelement (2) rotiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (15) zwischen der Rotationsachse (10) und der in Strömungsrichtung (14) durch den Flächenschwerpunkt (6) der senkrecht zur Strömungsrichtung (14) verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes (11) gehenden Geraden kleiner als das 1,0fache, vorzugsweise kleiner als das 0,7fache des Radius des Siebelementes (2) ist.
Drucksortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung (14) am Suspensionszulauf (11) mit einer Tangente am Siebelement (2) einen Winkel (19) von mindestens 10° bildet.
Drucksortierer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung (14) am Suspensionszulauf (11) mit einer Tangente am Siebelement (2) einen Winkel (19) von mindestens 20°, vorzugsweise zumindest 35° bildet.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung (14) im Suspensionszulauf (11) unmittelbar vor dem Zulaufraum (3) mit der Horizontalen einen Winkel (9) zwischen 0 und 90°, vorzugsweise zwischen 0 und 60° bildet.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (15) zwischen der Rotationsachse (10) und der in Strömungsrichtung (14) durch den Flächenschwerpunkt (6) der senkrecht zur Strömungsrichtung (14) verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes (11) gehenden Geraden Null ist.
Drucksortierer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (15) zwischen der Rotationsachse (10) und der in Strömungsrichtung (14) durch den Flächenschwerpunkt (6) der senkrecht zur Strömungsrichtung (14) verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes (11) gehenden Geraden größer als Null ist.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspensionszulauf (11) eine den Strömungsquerschnitt beeinflussende vorzugsweise verstellbare Blende (8) besitzt.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (10) senkrecht steht.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rotor (5) innerhalb des Siebelementes (2) befindet.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (2) zylindrisch ausgebildet sind.