DE102013216433A1

DE102013216433A1 - Drucksortierer

Info

Publication number: DE102013216433A1
Application number: DE102013216433.5A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshii Kokubun
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2015-03-12
Also published as: WO2015024812A1; EP3036371A1; US9855585B2; EP3036371B1; CN105473783B; JP2016531215A; JP6377159B2; CN105473783A; US20160158804A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drucksortierer zum Reinigen einer Faserstoffsuspension mit einem um eine Siebachse (1) rotationssymmetrisch ausgebildeten Siebelement (2), welches den Drucksortierer in einen Zulaufraum (3) und einen Gutstoffraum (4) aufteilt, wobei der Zulaufraum (3) an einem axialen Ende mit einem Suspensionszulauf (5) sowie am gegenüberliegenden axialen Ende mit einem Rejektauslauf (6) und der Gutstoffraum (4) mit einem Gutstoffablauf (7) in Verbindung steht und sich im Zulaufraum (3) ein Rotor (8) mit Rotorflügeln (9) befindet, dessen Rotationsachse (10) der Siebachse (1) entspricht und der relativ zum Siebelement (2) rotiert, wobei die Rotorflügel (9) über mehrere senkrecht zur Rotationsachse (10) verlaufenden Umfangsebenen (11) des Rotors (8) verteilt angeordnet sind. Dabei können der Energieverbrauch und die Verstopfungsgefahr dadurch vermindert werden, dass die Breite des Ringspaltes (12) zwischen dem Rotor (8) und dem Siebelement (2) vom Suspensionszulauf (5) zum Rejektauslauf (6) abnimmt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucksortierer zum Reinigen einer Faserstoffsuspension mit einem um eine Siebachse rotationssymmetrisch ausgebildeten Siebelement, welches den Drucksortierer in einen Zulaufraum und einen Gutstoffraum aufteilt, wobei der Zulaufraum an einem axialen Ende mit einem Suspensionszulauf sowie am gegenüberliegenden axialen Ende mit einem Rejektauslauf und der Gutstoffraum mit einem Gutstoffablauf in Verbindung steht und sich im Zulaufraum ein Rotor mit Rotorflügeln befindet, dessen Rotationsachse der Siebachse entspricht und der relativ zum Siebelement rotiert, wobei die Rotorflügel über mehrere senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Umfangsebenen des Rotors verteilt angeordnet sind.
Drucksortierer werden bei der Aufbereitung von Papierfaserstoffsuspensionen eingesetzt, und zwar um die Faserstoffsuspension in einer Nasssiebung zu bearbeiten. Dazu enthält ein solcher Drucksortierer ein Siebelement, das mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist. Die in der Suspension enthaltenen Fasern sollen als Gutstoff durch die Öffnungen hindurchtreten, während die nicht gewünschten festen Bestandteile daran abgewiesen und als Rejekt aus dem Sortierer wieder herausgeleitet werden.
Denkbar ist auch der Einsatz zur Trennung unterschiedlicher Faserbestandteile, also der kürzeren von den längeren Fasern.
Als Sortieröffnungen werden in der Regel runde Löcher oder Schlitze verwendet. In den meisten Fällen werden Drucksortierer der hier betrachteten Art mit Siebräumern versehen, die an dem Sieb vorbeibewegte Räumflächen aufweisen. Dadurch wird in an sich bekannter Weise das Zusetzen der Sieböffnungen verhindert.
Aus der WO 98/53135 ist ein Siebräumer bekannt geworden, der mit Flügelelementen für die Räumung des Siebes versehen ist Diese Flügelelemente haben ein hydrodynamisches Profil, das sich über die ganze Länge des Siebelementes, eines Siebkorbes, erstreckt. Durch die Relativbewegung zur umgebenden Suspension gibt das Flügelelement vorne einen Druck- und dahinter einen Saugimpuls auf das zu räumende Sieb ab. Dadurch wird ein Teil der Suspension, die am Sieb abgewiesen wurde oder bereits das Sieb als Gutstoff passiert hat, zurückgesaugt, wodurch die Sieböffnungen freigehalten bzw. freigemacht werden.
Im Unterschied hierzu werden die Rotorflügel beispielsweise in der DE-OS 3701669 von Erhebungen gebildet.
Nachteilig sind bei den bekannten Drucksortierern die hohe Energieaufnahme im Verhältnis zum Durchsatz des Siebelementes und die Verstopfungsgefahr.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Energieaufnahme und die Verstopfungsgefahr mit möglichst einfachen Mitteln zu vermindern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Breite des Ringspaltes zwischen dem Rotor und dem Siebelement vom Suspensionszulauf zum Rejektauslauf abnimmt.
Die mit dem kleineren Ringspalt zunehmende Durchströmung wirkt sehr effektiv einer Verstopfung entgegen.
In Abhängigkeit von der Art des Faserstoffs und/oder des Aufbaus des Drucksortierers kann es vorteilhaft sein, wenn die Breite des Ringspaltes in Stufen oder aber kontinuierlich abnimmt. Im Hinblick auf eine einfache Herstellbarkeit ist die Verminderung in Stufen vorzuziehen.
Da die Faserstoffsuspension mit zunehmender Entfernung vom Suspensionszulauf immer mehr vom Rotor in Rotation versetzt wird, sollte die radiale Ausdehnung der Rotorflügel vom Suspensionszulauf zum Rejektauslauf abnehmen, was sich entsprechend positiv auf den Energiebedarf auswirkt.
Auch hier kann die radiale Ausdehnung der Rotorflügel in Stufen oder kontinuierlich abnehmen. Während die stufenförmige Abnahme einfacher herzustellen ist, ergibt die kontinuierliche Abnahme eine ausgeglichene Wirkung.
Um einer Verstopfung zusätzlich zu begegnen, sollte der Rotor in wenigstens einer Umfangsebene zwischen den Rotorflügeln zumindest eine Aussparung aufweisen. Des Weiteren hat es sich als optimal erwiesen, wenn der Rotor zumindest drei Umfangsebenen mit Rotorflügeln aufweist und/oder jede Umfangsebene jeweils zwei Rotorflügel besitzt und/oder die Rotorflügel dieselbe Form haben.
Außerdem sollten die Rotorflügel benachbarter Umfangsebenen in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sein. Auch dies wirkt dem Verstopfen entgegen.
Um eine Querströmung in axialer Richtung über das Siebelement hinweg zu erreichen, sollte die Rotationsachse schräg oder senkrecht auf der Maschinenebene stehen.
Vorteile hinsichtlich Gestaltung und Funktion des Drucksortierers ergeben sich des Weiteren, wenn sich der Rotor innerhalb des Siebelementes befindet, das Siebelement zylindrisch und der Rotor als zylindrische Trommel ausgebildet sind.
Dabei sollte der Suspensionszulauf unter dem Rejektauslauf angeordnet sein. Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: einen schematischen Querschnitt durch einen Drucksortierer parallel zur Rotationsachse 10 und
2: einen Querschnitt durch den Rotor 8 senkrecht zur Rotationsachse 10.
Wie in 1 zu erkennen, besitzt der Drucksortierer ein Siebelement 2, hier in Form eines zylindrischen Siebkorbes mit senkrechter Siebachse 1, welches den Innenraum des Drucksortierers in einen Zulaufraum 3 und einen Gutstoffraum 4 aufteilt.
In den Zulaufraum 3 wird über einen Suspensionszulauf 5 am unteren Ende des Siebkorbes die Faserstoffsuspension zugeführt.
Bei dem hier verwendeten Drucksortierer erhält die Faserstoffsuspension einen Drehimpuls, der sie in eine Umfangsbewegung versetzt. Zusätzlich hierzu wird in Folge des anliegenden Druckgefälles zwischen dem unteren Suspensionszulauf 5 und dem am oberen Ende des Siebkorbes befindlichen Rejektauslauf 6 des Zulaufraumes 3 eine Transportströmung erzeugt.
Auf dem Weg dieser Transportströmung wird ein großer Teil der Faserstoffsuspension bestimmungsgemäß durch das Siebelement 2 als Gutstoff in den Gutstoffraum 4 abgeleitet und von dort über den oberen Gutstoffablauf 7 abgeführt. Dabei tritt auch zumindest ein großer Teil der in der Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern in den Gutstoffraum 4 über.
Der vom Siebelement 2 abgewiesene Teil der Faserstoffsuspension wird als Rejekt über den Rejektauslauf 6 aus dem Zulaufraum 3 gefördert.
Um zu verhindern, dass die Öffnungen des Siebelementes 2 verstopft werden, ist ein an sich bekannter Siebräumer eingesetzt, der sich relativ zum Siebelement 2 bewegt.
Erfindungsgemäß wird dieser Siebräumer von einem, im Siebelement 2 rotierenden Rotor 8 mit daran befestigten Rotorflügeln 9 gebildet. Dabei hat der Rotor 8 die Form einer zylindrischen Trommel, wobei die Rotationsachse 10 mit der Siebachse 1 übereinstimmt.
Alle Rotorflügel 9 haben hierbei die gleiche Form, was zu einer gleichmäßigen Wirkung auf die Faserstoffsuspension und das Siebelement 2 führt.
Außerdem sind die Rotorflügel 9 über mehrere, hier drei senkrecht zur Rotationsachse 10 verlaufende Umfangsebenen 11 des Rotors 8 verteilt angeordnet, wobei jede Umfangsebene 11 mehrere, hier zwei Rotorflügel 9 besitzt.
Wesentlich ist jedoch, dass die Breite des Ringspaltes 12 zwischen dem Rotor 8 und dem Siebelement 2 vom Suspensionszulauf 5 zum Rejektauslauf 6 in Stufen abnimmt. Zweckmäßigerweise befinden sich die stufenförmigen Übergänge jeweils zwischen zwei benachbarten Umfangsebenen 11. Da das Siebelement 2 eine zylindrische Form hat, bedeutet dies, dass sich der Durchmesser des Rotors 8 diskontinuierlich von unten nach oben vergrößert.
Dies wirkt sich sehr positiv auf den Energiebedarf des Drucksortierers aus. Um dies noch weiter zu unterstützen, nimmt auch die radiale Ausdehnung der Rotorflügel 9 vom Suspensionszulauf 5 zum Rejektauslauf 6 ab.
Prinzipiell ist die Erfindung auch bei anderen Formen von Rotorflügeln 9 erfolgreich. Allerdings ist die Herstellung besonders einfach, wenn die Rotorflügel 9 von Erhebungen auf dem Rotor 8 gebildet werden.
Aus gleichem Grund ist es vorteilhaft, wenn die radiale Ausdehnung der Rotorflügel 9 in Stufen abnimmt, d.h. die Höhe der Erhebungen auf dem Rotor 8 vom Suspensionszulauf 5 zum Rejektauslauf 6 in Stufen abnimmt, wobei auch hier die Stufen zwischen den Umfangsebenen 11 liegen.
Dabei ist die in Rotationsrichtung des Rotors 8 verlaufende Querschnittsfläche der Rotorflügel 9 als Rechteck ausgebildet.
Die Rotorflügel 9 haben hierbei nicht nur die gleiche Form sondern auch die gleichen Abmessungen, was die Herstellungskosten senkt. Außerdem überdecken sich die Rotorflügel 9 einer Umfangsebene 11 in Rotationsrichtung vollständig.
Um die Verstopfungsgefahr noch weiter zu senken, hat der Rotor 8 in jeder Umfangsebene 11 zwischen den Rotorflügeln 9 zumindest eine Aussparung 13, die sich allerdings nur über einen Teil der axialen Ausdehnung der jeweiligen Umfangsebene 11 erstreckt.
Des Weiteren sind die Rotorflügel 9 benachbarter Umfangsebenen 11 in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 98/53135 [0005]
DE 3701669 A [0006]

Claims

Drucksortierer zum Reinigen einer Faserstoffsuspension mit einem um eine Siebachse (1) rotationssymmetrisch ausgebildeten Siebelement (2), welches den Drucksortierer in einen Zulaufraum (3) und einen Gutstoffraum (4) aufteilt, wobei der Zulaufraum (3) an einem axialen Ende mit einem Suspensionszulauf (5) sowie am gegenüberliegenden axialen Ende mit einem Rejektauslauf (6) und der Gutstoffraum (4) mit einem Gutstoffablauf (7) in Verbindung steht und sich im Zulaufraum (3) ein Rotor (8) mit Rotorflügeln (9) befindet, dessen Rotationsachse (10) der Siebachse (1) entspricht und der relativ zum Siebelement (2) rotiert, wobei die Rotorflügel (9) über mehrere senkrecht zur Rotationsachse (10) verlaufenden Umfangsebenen (11) des Rotors (8) verteilt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Ringspaltes (12) zwischen dem Rotor (8) und dem Siebelement (2) vom Suspensionszulauf (5) zum Rejektauslauf (6) abnimmt.
Drucksortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Ringspaltes (12) in Stufen abnimmt.
Drucksortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Ringspaltes (12) kontinuierlich abnimmt.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Ausdehnung der Rotorflügel (9) vom Suspensionszulauf (5) zum Rejektauslauf (6) abnimmt.
Drucksortierer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Ausdehnung der Rotorflügel (9) in Stufen abnimmt.
Drucksortierer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Ausdehnung der Rotorflügel (9) kontinuierlich abnimmt.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) in wenigstens einer Umfangsebene (11) zwischen den Rotorflügeln (9) zumindest eine Aussparung (13) aufweist.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) zumindest drei Umfangsebenen (11) mit Rotorflügeln (9) aufweist.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Umfangsebene (11) jeweils zwei Rotorflügel (9) besitzt.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel (9) benachbarter Umfangsebenen (11) in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel (9) die gleiche Form haben.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (10) senkrecht steht.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rotor (8) innerhalb des Siebelementes (2) befindet.
Drucksortierer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (2) zylindrisch und der Rotor (8) als zylindrische Trommel ausgebildet sind.
Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspensionszulauf (5) unter dem Rejektauslauf (6) angeordnet ist.