DE29515338U1

DE29515338U1 - Flügel für Sortiervorrichtungen

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Publication number: DE29515338U1
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Original assignee: Fiedler Heinrich GmbH and Co KG
Current assignee: Fiedler Heinrich GmbH and Co KG
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1995-11-23
Anticipated expiration: 2005-09-26
Also published as: EP0764736A3; DE59608825D1; CA2186328C; ATE214114T1; ES2173233T3; CA2186328A1; EP0764736B1; EP0764736A2

Description

I··

Flügel für Sortiervorrichtungen

Beschreibung

Die Erfindung befaßt sich mit einem Flügel sowie einer Anordnung von mehreren Flügeln für Sortiervorrichtungen, die insbesondere für Fasersuspensionen beim Papieraufschluß bestimmt sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf bevorzugte Flügelformen-
Aus EP-A-O 275 921 ist beispielsweise ein Flügel bzw. ein Sortierflügel eines Sortierers mit trommelartigem Grundkörper bekannt. Der Flügel weist im Meridianschnitt einen in Drehrichtung ständig zunehmenden Querschnitt auf und endet in einer steilen Kante, und hieran schließt sich in Drehrichtung ein Fortsatz mit in Drehrichtung abnehmendem Querschnitt mit einer Hohlkehle an. Der Bereich mit zunehmendem Querschnitt bildet im Zusammenwirken mit einer den trommelartigen Grundkörper umgebenden Siebwand eine Saugzone, und der Bereich mit abnehmendem Querschnitt bildet im Zusammenwirken mit der Siebwand eine Druckzone. Die Außenkontur des Flügels umfaßt eine steil abfallende Kante am Übergang zwischen dem Bereich mit zunehmendem Querschnitt und dem Bereich mit abnehmendem Querschnitt. Durch die hierdurch bewirkte plötzliche Richtungsänderung können im Bereich der Druckzone Verunreinigungen durch die Perforationen der Siebwand gepreßt werden, so daß eine verminderte Sortierqualität des Sortierers zu erwarten ist. Durch die Profilierung des Flügels wird die Stoffströmung direkt auf die Perforationen gerichtet, so daß an diesen eine hohe hydraulische Beladung auftritt, welche die Gefahr eines leichten Verlegens des Sortierers mit sich bringt. Bedingt durch die Hohlkehle und die

plötzliche Richtungsänderung werden starke Pulsationen verursacht, die zu Verwirbelungen im Stoffbereich führen, wobei es insbesondere bei zunehmender Stoffdichte zu Faseransammlungen an dem Sortierflügel kommen kann. Hierdurch können sich Betriebsstörungen des Sortierers insbesondere dann ergeben, wenn sich die Siebfläche zusetzt. Durch die scharfe Kante zwischen dem zunehmenden Querschnittsbereich und dem abnehmenden Querschnittsbereich ergibt sich auch ein relativ hoher Strömungswiderstand im Stofflußbereich durch den Flügel, so daß dieser Sortierer mit entsprechend geeigneten, relativ hohen Drehzahlen arbeiten muß, welche beim Betrieb einen relativ hohen Energieverbrauch zur Folge haben.

Aus US-A-4 676 903 ist eine Siebvorrichtung für Faserpulpe bekannt, welche ein rotierendes Element aufweist, welches eine Außenkonturfläche mit Ausnehmungen besitzt. Die Ausnehmungen werden von einer ersten Ebene parallel zur Mantelfläche, einer geneigten Ebene, einer oberen Ebene und einer Seitenebene gebildet. Die Seitenebene ist im wesentlichen senkrecht zur ersten Ebene. Auch hierbei erhält man eine steil abfallende Kante zwischen der Druckzone und der Saugzone bei umlaufendem Rotor. Daher ergeben sich hierbei im wesentlichen dieselben Schwierigkeiten und Nachteile wie bei der EP-A-O 275 921. An den vorstehenden Bereichen können sich durch die steil abfallenden Kanten Faserbündel und -zöpfe bilden, welche zu Betriebsstörungen der Sortiervorrichtung und/oder zu einer Abnahme der Effizienz bei dem Sortiervorgang führen. Ferner wird dort ein Flügel beschrieben, welcher derart ausgebildet ist, daß ein Druckimpuls von der vorlaufenden Fläche des Flügels mit einem Maximum an der engsten Stelle zum Siebkorb erzeugt wird. Nach diesem Stand der Technik soll ein möglichst hoher und lang anhaltender Druckimpuls erzeugt werden. Hierdurch ergeben sich aber Druckpulsationen, welche unerwünscht sind.

Aus der Zeitschrift "Wochenblatt für Papierfabrikation" 17,, 1988, Seiten 733 - 737, läßt sich dem Artikel von D. Egelhof "Der pulsationsarme Vertikalsichter - Grundlagen, Entwicklung,

Ergebnisse" entnehmen, daß man durch Optimierung der Flügelform eine Dämpfung der vom Vertikalsichter ausgehenden Druckschwingungen erzielen kann. Nähere Angaben bezüglich einer derartigen Optimierungsweise sind dort nicht enthalten. Es wird lediglich auf die Anordnung der Flügel am Rotorkörper näher eingegangen, wodurch eine Reduzierung der Druckschwingungen erreicht werden soll.

Aus DE 28 30 386 C2 und WO90/05807 sind Sortiervorrichtungen bekannt, welche einen Rotor haben, der auf seinem Außenumfang mit Reinigungselementen bzw. Sortierelementen besetzt ist. Durch den vorstehenden Einbau derselben können sich auch hierbei Faserbündel und -zöpfe sowie Totzonen und Verspinnungen aufgrund der Störwirkung der Reinigungselemente im Stofflußbereich bilden. Der Ringspalt zwischen der Siebwand und dem Rotorgrundkörper wird durch die vorspringende Höhe der Reinigungselemente bzw. Mitnahmeelemente verengt. Wenn zwischen der höchsten Stelle des Reinigungselements und der Siebx»jandf lache nur ein geringer Abstand vorhanden ist, so kann das zu behandelnde Gut an diesem sehr stark verengten, ringförmigen Spalt eine sehr starke Eindickung erfahren. Dies führt zu Betriebsstörungen der Sortiervorrichtung. Ordnet man hingegen einen derartigen Rotor in einem größeren Abstand zu der Siebwand an, so muß man die Drehzahl des Rotors erhöhen, wodurch der Energieverbrauch der Sortiervorrichtung größer wird.

Es besteht daher ein Bedürfnis nach flügeiförmigen Reinigungselementen für Sortiervorrichtungen, welche ein Freihalten des Siebes von Verunreinigungen, eine Vermeidung von Eindickungseffekten, eine Vermeidung von Pulsationen und eine ausreichende Fluidisierung des zu sortierenden Guts (des Faserstoffes) hauptsächlich bewirkt durch Turbulenzen gestatten.

Die Erfindung zielt darauf ab, dem vorstehend umrissenen Bedürfnis Rechnung zu tragen und insbesondere unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten Flügel für Sortiervorrichtungen bereitzustellen, die insbesondere für Fasersuspen-

sionen beim Papieraufschluß bestimmt sind und welche in unterstützender Weise betriebszuverlässige eine effiziente und qualitativ hochwertige Sortierung bei einer energiesparenden Betriebsweise gestatten.

Hierzu wird nach der Erfindung ein Flügel für Sortiervorrichtung, insbesondere für Fasersuspensionen beim Papieraufschluß, bereitgestellt, welcher eine derartige, einer Siebwand zugewandte Außenkontur hat, daß er im Zusammenwirken mit der Siebwand in Stofflußrichtung einen Saugzonenabschnitt mit zunehmender Flügelbreite und einen Druckzonenabschnitt mit abnehmender Flügelbreite bildet, wobei sich die Gesamtlänge des Flügels aus der Länge des Saugzonenabschnitts und der Länge des Druckzonenabschnitts zusammensetzt. Ein solcher Flügel zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß die siebzugewandte Außenkontur des Flügels einen stetigen Verlauf von zunehmender Flügelbreite und abnehmender Flügelbreite auch am Übergangsbereich hat.

Der Flügel nach der Erfindung hat somit an der siebzugewandten Außenkontur eine Profilierung ohne Kanten, Unterbrechungen oder Hohlkehlen, sondern sowohl der Abschnitt des Flügels mit zunehmender Flügelbreite als auch der Abschnitt des Flügels mit abnehmender Flügelbreite und auch der Übergangsbereich haben einen stetigen Verlauf. Somit ist auch im Bereich des Druckzonenabschnitts durch den stetigen Verlauf ein stetiger Druckanstieg vorhanden, wodurch ein schonender Stofftransport zu den Perforationen der Siebwand erfolgt. Hierdurch wird verhindert, daß Verunreinigungen im Druckzonenabschnitt durch die Perforationen der Siebwand gepreßt werden. Somit erhält man eine verbesserte Sortierqualität. Zugleich erhält man aber auch die nötigen Turbulenzen zur Freihaltung und Reinigung der Perforationen sowie zu einer ausreichenden Fluidisierung des zu sortierenden Guts aufgrund der Flügelbreitenänderung im Saugzonenabschnitt. Andererseits lassen sich aber Pulsationen und hierdurch bedingte Schlagwirkungen aufgrund des stetigen Kurvenverlaufs im Saugzonenabschnitt verhindern, so daß man einen effizienteren Stoffluß zur Steigerung der Effizienz des Sortiervorgangs erhält. Auch

läßt sich durch die Gestalt der Außenkontur des Flügels der Exgenströmungswiderstand desselben im Stofflußbereich herabsetzen, so daß sich nicht nur der Sortiervorgang effizienter durchführen läßt, sondern auch eine energiesparende Arbeitsweise einer mit solchen Flügeln ausgestatteten Sortiervorrichtung erhalten wird, da sich bei gleichen Durchsatzleistungen die Drehzahlen des Rotors herabsetzen lassen und man daher günstigere Stromverbrauchswerte beim Betreiben der Sortiervorrichtung erhält.

Dank des nach der Erfindung ausgelegten Flügels ist die Sortiervorrichtung insbesondere auch geeignet für Sortieraufgaben im Hochkonsistenzbereich, sowie auch für Sortieraufgaben mit noch recht groben Verunreinigungen, da sich die Sortierqualität wesentlich verbessern läßt. Durch die Herabsetzung der Pulsationen aufgrund des durchgehend stetigen Verlaufs der Außenkontur werden Schäden und Störungen bei nachfolgenden Prozeßschritten vermieden, und die Belastung der Siebwände, die von Siebkörben gebildet werden können, läßt sich herabsetzen.

Als besonders zweckmäßig im Hinblick auf die unterschiedlichen Aufgaben von derartigen Flügeln haben sich im Bereich des Druckzonenabschnitts folgende Einflußgrößen bezüglich der Flügelgeometrie erwiesen:

Die Länge Ll des Flügels im Druckzonenabschnitt, welche etwa Ll = 0,1 - 0,45 &khgr; Fl (Gesamtflügellänge), vorzugsweise etwa Ll = 0,3 &khgr; Fl, beträgt;

der Flügel im Druckzonenabschnitt einen Radius R2 hat, welcher etwa R2 = 0,3 - 0,6 &khgr; Fl, vorzugsweise R2 = 0,4 - 0,5 &khgr; Fl beträgt;

das vorauslaufende Ende des Flügels im Saugzonenabschnitt mit einem Radius R3 ausläuft, welcher in der Größenordnung von 3 - 25 mm, vorzugsweise 6 bis 20 mm liegt.

Im Bereich des Saugzonenabschnitts haben sich folgende Einflußgrößen hinsichtlich der Optimierung der Funktionsweise als zweckmäßig und wesentlich erwiesen:

Der Flügel hat im Saugzonenabschnitt einen Radius Rl, welcher etwa Rl = 0,8 - 1,5 &khgr; Fl, vorzugsweise 0,9 - 1,4 &khgr; Fl beträgt;

das nachlaufende Ende des Flügels weist vorzugsweise einen Radius R4 in der Größenordnung von 1 bis 5 mm, vorzugsweise 1,5 bis 3 mm auf.

Als weitere Einflußgrößen sind noch die Gesamtlänge Fl des Flügels, bezogen auf den Siebinnendurchmesser, sowie die größte Flügelbreite Fb zu erwähnen. Die Gesamtlänge Fl, bezogen auf den Siebinnendurchmesser Di, liegt etwa in der Größenordnung von 0,05 bis 0,3 &khgr; Di, vorzugsweise von 0,08 bis 0,2 &khgr; Di. Die größte Flügelbreite Fb beträgt etwa Fb = 0,15 - 0,35 &khgr; Fl, vorzugsweise Fb = 0,2 - 0,27 &khgr; Fl.

Wenn die vorstehend genannten bevorzugten Bereiche der angegebenen Größen bei der Formgebung des Flügels und insbesondere der Gestaltung der siebzugewandten Außenkontur desselben eingehalten werden, lassen sich Druckpulsationen vermeiden, und man erzielt eine Reduzierung der Stromaufnahme, da die Flügelbreite und der vorlaufende Flügelradius im Bereich des Druckzonenabschnitts zu einer möglichst schlanken Gestalt des Flügels führen.

Im Hinblick auf den Eintrittsbereich des Papierstoffs erhält man bei der Einhaltung dieser Werte, daß der Papierstoff schonend zu den Perforationen der Siebwand geführt wird. Da im Bereich der Druckzone ein stetiger Druckanstieg erzeugt wird, läßt sich ein Hindurchpressen von Verunreinigungen verhindern, welche eigentlich abgeschieden werden sollen. Ferner ist dieser Abschnitt auch so bemessen, daß er im Hinblick auf eine Vermeidung von Eindickungseffekten nicht zu lang wird.

Dank der Größenordnung für die Einflußgrößen des Flügels im Saugzonenabschnitt hat dieser eine so ausreichende Länge, daß eine zuverlässige Reinigung der Perforationen der Siebwand gewährleistet wird. Wenn der Saugzonenabschnitt zu kurz ist, reißt die Strömung zu früh ab, und es kommt zu Verwirbelungen, welche die Reinigungswirkung beeinträchtigen.

Insbesondere ergibt sich aufgrund der schonenden Stofführung zu der Nähe der Siebwand ein optimales Zusammenwirken mit der Siebwand, auch wenn diese beispielsweise konturiert ist, so daß ein höherer Durchsatz erreicht wird. Ferner läßt sich die Rotordrehzahl reduzieren, so daß man eine Energieersparnis erzielen kann.

Vorzugsweise beträgt der kleinste Abstand s zwischen der Außenkontur des Flügels und der Siebwand etwa 0,5 bis 10 mm, vorzugsweise 1,5 bis 6 mm. Ein solcher Abstand ist wesentlich kleiner als bei üblichen Auslegungsformen derartiger Sortierer, so daß man qualitativ sehr hochwertige Sortierergebnisse ohne Betriebsstörungen erzielen kann. Ferner läßt sich die Rotordrehzahl herabsetzen, da die Flügel aufgrund des verringerten Abstands sehr effektiv auf den Stofflußbereich im Hinblick auf die Reinigung und die Stofführung einwirken.

Im Hinblick auf die siebabgewandte Seite des Flügels, welche bei einem frei vorstehenden Flügel ebenfalls einen Einfluß auf die Funktionsweise der Sortiervorrichtung hat, kann diese siebabgewandte Seite derart gestaltet werden, daß sie im wesentlichen mit der Gestalt der siebzugewandten Außenkontur nach den voranstehenden Ausführungen übereinstimmt. Man erhält dann eine symmetrische Auslegung des Flügels. Alternativ kann die siebabgewandte Seite des Flügels abweichend von der siebzugewandten Außenkontur ausgebildet sein. Beispielsweise kann die siebabgewandte Seite als ein Geradenabschnitt ausgebildet sein.

Insbesondere ist der Flügel strömungsgünstig profiliert. Hierdurch kann der Eigenströmungswiderstand des Flügels her-

abgesetzt werden, und der Energieverbrauch läßt sich weiter reduzieren. Auch lassen sich hierdurch Störströmungen im Stofflußbereich unterdrücken, um den Stoffluß sowohl auf der Reinigungsseite als auch auf der Stoffzufuhrseite zu begünstigen.

Gegebenenfalls kann der Flügel mehrteilig ausgelegt sein. Ob der Flügel einteilig oder mehrteilig ausgelegt ist, hängt im wesentlichen von der Größe des Flügels sowie dessen Funktion sowie Anordnung beispielsweise an einem Grundkörper ab.

Vorzugsweise können der Abschnitt mit zunehmender Flügelbreite und der Abschnitt mit abnehmender Flügelbreite in Stofflußrichtung oder entgegen derselben weisen. Somit kann man unabhängig von der Relativbewegungsrichtung zwischen Siebwand und Flügel mit dem Flügel nach der Erfindung die jeweils gewünschten Wirkungen auf den Stoffluß erzeugen.

Bezüglich der Anordnung des Flügels oder gegebenenfalls mehrerer Flügel gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So kann der Flügel beispielsweise direkt auf dem Außenumfang eines Grundkörpers, wie eines Rotorgrundkörpers, vorzugsweise eines im wesentlichen zylindrischen oder kegelförmigen Rotorgrundkörpers, befestigt oder einteilig mit dem Grundkörper ausgebildet sein, oder gegebenenfalls mittels eines Tragarms am Grundkörper befestigt sein. Wenn der Flügel auf den Außenumfang des Grundkörpers aufgesetzt und dort befestigt ist, so kann die Befestigung mittels Anschweißen oder Anlöten erfolgen, oder er kann angeschraubt werden. Wenn der oder die Flügel direkt auf dem Außenumfang des Rotorgrundkörpers aufgesetzt und dort befestigt sind, hat man keine vorstehenden Einbauten, so daß sich Totzonen, Verspinnungen, Zopfbildungen oder dergleichen vermeiden lassen. Hierdurch läßt sich die Betriebssicherheit einer Sortiervorrichtung mit den erfindungsgemäßen Flügeln verbessern. Durch die Vermeidung von vorstehenden Einbauten läßt sich auch der Eigenströmungswiderstand der Anordnung im Stofflußbereich herabsetzen, so daß man nicht nur eine effizientere Arbeitsweise

der Sortiervorrichtung, sondern auch einen energiesparenden Betrieb erhält.

Bei der jeweiligen Befestigungsweise des Flügels am Grundkörper können Distanzstücke, wie Beilagebleche oder dergleichen, vorgesehen werden, mittels denen sich der Abstand zwischen dem siebnächsten Punkt der Außenkontur des Flügels und der Siebwand verändern und variieren läßt. Hierdurch kann eine Feinabstimmung auf die jeweilige Sortieraufgabe erfolgen.

Ferner kann der Flügel gegenüber der Erzeugenden des Grundkörpers geneigt angeordnet sein. Hierdurch können Übergangsbereiche zwischen einzelnen Sortierstufen verwirklicht werden.

Zur Verbesserung der Wirkungsweise des Flügels kann dieser gegenüber der Tangente an den Grundkörper unter einem Winkel angestellt sein, welcher bis zu 10°, oder vorzugsweise bis zu 4°, betragen kann.

Ferner wird nach der Erfindung eine Anordnung angegeben, welche mehrere Flügel umfaßt, welche sich dadurch auszeichnet, daß die Flügel in unterschiedlichen Grundkörperaxialebenen in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Hierdurch erhält man eine Flügelanordnung für eine Sortiervorrichtung, mittels welcher eine Abstimmung der Wirkung der Flügel auf die den jeweiligen Sortierebenen zugewiesenen Sortieraufgaben erfolgen kann, ohne daß eine nennenswerte wechselseitige Beeinflussung zu befürchten ist.

Zusammenfassend bezieht sich die Erfindung auf die Gestaltung und Profilierung von Flügeln bei Sortiervorrichtungen für Fasersuspensionen, insbesondere zum Papieraufschluß, welche derart optimiert und gewählt sind, daß man eine strömungsgünstige Profilierung der Außenkontur des oder der Flügel ohne scharfe Kanten erhält. Hierdurch wird der Eigenwiderstand herabgesetzt, und man erzielt eine beträchtliche Energieersparung. Ferner können durch den Abschnitt mit stetig zunehmender Flügelbreite und den Abschnitt mit stetig abnehmender Flügelbreite, wobei

beide Abschnitt ebenfalls stetig ineinander übergehen, einerseits eine Saugzone im Zusammenwirken mit der zugewandten Siebwand gebildet werden, welche zur effektiven Siebreinigung eine ausreichende Saugwirkung bereitstellt, und andererseits eine Druckzone gebildet werden, welche einen schonenden Stoff transport zu den Perforationen der Siebwand ohne plötzlichen Druckanstieg gestattet. Hierdurch läßt sich die Sortierqualität wesentlich verbessern.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Ausschnitt einer Draufsicht auf eine Anordnung umfassend einen Flügel und eine zugeordnete Siebwand bei einer Sortiervorrichtung, und

Fig. 2 einen schematischen Ausschnitt einer Draufsicht auf eine Ausführungsform mit mehreren Flügeln auf dem Außenumfang eines Grundkörpers, insbesondere eines Rotorgrundkörpers·

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

An Hand von Figur 1 werden die wesentlichen Einflußgrößen bei der Gestaltung eines Flügels 5 schematisch unter Zuordnung zu einem Sieb 2 erläutert, welches in seiner Siebwand 2a Perforationen 3 hat. Der Innendurchmesser des Siebs 2 ist ausschnittshaft angedeutet mit Di. Der Flügel 5 ist ohne die Verdeutlichung von näheren Einzelheiten einer Befestigung desselben sowie von weiteren näheren Einzelheiten einer Sortiervorrichtung dargestellt, da ein solcher Flügel 5 bei Sortierern mit unterschiedlichen Wirkprinzipien und unterschiedlichen Rotorbauarten mit im wesentlichen gleichen oder ähnlichen Vorteilen eingesetzt werden kann. Da es ferner nur auf die Relativbewegung zwischen der

Siebwand 2a und der Außenkontur des Flügels 5 ankommt, wird bei den nachstehenden Erläuterungen nur auf die Stofflußrichtung näher eingegangen, welche mit einem Pfeil schematisch dargestellt ist. Die Stofflußrichtung kann natürlich auch entgegen der dargestellten Pfeilrichtung gerichtet sein. Selbst wenn sich in Gegenrichtung der Stofflußrichtung nach Figur 1 geringfügig abweichende Wirkungsweisen ergeben, so trägt dennoch die Gestaltung des Flügels 5 zu den wesentlichen Aufgaben bei, nach denen hierdurch das Sieb 2 von Verunreinigungen freigehalten werden soll, Eindickungseffekte vermieden werden sollen, Pulsationen vermieden sollen und eine ausreichende Fluidisierung des zu sortierenden Gutes aufgrund der Erzeugung von Turbulenzen erreicht werden soll.

Der Flügel 5 hat insgesamt eine Außenkontur 6, welche der Siebwand 2a zugewandt ist, welche einen derartigen Verlauf hat, daß im Zusammenwirken mit der Siebwand 2a in Stofflußrichtung (siehe Pfeil in Figur 1 und 2) ein Saugzonenabschnitt C mit zunehmender Flügelbreite und ein Druckzonenabschnitt D mit abnehmender Flügelbreite gebildet wird. Die Saugzone selbst ist mit P- und die Druckzone mit P+ bezeichnet. Der Flügel 5 hat eine Gesamtflügellänge Fl, Vielehe gleich der Summe der Länge Ll des Saugzonenabschnitts C und der Länge L2 des Druckzonenabschnitts D ist. Die Gesamtflügellänge Fl ist vorzugsweise bezogen auf den Innendurchmesser Di des Siebes 2 derart bemessen, daß Fl = 0,05 bis 0,3 &khgr; Di ist, und vorzugsweise gilt Fl = 0,08 bis 0,2 &khgr; Di. Die Länge Ll des Druckzonenabschnitts D beläuft sich auf 0,1 bis 0,45 &khgr; Fl (Gesamtflügellänge) und vorzugsweise auf 0,3 &khgr; Fl. Die größte Flügelbreite ist mit Fb bezeichnet. Diese wird zwischen der siebabgewandten Seite des Flügels 5 und dem höchsten Punkt auf der Außenkontur 6 des Flügels 5 gemessen. Die größte Flügelbreite Fb liegt beispielsweise in einem Bereich von Fb = 0,15 - 0,35 &khgr; Fl, und insbesondere Fb = 0,2 bis 0,27 &khgr; Fl. Im Druckzonenabschnitt D wird die Außenkontur 6 des Flügels 5 vorzugsweise von einem Kreisabschnitt mit einem Radius R2 gebildet. Der Radius R2 liegt etwa in einem Bereich von R2 = 0,3 - 0,6 &khgr; Fl, und vorzugsweise von R2 = 0,4 bis 0,5 &khgr; Fl. Das

vorauslaufende Ende des Flügels 5 wird vorzugsweise von einem sich hieran unmittelbar anschließenden Kreisabschnitt gebildet oder läuft mit einem Radius R3 aus, welcher in einem Bereich von 3 bis 25 mm, insbesondere von 6 bis 20 mm liegt.

Die Außenkontur 6 des Flügels 5 im Saugzonenabschnitt C wird vorzugsweise von einem Kreisabschnitt gebildet, welcher einen Radius Rl hat. Rl liegt in der Größenordnung von Rl = 0,8 bis 1,5 &khgr; Fl, und insbesondere von Rl = 0,9 bis 1,4 &khgr; Fl. Zu Beginn des Saugzonenabschnitts C, das heißt am nachlaufenden Ende der Außenkontur 6 kann ein Radius R4 vorhanden sein, welcher in einem Bereich von 1 bis 5 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 1,5 bis 3 mm liegen kann.

Der kleinste Abstand zwischen der Siebwand 2a und der Außenkontur 6 ist mit s bezeichnet. Dieser Abstand s kann in einem Bereich von 0,5 bis 10 mm, vorzugsweise von etwa 1,5 bis etwa 6 mm liegen.

Wie schematisch in Figur 1 eingetragen ist, kann in Abweichung von der dargestellten Ausführungsform, bei der die siebabgewandte Seite des Flügels 5 in etwa senkrecht zur nicht näher dargestellten Mittelachse der Sortiervorrichtung angeordnet ist, unter einem Anstellwinkel FW angeordnet sein, welcher in einem Bereich von bis zu 10°, vorzugsweise bis zu 4° liegen kann. Bei dieser schematisch unter dem Anstellwinkel FW angedeuteten Anordnung des Flügels 5 ist dieser gegenüber der Tangente an einen Grundkörper, beispielsweise einen Rotorgrundkörper (siehe Bezugszeichen 1 in Figur 2) dann unter Einschluß des Anstellwinkels FW angestellt.

Der Flügel 5, welcher auch als Hydrofoil bezeichnet wird, ermöglicht ein Zusammenwirken mit Perforationen 3 im Sieb 2 unabhängig von der Profilierung der Perforationen auf die nachstehend näher beschriebene Weise.

Im Bereich der Saugzone P- (Saugzonenabschnitt C in den Figuren) werden Turbulenzen im Bereich der Perforationen 3 zur Freihaltung

und Reinigung sowie zur Stoffzuführung durch die Perforationen 3 erzeugt. Durch die zunehmende Flügelbreite im Saugzonenabschnitt C erfolgt ein schonender Stofftransport zu der in Stof flußrichtung nächstgelegenen Perforation 3. Ausgehend von der Stelle mit der größten Flügelbreite erfolgt dann ein ebenfalls stetiger Druckaufbau in dem Druckzonenabschnitt D, so daß in effizienter Weise in der Druckzone P+ der Stoff durch die Perforationen 3 gefördert wird. Da man insbesondere im Bereich der Druckzone P+ eine stetige Druckerhöhung aufgrund des stetigen Verlaufs der Außenkontur 6 des Flügels 5 bis zum kleinsten Abstand s erhält, läßt sich die Sortierqualität verbessern, da beispielsweise verhindert wird, daß Verunreinigungen durch einen plötzlichen Druckanstieg durch die Perforationen 3 gepreßt werden. Durch die effizientere Wirkungsweise, erzielt durch die Profilierung des Flügels 5 gemäß der vorstehend beschriebenen Art und der strömungsgünstigen Profilierung der Außenkontur 6, läßt sich der Energieverbrauch der zugeordneten Sortiervorrichtung herabsetzen. Aufgrund der strömungsgünstigen Profilierung des Flügels 5 läßt sich auch der Eigenwiderstand desselben herabsetzen, und es lassen sich Totzonen, Verspinnungen, Zopfbildungen und dergleichen vermeiden, welche entweder eine Herabsetzung des Wirkungsgrandes der Sortiervorrichtung mit sich bringen oder sogar zu Betriebsstörungen führen können und sich die Perforationen 3 zusetzen können. Da der Saugzonenabschnitt C und der Druckzonenabschnitt D ohne Unterbrechung mit einem stetigen Übergang ineinander übergehen, lassen sich Pulsationen reduzieren, welche bisher dazu geführt haben, daß das Sieb 2 starken Belastungen, insbesondere wechselnden Belastungen, ausgesetzt war. Somit gestattet der Flügel 5 die Durchführung eines effizienten Sortiervorgangs mit qualitativ hochwertigen Ergebnissen sowie eine energiesparende, betriebszuverlässige Arbeitsweise einer zugeordneten Sortiervorrichtung.

In Figur 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Sortiervorrichtung schematisch und beispielhaft gezeigt. Bei diesem Beispiel hat die Sortiervorrichtung einen Rotor mit einem Rotorgrundkörper 1, welcher sich beispielsweise entsprechend der

Stofflußrichtung (siehe Pfeil) in Figur 2 in Uhrzeigerrichtung dreht. Der Rotorgrundkörper 1 kann im wesentlichen zylindrisch oder konisch bzw. kegelstumpfförmig ausgebildet sein. Der Rotorgrundkörper 1 ist von dem Sieb 2 umgeben, welches die Siebwand 2a bildet, welche Perforationen 3, wie Öffnungen, Schlitze oder dergleichen, hat. Obgleich nicht näher dargestellt ist, kann die Profilgeometrie der Perforationen 3 beispielsweise in der Weise gewählt werden, die in US-A-5,073,254 gezeigt ist. Die dort gezeigten Sieböffnungen münden in nutenförmige Rillen, die sich im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung einer Fasersuspension erstrecken. Die Rillen sind bogenförmig gekrümmt und weisen eine stromabwärtsliegende Flanke mit stärkerer Krümmung sowie eine stromaufwärtsliegende Flanke mit schwächerer Krümmung auf, wobei die Flanken stoßfrei durch einen Kreisbogen miteinander verbunden sein können. Auf einem Außenumfang 4 des Rotorgrundkörpers 1 sind beim dargestellten Beispiel mehrere, in Umfangsrichtung beabstandete Flügel 5 aufgesetzt und, wie dort dargestellt, beispielsweise mittels Anschweißen oder Anlöten mit dem Rotorgrundkörper 1 fest verbunden.

In Abweichung von der dargestellten Verbindung von Flügel 5 und Grundkörper 1 kann auch eine Schraubverbindung gewählt werden, oder es können gegebenenfalls die Flügel 5 mittels Tragarmen am Grundkörper 1 befestigt sein. Gegebenenfalls können Distanzstücke, wie Beilagenbleche oder dergleichen, zusätzlich zur Befestigung des Flügels 5 am Rotorgrundkörper 1 eingesetzt werden, um gegebenenfalls den kleinsten Abstand s zwischen der Siebwand 2a und der Außenkontur 6 des Flügels 5 zu variieren und auf die voranstehend genannten Größenbereiche einzustellen.

Obgleich nicht dargestellt ist, kann der Grundkörper 1 mit den daran befestigten Flügeln 5 bei der Sortiervorrichtung feststehen, und das Sieb 2 kann sich um die gemeinsame Mittelachse der Anordnung aus Sieb 2 und Grundkörper 1 drehen.

Ferner können die Flügel 5 auf unterschiedlichen Axialebenen des Grundkörpers 1 angeordnet werden. Jeder Flügel 5 kann beispiels-

weise gegenüber der Erzeugenden des Grundkörpers 1 geneigt angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Flügel 5 in unterschiedlichen Axialebenen des Grundkörpers 1 relativ zueinander versetzt angeordnet.

Ferner erhält man eine gleiche oder ähnliche Wirkungsweise und auch gleiche oder ähnliche Vorteile, wenn entweder die Drehrichtung des Rotorgrundkörpers 1 gegenüber der in Figur 2 verdeutlichten umgekehrt wird, oder wenn man bei der Relativbewegung zwischen den Flügeln 5 und dem Sieb 2 eine Stoff lußrichtung erhält, welche entgegengesetzt zu der mit dem Pfeil dargestellten gerichtet ist.

Natürlich ist die Profilierung des Flügels 5 nicht auf die an Hand der dargestellten bevorzugten Ausführungsformen erläuterten Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims

Flügel für Sortiervorrichtungen Ansprüche

1. Flügel für Sortiervorrichtungen, insbesondere für Fasersuspensionen beim Papieraufschluß, welcher eine derartige, einer Siebwand zugewandte Außenkontur hat, daß er im Zusammenwirken mit der Siebwand in Stofflußrichtung einen Saugzonenabschnitt (C) mit zunehmender Flügelbreite, und einen Druckzonenabschnitt (D) mit abnehmender Flügelbreite bildet, wobei sich die Gesamtlänge (Fl) des Flügels (5) aus der Länge des Saugzonenabschnitts (C) und der Länge (Ll) des Druckzonenabschnitts (D) zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die siebzugewandte Außenkontur (6) des Flügels (5) einen stetigen Verlauf von zunehmender Flügelbreite und abnehmender Flügelbreite auch am Übergangsbereich hat.

2. Flügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (Ll) des Flügels (5) im Druckzonenabschnitt (D) etwa Ll = 0,1 bis 0,45 &kgr; Fl (Gesamtflügellänge), vorzugsweise etwa Ll = 0,3 &khgr; Fl, beträgt.

3. Flügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (5) im Druckzonenabschnitt (D) einen Radius (R2) mit etwa R2 = 0,3 bis 0,6 &khgr; Fl, vorzugsweise R2 = 0,4 bis 0,5 &khgr; Fl, hat.

4. Flügel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (5) im Saugzonenabschnitt (C)

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einen Radius (Rl) mit etwa Rl= 0,8 bis 1,5 &khgr; Fl, vorzugsweise Rl = 0,9 bis 1,4 &khgr; Fl, hat.

5. Flügel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge (Fl) des Flügels (5) bezogen auf den Siebinnendurchmesser (Di) etwa in der Größenordnung von Fl = 0,05 bis 0,3 &khgr; Di, vorzugsweise Fl = 0,08 bis 0,2 &khgr; Di, liegt.

6. Flügel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Flügelbreite (Fb) etwa Fb = 0,15 bis 0,35 &khgr; Fl, vorzugsweise Fb = 0,2 bis 0,27 &khgr; Fl, beträgt.

7. Flügel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des Flügels (5) mit abnehmender Flügelbreite mit einem Radius (R3) in der Größenordnung von 3 bis 25 mm, vorzugsweise von 6 bis 20 mm, ausläuft.

8. Flügel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des Flügels (5) mit zunehmender Flügelbreite mit einem Radius (R4) in der Größenordnung von 1 bis 5 mm, vorzugsweise von 1,5 bis 3 mm, beginnt.

9. Flügel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Abstand (s) zwischen der Außenkontur (6) des Flügels (5) und der Siebwand (2a) etwa 0,5 bis 10 mm, vorzugsweise 1,5 bis 6 mm, beträgt.

10. Flügel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die siebabgewandte Seite des Flügels (5) im wesentlichen mit der Gestalt der siebzugewandten Außenkontur (6) übereinstimmt.

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11. Flügel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die siebabgewandte Seite des Flügels (5) abweichend von der siebzugewandten Außenkontur (6) ausgebildet ist.

12. Flügel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er strömungsgünstig profiliert ist.

13. Flügel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrteilig ausgelegt ist.

14. Flügel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (C) mit zunehmender Flügelbreite und der Abschnitt (D) mit abnehmender Flügelbreite in Stofflußrichtung oder entgegen derselben weisen.

15. Flügel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er auf einem Außenumfang (4) eines Grundkörpers ( 1) befestigt oder einteilig mit dem Grundkörper (1) ausgebildet ist.

16. Flügel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) ein Rotorgrundkörper, vorzugsweise ein im wesentlichen zylindrischer oder kegelförmiger Rotorgrundkörper, ist.

17. Flügel nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß er gegenüber der Erzeugenden des Grundkörpers (1) geneigt ist.

18. Flügel nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß er gegenüber der Tangente an den Grundkörper (1) unter einem Winkel (FW) von bis zu 10°, vorzugsweise bis zu 4°, angestellt ist.

19. Flügel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er direkt auf den Außenumfang (4) des Grundkörpers (1) aufgesetzt und befestigt ist.

20. Flügel nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß er

angeschweißt oder angelötet ist.

21. Flügel nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß er am Grundkörper (1) mittels eines Tragarms befestigt ist.

22. Flügel nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß er am Grundkörper (1) oder vermittels des Tragarms angeschraubt ist.

23. Flügel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur

Veränderung des kleinsten Abstandes (s) zwischen der Außenkontur (6) des Flügels (5) und der Siebwand (2a) Distanzstücke, wie Beilagebleche oder dergleichen, vorgesehen sind.

24. Anordnung, umfassend mehrere Flügel, nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel ( 5 ) in unterschiedlichen Grundkörperaxialebenen in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.