DE2635868A1 - Siebmaschine - Google Patents

Description

Priorität vom 22i..August_1975 in USA Serial No. 603 3O4

Eine Form einer Siebapparatur, die weite Verbreitung fand, besonders in der Papierindustrie, ist jene, welche einen perforierten Zylinder, durch welchen das Material gesiebt oder klassiert wird, und einen Rotor, um die Zylinderperforationen offen zu halten, einschließt. Siebe dieser allgemeinen Art sind in den U.S.-PatentSchriften 2 835 173 und 3 849 302 beschrieben. Außerdem beschreibt die US-PS 3 713 5^1 ein Sieb mit einer speziellen Langlochanordnung·

Ein Problem, das für Siebe dieser Type charakteristisch ist, besteht jedoch darin, daß der Siebzylinder leicht bridhfc.

709808/0851

Die perforierten Siebzylinder werden bei den meisten Anwendungen in Umgebungen benutzt, die Wertetoffβ erfordern, welche stark anfällig gegen Ermüdungserscheinungen und daraus resultierende Fehler sind. Dies beruht auf den hohen Kräften, die durch den Rotor auf den Zylinder einwirken, und dies trifft besonders dann zu, wenn der Rotor Bleche umfaßt, die alternierend positive und negative Drücke erzeugen, wenn sie entlang einer Frontfläche des Siebzylinders sich bewegen und dabei zu einer zyklischen pulsierenden Belastung des Zylinders führen.

Um die zyklischen Belastungen, die von dem Rotor erzeugt werden, zu bekämpfen, wird der Zylinder oftmals mit am Umfang sich erstreckenden unperforierten Bereichen oder Streifen, und, besonders bei Vorrichtungen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Kapazität, mit verstärkenden Bändern oder Streifen versehen, die den Siebzylinder umgeben und durch Verschweißen auf ihm befestigt sind.

Es wurde jedoch eine Fehlerart festgestellt, die nicht bei der Verwendung verstärkender Ringe beobachtet wurde. Dieser Fehler, der auch Brüche einschließt, wird anfangs in der Nähe des Endes des Zylinders beobachtet, wo er mit dem Hauptgehäuse verbunden ist, das den Zylinder einschließt. Trotz

der äufigkeit, mit welcher diese Art von Fehlern auftritt, waren Bemühungen, die Ursache dieser Fehler und eine Möglichkeit zu ihrer Beseitigung zu finden, weitgehend erfolglos,

709808/0851 - 3 -

. 263586a

und die übliche Reaktion war lediglich;die, die Tatsache
zu akzeptieren, daß Fehler dieses Typs unvermeidlich sind,
und somit einfach den Siebzylinder beim Auftreten von Fehlern auszutauschen.

.Außerdem verursacht ein Aufschweißen der zwischenliegenden
Verstärkungsringe auf den Siebzylinder, um radialen Beanspruchungen zu widerstehen, oftmals Narben in dem Zylinder
in unerwünschten Bereichen nahe den perforierten Bereichen
des Siebes, so daß das Verschweißen zweifellos ebenfalls an
Siebfehlern teilhat.

Die vorliegende Erfindung bringt eine Lösung des Problems der Fehler dieser Art durch Brüche des Siebzylinders, welche durch Verstärkungsringe nicht beseitigt werden konnten, und gleichzeitig gestattet die Erfindung größere Fließgeschwindigkeiten und ergibt die Lösung des Problems der durch Schweißen verursachten Narben, die während der Anbringung von Verstärkungsringen auf dem Siebzylinder entstehen.

Speziell wurde die Lösung des Problems nach der vorliegenden
Erfindung als ein Ergebnis einer Feststellung verstanden, daß die Brüche in dem Siebzylinder, die offenbar durch Verwendung von Verstärkungsringen nicht verhindert werden konnten, als
Ergebnis der Torsionskräfte, die durch die Wirkung des Rotors auf den Siebzylinder einwirken, auftreten. Diese Kraft scheint den Siebzylinder um seine Achse zu verdrehen oder zu verdral-

- 4 709808/0851

len, und da der Siebzylinder allgemein an einem Ende, wie seinem oberen Ende, befestigt ist, wirken starke Spannungskonzentrationen auf den Zylinder ein.

Dies wurde besonders an der Schweißnaht festgestellt, die man normalerweise bei Zylindersieben findet. Zylindersiebe werden normalerweise als flache Flat te [perforiert ,und dann gerollt, und die Enden der gerollten Platte werden dann unter Bildung eines Zylinders miteinander verschweißt. Obwohl die berechneten Spannungsgrößen solcher Strukturen in die akzeptierte Praxis fallen, treten weiterhin in dem unperforierten Bereich des Zylinders an der Schweißnaht Fehler auf.

Trotz der Tatsache, daß es die unperforierten Abschnitte des Zylinders waren, die das stärkste Auftreten von Fehlern ergaben, wurde mit der Erfindung die Entscheidung getroffen, statt zu versuchen, diesen unperforierten Bereich zu beseitigen, was zusätzliche teure Herstellungsstufen mit eich gebracht hätte, zusätzliche unperforierte Bereiche vorzusehen, die sich in Längsrichtung des Siebzylinders erstrecken und freitragend von einem befestigten Ende des Zylinders aus angeordnet sind.

So sind nach der vorliegenden Erfindung unperforierte, sich in Längsrichtung erstreckende Bereiche in dem Siebzylinder vorgesehen, die sich von einem befestigten Ende des Zylinders

709808/0851

aus erstrecken und als freitragende Balken wirken, die den verdrallenden Torsionskräften widerstehen, welche durch die Arbeit des Rotors auf den Siebzylinder einwirken. Die freitragenden Arme oder Balken können sich in Längsrichtung des Siebzylinders in einem Winkel zu der Achse des Zylinders oder parallel zu dieser Achse erstrecken, und sie widerstehen in jedem Fall den auf den Zylinder einwirkenden Torsionskräften· Auf diese Weise können Siebzylinder ohne Brüche mit einer Dicke verwendet werden, bei der bisher Brüche auftraten, was die Herstellung von Siebzylindern aus glattem Material mit einer Dicke in der Größenordnung von 3-13 mm (1/8 bis 1/2 Zoll) praktikabel macht.

Ein weiterer Vorteil, den man mit der freitragenden Konstruktion bekommt, ist der, daß man ringsumlaufend beabstandete, unperforierte Bereiche in dem Zylinder bekommt, wo die Verstärkungszwischenringe ohne Schweißnarben in perforierten Abschnitten des Siebes befestigt werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Veretärkungszwischenringe mit Hilfe von Klammern befestigt, die an den freitragenden Armen oder Balken auf gegenüberliegenden Seiten der Verstärkungszwischenringe aufgeschweißt sind und eine Bewegung der Ringe in Axialrichtung des Siebzylinders verhindern.

7 09808/0851

Bs wurde auch gefunden, daß die VerstärkungsZwischenringe als Führungen für die freitragenden Arme oder Balken dienen und ein Verdrallen der freitragenden Arme oder Balken um ihre Achsen verhindern, wenn normale Belastungen auf die Achsen der freitragenden Arme oder Balken einwirken·

Diese und andere Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung weiter offenbar.

In der Zeichnung bedeutet I -·■;.

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Siebmaschine nach der vorliegenden Erfindung entlang der Linie 1-1 in Fig. 2,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 ;>eine vergrößerte Darstellung eines Teils von Fig. 2, der die Verbindung des obersten Verstärkungsrings an dem Hauptgehäuse der Siebmaschine zeigt,

Fig. k eine Darstellung, teilweise im Schnitt, eines Siebzylinders nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 einen Schnitt entlang Linie 5-5 in Fig. 4, Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 4,

Fig. 7 eine ebene Darstellung einer Platte, aus der der Siebzylinder konstruiert wird, und

709808/0851 - 7 -

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Schweißnaht an den Enden der Platte, nachdem diese zu einer Zylinderform aufgerollt wurde«

Venn man zunächst die Figuren 1 und 2 betrachtet, ist ersichtlich, daß eine Siebmaschine 10 nach der vorliegenden Erfindung ein Hauptgehäuse 12 von allgemein zylindrischer

Gestalt mit einem oberen Einlaßabschnitt lh einschließt,

den welcher von einem Deckel 16 verschlossen ist, durch/eine Einlaßkammer 18 mit einer ringförmigen Rinne 20 begrenzt wird.

Ein Einlaß 22 geht in die Kammer 18, um ein zu siebendes Material imodiese Kammer zu befördern, wie beispielsweise Pulpe für die Papierherstellung, und eine Entleerungsleitung Zk ist mit der Rinne 20 verbunden, um eine Entfernung von Material zu gestatten, das sich in der Rinne ansammelt.

Im wesentlichen konzentrisch in dem Hauptgehäuse 12 ist ein perforierter Siebzylinder 26 befestigt, und in dem Zylinder 26 ist für eine Rotation um eine mit der Achse des Zylinders zusammenfallende Achse ein Rotor 28 befestigt, der ein einander gegenüberliegendes Paar von Blechen 30 einschließt. Obwohl der Rotor so gezeigt ist, daß er aus einem Paar von einander gegenüberliegenden Blechen besteht, ist ersichS.ich, daß auch andere Rotortypen verwendet werden können, um die Öffnungen durch das Sieb 26 offenzuhalten, und daß bei Ver-

7 09808/0851 _₈_

Wendung eines Blechrotors die Zahl der Bleche ggf. verändert werden kann.

Die Antriebseinrichtung 32 für den Rotor 28 kann eine Rillenscheibe 3^· einschließen, die von mehreren nicht gezeigten V-Rieinen umgeben ist, die auch die Antriebsrillenscheibe eines geeigneten Motors, welcher ebenfalls nicht gezeigt ist, umgeben.

Das Material, das duch die Perforationen in dem Siebzylinder 26 geht, wird aus der Siebmaschine durch den Auslaß 36 ausgetragen, während von dem Sieb abgewiesenes Material in die Bodenkammer 38 geht und durch die Leitung ^O entfernt wird.

Ein oberster Verstärkungsring kZ_t der auch in den Figuren 3 und k gezeigt ist, ist an dem oberen Ende der Wand kh des Siebzylinders durch Verschleißen oder dergleichen befestigt, wie in Fig. 3 der Zeichnung bei k6 gezeigt ist. Der oberste Ring hZ ist mit einer Reihe von Schraubenlöchern k8 versehen, die Schrauben 50 aufnehmen, um den Siebzylinder an dem Ring 52 zu befestigen, der seinerseits auf dem Hauptgehäuse 12 befestigt ist. Weitere Greif- oder Hebelöcher $k können in dem oberen Ring vorgesehen sein, um die Handhabung zu erleichtern.

Ein unterer oder Bodenring 56 ist an dem unteren Ende der Wand hk durch Verschweißen oder dergleichen,befestigt, wie

709808/0851

bei 58 in Fig. 3 gezeigt ist, und eine Außenfläche des unteren Ringes 56 steht in Anlage an der Innenfläche eines Ringes 60, der durch Verschweißen oder dergleichen an einem unteren Abschnitt des Hauptgehäuses 12 befestigt ist.

Bei dieser Konstruktion ist ersichtlich, daß der Siebzylinder 26 von den oberen und unteren ringförmigen Teilen 52 und 60 an Bewegungen senkrecht zu seiner Achse und, da er an seinem oberen Ende befestigt ist,an Bewegungen um seine Achse gehindert wird. Natürlich könnte das Sieb auch an seinem unteren Ende gegen eine Bewegung senkrecht zur Achse und um seine Achse befestigt und an seinem oberen Ende nur gegen eine Bewegung senkrecht zu seiner Achse befestigt sein.

Der Siebzylinder selbst besteht, wie am besten in Fig. k ersichtlich ist, aus mehreren Bändern oder Zonen 62 mit Perforationen, von denen einige wenige zum Zwecke der Erläuterung bei 6h gezeigt sind. Selbstverständlich sind die strichpunktierten Linien in Fig. h und Fig. 7 dazu bestimmt, schematisch diese Zonen oder Bänder solcher Perforationen darzustellen.

Die speziellen Perforationen sind als längliche Schlitze gezeigt, deren Achsen sich parallel zueinander und zu der Achse des Siebzylinders 26 erstrecken und die an der Außenfläche des Siebzylinders länger als an seiner Innenfläche

7 09808/0851 .₁₀-

sind, obwohl es auf der Hand liegt, daß auch andere Perforationsformen verwendet werden können·

Verstärkungszwischenringe 66 umgeben das Sieb 26 und liefern eine Verstärkung gegen die zyklische pulsierende Wirkung, die durch die Rotation des Rotors 28 auf den Siebzylinder ausgeübt wird.

Bei der Herstellung des Siebzylinders 26 wird eine Platte 68, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, mit den Perforationszonen 62 versehen und dann in Zylinderformkgerollt, und die Kanten 70 der Platte werden, wie in Figur 8 bei J2 gezeigt ist, miteinander verschweißt. Wie oben diskutiert wurde, kann die Dicke der Platte 68 in der Größenordnung von 3-13 mm,(1/8 bis 1/2 Zoll) liegen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurden Fehler infolge Torsionsbelastungen, die bei Siebzylindern normaler Plattendicken bisher auftraten, durch das Vorsehen freitragender Abschnitte 80 in der Form sich längs erstreckender perforierter Abschnitte zwischen den Perforationszonen des Siebes ausgeschaltet· Die Abschnitte 80 erstrecken sich freitragend von dem befestigten Ende des Siebzylinders aus, der als das obere Ende erläutert ist, und zwar quer zu Tor-

die
sionskraftlinien,/durch die Rotation des Rotors 68 auf den Siebzylinder ausgeübt werden, und sie nehmen die Torsionskraft e auf, die auf den Zylinder ausgeübt werden, und erzeugen dabei eine relativ geringe Spannung.

7 03808/0851 -11-

Außer Ihrer Funktion, daß sie Torsionskräften oder -belastungen widerstehen, ergeben die freitragenden Arme der Abschnitte 80 auch eine Zone für die Befestigung der Zwischenverstärkungsringe 66 an dem Siebzylinder und verhindern so die Möglichkeit von Schweißnarben in dem mit Perforationen versehenen Bereich des Zylinders. Bei einer bevorzugten Methode zur Anbringung der Verstärkungsringe werden, wie in Fig. 6 gezeigt ist, Klammern 82 an den freitragenden Armen 80 an gegenüberliegenden Seiten jedes Zwischenrings 66 verschweißt und hindern die Ringe an einer Richtung axial zu dem Zylinder.

Bei der Verwendung von freitragenden Armstrukturen besteht eine Neigung bei dem freitragenden Arm, unter Belastungen sich zu verdrallen. Wenn dies eintritt, liegt die größte Tiefe im freitragenden Arm nicht mehr in der Ebene der Belastungseinwirkungen, und es können Fehler des freitragenden Armes resultieren, ohne daß dieser sein volles Belastungspotential erreicht. Um diese Neigung zu bekämpfen, sind oftmals Führungen vorgesehen. In der Struktur der vorliegenden Erfindung arbeiten die Zwischenringe 66 < ähnlich" Führungen für freitragende Arme und gewährleisten, daß die freitragenden Arme 80 ihre volle Belastung erreichen können.

- 12 -

/09808/0851

Der gezeigte Zylinder ist mit drei freitragenden Armen versehen einschließlich des freitragenden Armes, der durch Verschweißen der unperforierten Enden 70 der Platte 68 gebildet wird, und der Rotor ist mit einem Paar von Blechen gezeigt. Wenn der Rotor aus Blechen, Stäben oder dergleichen besteht, nimmt man an, daß es erwünscht ist, daß entweder eine gerade Zahl solcher Bleche oder Stäbe oder eine ungerade Zahl von freitragenden Armen oder aber eine ungerade Zahl von Blechen und eine gerade Zahl von freitragenden Armen vorgesehen ist. Dies ist deswegen, um zu vermeiden, daß alle freitragenden Arme gleichzeitig eine radiale Belastung aufnehmen, wie dies der Fall wäre, wenn die Bleche gleichzeitig alle die freitragenden Arme passieren würden.

Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine verbesserte Siebmaschine liefert, in welcher eine verminderte Zahl an Siebzylinderbrüchen erhalten wird.

8/0851

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Λ») Siebmaschine mit einem Hauptgehäuse, einem in dem Hauptgehäuse angeordneten perforierten Siebzylinder, einem Einlaß in das Gehäuse, welcher zu siebendes Material in den Siebzylinder einführt, einem Auslaß aus dem Gehäuse für die Entfernung von gesiebtem Material, das durch den Siebzylinder gegangen ist, aus dem Gehäuse, gekennzeichnet durch Reinigungseinrichtungen, die sich bezüglich der Oberfläche des Siebzylinders bewegen und so die Perforationen in ihm unverstopft halten, während eine Torsionskraft auf den Siebzylinder um dessen Achse ausgeübt wird, Einrichtungen, die den Siebzylinder an dem Hauptgehäuse in der Nähe eines Endes des Siebzylinders befestigen und so eine Rotation des Siebzylinders infolge der auf ihn durch die Reinigungseinrichtungen ausgeübten Torsionskräfte verhindern, mehrere freitragende, von dem Siebzylinder eingeschlossene Einrichtungen, die sich im wesentlichen in Längsrichtung des Siebzylinders erstrecken und jeweils eine größere relative Widerstandsfähigkeit gegen Torsionskräfte haben als die perforierten Bereiche des Siebzylinders, wobei die freitragenden Einrichtungen um den Siebzylinder voneinander beabstandet sind und von dem befestigten Ende des Siebzylinders freitragend sich quer zu Torsionskraftlinien erstrecken, die durch die relative Bewegung der Reinigungseinrichtungen über die Oberfläche des Siebzylinders auf den Siebzylinder ausgeübt werden.

   7 09808/0851 - i4 -

   2. Siebmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebzylinder eine Dicke von 3-13 mm (1/8 bis 1/2 Zoll) besitzt.

   3· Siebmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärkungsring auf dem Siebzylinder an einem Ende desselben befestigt ist und daß die freitragenden Einrichtungen sich von diesem Verstärkungsendring aus erstrecken.

   h. Siebmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verstärkungszwischenringe den Siebzylinder zwischen seinen Enden umgeben.

   5· Siebmaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet,durch Einrichtungen, die die Verstärkungsringe an dem Siebzylinder befestigen«

   6. Siebmaschine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die die Verstärkungsringe befestigenden Einrichtungen an den freitragenden Einrichtungen befestigte Klammern sind, die an den Zwischenringen anliegen und deren Bewegung in Richtung der Siebzylinderachse verhindern.

   7· Siebmaschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen des Siebzylinders aus Schlitzen bestehen, die sich parallel zueinander in Längsrichtung des Siebzylinders erstrecken.

   7 09808/0851 i₅

   8. Siebmaschine nach Anspruch 1-7» dadurch gekennzeichnet, daß die Siebeinrichtungen eine gerade Zahl von Blechen umfassen, die für eine Drehung um eine mit der Achse des Sieb-

   eind,

   Zylinders zusammenfallende Achse befestigt/und daß die freitragenden Einrichtungen eine ungerade Zahl haben·

   9· Siebmaschine nach Anspruch 1 bis 7t dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtungen eine ungerade Zahl von Blechen, die für eine Drehung um eine mit der Achse des Siebzylinders zusammenfallende Achse befestigt sind, umfassen, und daß die freitragenden Einrichtungen eine gerade Zahl haben.

   10. Siebmaschine nach Anspruch 1 bis 9» gekennzeichnet durch ein im wesentlichen zylindrisches Hauptgehäuse, Einrichtungen, die einen Einlaß in das Gehäuse nahe des oberen Endes desselben und einen Auslaß aus dem Gehäuse nahe dem unteren Ende desselben begrenzen, ein Zylindersieb mit einer Dicke von 3 bis 13 ma (1/8 bis 1/2 Zoll), das in dem Hauptgehäuse angeordnet ist, Einrichtungen, die das obere Ende des Zylinders an dem Gehäuse befestigen, eine Vielzahl von gleichförmig voneinander beabstandeten Schlitzen in dem Siebzylinder, die sich allgemein parallel zueinander und zu der Achse des Siebzylinders erstrecken, eine gerade Zahl von Blechen, die in dem Siebzylinder für eine Rotation um eine mit der Achse des Siebzylinders zusammenfallende Achse befestigt sind, eine ungerade Zahl von freitragenden Abschnitten oder Armen, die un-

   7 09808/0851

   geschlitzte Abschnitte des Siebzylinders umfassen und sich in Längsrichtung des Siebzylinders vom oberen Ende desselben zu seinem unteren Ende erstrecken, mehrere Verstärkungszwischenringe, die den Siebzylinder zwischen seinem oberen und seinem unteren Ende tungeben und mit Teilen der freitragenden Abschnitte oder Arme der gegenüberliegenden Seiten
   jedes der Zwischenringe verschweißte Klammern, die die Zwischenringe an einer Bewegung längs des Siebzylinders hindern.

   7 U y H 0 8 / 0 8 5 1

   Le.rf.it.