DE68917150T2

DE68917150T2 - Siebanordnung.

Info

Publication number: DE68917150T2
Application number: DE68917150T
Authority: DE
Inventors: Alf Lindstroem; Joergen Lundberg
Original assignee: Sunds Defibrator Industries AB
Current assignee: Valmet AB
Priority date: 1988-11-17
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2009-10-17
Also published as: WO1990005807A1; NO178158C; NZ231402A; JP2825297B2; NO911931D0; SE8804161D0; FI95488C; AU4403389A; FI95488B; DE68917150D1; CA2003088C; ATE109225T1; US5232552A; EP0444051A1; AU621941B2; JPH04501745A; EP0444051B1; SE464473B; NO178158B; CA2003088A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sieben von Stoffsuspensionen zum Abscheiden von Verunreinigungen und anderen für ein Endprodukt ungeeigneten Stoffraktionen, wie groben Teilchen, nicht zerfasertem Material und schlecht verarbeiten Fasern.
Beim Sieben von Stoffsuspensionen ist eine hohe Stoffkonzentration von beispielsweise 3-5 % erwünscht zum Erzielen einer hohen Produktionskapazität und zum Verhindern von unnötig hohen Flüssigkeitstransporten im Siebsystem. Eine hohe Konzentration bedingt jedoch große Schwierigkeiten beim Abscheiden der unerwünschen Fraktionen aus dem Stoff (Zellstoff). Die Öffnungen in der Siebplatte werden leicht verstopft, und es ist schwer, die Verunreinigungen bei geringer Rückstandentnahme selektiv abzuscheiden. Diese Schwierigkeiten sind hauptsächlich ein Ergebnis der Rückstandeindickung, die dadurch erfolgt, daß die Flüssigkeit vorzugsweise zusammen mit der Gutstoffraktion durch die Siebplatte folgt. Dieses Problem wird bei herkömmlichen Sieben dadurch vermieden, daß der Rückstand durch Zusetzen einer weiteren Flüssigkeit verdünnt wird. Dies ist aus anderen Gründen unerwünscht, siehe oben.
Zur Lösung der obigen Probleme wurden verschiedene Siebkonstruktionen entwickelt.
Ein Beispiel ist die Anordnung von Flügelabschnitten an einem Drehelement, das entlang dem Siebelement bewegt wird und schnelle Reinigungsimpulse erzeugt, um hierdurch das Verstopfen der Sieböffnungen zu verhindern. Eine solche Konstruktion ist in der US-PS 4 328 096 gezeigt, von der die bekannten Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 abgeleitet sind. Das Problem der Rückstandeindickung ist jedoch weder gelöst, noch ist eine solche Vorrichtung bei hohen Stoffkonzentrationen anwendbar.
In der EP-Patentanmeldung 206 975 ist beispielsweise eine Siebvorrichtung gezeigt mit einem Siebzylinder und einem inneren Rotor, der mit Elementen versehen ist zum Erzeugen von Impulsen in der Stoffsuspension. Diese Elemente haben eine vorauseilende Querkante und dahinter eine gekrümmte Fläche, deren Abstand vom Siebzylinder allmählich zunimmt. Die vorauseilende Kante erzeugt einen positiven Druckimpuls, während die gekrümmte Fläche einen negativen Druckimpuls erzeugt, um hierdurch eine Abscheidung von Verunreinigungen auf der Siebplatte zu erzeugen. Bei dieser Konstruktion besteht jedoch die Gefahr, daß der Stoff in zu großem Ausmaß durch die vorauseilende Querkante herumtransportiert wird, wodurch die relative Geschwindigkeit zwischen dem Rotor und dem Stoff abnimmt, bis der Saugimpuls aufhört und der Siebvorgang stillsteht. Das Sieb verstopft, die Wirkung nimmt ab und der Gutstoffstrom hört auf. Die vorauseilende Querkante erzeugt darüber hinaus einen kräftigen kurzen Druckimpuls, der auf das Reinigen eine nachteilige Wirkung hat.
Eine ähnliche Konstruktion ist in der US-PS 4 200 537 gezeigt. Gemäß dieser Druckschrift kann der Rotor so angeordnet sein, daß er in unterschiedlichen Richtungen rotiert. Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform entspricht der genannten EP- Druckschrift und hat die angegebenen Nachteile. Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 enthält stattdessen eine schräge vorauseilende Fläche und eine nacheilende Querkante der Impulselemente. Dies gibt Anlaß zu Problemen beim Verdicken des Rückstands, wie oben festgestellt.
Die Erfindung schafft eine Lösung der oben angegebenen Probleme. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist so ausgelegt, daß sie das wirksame Sieben von Stoff bei hoher Konzentration, und zwar Stoffgut- und Rückstandkonzentration, möglich macht. Die Verschlechterung der Wirkung ist ferner gering.
Die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform der Zeichnung zeigt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Siebvorrichtung nach der Erfindung;
Fig. 2 dieselbe Vorrichtung im Schnitt II-II von Fig. 1.
Die Vorrichtung umfaßt ein luftdichtes Gehäuses 1 mit einem Einlaß 2 für die Stoffsuspension und Auslässe 3, 4 für Gutstoff bzw. Rückstand. Im Gehäuse 1 befindet sich ein zylindrisches Siebelement 5 mit vorzugsweise senkrechter Symmetrieachse. Der Stoffeinlaß 2 steht mit dem oberen Ende des Innenraums des Siebelements in Verbindung, während der Rückstandauslaß 4 mit dem unteren Ende des Siebelements in Verbindung steht. Der Gutstoffauslaß 3 ist mit einem Raum 6 verbunden, der sich um das Siebelement 5 erstreckt. Ein Auslaß 7 für grobe Rückstände (Ausschuß) steht mit dem Oberteil des Gehäuses 1 in Verbindung.
Innerhalb des Siebelements 5 befindet sich ein nicht perforierter zylindrischer Rotor 8, der sich entlang dem gesamten Siebelement erstreckt. Der Rotor 8 ist konzentrisch zum Siebelement, so daß eine Siebkammer 9 gebildet ist, die sich zwischen dem Rotor und dem Siebelement durchgehend herumerstreckt. Der Rotor 8 kann alternativ leicht konisch gebildet sein, wobei der größte Durchmesser dem Rückstandauslaß am nächsten liegt.
Der Rotor 8 ist mit wenigstens zwei Flügelelementen 10 versehen, die durch Tragelemente 11 so am Rotor befestigt sind, daß sie sich im Abstand vom Rotor 8 und vom Siebelement 5 in der Siebkammer 9 befinden. Die Flügelelemente 10 befinden sich im Abstand zueinander und erstrecken sich axial entlang dem Rotor. Ihre Länge in Umfangsrichtung ergibt ein Verhältnis zwischen ihrer Länge und der radialen Abmessung der Siebkammer 9 von 2:1 bis 6:1. Bei einem Rotordurchmesser von ungefähr 1 m kann die Länge der Flügelelemente in Umfangsrichtung beispielsweise 300-600 mm betragen. Der gegenseitige Abstand zwischen den Flügelelementen kann 150-400 mm betragen. Die Flügelelemente sollen ferner so angeordnet sein, daß, in Drehrichtung gesehen, ihre vorauseilenden Kanten in größerem radialen Abstand von der Rotorachse als ihre nachlaufenden Kanten angeordnet sind, wobei dieser Abstand stetig abnehmen soll. Der Abstand zwischen der vorauseilenden Kante und dem Siebelement 5 soll 5-40 mm betragen.
Die Flügelelemente 10 können sich axial entlang dem gesamten Rotor 8 oder in axial begrenzten Zonen erstrecken. Diese Zonen sind vorzugsweise durch durchgehende Trennwände mit Ausnehmungen begrenzt, die einen axialen Stoffdurchtritt zulassen. Die Flügelelemente in den verschiedenen Zonen sind zueinander in Umfangsrichtung versetzt. Die Flügelelemente 10 können so ausgelegt sein, daß sie axial gerade vorauseilende und nacheilende Kanten oder axial schräge vorauseilende und nacheilende Kanten haben.
Der Rotor 8 sollte mit einem Bodenring 12 versehen sein, der unten am Rotor angeordnet ist zum Abschirmen des Rückstandauslasses 4, um einen Kurzschluß zwischen der Einspritz- und Rückstandseite zu verhindern. Der Bodenring 12 bildet somit einen für den Rückstandstrom zugänglichen Bereich durch Ausbildung als Wand mit Ausnehmungen 13. Diese Ausnehmungen sollten bezüglich der nacheilenden Kante der Flügelelemente 10 mit Mindestabstand hierzu angeordnet sein. Die Ausnehmungen 13 sollen ferner so ausgebildet sein, daß sie längliche Verunreinigungen am Haften an den Kanten der Ausnehmungen hindern, d. h. die nacheilende Kante der Ausnehmungen muß in Drehrichtung nach hinten geneigt sein.
Die Stoffsuspension wird über den Einlaß 2 zur Siebkammer 9 geliefert. In der Siebkammer wird der Stoff axial zum Rückstandauslaß 4 bewegt, während der Rotor 8 mit den Flügelelementen 10 gleichzeitig eine Drehung des Stoffs bewirkt. Der Gutstoff wird hierdurch durch die Öffnungen im Siebelement 5 bewegt. Auf Grund der Form der Flügelelemente wirkt ein verhältnismäßig langer Saugimpuls auf das Siebelement, wenn sich ein Flügelelement 10 entlang der Oberfläche des Siebelements bewegt. Dies bewirkt, daß ein Teil der durch die Öffnungen im Siebelement ausgetretenen Flüssigkeit in die Siebkammer 9 zurückgesaugt wird. Hierdurch wird der Verdickung des Rückstands entgegegen gewirkt, d. h. die Rückstandkonzentration kann ohne Zufuhr von Verdünnungsflüssigkeit begrenzt werden.
Dadurch, daß die Vorrichtung ein Strömen der Stoffsuspension auch unterhalb der Flügelelemente 10 gestattet, wird eine günstige Aktivierung der Suspension erzielt. Zur gleichen Zeit, in der der Raum zwischen den Flügelelementen und dem Siebelement entlang den Flügelelementen zunimmt, nimmt der Abstand zwischen den Flügelelementen und dem Rotor ab. Hierdurch werden für das Sieben günstige Druck- und Geschwindigkeitsänderungen in der Stoffsuspension erzeugt und die Trennung der Stoffsuspension in Gutstoff und Rückstand gefördert.
Durch Unterteilen der Flügelelemente 10 in verschiedene axial begrenzte Zonen können die Druck- und Saugimpulse auf dem Siebelement verteilt werden, so daß die Belastungen am Siebelement verringert werden. Dies kann sich für große Abmessungen der Siebvorrichtung eignen.
Der Zweck der geneigten Anordnung der Flüsgelelemente besteht in der Verringerung der Gefahr, daß Verunreinigungen an der vorauseilenden Kante haften. Diese Gefahr hat sich jedoch als nicht so groß erwiesen, daß die Flügelelemente auf diese Weise ausgebildet werden müssen.
Zweck des Bodenrings 12 ist, einen Kurzschluß zwischen dem Einspritzeinlaß 2 und dem Rückstandauslaß 4 zu verhindern, d. h. die Stoffsuspension am teilweise unbehandelten Hindurchtreten durch die Siebkammer 9 zu hindern. Die Anordnung der Ausnehmungen 13 ist so gewählt, daß sie sich in der Stellung befinden, in der der Rückstand maximal konzentriert ist, was unmittelbar nach den durch die Flügelelemente 10 erzeugten Saugimpulsen sein sollte.
Das Siebelement 5 sollte mit einer Siebplatte versehen sein, die Unebenheiten, zum Beispiel Rillen, auf der Innenseite hat, um das Abscheiden des Gutstoffs zu erleichtern. Dies ist bei hoher Stoffkonzentration besonders vorteilhaft.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb der Erfindungsidee abgeändert werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Sieben von Stoffsuspensionen mit einem Gehäuse (1), in dem ein zylindrisches Siebelement (5) stationär angeordnet ist und den Stoff in Gutstoff und Rückstand unterteilt, einem Einlaß (2) für den Eintritt des Stoffs zur Einspritzseite des Siebelements (5), einem Auslaß (3) für den Gutstoff sowie einem Auslaß (4) für den Rückstand an einem Ende des Gehäuses und einem zum Rotor (8) konzentrischen Siebelement (5) in Form eines nicht perforierten Zylinders, der auf der Innenseite des Siebelements derart angeordnet ist, daß zwischen dem Rotor (8) und dem Siebelement (5) eine sich ganz herum erstreckende Siebkammer (9) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (8) mit wenigstens zwei Flügelelementen (10) versehen ist, die sich im Abstand von der Oberfläche des Rotorzylinders in axialer und Umfangsrichtung des Rotors in der Siebkammer (9) erstrecken, daß die Flügelelemente (10) in Umfangsrichtung eine Länge haben, die, bezogen auf die radiale Abmessung der Siebkammer (9), wenigstens 2:1 und höchstens 6:1 beträgt, und daß, in Umfangsrichtung gesehen, die vorauseilenden Kanten der Flügelelemente (10) in größerem radialen Abstand von der Achse des Rotors (8) angeordnet sind als die nacheilenden Kanten der Elemente und der Abstand kontinuierlich abnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelelemente (10) sich axial entlang dem gesamten Rotor (8) erstrecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelelemente (10) sich axial in begrenzten Zonen erstrecken, die durch sich ganz herum erstreckende Trennwände mit Ausnehmungen für den Durchtritt der Stoffsuspension begrenzt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorauseilenden und die nacheilenden Kanten der Flügelelemente (10) axial gerade sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorauseilenden und die nacheilenden Kanten der Flügelelemente axial geneigt sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelelemente (10) in Umfangsrichtung eine Länge von 300-600 mm und einen gegenseitigen Abstand von 150-400 mm haben.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Rückstandauslaß (4) am nächsten gelegenen Ende am Rotor (8) ein Bodenring (12) mit Ausnehmungen (13) angeordnet ist zum Einschränken des für den Rückstandstrom zugänglichen Bereichs.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (13) bezüglich der nacheilenden Kanten des Flügelelements (10) mit minimalem Abstand angeordnet sind.