EP2732094B1 - Drucksortierer - Google Patents

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EP2732094B1
EP2732094B1 EP12729158.1A EP12729158A EP2732094B1 EP 2732094 B1 EP2732094 B1 EP 2732094B1 EP 12729158 A EP12729158 A EP 12729158A EP 2732094 B1 EP2732094 B1 EP 2732094B1
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EP
European Patent Office
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suspension
screen
rotor
inlet
flow direction
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EP12729158.1A
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EP2732094A1 (de
Inventor
Martin Störzer
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/02—Straining or screening the pulp
    • D21D5/023—Stationary screen-drums
    • D21D5/026—Stationary screen-drums with rotating cleaning foils

Definitions

  • the invention relates to a pressure sorter for cleaning a pulp suspension with a Siebense rotationally symmetrical trained sieve element, which divides the pressure sorter in a Zulaufraum and a Acceptance space, the Zulaufraum with a suspension inlet and a Rejektauslauf and the Gutstoffraum with a Gutstoffablauf in connection and is in Zulaufraum a rotor is located with rotor blades whose axis of rotation corresponds to the Siebachse and rotates relative to the screen element.
  • Pressure screens are used in the processing of paper pulp suspensions, in order to process the pulp suspension in a wet sieving.
  • the fibers contained in the suspension are to pass through the openings as accept, while the unwanted solid constituents are rejected thereon and discharged as a reject again from the sorter. It is also conceivable to use for the separation of different fiber components, so the shorter of the longer fibers.
  • sorting holes round holes or slots are usually used.
  • pressure sorters of the type considered here are provided with screen scrapers having reaming surfaces moved past the screen. As a result, clogging of the screen openings is prevented in a manner known per se.
  • a Sieb thriftr become known, which is provided with wing elements for the clearance of the screen.
  • These wing elements have a hydrodynamic profile which extends over the entire length of the screen element of a screen basket. Due to the relative movement to the surrounding suspension, the wing element at the front gives a pressure and, behind it, a suction pulse clearing sieve. Thereby, a part of the suspension, which was rejected on the screen or has already passed through the screen as accepts, sucked back, whereby the screen openings are kept free or cleared.
  • the rotor blades are for example in the DE-OS 3701669 formed by surveys.
  • the object of the invention is therefore to reduce energy consumption and pulsations.
  • this object is achieved in that the distance between the axis of rotation and in the flow direction through the centroid of the perpendicular to the flow direction extending cross-sectional area of the suspension inlet going straight line is less than 1.0 times, preferably less than 0.7 times the radius of the screen element.
  • the suspension Since the suspension is not injected tangentially, it also has no or at least a reduced rotational flow when entering the inlet space. Consequently, exclusively or predominantly the rotor is responsible for generating the rotational flow in the inlet space.
  • the flow direction forms an angle of at least 10 °, preferably at least 20 ° and in particular at least 35 ° with all tangents on the screen element in the region of the suspension feed.
  • the suspension inlet In order to change the position of the centroid of the perpendicular to the flow direction extending cross-sectional area of the suspension inlet, the suspension inlet should have a flow cross section influencing, preferably adjustable aperture.
  • the flow direction in the suspension feed runs horizontally or inclined from above directly in front of the feed space, wherein the flow direction with the horizontal forms an angle between 0 and 90 °, preferably between 0 and 60 °.
  • the distance between the axis of rotation and the straight line passing in the flow direction through the centroid of the cross-sectional area of the suspension feed running perpendicular to the flow direction can be zero or greater than zero.
  • the axis of rotation should stand vertically.
  • other orientations, for example, lying arrangements are possible.
  • FIG. 1 can be seen a pressure sorter according to the invention with a screen element 2, here in the form of a cylindrical screen basket with vertical Siebachse 10, which divides the interior of the pressure sorter in an inlet space 3 and an accepts space 4.
  • a screen element 2 here in the form of a cylindrical screen basket with vertical Siebachse 10, which divides the interior of the pressure sorter in an inlet space 3 and an accepts space 4.
  • the pulp suspension 1 is fed via a suspension feed 11.
  • the rejected from the screening element 2 part of the pulp suspension 1 is conveyed as a reject 18 via the Rejektauslauf 12 from the inlet space 3.
  • this sieve scraper is formed by a rotor 5 rotating in the screen element 2 with rotor blades attached thereto.
  • the rotor 5 here has the form of a cylindrical drum, the axis of rotation 7 coincides with the Siebachse 10.
  • the rotor blades are arranged distributed over a plurality of perpendicular to the rotation axis 7 extending circumferential planes of the rotor 5.
  • the rotor blades are formed as elevations on the rotor 5, which accordingly have no radial distance to the rotor 5.
  • the running in the direction of rotation 16 of the rotor 5 cross-sectional area of the rotor blades is formed as a rectangle.
  • the rotor blades can also be designed differently, for example with a wing profile.
  • the pulp suspension 1 receives no or only a reduced angular momentum. This makes it possible to operate the rotor 5 at a lower speed, so that on the one hand less energy is required and on the other hand, lower pulsations emanate from the rotor 5.
  • the flow direction 14 forms on the suspension feed 11 with each tangent on the screen element 2 an angle 19 of at least 10 °, preferably at least 20 ° and in particular at least 35 °.
  • the suspension feed 11 can accordingly FIG. 4 have a flow cross-section changing, preferably adjustable aperture 8.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)

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 mit einem Suspensionszulauf sowie 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.
  • Drucksortierer werden bei der Aufbereitung von Papierfaserstoffsuspensionen eingesetzt, und zwar um die Faserstoffsuspension in einer Nasssiebung zu bearbeiten. Dazu enthält ein solcher, beispielsweise in der EP 1 124 003 A2 beschriebener und den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildender 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.
  • Unabhängig von der Gestaltung der Rotorflügel wird in der Praxis eine umfassende Wirkung der Rotorflügel durch ein Überlappen derselben in Umfangsrichtung angestrebt. Dabei sorgt die gleiche Gestaltung der Rotorflügel für eine Vergleichmäßigung der Wirkung.
  • Nachteilig sind bei den bekannten Drucksortierern jedoch neben der hohen Energieaufnahme auch Pulsationen, die bei Sortierern im Konstantteil zu Schwankungen beim Flächengewicht der Faserstoffbahn führen können. Die Pulsationen gehen dabei im Wesentlichen vom Rotor aus.
  • Die Dämpfung dieser Pulsationen ist mit erheblichem Aufwand verbunden und erfolgt bisher entweder über einen Pulsationsdämpfertank vor dem Stoffauflauf oder über eine spezielle Gestaltung des Gutstoffablaufs.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher den Energieverbrauch sowie die Pulsationen zu vermindern.
  • Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Abstand zwischen der Rotationsachse und der in Strömungsrichtung durch den Flächenschwerpunkt der senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes gehenden Geraden kleiner als das 1,0fache, vorzugsweise kleiner als das 0,7fache des Radius des Siebelementes ist.
  • Da die Suspension nicht tangential eingedüst wird, besitzt sie auch keine oder zumindest eine verminderte Rotationsströmung beim Eintritt in den Zulaufraum. Für die Erzeugung der Rotationsströmung im Zulaufraum ist folglich ausschließlich oder überwiegend der Rotor zuständig.
  • Dies wiederum erlaubt es, die Drehzahl des Rotors zu vermindern, was sich entsprechend positiv auf den Energieverbrauch sowie die Pulsationen auswirkt.
  • Die Maschine wird hierdurch einfacher. Außerdem wird die Wirkung des Rotors optimiert.
  • Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Strömungsrichtung mit allen Tangenten am Siebelement im Bereich des Suspensionszulaufs einen Winkel von mindestens 10° bildet, vorzugsweise von mindestens 20° und insbesondere zumindest 35° bildet.
  • Um die Lage des Flächenschwerpunktes der senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes verändern zu können, sollte der Suspensionszulauf eine den Strömungsquerschnitt beeinflussende, vorzugsweise verstellbare Blende besitzen.
  • Für eine optimale Einmischung der Suspension ist es von Vorteil, wenn die Strömungsrichtung im Suspensionszulauf unmittelbar vor dem Zulaufraum horizontal oder von oben geneigt verläuft, wobei die Strömungsrichtung mit der Horizontalen einen Winkel zwischen 0 und 90°, vorzugsweise zwischen 0 und 60° bildet. Des Weiteren kann der Abstand zwischen der Rotationsachse und der in Strömungsrichtung durch den Flächenschwerpunkt der senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes gehenden Geraden Null oder aber größer als Null sein.
  • Im Interesse einer gleichmäßigen Wirkungsverteilung sollte die Rotationsachse senkrecht stehen. Allerdings sind auch andere Ausrichtungen, beispielsweise liegende Anordnungen möglich.
  • Vorteile hinsichtlich Gestaltung und Funktion des Drucksortierers ergeben sich des Weiteren, wenn sich der Rotor innerhalb des Siebelementes befindet und das Siebelement zylindrisch ausgebildet ist.
  • Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
  • In der beigefügten Zeichnung zeigt:
    • Figur 1: einen schematischen Längsschnitt durch einen Drucksortierer;
    • Figur 2: einen Teil-Längsschnitt mit geneigtem Suspensionszulauf 11;
    • Figur 3: einen Querschnitt mit versetztem Suspensionszulauf 11 und
    • Figur 4: einen Suspensionszulauf 11 mit Blende 8.
  • In Figur 1 erkennt man einen erfindungsgemäßen Drucksortierer mit einem Siebelement 2, hier in Form eines zylindrischen Siebkorbes mit senkrechter Siebachse 10, welches den Innenraum des Drucksortierers in einen Zulaufraum 3 und einen Gutstoffraum 4 aufteilt.
  • In den Zulaufraum 3 wird über einen Suspensionszulauf 11 die Faserstoffsuspension 1 zugeführt.
  • In Folge des anliegenden Druckgefälles zwischen dem oben gezeichneten Suspensionszulauf 11 und dem unten liegenden Rejektauslauf 12 des Zulaufraumes 3 wird jedoch eine Transportströmung erzeugt.
  • Auf dem Weg dieser Transportströmung wird ein großer Teil der Faserstoffsuspension 1 bestimmungsgemäß durch das Siebelement 2 als Gutstoff 17 in den Gutstoffraum 4 abgeleitet und von dort über den Gutstoffablauf 13 abgeführt. Dabei tritt auch zumindest ein großer Teil der in der Faserstoffsuspension 1 enthaltenen Fasern in den Gutstoffraum 4 über.
  • Der vom Siebelement 2 abgewiesene Teil der Faserstoffsuspension 1 wird als Rejekt 18 über den Rejektauslauf 12 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 5 mit daran befestigten Rotorflügeln gebildet. Dabei hat der Rotor 5 hier die Form einer zylindrischen Trommel, wobei die Rotationsachse 7 mit der Siebachse 10 übereinstimmt.
  • Alle Rotorflügel haben hierbei die gleiche Form, was zu einer gleichmäßigen Wirkung auf die Faserstoffsuspension 1 und das Siebelement 2 führt.
  • Außerdem sind die Rotorflügel über mehrere senkrecht zur Rotationsachse 7 verlaufende Umfangsebenen des Rotors 5 verteilt angeordnet.
  • In Figur 1 sind die Rotorflügel als Erhebungen auf dem Rotor 5 ausgebildet, die dementsprechend keinen radialen Abstand zum Rotor 5 haben. Dabei ist die in Rotationsrichtung 16 des Rotors 5 verlaufende Querschnittsfläche der Rotorflügel als Rechteck ausgebildet.
  • Die Rotorflügel können jedoch auch anders, beispielsweise mit Tragflügelprofil ausgestaltet sein.
  • Bei dem hier verwendeten Drucksortierer erhält die Faserstoffsuspension 1 keinen oder lediglich einen verminderten Drehimpuls. Dies erlaubt es, den Rotor 5 mit geringerer Drehzahl zu betreiben, so dass einerseits weniger Energie erforderlich ist und andererseits auch geringere Pulsationen von dem Rotor 5 ausgehen.
  • Daher ist es wichtig, dass wie in Figur 3 zu erkennen, der Abstand 15 zwischen der Rotationsachse 10 und der in Strömungsrichtung 14 durch den Flächenschwerpunkt 6 der senkrecht zur Strömungsrichtung 14 verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes 11 gehenden Geraden Null oder wie hier größer als Null und kleiner als das 1,0fache vorzugsweise kleiner als das 0,7fache des Radius des Siebelementes 2 ist. Dabei bildet die Strömungsrichtung 14 am Suspensionszulauf 11 mit jeder Tangente am Siebelement 2 einen Winkel 19 von mindestens 10°, vorzugsweise zumindest 20° und insbesondere wenigstens 35°.
  • Um den Aufbau des Suspensionszulaufes 11 einfach gestalten zu können, aber dennoch die Lage des Flächenschwerpunktes 6 der senkrecht zur Strömungsrichtung 14 verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes 11 verändern zu können, kann der Suspensionszulauf 11 entsprechend Figur 4 eine den Strömungsquerschnitt verändernde, vorzugsweise verstellbare Blende 8 besitzen.
  • Zur Unterstützung der Transportströmung kann die Strömungsrichtung 14 im Suspensionszulauf 11 unmittelbar vor dem Zulaufraum 3 mit der Horizontalen einen Winkel 9 zwischen 0 und 60° bilden, d.h. gemäß Figur 2 nach unten geneigt sein.

Claims (8)

  1. Drucksortierer zum Reinigen einer Faserstoffsuspension (1) mit einem um eine Siebachse (7) rotationssymmetrisch ausgebildeten Siebelement (2), welches den Drucksortierer in einen Zulaufraum (3) und einen Gutstoffraum (4) aufteilt, wobei der Zulaufraum (3) mit einem Suspensionszulauf (11) sowie einem Rejektauslauf (12) und der Gutstoffraum (4) mit einem Gutstoffablauf (13) in Verbindung steht und sich im Zulaufraum (3) ein Rotor (5) mit Rotorflügeln befindet, dessen Rotationsachse (10) der Siebachse (7) entspricht und der relativ zum Siebelement (2) rotiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (15) zwischen der Rotationsachse (10) und der in Strömungsrichtung (14) durch den Flächenschwerpunkt (6) der senkrecht zur Strömungsrichtung (14) verlaufenden Querschnittsfläche des Suspensionszulaufes (11) gehenden Geraden größer als Null und kleiner als das 1,0fache, vorzugsweise kleiner als das 0,7fache des Radius des Siebelementes (2) ist.
  2. Drucksortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung (14) am Suspensionszulauf (11) mit einer Tangente am Siebelement (2) einen Winkel (19) von mindestens 10° bildet.
  3. Drucksortierer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung (14) am Suspensionszulauf (11) mit einer Tangente am Siebelement (2) einen Winkel (19) von mindestens 20°, vorzugsweise zumindest 35° bildet.
  4. Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung (14) im Suspensionszulauf (11) unmittelbar vor dem Zulaufraum (3) mit der Horizontalen einen Winkel (9) zwischen 0 und 90°, vorzugsweise zwischen 0 und 60° bildet.
  5. Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspensionszulauf (11) eine den Strömungsquerschnitt beeinflussende vorzugsweise verstellbare Blende (8) besitzt.
  6. Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (10) senkrecht steht.
  7. Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rotor (5) innerhalb des Siebelementes (2) befindet.
  8. Drucksortierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (2) zylindrisch ausgebildet sind.
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