DE19532982C1 - Siebeinrichtung insbes. für klebrige bzw. dickflüssige Suspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Siebeinrichtung insbes. für klebrige bzw. dickflüssige Suspensionen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Papierherstellung werden sog. Slurries verwendet, bei welchen es sich um Aufschlämmungen von Kaolin in Wasser mit hohen Feststoffgehalten handelt. Durch Zugabe eines organischen Dispergators, d. h. Verflüssigers, werden hierbei die Kuchen aus Filterpressen verflüssigt. Die Viskositäten dieser Flüssigkeiten betragen größenordnungsmäßig 200 bis 400 mPas.

Diese bei der Papierherstellung verwendeten Slurries werden üblicherweise mit Tankwagen transportiert. Befinden sich in diesen Slurries Verunreinigungen in Form von Fasern oder gröberen Körnungen, so resultieren aus diesen Verunreinigungen Fehler in der Papierqualität. Im Extremfall kann es sogar zu einem Ausfall der entsprechenden Papiermaschine kommen. Um dies zu verhindern, werden die besagten Suspensionen vor ihrer Lagerung bzw. vor dem Transport gesiebt. Diese Siebung wird üblicherweise in mehreren Stufen durchgeführt, d. h. es kommen Siebeinrichtungen mit Sieben unterschiedlicher Maschenweiten zur Anwendung. Bspw. wird mit einem Sieb mit einer Maschenweite von 100 µm und daran anschließend mit einem Sieb mit 52 µm gesiebt. Das geschieht bislang mit flachen Siebeinrichtungen, bei welchen das Sieb horizontal oder schwach ansteigend vorgesehen ist. Das jeweilige Sieb ist mit einer Antriebseinrichtung verbunden, bei welcher es sich um mindestens einen Umwuchtmotor oder Magneterreger handelt.

Derartige Siebeinrichtungen mit horizontalem oder schwach ansteigend vorgesehenem Sieb weisen die folgenden Mängel auf:
Die Höhe der zu siebenden Suspension über dem Sieb ist gering, so daß die Schmutzpartikel, d. h. die Verunreinigungen, nicht ausgetragen werden, sondern am Gewebe des Siebes haften bleiben. Dadurch verringert sich der Siebdurchsatz, d. h. der Durchsatz an gesiebter Suspension im Vergleich zum Durchsatz bei ungebrauchtem frischem Siebgewebe innerhalb weniger Minuten;
die niedrige Füllhöhe der Suspension auf dem Siebgewebe versetzt die Suspension in die Schwingungen des Siebes. Strukturviskose Suspensionen wie bspw. Kaolin in Wasser mit Polyacrylat als Dispergiermittel zeigen mit steigendem Schergefälle eine entsprechend zunehmende Viskosität. Die auf die Suspension übertragene Siebschwingung, die mit einem höheren Schergefälle gleichbedeutend ist, erhöht somit die Viskosität der Suspension. Auch hierdurch ergibt sich eine Reduktion des Durchsatzes der gesiebten Suspension durch das entsprechende Sieb;
an der Oberfläche der relativ dünnen auf dem Siebgewebe befindlichen Suspensionsschicht bildet sich eine dünne Haut. Diese dünne Haut entsteht insbes. an der Abwurfseite des Siebes, d. h. an der der Sammeleinrichtung für aus der Suspension ausgesiebte Verunreinigungen benachbarten Siebseite. Das resultiert aus der relativ langen Verweilzeit der dünnen Suspension auf dem Siebgewebe, wodurch diese dünne Schicht an- bzw. austrocknen und mit dem Siebgewebe verkleben kann. Eine derartige Schicht wird dann von selbst nicht mehr vom Siebgewebe frei und behindert somit den Transport der Schmutzpartikel, d. h. Verunreinigungen, über die Ablaufkante des Siebes auf dessen Abwurfseite;
auch wenn sich auf dem Siebgewebe noch keine dünne Haut gebildet hat, nimmt der Siebdurchsatz innerhalb weniger Minuten auf 50 bis 30% des Durchsatzes des frischen sauberen Siebgewebes infolge der Anreicherung der Schmutzpartikel bzw. Verunreinigungen auf dem Siebgewebe ab.

Aufgrund der oben beschriebenen Mängel bekannter Siebeinrichtungen ist es erforderlich, diese von Zeit zu Zeit stillzusetzen und zu reinigen. Ein kontinuierlicher Betrieb ist mit derartigen bekannten Siebeinrichtungen also nicht realisierbar, was sich auf die Produktivität entsprechend auswirkt.

Eine Siebeinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-PS 4 72 181 bekannt. Bei dieser bekannten Siebeinrichtung ist die Trommel an einer Basis starr um ihre zentrale Achse drehbar gelagert. Eine solche starre Lagerung ist dort deshalb gegeben bzw. möglich, weil mit dieser bekannten Siebeinrichtung nur feine Stoffe aus Flüssigkeiten, d. h. aus niederviskosen Medien ausgeschieden werden. Entsprechend liegen die Verhältnisse bei den aus der DE 36 29 961 A1 oder aus dem Firmenprospekt PASSAVANT "Trommelsiebmaschine", 12, 66 bis 5/67 bekannten Siebeinrichtungen. Auch dort sind die Trommeln jeweils an einer Basis starr um ihre zentrale Achse drehbar gelagert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Siebeinrichtung der oben genannten Art zu schaffen, die sich insbes. für klebrige bzw. dickflüssige Suspensionen eignet, wobei eine gute Siebleistung realisiert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Siebeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Siebeinrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der mindestens eine Vibrator kann derartig ausgebildet sein, daß seine Vibrationsfrequenz und/oder -amplitude veränderbar bzw. einstellbar ist. Mit Hilfe des mindestens einen Vibrators kann die Siebtrommel in Schwingungen versetzt werden, wobei die Schwingungen den Erfordernissen der zu siebenden Suspension angepaßt werden können. Der mindestens eine Vibrator kann zeitweise permanent aktiviert werden.

Damit die Vibration der Siebtrommel in bezug auf die ortsfeste Grundeinrichtung der erfindungsgemäßen Siebeinrichtung zu keiner Beeinträchtigung des Antriebes der Siebtrommel führt, ist es zweckmäßig, wenn die Trommelantriebseinrichtung mittels mindestens eines Riementriebes mit einem Wellenzapfen verbunden ist, der von der einen Stirnseite der Siebtrommel wegsteht und der sich durch die zugehörige Lagereinrichtung drehbar gelagert hindurcherstreckt. Bei diesem Riementrieb kann es sich bspw. um einen Keilriementrieb handeln, welcher die Siebtrommel bspw. über einen Getriebemotor kontinuierlich antreibt.

Die erfindungsgemäße Siebeinrichtung, die sich das Prinzip eines Trommelsiebes zu Nutze macht, ermöglicht eine kontinuierliche Siebung einer möglicherweise Verunreinigungen aufweisenden Suspension, ohne daß es notwendig ist, das Sieb von Zeit zu Zeit stillzusetzen, um es reinigen, d. h. von am Sieb anhaftenden Verunreinigungen, zu säubern. Vielmehr erfolgt die Reinigung des Siebes zur gleichen Zeit wie die Siebung der Suspension, wobei die Siebung der Suspension gravitationsbedingt in der unteren Hälfte der Siebtrommel und die Reinigung des Siebes der Siebtrommel gleichzeitig im Bereich der oberen Hälfte der Siebtrommel erfolgt. Durch die Sammeleinrichtung im Inneren der Trommel ist der Reinigungskreislauf vom Kreislauf der zu siebenden Suspension getrennt, so daß die Reinigungsflüssigkeit von der zu siebenden sowie von der gesiebten Suspension jederzeit getrennt bleibt. Eine Verdünnung der gereinigten Suspension durch Reinigungsflüssigkeit wird also vermieden.

Die Füllhöhe der zu siebenden Suspension in der Siebtrommel kann wenigstens 10 cm betragen, so daß sich am Siebgewebe des Trommelsiebes keine dünne Suspensionsschicht ausbilden kann, die am Siebgewebe antrocknen könnte. Durch die Drehung der Siebtrommel um ihre zentrale Drehachse kommt die jeweilige Randschicht, d. h. die jeweilige Berührungslinie zwischen der zu siebenden Suspension und dem Siebmantel immer wieder mit nassem, mit Hilfe der Sprüheinrichtung gereinigtem Siebgewebe in Berührung, wodurch ein An- bzw. Austrocknen der besagten Randschicht verhindert wird. Die Sprüheinrichtung zum Reinigen des Siebes kann kontinuierlich oder diskontinuierlich wirksam sein.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Siebeinrichtung bestehen darin, daß die abgesetzten und am Sieb haftenden Schmutzpartikel bzw. Verunreinigungen mit der sich nach oben drehenden Trommel schnell aus der zu siebenden Suspension herausgelangen, so daß sich an der weiter oben erwähnten Berührungslinie zwischen der Suspension und der Siebtrommel keine Schmutzpartikel bzw. Verunreinigungen anreichern können. Infolge dieser Trommelrotation reicht außerdem die Zeit nicht dazu aus, daß sich an der genannten Grenz- bzw. Berührungslinie zwischen der zu siebenden Suspension und der Siebtrommel eine Haut aus angetrockneter Suspension bildet. Die Schmutzpartikel liegen also nur eine kurze Zeitspanne auf dem Sieb und werden mit der rotierenden Trommel schnell ausgetragen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß sich der Durchsatz mit der Betriebsdauer der Siebeinrichtung nicht ändert.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Siebeinrichtung besteht darin, daß die im Siebgewebe steckenden oder an ihm haftenden Schmutzpartikel einfacher und leichter aus dem Siebgewebe heraus getrennt werden als bei bekannten horizontalen oder flach ansteigenden Siebbahnen, weil die Sprühflüssigkeit im Bereich der oberen Hälfte des Trommelmantels von außen gegen diesen gerichtet wird, so daß die an der Innenseite steckenden oder anhaftenden Schmutzpartikel nicht - wie bei bekannten Siebeinrichtungen - in das Siebgewebe hineingedrückt sondern von der Innenseite des Siebgewebes weggespült werden.

Der Siebmantel kann eine kreiszylindrische Gestalt, d. h. eine kreisrunde Umfangskontur besitzen. Desgleichen ist es möglich, daß der Siebmantel eine polygonale Umfangskontur besitzt. Eine Siebeinrichtung mit einer polygonalen Umfangskontur des Siebmantels weist den Vorteil auf, daß der Siebmantel aus einer entsprechenden Anzahl Sieb-Flä­ chenelemente bestehen kann, die an einem Trommelrahmen loslösbar befestigt sein können. Hierdurch ist u. a. die Variabilität der Einsatzmöglichkeit der erfindungsgemäßen Siebeinrichtung entsprechend verbesserbar, weil die Sieb-Flächenelemente dem jeweiligen Einsatzzwecke entsprechend variiert werden können.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn bei der erfindungsgemäßen Siebeinrichtung das Sieb mindestens zweilagig ausgebildet ist, wobei das gröbermaschige Sieb außenseitig und das feinermaschige Sieb innenseitig vorgesehen ist. Das gröbermaschige Sieb dient hierbei nicht nur zur Vorsiebung der Suspension sondern es kann gleichzeitig auch als Siebträger für das innenseitige feinermaschige Sieb dienen.

Der in die Trommel hineinragende Abschnitt des Zufuhrrohres der erfindungsgemäßen Siebeinrichtung ist stirnseitig vorzugsweise abgeschlossen und mit Löchern ausgebildet. Dabei erstreckt sich das Zufuhrrohr vorzugsweise bis zur Mitte der Trommel.

Die mechanische Stabilität der erfindungsgemäßen Siebeinrichtung ist dadurch auf einfache Weise erhöhbar, daß der in der Trommel befindliche Abschnitt des Auslaufrohres mit dem Zufuhrrohr mechanisch verbunden und von diesem strömungstechnisch getrennt ist. Das Zufuhrrohr und das Auslaufrohr, die sich mittig und miteinander axial fluchtend durch die Siebtrommel hindurcherstrecken, können hierbei zusammengeflanscht sein, um sie mechanisch miteinander zu verbinden, wobei die endseitigen Flansche des Zufuhr- und des Auslaufrohres gleichzeitig die fluidische Verbindung zwischen diesen beiden Rohren unterbrechen.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Siebeinrichtung, die insbesondere für klebrige bzw. dickflüssige Suspensionen vorgesehen ist, ist in der Zeichnung schematisch dargestellten und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht der Siebeinrichtung,

Fig. 2 schematisch eine Vorderansicht der Siebeinrichtung, d. h. eine Ansicht in Blickrichtung des Pfeiles II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Ansicht der Siebeinrichtung von oben, d. h. in Blickrichtung des Pfeiles III in Fig. 1 bzw. Fig. 2, und

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Details IV in Fig. 2 zur Verdeutlichung der zweilagigen Ausbildung des Siebes der Siebeinrichtung.

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Ausbildung der Siebeinrichtung 10 mit einem Sieb 12, das am Mantel 14 einer Trommel 16 vorgesehen ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist der Siebmantel 14 des Siebes 12 eine polygonale Umfangskontur auf.

Die Siebtrommel 16 ist an ihren beiden voneinander axial abgewandten Stirnseiten 18 und 20 durch Stirnplatten 22 und 24 abgeschlossen. Von der in den Fig. 1 und 3 auf der linken Seite gezeichneten Stirnplatte 22 steht ein hülsenförmiger Wellenzapfen 26 und von der rechts gezeichneten Stirnplatte 24 steht ein hülsenförmiger Wellenzapfen 28 in entgegengesetzter Richtung weg. Die Wellenzapfen 26 und 28 fluchten axial miteinander und legen die Längsmittelachse 30 der Siebtrommel 16 fest.

Der hülsenförmige Wellenzapfen 26 erstreckt sich durch eine Lagereinrichtung 32 spielfrei drehbar gelagert hindurch. Der hülsenförmige Wellenzapfen 28 erstreckt sich durch eine Lagereinrichtung 34 spielfrei drehbar gelagert. Die Lagereinrichtungen 32 und 34 sind an einer Trommelbasis 36 gelagert, die mittels elastischer Pufferelemente 38 an einer ortsfest vorgesehenen Grundeinrichtung 40 angeordnet sind. Von der Grundeinrichtung 40 ragen Stützen 42 und 44 nach oben. An der Stütze 42 ist ein Zufuhrrohr 46 für die zu siebende Suspension festgelegt. Das Zufuhrrohr 46 erstreckt sich mittig durch die Lagereinrichtung 32 mit ausreichendem Spiel hindurch, es erstreckt sich entlang der Längsmittelachse 30 der Siebtrommel 16 bis zur Mitte 48 der Siebtrommel 16. An seinem in der Mitte 48 der Siebtrommel 16 vorgesehenen Vorderende 50 ist der in die Siebtrommel 16 hineinragende Abschnitt 52 des Zufuhrrohres 46 mit einem Flansch 54 versehen, durch den das besagte Vorderende 50 abgeschlossen ist. Der Abschnitt 52 des Zufuhrrohres 46 im Inneren der Siebtrommel 16 ist mit einer Vielzahl voneinander beabstandeter Löcher ausgebildet, durch welche die zu siebende Suspension durch das Zufuhrrohr 46 in die Siebtrommel 16 eingeleitet wird.

Außerhalb der Siebtrommel 16 ist in deren oberem Halbraum 56, vorzugsweise im Scheitelbereich 58 (sh. Fig. 2) eine Sprüheinrichtung 60 vorgesehen, die zum Reinigen des Siebes 12 der Trommel 16 vorgesehen ist. Die Sprüheinrichtung 60, die eine Anzahl Düsen aufweist, die in mindestens einer Reihe axial voneinander beabstandet in Längsrichtung der Trommel 16 angeordnet sind, ist in den Fig. 1 und 2 nur schematisch durch einen Block verdeutlicht.

Der Sprüheinrichtung 60 gegenüberliegend ist im Inneren 62 der Trommel 16 eine Sammeleinrichtung 64 für aus der Suspension ausgesiebte, am Sieb 12 haftende Schmutzpartikel bzw. Verunreinigungen angeordnet. Die Sammeleinrichtung 64 weist eine Wanne 66 auf, die sich im Inneren 62 der Siebtrommel 16 über die gesamte axiale Länge der Trommel 16 erstreckt. Die Wanne 66 weist einen geneigten Boden 68 auf. An die tiefste Stelle 70 des Bodens 68 ist ein Fallrohr 72 angeschlossen, das Teil eines Auslaufrohres 74 ist. Das Auslaufrohr 74 fluchtet mit dem Zufuhrrohr 46 axial, es ist an seinem zur Mitte 48 der Trommel 16 reichenden Innenende 76 mittels eines Flansches 78 abgeschlossen. Das Zufuhrrohr 46 und das Auslaufrohr 74 sind miteinander mittels der zugehörigen Flansche 54 und 78 mechanisch verbunden. Das Auslaufrohr 74 erstreckt sich mit ausreichendem Spiel durch den hülsenförmigen Wellenzapfen 28 bzw. die Lagereinrichtung 34 hindurch, es ist an der Stütze 44 fixiert und somit wie das Zufuhrrohr 46 über die Stütze 42 mit der Grundeinrichtung 40 starr verbunden.

Unter der Siebtrommel 16 und von dieser beabstandet ist an der Grundeinrichtung 40 eine Auffangwanne 80 für die gesiebte Suspension vorgesehen.

Zum Aussieben von Schmutzpartikeln bzw. Verunreinigungen aus der Suspension wird die Siebtrommel 16 um ihre Längsmittelachse 30 herum in Rotation versetzt. Zu diesem Zwecke ist eine Antriebseinrichtung 82 vorgesehen, die einen Getriebemotor aufweisen kann. Die Antriebseinrichtung 82 ist mittels eines Riementriebes 84 mit dem hülsenförmigen Wellenzapfen 26 und über diesen mit der Siebtrommel 16 drehmomentübertragend verbunden. An der Trommelbasis 36 sind Vibratoren 86 (sh. die Fig. 2 und 3) mittig angeflanscht, mit deren Hilfe die Siebtrommel 16 relativ zur ortsfesten Grundeinrichtung 40 wunschgemäß in Schwingungen veränderbarer Frequenz und/oder Amplitude versetzbar ist.

Fig. 4 verdeutlicht abschnittweise in einem vergrößerten Maßstab schematisch eine zweilagige Ausbildung des Siebes 12, wobei ein gröbermaschiges Sieb 88 an der Außenseite und ein feinermaschiges Sieb 90 an der Innenseite des Siebmantels 14 vorgesehen ist. Das feinermaschige Sieb 90 kann bspw. eine Maschenweite von 52 µm besitzen.

Claims (6)

1. Siebeinrichtung insbes. für klebrige bzw. dickflüssige Suspensionen mit einem Sieb (12), einer unter dem Sieb (12) angeordneten Auffangwanne (80) für die gesiebte Suspension, einer Sprüheinrichtung (60) zum Reinigen des Siebes (12) und einer dem Sieb (12) zugeordneten Sammeleinrichtung (64) für aus der Suspension ausgesiebte Verunreinigungen, wobei das Sieb (12) am Mantel (14) einer mit einer Antriebseinrichtung (82) antreibbaren Trommel (16) vorgesehen ist, deren Stirnseiten (18, 20) abgeschlossen sind, in die Trommel (16) durch die eine Stirnseite (18) zentral ein Zufuhrrohr (46) für die zu siebende Suspension hineinragt, die Sprüheinrichtung (60) außerhalb der Trommel (16) im Bereich der oberen Hälfte (56) des Trommelmantels (14) vorgesehen ist, die Sammeleinrichtung (64) im Inneren (62) der Trommel (16) der Sprüheinrichtung (60), gegenüberliegend vorgesehen und als Wanne (66) ausgebildet ist, die mittels eines Auslaufrohres (74) durch die zweite Stirnseite (20) der Trommel (16) zentral ausmündet, und an den beiden Stirnseiten (18, 20) der Trommel (16) Lagereinrichtungen (32, 34) vorgesehen sind, durch welche sich das Zufuhrrohr (46) und das Auslaufrohr mit Spiel (74) hindurcherstrecken, dadurch gekennzeichnet daß die Trommel (16) mittels der beiden stirnseitigen Lagereinrichtungen (32, 34) an einer Trommelbasis (36) gelagert ist, die mittels elastischer Pufferelemente (38) an einer Grundeinrichtung (40) angeordnet ist und die Trommelantriebseinrichtung (82) an der Grundeinrichtung (40) vorgesehen ist und daß an der Trommelbasis (36) mindestens ein Vibrator (86) angeordnet ist.

2. Siebeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelantriebseinrichtung (82) mittels mindestens eines Riementriebes (84) mit einem Wellenzapfen (26) verbunden ist, der von der einen Stirnseite (18) der Siebtrommel (16) wegsteht und der sich durch die zugehörige Lagereinrichtung (32) drehbar gelagert hindurcherstreckt.

3. Siebeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (12) mindestens zweilagig ausgebildet ist, wobei das gröbermaschige Sieb (88) außenseitig und das feinermaschige Sieb (90) innenseitig vorgesehen ist.

4. Siebeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Trommel (16) hineinragende Abschnitt (52) des Zufuhrrohres (46) stirnseitig abgeschlossen und mit Löchern ausgebildet ist.

5. Siebeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Zufuhrrohr (46) bis zur Mitte (48) der Trommel (16) erstreckt.

6. Siebeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Trommel (16) befindliche Abschnitt des Auslaufrohres (74) mit dem Zufuhrrohr (46) mechanisch verbunden und von diesem strömungstechnisch getrennt ist.