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Beschreibung
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Sortierer für Fasersuspensionen Die Erfindung betrifft einen Sortierer
für Fasersuspensionen mit einem hohlzylindrischen Sieb, in dessen Wandung Schlitze
vorgesehen sind, welche über gegenüber den Schlitzen erweiterte äußere und innere
Ausnehmungen in den das Sieb umgebenden Außen-bzw. den vom Sieb umschlossenen Innenraum
münden.
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Bei /derartigenSortierern,bei denen es sich insbesondere um sogenannte
Drucksortierer mit geschlossenem Gehäuse handelt, denen-die zu behandelnde Fasersuspension
unter Druck zugeführt wird, bestehen die Siebe, auch Siebkörbe genannt, aus einem
zum Hohlzylinder geschlossenen Blech, in dessen Wandung Schlitze eingefräst wurden.
Bei den bekannten Sortierern verlaufen die Schlitze in Umfangsrichtung oder Achsrichtung
des hohlzylindrischen Siebs, so daß die Längsachsen der Schlitze - in der Draufsicht
auf das Sieb - in Umfangsrichtung des hohlzylindrischen Siebs verlaufen, soweit
sie mit dieser Richtung nicht einen rechten Winkel bilden. Müssen nun in Sortierern
Siebe mit sehr feinen Schlitzen (z.B. 0,2 bis 0,5 mm Schlitzbreite) verwendet werden,
so erfordert die Verarbeitung einer bestimmten Suspensionsmenge pro Zeiteinheit
einen verhältnismäßig großen Drucksortierer, weshalb man bestrebt war, möglichst
viele Schlitze pro Flächeneinheit des Siebmantels in diesem unterzubringen, d.h.
eine möglichst feine Schlitzteilung zu verwenden. Letzteres wirkt sich jedoch nachteilig
auf die Stabilität des Siebes aus, so daß Dauerbrüche des Siebs die Folge sein können.
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Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang noch, daß es schon
bekannt
ist, bei geschlitzten Sieben für jeden Schlitz auf der Siebaußen- und -innenseite
eine sich zum Schlitz hin verjüngende Ausnehmung vorzusehen, um die Gefahr zu verringern,
daß sich die Schlitze durch Schmutz oder Faseransammlungen zusetzen. Sortierer der
eingangs erwähnten Art sind also bekannt.
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Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, einen Sortierer, insbesondere
einen Drucksortierer, zu schaffen, dessen Siebkorb pro Flächeneinheit eine größere
Anzahl von Schlitzen und eine größere freie Durchgangsfläche (Summe der Schlitzquerschnitte)
als die Siebe bekannter Sortierer aufweist und dennoch eine so große Stabilität
besitzt, daß Dauerbrüche nicht zu befürchten sind. Ausgehend von einem Sortierer
der eingangs erwähnten Art wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen,
das Sieb so auszubilden, daß sich einander benachbarte äußere und innere Ausnehmungen
in radialer Richtung überlappen und daß die Schlitze im Uberlappungsbereich angeordnet
sind. Während bei den bekannten Siebkörben lediglich deren Umfangsfläche für die
Unterbringung der Schlitze zur Verfügung stand, wird bei dem erfindungsgemäßen Sieb
durch die Ausnehmungen eine große "innere" Oberfläche des Siebs geschaffen, in die
die Schlitze hineinverlegt werden können. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß
sich ein erfindungsgemäßes Sieb mit der 5 bis 10-fachen Zahl feiner Schlitze versehen
läßt als ein herkömmlicher Siebkorb gleicher Außenabmessungen.
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Die Längsachsen der Schlitze können sich in radialer Richtung erstrecken,
gegenüber dieser geneigt sein aber dennoch in einer Durchmesserebene liegen, sie
können aber auch schräg zu einer solchen Durchmesserebene verlaufen und dann - in
Achsrichtung des Siebs gesehen - mit der Umfangsrichtung einen Winkel bilden, um
dem Umstand Rechnung zu tragen, daß die zu behandelnde Fasersuspension infolge im
Sortierer umlaufender Rvühr- oder Reinigungsflügel kreisbogen- oder schraubenlinienförmig
der Außen-oder
Innenfläche des Siebs entlang strömt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Siebs
für einen Sortierer ist die Größe der äußeren und/oder inneren Ausnehmungen so bemessen,
daß diese Öffnungen zur Grobsortierung bilden. Diese Ausneiunungen halten also zunächst
groben Schmutz und verhältnismaßig große Faserzusammenballungen ab, während durch
die Schlitze dann feinsortiert wird.
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Die Ausnehmungen könnten in die Außen- bzw. Innenwand des Siebs eingefräßte
Ringnuten sein. Im Hinblick auf die Stabilität des Siebs und die erwünschte Grobsortierung
durch die Ausnehmungen empfiehlt es sich jedoch, die inneren und/oder äußeren Ausnehmungen
als zu den Schlitzen führende Kanäle auszubilden, die sich vorzugsweise in Richtung
auf die Schlitze verjüngen.
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Auch bezüglich der Ausrichtung dieser Kanäle wird vorteilhafterweise
die Strömungsrichtung der zu sortierenden Fasersuspension berücksichtigt, weshalb
empfohlen wird, die Kanäle so auszubilden, daß sie - in Achsrichtung / Siebs gesehen
- mit der radialen Richtung einen Winkel einschließen, der vorzugweise zwischen
ungefähr 300 und 450 liegt.
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Das Sieb läßt sich relativ einfach und besonders stabil dann herstellen,
wenn es aus in Achsrichtung des Siebs aufeinandergeschichteten Ringscheiben besteht,
die auf mindestens einer Seite wenigstens eine Aussparung zur Bildung der Ausnehmungen
aufweisen. Diese Ringscheiben können miteinander verschweißt werden, einfacher ist
es jedoch, wenn sie in Achsrichtung des Siebs gegeneinander verspannt werden, vorzugsweise
zwischen einem oberen und einem unteren Abschlußring, die durch mehrere Zuganker
gegeneinander gezogen werden. In den die Aussparungen aufweisenden Ringscheiben
können auch die Schlitze angeordnet werden; die möglichst genau herzustellenden
Schlitze lassen sich jedoch dann leichter fertigen, wenn zwischen den mit den Aussparungen
versehenen ersten Ringscheiben zweite, mit den
Schlitzen versehene
Ringscheiben angeordnet sind, da sich dann die letzteren aus Flachmaterial, insbesondere
aus nichtrostendem Stahlblech herstellen lassen, in die die Schlitze mit großer
Präzision eingebracht werden können, während die mit den Aussparungen versehenen
ersten Ring scheiben als billige Spritzgußteile, insbesondere als Kunststoff-Spritzgußteile,
ausgebildet werden können,was eine besonders billige Herstellung erlaubt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sortierers
sind sowohl auf der Außen- als auch auf der Innenseite des Siebs umlaufende Rühr-
oder Reinigungsflügel zur Reinigung der Ausnehmungen und Schlitze vorgesehen, wobei
zweckmäßigerweise die der einen Siebseite zugeordneten flührflügel gegenüber den
auf der anderen Siebseite befindlichen Rührflügeln winkelmäßig versetzt sind, so
daß sich die von den einzelnen Rührflügeln ausgehenden Druckstöße ungestört ausbilden
können.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn sowohl die auf der Einströmseite
als auch die auf der Ausströmseite des Siebs umlaufenden RUhrflUgel gegenüber ihrer
Umlaufrichtung in derselben Richtung angestellt, d.h. geneigt, sind wie die Resultierende
aus Umlaufrichtung und Durchströmungsrichtung des Siebs, dern auf diese Weise reinigen
die an der Einströmseite vorbeilaufenden Flügel die der Orobsortierung dienenden
Ausnehmungen, während die auf der Ausströmseite umlaufenden Rührflügel mit den von
ihnen erzeugten Rückspülimpulsen für eine Reinigung der feinen Schlitze des Siebs
sorgen.
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Weitere fler)cmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindungen ergeben
sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung
und der ebenfalls beigefügten zeichnerischen Darstellung einiger bevorzugter Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen Drucksortierers bzw. des in ihm verwendeten erfindungsgemäßen
Siebs; es zeigen:
Figur 1 einen Axialschnitt durch einen Drucksortierer
mit einer ersten Ausführungsform des Siebs; Figur 2 einen Schnitt nach der Linie
2-2 in Figur 1, wobei jedoch der Einfachheit halber nur das Gehäuseoberteil des
Drucksortierers, dessen Siebkorb, die dem Siebkorb zugeordneten Reinigungsflügel
sowie die Rotorachse dargestellt worden sind; Figur 3 den in Figur 1 mit "A" gekennzeichneten
Ausschnitt aus dem Siebkorb in größerem Maßstab; Figur 4 eine Außenansicht eines
Teils des Siebkorbs gemäß Pfeil B in Figur 3; Figur 5 eine der Figur 4 entsprechende
Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform des Siebkorbs; Figur 6 einen Schnitt
nach der Linie 6-6 in Figur 2, wobei jedoch nur eine einzige, zudem abgewandelte
Ringscheibe dargestellt wurde; Figur 7 einen Schnitt durch diese Ringscheibe nach
der Linie 7-7 in Fig. 6; Figur 8 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung eines
weiteren Austührungsbeispiels des Siebkorbs; Figur 9 einen Ausschnitt aus einem
Schnitt nach der Linie 9-9 in Fig.8;
Figur 10 einen Schnitt durch
eine weitere Ausführungsform eines Siebkorbs1 und Figur 11 einen Schnitt durch diesen
Siebkorb gemaß der Linie 1C-10 in Figur 9, wobei jedoch wiederum nur eine einzige
Ringscheibe dargestellt wurde.
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Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Drucksichter besitzt ein Gehäuse,
welches aus einem Gehäuse unterteil 10, einem darauf ruhenden Gehäuseoberteil 12
und einem Deckel 14 besteht. Der Gehäuseoberteil 12 besitzt einen Einlaßstutzen
16 für die zu behandelnde Fasersuspension, während am Gehäuseunterteil ein Auslaßstutzen
18 für den sogenannten Gutstoff vorgesehen ist; außerdem bildet der Gehäuseunterteil
eine sogenannte Spuckstoffrinne 20, die in einen Auslaßstutzen 22 für den Spuckstoff
mündet. Schließlich trägt der Gehäuseunterteil einen Lagerkörper 26 für eine drehbar
gelagerte Rotorachse 28, mit der eine Antriebsscheibe 30 sowie eine Tragscheibe
32 fest verbunden sind. Die letztere übergreift einen feststehenden und auf dem
Gehäuseunterteil ruhenden, hohlzylindrischen Siebkorb 36 und trägt äußere und innere
Flügel 38 bzw. 40, die in Richtung des in Figur 2 gezeigten Pfeils auf der Außen-
bzw. Innenseite des Siebkorbs 36 in geringem Abstand von dessen Außen- bzw.
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Innenwandfläche umlaufen.
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Die später noch zu beschreibenden Öffnungen des Siebkorbs 36 befinden
sich zwischen einem oberen und einem unteren Abschlußring 36a bzw. 36b; mit dem
letzteren ruht der Siebkorb auf dem Gehäuseunterteil 10, und zwischen dem oberen
Abschlußring 36a und der Tragscheibe 32 des Rotors befindet sich eine nicht dargestellte
Dichtung, z.B. eine bekannte, labyrinthartige und ringförmig ausgebildete Spaltdichtung.
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Die zu sichtende Fasersuspension strömt durch den Einlaßstutzen
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in den Drucksichter ein und gelangt zunächst in einen äußeren Ringraum 50. Von dort
strömt ein Teil der Suspension, der die brauchbaren Fasern enthält, in Pfeilrichtung
durch die öffnungen des Siebkorbs 36 hindurch in einen inneren Ringraum 52 und verläßt
den Drucksichter schließlich durch den Gutstoff-Auslaßstutzen 18, während der Schmutz
und sogenannte Stippen, d.h. Faserzusammenballungen, enthaltende Teil der Suspension
über die Spuckstoffrinne 20 und den Spuckstoff-Auslaßstutzen 22 den Drucksichter
verläßt.
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bei dem von außen nach innen durchströmten Siebkorb 3E Wie der Figur
2 entnciien werden kann, sinsowohl die äußeren als auch die inneren Flügel 38 bzw.
40 negativ angestellt, was zur Folge hat, daß auf der Rückseite der äußeren Reinigungsflügel
38 ein Unterdruck entsteht, während sich zwischen den inneren Flügeln 40 und dem
Siebkorb ein Uberdruck ausbildet. Dadurch werden die Siebkorböffnungen besonders
wirksam freigehalten.
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Außerdem empfiehlt es sich auch, die äußeren Flügel 38 gegenüber den
inneren Flügeln 40 drehwinkelmäßig zu versetzen, damit sich die Unterdruck- bzw.
Uberdruckzonen ungestört ausbilden können.
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Im folgenden soll nun der erfindungsgemäße Aufbau des Siebkorbs näher
erläutert werden.
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Der in Figur 3 gezeigte Siebkorb ist zwischen dem dargestellten oberen
Abschlußring 3 6a und dem unteren, in Figur 3 nicht gezeigten Abschlußring 36b aus
aufeinandergeschichteten Ringscheiben zusammengesetzt, und zwar aus zwei Arten von
Ringscheiben 60a und 60b, und das ganze Paket wird von mehreren Zugankern 70 zusammengehalten,
die die Abschlußringe gegeneinander ziehen. Die Ringscheiben 60a besitzen oben kanalartige,
sich nach innen öffnende und im Abstand vom Außenradius, d.h. von der äußeren Umfangsfläche
36' des Siebkorbs 36, endende Aussparungen
62a, die sich in Richtung
auf die zentrale Achse des Siebkorbs erweitern, während auf der Unterseite entsprechende
Aussparungen 64a vorgesehen sind, die sich nach außen öffnen und im Abstand vom
Innenradius, d.h. von der inneren Umfangsfläche 36'' des Siebkorbs, enden. Zwischen
den sich in radialer Richtung überlappenden Aussparungen 62a und 64a bleiben Wandbereiche
66a stehen, in denen sich bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel jeweils ein Schlitz
68a befinden soll, welcher in einer Durchmesserebene liegt und mit der radialen
Richtung einen Winkel (X) bildet.
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Die Ringscheiben 60b sind spiegelbildlich zu den Ringscheiben 60a
ausgebildet und besitzen Aussparungen 62b und 64b sowie jeweils einen Schlitz 68b
in jedem der zwischen den Aussparungen stehenbleibenden Wandbereich 66b. Jedes der
Paare einander zugekehrter Aussparungen 62a, 62b und 64a, 64b bildet also einen
Ablauf- bzw. Zulaufkanal zu zwei Schlitzen 68a bzw. 68b - ausgenommen im Falle der
demAbschlußring 36a bzw.36b zugekehrten Aussparungen - und diese Kanäle verjüngen
sich in Richtung auf die Schlitze.
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Die Figur 4 zeigt eine erste Ausführungsform dieser Kanäle, die mit
72 bezeichnet wurden und rechteckige Querschnitte besitzen, während bei der Ausführungsform
gemäß Figur 5 die Kanäle 72' kreisförmige Querschnitte aufweisen, d.h. die die Kanäle
bildenden Aussparungen besitzen halbkreisförmige Querschnitte.
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Die Figuv 6 4W tn Schnitte durch eine abgewandelte Ausführungsform
einer Ringscheibe, die der Ringscheibe 60a der Ausführungsform nach Figur 3 entspricht
und sich lediglich dadurch von dieser unterscheidet, daß der zwischen den Aussparungen
stehengebliebene Wandbereich parallel zu den oberen und unteren Begrenzungsflächen
der Ringscheibe verläuft, so daß sich die
Aussparungen nicht verjüngen.
Es wurden deshalb für Figur 6 dieselben Bezugszeichen wie in Figur 3 verwendet,
jedoch unter llinzufügung eines Strichs.
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Die Figur 8 zeigt eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung einer
weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Siebkorbs,welcher in Fig.9 teilweise
im Schnitt dargestellt ist und sich aus einem oberen Abschlußring 136a, abwechselnd
aufeinanderfolgenden Ringscheiben 160a und 160b, zwischen diese Ringscheiben eingefügten
Ringscheiben 160c und mehreren Zugankern 170, zusammensetzt, die den oberen Abschlußring
136a und den nicht gezeigten unteren Abschlußring gegeneinander ziehen. Die Ringscheiben
16oaund 160b unterscheiden sich von den Ringscheiben 60a und 60b im wesentlichen
dadurch, daß sie gleichgerichtete Aussparungen 162a, 164a bzw. 162b, 164b besitzen,
die sich jedoch ebenfalls in Richtung auf die in den Ringscheiben 160c enthaltenen
Schlitze 168c verjüngen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel soll wieder jedem der
von den Aussparungen gebildeten Kanäle ein Schlitz zugeordnet sein, obwohl auch
jeder Kanal zu mehreren, insbesondere zwei Schlitzen führen könnte.
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Eine besonders kostengünstige Fertigung ergibt sich dann, wenn man
die Ringscheiben 160a und 160b als Spritzgußteile ausbildet und die Ringscheiben
160c aus rostfreiem Stahlblech fertigt, was deshalb möglich ist, weil man bei dieser
Ausführungsform die exakt herzustellenden Schlitze von den die Aussparungen aufweisenden
Ringscheiben getrennt hat.
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Die Figuren 10 und 11 zeigen schließlich eine Ausführungsform mit
auch in der Draufsicht gegenüber der radialen Richtung um einen Winkel ~ geneigten
Kanälen 280 zwischen Ringscheiben, von denen lediglich eine den Ringscheiben 60a
gemäß Fig. 3 entsprechende Ringscheibe 260a mit Aussparungen 262a und 264a sowie
Schlitzen 268a in Fig. 11 im Schnitt dargestellt worden ist. Auch bei dieser Ausführungsform
sollen die Ringscheiben wieder durch in Fig. 10 angedeutete Zuganker 270 zusammengehalten
werden.
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Wenn dann bei einem von außen nach innen durchströmten Sieb die Rühr-
oder Reinigungsflügel in Richtung des in Fig. 10 gezeigten Pfeils umlaufen, wird
die Wirkung der Rückspülimpulse, die die auf der Ausströmseite des Siebs umlaufenden
Plügel hervorrufen, erhöht, während die auf der Einströmseite des Siebs umlaufenden
Flügel eine Strömungskomponente in Richtung der Neigung der Kanäle 280 verursachen,
die den Vorteil mit sich bringt, daß ein Hineinschwemmen grober Fasern und von Schmutz
in die Kanäle erschwert und dadurch das Sortierergebnis verbessert wird.
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Natürlich läßt sich die Erfindung auch auf von innen nach außen durchströmte
Siebe bzw. Siebkörbe anwenden. Dies wäre z.B. dann der Fall, wenn bei dem in den
Figuren 1 und 2 dargestellten Drucksichter anstelle einer Tragscheibe 32 lediglich
ein von Armen getragener Ring für die Flügel 38 und 40 verwendet würde, so daß die
zu verarbeitende Suspension zwischen den Armen hindurch in das Innere des Siebkorbs
einströmen kann; gleichzeitig wäre eine ringförmige Trennwand einzusetzen, die von
der Wand des Gehäuseoberteils 12 unterhalb des Einlaßstutzens 16 bis zu dem die
Flügel 38 und 40 tragenden Ring verläuft und an diesen z.B. über eine bekannte Spaltdichtung
anschließt. Natürlich würden dann auch die Flügel 38 und 40 gerade umgekehrt angestellt
sein wie in Figur 2 dargestellt.
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Die erfindungsgemäßen Siebkörbe besitzen eine größere Wand dicke (insbesondere
ca. 40 mm) als die bekannten Konstruktionen und übertreffen deren Stabilität dank
der Verlagerung der Schlitze in das Innere der Siebkorbwandung um ein Vielfaches.
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Außerdem besitzt ein erfindungsgemäß ausgebildeter Siebkorb bei gleichen
Außenabmessungen eine wesentlich größere freie Durchgangafläche als die Siebkörbe
bekannter Bauart, wie folgende Beispiele zeigen sollen:
Ein bekannter
Siebkorb mit einem Durchmesser von 420 mm und einer öhe von gleichfalls 420 mm sowie
den erforderlichen drei Verstärkungsringen, welche entsprechende schlitzlose Ringbereiche
mit sich bringen, hat bei einer Schlitzbreite von 0,3 mm 2 und einer Teilung von
1,8 mm 0,056 m2 freie Durchgangsfläche.
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Ein erfindungsgemäßer Siebkorb mit 420 mm Außendurchmesser, 340 mm
Innendurchmesser und einer Höhe von 420 mm, einer Höhenteilung von 4 mm und einer
Umfangsteilung von 3 mm hat eine freie Durchgangsfläche von 0,36 m2, d.h. das ca.
6,5-fache der freien Durchgangsfläche des bekannten Siebkorbs mit gleichen Außenabmessungen.