DE19815449A1 - Verfahren sowie Siebvorrichtung zum Sortieren einer Faserstoffsuspension - Google Patents

Abstract

Das Verfahren dient zum Sortieren von wäßrigen Faserstoffsuspensionen, insbesondere zur Entfernung von feinen Störstoffpartikeln aus der Suspension. Dabei wird eine Siebvorrichtung mit Sortierschlitzen (2) verwendet, welche erfindungsgemäß in ihrer Längserstreckung begrenzt sind und eine Länge (L) von höchstens 20 mm aufweisen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem solchen Verfahren sollen die in der Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern durch die Sortierschlitze einer Siebvorrichtung hindurchtreten, während die nicht gewünschten festen Bestandteile an den Sortierschlitzen abgewiesen und als Rejekt abgeführt werden. Denkbar ist auch ein Einsatz zur Trennung unterschiedlicher Fasern, z. B. solcher mit unterschiedlicher Faserlänge. Dadurch, daß die Öffnungen eine im wesentlichen längliche Form haben, also Schlitze oder Spalten sind, werden faserige Teilchen leichter durchgelassen als die kubischen, auch wenn beide Arten in ähnlicher Größenordnung vorliegen sollten. Mit einer derartigen Sortiertechnologie ist daher ein akzeptabler Ausscheidungseffekt von nicht faserigen Störstoffen aus Faserstoffsuspensionen möglich.

Bei Sortierverfahren der hier genannten Art tritt des öfteren das Problem auf, daß einerseits ein Teil der zu dem Gutstoff gehörenden Fasern an der Siebvorrichtung abgewiesen wird und andererseits ein Teil der Störstoffe auch bei hochwertigen Sieben in den Gutstoff gelangt. Diese Unschärfe des Trennprozesses kann sich als ausgesprochen nachteilig erweisen. Der erstgenannte Effekt führt zu Faserverlusten, und zwar besonders bei den wertvollen Langfasern und der zweitgenannte z. B. zu Qualitätseinbußen am aus der Suspension hergestellten Papier. Wegen der steigenden Anforderungen an die Reinheit der Papierstoffsuspension sind erhöhte Anstrengungen erforderlich, um auch die relativ kleinen Störstoffieilchen entfernen zu können. Dabei handelt es sich oft um Kleber (Stickies), die bereits in ganz geringen Mengen beträchtlich stören. Tendenzmäßig sind aber die Forderungen nach geringen Faserverlusten und gleichzeitig hoher Gutstoffreinheit schwer zu vereinen. Man löst dieses Problem zur Zeit durch In-Reihe-Schaltung mehrerer Siebvorrichtungen, die z. B. mit einer Abfolge von loch- und spaltförmigen Öffnungen ausgestattet sind. Das bedeutet einen beträchtlichen apparativen und energetischen Aufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Sortieren einer Faserstoffsuspension zu schaffen, welches die bekannten Verfahren in der Weise verbessert, daß die Trennschärfe höher wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erwähnten Merkmale vollständig gelöst.

Mit Hilfe des so gestalteten Verfahrens ist es nämlich möglich, mit höherer Wahrscheinlichkeit auch solche Störstoffe abzuweisen, also aus der Faserstoffsuspension abzutrennen, welche von ihrer Größe und Form den Fasern relativ ähnlich sind. Es gibt genügend Störstoffe, die in einer Ausdehnungsrichtung sehr klein sind, also durch die Sortierschlitze nach dem Stand der Technik hindurchpassen, in einer anderen Ausdehnungsrichtung aber länger sind als Fasern. Auch diese Stoffe können durch die Siebvorrichtung entfernt werden, da die Längserstreckung der Schlitze kurz ist.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Siebvorrichtung verursacht bei ihrer Herstellung einen höheren Aufwand als die bekannten Schlitzsiebe. Dieser Aufwand ist nur sinnvoll, wenn die Weite der Schlitze gering ist und damit eine Sortierqualität erreicht wird, wie sie an den Stellen gefordert wird, an denen die Siebvorrichtungen dieser Art eingesetzt werden sollen. Eine Schlitzweite von höchstens 1 mm sollte daher nicht überschritten werden, damit die Siebvorrichtung für den beabsichtigten Einsatzfall geeignet ist. Der erhöhte Aufwand ist aber durchaus gerechtfertigt, da das bereits angesprochene Problem von kleinen Störstoffen mit einer einzigen Siebvorrichtung lösbar ist, also die Anzahl der erforderlichen Siebvorrichtungen reduziert werden kann.

Besonders wichtig kann der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens in sogenannten Endstufensortierern sein. Weil nämlich der dort abgewiesene Stoff als Rejekt möglichst wenig Fasern enthalten soll, wird die Suspension in solchen Maschinen relativ lange behandelt und somit relativ häufig in den Siebbereich geführt. Ist dann die Wahrscheinlichkeit hoch, mit der die bezeichneten Störstoffe das Sieb passieren können, so gelangen sie irgendwann doch einmal in den Gutstoff. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und entsprechender Gestaltung der Siebvorrichtung ist diese Wahrscheinlichkeit jedoch theoretisch gleich Null.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 den Teil einer erfindungsgemäßen Siebvorrichtung;

Fig. 2 einen zylindrischen Stabsiebkorb;

Fig. 3 perspektivische Detailansicht: Erfindungsgemäßes Stabsieb;

Fig. 4 eine Variante der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform;

Fig. 5 + 6 je eine weitere Variante für einen erfindungsgemäßen Stabsiebkorb;

Fig. 7 eine weitere Variante.

Die Fig. 1 zeigt grundsätzlich das Charakteristische einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Siebvorrichtung. Der dargestellte Teil eines Siebbleches 1 weist eine Vielzahl von parallelen Sortierschlitzen 2 auf mit einer Länge L und einer Weite w. Sie können z. B. durch Fräsen oder Laserabtrag erzeugt sein.

In Fig. 2 ist ein zylindrischer Siebkorb schematisch und perspektivisch dargestellt, der z. B. zum Einsatz in einem Drucksortierer für Faserstoffsuspensionen geeignet ist. Er ist als Stabsiebkorb aufgebaut, enthält eine Vielzahl von Sortierstäben 3, von denen nur einige gezeichnet sind. Gehalten werden die Sortierstäbe 3 durch Befestigungsringe 8. Zwischen den Stäben befinden sich die Sortierschlitze. Da sie relativ klein sind, sind sie in dieser Darstellung nicht erkennbar.

Ein konkretes Beispiel zur Realisierung der Erfindung mit Hilfe eines Stabsiebes zeigt
die Fig. 3. Die Sortierstäbe 3 sind in diesem Fall zueinander so angeordnet, daß sie sich auf einem Teil ihrer Längserstreckung gegenseitig berühren. Sie weisen kein durchgehend gleiches Profil auf, sondern sind an bestimmten Stellen und in Abständen zueinander mit Ausnehmungen 4 versehen, wodurch sich an dieser Stelle die Sortierschlitze bilden. Die Stellen, an denen sich die Stäbe berühren, sind als Stege 5 anzusehen. Wie an sich bekannt, enthält die zulaufseitige Stirnfläche 6 der Sortierstäbe 3 eine Anschrägung, die so gerichtet ist, daß die anströmende Suspension, Pfeil 7, durch die Schrägstellung ein wenig vom Sortierstab 3 abgewiesen wird. Dadurch ergeben sich gute Strömungsbedingungen. Bei dem hier gezeigten Beispiel sind die Ausnehmungen 4 in die stromaufwärtige Kante des Sortierstabes 3 eingebracht worden, wodurch die stromabwärtige Kante unverändert bleibt. Eine weitere Möglichkeit zur Variation liegt darin, daß sich, in Querrichtung der Sortierschlitze gesehen, Stege 5 und Ausnehmungen 4' abwechseln.

Wie die Fig. 4 zeigt, kann anstelle der stromaufwärtigen auch die stromabwärtige Kante durch Ausnehmungen 4' unterbrochen sein. Dadurch lassen sich die zur Sortierwirkung wichtigen Strömungsverhältnisse am Einlauf in den Sortierspalt variieren. An solchen Stellen kann auch das Auftreten von partiellen Querströmungen von Vorteil sein, weil sie den Durchgang von Langfasern durch das Sieb begünstigen.

Einen ähnlichen erfindungsgemäßen Stabsiebkorb, wie in Fig. 4 dargestellt ist, zeigt die Fig. 5 in einer reinen Seitenansicht, bei der die Sortierstäbe 3 geschnitten sind. Man erkennt, daß der Sortierschlitz 2 dadurch entsteht, daß in der stromabwärtigen Kante des Profiles Ausnehmungen 4' eingebracht sind. Je nach dem, welche Form für das Profil der Sortierstäbe 3 gewählt wurde und in Abhängigkeit von der Position der Stäbe kann diese Ausnehmung sehr klein gehalten werden. In dem hier gezeigten Fall sind sie größer als in dem in Fig. 4 gezeigten.

Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung in Form eines Stabsiebkorbes. Bei diesem sind die Sortierstäbe 3 in solchen Abständen voneinander angeordnet, daß sich zwischen ihnen die Sortierschlitze 2 bilden. Um zu erreichen, daß die Sortierschlitze in ihrer Längserstreckung begrenzt werden, sind in den entsprechenden Abständen Stege durch Verformen des Profilstabes erzeugt. Beispielsweise kann durch eine Druck- oder Schlagvorrichtung ein Stauchen des Profils derart erfolgt sein, daß die zulaufseitige Kontur des Profils abgebogen ist und dadurch einen Steg bildet, welcher den Sortierschlitz an dieser Stelle "verschließt". Dieses Verfahren ist in der Herstellung relativ einfach, da man auf leicht herstellbare gezogene oder gewalzte Profile zurückgreifen kann und die Bildung der Stege ohne Materialabtrag durch bloßes plastisches Verformen erreicht wird. Die Verformung kann bevorzugt vor dem Zusammensetzen der Siebvorrichtung oder auch danach durchgeführt werden.

Eine weitere Variation zur Herstellung der erfindungsgemäßen Siebvorrichtung ist in Fig. 7 skizziert. Da in vielen Fällen die Herstellung eines durchgehenden Sortierschlitzes relativ einfach ist und auch bereits eine Vielzahl solcher Schlitzsiebkörbe bestehen, kann es sinnvoll sein, durch Aufbringen von Abdeckbändern 9 auf der Zulaufseite der Sortierschlitze 2 die erfindungsgemäße Gestaltung der Siebe zu erzeugen. Bei zentripetal durchströmten Siebkörben wäre das eine Vielzahl von Spannbändern, die radial von außen in Umfangsrichtung um den Siebkorb herumgelegt werden. Für Siebkörbe in zentrifugaler Fahrweise, also wenn die Suspension von innen radial nach außen strömt, können Federstahlstreifen verwendet werden, welche sich aufgrund elastischer Kräfte radial nach außen gegen die Sortierschlitze legen.

Die in den Figuren dargestellten Anwendungsfälle sind nur als Beispiele anzusehen, da es eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten gibt, um die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Siebvorrichtung zu realisieren.

Claims (17)

1. Verfahren zum Sortieren eine Faserstoffsuspension, bei dem diese zu einer Vielzahl von Sortierschlitzen (2) mit einer Weite (w) von höchstens 1 mm geführt wird, wobei eine Feinfraktion (A), die einen großen Teil der Fasern enthält, durch die Sortierschlitze (2) hindurchgepumpt und eine Grobfraktion (B) an den Sortierschlitzen (2) abgewiesen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschlitze (2) in ihrer Längserstreckung eine Länge (L) von höchstens 20 mm aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sortierende Faserstoffsuspension einen Feststoffgehalt von höchstens 3% hat.

3. Siebvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i oder 2 mit einer Vielzahl von Sortierschlitzen (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschlitze (2) in ihrer Längserstreckung eine Länge (L) von höchstens 10 mm aufweisen.

4. Siebvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschlitze (2) im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.

5. Siebvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) höchstens 5 mm beträgt.

6. Siebvorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschlitze (2) eine Weite (w) zwischen 0,08 und 0,5 mm aufweisen.

7. Siebvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierschlitze (2) eine Weite (w) zwischen 0,08 und 0,2 mm aufweisen.

8. Siebvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sortierschlitze (2) zwischen im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Sortierstäben (3) befinden.

9. Siebvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierstäbe (3) zumindest an der Zulaufseite für die Faserstoffsuspension durch Stege (5) auf Abstand gehalten werden.

10. Siebvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierstäbe (3) aus einem Profildraht bestehen, welcher an der Zulaufseite der Faserstoffsuspension in bestimmten Abständen durch Ausnehmungen (4, 4') versehen ist, wobei sich zwischen den Ausnehmungen (4, 4') die Stege (5) bilden.

11. Siebvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (4, 4') und Stege (5) benachbarter Sortierstäbe (3) bezüglich der Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.

12. Siebvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (4) auf der stromaufwärtigen Seite der Sortierstäbe (3) angebracht sind.

13. Siebvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (4') auf der stromabwärtigen Seite der Sortierstäbe (3) angebracht sind.

14. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Längserstreckung der Sortierschlitze (2) dadurch begrenzt wird, daß Abdeckbänder (9) auf der Faserstoffsuspensions-Zulaufseite aufgelegt sind.

15. Siebvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebvorrichtung ein zylindrischer Siebkorb ist und daß die Abdeckbänder (9) von außen als Spannbänder um den Siebkorb herumgelegt sind.

16. Siebvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebvorrichtung ein zylindrischer Siebkorb ist und daß die Abdeckbänder (9) als steife elastische Streifen radial von innen aufgrund ihrer elastischen Kräfte gegen das Sieb drücken.

17. Siebvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierstäbe (3) aus einem Profildraht bestehen, welche in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß zwischen ihnen Sortierschlitze (2) mit einer Weite (w) entstehen und daß an der Zulaufseite der Faserstoffsuspension in bestimmten Abständen durch partielle Verformung der Sortierstäbe Stege 5 gebildet sind, welche die Längserstreckung der Sortierschlitze (2) begrenzen.