DE4425740A1

DE4425740A1 - Sichter für Papierstoffsuspensionen

Info

Publication number: DE4425740A1
Application number: DE19944425740
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dr Meinecke; Gerhard Veh
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1994-07-21
Publication date: 1994-12-01

Description

Die Erfindung betrifft einen Sichter für Papierstoffsuspensionen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Sichter dieser oder ähnlicher Art gibt es seit langem in einer Vielzahl von Varianten:

(1) DE-GM 92 12 784
(2) DE 44 01 305
(3) DE 43 26 411
(4) DE 43 24 662
(5) DE 43 27 243.

Sichter dieser Art sollen den folgenden Anforderungen genügen: Man erwartet von ihnen einen hohen Durchsatz, eine gute Trennschärfe beim Abtrennen des Spuckstoffes vom Gutstoff, einen störungsfreien Arbeitsablauf sowie möglichst niedrige Herstellungskosten.

Es war immer schwierig, alle diese Forderungen gleichzeitig zu erfüllen. Die bekannten Sichter genügen insbesondere nicht der Forderung nach hohem Durchsatz bei guter Sortierqualität. Die Erfinder haben sich vorgenommen, diese Aufgabe zu lösen. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Bei der Lösung sind die Erfinder einen völlig unkonventionellen Weg gegangen, der den bisherigen Vorstellungen völlig zuwiderläuft.

Seither war man bemüht, den Suspensionsstrom bei möglichst geringem Druckabfall vom Einlaß bis zum Auslaß durch den Sichter hindurchzuführen. Demgemäß wurden alle Maßnahmen ergriffen, um die Strömungshindernisse auf diesem Wege so weit wie möglich abzubauen. Die Erfinder schlagen genau das Gegenteil vor, jedoch nur für einen Teil des Weges des Suspensionsstromes, und zwar beim Durchgang durch das Sieb. Hingegen sind die Erfinder bestrebt, den Druckabfall, den der Suspensionsstrom auf seinem weiteren Wege erfährt, nämlich zwischen der Außenfläche des Siebes und dem Auslaß aus dem Sichter, möglichst gering zu halten.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Strömungswiderstand auf dem ersten Teilweg bei bekannten Sichtern wesentlich kleiner ist als auf dem zweiten Teilweg. Die Erfinder haben weiterhin erkannt, daß es zum Erzielen eines günstigen Ergebnisses darauf ankommt, die Druckabfälle und damit auch die Strömungswiderstände zwischen Zulauf und Gutstoffseite über die gesamte Siebfläche möglichst gleich groß zu machen.

In der Praxis wird dies dadurch erreicht, daß man den Strömungswiderstand des ersten Teilweges, d. h. des Durchganges durch das Sieb, steigert, aber den Strömungswiderstand auf dem zweiten Teilweg wenigstens gleich hält oder nach Möglichkeit herabsetzt. Je größer der Druckabfall zwischen der angeströmten Seite (Innenseite) und der Abströmseite (Außenseite) des Siebes ist, um so gleichmäßiger werden die Strömungsverhältnisse auf dem weiteren Strömungsweg, und zwar sowohl in Achsrichtung als auch in Umfangsrichtung des Sichters.

Zur Verwirklichung der Erfindung gibt es mehrere Ausführungsvarianten. Bei zylindrischem Gehäuse und zylindrischem Siebkorb besteht eine Variante darin, diese beiden Elemente exzentrisch zueinander anzuordnen, und zwar derart, daß der Siebkorb - in einem achssenkrechten Schnitt durch den Sichter gesehen - im Bereich des Auslasses aus dem Sichter einen geringen Abstand zur Gehäuse-Innenwand aufweist, auf der diametral gegenüberliegenden Stelle jedoch einen möglichst großen, den Strömungsverhältnissen angepaßten Abstand. Unabhängig oder zusätzlich hierzu kann auch der Siebkorb geneigt angeordnet werden, und zwar derart, daß er in einem achsparallelen Schnitt gesehen im Bereich des Auslasses den geringsten Abstand zur Gehäuse- Innenwandung aufweist.

Die beste Variante besteht darin, daß eine Hülse vorgesehen wird, die entweder den Siebkorb umschließt, oder die vom Siebkorb umschlossen wird. Die Hülse weist Durchbrechungen auf, wie Bohrungen oder Schlitze. Der Stoff wird somit gezwungen, nicht nur durch das Sieb, sondern auch noch durch die Hülse hindurchzutreten. Damit wird der Strömungswiderstand, der dem Suspensionsstrom entgegengesetzt wird, erhöht, so daß der Druck auf diesem Teilweg durch Sieb und Hülse stark abfällt.

Die Vorteile der Erfindung sind die folgenden:

Der Durchsatz durch einen solchen Sichter wird gegenüber dem Durchsatz durch einen konventionellen Sichter in dramatischer Weise gesteigert. Die Sortierqualität, d. h. die Trennschärfe wird erheblich verbessert. Der Betrieb wird völlig störungsfrei, indem Stoffanhängungen, besonders im Bereich des Gutstoffauslasses, stark verringert oder vermieden werden.

Zwar erfordert das Anwenden der Erfindung einen höheren Eingangsdruck der Stoffsuspension in den Sichter. Die Pumpenleistung muß gesteigert werden. Jedoch ist dieser Mehraufwand geringfügig, gemessen an dem Erfolg der Erfindung.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung die wichtigste Variante.

Der Sichter weist ein rotationssymmetrisches Gehäuse 1 auf, das im vorliegenden Falle zylindrisch ist. Das Gehäuse hat einen Zulaufstutzen 1.1 zum tangentialen Zuführen der zu sichtenden Stoffsuspension, ferner einen Auslauf 1.2 zum Abführen des Gutstoffes. Das Gehäuse weist ferner eine Sammelkammer 1.3 mit einem Auslauf 1.4 für Spuckstoff auf.

Im Gehäuse 1 befindet sich ein Siebkorb 2. Dieser kann Bohrungen und Schlitze aufweisen. Er ist im vorliegenden Falle ebenfalls zylindrisch und konzentrisch zum Gehäuse 1 angeordnet. Siebkorb 2 ist auf seinem Außenumfang mit Versteifungsrippen 2.2 versehen.

Der Siebkorb 2 ist gemäß der Erfindung von einer Hülse 3 umschlossen. Im vorliegenden Falle ist Hülse 3 zu Gehäuse 1 und damit auch zu Siebkorb 2 konzentrisch angeordnet. Dies könnte aber auch anders sein. Hülse 3 ist - genau wie Siebkorb 2 - feststehend im Gehäuse angeordnet.

Innerhalb des Siebkorbes 2 läuft ein Rotor um, der eine Welle 4.1, radiale Arme 4.2 sowie achsparallele Rotorflügel 4.3 aufweist. Die Rotorflügel laufen an der Innenfläche des Siebkorbes 2 um und reinigen damit dessen Bohrungen von Stoffpfropfen.

Zwischen Hülse 3 und der zylindrischen Wand des Gehäuses 1 befindet sich ein ringförmiger Gutstoff-Sammelraum 1.5, an den der Gutstoff-Auslaß 1.2 angeschlossen ist.

Bei diesem erfindungsgemäßen Sichter gelangt der zu sichtende Suspensionsstrom in den Gehäuse-Innenraum, der vom Siebkorb 2 umschlossen ist. Der Gutstoff tritt durch die Bohrungen des Siebkorbes in radialer Richtung hindurch, gelangt in den Zwischenraum zwischen Siebkorb 2 und Hülse 3, tritt sodann durch die Bohrungen des Siebkorbes 3 hindurch und gelangt in den Gutstoff-Sammelraum 1.5 und schließlich zum Auslauf 1.2.

Der Spuckstoff (Reject) hingegen kann nicht durch die Bohrungen des Siebkorbes 2 hindurchtreten. Er verbleibt in dem vom Siebkorb 2 umschlossenen Innenraum des Gehäuses 1, wandert in axialer Richtung nach unten zur ringförmigen Spuckstoff-Sammelkammer 1.3 und tritt durch den Spuckstoff- Auslaß 1.4 aus.

Die Hülse 3 erzeugt einen wesentlichen Strömungswiderstand, den die Stoffsuspension zu überwinden hat. Der Druckabfall des Stoffstromes im Bereich des Siebkorbes wird damit drastisch erhöht. Er ist annähernd gleich dem Druckabfall des Gutstoffstromes auf seinem verbleibenden Weg zwischen der Außenfläche der Hülse 3 und dem Gutstoff-Auslauf 1.2.

Siebkorb 2 und Hülse 3 könnten auch derart vertauscht werden, daß Siebkorb 2 die Hülse 3 umgibt, sich Hülse 3 somit innen befindet.

Eine weitere Variante der Erfindung besteht gemäß Fig. 3 und 4 darin, den Siebkorb 2 und damit auch den Rotor exzentrisch zum Gehäuse 1 anzuordnen, und zwar derart, daß Siebkorb 2 im Bereich des Gutstoff-Auslaufes einen geringen Abstand zur Innenwandung des Gehäuses 1 hat, jedoch einen großen Abstand auf der dem Gutstoff-Auslauf gegenüberliegenden Seite.

Auch ist es möglich, die Variante 1 (Fig. 1 und 2) mit der Variante 2 - exzentrische Siebkorbanordnung - zu kombinieren.

Eine weitere Variante der Erfindung besteht darin, die Öffnungen des Siebkorbes variabel zu gestalten. Dabei kommt die Variante gemäß Fig. 5 in Betracht. Hierbei ist der Siebkorb 2 mit Bohrungen versehen, deren Durchmesser in Strömungsrichtung der zu sichtenden Stoffsuspension abnehmen. Die Bohrungen 2.1.1, die sich im Bereich des Einlasses 1.1 befinden, sind demgemäß im Durchmesser größer als die nachfolgenden Bohrungen 2.1.2. Die Durchmesser der Bohrungen 2.1.4 sind am geringsten.

Dabei wäre es auch möglich, die Durchmesser der Bohrungen über den Umfang zu variieren, und zwar derart, daß die Bohrungsdurchmesser im Bereich des Gutstoff-Auslasses am größten sind, jedoch in Umfangsrichtung abnehmen und auf der dem Gutstoff-Auslaß diametral gegenüberliegenden Seite am kleinsten sind.

Eine weitere Variante ist in Fig. 6 gezeigt. Hierbei ist der Siebkorb konisch gestaltet, und zwar derart, daß er sich in Strömungsrichtung verjüngt. Er hat somit seinen größten Durchmesser im Bereich des Einlasses 1.1, und seinen kleinsten Durchmesser im Bereich des Auslasses 1.2.

Alle diese Varianten lassen sich miteinander kombinieren.

Es ist aber auch möglich, das Verhältnis des Druckes der Stoffsuspension im Einlaß 1.1 zu dem Druck in der
Stoffsuspension im Auslaß 1.2 gegenüber den bisherigen Druckwerten wesentlich zu steigern. Dabei kommt ein ΔP (= Unterschied zwischen Druck auf der anströmenden Seite und Druck auf der abströmenden Seite) von 0,5 bis 3,0 bar und mehr in Betracht. Der Druckunterschied ΔP sollte wenigstens 0,5 bar betragen.

Seither betrug er zwischen 0,2 und 0,3 bar. Die Anwendung eines derart großen Druckunterschiedes zwischen der angeströmten und der abströmenden Seite des Siebes für sich allein ist bereits vorteilhaft. Das genannte hohe ΔP wird jedoch besonders vorteilhaft in Kombination mit den genannten baulichen Merkmalen angewandt - beispielsweise mit der Hülse 3 oder bei zum Sichter-Gehäuse exzentrisch angeordneten Siebkorb 2 oder bei konisch gestaltetem Siebkorb gemäß Fig. 6.

Claims

1. Sichter für Papierstoffsuspensionen

1.1 mit einem Gehäuse (1), das einen Einlaß (1.1) und einen Auslaß (1.2) aufweist;
1.2 mit einem im Gehäuse (1) angeordneten Siebkorb (2);
1.3 mit einem innerhalb des Siebkorbes (2) angeordneten Rotor (4.1, 4.2, 4.3), der an der Innenfläche des Siebkorbes (2) entlangstreichende Räumerelemente (4.3) aufweist; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
1.4 es sind Maßnahmen getroffen, um die Druckdifferenz im Bereich des Siebes auf einem Wert von 0,5 bis 4,0 bar zu bringen.

2. Sichter für Papierstoffsuspensionen

2.1 mit einem Gehäuse (1), das einen Einlaß (1.1) und einen Auslaß (1.2) aufweist;
2.2 mit einem im Gehäuse (1) angeordneten Siebkorb (2);
2.3 mit einem innerhalb des Siebkorbes (2) angeordneten Rotor (4.1, 4.2, 4.3), der an der Innenfläche des Siebkorbes (2) entlangstreichende Räumerelemente (4. 3) aufweist; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
2.4 es sind Maßnahmen getroffen, um den Druckabfall des Suspensionsstromes bei dessen Durchgang durch das Sieb (2) zu steigern.

3. Sichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Maßnahmen getroffen sind, um den Druckabfall im Suspensionsstrom bei dessen Durchgang durch das Sieb (2) einerseits und den Druckabfall im Suspensionsstrom auf dessen Weg nach Durchtritt durch das Sieb (2) bis zum Gutstoff-Auslaß (1.2) im wesentlichen gleich groß zu machen.

4. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkorb (2) gegenüber dem Gehäuse (1) derart versetzt ist, daß es - in einem achssenkrechten Schnitt gesehen - im Bereich des Gutstoff-Auslasses (1.2) den kleinsten Abstand zur Gehäuse-Innenwandung aufweist.

5. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Siebkorb (2) eine mit Durchbrechungen versehene Hülse (3) zugeordnet ist, die dem Siebkorb (2) vor- oder nachgeschaltet ist.

6. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkorb (2) eine offene Fläche pro Flächeneinheit aufweist, die von oben nach unten abnimmt.

7. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebkorb (2) eine offene Fläche pro Flächeneinheit aufweist, die im Bereich des Gutstoff-Auslasses (1.2) am kleinsten ist, und die um den Umfang des Siebkorbes (2) herum bis zu demjenigen Bereich abnimmt, der dem Gutstoff-Auslaß (1.2) diametral gegenüberliegt.

8. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Gutstoff- Sammelkammer zwischen dem Einlaß (1.1) und dem Auslaß (1.2) vergrößert.

9. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Siebkorb (2) zwischen Einlaß (1.1) und Gutstoff-Auslaß (1.2) verjüngt, und zwar vorzugsweise nach Art eines Kegelstumpfes.