AT518213B1

AT518213B1 - Rotorflügel und sortierer mit rotorflügel

Info

Publication number: AT518213B1
Application number: ATA50063/2016A
Authority: AT
Inventors: Ing Alexander Gscheider Dipl; Erwin Hertl Ing
Original assignee: Andritz Ag Maschf
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2018-06-15
Also published as: US20190040578A1; CN108474176A; WO2017133803A1; AT518213A1; EP3411522B1; CN108474176B; US10724175B2; EP3411522A1

Abstract

Den Gegenstand dieser Erfindung bildet ein Flügel (10) für Sortierer zur Behandlung einer Faserstoffsuspension, wobei der Flügel (10) an einem Rotor (1) des Sortierers beabstandet befestigbar ist. Erfindungsgemäß weist der Flügel (10) eine in Richtung Hinterkante (12) gekrümmte Vorderkante (11) bzw. gekrümmte Hüllkurve (21) der vorderkante (11) und eine in die gleiche Richtung (23) gekrümmte Hinterkante (12) bzw. HülIkurve (22) der Hinterkante (12) auf. Im Querschnitt weist der Flügel ein Tragflächenprofil auf. Die Erfindung umfasst auch einen Sortierer mit einem Rotor (1) an dem die erfindungsgemäßen Flügel (10) befestigt sind.

Description

Beschreibung

ROTORFLÜGEL UND SORTIERER MIT ROTORFLÜGEL [0001] Den Gegenstand dieser Erfindung bildet ein Flügel für Sortierer, die in der Regel für die Behandlung einer Faserstoffsuspension eingesetzt werden. Der Flügel ist am Rotor befestigbar und weist eine Vorder- und Hinterkante auf. Den Gegenstand dieser Erfindung bildet auch ein Sortierer mit den erfindungsgemäßen Flügeln.

[0002] Ein Sortierer zur Reinigung einer Faserstoffsuspension nach dem Stand der Technik ist in Figur 1 dargestellt. Er weist einen Rotor 1 und einen Siebkorb 8 auf. Der Rotor 1 rotiert um die Rotorachse 2. Die Drehrichtung des Rotors 1 ist durch einen Pfeil angedeutet. Am Rotor 1 sind mehrere Flügel 3 über Befestigungslöcher 7 an den Halterungen 4 festgeschraubt. Natürlich ist es auch denkbar die Flügel durch Schweissen zu befestigen. Der Flügelabstand zum Siebkorb 8 ist hier mit y dargestellt.

[0003] Die Flügel 3 haben im Grundriss betrachtet eine gerade Vorderkante 5 und eine gerade Hinterkante 6. Im Querschnitt weisen sie ein Tragflächenprofil auf, aber auch andere Formen sind hier möglich und auch im Einsatz.

[0004] Im Betrieb werden durch die Flügel 3 an der Perforation (Löcher bzw. Schlitze) des Siebkorbes 8 Druck- und Saugimpulse sowie Turbulenzen ausgelöst. Dadurch wird ein Verstopfen der Siebkorböffnungen verhindert. Der Betrieb eines Sortierers ist durch die Erzeugung dieser Impulse und Turbulenzen sehr energieintensiv und somit teuer. Aus den Druckschriften EP2203590A1, WO2012084562A1, DE102009014810A1, EP1143065A2, US3939065A,

DE69424661T2, WO9401618A1, CN104532652A, DE6012137T2 sind auch Rotorflügel mit einer gekrümmten Vorderkante bekannt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, herkömmliche Flügel bzw. Sortierer derart zu verbessern, dass sie bei zumindest gleicher Reinigungsleistung weniger Energie benötigen.

[0005] Gelöst wird diese Aufgabe durch Flügel, die einerseits im Flügelgrundriss betrachtet eine gekrümmte Vorderkante haben bzw. eine gekrümmte Hüllkurve der Vorderkante. Die Krümmung erfolgt dabei in Richtung Hinterkante. Andererseits ist auch die Hinterkante bzw. die Hüllkurve der Hinterkante in die gleiche Richtung wie die Vorderkante gekrümmt. Im Querschnitt weist der vom Rotor beabstandete Flügel erfindungsgemäß ein Tragflächenprofil auf, wobei die gewölbte Flügeloberseite zum Siebkorb weist.

[0006] Durch dieses neue Design wurde überraschenderweise festgestellt, dass Sortierer mit entsprechenden Flügeln bei gleicher oder sogar besserer Reinigungsleistung weniger Energie benötigen.

[0007] Durch die gekrümmte Vorderkante wird auch der durch den Flügel verursachte Druckimpuls auf den Siebkorb besser verteilt. Dadurch werden die lokal wirkenden Kräfte auf den Siebkorb vermindert und die Standzeit des Korbes erhöht. Weiters ergibt sich ein sehr flaches Pulsationsmuster auf der Sortierergutstoffseite, was den Einsatz dieses Flügels für Papiermaschinenstoffauflaufsortierer erlaubt, wo niedrigste Druckschwankungen gefordert werden.

[0008] Die Vorderkante kann dabei von der Flügelmitte zu den Flügelenden hin symmetrisch, beispielsweise kreisbogenförmig, gekrümmt sein.

[0009] In einem Ausführungsbeispiel ist die Vorderkante stufenförmig ausgebildet, sodass die Hüllkurve in Richtung Hinterkante gekrümmt ist. Vorzugsweise ist dann auch die Hinterkante stufenförmig ausgebildet.

[0010] Eine derartige Flügelform kann beispielsweise erzeugt werden, wenn ein herkömmlicher Flügel mit gerader Vorder- und Hinterkante in einzelne Scheibchen zerlegt wird, wobei die Schnittflächen normal auf die Vorderkante stehen. Die Scheibchen werden dann von der Flügelmitte beginnend zu den Flügelrändern hin nach hinten in Richtung Hinterkante versetzt und dann wieder zusammengefügt. Dadurch erhält man einen Flügel mit stufenförmiger Vorder- und /11

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Hinterkante, deren Hüllkurven jeweils nach hinten gekrümmt sind. Wenn der ursprüngliche Flügel ein Tragflächenprofil aufweist, so erhält man auch eine bereichsweise gestufte Flügeloberseite bzw. Flügelunterseite (Fig. 8 und Fig. 9) was wiederum das Strömungsverhalten verbessert.

[0011] Es ist günstig, wenn an der Flügeloberfläche Stege vorgesehen sind, die von der Vorderkante zur Hinterkante verlaufen. Diese Stege müssen dabei nicht direkt an der Vorderkante beginnen, sondern können auch verkürzt ausgeführt sein. Diese Stege können sowohl an der zum Siebkorb weisenden Seite als auch an der zum Rotor weisenden Seite vorhanden sein.

[0012] In einem möglichen Ausführungsbeispiel ist die Vorderkante bzw. deren Hüllkurve und die Hinterkante bzw. deren Hüllkurve gleich stark gekrümmt und das Tragflächenprofil über die gesamte Flügellänge im Wesentlichen gleich.

[0013] Der Flügel kann im vorderen Bereich (Bereich der zuerst durch die Faserstoffsuspension bewegt wird) breiter sein als im hinteren Bereich, d.h. der Abstand zwischen den beide Endpunkten der Vorderkante ist dann größer als der Abstand zwischen den beiden Endpunkten der Hinterkante.

[0014] Die Erfindung betrifft auch einen Sortierer zum Behandeln einer Faserstoffsuspension mit einem Rotor, der die erfindungsgemäßen Flügel aufweist.

[0015] Die Flügel können dabei parallel zur Rotorachse oder schräg montiert werden. Durch die Schrägstellung des Flügels (siehe Fig. 6) kann die Belastung auf den Siebkorb weiter vermindert werden. Die Schrägstellung der Flügel kann in den verschiedenen Flügelreihen unterschiedlich sein, um in einem optimalen Winkel zur Stoffspiralströmung zu stehen. Dieser Winkel bewegt sich vorzugsweise im Bereich von 0° bis +/- 25°.

[0016] Die Schrägstellung der Flügel kann derart sein, dass im Betrieb das obere Flügelende dem unteren Flügelende voraneilt oder dass das untere Flügelende dem oberen Flügelende voraneilt.

[0017] Ebenso können beide Schrägstellungen auf einem Rotor ausgeführt werden. Damit kann die Verweilzeit der Stoffsuspension im Bereich Rotorkörper und Siebkorb eingestellt und optimiert werden. Die Verweilzeit hängt von der Art des Faserstoffes, bzw. von der Konsistenz und dem Fliessverhalten der Suspension ab.

[0018] Es ist vorteilhaft, wenn der Abstand y der einzelnen Flügel vom Siebkorb über die Rotorhöhe z betrachtet variiert.

[0019] So können beispielsweise die im oberen Einlassbereich des Sortierers angeordneten Flügel näher am Siebkorb vorbeistreichen als die im unteren Bereich angeordneten Flügel oder umgekehrt (hängt von der Art des Faserstoffes, bzw. von der Konsistenz und dem Fliessverhalten der Suspension ab).

[0020] Im Folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

[0021] Fig. 1 [0022] Fig. 2 [0023] Fig. 3 [0024] Fig. 4 [0025] Fig. 5 [0026] Fig. 6 [0027] Fig. 7 einen herkömmlichen Sortierer nach dem Stand der Technik, wie er bereits oben beschrieben wurde.

einen Grundriss eines erfindungsgemäßen Flügels;

einen Querschnitt durch den Flügel gemäß Fig. 2 mit einer möglichen Ausführung mit Schraubenbefestigung;

einen Sortierer mit den erfindungsgemäßen Flügeln nach Fig. 2 und 3; einen Grundriss eines weiteren erfindungsgemäßen Flügels; einen Sortierer mit den Flügeln nach Fig. 5;

einen Grundriss eines weiteren erfindungsgemäßen Flügels, der im hinteren Bereich schmaler ist;

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AT518 213B1 2018-06-15 österreichisches patentamt einen Grundriss eines erfindungsgemäßen Flügels, bei dem die Vorderkante und die Hinterkante stufenförmig ausgebildet sind;

einen Querschnitt durch den Flügel gemäß Fig. 8;

einen weiteren Sortierer mit erfindungsgemäßen Flügeln; Gleiche Bezugszeichen in den jeweiligen Figuren bezeichnen jeweils gleichartige Bauteile.

[0028] Fig. 8 [0029] Fig. 9 [0030] Fig. 10 [0031] In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Flügels 10 dargestellt. Er weist eine Vorderkante 11 auf, die im Grundriss betrachtet in Richtung Hinterkante 12 gekrümmt ist. Diese Richtung ist mit einem Pfeil und dem Bezugszeichen 23 gekennzeichnet. Die Vorderkante 11 ist in Bezug auf die Flügelmittellinie 24 symmetrisch gekrümmt. Auf der Flügelmittellinie 24 liegen auch die beiden Befestigungslöcher 13 zur Aufnahme der Befestigungsschrauben. Die Vorderkante 11 endet an den Flügelrändern in den Endpunkten 14 und 15 deren Verbindungsgerade mit dem Bezugszeichen 16 gekennzeichnet ist. Der Abstand der beiden Endpunkte 14 und 15 ist mit a gekennzeichnet.

[0032] Die Hinterkante 12 ist ebenfalls in Richtung 23 gekrümmt und zwar gleich stark wie die Vorderkante 11. Die Hinterkante 12 endet an den Flügelrändern in den Endpunkten 31 und 32, der Abstand dieser beiden Punkte 31 und 32 ist mit b gekennzeichnet. Beide Abstände a und b sind hier gleich groß bzw. ist der Flügel 10 gleichmäßig breit.

[0033] Beide Kanten 11,12 sind kreisbogenförmig gekrümmt.

[0034] Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch den Flügel 10 aus Figur 2. Man erkennt hier gut das Tragflächenprofil, wobei die gewölbte Oberseite zum Siebkorb hinweist.

[0035] Figur 4 zeigt einen Sortierer mit einem Siebkorb 8 und einem Rotor 1 an dem mehrere Flügel 10 gemäß Figur 2 und 3 montiert sind. Die Flügel 10 in den Randbereichen sind hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Höhe des Rotors 1 ist mit z bezeichnet. Die Flügel 10 sind hier über die Rotorhöhe z verteilt in drei Ebenen angeordnet, selbstverständlich können auch mehr oder weniger Ebenen vorgesehen sein. In Figur 4 sind die Flügel 10 über den Umfang bezogen auf die Höhe Z in jeweils einer Ebene angeordnet, sodass die Flügel 10 unterschiedlicher Ebenen unterschiedliche Siebkorbbereiche überstreichen. Die Flügel 10 können auch über die Höhe z des Rotors 1 betrachtet versetzt angeordnet sein, sodass Flügel 10 unterschiedlicher Ebenen gleiche Siebkorbbereiche überstreichen.

[0036] Alle Flügel 10 sind in Fig. 4 parallel zur Rotorachse 2 angeordnet, d.h. die Verbindungsgerade 16 der beiden Endpunkte 14 und 15 der Flügelvorderkante 11 ist parallel zur Rotorachse 2.

[0037] Figur 5 zeigt einen Flügel 10, der dem Flügel 10 in Figur 2 sehr ähnlich ist, jedoch liegen hier nicht beide Befestigungslöcher 13 auf der Flügelmittellinie 24. Dieser Flügel 10 wird schräg am Rotor 1 montiert, wie dies in Figur 6 dargestellt ist. Die Verbindungsgerade 16 der beiden Endpunkte 14 und 15 der Flügelvorderkante 11 ist also nicht parallel zur Rotorachse 2, sondern bildet mit dieser im Querschnitt betrachtet einen Winkel α von +/- 20°, vorzugsweise von +/-10°.

[0038] Der Flügel 10 gemäß Figur 5 hat an der Flügelinnenseite (die vom Siebkorb 8 abgewandte Seite) drei Stege 19 und an der Flügelaußenseite (dem Siebkorb 8 zugewandte Seite) zwei Stege 20. Diese Stege 19, 20 wirken sich günstig auf das Strömungsverhalten aus, selbstverständlich können mehr oder weniger Stege 19 oder 20 vorgesehen werden. Die beiden Flügelränder 17 und 18 verlaufen hier parallel, d.h. der Flügel ist gleichmäßig breit.

[0039] In Figur 7 ist ein Flügel 10 dargestellt, der im Unterschied zum Flügel 10 in Figur 5 im hinteren Bereich schmäler ist als im Bereich der Vorderkannte 11. Die beiden Flügelränder 17,18 verlaufen hier also nicht parallel bzw. ist der Abstand a zwischen den beiden Endpunkten 14 und 15 der Vorderkante 11 größer als der Abstand b zwischen den beiden Endpunkten 31 und 32 der Hinterkante 12.

[0040] In Figur 8 ist ein weiterer erfindungsgemäßer Flügel 10 im Grundriss dargestellt. Die Vorderkante ist hier stufenförmig ausgebildet, ebenso die Hinterkante und zwar so, dass die

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Hüllkurve 21 in Richtung Hinterkante gekrümmt ist. Die Hüllkurve 22 der Hinterkante ist in die gleiche Richtung gekrümmt, jedoch im vorliegenden Beispiel stärker als die Hüllkurve 21 der Vorderkante.

[0041] In Figur 9 ist der Flügel 10 aus Figur 8 im Querschnitt dargestellt, man erkennt dabei gut das Tragflächenprofil. Die einzelnen Flügelsegmente 101, 102 und 103 weisen alle ein Tragflächenprofil auf und sind im hinteren Bereich schmäler als an der Vorderseite. Die Flügelsegmente 101, 102 und 103 sind versetzt zueinander zusammengesetzt, sodass sich dadurch die stufenförmige Vorder- und Hinterkante ergibt. Außerdem werden dadurch an der Flügeloberseite und Flügelunterseite Stege gebildet.

[0042] Dieser Flügel 10 ist durch die leicht keilförmigen Segmente 101, 102 und 103 hinten schmäler als vorne. Der Abstand a der beiden Endpunkte 14 und 15 der Vorderkante ist daher größer als der Anstand b der beiden Endpunkte 31 und 32 der Flügelhinterkante. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass beide Abstände a und b gleich sind, dass also die Flügelseitenkanten 17 und 18 parallel verlaufen.

[0043] Der Flügel 10 gemäß Fig. 8 ist nicht nur für eine gerade Montage am Rotor 1 geeignet, sondern kann durch das längliche Befestigungsloch 13 auch schräg montiert werden, d.h. dass die Verbindungsgerade 16 der beiden Endpunkte 14 und 15 nicht parallel zur Rotorachse 2 verläuft. Mit dieser Variante ist ein massgeschneidertes Einstellen der Winkel für den jeweiligen Anwendungsfall möglich. Es ist auch denkbar, dass die Flügelvorderkante 11 nicht stufenförmig sondern gewellt ausgebildet ist bzw. kann auch die Flügeloberfläche gewellt ausgeführt werden.

[0044] In Figur 10 ist ein weiterer Sortierer mit den erfindungsgemäßen Flügeln 10 dargestellt. Die Flügel 10 sind dabei unsymmetrisch ausgebildet und an ihrem oberen Randbereich am Rotor 1 befestigt.

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Patentamt

Claims

Patentansprüche

1. Flügel (10) für Sortierer zur Behandlung einer Faserstoffsuspension, wobei der Flügel (10) an einem Rotor (1) des Sortierers befestigbar ist, und wobei der Flügel (10) eine Vorderkante (11) und eine Hinterkante (12) aufweist, wobei im Flügelgrundriss betrachtet die Vorderkante (11) bzw. eine Hüllkurve (21) der Vorderkante (11) in Richtung (23) Hinterkante (12) gekrümmt ist, wobei im Flügelgrundriss betrachtet auch die Hinterkante (12) bzw. die Hüllkurve (22) der Hinterkante (12) in die gleiche Richtung (23) wie die Vorderkante (11) gekrümmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (10) vom Rotor (1) beabstandet ist und dass der Flügel (10) im Querschnitt ein Tragflächenprofil aufweist, wobei die Vorderkante (11) die Profilnase bildet.
2. Flügel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante (11) von der Flügelmitte (24) zu den Flügelenden (17, 18) hin symmetrisch gekrümmt ist.
3. Flügel (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante (11) bzw. die Hüllkurve (21) der Vorderkante (11) kreisbogenförmig gekrümmt ist.
4. Flügel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante (11) stufenförmig ausgebildet ist und dass die Hüllkurve (21) in Richtung (23) Hinterkante (12) gekrümmt ist.
5. Flügel (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Hinterkante (12) stufenförmig ausgebildet ist und dass die Hüllkurve (22) der Hinterkante (12) gekrümmt ist.
6. Flügel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Flügeloberfläche Stege (19, 20) vorgesehen sind.
7. Flügel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante (11) bzw. deren Hüllkurve (21) und die Hinterkante (12) bzw. deren Hüllkurve (22) gleich stark gekrümmt sind und dass im Querschnitt betrachtet das Tragflächenprofil über die gesamte Flügellänge (a) im Wesentlichen gleich ist.
8. Flügel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante (11) bzw. deren Hüllkurve (21) und die Hinterkante (12) bzw. deren Hüllkurve (22) unterschiedlich stark gekrümmt sind.
9. Flügel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zwischen den beiden Endpunkten (14, 15) der Vorderkante (11) größer ist als der Abstand (b) zwischen den beiden Endpunkten (31,32) der Hinterkante (12).
10. Flügel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel zumindest zwei Befestigungslöcher (13) für die Befestigung des Flügels (10) an einem Rotor (1) aufweist, wobei zumindest ein Befestigungsloch (13) länglich ausgebildet ist, sodass die Befestigungsposition am Rotor (1) einstellbar ist.
11. Sortierer zum Behandeln einer Faserstoffsuspension mit einem Rotor (1) und einem Siebkorb (8), wobei am Rotor (1) mehrere Flügel (10) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet sind.
12. Sortierer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (10) am Rotor (1) derart befestigt sind, dass eine Verbindungsgerade (16) zwischen den beiden Endpunkten (14, 15) der Vorderkante (11) parallel zur Rotorachse (2) verläuft.
13. Sortierer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (10) am Rotor (1) schräg befestigt sind, sodass eine Verbindungsgerade (16) zwischen den beiden Endpunkten (14, 15) der Vorderkante (11) nicht parallel zur Rotorachse (2) verläuft.
14. Sortierer nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Flügel (10) über die Rotorhöhe (z) befestigt sind, und dass der Flügelabstand (y) vom Siebkorb (8) über die Rotorhöhe (z) variiert.

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15. Sortierer nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Flügel (10) über die Rotorhöhe (z) befestigt sind, und dass die Flügel (10) unterschiedlich schräg befestigt sind.