DE3925020C2

DE3925020C2 -

Info

Publication number: DE3925020C2
Application number: DE3925020A
Authority: DE
Inventors: Peter 7907 Langenau De Schweiss; Reimund 7920 Heidenheim De Rienecker
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1991-06-27
Also published as: CA2022164C; BR9003471A; ES2057267T3; CA2022164A1; JPH0364591A; EP0410102A3; US5045183A; FI903781A0; FI93318C; KR910002522A; EP0410102A2; EP0410102B1; ATE109530T1; FI93318B; DE3925020A1; DK0410102T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Sortierer entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Sortierer ist bekannt aus der SE-PS 62 325. Bei diesem Sortierer hat man sich zum Ziel gesetzt, durch eine im Querschnitt sehr eckig ausgebildete Rotorform starke Pulsationen in der zu sortierenden Suspension zu erzeugen. Die Rotorkontur besteht daher überwiegend aus ebenen Flächen, d. h. im Querschnitt im wesentlichen geraden Linien, die die Rotorkontur ausmachen. Es ergeben sich dadurch Polygone, deren Ecken mit einem gewissen, relativ kleinen Abrundungsradius gebildet sind. Die Pulsationen werden aufgrund der durch die starken Winkel zwischen den geraden Linien der Rotorkontur erzeugten, großen Schwankungen des Zwischenraumes zwischen der Rotorkontur und dem den Rotor umgebenden Siebkorb hervorgerufen.

Sortierer mit solchen Siebkörben haben im wesentlichen die Aufgabe, störende Bestandteile von Fasersuspensionen, wie z. B. leichte, aufschwimmende Verunreinigungen, wie Kunststoff-Folien u. ä., schwere Bestandteile, wie Sand, Glassplitter, Holzstücke und Eisenteile im wesentlichen kleiner Art, wie Büroklammern, Drahtstücke u. ä., zu entfernen. Dies erfolgt dadurch, daß durch eine geeignete Bemessung der Sieblochung bzw. der Schlitzweite des Siebes bzw. Siebkorbes möglichst nur die guten Fasern oder auch Faserbündel in einen Gutstoffraum gelangen.

Für einen guten Sortierwirkungsgrad sind folgende Bedingungen dabei noch zu erfüllen:

1. Es muß zu einer Erzeugung von Scherkräften und Aufrechterhaltung einer turbulenten Bewegung in der Suspension kommen, um die Bildung von Faserflocken, insbesondere bei Feststoffkonzentrationen von mehr als 0,8%, und eine Entmischung der Suspension in Fasern und Wasser am Sieb, zu verhindern. Im letzteren Fall würde es zu einer Eindickung am Sieb kommen, wodurch der Durchtritt von weiterem Gutstoff durch die Sieböffnungen verhindert werden würde.
2. Die Erzeugung von Druckpulsationen am Sieb, um auftretende Verstopfungen der Sieböffnungen durch z. B. Faserflocken und Fremdkörper zu beseitigen bzw. zu verhindern.

Neuerdings wird versucht, bei möglichst hohen Stoffkonzentrationen den Sortiervorgang durchzuführen, so daß man neuartige Rotoren entwickelt hat, wofür ein Beispiel die Anordnung gemäß US-PS 4 20 05 537 ist. Solche Rotoren haben einen guten Sortierwirkungsgrad, beanspruchen jedoch den Siebkorb ziemlich stark.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rotor anzugeben, der bei gutem Sortierwirkungsgrad nur geringe Beanspruchungen des Siebkorbes hervorruft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß durch einen solchen Rotor, bei dem der Hauptanteil der Rotorkontur durch gegenseitig - in allen Schnitten quer zur Rotordrehachse - mit gleichem Winkelabstand versetzter Kreisbögen gebildet ist, relativ "sanfte" Pulsationen erzeugt werden, die in Form eines sanften Wellenzuges verlaufen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei

Fig. 1 einen prinzipiellen Längsschnitt und

Fig. 2 einen Querschnitt dazu,

Fig. 3 einen weiteren Querschnitt einer anderen Ausführungsform und

Fig. 4 einen ähnlichen Querschnitt in größerem Maßstab
zeigen.

Es ist in Fig. 1 der Siebkorb mit 1 und der Rotor mit 2 bezeichnet. Die Zuführung der Suspension in das Gehäuse 3 erfolgt über den Zulaufstutzen 5, der Ablauf des aussortierten Gutstoffes erfolgt aus dem Gutstoffraum 6 durch Ablaufstutzen 8 und die Entfernung des verbliebenen Restes der Suspension erfolgt über Stutzen 9. Der Rotorantrieb ist bei 12 angedeutet, der über die skizzierte Welle 11 den Rotor antreibt.

Gemäß Fig. 2 setzt sich der Umfang des Rotors 2 im Querschnitt, also in Schnitten senkrecht zur Rotorachse bzw. Rotorwelle 11 aus Kreisbögen mit dem Radius R_r zusammen, die hier durch ein gerades Verbindungsstück miteinander verbunden sind. Es ergibt sich dadurch eine Exzentrizität E des Mittelpunktes M der Rotorkreisbögen im Verhältnis zur Rotordrehachse M₀. In der Mitte der Kreisbögen ergibt sich in bezug auf den Siebkorb 1 ein minimaler Spalt von f_min und im halben Winkelbereich zwischen zwei benachbarten minimalen Spalten f_min findet sich der maximale Spalt f_max. Die Differenz zwischen diesen beiden Spalten ist der Wert e.

Der Ausgangsrotor für eine gewisse, kleine Sortierergröße ist - wie dargestellt - mit zwei Kreisbögen ausgebildet, so daß n₁=2 ist.

Für größere Radien des Siebkorbes gilt dann die folgende Beziehung für die Anzahl (ganze Zahl) der Kreisbögen n=n₁·R_s/R_s1. Es gelten ferner die Beziehungen

R_r = R_s - f_min - E, bzw. für n₁

R_r = R_s - f_min - e, wobei E = e/(1 - cos a), e = f_max - f_min,

dabei ist der Winkel a der halbe Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Punkten des Rotorumfangs mit dem geringsten Siebabstand f_min; an dieser Stelle liegt dann der maximale Abstand des Rotorumfanges zum Siebkorb 1 f_max. Für diesen Winkel a gilt dann a = 360°/2n.

Für den Wert f_min ist vorzugsweise ein Wert in dem Bereich zwischen 15 und 45 mm zu wählen. Die Exzentrizität E liegt vorzugsweise zwischen 4 und 10 mm.

Ein solcher erfindungsgemäßer Rotor kann bei einem Siebdurchmesser von 500 mm maximal etwa eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 1400 U/min erhalten, was einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 35 m/s entspricht. Es ergibt sich eine gute Sortierwirkung bei geringer Leistungsaufnahme des Rotors. Die Siebkorbbeanspruchungen sind dabei relativ klein.

In Fig. 3 ist noch der Querschnitt eines erfindungsgemäßen Rotors dargestellt, dessen Umfang sich im wesentlichen aus drei mit gleichen Winkelabständen zueinander beabstandeten Kreisbögen zusammensetzt.

Man kann auch - wie in Fig. 4 dargestellt - die Kreisbögen durch gerade Linien verbinden, die entsprechend Fall b) des Anspruchs 1 parallel zur gemeinsamen Tangente benachbarter Kreisbögen verlaufen.

Man hat insgesamt den Vorteil eines geringen Energieverbrauchs bei hoher Umfangsgeschwindigkeit, welche zur Fluidisierung von Stoffen mittlerer Stoffdichte bei mehr als 3% gut geeignet ist.

Es werden vorzugsweise Rotoren mit zwei bis vier den Umfang des Rotors bildenden Kreisbögen eingesetzt. Dies richtet sich natürlich nach der Größe des Sortierers bzw. dem Durchmesser des Siebkorbes.

Der Wert für e=f_max-f_min beträgt maximal 60 mm und vorzugsweise zwischen 5 und 20 mm. Damit zeichnet sich der Rotor durch eine hinsichtlich eines festen Bezugsortes flach ondulierende Oberfläche aus, die mit hoher Drehzahl bzw. Geschwindigkeit am Siebkorb vorbeibewegt wird. Dabei ist f_max der theoretische maximale Abstand der gemeinsamen Tangente benachbarter Kreisbögen; in diesem Bereich, also an der Stelle des halben Winkelabstandes der Stellen mit dem geringsten Rotorabstand, kann der wirkliche Abstand f_max etwa höchstens 15% größer sein, z. B. dort die Rotoroberfläche einer gemeinsamen Sekante entsprechend ausgebildet sein. Auch bogenförmige, konkave Verbindungsstücke zwischen den Kreisbögen (Zylinderabschnitten) und eine Annäherung insgesamt durch eine Ellipse (für den Rotor mit zwei Kreisbögen bzw. Zylinderabschnitten) kommen in Frage mit einer Abweichung vom theoretischen Kreisradius R_r von höchstens 5%.

Der wirkliche maximale Abstand der Rotoroberfläche vom Siebkorb 1 soll höchstens 1,15·f_max - d. h. 1,15 mal dem theoretischen Maximalabstand f_max, wenn die Rotorkontur aus Kreisbögen und diese verbindenden, gemeinsamen Tangenten benachbarter Kreisbögen (bzw. Zylinderabschnitten und tangentialen, ebenen Flächen) gebildet ist, - vorzugsweise (1+0,2/n)·f_max betragen.

Der Basisradius R_r1 - für einen Siebkorb oder Sortierer mit minimalen Abmessungen - beträgt etwa 250-270 mm.

Claims

1. Sortierer mit rotationssymmetrischem Siebkorb mit einem Radius (R_s), der in seinem Inneren einen Rotor (2) aufweist, dessen Rotationsachse in der Symmetrieachse des Siebkorbes liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang jedes Schnitts des Rotors senkrecht zur Rotationsachse aus radial nach außen gewölbten Kreisbögen gebildet ist, deren Zahl (n) mit wachsendem Radius (R_s) des Siebkorbes zunimmt, die gleichmäßig winkelversetzt sind und gleichen Radius (R_r) haben, der kleiner ist als der Siebkorbradius (R_s), und die durch

a) jeweils gemeinsame Tangenten oder
b) jeweils gemeinsame Sekanten oder
c) bogenförmige Einbuchtungen

miteinander verbunden sind, wodurch sich ein minimaler Abstand f_min zwischen dem Siebkorb und dem Scheitelpunkt der Kreisbögen und für den Fall a) ein maximaler Abstand f_max zwischen dem Siebkorb und der gemeinsamen Tangente und für die Fälle b) und c) ein maximaler Abstand f′_max zwischen dem Siebkorb und den Verbindungsbereichen ergibt, mit folgenden Beziehungen: R_r = R_s - (f_min + E),wobei E der Abstand zwischen der Rotationsachse (M₀) und den Mittelpunkten (M) der Kreisbögen ist und 5-100 mm beträgt, wobei R_r um bis zu 5% von dem durch die Formel gegebenen Wert abweichen kann, f′_max=(1-1,15)f_max, e=f_max-f_min60 mm, f_min=15-45 mm.

2. Sortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert für e=f_max-f_min zwischen 5 und 20 mm beträgt.

3. Sortierer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß f′_max=1-(1+0,2/n)·f_max.